Система подачи топлива в дизель Советский патент 1993 года по МПК F02M55/04 

Изобретение относится к двигателест- роению, устройствам подачи топлива к двигателям внутреннего сгорания (преимущественно дизелям), может быть использовано в производстве и в процессе эксплуатации дизелей. : , -.1C

Известна система пбдачи топлива в дизель, содержащая впрыскивающий насос с всасывающей и отсечной hoJioCtnMH, трубопровод питания, по меньшей мере, одно устройство противоволновой защиты, сообщенное с всасывающей и отсечной полостями насоса и выполненное в виде герметичной расширительной камеры с одной подвижной стенкой, т.е. демпфер, причем объем камеры изменяется под воздействием гидродинамического возмущения.. -, - ,.: v .; , ,: -: : ,, . ;. ,..

Недостаток аналога - низкие значения собственных частот колебаний подвижной стенки устройства, выше кртррйх оно не эффективно, наличие подвижных, изнашивающихся узлов и деталей.

Известна другая, наиболее близкая к заявляемой система подачи топлива в дизель, содержащая впрыскивающий насос с всасывающей и ртсечной полостями, трубопровод питания, по меньшей мере одно устройство противоволновой защиты, сообщенное с всасывающей и отсечной полостями насоса с одной стороны и трубопроводом питания с другой/выполненное в виде герметичной оболочки, продольная ось которой совпадает с осью трубопровода питания, причем объем оболочки изменяется под действием гидродинамического возмущения.

Недостатком прототипа является то, что упругая оболочка не обеспечивает реализацию резервов наполнения насосов.

Кроме того, такие оболочки недостаточно надежны при воздействии неблагоприятных внешних факторов и гидродинамических возмущений,

Все это вместе взятое снижает надежность прототипа.

Цель изобретения - повышение надежности устройства & работе.

Поставленная цель достигается тем, что оболочка снабжена перегородками, разделяющими внутреннее пространство оболочки на расширительные камеры постоянного объема, причем в каждой из перегородок выполнены отверстия, образующие общий с трубопроводом гидродинамический канал с площадью поперечного сечения не меньшей, чем площадь поперечного сечения трубопровода. При этом оболочка со стороны днища снабжена запорным органом, в перегородках выполнены дополнительные

отверстия, образующие с оболочкой по меньшей мере одну гидравлическую линию, связанную с атмосферой через запорный орган, а площадь поперечного сечения гидравлической линии меньше площади поперечного сечения гидродинамического

канала. ,,; .} .... .;. ;;..: ;/:: Расширительные камеры постоянного объема предназначены для локализаций в полости насоса кинетической энергий гидродинамического возмущения, трансформации последней в энергию гидравлического удара, увеличивающего давление топлива в полости наполнения (отсечки).

За счёт указанного повышения давления повышается качество - надежность наполнения впрыскивающего насоса.

Наличие расширительных камер постоянного объема предполагает выполнение перегородок и корпуса оболочки жесткими. Это позволяет исключить разгерметизацию оболочек от воздействия механических и термических повреждений.

Гидравлическая линия, связывающая между собой и атмосферой расширительные камеры, позволяет осуществить удаление оседающих в камерах загрязнений за счёт использования энергии гидродинэмического возмущения и создает дополнительное гидродинамическое сопротивление движению прямых волн.

Таким образом отличительными признаками от прототипа следует считать жесткое исполнение оболочек и наличие в них

неподвижных перегородок с отверстиями и

дополнительными отверстиями, образующих расширительные камеры постоянного

объема, причем отверстия образуют гидроДинамический канал, а дополнительные отверстия гйдрайлическую линию, связанную с атмосферой через запорное устройство.

На чертеже изображена принципиальная схема системы подачи топлива в дизель.

Система включает трубопровод 1 питания, устройства 2 противоволновой защиты, выполненные в виде герметичных оболочек, продольные оси которых совпадают с продольной осью трубопровода 1. Устройства- облочки 2 сообщены с одной стороны с трубопроводом, с другой - со всасывающей и отсечной полостями 3 впрыскивающего насоса 4. Оболочки 2 имеют жесткие корпуса 5 и расширительные камеры 6 неизменяемОго объема, Камеры 6 образованы дисками 7, имеющими отверстия 8 и дополнительные отверстия 9. Отверстия 8 и 9 образуют гидродинамический канал и гидравлическую линию соответственно. Причем площадь поперечного сечения доиТельного отверстия 9 составляет ядка.3-6% площади отверстия 8. рен няя полость корпуса 5, точнее гид

ическая линия, связана с атмосферой з запорный орган 10. Выход топлива из 5 опроводэ 1 ограничивается подпорным аном 11. В целях сокращения числа ус- ств 2 в системе устройства могут быть новлены в направлении оси полости убка) 3.10 Система действует следующим обраГопливо поступает в трубопровод 1, усство 2 и полость 3 насоса А из внешней

йеной системы (не показана) в направ- 15

и стрелки А под давлением подкачки

оддерживаемым подпорным клапаном

асос 4 принимает топливо из полости

одает его в цилиндр дизеля (не пока....:.;.. /Л V. . :. , . 20 ередование фаз рабочего процесса нэ- 4 сопровождается возникновением одинамического возмущения потока ива в полости 3. Наиболее сиотнымис- иком возмущения является отсечка 25 чи топ лива насосом 4, когда из насоса

тнр в полость имальном давлении

3 выбрасывается при

п макс гв

впрыска РВпр

торая часть топлива. Выброс сопродается образованием и перемещением 30

травлении стрелок С прямой волны дав- я с амплитудой РтмакР1 Рп. Проходя че- этверстия 8 и не деформируя при этом ус 5 и диски 7, волны отражаются от

В Не

лен рез кор pact жрительных камер 6 в направлении ис-

том те

гид

Дит зан дав улу

тел

ика возмущения - насоса 4. В результзэнергия

одинамического возмущения перехо- энергию гидроудара. Вследствие ука- ого перехода в полости 3 повышается ение топлива на всасывании насоса 4 и иается наполнение последнего. Три наличии в диске 7 одного дополни- юго отверстия 9 энергия прямой волны

разделяется на две составляющие. Первая составляющая, как было указано, направляется в отверстия 8, образующие гидродинамический канал, вторая составляющая направляется в гидравлическую линию, об- разо занную дополнительными отверстиями 9. 3;:есь энергия второй составляющей ис- поль зуется для предотвращения осаждения в нижней части камер 6 устройства 2 загрязнений, выделяющихся из топлива, и удаления ;ггих загрязнений через периодически открываемый запорный орган 10.

Относительно небольшая площадь се- чени) отверстия 9 по сравнению с площадью отверстия 8 или введение второй гидравлической линии, расположенной ди50

5

0 5

0

5

0

5 0 5

аметраль н б прбтивополо жн о первой, не ухудшают защитных функций устройства 2.

Приведенные ниже примеры иллюстрирует эффективность изобретения. Сравнение с прототипом выполнялось на стенде, включающем впры скйва нэйдий насос дизеля 6ЧН 18/22, внешнюю топливную систему и трубопровод питания со съемными участками. Вместо указанных участков могли быть установлены устройства 2, выполненные в виде упругих или жестких оболочек. В остальном условия опыта были идентичными.

В опыте 1 выполнялось сравнение упругих оболочек (дюритов) и изобретения, имеющего расширительные камеры только С отверстиями 8. Регулировка насосов выполнялась в обоих случаях только на номинальных режимах (ход рейки мм)- и давлении Рп 6,2 МПа, причем качество регулировки, оцениваемое средним квадратичным отклонением W,У гТрЬтб т йпа было выше. :; , ; .. V / . .

Изобретение обеспечило на номинальном ( мм) и долевом (Н 12 мм) режимах топливоподачй большие средние величины обьемных подач Топлива Vcp одним насосом, а на долев ом режиме, кроме того, - большую равномерность объемных подач топлива всеми насосными секциями (табл.1).

Опыт 2 был поставлен на том же стенде с использованием изобретения, имеющего иную внутреннюю комплектацию. Были использованы диски с отверстиями 8, с одним и двумя дополнительными отверстиями, причем в .последнем случае дополнительные отверстия были расположены диаметрально противополб жнб. . :

Дренаж устройства 2 описанной конструкции осуществлялся без затруднений. Результаты опыта 2 отражены в табл.2.

Из табл.2 видно, что три названных варианта комплектации устройства: с гидродинамическим каналом, одной и двумя гидравлическими линиями обеспечили идентичные средние значения обьемной подачи топлива Vcp при.Рп - 0,2 и 0,5 МПа, а варианты с гидравлическими линиями имели при Рп. 0,1 МПа большие значения Vcp по сравнению с вариантом гидродинамического канала.

Кроме того, у средства с двумя линиями отмечены наибольшие значения максимального давления впрыска РВпрмакс. Отмеченные обстоятельства говорят об отсутствии негативного влияния линий на рабочий процесс устройства, а указанный некоторый рост РвпрМ81СС свидетельствует даже об улучшении качества наполнения насосов.

Итак, вследствие установки в трубопровод питания описанных устройств с расширительными камерами постоянного объема повышается надежность системы подачи топлива за счет улучшения наполнения насосов и исключения повреждения корпуса устройства, у; у--.;;;;.:;х- У;. ; --.-у ..: ...

В результате улучшаются характеристики впрыска и сгорания топлива, исключаются утечки топлива, что ведет к повышению экономичности дизеля на 1-3% (в зависимости Ьт режима нагружения), снижает трудоемкость обслуживания (регулировки) дизеля. . .-.;;: : ; л.;.. ;- :-

Ф о р м у л а и зо б ре т ем и я

постоянного объема, причем в каждой из перегородок выполнены отверстия, образующие общий с трубопроводом гидродинамический канал с площадью поперечного сечения не меньшей, чем площадь поперечного сечения трубопровода.

Таблица 1

Т а б л и ц а 2