Система подачи топлива двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: двигателестроение, в частности системы топливоподачи дизельных двигателей. Сущность изобретения: система подачи топлива двигателя внутреннего сгорания содержит топливный насос высокого давления (ТНВД). Последний имеет по меньшей мере две секции при рядном исполнении, или по меньшей мере четыре секции при V-образном исполнении, трубопроводы высокого давления (ТВД) 2 и форсуний 3, ТВД 2, подключенные ко второй при рядном исполнении ТНВД 1, или второй левой и второй правой при V-образном исполнении, и последующим секциям со стороны привода ТНВД 1, выполнены равными 0, З-0,95 длины ТВД 2, подключенной к первой секции. Выполнение ТВД 2, подключенных ко второй и последующим секциям, равными 0,3-0,95 длины ТВД 2, подключенной к первой секции, обеспечивает уменьшение различий углов опережения впрыскивания топлива в различных цилиндрах двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению и, в частности, к системам топливоподачи дизельных двигателей.

Известна система подачи топлива дизельных двигателей (см. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей (Алексеев В.П. Иващенко Н.А. Ивин В.И. и др. М. Машиностроение, 1980. с. 141), содержащая топливный насос высокого давления (ТНВД), имеющий по меньшей мере две секции с плунжернымм парамм, трубопроводы высокого давления (ТВД) и форсунки. В таких системах общепринятым является применение ТВД, имеющих одинаковую длину. Однако это не позволяет добиться идентичности протекания рабочих процессов в разных цилиндрах двигателя.

Задачей данного изобретения является повышение идентичности протекания рабочих процессов в различных цилиндрах двигателя.

Техническим результатом является повышение идентичности протекания рабочих процессов за счет уменьшения различий углов опережения впрыскивания топлива (УОВТ) в различных цилиндрах двигателя.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в системе подачи топлива двигателя внутреннего сгорания, содержащей ТНВД, имеющий по меньшей мере две секции при рядном исполнении, или по меньшей мере четыре секции при V-образном исполнении, ТВД и форсунки, ТВД, подключенные ко второй при разном исполнении ТНВД, или второй левой и второй правой при V-образном исполнении, и последующим секциям со стороны привода ТНВД, выполнены равными 0,3-0,95 длины ТВД, подключенной к первой секции.

Выполнение ТВД, подключенных ко второй и последующим секциям, равными 0,3-0,95 длины ТВД, подключенной к первой секции, обеспечивает уменьшение различий УОВТ в различных цилинрах двигателя. Это связано с тем, что кулачковый вал ТНВД не является абсолютно жестким, что приводит к его скручиванию при работе. По этой причине на работающем двигателе в цилиндрах, подключенных ко второй и последующим секциям ТНВД, происходит возрастание УОВТ на 7^o п. к. в. и более по сравнению с его значением в цилиндре, подключенной к первой секции ТНВД. Причем указанная величина будет больше для тех цилиндров, которые подключены к секциям ТНВД, наиболее удаленным от первой.

Распространение давления топлива по ТВД от штуцера ТНВД до штуцера форсунки происходит за время поворота коленчатого вала на угол около 10^o или более. По этой причине за счет уменьшения длины ТВД можно компенсировать увеличение УОВТ, наблюдаемое во второй и последующих секциях ТНВД.

Уменьшение различий в значениях УОВТ приведет к уменьшению неравномерности протекания рабочих процессов в разных цилиндрах, что повлечет за собой улучшение показателей расхода топлива и токсичности отработавших газов.

В случае выполнения ТВД второй и последующих секций длиной более 0,95 от длины ТВД первой секции, изменение УОВТ составит менее 1^o, что меньше, чем колебания УОВТ, допускаемые при регулировке. При выполнении ТВД второй и последующих секций длиной менее 0,3 от длины ТВД первой секции становится невозможной ее подключение к форсунке из-за чрезмерно малой длины.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных, по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Сущность изобретения поясняется схемой системы топливоподачи, изображенной на чертеже, включающей ТНВД 1, ТВД 2 и форсунки 3. ТВД, подключенные ко второй и последующим секциям, выполнены равными 0,30 0,95 длины ТВД, подключенной к первой секции. ТНВД может иметь рядное или V-образное исполнение.

Система работает следующим образом. При работе ТНВД 1 большие нагрузки, действующие на кулачковый вал, приводят к его скручиванию. При этом с возрастанием количества секций у ТНВД возрастает длина кулачкового вала и соответственно его скручивание. Последнее приводит к тому, что в цилиндрах, подключенных ко второй и последующим секциям, УОВТ будет большим, чем в цилиндре, подключенном к первой секции. Для устранения указанного недостатка ТВД, подключенные ко второй и последующим секциям, выполнены равными 0,3-0,95 длины ТВД, подключенной к первой секции. Это позволит выровнять величины УОВТ по цилиндрам.

Рассмотрим пример реализации предлагаемого решения применительно к двигателю 8ЧН21/21 (Вейнблат М.Х. Корж С.А. Поиск причин аномалий процесса топливоподачи дизелей ДМ-21 (64Н21/21 и 8ЧН 21/ 21) // Двигателестроение. 1991. N 1. с. 18-21). Наименьшее различие УОВТ по сравнению с первой секцией наблюдается у третьей секции ТНВД и составляет 1,2^o. Длина ТВД на этом двигателе составляет 1600 мм (Вейнблат М.Х. Федякин П.А. Снижение дымности отработавших газов форсированного дизеля на режимах холостого хода // Двигателестроение. 1990. N 11. с. 8-10, 38), а время, за которое давление топлива распространяется по всей длине ТВД третьей секции, составляет 52,83-27,6=25,2^o. Т. е. за время поворота коленчатого вала на угол 1,2^o давление топлива распространится по ТВД на 80 мм. Поэтому, если уменьшить длину ТВД третьей секции на 80 мм, то УОВТ в цилиндрах, подключенных к первой и третьей секциям, станут одинаковыми. При этом длина ТВД, подключенной к третьей секции, составит 1520 мм, или 0,95 от длины ТВД, подключенной к первой секции. Наибольшее различие УОВТ по сравнению с первой секцией наблюдается у шестой секции ТНВД и составляет 7,2^o. Соответственно получим, что для выравнивания УОВТ по указанным цилиндрам, длина ТВД, подключенной к шестой секции, должна составить 1600·(26,0-7,2)/26,0=1160 мм или 0,7 от длины ТВД первой секции. Учитывая, что различие УОВТ по цилиндрам приводит к различию в протеканиях рабочих процессов и повышению токсичности отработавших газов, применение предлагаемого решения позволит устранить указанные недостатки.

Для двигателя 8ЧН15/16 длина ТВД составляет 1300 мм, а время, за которое давление топлива распространяется по всей длине ТВД, соответствует 10^o поворота коленчатого вала. Поэтому при отличии УОВТ между первой и восьмой секциями ТНВД в 7^o длина ТВД восьмой секции составит 390 ми или 0,3 от длины ТВД первой секции. В этом случае УОВТ в цилиндрах, подключенных к первой и восьмой секциям, будут одинаковыми.

Таким образом, выше изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: -средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в двигателестроении, для повышения эффективности работы системы подачи топлива; -для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке средств и методов; -средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Формула изобретения

Система подачи топлива двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный насос высокого давления, имеющий по меньшей мере две секции при рядном исполнении или по меньшей мере четыре секции при V-образном исполнении, трубопроводы высокого давления и форсунки, отличающаяся тем, что трубопроводы высокого давления, подключенные к второй секции при рядном исполнении или второй левой и второй правой при V-образном исполнении и последующим секциям со стороны привода топливного насоса высокого давления, выполнены равными 0,3-0,95 длины трубопровода высокого давления, подключенного к первой секции.

РИСУНКИ

Рисунок 1