Система питания дизеля

 

Изобретение относится к области автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение стабильности топливоподачи. Каждая секция топливного насоса 1 через нагнетательный клапан и нагнетательный трубопровод (ТИ) 2 связана с одной из форсунок 3 закрытого типа и каждый ТП 2 связан

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (504F 02 D 17 02 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4150948/25-06 (22) 24. 11. 86 (46) 07.07.88. Бюл. У 25 (71) Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (72) Н.Н.Патрахальцев, О.В.Камышников, М.В,Эммиль (SU) и Джури Прадин (МЦ) (53) 621. 436-545 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1348552, кл. F 02 D 17/02,22.10.85. (54) СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЯ (57) Изобретение относится к области автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения — повышение стабильности топливоподачи. Каждая секция топливного насоса 1 через нагнетательный клапан и нагнетательный трубопровод (ТП) 2 связана с одной из форсунок 3 закрытого типа и каждый ТП 2 связан

14/8092

I с двухпоэиционным клапаном 5. Последий через сливной патрубок подключен сливному каналу. Топливный аккумулятор 7 установлен между сливными патрубками и сливным каналом и связан с последним при помощи сливного ТП.

Регулятор 8 давления топлива выполнен виде дросселя и двух управляющих электромагнитов (ЭМ) 9. Дроссель ус1ановлен в сливном ТП аккумулятора, электромагнитный преобразователь 13 ода рейки 11, служащей для подключеия к регулятору 12. частоты вращения изеля, включен в. цепь питания управ1

Изобретение относится к автомати(° ческому регулированию двигателей нутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение ус"

5 ойчивости работы дизеля.

На фиг. 1 представлена общая схема истемы, на фиг.2 — двухпозиционный апан, вариант выполнения; на

r.3 — график взаимозависимости поожения рейки hp (или величины цикло-. ой подачи топлива g ) и напряжения U а выходе преобразователя хода рейки; йа фиг.4 — график связи напряжения U ца выходе преобразователя хода рейки

d величиной С жесткости пружины регую ятора давления топлива; на фиг,5 зависимость для штатного дизеля момента М дизеля или цикловой подачи g от частоты n (M „- xapaxzеристика пот 2р ребителя; точки А,В;С,D - отдельные установившиеся режимы, причем А и В— устойчивое равновесие, С и D — - неус. тойчивое); на фиг.6 — зависимость (для дизеля с отключением цилиндров) 25

М, М„ и 8 от и (точка С вЂ” неустойЧивое равновесие); на фиг.7 — зависиМость (для дизеля с данной системой г итания) М,М„,g;: от и (точки А,В,С, в — устойчивое равновесие, на всех фигурах hp — положение рейки дизеля). !

Система содержит многосекционный топливный насос 1 высокого давления с нагнетательным клапаном с разгрузочнЫм (отсасывающим) пояском (не пока.зан). Нагнетательные трубопроводы 2 ляющих ЭМ клапанов 5 и дросселя. Катушки управляющих ЭМ 15 и электромагнитного преобразователя 13 выполнены с разным числом витков. Отключение одной, двух и т.д. секций насоса позволяет все более увеличивать начальное давление, а значит, все более увеличивать корректирующее действие системы. В конечном итоге появляется воэможность отказа от применения всережимного регулятора и замены его двухрежимным при высокой устойчивости равновесных и переходных режимов.

7 ил ° связывают насос 1 с форсунками 3 закрытого типа. Линии 4 связи соединяют трубопроводы 2 с двухпозиционными клапанами 5, которые сливными линиями

6 соединены с топливным аккумулятором

7, снабженным регулятором 8 давления топлива, нагруженным как пружиной, так и электромагнитными силами элект . ромагнита 9. Линия 10 слуы т для слива редуцированного топлива. Рейка 11 связана как с насосом 1, так и с регулятором 12 частоты вращения. Один из концов рейки 11 связан с преобразователем 13, выполненным в виде, например, потенциометра, конденсатора и другого элемента, изменяющего на выходе напряжение U в зависимости от хода hp рейки 11 (фиг.3) ° Линии 14 связывают преобразователь 13 с обмотками электромагнитов 9 и 15, Узел двухпозиционного клапана 5 (фиг;2) содержит обратный клапан 16, пружину

17, направляющую 18 клапана 16, магнитную пластину 19, взаимодействующую с магнитным полем электромагнита 15.

Катушки электромагнитов 15 разных клапанов выполнены с разным числом витков, так что при напряжении U может сработать лишь один из двухи. позиционных клапанов 5, при напряжении

0а — уже два клапана 5; U — три и т.д. (в соответствии с числом цилиндров двигателя). Электромагнит 9 регулятора 8 выполнен так, что увеличение напряжения U приводит к росту давления в аккумуляторе 7, необходимого

1408092 для открытия клапана регулято— ра 8.

При работе системы насос 1 обычным порядком нагнетает топливо через нагнетательный трубопровод 2 к форсункам 3 ° Величина подачи поддерживается регулятором 12 частоты вращения с помощью рейки 11. При отсечке подачи, когда нагнетательный клапан (не пока- 10 зан) в насосе 1 своим разгрузочным пояском формирует в нагнетательном трубопроводе 2 волну разрежения, последняя открывает обратный клапан 16 двухпозиционного клапана 5, преодолевая затяг пружины 17 и топливо из аккумулятора 7 по линии 6 поступает по линии 4 связи в нагнетательный трубопровод 2, где благодаря этому создается повышенное начальное давление, обеспечивающее интенсификацию впрыска, повышение степени коррекции насоса, т.е. увеличение цикловой подачи с понижением частоты вращения.

При этом величина создаваемого на- 25 чального давления определяется давлением в аккумуляторе 7, а последнее при работе всех секций насоса равно атмосфер ному (или давлению подкачки, если аккумулятор связан с линией всасывания насоса l или среднему давлению отсечки, если он включен параллельно линии отсечки насоса 1). При снижении внешней нагрузки происходит увеличение частоты вращения вала дизеля и регулятор

12 обычным порядком смещает рейку 11

35 в сторону уменьшения подачи топлива для восстановления частоты вращения.

Смещение рейки 11 приводит к появлению напряжения, например, U< на выха- 40 де преобразователя 13, которое по линиям 14 поступает на катушки электромагнитов 9 и l5, При этом электромагнит 9 создает определенное усилие затяга редукционного .клапана регулятора 8, а катушки электромагнита 15 создают магнитное поле, стремящееся притянуть пластину 19 (фиг.2) и, преодолевая затяг пружины 17, открыть обратный клапан 16. Причем при нап50 ряжении Ul лишь у одного двухрежимного клапана 5 (например, крайнего правого на фиг.I) усилие электромагнита

15 превышает усилие пружины 17.

Открытие клапана 16 произойдет тогда, когда благодаря отсечке подачи в нагнетательном трубопроводе 2 возникнет волна разрежения, Клапан

16 открывается и находится в открытом положении до тех пор, пока з; ектромагнит 15 будет запитан напряжением, Значит в очередных циклах нагнетания топлива насосом 1 топливо не будет впрыскиваться форсункой 3, а будет через линию 4, каналы клапана 16 и линию 6 поступать в аккумулятор 7 и повышать в нем давление до уровня, определяемого затягом редукционного клапана 8. Другие секции системы при этом продолжают работать обычным порядком, т.е. у них при отсечке и формировании волны разрежения в трубопроводе 2 клапан 16 открывается и топливо из аккумулятора 7 поступает в трубопровод 2, создавая в нем повышенное начальное давление. При увеличении давления в трубопроводе 2 у линии 4 связи (подход волны давления,, начало нагнетания плунжером насоса 1) клапан 16 под действием пружины 17 закрывается и при нагнетательном ходе происходит впрыск топлива форсункой

3, причем впрыск происходит при новом, повышенном начальном давлении, благодаря которому происходит увеличение интенсивности впрыскивания топлива, рост цикловых подач с падением частоты вращения (корректирующее действие начального давления).

При дальнейшем снижении нагрузки

4 на катушках электромагнитов 9 и 15 появляется потенциал U благодаря которому происходит отключение подачи топлива уже двумя форсунками 3 соответственно, две секции насоса 1 нагнетают топливо в аккумулятор 7, на обмотку электромагнита 9 редукционного клапана 3 подается более высокое напряжение П, благодаря чему давление в аккумуляторе 7 повью;ается, а значит в трубопроводах 2 работающих секций насоса 1 будет создаваться повышенное начальное давление. У штатного насоса уменьшение подач (перемещение рейки от hp-=1007. в сторону меньших подач) приводит к тому, что частичные характеристики протекают с отрицательным эффектом коррекции (gö/8ц„, становитсЯ меньше единицы), режимы работы двигателя с потребителем (фиг.5) становятся неустойчивыми (например, точка D).

Прос гое отключение одной, двух и т.д. секций приводит к росту степени коррекции частичных характеристик (секции насоса работают вблизи полных подач) (фиг.6). Это увеличивает ус8092

Формула

Система питания дизеля, содержащая многосекционный топливный насос высо1О кого давления с рейкой для подключения к регулятору частоты вращения дизеля, двухпозиционные клапаны но числу секций топливного насоса с управляющими электромагнитами, причем каж15 дая секция топливного насоса через нагнетательный клапан и нагнетательный трубопровод связана с одной из форсунок закрытого типа и каждый нагнетательный трубопровод связан с

20 двухпозиционным клапаном, а последний через сливной патрубок подключен к сливному каналу, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью повышения стабильности,.топливоподачи, система

25 дополнительно снабжена топливным аккумулятором, регулятором давления . топлива и электромагнитным преобразователем хода рейки, причем топливный аккумулятор установлен между сливными О патрубками и сливным каналом и связан с последним при помощи сливного тру бопровода, регулятор давления топлива выполнен в виде дросселя и двух управляющих электромагнитов, дроссель установлен в сливном трубопроводе топливного аккумулятора, преобразователь хода рейки включен в цепь питания управляющих электромагнитов двухпозиционных клапанов и дросселя, а катушки управляющих электромагнитов и элект ромагнитного преобразователя выполнены с разным числом витков.

5 140 тойчивость режимов позволяет уменьУ

1 шить диапазон регулирования подач . (ране е было Вц= (О, 1-1, 1) g „, „,„, теперь для 4-плунжерного насоса g (0,751,1) g«»), уменьшается потребное перестановочное усилие регулятора, снижается отрицательное влияние тех,нологических допусков на изготовление .аппаратуры и регулятора.

Указанные эффекты еще более увели чиваются в предлагаемой системе (фиг.7), когда отключение одной, двух ,и т.д. секций насоса позволяет все более увеличивать начальное давление, а значит все более увеличивать корректирующее действие системы. В конечном итоге появляется возможность отказа от применения всережимного регулятора и замены его двухрежимным при высокой устойчивости равновесных и переходных режимов.: (Использование системы питания позволит: повысить устойчивость равновесных переходных режимов, стабильность, нтенсивность подач топлива при сниении нагрузки за счет увеличения наального давления со снижением нагузки; уменьшить затраты энергии на приод регулятором рейки, а следовательо, уменьшить инерционность регуля тора, повысить его быстродействие; уменьшить затраты энергии на отк почение цилиндров, а следовательно, 1товысить механический КПД дизеля на ( пластичных нагрузках; упростить перерегулировки двигате4 на разные степени коррекции, раз8ое протекание скоростных характеристик, в том числе по экономичности, путем изменения характеристик обмоток редукционного клапана 8. изобретения

nmln

1408092

Рv (е)

ПНОМ!

408092

/ т п фцд 7

neo

Составитель В.Ищенко

Редактор А.Ворович Техред Л.Сердюкова

Корректор М.Максимишинец

Заказ 3285/35 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4