Система впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1978 года по МПК F02D3/00 F02M51/02 

На чертеже схематично показана описываемая система.

В системе впрыска топлива для форкамерного двигателя 1 внутренного сгорания с искровым зажиганием воздух поступает от воздухоочистителя (на чертеже не показан) во впускной трубопровод, образованный патрубком 2, диффузором 3, соединительным шлангом 4, вторым патрубком 5, который соединен с основным коллектором 6, подключенным при помощи каналов 7 к рабочим камерам (на чертеже не показаны) цилиндров двигателя, и дополнительным коллектором 8, подключенным при помощи патрубков 9 к форкамерам (на чертеже не показаны) двигателя. В диффузоре 3 установлена пластина 10 заслонки регулятора. Пластина 10 перемещается в диффузоре 3 пропорционально массе воздуха, проходящего через впускной трубопровод. Пластина 10 установлена на рычаге 11, размещенном на оси 12. Рычаг II своим выступом 13 воздействует на регулирующий орган 14 дозирующего клапана, выполненный в виде золотника. Регулирующий орган 14 со стороны, противолежащей упору 15 для выступа 13, снабжен порщнем 16,установлен-, ным в рабочей камере 17 корпуса 18 дозирующего клапана.

Топливо от электроприводного насоса (на чертеже не показан) подается из бака 19 в напорную магистраль 20, которая имеет патрубок 21 с установленным в нем редукционным клапаном 22, обеспечивающим перепуск топлива обратно в бак 19 при избыточном дав тении в напорной магистрали.

Дозирующий клапан обеспечивает регулирование подачи топлива при постоянном перепаде давления, поддерживаемом ме.мбранны.ми клапанами, выполненны.ми в корпусе 18 и крынше 23 дозирующего клапана. Мембранные клапаны образованы .ме.мбраной 24, закрепленной между корпусом 18 и крыщкой 23, и патрубками 25 и 26, закрепленными в корпусе 18. Мембрана 24 с патрубком 25 образует первый мембранный клапан, а с патрубком 26 - второй мембранный клапан. Патрубок 25 соединен при помощи трубопровода 27 с форсункой 28, установленной на основном коллекторе 6, а патрубок 26 при помощи .трубопровода 29 соединен с форсункой 30, установленной на одном из патрубков 9 дополнительного коллектора 8. (Количество вторых мембранных клапанов выполняется равны.м количеству форкамер двигателя, хотя на чертеже показан только один второй мембранный клапан).

Напорная магистраль 20 соединена с каналом 31, имеющим выход в зоне кольцевой выточки 32 на регулирующем органе 14 дозирующего клапана. Регулирующий орган 14 своим порщне.м 16 обеспечивает в той или иной степени перекрытие радиальных прорезей 33, соединенных при помощи каналов 34 с первы.ми рабочилчи полостями 35 и 36 соответственно первого и второго мембранных клапанов. Первые рабочие полости 35. и 36 мембранных клапанов выполнены на стороне патрубков 25 и 26.

Напорная магистраль 20 соединена с трубопроводом 37, который через патрубок 38, имеюП1ий гидравлический дроссель 39, подключен к

второй рабочей полости 40 первого мембранного клапана, а через патрубок 41, имеющий гидравлический дроссель 42, подключен к второй рабочей полости 43 второго мембранного клапана. Одновременно трубопровод 37 соединен с вь:полненной в корпусе 44 сливных клапанов камерой 45.

Напорная магистраль 20 через трубопровод 46 соединена с рабочей камерой 17 порщня 16 дозирующего клапана. Трубопровод 46 снабj жен гидравлическим дросселе.м 47 и перепускным клапаном, образованныл; закрепленными в корпусе 48 мембраной 49 и патрубком 50, с пружиной 5 и электро.магннтной систе.мой 52. Патрубок 50 перепускного клапана при помощи трубопровода 53 подключен к сливной .магистрали 54.

Сливная магистр аль 54 при-помощи трубопроводов 55 и 56 соединена с основным и дополнительным сливными клапанами. Основной сливной клапан образован закрепленной между крыщкой 57 и корпусом 44 ме.мбраной 58 и закрепленным в крыщке 57 патрубком 59, который подключен к трубопроводу 55. Полость 60 между мембраной 58 и крыщкой 57 при помощи трубопровода 61 соединена со второй рабочей полостью 40 первого мембранного клапана. Ме.мбрана 58 нагружена с обеих сторон усилием пружин 62 и 63, первая из которых опирается на крыщку 57, а вторая - на опорную тарелку 64. Дополнительный сливной клапан образован закрепленной между крышкой 65 и корпусом 44 мембраной 66 и закрепленны.м

0 в крыщке патрубком 67. Полость 68 между мембраной 66 и крыщкой 65 при помощи трубопровода 69 соединена со вторыми рабочи.ми полостями 43 всех вторых .ме.мбранных клапанов. Мембрана 66 нагружена с обеих сторон

, усилием пружин 70 и 71, первая из которых опирается на крыщку 65, а вторая - на опорную тарелку 72. Камера 73, образованная мембраной 66 и корпусом 44, при помощи отверстий 74 сообщена с ка.мерой 45, подключенной к трубопроводу 37.

Опорные тарелки 64 и 72 вьпюотнены подвижны.ми, образуя регулирующие элементы основного и дополнительного сливных клапанов, и соединены с кулачком 75 соответственно через толкатели 76 и 77. Кулачок 75 через тяги 78 кинематически связан с педалью акселератора 79, являющейся управляюгци.м органом двигателя.

Форсунка 28 раз.мещена в зоне сужения 80 основного коллектора 6. Сужение 80 выполнено в виде сопла Лаваля, а во впускном

0 трубопроводе установлена дроссельная заслонка (на чертеже не показана), расположенная до разделения на основной 6 и дополнительный 8 коллекторы и кинематически связанная с педалью акселератора 79.

Система работает следующим образом.

5 При работающем двигателе топливо насосом из бака 19 подается по напорной магистрали 20 к дозирующе.му клапану. Одновре.менно по впускному трубопроводу воздух засасывается в цилиндры двигателя, отклоняя пластину 10 от исходного положения. В соответствии с перемещением пластины 10 рычагом 11 перемещается регулирующий орган 14 дозирующего клапана, который поршнем 16 изменяет проходное сечение радиальных прорезей 33. Количество топлива, проходящего через прорези 33, соответствует положению пластины. Жесткая связь заслонки регулятора с регулируюиди.м органом 14 обеспечивает возможность получения пропорционального соотношения между количеством воздуха и дозированным количеством топлива. Так как двигатель 1 является форкамерным, то требуется дозирование подачи топлива отдельно для рабочих ка.мер цилиндра и для форкамер. При этом требования к равномерности распределения смеси по рабочим ка.мерам цилиндров значительно ниже, чем требования к равномерности распределения смеси по форкамерам. Поэтому в основном коллекторе установлена одна форсунка 28, впрыскивающая топливо в зоне сужения 80, а в каждую форкамеру топливо подается отдельной форсункой 30, расположенной на патрубках 9 и подключенной к одному из вторых мембранных клапанов. При этом подаваемая в форка.меры топливовоздущная с.месь является обогащенной, в то время как в рабочие камеры цилиндров двигателя топлпвовоздушная смесь подается обедненной. Состав смеси, подаваемой в форкамеры, на режи.мах полных нагрузок должен обедняться, так как в противном случае вс.тедствие обогащения смеси, подаваемой в рабочие камеры цилиндров двигателя, общий состав смеси в цилиндре окажется сильно обогащенным, что приведет при сгорании топлива к образованию сажи. При регулировании нагрузки двигателя, задаваемой педалью акселератора 79 и положением дроссельной заслонки во впускном трубопроводе, требуется, чтобы топливовоздущная смесь, подводимая в рабочие камеры цилиндров, имела коэффициент избытка воздуха больше 1 (), т. е. была немного обедненной.

Регулирование подачи топлива в зависимости от нагрузки обеспечивается поворотом кулачка 75 от педали акселератора 79. Кулачок 75 через толкатели 76 и 77 смещает опорные тарелки 64 и 72, в связи с чем изменяется напряжение пружин 63 и 71. В результате этого изменяется перепад давления, ifpi котором происходит открытие сливных клапанов, т. е. момент отхода reмбpaн 58 и 66 от патрубков 59 л 67. При это.м из.менеиие перепада давления для смещения мембраны 58 вызывает изменение перепада давления открытия в первом мембранном клапане, т. е. смещения мембраны 24 от патрубка 25, а из.менение перепада ;1авления для смендения мембраны 66 вызывает изменение перепада давления открытия соответственно во вторых мембранных клапанах, т. е. с.мепдения мембранр 24 относительно патрубков 26.

Пзменепие пропорциональности между количеством подавае.мых топлива и воздуха достигается также изменением силы давления на поршень 16, т. е. возвратного усилия на пластину 10.. При этом режим работы двигателя, напрп.мер состав отработанных газов, замеряется датчиком (на чертеже не показан), который выдает электрический сигнал, усиливаемый электрически.м блоко.м (па чертеже не показа- ;. От

последнего управляющие импульсы подаются к электромагнитной системе 52 перепускного клапапа, изменяющей предварительное натяжение пружины 51. В связи с этим изменяется давление в трубопроводе 46 вследствие перепуска части топлива ио 50 в сливную .магистраль и соответственно изменяется давление в рабочей камере 17 корпуса 18 дозирующего клапана. Поэтому при одноми том же расходе воздуха через впускной трубопровод пластина

10 вследствие изменения возвратной силы смещается на разную величину, в связи с чем изменяется величина открытия радиальных прорезей 33. От последних топливо в отдозированном количестве наиравляется по каналам 34 в первые рабочие полости .35 п 36 .мембранных

к,тапанов, из которых при отходе мембраны 24 от патрубков 25 и 26 подается к форсункам 28 и 30. Формой кулачка 75 задают требуемый перепад давления на ме.мбранных клапанах, в связи с чем изменение количества топлива, впрыскиваемого через форсунку 28, не влияет на из.мснение количества топлива, впрыскивае.мого через форсунки 30, есл-; это изменение регулируется сливными клапанами. Перепускной клапан обеспечивает изменение впрыска топлива через все форсунки, Прп этом к электромагнитной системе могут подаватьс-я управляющие импульсы в зависп.мости от показаний различных датчиков режп.мов работы двигател е и.

Площадь мембран 58 п 66, воспринимающих давление топлива. находяи1егося в камерах 45 и

73, В15Ц1о,:нены меньшими площадей тех же мембран, обращенных к полостям 60 п 68, и таким образо.м эти ме.мбраны. являюии1еся загюрны.мп органа.ми сливных клапанов, выпо,шены с дифференциальными поверхностями.

Такое выполнеппе предлагаемо системы позволяет обеспеч1 ть неза,В симое рег Л 1ровапие подачи топлива в рабочие камеры цилиндров двигателя и в форкамеры, в с чем достигается подача в них топливовоздхщной смеси заданного состава, вследствие чего снижается токсичность отработанных газов.

Формула изобретения

1. Система впрыска топлпва для дв гателя внутреннего сгорания, пре 1мущественно форкамерного, содержащая х тановленные на впускном трубопроводе форсунки, соединенные с напорной 1а истралью, распол()женнь С во впускном трубопроводе дроссельную заслонку и заслонку регулятора с пластиной, размещенной на рычаге, дозируюци1Й клапан, регул 1рующ 1Й орган которого установлен в напорной .iar icTрали п снабжен норшнем, противолежащим соединению регулирующего органа с рычагом пластины п расположенным в рабочей камере корпуса, подключенной к напорной магистрал соединенной со магпстралью через перепускной клапан, связанный с режима работы дв 1гателя, .мер содержапия кислорода в отработаннь х газах, выпо,тненные в корпусе доз 1рующего мембранные клапапы с двумя рабочими полостями.