Система питания двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам питания двигателя внутреннего сгорания. Изобретение позволяет увеличить ресурс и надежность работы системы питания двигателя внутреннего сгорания. Система питания двигателя внутреннего сгорания содержит топливный бак, насос, фильтр на входе в насос, топливные магистрали и устройство перепуска излишков топлива. Сливная полость устройства перепуска излишков топлива соединена с полостью, расположенной между внешним фильтрующим элементом фильтра и входом в насос в любой ее точке. 3 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к системам питания двигателя внутреннего сгорания.

Система питания двигателя внутреннего сгорания предназначена для подачи топлива с напором и расходом, обеспечивающими бесперебойную работу двигателя внутреннего сгорания как на стационарном, так и динамическом режимах.

Широкое распространение инжекторных двигателей в автомобилестроении потребовало увеличения давления топлива при впрыске, что обусловило применение насосов сравнительно больших напоров и большим запасом по расходу.

Известна система питания двигателя внутреннего сгорания с электробензонасосом, обеспечивающим требуемое давление на входе форсунок впрыска (С.А.Батьянов. "Автомобили "Волга". Руководство по эксплуатации. - Нижний Новгород: ОАО "ГАЗ", 2002, стр.49). Такая система обеспечивает необходимую для бесперебойной работы двигателя на переходных или динамических режимах подачу топлива. Но расположение электробензонасоса вне топливного бака повышает опасность его разгерметизации при движении автомобиля, требует повышенных требований при его замене и ремонте.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является система подачи топлива по патенту РСТ WO 98/27333, состоящая из топливного бака, электробензонасоса, фильтра на входе в насос, топливной магистрали и устройства перепуска излишков топлива, фильтра тонкой очистки. Такая конструкция системы подачи снижает опасность разгерметизации при движении автомобиля и не требует особых условий при ремонте и замене электробензонасоса, фильтра и др., исключая попадание посторонних частиц в напорную топливную магистраль.

Недостатком указанной конструкции электронасоса является снижение ресурса и надежности работы, так как слив излишков топлива, прошедшего через фильтр тонкой очистки, с устройства перепуска производится в топливный бак и перемешивается с остатками топлива, содержащими примеси. Как правило, в топливном баке при эксплуатации автомобиля накапливаются посторонние примеси в виде механических частиц (пыль, песчинки, ржавчина, сгустки смолы и др.), которые, загромождая проходное сечение фильтра грубой очистки, уменьшают его пропускную способность. Это, в свою очередь, приводит к снижению давления на входе в насос, работе его в режиме кавитации и, как следствие, к повышенному износу деталей, перегреву электродвигателя и снижению ресурса электробензонасоса. При этом происходит снижение расхода через насос и отказ в работе двигателя. Очевидно, что основным фактором, определяющим ресурс работы системы подачи топлива, является ресурс фильтра, зависящий, в свою очередь, от количества осаждаемых на фильтрующем элементе посторонних примесей. Забор топлива из бака осуществляется из области, расположенной как можно ближе к днищу топливного бака, где находится скопление осажденных частиц, что способствует усугублению описанного выше эффекта.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение ресурса и надежности работы системы питания двигателя внутреннего сгорания.

Указанная задача решается путем организации слива фильтрованного топлива из устройства отвода излишков топлива, например редукционного клапана, непосредственно во входную полость насоса, расположенную между внешним фильтрующим элементом фильтра и входом в насос. При этом слив излишков топлива может производиться в любую точку вышеуказанной полости, в том числе и между фильтрующими элементами многослойных фильтров. Тем самым топливо, прошедшее фильтрацию, попадает непосредственно на вход в насос, а через фильтр грубой очистки будет проходить лишь расход, равный поступающему на форсунки. Расход топлива на форсунки при эксплуатации автомобиля составляет в среднем 10...25% от подачи насоса. Таким образом, объемный расход и скорость протока топлива непосредственно через фильтрующий элемент значительно уменьшаются, следовательно, ресурс его работы увеличивается более чем в 10 раз. Этот факт был подтвержден экспериментальными исследованиями. Данная система питания двигателя внутреннего сгорания может применяться в случаях размещения топливного насоса как непосредственно в топливном баке, так в любом другом месте топливной магистрали вне бака.

Указанные в формуле изобретения признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Суть технического решения предлагаемого изобретения поясняется на примере системы питания двигателя внутреннего сгорания, изображенной на фиг.1.

Система питания двигателя внутреннего сгорания состоит из электробензонасоса 1, на входной патрубок которого установлен фильтр 2 грубой очистки топлива, а напорная магистраль 3 соединена с фильтром 4 тонкой очистки топлива. Выход фильтра 4 тонкой очистки соединен трубопроводом 5 с топливной рампой 6, имеющей отводы 7 на форсунки 8 впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания. В трубопроводе 5 выполнен отвод 9, который соединен с редукционным клапаном 10. Штуцер слива топлива редукционного клапана 10 соединен с трубопроводом 11 возврата излишков топлива в бак 12.

Трубопровод 11 возврата излишков топлива соединен со штуцером 13 (фиг.2), соединяющим внутреннюю полость 14 фильтра 2 грубой очистки. На фиг.3 показан вариант возврата топлива непосредственно на вход в насос. В этом случае на входной патрубок 15 электробензонасоса 1 установлен тройник 16, один отвод которого соединен с внутренней полостью фильтра 2 грубой очистки, а другой - с трубопроводом 11 возврата излишков топлива.

При подаче напряжения питания на электробензонасос 1 топливо из бака 12 проходит через фильтр 2 грубой очистки и поступает на вход в насос. Фильтр 2 грубой очистки производит очистку топлива до такой степени, которая требуется для безотказной работы электробензонасоса 1. На выходе из электробензонасоса 1 создается давление в напорной магистрали 3. Далее топливо, проходя через фильтр 4 тонкой очистки по трубопроводу 5, подается в рампу форсунок 6, распределяющую его непосредственно на форсунки 8. При этом фильтр 4 тонкой очистки очищает топливо от более мелких частиц, что обеспечивает такую степень очистки, которая необходима для бесперебойной работы форсунок 8 двигателя внутреннего сгорания.

При работе двигателя расход топлива через форсунки 8 может изменяется, поэтому давление в напорной магистрали 3, в трубопроводе 5 и коллекторе 6 может меняться. Для поддержания этого давления постоянным при любом режиме работы двигателя внутреннего сгорания используется редукционный клапан 10, который обеспечивает слив неиспользованного очищенного от примесей топлива. Далее это профильтрованное топливо по трубопроводу 11 поступает либо во внутреннюю полость 12 фильтра 2 грубой очистки, как показано на фиг.2, либо непосредственно на вход электробензонасоса 1, как показано на фиг.3.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его производства не требуется специальной технологии, кроме тех, что используются в области машиностроения.

Система питания двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный бак, насос, фильтр на входе в насос, топливные магистрали и устройство перепуска излишков топлива, отличающаяся тем, что сливная полость устройства перепуска излишков топлива соединена с полостью, расположенной между внешним фильтрующим элементом фильтра и входом в насос в любой ее точке.