Система подачи топлива в дизель Советский патент 1982 года по МПК F02M55/00 

1

Изобретение относится к топливоподающей аппаратуре преимущественно дизелей.

По основному авт. св. № 842210 известна система подачи топлива в дизель, содержащая насос высокого давления, нагнетательный клапан, подпитывающую магист- 5 раль, дополнительный канал и невозвратный клапан, причем, насос связан с подпитывающей магистралью и соединен через нагнетательный клапан и трубопровод высокого давления с форсункой, а невоз- ,Q вратный клапан размещен в дополнительном канале, который одним концом связан с трубопроводом высокого давления, а другим - с подпитывающей магистралью, причем, дополнительный канал другим концом постоянно связан с подпитывающей 15 магистралью и содержит дроссель 1.

В известном решении обеспечено повыщение эффективности работы системы благЬдаря увеличению начального давления. Однако известное решение позволяет уве- ,0 личить начальное давление лишь до ограниченной величины. Это связано с тем, что создание начального давления происходит как при волнахразрежения в нагнетательном трубопроводе, так и при повышенных

давлениях импульсов отсечки в подпитывающей магистрали.

В последнем случае возможно суммирование импульсов давления отсечки и импульсов волн давления в нагнетательном трубопроводе. Сложение этих импульсов может привести к подъему иглы форсунки и подвпрыску. Для устранения такого явления приходится снижать верхний предел возможного повышения начального давления. Это снижение достигается ограничением расхода топлива из подпитывающей магистрали в нагнетательный трубопровод с помощью дросселя. Но недостатком дросселя является то, что он уменьшает энергию импульса, открываюшего невозвратный клапан, в том числе на режимах малых нагрузок и малых частот вращения. В результате, на ряде таких режимов приданном дросселе прекращается открытие невозвратного клапана, а следовательно - создание начального давления. Кроме того, известное решение требует применения дополнительного штуцера на нагнетательном трубопроводе для связи его с подпитывающей магистралью, как это делается, например в системах с разветвленными трубопроводами, Однако такие решения проводят к увеличению объема нагнетательной магистрали, что снижает эффективность повышения начального давления.

Целью изобретения является повышение эффективности двигателя и топливной аппаратуры путем увеличения возможного предела повышения начального давления, а также путем уменьшения нежелательного прираш.ения объема нагнетательной магистрали.

Указанная цель достигается тем, что дополнительный канал снабжен упругой мембраной, установленной между невозвратным клапаном и концом канала, постоянно связанным с подпитывающей магистралью, причем дроссель размешен в мембране.

На фиг. 1 приведена схема варианта выполнеия системы; на фиг. 2 - осциллограмма работы системы, давление в трубопроводе высокого давления; на фиг. 3 - осциллограмма давления в трубопроводе низкого давления - подпитывающей магистрали, причем а - до использования предлагаемого решения, б - после применения предлагаемого решения.

Система содержит насос высокого давления 1 со втулкой 2 и плунжером 3, нагнетательным клапаном 4 в седле 5, отсечным и всасываюшим отверстием 6 во втулке 2, связанным с подпитывающим каналом 7 и через штуцер 8 - с подпитывающей lyiaгистралью 9. Штуцер 10 нагнетательного клапана 4 с помощью переходника 11 связан с конусным ниппелем держателя 12, с ниппелем 13 трубопровода 14 высокого давления, благодаря накидной гайке 15 и сухариками 16. Гайка 15 выполнена с отверстием, больщим, чем наружный диаметр ниппеля 1-3, что совместно с сухариками 16 позволяет вести монтаж элементов без демонтажа деталей основной системы топливоподачи. Держатель 12 выходит в окно 17 переходника 11 и имеет канал 18, выходящий в полость 19 над невозвратным клапаном 20, размещенным в седле 21, и поджатом проставкой 22 и штуцером 23 к держателю 12. Перед клапаном 20 установлена мембрана 24, содержащая дроссель 25 заданного проходного сечения. Трубопровод 26 со штуцером 27 завершает дополнительный канал связи подпитывающей магистрали 9 с трубопроводом 14 высокого давления.

Система работает следующим образом.

При отсечке подачи и разгрузке трубопровода 14 высокого давления с помощью нагнетательного клапана 4 в трубопроводе 14 появляются волны давления и разрежения. Волна разрежения, подходя к клапану 20, открывает его и топливо из дополнительного канала, включающего полость держателя 12, полость за клапаном 20 и полость трубопровода 26, подсасывается в трубопровод 14. При этом в трубопроводе

14 растет давление, являющееся начальным перед очередным циклом впрыска топлива (фиг. 2). Открытие клапана 20 происходит также благодаря наличию импульса давления отсечки в магистрали подпитки 9 (фиг. За, в магистрали подпитки 9 при отсечке формируются интенсивные волны давления и разрежения). Такое выполнение позволяет снизить величину остаточного давления сразу после впрыска, но в то же время - повысить да9ление перед очередным впрыском. Подпитка нагнетательного трубопровода устраняет возможные паровые пробки, возникающие при интенсивных волнах разрежения, особенно при работе на топливах, содержащих конденсаты газа, т.-е. легко испаряющиеся компоненты. Волны разрежения в магистрали подпитки приводят к появлению паровых пробок и нарушениям в работе двигателя. А волны давления заряжают трубопровод 14 даже при повышенном давлении в нем. Сложение импульсов давления в трубопроводе 14 и магистрали 9 может привести к появлению подвпрысков топлива. Благодаря наличию клапана 20 при его открытии происходит демпфирование волн давления и волн разрежения (фиг. 36) в магистрали 9, что уменьшает вероятность появления паровых пробок в линии низкогд давления. Еще сильнее волны давления и разрежения демпфируются с помощью мембраны 24, размещенной у клапана 20. Причем дроссель 25 позволяет снизить интенсивность наполнения трубопровода 14 на режимах высоких подач и частот вращения, а тем самым уменьшить вероятность чрезмерного повышения начального давления, способного привести к подвпрыску. В то же время, простое дросселирование импульсов отсечки снижает интенсивность открытия клапана 20 на режимах малых частот вращения и малых цикловых подач топлива, либо открытие клапана вообще прекращается. Экспериментальные исследования показывают, что наличие податливой мембраны позволяет существенно сохранить импульс давления, открывающий невозвратный клапан 20. В результате, на малых нагрузках и малых оборотах клапан 20 открывается достаточно интенсивно, заполнение трубопровода 14 происходит, т.е. начальное давление создается.

Таким образом, предложенное решение позволяет достичь повышения эффективности работы двигателя благодаря повышению начального давления, повышению стабильности топливоподач и по циклам и равномерности по цилиндрам, что достигается, в частности, благодаря стабилизации услозий наполнения надплунжерного пространства, особенно при работе на топливных смесях с газовым конденсатом и другими легкими составляюшими. Выполнение системы с держателем 12 также позволяет повысить эффективность работы, так как такое выполнение обеспечивает минимальное приращение объема полости нагнетательного трубопровода за счет введения дополнительных соединений. Увеличение объема нагнетательного трубопровода снижает эффективность применения метода повышения начального давления. Формула изобретения Система подачи топлива в дизель по авт. св. № 842210, отличающаяся тем, что. с целью повышения эффективности работы дизеля путем увеличения возможного предела повышения начального давления, дополнительный канал снабжен упругой мембраной, установленной между невозвратным клапаном и концом канала, постоянно связанным с подпитывающей магистралью, причем дроссель размещен в мембране. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 842210, кл. F 02 М 55/00, 1978.

Фиг.1