Нагнетательный насос для двигателя внутреннего сгорания

 

1. НАГНЕТАТЕЛЬНЫЙ НАСОС ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус, расположенную в корпусе втулку с впускным отверстием , размещенный во втулке с возможностью возвратно-поступательного перемещения между нижней и верхней мертвыми точками (НМТ и ВМТ) и перекрытия впускного отверстия плунжер , образующий с втулкой надплунжерньш объем и имеющий на боковой поверхности отсечную кромку конца нагнетания топлива, нагнетательный штуцер с нагнетательным клапаном, через который надплунжерный объем сообщен с форсункой, кулачковыйвал с кулачком, связанный с вращающимся органом двигателя, и устройстворегулирования начала нагнетания топлива, состоящее из перепускного канала, сообщающего надплунжерный объем с впускным отверстием, находящегося под воздействием давления топлива в надплунжерном объеме клапана закрытия и открытия перепускно го канала с элементом привода клапана и системы управления клапаном, связанной с элементом привода, о т л ич ающий с я тем, что, с целью повьппения эффективности путем оптимизации изменения начала нагнетания топлива в зависимости от углового положения вращающегося органа двигателя, система управления клапаном вьгполнена в виде датчика углового положения вращающегося органа двигателя с элементом задержки сигнала, источника выработки управляющих усилий, действующих на клапан в сторону открытия перепуск .ного канала и имеющих два значения, 9 to одно из которых превышает величину воздействия на клапан давления, необходимого для открытия нагнетательного клапана к форсунке,когда плунжер перемещается от НМТ и ВМТ,а другое превы;чает величину воздействия на клапан минимального значения давления в надплунжерном объеме, когда плунжер перемещается от ВМТ к НМТ, и узла переключения управляющих усилий , причем датчик углового положения вращающегося органа двигате35 ля с элементом задержки связан с : оэ узлом переключенияуправляющих усилий, а источниквыработки управляющих усилий -с элементомприз ода клапана. 2. Насос ПОП.1, отлича1 ющий с я тем, что источник выработки управляющих усилий системы управления выполнен в виде двух гидравлических источников давления, узел переключения управляющих усилий - в виде гидравлического , а элемент привода клапана в виде цилиндрического золотника.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1! }

A (5ц4 F 02 М 59/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3426508,25-06 (22) 15.04.82 (31) 8107685 (32) 16.04.81 (33) FR (46) 1 5 . 1 1 . 85. Бюл .Ф 42 (71) Сосьете д Этюд де Машин Термик

С.Э.М.Т. (FR) (72) Дирк Бастенхоф (NL) (53) 62 1.043.038 (088.8) (56) Русинов P,Â. Конструкция и расчет дизельной топливной аппаратуры.

Машиностроение, 1965, с 39-40, рис. 24. (54) (57) 1. HAI HETATE3IbHbIA НАСОС ДЛЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус, расположенную в корпусе втулку с впускным отверстием, размещенный во втулке с возможностью возвратно-поступательного перемещения между нижней и верхней мертвыми точками (HMT и ВМТ) и перекрытия впускного отверстия плунжер, образующий с втулкой надплунжерный объем и имеющий на боковой поверхности отсечную кромку конца нагнетания топлива, нагнетательный штуцер с нагнетательным клапаном, через который надплунжерный объем сообщен с форсункой, кулачковый вал с кулачком, связанный с вращающимся органом двигателя, и устрой-. ство регулирования начала нагнетания топлива, состоящее из перепускного канала, сообщающего надплунжерный объем с впускным отверстием, находящегося под воздействием давления топлива в надплунжерном объеме клапана закрытия и открытия перепускного канала с элементом привода клапана и системы управления клапаном, связанной с элем нтом привода, о т " л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности путем оптимизации изменения начала нагнетания топлиьа в зависимости от углового положения вращающегося органа двигателя, система управления клапаном выполнена в виде датчика углового положения вращающегося органа двигателя с элементом задержки сигнала, источника выработки управляющих усилий, действующих на клапан в сторону открытия перепускного канала и имеющих два значения, одно из которых превышает величину воздействия на клапан давления, необходимого для открытия нагнетательного клапана к форсунке, когда плунжер перемещается от HMT и BMT,а другое превышает величину воздействия на клапан минимального значения давления в надплунжерном объеме, когда плунжер перемещается от BMT к НМТ, и узла переключения управляющих усилий, причем датчик углового положения вращающегося органа двигателя с элементом задержки связан с узлом переключенияуправляющих усилий, а источниквыработки управляющихусилий -с элементомпривода клапана.

2. Насос по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что источник выработки управляющих усилий системы управления выполнен в виде двух гидравлических источников давления, узел переключения управляющих усилий — в виде гидравлического вен ля, а элемент привода клапана в виде цилиндрического золотника.

1!92636

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к топливовпрыскивающей аппаратуре двигателей внутреннего сгорания, и может быть ис- 5 пользовано в конструкции нагнетательных топливных насосов высокого

20 давления с регулируемым перепуском топлива на линии высокого давления для двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности путем оптимизации изменения начала нагнетания топлива в зависимости от углового положения вращающегося органа дви 1 тri <1

Н, черте:ке схематично изображе предлагаемый насос, продольный р lзpе».

11агне гательный насос содержит корпус 1, в котором по оси установлена цилиндрическая втулка 2 с впускными отверстиями 3. Во втулке 2 разм щен с возможностью прямолинейного возвратно-поступательного перемещения между нижней и верхней мертвыми точками (НМТ и

ВМТ) плунжер 4 с.отсечной кромкой

5 на его боковой поверхности. В ЗО корпусе также размещен нагнетательный штуцер б с нагнетательным клапаном >. Торец плун>кера 4 с втулкой, нагнетательным штуцером 6 обра.-:ycò падплунжерный объем 8, котор -:и через впускные отверстия 3 сообщается с полостью 9 питания и

1ерез нагнетательный клапан 7 с

Лорсункай двигателя (не показано).

Впускные отверстия 3 выполнены в цилиндрической стенке втулки 2 вблизи НМ торца плунжера 4 и закрываются им в начале его хода и BMT. В корпусе 1 еще размещен кулачковый вал с кулачком (не показаны) для со- 45 общения плунжеру 4 возвратно-поступательного прямолинейного перемещения.

Кулачковый вал кинематически связан с вращающимся органом 10, например маховиком двигателя. Насос также со- 50 держит устройство регулирования начала нагнетания топлива, которое состоит из цсрепускного канала 11, сообщающе.го надплунжерный объем 8 с полостью Ч питания и выпускными отвер- 55 стинми 3, клапана 12 закраытия и открытия перепускного канала 11 с элемеHòîì привода 13 клапана 12 и системы управления клапаном 12, связанной с элементом привода 13. Напорный элемент 14 клапана 12 находится под действием давления топлива в надплунжерном объеме 8. Элемент привода 13 выполнен в виде цилиндрическо1го золотника, установленного с возможностью скольжения в цилиндрическом отверстии 15 и образующего с последним камеру 16 управления.

Система управления клапаном 12 выполнена в виде электрического датчика 17 углового положения вращающегося органа 10 двигателя с элементом 18 задержки сигнала, источника

19 выработки управляющих усилий, действующих на клапан 12 в сторону открытия перепускного канала 11,и узла 20 переключения управляющих усилий, причем датчик 17 углового положения вращающегося органа 10 двигателя с элементом 18 задержки сигнала связан с узлом 20 переключения управляющих усилий, а источник 19 выработки управляющих усилий—

,с элементом привода 13 клапана 12.

Элемент 18 задержки сигнала предназначен для задержки электрических сигналов, подаваемых датчиком 17 в зависимости от одного или нескольких парамЕтров двигателя таких, как давление воздуха в двигателе, угловое положение плунжера, максимальное давление топливного цикла или скорость двигателя. Система управления клапаном 12 может быть снабжена выключателем 21, обеспечивающим отключение насоса в случае аварийного превышения какого-либо параметра двигателя, например его скорости.

Источник 19 выработки управляющих усилий выполнЕн в виде двух гидравлических источников 22 и 23 давления, величина давления одного из которых превышает величину воздействия на запорный элемент 14 клапана 12 давления, необходимого для открытия нагнетательного клапана 7 к форсунке, когда плунжер 4 перемещается от НМТ к ВМТ, и может составлять

20 бар, а величина давления другого источника превышает величину давления, которое воздействует на запорный элемент 14 клапана 12 со стороны надплунжерного объема 8, когда плунжер перемещается от BMT к

НМТ, и может составлять 1-5 бар. з l

Узел 20 переключения управляющих усилий выполнен в виде гидравлического вентиля с электрическим приводом.

Насос работает следующим образом.

Плунжер 4, перемещаясь от HMT к

ВМТ, закрывает впускные отверстия

3 и продолжает свой ход вверх. Во время первого периода хода вверх плунжера 4 гидравлический вентиль узла 20 переключения управляющих усилий находится в таком положении, что жидкость, поступающая из источника 22 относительно высокого давления, действует через камеру 16 управления на элемент привода 13 клапана 12, который тем самым на- с ходится в открытом положении. Это означает, что надплунжерный объем

8 сообщается с полостью 9 питания через перепускной канал 11. Следовательно, топливо, нагнетаемое плунжером 4, поступает в полость 9 питания. Давление в надплунжерном объеме 8 остается относительно низким и недостаточным для открытия

«агнетательного клапана 7, и топливо к форсунке не поступает.

В заданный момент, ойределяемый прохождением вращающегося органа

10 двигателя перед датчиком 17 угло-, вого положения, подается электрический сигнал на электропривод узла 20 переключения, который в данном случае изменяет свое положение.

На элемент привода 13 клапана 12 прекращается воздействие жидкости под высоким давлением от источника 22 и начинается воздействие жидкости с низким давлением от источника 23. Падение давления в камере 16 управления приводит к закрытию клапана 12. Учитывая, что плунжар 4 продолжает свое перемещение к ВМТ, давление в надплунжерном объеме 8 увеличивается и вызывает открытие нагнетательного клапана 7, что означает начало подачи топлива к форсунке.

Подача заканчивается в момент когда отсечная кромка 5 проходит йеред впускным отверстием 3.

Клапан 12 снова открывается во время перемещения плунжера 4 от ВИТ к НМТ, когда впускные отверстия 3 закрываются боковой поверхностью плунжера 4. Открытие клапана 12 во

192636

45

5

1О

35 время такого перемещения плунжера 4 способствует хорошему наполнению надплунжерного объема 8 между подачами топлива. Повышенное давление, действующее на элемент привода 13 клапана 12, уменьшается и снова блокирует клапан 12 в его открытом положении.

Момент подачи датчиком 17 углового положения сигнала управления вентилем узла 20 переключения управляющих усилий может быть выбран близким к моменту начала подачи топлива, определяемого взаимодействием плунжера 4 и впускных отверстий 3. Чтобы можно было изменять в относительно большом диапазоне момент начала подачи топлива после закрытия клапана

12, достаточно установить при помощи элемента 18 задержки сигнала интервал между моментом подачи сигнала датчиком 17 и моментом падения давления над элементом привода 13 клапана 12. Этот интервал может быть выбран в зависимости от скорости двигателя, давления воздуха в двигателе, углового положения плунжера 4, максимального давления топливного цикла или в зависимости от любого другого параметра двигателя.

Насос может также работать в случае превышения скорости. В этом случае достаточно не допускать падения давления над элементом привода

13 клапана 12.

В случае неисправности системы управлейия клапаном 12 можно выключить систему путем отсоединения гидравлической схемы источника 22 с относительно высоким давлением. В этом случае момент подачи топлива к форсунке определяется взаимодеиствием плунжера 4 и впускных отверстий 3, т.е, двигатель работает с большим опережением, определяемым механической частью насоса.

Возможны многочисленные варианты выполнения отдельных частей системы управления, как гидравлическими, электрическими или пьезоэлектрическими °

Такое выполнение насоса позволяет путем использования относительно неболыпих значений управляющих усилий в широком диапазоне изменять момент начала впрыска топлива, упрощает систему регулирования топливоподачн.

1192636

Составитель В.Долгов

Редактор А.Лежнина

Техред О.Вашишина Корректор И.Зрлейи.

Заказ 7184/62

Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

«И3035 Москва Ж-35i Раушская наб.z 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4