Устройство для впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1975 года по МПК F02M41/02 F02M51/08 

кн регулятора с запорным органом дозирующего клапана выполнена в виде рычага.

На фнг. 1 изображено предложенное устройство; на фнг. 2-4 - варианты выполнения дознрующего клапана; на фиг. 5 и 6 - дозирующий клапан (варианты); па фиг. 7 - Бнускной трубопровод с перепускной магистралью; на фиг. 8 - разрез по А-А на фиг. 7.

В предложенном устройстве воздух поступает в корпус 1 воздухоочистителя в направлеинн, указанном стрелкой. Пройдя через фильтрующнй элемент 2, он попадает во впускной трубопровод, образованный диффузором 3, соединительным шлангом 4 н натрубком 5. В горловине днффузора установлена заслопка регулятора, выполненная в виде размещегпюй поперек воздуплного потока пластины 6.

Заслонка регулятора может быть выполнена также в виде поршня, неремещающегося перпендикулярно направлению движения воздушного нотока, или в виде поворотной пластины.

Велнчина неремещення нластины 6 в диффузоре 3 пропорциональна массе воздуха, проходящего через впускной трубопровод. Для обеспечения постоянной возвратной силы, ;|,ейСтвующей на пластину 6, а также для поддержания постоянного давления перед ней давление между нластиной 6 н установленной в натрубке 5 дроссельной заслонкой 7 должно быть постоянным.

Пластина 6 установлена на рычаге 8, размещенном па оси 9. (Трение между рычагом 8 и осью 9 должно быть минимальным).

Рычаг своим выступом действует на запорпый элемент 10 дозирующего клапана, выполнеппого в виде золотника. Запорный элемент 10 со стороны, противолежащей упору 11, контактирующему с выступом рычага 8, снабжен поршнем 12, установленным в рабочей камере 13 втулки 14 корпуса 15 дозирующего клапана. На поршень 12 давит топливо из напорной магистрали 16. Усилие на поршне 12 от этого давления является возвратной силой для пластины 6 заслонки регулятора.

Топливо в напорную магистраль 16 подается насосом 17, приводимым электродвигателем 18, из бака 19. Для поддержания постоянного давления в магистрали 16 установлен патрубок 20 с клапаном 21 ограничения давления. Из магистрали 16 топливо подается в канал 22, выполненный в корпусе 15. Канал 22 соединен с кольцевым пазом 23, выполненным во втулке 14. Паз 23 сообщен при помощи радиальных отверстий 24 с цилиндрическим отверстием 25, в котором располагается запорный элемент 10 с возможностью осевого движения. Сгзеретия 24 выполнены в то.м месте, где предусмотрена кольцевая проточка 26 на запорном элемепте 10. Поршень 12 перекрывает в большей или меньшей степени регулируемые радиальные прорези 27, выполненные во втулке 14. Из прорезей 27 отдозированное топливо попадает в каналы 28, подключенные к отдельным форсункам, размещенным на впускпом трубопроводе (на чертеже пе изображены).

Из кольцевого паза 23 оставшаяся часть топлива по каналу 29 поступает к кольцевому пазу 30 втулки 14. Паз 30 при помощи отверстий 31 сообщен со сливной магистралью 32, одновременно отверстия 31 через дроссель 33 сообщены с рабочей камерой 13. В каиале 29 также предусмотрен дроссель для уменьшения влияния колебаний давления в напорной магистрали па возвратное усилие на запорном элементе 10.

В сливной магистрали 32 установлен нерепускной клапан 34, выполненный с плоским

запорным элементом 35, размещенным на мембране 36. Незначительное перемещение мембраны 36 - перепускной клапан 34 открыт, и тонливо из сливной магистрали 32 по трубопроводу 37 направляется обратно в бак

19.

Мембрана 36 енабжена пружиной 38, опорная тарелка 39 которой выполнена подвижной и может перемещаться от воздушного привода 40 и дроссельной заслонки 7. Для

этого толкатель 41 опорной тарелки 39 контактирует с кулачком 42, установленным на оси 43 заслонки 7 с возможностью перемещения в осевом направлении от привода 40 и вращения от оси 43 при помощи угольной

ш.понки 44.

Кулачок 42 жестко соединен с мембраной 45 привода 40, нагруженной пружиной 46. Рабочая камера 47 привода 40 подключена к задроссельиому пространству впускного

трубопровода при помощи трубопровода 48.

В сливной магистрали 32 установлен редукционный клапан 49, подключенный параллельно перепускному клапану 34 при помощи трубопровода 50. От клапана топливо сливается

в бак 19 по патрубку 51. При помощи редукционного клапана 49 давление в сливной магистрали 32, а также па выходе напорной магистрали 16 и в рабочей камере 13 регулируется в зависимости от температуры, например,

охлаждающей жидкости двигателя. Следовательно, возвратное усилие на запорном элементе 10 также регулируется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Редукционный клацан 49 выполнен с плосКИМ запорным элементом 52, который установлен на мембране 53, снабженной пружиной 54. Последняя действует на мембрану в сторону закрытия запорного элемента 52. Топливо, поступающее по трубопроводу 50 к клапану 49, пройдя последний, попадает в камеру 55, из которой по патрубку 51 сливается самотеком в бак 19.

Так как давление в баке 10 примерно равно атмосферному, то и в камере 55 давление

тоже примерно атмосферное. Камера 56, отделенная от камеры 55 мембраной 53, является частью перепускной магистрали, соединяющей до- и задроссельное пространство впускного трубопровода. Входное отверстие 57 перепускной магистрали сообщено с входным

отверстием 58 в клапане 49, а выходное отверстие 59 в клапане 49 соединено с выходным отверстием 60 перепускной магистрали. В камере 56 установлен золотник 61, выполненный в виде поршня и регулирующий проходное сечение перепускной магистрали. Золотник 61 является опорной тарелкой пружины 54 и связан со штоком 62 датчика 63 температуры охлаждаюш,ей жидкости двигателя.

Если двигатель не прогрет, шток 62 вы.ходит из датчика 63 на небольшую величину, вследствие чего проходное сечение перепускной магистрали велико, а усилие пружины 54 на запорный элемент 52 мало. В связи с этим через редукционный клапан 49 большая часть топлива из магистрали 32 сливается. Давление топлива в рабочей камере 13 и возвратная сила на заслонке регулятора уменьшаются. Так обеспечивается обогащение смеси при прогреве двигателя.

Работает предложенное устройство следующим образом.

При прогретом работающем двигателе топливо забирается из бака 19 при помощи насоса 17, приводимого электродвигателем 18, и подается по напорной магистрали 16 к дозирующему клапану. Одновременно по впускному трубопроводу воздух засасывается в цилиндры двигателя, отклоняя пластину 6 от исходного положения при помощи винта 64.

В соответствии с перемещением пластины 6 при помощи рычага 8 перемещается запорный элемент 10 дозирующего клапана, который изменяет сечения радиальных прорезей 27.

Количество проходящего через эти прорези топлива зависит от положения пластины 6. Остальная часть топлива по каналу 29 направляется в рабочую камеру 13 и по сливной магистрали к клапанам 34 и 49.

Жесткая связь заслонки регулятора с запорным элементом 10 дает постоянную зависимость между количеством всасываемого в двигатель воздуха и впрыскиваемого топлива при характеристиках этих обоих органов, в достаточной мере линейных.

Требуемое обеднение или обогащение смеси достигают изменением возвратного усилия, действующего на запорный элемент 10.

Нагрузку и обороты двигателя измеряют по положению дроссельной заслонки 7, управляемой при помощи рычага 65, и по разрежению во впускном трубопроводе за дроссельной заслонкой 7. Величина затяжки пружины 38 перепускного клапана 34 изменяется в зависимости от этих величин путем поворота кулачка 42 и перемещения его в осевом направлении. При номинальной нагрузке дроссельная заслонка 7 полностью открыта - требуется обогащенная смесь. При этом усилие пружины 38. определяющее давление топлива в рабочей камере и величину возвратной силы на пластине 6, невелико, и запорный элемент 10 установлен в положении максимального открытия прорезей 27.

При уменьщении нагрузки усилие пружины

38 увеличивается, вызывая повышение давления топлива в камере 13. Вследствие этого уменьшается величина смещения запорного элемента 10 и пластины 6 и смесь обедняется. При работе двигателя на режиме принудитапьного холостого хода мембрана 45 значительно перемещает кулачок 42 против усилия пружины 46, вследствие чего 38 максимально затянута. Поэтому давление в рабочей камере 13 велико, и пластина 6 регулятора не смещается от своего исходного положения. Топливо в двигатель в это время не поступает.

При непрогретом двигателе обогащение смеси обеспечивается редукционным клапаном 49. вызывающим уменьшение давления в сливной магистрали 32 и камере 13. При прохождении части воздуха по перепускной магистрали напор воздушного потока на пластину

6 не соответствует положению дроссельной заслонки 7, в связи с чем пластина 6 соответственно имеет большее отклонение от исходного положения, и подаваемая в двигатель смесь обогащается.

Таким образом, давление в рабочей камере 13 и величина возвратного усилия на пластину 6 изменяются в зависимости от режимов работы двигателя.

В перепускном клапане 34 (см. фиг. 2) величина затяжки пружины 38 изменяется при помощи ползуна 66, который имеет только поступательное перемещение от мембраны 45. Величина смещения ползуна 66 зависит только от величины разрежения в задроссельном

пространстве .впускного трубопровода. Ползун 66 опирается на ролики 67 и имеет профилированную поверхность, контактирующую с толкателем 41 опорной тарелки 39. Регулирование перепускного клапана 34 производится

только по величине разрежения во впускном трубопроводе.

В перепускном клапане (см. фиг. 3) затяжка пружины 38 зависит только от положения дроссельной заслонки 7, поэтому па оси 43

дроссельной заслонки 7 жестко установлен кулачок 68, связанный с толкателем 41. При таком выполнении перепускного клапана 34 регулирование возвратного усилия на пластину 6 производится только в зависимости отиагрузки двигателя.

В перепускном клапане (см. фиг. 4) в мембране 36 выполнено отверстие 69. Благодаря этому достигается выравнивание давления по обеим сторонам мембраны 36, так как топливо из сливной магистрали после запорного элемента 35 направляется через мембрану 36 в трубопровод 37 и далее в бак 19. Вследствие этого изменение давления в баке 19 не влияет на величину усилия от мембраны 36 на

запорный элемент 35.

Для увеличения диапазона регулирования дозирующего клапана между последним и рабочей камерой установлен дополнительный редукционный клапан 70 (см. фиг. 5). Он ВД)1полней мембранным, На мембрану 71 клапана 70 с одной стороны действует давление топлива в напорной магистралн 16, а с другой стороны - усилие пружины 72 и давление атмосферного воздуха, поступающего через отверстие 73.

Для предотвращения воздействия на запорный элемент 10 колебаний давления воздуха во впускном трубопровод, передаваемых через пластину 6 и рычаг 8, что привело бы к неравномерной подаче топлива, порплень 12 двойного действия имеет дополнительную рабочую камеру 74, подключенную к каналу 29 через дроссель 75 параллельно основной рабочей камере 13 (см. фиг. 6). Такое выполнение дозирующего клапана приводит к демфированию и амортизации запорного элемента 10. Площадь поверхности порщня 12, воспринимающая давление топлива в камере 74, меньще площади поверхности порщня 12 в камере 13. Для выравнивания демпфирующего действия порщия 12 в обоих направлениях дроссель 33 должен быть меньше дросселя 75.

Изображенный на фиг. 7 перепускной клапан 34 имеет преобразователь перемещения дроссельной заслонки 7 и изменения разрежения во впускном трубопроводе-подвил ный в осевом направлении кулачок 42.

Кулачок 42 действует на рычаг 76 через ролик 77. Ось вращения рычага связана с опорной тарелкой 39 пружины 38. Плечо рычага 76 связано со щтоком 78 датчика температуры 79 через ползун 80. Одновременно на штоке 78 установлен залорный орган 81, размен1,енный в перепускной магистрали.

Таким образом, перепускной клапан регулирует давление в сливной магистрали не только в зависимости от нагрузки и числа оборотов двигателя, но также и в зависимости от температуры двигателя.

Следовательно, перепускной клапап выполняет одновременно функции редукционного клапана, установка которого в системе необязательна.

Предмет изобретения

1. Устройство для впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, содержащее размещенные во впускном трубопроводе дроссельную заслонку и заслонку регулятора, связанную с расположенным в корпусе за;порным элементом дозирующего клапана, установленного в напорной магистрали между подкачивающим насосом и форсунками, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности дозирования подачи топлива, запорный элемент со стороны, противолежащей его соединению с заслонкой регулятора, снабжен порщнем, установленным в предусмотренной в корпусе рабочей камере, соединенной с напорной магистралью, которая

после рабочей камеры подключена к сливной магистрали, снабженной по меньшей мере одним перепускным клапаном.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между рабочей камерой и напорной

магистралью установлен дроссель.

3.Устройство по пи. 1 и 2, отличающееся тем, что перепускной клапан снабжен воздушным приводом, подключенным к задроссельному пространству впускного трубопровода.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что в сливной магистрали установлен редукционный клапан, связанный с датчиком

температуры и включенный параллельно перепускному клапану.

5.Устройство по пп. 3 и 4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что между воздущным приводом и перепускным клапаном установлен преобразователь.

6.Устройство по п. 5, отличающееся тем, что преобразователь выполнен в виде ползуна, имеющего профилированную поверхность, контактирующую с толкателем запорного элемента перепускного клапана.

7.Устройство по п. 5, отличающееся тем, что преобразователь вьгаолнен в виде кулачка, контактирующего с толкателем запорного элемента перепускного клапана с приводом от оси дроссельной заслонки.

8.Устройство по пп. 2-7, отличающеес я тем, что между дозирующим клапаном и рабочей камерой в напорной магистрали установлен дополнительный редукционный клапан.

9.Устройство но пп. 2-8, отличающеес я тем, что в корпусе дозирующего клапана выполнены радиальные прорези, соединенные с полостью запорного элемента, на котором

выполнена кольцевая проточка, а поршень выполпен двусторонним и имеет дополпительную рабочую камеру, подключенную к напорной магистрали параллельно основной рабочей камере.

10. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что по меньше мере редукционный клапан выполнен с плоским запорным элементом, соединенным с мембраной, нагруженной пружиной, опорная тарелка которой выполнена

подвижной и связана с датчиком температуры.

11.Устройство по п. 10, отличающееся тем, что в мембране сделано отверстие.

12.Устройство по пп. 1, 2, отличающееся тем, что впускной трубопровод снабжен

перепускной магистралью, соединяющей до- и задроссельное пространство и имеющей заиорный орган, кинематически связанный с клапаном, например, перепускным.

13.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что связь заслонки регулятора с запорным элементом дозирующего клапана выполнена в виде рычага.

lij i ; |siSss:sssss4tT r-

C

ч f i p----- -i 1V (лj

jil liU .r:&:rzr fxf J

3i X

m .

jyyyj

6t-.

4- -ct-a- r

:S;

D

гй.

7

§

Ч 1- t i а

i h;rr:;:. 1 JferrirSf:

5 7

i, 1 39 36

I/ /

Ty: J

26

Фиг.6

46

J(5

22 JA 1

42