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

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам впрыска топлива. Известны системы впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания, содержащие установленные на впускном трубопроводе форсунки, соединенные с напорной магистралью, размещенные во впускном трубопроводе дроссельную заслонку и заслонку регулятора с пластиной, размещенной на рычаге, дозирующий клапан, регулирунадий орга которого установлен в напорной магис рали и снабжен поршнем, противолежащим элементу соединения регулирующего органа с рычагом пластины и расположенным в рабочей камере корпуса, подключенной к напорной магистрали и соединенной со сливной магистралью через перепускной клапан ,связанный с датчиком режима работы двигателя, например содержания кислорода в отработавших ra3ak, и два мембранных клапана, каждый из которьсх снабжен отвод ной трубкой и запорноймембраной,уста новленной между корпусным элементом и крышкой и образунвдей с ними рабочие полости, первая из которых подключена к напорйой магистрали, а вторая - сое динена через отводную трубку с одной иэ форсунок и через дозирующий клапан - с напорной магистралью l . Однако такие системы впрыска не обеспечивают точного дозирования подачи топлива при различных режимах работы, в связи с чем не достигается полное сгорание топлива в цилиндрах двигателя, а отработавшие газы имеют токсичные компоненты. Целью изобретения является снижение токсичности отработавших газов. Это достигается тем,что в предложенной системе впускной трубопровод выполнен с основным и дополнительными коллекторами, в каждом из которых установлена одна из форсунок, а каждый мембранный клапан снабжен упругим элементом, ; связанным с мембраной и имеющим устройство регулирования затяжки. В каждом мембранном клапане запорная мембрана может быть выполнена с дифференциальными рабочими поверхностями, а упругий элемент - в виде винтовой пружины и устройство регулирования затяжки последней - в виде подвижной опорной тарелки, кинематически связанной с приводным кулачком, имеющим вакуумный привод, подключенный

к эадроссельному пространству впускного трубопровода.

На чертеже изображена схематически предложенная система впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания.

В предложенной системе впрыска топлива для .форкамерного двигателя 1 внутреннего сгорания с искровым зажиганием воздух поступает от воздухоочистителя BU впускной трубопровод, образованный патрубком 2, диффузором 3, соединительным шлангом 4, вторым Псгтрубком 5, который соединен с основным коллектором 6, подключенным при помощи каналов 7 к рабочим камерам цилиндров двигателя 1, и с дополнительным коллектором 8, подключенным при помощи патрубков 9 к форкамерам двигателя 1.,В диффузоре 3 установлена пластина 10 заслонки регулятора, которая перемещается в диффузоре 3 пропорционально массе воздуха, проходящего через впускной трубопровод. Пластина 10 установлена на рычаге 11, размещенным на оси 12. Рычаг 11 своим выступом 13 действует на регулирующий орган 14 дозирующего клапана,выполненный в виде золотника Регулирующий орган 14 со стороны, противолежащей упору 15 для выступ 13, снабжен поршнем 16, установленны в рабочей камере 17 корпуса 18 дозирющего клапана.

Топливо от электроприводного насоса 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 давлении в напорной магистрали 20.

Дозирующий клапан обеспечивает регулирование подачи топлива, подаваемого к форсункам 23 и 24, первая из которых установлена на основном коллекторе 6, а вторая - на дополнительном коллекторе 8. Напорная магистрал 20 соединена с каналом 25, выполненным в корпусе 18 дозирующего клапана и имеющим выход в зоне кольцевой выточки 26 на регулирующем органе 14 дозирующего клапана. Регулирующий орган 14 своим поршнем 16 обеспечивает ту или иную степень перекрытия радиальных прорезей 27, соединенных каналами 28 и 29 соответственно с трубопроводами 30 и 31, подключенными соответственно к первому и второму Мембранному клапану. Первый мембранный клапан образован мембраной 32 закрепленной между крышкой 33 и корпусным элементом 34 и расположенной в крышке 33 отводной трубкой 35, которая подключена к трубопроводу 36, соединенному с форсункой 23, установленной на основном коллекторе 6.. в первом мембранном клапане первая рабочая полость 37, образованная крышкой 33 и мембраной 32, подключена к

выходу трубопровода 30 и через отводную трубку 35 и трубопровод 36 с форсункой 23, а вторая рабочая полость 38, образованная корпусным элементом 34 и мембраной 32, соединена с напорной магистралью 20 при помощи трубопровода 39, канала 40, выполненного в корпусе 18 дозирующего клапана, и канала. 25. Мембрана 32 нагружена с разных сторон усилием пружин 41 и 42, первая из которых опирается на крышку 33, а вторая - на опорную тарелку 43. Второй мембранный клапан образован мембраной 44, закрепленной между крышкой 45 и корпусным элементом 34, и расположенной в крышке 45 отйодной трубкой 46, которая подключена к трубопроводу 47, соединенному с форсункой 24, установленной на дополнительном коллекторе 8. Во втором мембранном клапане первая рабочая полость

48, образованная крышкой 45 и мембраной 44, подключена к выходу трубопровода 31 и через отводную трубку 46 и трубопровод 47 с форсункой 24, а вторая рабочая полость 49, образованная корпусным элементом 34 и мембраной 44, соединена через отверстия 50 и 51 со второй полостью 38 первого мембранного клапана и таким образом с напорной магистралью 20. Мембрана 44 нагружена с разных сторон усилием пружин 52 и 53, первая из которых опирается на крышку 45, а вторая на опорную тарелку 54.

Спорные тарелки 43 и 54 выполнены подвижными, и образуют устройства

регулирования затяжки пружин 42 и 53 первого и второго мембранных клапанов, и соединены с кулачком 55 соответственно через толкатели 56 и 57. Кулачок 55 через тяги 58 и 59 кинематически связан с мембраной 60 вакуумного привода 61, рабочая камера 62 которого подключена при помощи трубопровода 63 к основному коллектору 6 впускного трубопровода.

5 Напорная магистраль 20 через трубопровод 64 соединена с рабочей камерой 17 дозирующего клапана. Трубопровод 64 имеет гидравлический дроссель 65 И перепускной клапан, образованQ ный закрепленными в корпусе 66 мембраной 67 и патрубком 68, пружиной 69 и электромагнитной системой 70. Патрубок 68 перепускного клапана соединен со сливной магистралью -71.

В патрубке 5 впускного трубопровода установлена дроссельная заслонка 72,которая обеспечивает изменение разрежения в задроссельном пространстве впускного трубопровода. Дроссельная

0 заслонка 72 кинематически связана с педалью акселератора. Форсунка 23 размещена в зоне 73 сужения основного коллектора 6. Сужение 73 выполнено в виде сопла Ловаля. Так как трубопровод 63 подключен к основному кол5лектору 6, следовательно, рабочая камера 62 пневмопривода 61 подключена к эаяроссельному пространству впускного трубопровода. Работает система следующим образо При работающем двигателе топливо насосом из бака 19 подается по напор ной магистрали 20 к дозирующему клапану. Одновременно по впускному трубопроводу воздух засасывается в цили дры двигателя, отклоняя пластину 10 от исходного положения. Расход воздуха во впускном трубопроводе определяется положением дроссельной заслонки 72, управляемой педалью акселе ратора. В соответствии с перемещение пластины 10 рычагом 11 перемещается регулирующий орган 14 дозирующего клапана, который поршнем 16 изменяет проходное сечение радиальных прорезе 27. Количество топлива, проходящего через прорези 27, соответствует поло жению пластины 10. Жесткая связь зас лонки регулятора с регулирующим орга ном 14 обеспечивает возможность полу чения пропорционального соотношения между количеством воздуха и дозирова ным количеством топлива.Так как двига тель 1 является форкамерным, требуется дозирование подачи топлива отдельно для рабочих камер цилиндров и для форкамер. В зависимости от нагрузки двигателя педаль акселератора перемещает дроссельную заслонку 72,в результате изменяется разрежение во впускном трубопроводе. Изменение этого разрежения передается BaKysMHOMy приводу, который перемещает кулачок 55,изменяю щий натяжение пружин 42 и 53,и таким образом усилие, требующееся для откры тия мембранами 32 и 44 отводных трубок 35 и 46. Таким образом регулируются давления впрыска топлива из форсунок 23 и 24, которые могут быть различны и могут изменяться в зависимости от нагрузки по различным законам, определяемьлм кулачком 55. Подаваемая в форкамеры топливовоздушная смесь является обогащенной, в то время как в рабочие камеры цилин дров двигателя 1 топливо-воздушная смесь подается обедненной. Состав смеси,подаваемой в форкамеры, на режиме полных нагрузок обедняется, так как в противном случае вследствие обогащения смеси, подаваемой в рабочие камеры цилиндров двигателя 1, общий состав смеси в цилиндре оказался бы сильно обогащенным. что привело бы к образованию сажи при сгорании топлива. При регулировании двигателя изменением положения дроссельной заслонки 72 требуется чтобы топливо-воздушная смесь/подводимая в рабочие цилиндры, имела бы коэффициен избытка воздуха больше 1 (), т.е. была бы немного.обедненной. 86 В основной коллектор 6 топливо в отдозированном количестве впрыскивается перед сужением 73 из форсунки 23, к которой оно подводится из первой рабочей полости 37 первого мембранного клапана, пружина 42 которого определяет давление впрыска в основной коллектор 6. В дополнительный коллектор 8 топливо также в отдозированном количестве впрыскивается перед патрубками 9 из форсунки 24, к которой подводится из первой рабочей полости 48 второго мембранного клапана, пружина 53-которого определяет давление впрыска в дополнительный коллектор 8. Изменение пропорциональности между количеством подаваемых топлива и воздуха достигается также изменением силы давления на поршень 16, т.е. возвратного усилия на пластину 10. При этом режим работы двигателя, например состав отработавших газов, замеряется датчиком, котогялй выдает электрический сигнал, усиливаемый электрическим блоком. От последнего управлякядие импульсы подаются к электромагнитной системе 70 перепускного клапана,изменяюцего предварительное натяжение пружины 69.В связи с этим изменяется давление в трубопроводе 64, так как происходит перепуск части топлива по патрубку 68 в сливную магистраль 71, ив соответствии с этим изменяется давление в рабочей камере 17 корпуса 18 дозирующего клапана. Поэтому при одном и том же расходе воздуха через впускной трубопровод пластина 10 вследствие изменения возвратной силы смещается на разную величину и изменяется величина открытия радиальных прорезей 27. Таким образом регулируется изменение подачи топлива через все форсунки, установленные на двигателе 1, в то время, как первый и второй мембранные клапаны регулируют подачу топлива только из отдельных форсунок. При этом к электромагнитной системе 70 могут подаваться управляющие импульсы от преобразователей различных датчиков двигателя. Перепускным клапаном можно регулировать подачу топлива также во время пуска двигателя. Площади мембран 32 и 44, воспринимающих давление топлива, находящегося во вторых рабочих полостях 38 и 49, выполнены меньшими- площадей тех же мембран, обращенных к первым рабочим полостям, и таким образом мембраны 32 и 44, являющиеся запорными органами первого и.второго мембранных клапанов, выполнены с дифференциальными поверхностями. Такое вьтолнение системы впрыска позволяет обеспечить как независиое, так и зависимое регулирование подачи топлива в рабочие камеры илиндров и в форкамеры, в связи с Чем достигается подача в них топливовоздушной смеси заданного состава. В результате снижается токсичность отработавших газов. Формула изобретения 1, Система впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания, содержащая установленные на впускном трубопроводе форсунки, соединенные с напорной магистралью, размещенные во впускном трубопроводе дроссельную заслонку и заслонку регулятора с пластиной, размещенной на рычаге, дозирующий клапан, регулирующий орга которого установлен в напорной магис рали и снабжен поршнем, противолежащим элементу соединения регулирующего органа с рычагом пластины и рас(Положенным в рабочей камере корпуса, подключенной к напорной магистра ли и соединенной со сливной магистра лью через перепускной клапан, связан ный с датчиком режима работы двигателя, например содержания .кислорода в отработавших газах, и два мембранных клапана, каждый из которых снабжен отводной трубкой и запорной мемб раной, установленной между корпусным элементом и крышкой и образующей с ними рабочие полости,, первая из кото рых подключена к напорной магистрали а вторая - соединена через отводную трубку с одной из форсунок и через дозирующий клапан - с напорной магистралью, отличающаяся тем, что, с целью снижения токсичности отработавших газов, впускной трубопровод выполнен с основным и дополнительным коллекторами, в каждом из которых установлена одна из форсунок, а каждый мембранный клапан снабжен упругим элементом, связанным с мембраной и имеющим устройство рехулирования затяжки., 2. Система поп.1, отличающаяся тем, что в каждом мембранном клапане запорная мембрана выполйена с дифференциальными рабочими поверхностями. 3.Система по п.2, отличающаяся тем, что упругий элемент каждого мембранного клапана выполнен в виде винтовой пружины,а устройство регулирования затяжки последней - в виде подвижной опорной тарелки, кине матически связанной с приводным кулачком. 4.Система поп.З, отличающаяся тем, что кулачок кинематически связан с вакуумным приводом, подключенным к задроссельному пространству впускного трубопровода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент Франции № 2113004, кл. F02 D 3/00, 1972,