Система питания двигателя внут-РЕННЕгО СгОРАНия Советский патент 1981 года по МПК F02M25/28 

(54) СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машйнострое нию, в; частности двигателестроенню, к системам питания двигателей внутрен- Heix сгорания. Известны системы питания оввгателей внутреннего сгорания, сопержашне воздуховпусковой трубопровоо, подключенный к каждому цилиндру при помошн патрубков, распылитель, установлеввый в трубопроводе и подключенный к рвсхоояому баку с водой при помощи магястрапи, cнaб}keннoй регулятором расхода; в топливный насос, сна&кенный регулятором частоты вращения и рычагом убавления и связанный с регулятором ршгхоаа. В известных системах воду в Boatyxo .впускной трубопровод подают на переходных режимах, т.е. в период наибопе е сивного выноса двигателем токсичных веществ. В результате этого снижается токсичность отработавших газов . Однако, в известных системах попача воды осуществляетс.ябез учета условий эксплуатации двигателя. Цель изобретения - уменьшение токсичности путем повышения точности регулирования начала подачи воды и ее количества при изменении режима работы дви.-. гателя. Указанная цель достигается тем, что распылитель выполнен в виде группы форсунок, в магистрали установлен распре делитель, снабженный водной и воздушной полостями, из которых первая соединена с форсунками и расходным баком через поплавковый клапан, а вторая подк:л|рчена к регулятору расхода, причем последний выполнен в виде пневморедуктора и подключен к источнику сжатого воздуха. Кроме того, форсунки установлены во впускном патрубке каждого цилиндра, пневморедуктор связан с топлие ым насосом через рычаг управления и дополнительно соединен с впускным трубопроводом, а распределитель выполнен в виде корпуса с крышкой к снабжен поплавком для регулирования уровня воды в водной 1ЮЛОСТИ, и последняя подключена к распылигелям при помощи радиальных отверстий и о&цего регулировочного винта На фиг. I изображена общая схема системы; на фиг. 2 - продольный разрез распределителя и форсунки, устанавливаемой во впускном патрубке;на , 3 гшевморецук ор, продольный разрез. Система содержит распределитель I, совмещенный с поплавковой камерой. Полость поплавковой камеры сообщена трубкой 2 с расходной емкостью и 1ю лостью А пневморедуктора 3, соециненного трубкой 4 с источником сжатого воздуха (не указан). Поплавковая камер расгределителя трубкой 5 через подкачивакниий насос 6 или напрямую связана с РЕЮХОДНОЙ емкостью 7. Пневморедуктор соединен тягой 8 с рычаго(Л 9 управления регулятором топливного насоса. Распределитель I трубками 10 соединен с форсунками 11, установленными во впускных патрубках цилиндров воздуховпускного трубопровода 12. Полость В пневморедукт эа 3 сообщена с атмосферой или при помснци труЬки 13 с полостью воздуховпускного трубопровода Распределитель 1 содержит корпус 14, в котором выполнены радиальные каналы 15 (по числу цилиндров двигателя ), аксиальное отверстие под регулировочный винт 16, на цилиндрическую поверхность которого выходят каналы 1 Регулировочный винт снабжен конусом 17 и уплотнен резиновым кольцом 18, которое поджато гайкой 19. Поплавковая камера образована корпусом 14 и крышкой 20, уплотненной резиновым кольцом-21; к крьшже прива рена бобышка 22, в которую ввернут штуцер 23 под трубку, соо& ающую поп лавковую камеру с полостью А пневморедуктора. В крышке 20 установлен запорный механизм со штуцером 24, который уплотнен кольцом 25. Запорный механизм содержит корпус 26 клапана 27, фасонную гайку 28, поплавок 29 в стойку 30. Радиальные каналы штуцеры 31 соединены трубками Ю с форсунками 32, установленными во впус ных патрубках цилиндров и уплотненным прокладками 33. В нижней части форсун ки 32 выполнено калиброванное отверстие 34, перпендикулярное оси форсунки и расположенное по направлению овиже- ния воздуха. Прокладка 33 служит аля точного ориентирования отверстия форсу ки 32 по оси патрубка. Все детали и узлы распределителя форсунок 32 (фиг. 2) и соединительных трубок, контактирующих с водой или ее парами, выполнены из материалов, е гюовергающихся коррозии. Пневморедуктор 3 состоит из малого 35 н большого 36 корпусов, в которых монтированы детали и узлы. Шток 37 становлен во втулке 38, ввинченной в орпус 35 н уплотненной кольцом 39. Кольцо 40 установлено для уплотнения штока 37. Наружны конец . штока 37 оединен через тягу 41 с рычагом 9 управления регулятором топливного насоса или с одним из концов его рейки. Второй конец штока 37 (фиг. 3) снабжен буртиком для фиксации пружины 42 диафрагмы 43. Втулка штока со стороны защитного чехла 44 имеет буртик для ограничения хода штока. Седло 45 диафрагмы 43 со стороны полости В также снабжено буртнком для фиксации пружины 42 диафрагмы 43. На седле 45 диафрагмы, которое выполнено полым, установлена неподвижно диафрагма, которая закреплена между корпусами 35 и 36 и уплотнена вставкой 46. Корпуса 35 и 36 соединены болтами 47 с гайками 48. . Седло 45 диафрагмы уплотнено кольцом 49 по корпусу 36. На оси 50 смонтированы впускной 51 и выпускной 52 клапаны. Впускной клапан 51 подпружинен пружиной 53. Седж 54 закреплено между корпусом 36 и крьоикой подвода воздуха 55, которая поджата болтами 56. Штунер 57 предназначен для трубки, сообщающей воздуховпускной трубогфовод и полость В. Через штуцер 58 подводя/ сжатый воздух. Через щтуцер 59 и соединительную трубку полость А сообщена с поплавковой камерой. Тяга 41 одним концом соединена со штоком 37 с возможностью некоторого свободного перемещения, регулируемого гайкой 60, которая контрится в требуемом положении, другим концом тяга соединена с рычагом управления регулятором топливного насоса высокого давления или со свободным концом его рейки. Установку рас гфеделителя на двига-. геле (или машине) производят таким образом, чтобы при подаче минималь ного разрежения распределитель 1 из воадуховпускного трубопровода или без такового (в случае сообщения полости В пневморедуктора через штуцер 57 с атмосферой) не .происходило истечение воды через отверстия форсунок. Устройство работает следукяцим образом. 57 При изменении положения рычага управления регулятором топливного насо высокотх) ааилемия или его рейки при изменении нагрузки на овигатель в сто рону увеличения поаачи топлива тягой 4 выбирается зазор по месту соединения в штоке 37, при этом разрежение во впускном трубопровоце, определяемой частотой вращения коленчатого вала дизеля, передается через трубку 13, от крытый выпускной клапан 52 в возоушну полость поплавковой камеры (и расхоаной емкости в случае подачи воды в пос леднюю самотеком). Начиная с определенного положения р чага управления регулятором топливного насоса высокого давления или его рейки, осуществляется подача воды во впускные патрубки цилиндров. Зазор в сопряжении тяга 41 - шток 37 выбирается и шток 37, перемещаясь вправо, сжимает пружину 42 диафрагмы 43, за счет упругой силы пружины диаф рагма с седлом 45 также сдвигается вправо; закрывается выпускной клапан . 52 и, преодолевая усилие пружины 53, открывается впускной клапан 51 и сжатый воздух через- трубку 4, Крышку подвода воздуха 55, полость А и трубку 2 по ется в воздушную полость распределите ля 1 (и исходной емкости 7 ). В полос ти В пневмореоуктора действует разрежение, передающееся из впускного трубо провода (в случае соединения пневморе дуктора 3 с воздуховпускным трубопрово дом 12 трубкой 13, а не атмосферой). При постоянном гидравлическом сопротив лении магистрали (регулировочный винт своей кромкой, перемещаясь, может изменять сечение входного отверстия радиального канала - это предварительная регулировка) входное отверстие ра« диапьного канала 15 - трубка 10 - форсунка 11 давление воздуха в полости поплавковой камеры и разрежение у .отверстия форсунки определяет в кажд момент времени количество воды, подаваемой во впускной патрубок цилиндра. Сила давления воздуха на диафрагму со стороны полости А, сила упругости пружины 42 диафрагмы 43 и разрежение в полости В определяют давление воздуха, поступающего в распределитель I ( и расходной емкости 7). Положение што 37 определяет силу упругости пружины диафрагмы. Увеличение силы упругости пружины диафрагмы, вызванное увеличением подачи топлива, вьеывает увели9чение давления воздуха, поступающего в воздушную полость поплавковой камеры I. (и расходной емкости 7), что соответственно, увеличивает поапчу воды во впускные патрубки цилиндров дизеля. Увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя вызывает увеличение разрежения в полости В пневморедуктора, и как следствие этого, снижение давления редуцируемого воздуха в полостях А nnefjморедуктора 3, распределителя 1 (и расходной емкости 7) и уменьшение подачи воды в патрубки цилиндров при неизменном положении штока 37. Такая корректировка расхода воды имеет преимущество при (эксплуатации транспортных машин, когда подачу воды на режимах максималь .ной частоты вращения коленчатого вала двигателя (при движении с максимальным скоростями без груза) необходимо уменьшать. Как Только силы давления на диафрагму 43 с левой и правой стороны уравновешиваются (давление редуцированного воздуха достигнет соответствующей величины) впускной клапан 51 закрывается, подача воздуха под крышку 55 прекращается. При обратном ходе штока 37 открывается выпускной клапан 52 (за счет уменьшения силы упругости пружины 42 диафрагмы 43), часть воздуха через полость В сбрасывается во впускной трубосровод 12 (или атмосферу), давление его уменьшается, сила упругости пружины 42 диафрагмы 43 превышает силу давления воздуха на диафрагму 45, последняя с едлом 45 перемещается вправо, выпускной клапан 52 закрывается. Силы, действующие на диафрагму 43, вновь уравновешиваются, но уже при меньшем давлении редукцированного воздуха. Подобным же образом воздействует на диафрагму разрежение в полости В, вызывая открытие или закрытие выпускного клапдна 52 и соответственно изменяя давление редуцированного воздуха. Необходимую характеристику подачи воды в воздуховпускной трубопровод подбирают, исходя из условий эксплуатации двигателя и определяют величиной хода штока 37 (полного и активного), жестостью диафрагм 45, жесткостью пружин 42 и 53, площадью диафрагм 43, предеами редуцируемого давления, диапазоном зменения э зрежбния во впускном трубопроводе, гидравлическим сопротивлением агистрали входное отверстие радиальноо канала 15 - трубка 1О - форсунка 11. онструкция устройства предусматривает возможность изменения гидравлического сопротивления этой магистрали перемеще нием кромки регулировочного винта 16 изменения 1фохоаного сечения входных отверстий радиальных каналов. Использование предлагаемой системы при эксплуагации двигателей 1фи повышенных температурах окружакздего воздуха позволяет -подавать воду во впуск ные патрубки цилиндров при загрузке двигателя, начиная с 40-5О% и в количестве, необходимом для поддерживани оптимальным его теплового состояния и снижения токсичности отработавших газо Кроме того, введение воды во впускные патрубки цй шндров снижает зольность, коксуемость и уг масла. Эксш1уата ция устройства не требует больших затрат на обслуживание. Стоимость его изг товления невелика. Формула изобретения I, Система питания двигателя внутреннего сгорания, содержащая возоуховпускной трубопровод, подключенный к ка дому цилиндру ври помгади патрубка, распылитель, установленный в трубопроводе и подключенный к расходному баку с вопрй при помощи магистрали, снабжеиной регулятором расхода, и топливны насос, снабженный регулятором частот вращения и рычагом управления и свя занный с регулятором расхода, о т л и чаюшаяся тем, что, с целью уменьшения токсичности путем повышеНИН точности регулирования начала подачи воды и ее количества при изменении режима работы двигателя, распылитель выполнен в виде группы форсунок, в магистрали установлен распрецелитель, снабженный водной и воздушной полостями, из которых первая соединена с форсунками и расходным баком через поплавковый клапан, а вторая подключена к регулятору расходу, причем последний выполнен в вице пневморецуктора и подключен к источнику сжатого возоуха. 2.Система по п. 1, отличающая с я тем, что форсунки установлены во впускном патрубке каждого цилинцра. 3.Система по пп. 1, 2, о т л и ч аю ш а я с я тем, что пневморедуктор связан с топливным насосом через рычаг управления. 4.Система по пп, 1-3, отличают а я с я тем, что пневморедуктор дополнительно соединен с впускным трубопроводом. 5.Система по пп. 1-4, отличающаяся тем, что распределитель выполнен в виде корпуса с крьпикой и снабжен поплавком для регулирования .уровня воды в водной полости, и последняя подключена к распылителям при помощи радиальных отверстий и регулировочного винта. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Патент Великобритании NJ 1383308, кл. Р I В , опублик. 1975.

13

J

l

/

ж

5

) Ю

10

/

s

w

I

/0

/

./

Фиг. 2