Устройство для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 F 02 M 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АSTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

27 2

gz

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4042925/25-06 (22) 27.03.86 (46) 15.06, 88. Бюп, М 22 (75) А.П.Николайчук (53) 621 ° 43.034.6 (088.8) (56) Дьяченко Н.Х. Теория двигателей внутреннего сгорания. Л.: Машиностроение, 1974, с. 279.

„„SU„„1402696 . A 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА

В ДВИГАТЕЛЪ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить топливную экономичность и снизить токсичность отработавших газов. Во входном патрубке 2 размещен полый вал 4 бесконтактного электродвигателя 3 пос1402696

В корпусе 1 установлены входной топливный фильтр 11, клапан 12 постоянного давления, имеющий регулировочный винт 13 для изменения величины поддерживаемого клапаном 12 давления, регулятор 14 расхода топлива, золотник которого кинематически связан с рычагом 15.

Выход топлива из регулятора 14 расхода топлива к валу осуществляется через дозирующее окно 16 и клапан подпора 17. В верхней части патрубка 2 расположена дроссельная заслонка 18, соединенная при помощи тяги 19 с рычагом 15 регулятора 14 расхода топлива. Тяга имеет приспособление

10, позволяющее изменять ее длину. В обводной магистрали регулятора 14 расхода топлива установлен регулируемый жиклер 21, соединенный с тягой

22.

Топливный насос 23, снабженный предохранительным клапаном 24, при помощи штока, управляющего механиз,мом подачи топлива, связан с кулачковым валом 25, имеющим два выступа, о расположенные под углом 180 . Вал 25 жестко связан с коленчатым валом 26 двигателя и кулачки его развернуты относительно кривошипов коленчатого о вала на 90-180 в направлении, противоположном направлению вращения коленчатого вала, а ось штока, управляющего перемещением мембраны топливного насоса, совпадает с,осью цилиндра двигателя. Электродвигатель 3

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повыше- 5 ние топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства для подачи топлива в двигатель внут- 10 реннего сгорания.

Устройство содержит корпус I, в ! котором выполнен патрубок 2 для пода( чи воздуха в двигатель. В патрубке 2 ! установлен высокооборотный бесконтак- тный электродвигатель 3 постоянного тока. Вал 4 электродвигателя 3 выполнен с центральным каналом, который с одной стороны заканчивается полостью 5 с форсуночными отверстиями 6 20 малого диаметра, а на другом конце вала расположено лабиринтное уплотнение 7 для обеспечения герметичности подвода топлива.

На корпусе электродвигателя 3 расположены ребра 8 охлаждения, которые расположены вдоль оси электродвигателя. Кроме того, ребра 8 могут располагаться под углом и иметь закрутку в направлении, противоположном направлению вращению вала 4. Патрубок 2 соединен с впускным трубопроводом 9 двигателя . Кольцевая полость 1О патрубка 2 в зоне нижнего кольца вала 4 соединяется с системой 35 охлаждения двигателя. тоянного тока, являющийся доэатором топлива. На конце вала 4 со стороны патрубка размещено лабиринтное уплотнение 7, а на другом его конце— кольцевая полость 5 с форсуночными отверстиями 6 на боковой ее поверхности. В верхней части патрубка 2 расположена дроссельная заслонка 18, соединенная при помощи тяги 19 с рычагом 15 регулятора 14 расхода топлива. Тяга 19 имеет приспособление 20 для изменения ее длины, что позволяет изменять соотношение кол-ва воздуха и топлива в смеси. Выступы кулачков вала 25 топливного насоса 23 развернуты на угол, изменяющийся в пределах 90 — 180 относит. кривошипов коленчатого вала 26 двигателя в направлении, противоположном направлению вращения вала 26. Это обеспечивает продувку цилиндра, в к-ром происходит такт всасывания, чистым воздухом, а не топливовоздушной смесью.

1. ил.!

402696 соединен через выключатель 27, сблокированный с замком зажигания (He показан) с аккумулятором 28.

Устройство работает следующим об6 разом, При замыкании выключателя 27 электропитание от аккумулятора 28 поступает на высокооборотный электродвигатель 3, и ротор его с валом 4 начина- 1д ет вращаться.

При включении электростартера коленчатый вал двигателя вращается с такой же частотой вращается кулачковый вал 25, причем из-за расположения выступов со смещением относительно кривошипов коленвала (с отставанием на 90-180 ) в цилиндр двигателя, в котором происходит такт всасывания, поступает чистый воздух, а так как 2р при открытии впускного клапана еще открыт и выпускной клапан (после такта выхлопа)q происходит продувка цилиндра чистым воздухом, а не топливовоздушной смесью. После того как 25 только поршень пройдет половину своего хода а кривошип коленчатого ваЭ о ла повернется на угол 90, разрежение в цилиндре над поршнем и в патрубке 2 достигнет наибольшего значе-. 3p ния (так как скорость поршня в этот момент наивысшая)g выступ кулачкого вала 25 воздействует на механизм подачи топлива 1мембрану) топливного на со са 23, и топливо выдавли вает ся через выпускной клапан (левый) в фильтр 11 (вся система за -фильтром до клапана подпора 17 заполнена топливом) °

Очищенное в фильтре 11 топливо 4О поступает в клапан 12 постоянного давления 12 и далее через открытое дозирующее окно 16 регулятора 14 расхода топлива и клапан 17 подпора в центральный канал вала 4. По цен- 4 тральному каналу топливо попадает в полость 5 и под действием центробежных сил с большой силой выдавливается через форсуночные отверстия 6 в виде мельчайших капель, величина которых зависит от диаметра форсуночных отверстий 6 и возникшего давления.

Так как скорость вылета капель топлива велика, поскольку вал вращается с высокой частотой, то, ударясь о поток воздуха, идущий в поперечном направлении, топливо вторично распыливается на еще более мелкие капли и веерообраэно, закручиваясь, заполняет все поперечное сечение патрубка

2, равномерно перемешиваясь с воздушным потоком, и увлекается в зону наибольшего разрежения — в цилиндр двигателя. Поскольку в это время пор. шень прошел среднее положение, скорость его уменьшается и при дальнейшем движении скорость поршня все более уменьшается, Топливоздушная смесь заполняет верхнюю часть цилиндра, а ближе к поршню располагается чистый воздух, При сжатии, когда поршень перемещается вверх, весь заряд смещается к верхней стенке камеры сгорания, но так как капли топлива не сжимаются, то расстояние между каплями уменьшается, а воздушная прослойка выдавливается вниз, в результате чего топливная смесь в верхней зоне обогощается.

При пуске холодного двигателя необходимо в цилиндры двигателя подавать обогащенную смесь, это осуществляется следующим образом.

С помощью тяги 22 регулируемый жиклер 21 открывается на необходимую величину (винт жиклера может иметь несколько фиксированных положений), и топливо с постоянным давлением подводится к дозирующему сечению жиклера, откуда поступает дополнительно к топливу, отдозированному дозирующим окном 16, к валу 4.

Для увеличения нагрузки двигателя на рычаг 15 воздействуют с помощью тяги и поворачивают рычаг 15 по часовой стрелке, шестерня рычага 15, связанная с золотником регулятора 14 расхода..топлива, перемещает золотник влево и открывает дозирующее окно 16 на большую величину, одновременно открывается на больший угол заслонка 18, рычаг которой связан с рычагом 15 тягой 19.

Соотношение количества с воздухом в топливовоздушной смеси можно иэ1 менять с помощью приспособления 20 тяги 19. При уменьшении длины тяги 19 горючая смесь обогащается, а при удлинении — обедняется.

Расход воздуха через патрубок 2 на холостом ходу регулируют путем выбора положения заслонки 18 которое может изменяться с помощью регулируемого упора (на чертеже не показан).!

402696

Дискретная подача топлива осуществляется до некоторого значения частоты вращения коленчатого вала, а начиная со средних значений частоты вращен 1я коленчатого вала до максимальных, дискретная подача топлива топливным насосом 23 заменяется беспер4вной иэза большой частоты срабатывания механизма подачи .топлива в насосе 23, Поддержание постоянного давленйя топлива перед регулятором 14 расхода топлива осуществляется с помощью клапана постоянного давления следующйм образом.

Производительность топливного насо са 23 предусмотрена такой, что превы}иает потребную производительность для максимального режима двигателя, поэтому при проходе топлива через клепан 12 к дозирующему окну 16 происходит повышение давления топлива в магистрали между окном 16 и клапаном 12, возросшее давление воздействует на верхний торец золотника клапана 12 и перемещается золотник внйз до тех пор пока не установится равновесие сил (сверху — давление топлива, снизу упругость пружины), определяемое степенью открытия дозиру1ощего окна 16 и степенью затяжки пружины клапана с помощью регулировочного винта 13, При небольшом открытии окна 16 золотник клапана 12 устанавливается

$ йоложении смещенном вниз, при большом открытии окна 16 золотник клапана 12 устанавливается в положение см1эщенном вверх, Таким же образом по цдерживается давление перед регулируемым жиклером 21 независимо от степени его открытия, На режимах работы двигателя, когда топливо перед насосом 28 подогреваЕтся в теплообменнике (на чертеже не показан) с помощью тепла иэ системы охлаждения или теплом отработавших газов, подогретое топливо попадает в канал вала 4, в этом случае иэ форсуночных отверстий 6 выходит парполностью испаренное топливо.

При работе двигателя на режимах с небольшим расходом топлива часть топлива с выхода насоса 23 перепускают через клапан 24 на вход в насос.

Для использования предлагаемого устройства с целью подачи в двигатель

20

45 ее длины, дозатор топлива выполнен в виде полого вала электродвигателя, на одном конце которого со стороны входного патрубка размещено лабиринтное уплотнение, а на другом — кольцевая полость с форсуночпыми отверстиями на боковой ее поверхности, выступы кулачков топливного насоса развернуты на угол, изменяющийся в прео делах 90 — 180, относительно криво25

40 обедненной смеси на установившемся режиме работы (экономичный режим)с помощью приспособления 20 уменьшают длину тяги 19 до такой величины, когда в двигатель поступает обедненная смесь, приближаясь к границе устойчивой работы двигателя на обедненной смеси, а затем с помощью тяги 22 открывают регулируемый жиклер 21 на одну из фиксированных величин и оставляют в этом положении.

При разгоне в патрубок 12 поступает топливо по двум каналам — через дозирующее окно 16 и регулируемый жиклер 21, а при установившемся режиме жиклер 21 закрывают и в двигатель поступает обедненная смесь.

Формул а изобретения

Устройство для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее входной патрубок с дроссельной заслонкой и тягой, топливный насос с кулачковым валом, регулятор расхода топлива, топливную форсунку, дозатор топлива и регулятор обогащения горючей смеси, образующие топливоподающий узел, кулачковый вал двигателя с кулачками, кинематически связанный с коленчатым валом двигателя и кулачковым валом топливного насоса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов, устройство дополнительно снабжено бесконтактным электродвигателем постоянного тока с полым валом, размещенным во входном патрубке, причем тяга кинематически связана с дроссельной заслонкой и регулятором подачи топлива и снабжена приспособлением для изменения шипов коленчатого вала в направлении, противоположном направлению вращения коленчатого вала двигателя,