Регулятор опережения впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания

 

f (1% (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1038517 A з(59 F 02 D 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ гв г1 гвгг 81

1 1г

11 1В!

518 б У

14 8 . 18 г4 гв гв

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3431420/25-06 (22) 17.02.82 (46) 30.08.83. Бюл. № 32 (72) В. А. Коровин, E. П. Гусев, В. В. Чекасин, М. Х. Абелян и Н. В. Выставкин (53) 621.436.038.5 (088.8) (56) 1. Патент США № 3742925, кл. 123-139, А Q, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 452671, кл. F 02 D 39/00, 1974. (54) (57) f. РЕГУЛЯТОР ОПЕРЕЖЕНИЯ

ВПРЫСКА ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус, центробежный измеритель угловой скорости, сервопривод, муфту изменения угла опережения впрыска, элементы кинематической связи и регулируемый и нерегулируемый дроссели, причем сервопривод выполнен в виде подвижной буксы, сервопоршня с осевым и радиальным каналами и уплотнительными поясками по концам поршня, сервопоршень и букса образуют рабо- чую полость, подвижная букса размещена в корпусе, сервопоршень — в подвижной буксе, корпус выполнен с наполнительным и сливным каналами, а муфта выполнена в виде рабочего поршня прямого и косого шлицевых соединений, которыми рабочий поршень связан соответственно с корпусом и валом топливного насоса, причем регулируемый дроссель связан с дозирующим органом. двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы двигателя путем задания оптимальной характеристики изменения угла опережения в функции от скорости и нагрузки, дополнительно содержит буферный поршень, размещенный в корпусе, в котором выполнены каналы, буферный поршень образует с рабочим поршнем полость — гидравлическое передаточное звено, связанное через каналы корпуса с регулируемым и нерегулируемым дросселями, и кинематически связан с сервопорш- е

Ф нем с одной стороны и с рабочим поршнем-с противоположной, а подвижная букса имеет кинематическую связь с измерителем угловой скорости.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что регулируемый дроссель выполнен в ви- 2 де двухходового дифференциального делителя с профилированным и каналам и.

10385

Изобретение относится к регулированию двигателей внутреннего сгорания.

Известны регуляторы опережения впрыска топлива для двигателей внутреннего сгорания, содержащие корпус, центробежный измеритель угловой скорости, сервопривод, муфту изменения угла опережения впрыска элемента кипематической связи и нерегулируемый дроссель, причем корпус выполнен с наполнительными и сливными каналами, а муфта — в виде рабочего поршня, прямого и косого шлицевых соединений, которыми рабочий поршень связан соответственно с корпусом и с валом топливного насоса (1).

В таких регуляторах изменение угла опережения осуществляется только в зависимости от скорости и не обеспечивается при изменении нагрузки.

Указанный недостаток устраняется в регуляторах опережения впрыска топлива-, в которых сервопривод муфты, взаимодействующей с валом топливного насоса, связан с измерителем угловой скорости и органом, реагирующим на изменение нагрузки.

Известны регуляторы опережения впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания, содержащие корпус, центробежный измеритель угловой скорости сервопривод, муфту изменения угла опережения впрыска, элементы кинематической связи и регулируемый и нерегулируемый дроссели, причем сервопривод выполнен в виде подвижной буксы, сервопоршня с осевым и радиальным каналами и уплотнительными поясками по концам поршня, сервопоршень и букса образуют рабочую полость, подвижная букся размещена в корпусе, сервопоршень — в подвижной буксе, корпус выполнен с наполнительным и сливным каналами, а муфта — в виде рабочего поршня, прямого и косого шлицевых соединений, которыми рабочий поршень связан соответственно с корпусом и с валом топливного насоса, причем регулируемый дроссель связан с дозирующим органом двигателя (2)

В этом регуляторе сервопривод, подключенный к сливной магистрали через регулируемый дроссель, связанный с дозирующим органом, осуществляет коррекцию угла опережения впрыска топлива в зависимости от нагрузки пропорционально ее изменению.

Однако известно, что в двигателях внутреннего сгорания (например, в форсированных дизелях) распределение оптимальных значений угла опережения впрыска топлива по нагрузке на любом скоростном режиме осущественно отличается от закона пропорциональной зависимости и представляет собой функцию с экстремумом. Такое распределение оптимальных значений угла опережения впрыска обусловлено необходимостью улучшения экономичности работы двигателя на частичных нагрузках, например меньших 80 /o, и уменьшения механической напряженности деталей кривошипно-шатунного механизма на максимальных нагрузках.

Зо

17

В связи с этим регулирование опережения впрыска топлива по нагрузке на каждом скоростном режиме осуществляется в известном регуляторе неоптимально.

Цель изобретения — повышение эффективности работы двигателя путем задания оптимальной характеристики изменения угла опережения в функции от скорости и нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что регулятор опережения впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, центробежный измеритель угловой скорости, сервопривод, муфту изменения угла опережения впрыска, элементы кинематической связи и регулируемый и нерегулируемый дроссели, причем сервопривод выполнен в виде подвижной буксы, сервопоршня с осевым и радиальным каналами и уплотнительными поясками по концам поршня, сервопоршень и букса образуют рабочую полость, подвижная букса размещена в корпусе, сервопоршень — в подвижной буксе, корпус выполнен с наполнительным и сливным каналами, а муфта — в виде рабочего поршня, прямого и косого шлицевых соединений, которыми рабочий поршень связан соответственно с корпусом и валом топливного насоса, при этом регулируемый дроссель связан с дозирующим органом двигателя, дополнительно содержит буферный поршень, размещенный в корпусе, в котором выполнены каналы, буферный поршень образует с рабочим поршнем полость — гидравлическое передаточное звено, связанное через каналы корпуса с регулируемым и нерегулируемым дросселями и кинематически связан с сервопоршнем, с одной стороны и с рабочим поршнем — с противоположной, а подвижная букса имеет кинематическую связь с измерителем угловой скорости.

Кроме того, регулируемый дроссель может быть выполнен в виде двухходового дифференциального делителя с профилированными каналами.

На чертеже представлена схема автоматического регулятора опережения впрыска топлива.

Регулятор содержит центробежный измеритель угловой скорости с грузами 1, к рычагам 2 которых пружиной 3 постоянно поджимается пята 4, соединенная кинематической связью — механической тягой 5 и подвижной буксой 6, в которой размещен сервопоршень 7 следящего действия.

Следящая система сервопривода 7 включает в себя пружину 8, радиальные 9 и осевые 10 каналы, а также уплотнительные пояски Il и 12, с помощью которых наполнительная 13 и сливная 14 магистрали соединяются или разобщаются с рабочей полостью 15.

7 вновь переместится влево на соответствующую величину. Перемещения эти незначительны.

Таким образом, следящая система удерживает сервопоршень 7 все время около

5 установившегося положения буксы 6. Аналогично сервопоршень следит за любым изменением скоростного режима. Создаваемое при этом усилие передается через механическую связь 16 на буферный поршень 17, который воздействует через гидравлическое передаточное звено 18 на рабочий поршень

19, который перемещаясь в осевом направлении, вызывает соответствующее угловое смещение вала топливного насоса в сторону увеличения угла опережения впрыска топ15 лива.

При изменении нагрузки рейка 27 топливного насоса, перемещаясь, изменяет степень дросселирования рабочей жидкости в наполнительной магистрали 25, а следовательно, и давление в гидравлическом передаточном звене 18.

На чертеже показано положение рейки

27, при котором обеспечивается максимальное давление в гидравлическом передаточном звене 18, соответствующее максимальному значению угла опережения впрыска по нагрузке на каждом скоростном режиме.

При уменьшении нагрузки рейка 27, перемещаясь вправо, постепенно перекрывает своей кромкой один из каналов 29 дросселя 28.

В результате давление в гидравлическом передаточном звене 18 снижается и пружина 24 перемещает рабочий поршень 19 влево, в сторону уменьшения угла опережения впрыска. Аналогично происходит изменение угла опережения впрыска и при перемещении рейки 27 в сторону увеличения нагруз35

Таким образом, в конкретном образце регулятора обеспечивается изменение угла опережения впрыска топлива не только по скорости, но и по нагрузке.

Применение сервопривода с гидравлическим передаточным звеном, связанном с нагнетательной магистралью через регулируемый дроссель, совмещенный с органом, дозирующим подачу топлива, позволяет обеспечить изменение угла опережения впрыска с изменением нагрузки по закону, близкому к неравнобокой параболе.

Испытания показывают, что процесс регулирования по этому закону обеспечивает с увеличением нагрузки до 80 — 85о/о улучшение экономичности до 2 — 3% на каждом из скоростных режимов, а при больших нагрузках — снижение максимального давления сгорания до уровня значений, полученных при 85о/о-ной нагрузке, и поддержание его постоянным без ухудшения экономичности работы двигателя.

ВНИИПИ Заказ 6173/34 Тираж 550 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з

1038517

Сервопоршень 7 имеет кинематическую связь !6 с буферным поршнем 17, который взаимодействует с гидравлическим передаточным звеном 18 и рабочим поршнем 19, хвостовик которого с помощью зубчатого соединения 20 связан с валом 2! топливного насоса и вращающимся корпусом 22 регулятора.

Рабочий поршень 19 помимо гидравлической связи с буферным поршнем 17 имеет еще и кинематическую связь 23, включающую в себя пружину 24.

Величина перемещения рабочего поршня

19, а вместе с ним и величина углового смещения вала 21 топливного насоса зависят не только от хода сервопоршня 7, связанного с измерителем угловой скорости, но и от давления в гидравлическом передаточном звене 18, которое с наполнительной магистралью 25 соединено через регулируемый дроссель 26, связанный с дозирующим органом, например рейкой 27 топливного насоса, а со сливной магистралью — через нерегулируемый дроссель 28.

Регулируемый дроссель 26 может быть выполнен в виде двухходового дифференциального делителя с профилированными каналами 29, поочередно перекрываемыми кромками рейки 27.

Давление в гидравлическом звене 18 меняется в зависимости от нагрузки, т.е. от положения рейки 2, связанной со всережимным регулятором двигателя.

Рабочая жидкость в наполнительные магистрали 13 и 25 подается от питающего насоса (не показан) с постоянным давлением.

Регулятор работает следующим образом.

При увеличении угловой скорости двигателя вращающиеся грузы 1 под действием центробежных сил расходятся, вызывая перемещение пяты 4, а вместе с ней буксы

6 вправо до тех пор, пока не уравновесятся силы пружины 8 и центробежная сила грузов 1, приведенная к буксе 6.

Перемещаясь в положение режима равновесия букса 6 соединяет магистраль 13 с выточкой на сервопоршне 7, из которой рабочая жидкость по радиальному 9 и осевому 10 каналам поступает s полость 15 над сервопоршнем ?. Под действием дав- 45 ления, создаваемого в полости 15, сервопоршень 7, преодолевая усилие пружины

8 будет перемещаться вправо до тех пор, пока поясок 12 следящей системы не откроет сливное отверстие 14, а поясок 11 закроет наполнительную 13 магистраль. После 50 того, как доступ рабочей жидкости в надпоршневую полость прекратится и часть жидкости вытечет через прикрытое сливное отверстие 14, пружина 8 переместит сервопоршень 7 влево и вновь откроет доступ рабочей жидкости в полость 15. Сервопоршень