Корректирующее устройство топливного насоса дизеля Советский патент 1992 года по МПК F02M43/00 F02D23/02 

Изобретение относится к области дви- гатёлестроения, в частности к системе автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания (ДВС), преимущественно дизелей.

Регуляторы топливных насосов современных ДВС оснащаются устройствами для корректирования подачи топлива в зависи- м оети оТ давления наддува, например регулятор RQV-К фирмы Роберт Бош. В связи с тбМ. что коррё Ктор по наддуву непосредственно взаимодействует с регулятором, то он должен развивать значительные перестановочные усилия, что обеспечивается применением чувствительного элемента, являющегося одновременно и исполнительным механизмом, с довольно большим диаметром мембраны. Это является существенным недостатком корректора по наддуву, так как увеличение диаметра мембраны чувствительного элемента приводит к увеличению габаритов устройства и регулятором в целом, вызывает сложности компоновки и в итоге ограничивает область его применения.

Более совершенным является (соррек- тор, который принимается в качестве прототипа. В этом корректоре чувствительный элемент, реагирующий на давление наддува, оснащен гидравлическим сервомотором, развивающим Значительные усилия, необходимые для взаимодействия с регулятором. Корректор содержит корпус, подпружиненный поршень с осевым каналом, золотник с регулирующей кромкой и датчик контролируемого параметра, связанный с золотником, причем поршень взаимодействуете дозирующим органом насоса и размещен в корпусе с возможностью осевого перемещения и образования с ним рабочей полости, связанной со сливом через осевой канал поршня и сливное окно, выполненное в боковой стенке поршня, а золотник установлен в осевом канале поршня с возможностью возвратяо-поступательного перемещения и перекрытия регулирующей кромкой сливного окна. Золотник связан с мембраной чувствительного элемента датчика давления наддува. В качестве рабочей среды используется масло из системы смазки двигателя. Применение сервомотора позволило сконструировать корректор с малыми габаритами и большим перестановочным усилием, благодаря чему он может применяться на топливных насосах с большими цикловыми подачами.

Существенным недостатком прототипа являются его ограниченные функциональные возможности, так как он корректирует подачу топлива только по одному параметру

- по давлению наддува Для современных топливных насосов дизельных двигателей этого недостаточно. К ним предъявляются требования по корректированию подачи

топлива не менее чем по двум параметрам. Наиболее важными считаются такие параметры, как давление наддува, вязкость топлива, температура отработавших газов, атмосферное давление.

0 Целью изобретения является повышение эффективности корректирующего устройства.

Указанная цель достигается тем, что корректирующее устройство, содержащее

5 корпус, подпружиненный поршень с осевым каналом, золотник с регулирующей кромкой и датчик контролируемого параметра, связанный с золотником, причем поршень взаимодействует с дозирующим

0 органом насоса и размещен в корпусе с возможностью осевого перемещения и образования с ним рабочей полости, связанной со сливом через осевой канал поршня и сливное окно, выполненное в боковой стенке

5 поршня, а золотник установлен в осевом канале поршня с возможностью возвратно- поступательного перемещения и перекрытия регулирующей кромкой сливного окна снабжено датчиком второго контролируе0 мого параметра, а золотник снабжен приводом вращательного движения, связанным с чувствительным элементом упомянутого датчика, причем регулирующая кромка золотника выполнена наклонной.

5 Датчик второго контролируемого параметра может быть выполнен в виде вязкостного датчика, а привод вращательного движения - в виде зубчатой рейки, кинематически связанной с чувствительным эле0 ментом датчика второго контролируемого параметра, и шестерни, установленной на золотнике.

На чертеже показано корректирующее устройство,

5 Устройство содержит корпус 1, в котором установлены датчики контролируемых параметров двигателя (датчик давления наддува и датчик вязкости топлива), а также сервомотор, состоящий из поршня 2 золот0 ника 3 и пружины 4.

Чувствительным элементом датчика давления наддува является эластичная мембрана 5, зажатая по периметру между корпусом 1 и крышкой 6, в которой имеется

5 штуцер 7 для подвода наддувочного воздуха (Рк). Мембрана 5 имеет жесткий центр 8, который взаимодействует с пружиной 9 и связан с золотником 3 с помощью тарелки 10 и буртика 11, имеющегося на хвостовике 12 золотника 3. Тарелка 10 постоянно поджата пружиной 9 к жесткому центру 8, Золотник 3 снабжен приводом вращательного движения, состоящим из шестерни 13, жестко связанной с золотником 3, и зубчатой рейки 14. На торце золотника 3 имеется регулирующая наклонная кромка 15.

Чувствительный элемент датчика вязкости топлива включает в себя систему дросселей (не показаны) и исполнительный поршень 16. Давление топлива (Рт) в чувствительном элементе зависит от его вязкости и воздействует на исполнительный поршень 16 чувствительного элемента, нагруженный пружиной 17, Поршень 16 связан с зубчатой рейкой 14, находящейся в зацеплении с шестерней 13 золотника 3.

Поршень 2 сервомотора имеет возможность перемещаться вдоль своей оси в цилиндрической расточке корпуса 1 и образует с его стенками рабочую полость 18, в которую через штуцер 19 поступает рабочая среда (Рс) от источника давления, в данном случае масло из системы смазки двигателя. В поршне 2 имеется осевой канал 20, который через окно 21 сообщен с рабочей полостью 18 и через окно 22 - с полостью слива. В осевом канале

20расположен золотник 3 с регулирующей кромкой 15с возможностью перекрытия окна 21. Поршень 2 имеет звено 23 для связи с дозирующим органом топливного насоса (или с рычагами регулятора, взаимодействующими с дозирующим органом).

Работает корректирующее устройство следующим образом.

В зависимости от величины давления наддува (Рк), поступающего к мембране 5, она, взаимодействуя с пружиной 9, устанавливает золотник 3 во вполне определенное положение, соответствующее конкретному значению давления наддува. При этом поршень 2 сервомотора займет такое положение, при котором давление рабочей среды (Рс) в рабочей полости 18 будет уравновешиваться усилием пружины 4, то есть поршень 2 займет равновесное положение, которое будет обеспечиваться соответствующим открытием регулирующей кромкой 15 золотника 3 окна 21. В этом случае устанавливается такое проходное сечение, образуемое окном

21и регулирующей кромкой 15, при котором давление в рабочей полости 18, воздействующее на поршень 2, создает усилие, равное встречному усилию пружины 4.

Изменение положения золотника 3 изменяет проходное сечение окна 21 и, как следствие, давление в рабочей полости 18, нарушая равновесие поршня 2, который под действием разности сил переместится вслед за регулирующей кромкой 15 в новое равновесное положение, то есть поршень 2

будет отслеживать положение регулирующей кромки 15 золотника 3. Поскольку поршень 2 через звено 23 связан с дозирующим органом топливного насоса, то при переме- 5 щении поршня 2 будет изменяться и подача топлива: при увеличении давления наддува золотник 3 и поршень 2 под действием мембраны 5 перемещается в сторону увеличения подачи топлива (на чертеже вниз по

0 стрелке + qu), а при уменьшении давления наддува, наоборот, в сторону уменьшения подачи топлива.

Корректирование подачи топлива в зависимости от его вязкости осуществляется

5 воздействием на золотник второго датчика. На чертеже показан только исполнительный поршень 16 этого датчика, который под действием давления Рт, зависящего от вязкости топлива, перемещается в цилиндрической

0 расточке корпуса 1, взаимодействуя с пружиной 17. Так как исполнительный поршень 16 связан с зубчатой рейкой 14, находящейся в зацеплении с шестерней 13, то при движении поршня происходит разворот зо5 лотника 3. При этом изменится положение регулирующей кромки 15 и соответственно положение поршня 2. Профиль наклонной кромки 15 выбран таким образом, чтобы каждому значению вязкости топлива (и дав0 лению Рт в чувствительном элементе) соответствовало требуемое положение поршня 2. Варьируя профилем регулирующей кромки, то есть изменяя наклон на различных ее участках, можно обеспечить любой задан5 ный закон корректирования подачи топлива в зависимости от контролируемого параметра, в данном случае от вязкости топлива.

По конструктивным соображениям датчики давления наддува и вязкости топлива

0 можно поменять местами, тогда исполнительный поршень 16 вязкостного корректора будет обеспечивать возвратно-поступательное перемещение золотника 3, а мембрана 5 датчика давления наддува - вращательное движение

5 Кроме того, в корректоре может быть использована и другая комбинация из любых двух датчиков, контролирующих параметры двигателя и окружающей среды.

0 Таким образом, заявляемое корректирующее устройство обладает широкими функциональными возможностями и существенными преимуществами перед прототипом и может применяться на различных

5 типах двигателей, обеспечивая коррекцию подачи топлива по двум наиболее важным параметрам. Использование заявляемого устройства позволит обеспечить самые высокие требования, предъявляемые к современным и перспективным топливным

насосам двигателей внутреннего сгорания. Устройство позволяет достаточно просто в малых габаритах обеспечить заданные законы корректирования по выбранным параметрам двигателя и окружающей среды.

Применение заявляемого корректирующего устройства позволит повысить технический уровень и конкурентоспособность топливных насосов двигателей внутреннего сгорания за счет улучшения их экономичности, экологических характеристик и повышения ресурса.

Формула изобретения 1. Корректирующее устройство топливного насоса дизеля, содержащее корпус, подпружиненный поршень с о севым каналом, золотник с регулирующей кромкой и датчик контролируемого параметра, связанный с золотником, примем поршень взаимодействует с дозирующим органом насоса и размещён в корпусе с возмо жностью осево- го перемещения и образования с ним рабочей полости, связанной со сливом через осевой канал поршня, и сливное окно, вы0

5

0

t

полненное в боковой стенке поршня, а золотник установлен в осевом канале поршня с возможностью возвратно-поступательного перемещения и перекрытия регулирующей кромкой сливного окна, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, устройство дополнительно снабжено датчиком второго контролируемого параметра, а золотник снабжен приводом вращательного движения, связанным с чувствительным элементом упомянутого датчика, причем регулирующая кромка золотника выполнена наклонной.

2.Устройство поп.1,отл ичающее- с я тем, что датчик второго контролируемого параметра выполнен в виде вязкостного датчика,

3.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что привод вращательного движения выполнен в виде зубчатой рейки и шестерни, зубчатая рейка кинематически связана с чувствительным элементом датчика второго контролируемого параметра, а шестерня установлена на золотнике.

Использование: двигателестроение, в частности автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: устройство состоит из датчика давления наддува, датчика вязкости топлива и сервомотора, содержащего поршень 2, золотник 3 и пружину 4. Датчик давления наддува с помощью мембраны 5 перемещает золотник 3 вдоль оси, а датчик вязкости поршнем 16 и зубчатой рейкой 14 вращает его, изменяя положение наклонной регулирующей кромки 15, которое отслеживается поршнем 2 сервомотора, связанным с дозирующим органом топливного насоса. В устройстве может быть применена любая комбинация из этих и других датчиков, контролирующих параметры двигателя и окру- , жающей среды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. 8 (л с -РТ XJ 00 N xi -N fO 23 К дозирующему органу носка