Устройство для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1977 года по МПК F02N17/00 F02M53/06 

На фиг. 1 изображена схема предложенного устройства для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания; на фиг. 2 - форсунка, разрез; на фиг. 3-5 - форсунка, различные варианты выполнения.

Устройство для подачи топлива содержит форсунки 1, установленные на патрубках 2 впускного трубопровода 3 и подключенные при помощи трубопроводов 4 к дозатору 5. Дозатор 5 подключен к выходу насоса 6, подающего топливо из бака. В топливной камере 8 каждой форсунки 1 установлен электрический нагревательный элемент 9, подключенный к источнику через управляюидий блок 10, ко входу которого подключены датчики температуры 11-14 двигателя 15.

Топливная камера 8 (см. фиг. 2) форсунки отделена от полости патрубка 2 при помощи подпружиненного клапана 16, а нагревательный элемент 9 изолирован от корпуса 17 при помощи вставки 18. Датчик температуры 11 контролирует максимальную температуру топлива, датчик 12 - температуру охлаждающей жидкости, датчик 13 - температуру в головке, а датчик 14 - температуру всасьшаемого воздуха. Ко входу управляющего блока 10 подключен также выключатель 19, кинематически связанный с динамическим датчиком 20 потока воздуха во впускном трубопроводе 3. Датчик 20 управляет также дозатором 5.

При подключении к источнику питания нагревательного элемента 9 последний подогревает топливо, находящееся в камере 8 форсунки 1 до температуры, обеспечивающей ее испарение при впрыске в патрубок 2. Одновременно для хорошего распыла топлива давление, впрыска выбирают таким, чтобы при впрыске в самом узком сечении сопла форсунки 1 пары топлива достигали скорости звука что возмо Ю1о только при перепадах давления сверх критических. Максимальная температура нагрева топлива должна быть такой, чтобы не произощло самовоспламенения паров в патрубке 2. Количество тока, подводимого к элементу 9, регулируется блоком 10, который получает сигналы от датчиков 11-14. Одновременно блок 10 получает сигнал от выключателя 19, который предотвращает чрезмерный перегрев топлива в форсунке 1 и неуправляемую подачу при неработающем двигателе 15, прекращая расход топлива через форсунку 1. Одновременно блок 10 должен обеспечить подогрев топлива в форсунке 1 перед включением стартера. Электронагревательные элементы 9 могут быть выполнены в виде терморезисторов с релейной характеристикой, которые имеют резкий скачок сопротивления при превыщении заданной температуры и, следовательно, уменьшенную теплоотдачу. При таком выполнении элементов 9 датчик температуры 11 не требуется.

Для бесперебойной работы двигателя необходимо, чтобы нагревательный элемент 9 в форсунке 1 равномерно обтекался топливом и не могли образовьшаться местнь)е пузырьки паров топлива, которые полностью или частично перекрывали бы проточные течения в форсунке 1 Если скорюсть потока топлива через нагревательный элемент 9 мала, что может возникнуть при больших проход, ных сечениях, это может привести к парообразованию, блокирующему нагревательную поверхность элемента 9 и вызьшающему работу двигателя 15 с перебоями. При этом теплоотдача от элемента 9 умепьщается. Скорость потока топлива в форсунjQ ке 1 должна быть такой, чтобы раэрьтать образующиеся пузырьки паров топлива, а потери давления в форсунке 1 не должны превышать 10-15% давления в момент открытия клапана 16.

Нагревательньш элемент (см. фиг. 2) вьшолнен 16 в виде спирали 21 и расположен концентрично клапану 16, нагруженному пружиной 22. При этом клапан 16 не должен касаться спирали, которая обеспечивает высокую теплоотдачу топлива, вследствие интенсивного омьшания.

20В изображенной на фиг. 3 форсунке 1 клапан 16

снабжен жестко установленным на нем грузом 23, который окружен спиралью 21, помещенной во вставку 18. По пространству между вставкой 18 и грузом 23 интенсивно проходит топливо, и вследствие увеличенной нагревательной поверхности (диаметра спирали) в форсунке 1 клапан 16 может быть вьшолнен коротким.

В изображенной на фиг. 4 форсунке 1 нагревательный элемент вьшолнен в виде электропровод0 ного покрытия 24 на вставке 18, образующей втулку вокруг клапана 16. Между покрытием 24 и клапаНом 16 образована узкая кольцевая щель, по которой протекает топливо с такими скоростями, при которых происходит хорошая теплопередача. 5 Так как в направлении потока топлива к выходу из форсунки перепад температуры между топливом и поверхностью покрытия 24 уменьшается, для выравнивания теплоотдачи в форсунке 1 толщина покрытия 24 выполнена увеличивающейся в направле0 НИИ выхода топлива из форсунки.

В изображенной на фиг. 5 форсунке 1 нагревательный элемент выполнен в виде втулки 25 из электропроводного Материала, которая расположена концентрично клапану 6. При таком вьшолне5 НИИ объем топливной камеры 8 также получается малым. Вьшолнение втулки 25 из материала, образующего терморезистор с релейной характеристикой, обеспечивает саморегулирование теплопроизводительности нагревательного элемента. При на0 греве втулки до заданной температуры, при которой возможен нагрев топлива с малым образованием пузырьков пара на втулке 25, электросопротивление втулки 25 резко возрастает, вследствие чего подача тока умсныпается, снижая теплопроизводительность нагревательного элемента. Пузырьки пара уносятся потоком топлива, температура втулки 25 снижается, вследствие чего уменьшается ее сопротивлепие, а подача тока увеличивается и обеспечивается зад;1ниая высшая теилопроизводательиость нагревательного элемента. При этом скачок

сопротивления втулки 25 не должен находиться в области крекинга топлива, который происходит при температурах свыше 33° С.

Для уменьшения влияния электросопротивления втулки 25 подводы 26 и 27 для присоединения к проводам 28 источника питания расположены диаметрально, при этом подвод 26 расположен на внешней поверхности втулки 25, а подвод 27 внутренней. Чтобы подводы 26 и 27 не влияли на поток топлива между клапаном 16 и втулкой 25 последняя со стороны входа топлива вьшолнена с конусной отбортовочной кромкой на которой выполнены подводы 26 и 27.

Вьшолнение нагревательного элемента в виде

спирали 21, покрытия и втулки 25, расположенных концентрично клапану 16, позволяет получить малый объем топливной камеры 8 форсунки 1. В период пуска двигателя топливо быстро подогревается до заданной температуры во всем объеме топливной камеры 8 и уже перед соплом форсунки 1 находится частично в паровой фазе. Доля пара увеличивается с расходом топлива. Когда в момент пуска расход топлива увеличивается от нуля до заданной величины, все топливо, подаваемое форсункой 1 во впускной патрубок, переходит в газообразное состояние, в результате чего надежность пуска двигателя повышается. Чтобы двигатель не заглох при переходе с режима холостого хода на режим максимального ускорения объем камеры должен быть около восьми цикловых подач на режиме холостого хода.

6 Формула изобретения

1.Устройство для подачи топлива в 1ши1атель внутреннего сгорания по патенту № 462351, о т л ичаюшееся тем, что, с целью улучшения пусковых характеристик двигателя, электрический нагревательный элемент расположен концентрично пусковому клапану.

2.Устройство по п. 1 отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде втулки.

3.Устройство по п. 1,отличающееся тем. что нагревательный элемент выполнен в виде спирали.

4.Устройство по п. I,отличающееся тем, что нагревательный элемент вьшолнен в виде покрытия на теплоизолирующей вставке.

5.Устройство по п.4, отличающееся тем, что толщина покрытия увелитвается в направлении потока, проходящего в топливной камере форсунки.

6.Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что клапан снабжен грузом, свободно установленным на нем и размещенным между клапаном и нагревательным элементом.

7.Устройство по пп. 1,2,5, и 6,о тличающее с я тем, что на втулке предусмотрены диаметрально расположенные подводы для присоединения к проводам источника питания.

8.Устройство по п. 7,отличающееся тем, что втулка со стороны входа топлива вьшолнена с отбортовочной кромкой, на которой предусмотрены подводы.

7

W

Фт.З

18