SU1758271A1 - Система подачи топлива в дизельный двигатель - Google Patents

Abstract

Использование: двигателестроение, в частности топливовпрыскивающа  аппаратура дл  дизелей. Сущность изобретени : система подачи топлива в дизельный двигатель содериотГсекционный плунжерный насос 1 с полост ми нагнетани , наполнени  и отсечки, форсунки 3 с подыгольными 7 и надыгольными 8 полост ми и перепускными клапанами 10, установленными в надыголь- ных плоскост х 8, основные 9 и дополнительные 11 топливопроводы, причем подыгольна  полость 7 каждой форсунки 3 сообщена основным топливопроводом 9 с

Description

Фиг.1

полостью нагнетани , а полости наполнени  и отсечки каждой секции насоса выполнены за одно целое и сообщены через перепускной клапан 10 с надыгольн ой полостью 8 соответствующей форсунки 3, между полост ми на- полненич-отсечки и полостью нагнетани  выполнен канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открыти  в сторону полости нагнетани , а надыгольные полости 8 форсунок 3 выполнены с возможностью сообщени  с каналом дополнитегьным топливопроводом 11, причем канал с обратным клапаном следующей секции сообщен дополнительным топливопроводом 17 с подыголь- ной полостью 8 второй форсунки 3 согласно пор дку работы насоса. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относитс  к двигателест- роению и предназначаетс  дл  двигателей внутреннего сгорани  с воспламенением от сжати .

Известна система подачи топлива в ди- зель с гидравлическим нагруженном иглы форсунки, содержаща  два плунжерных насоса высокого давлени  с нагнетательными клапанами. Причем топпиво ot перв ого топливного насоса высокого давлени  (ГНВД) подаетс  в подыгольную полость форсунки дл  последующей подачи в цилиндр дизел , а от второго ТНВД топливо подаетс  в над- ыгольное пространство дл  гидравлическог нагружени  иглы распылител  форсунки. Форсунка содержит также подпружиненный поршень с прецизионным или другим уплотнением, размещенный в полости установки пружины форсунки В надпоршневое пространство форсунки подаетс  топливо от второго ТНВД.

Недостатком данной системы  вл етс  наличие дополнительного ТНВД дл  подачи топлива в надпоршневое пространство полости установки пружины, наличие дополни- тельных топливопроводов, дополнительного устройства привода ТНВД, что приводит к дополнительным затратам и высокой стоимости пободных систем. Кроме того, повышенна  сложность системы из-за необходимости согласовани  подачи топлива первым и вторым ТНВД и из-за наличи  дополнительных прецизионных деталей, размещенных в полости установки пружины.

Известна система подачи топлива в ди- зель, содержаща  плунжерный насос с полостью нагнетани  и полостью отсечки, форсунку с надыгольной и поды гол ьной полостью , причем подыгольна  полость через клапан сообщена топливопроводом с поло- стью нагнетани , надыгольна  полость сообщена через обратный клапан дополнительным топливопроводом с полостью отсечки.

Недостатком данной системы  вл етс  пониженна  ее эффективность из-за того. что подыгольна  полость каждой форсунки

сообщена дополнительным топливопроводом с отсечной полостью плунжерного насоса соответствующей секции, Поэтому энерги  отсечной волны топлива в данной системе используетс  только дл  ускорени  посадки иглы форсунки соответствующей секции ТНВД в конце процесса впрыскивани  топлива в камеру сгорани  дизел . При этом используетс  только часть энергии отсечной волны топлива, так как последующие волны будут приходить в надыгольную полость форсунки тогда, когда игла распылител  будет уже находитс  в НМТ на запорном конусе .

Поэтому эффективность гидрозапирани  в данной системе снижаетс , кроме того, снижаетс  интенсивность и увеличиваетс  продолжительность процесса впрыскивани  топлива.

Цель изобретений - повышение экономичности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в системе подачи топлива в дизельный двигатель , содержащий секционный плунжерный насос с полост ми нагнетани , наполнени  и отсечки, форсунки и над- ыгольными и подыгольными полост ми и перепускными клапанами, установленными в надыгольных полост х, основные и дополнительные топливопроводы, причем подыгольна  полость каждой форсунки сообщена основным топливопроводом с полостью нагнетани , а полости наполнени  и отсечки каждой секции насоса выполнены за одно целое и сообщены через перепускной клапан с надыгольной полостью соответствующей форсунки, между полост ми наполнени  отсечки и полостью нагнетани  выполнен канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открыти  в сторону полости нагнетани , а надыгольные пслости форсунок выполнены с возможностью сообщени  с каналом дополнительным топливопроводом.

Поставленна  цель достигаетс  также тем. что канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открыти  в сторону полости нагнетани  одной секции насоса высокого давлени , сообщен дополнительным топливопроводом с над- ыгольной полостью второй форсунки согласно пор дку работы ТНВД.

Поставленна  цель достигаетс  также тем, что канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открыти  в сторону полости нагнетани  одной секции насоса высокого давлени , сообщен дополнительным топливопроводом с надыголь- ной полостью третьей форсунки согласно пор дку работы насоса высокого давлени .

Поставленна  цель достигаетс  также тем, что канал с обратным клапаном, сообщающий впускное-отсечное окно втулки плунжера насоса с полостью наполнени - отсечки, установленный с возможностью открыти  в сторону полости нагнетани  одной секции насоса высокого давлени , сообщен дополнительным топливопроводом с под- ыгольной полостью четвертой форсунки согласно пор дку работы ТНВД.

На фиг, 1 представлена принципиальна  схема системы подачи топлива дл  че- тырехсекционногэ плунжерного ТНВД с пор дком работы 1-3-4-2; на фиг. 2 - секци  ТНВД, в которой впускна  полость выполнена совместно с отсечной полостью, а канал, сообщающий впускное отсечное окно втулки плунжера с полостью наполнени -отсечки , снабжен обратным клапаном, продольный разрез.

Система подачи топлива содержит секционный плунжерный насос 1 ТНВД (фиг. 1) с нагнетательными секци ми 2, форсунки 3, содержащие закрепленные на корпусе распылитель 4 с сопловыми отверсти ми 5, иглой 6 распылител , поджатой пружиной и снабженной запорным конусом с подыголь- ной 7 и надыгольной 8 полост ми, причем подыгольна  полость 7 сообщена основным топливопроводом 9 с полостью нагнетани  секции 2 (фиг. 1) насоса высокого давлени  1, а надыгольна  полость 8 снабжена перепускным (обратнь м) клапаном 10 и сообщена дополнительным топливопроводом 11с каналом, сообщающим впускное-отсечное окно втулки плунжера насоса высокого давлени  с полостью наполнени -отсечки (до обратного, перепускного клапана) любой другой секции ТНВД.

Схема секции 2 насоса высокого давлени  показана на фиг. 2. Корпус 12 ТНВД содержит втулку плунжера 13 с отсечной кромкой 14. Втулка 13 плунжера содержит объединенные впускное-отсечное окно 15, которое сообщаетс  каналом 16с полостью 17 наполнени -отсечки. В канале 16 установлен обратный (перепускной) клап н 18, поджатый пружиной 19 к седлу 20 клапана. Кажда  секци  ТНВД имеет нагнетательную

) камеру (полость наполнени ) 21. образованную втулкой 13 плунжера 22. Секци  ТНВД снабжена нагнетательным клапаном 23. Полость 21 нагнетани  секции через нашета- тельный клапан 23 и основной

Q топливопровод сообщена с подыгольной полостью форсунки. Канал 16, сообщающий впускное-отсечное окно 15 втулки плунжера с полостью наполнени -отсечки 17 в верхней части, снабжен штуцером 24 с осевым

5 сверлением 25. К штуцеру 24 подключаетс  дополнительный топливопровод 26 (фиг. 2), который сообщает канал 16, соедин ющий впускное-отсечное окно 15 втулки, плунжера с полостью 17 наполнени -отсечки (до

Q обратного, перепускного клапана 18), одной секции ТНВД с надыгольной полостью любой другой форсунки, согласно пор дку работы ТНВД.

Плунжер 22 топливного насоса приво5 дитс  в действие кулачковым валом 27 с кулачком 28 через толкатель 29 с возвратной пружиной 30.

Следует отметить, что длина дополнительного топливопровода. Сообщающего

0 канал 16 до обратного (перепускного) клапана одной секции ТНВД с надыгольной полостью любой другой форсунки меньше или равна длине основного топливопровода, сообщающего подыгольную полость форсунки

с с полостью нагнетани  секции ТНВД.

Система подачи топлива СИГМА работает следующим образом,

При работе ТНВД, при нахождении плунжера 22 (фиг. 2) в НМТ, топливо заполQ н ет надплунжерное пространство через впускное-отсечное окно 15, подаваемое топливоподкачивающим насосом в полость 17 наполнени -отсечки через отжатый обратный (перепускной) клапан 18 и

5 канал 16 (фиг, 2).

При движении плунжера 22 к ВМТ, до перекрыти  отсечной кромки 14 впускное- отсечное окно 15 канала 16, плунжер вытесн ет топливо из надплунжерного пространства

Q через окно 15 в канал 16, сообщающий впускное-отсечное окно втулки плунжера с полостью наполнени -отсечки и снабженный - обратным клапаном 18, последний закрываетс . В результате начальное давление Рнач в

е канале 16. дополнительном топливопроводе 26, сообщающем надыгольную полость любой другой форсунки, а также в надыгольной полости самой форсунки повышаетс .

При движении плунжера 22 к ВМТ после перекрыти  плунжером впускного-отсечного окна 15 втулка в надплунжерном пространстве создаетс  давление топлива и если величина усили  от давлени  топлива превысит усилие зат жки пружины нагнетательного клапана 23 секции ТНВД, то топливо по основному топливопроводу 9 поступает в 5 подыгольную полость форсунки 3.

Часть топлива через зазоры между иглой 6 и корпусом распылител  4 поступает в надыгольную полость 8 и повышает в ней 10 давление, так как перепускной (обратный) клапан 10 форсунки находитс  в закрытом состо нии.

Когда усилие от давлени  топлива в под- ыгольной полости 7, воздействующее на 15 дифференциальную площадку иглы 6 распылител , больше от суммарного воздействи  пружины форсунки и усили  от давлени  гидрозапирани  топлива и надыгольной полости 8, тогда игла б распылител  поднима- 20 етс , открыва  подсопловой канал, происходит вспрыскивание топлива через сопловые отверсти  в камеру сгорани  дизел .

После открыти  кромкой 14 плунжера 25 ТНВД впускного-отсечного окна 15 импульс давлени  отсечки топлива одной секции ТНВД распростран етс  со скоростью зэу- ка по дополнительному топливопроводу 11, закрыва  при этом обратный клапан 18 сек- 30 ции ТНВД, через открытый обратный (перепускной ) клапан 10 форсунки в надыгольную полость любой другой форсунки, согласно пор дку работы насоса. (В данном случае канал, сообщающий впускно-отсечное окно 35 втулки с полостью наполнени -отсечки, до обратного клапана 18 второй секции ТНВД сообщен дополнительным топливопрово- дом с надыгольной полостью 8 форсунки первого цилиндра).40

В это врем , согласно пор дку работы ТНВД. например, 1-3-4-2, после подачи топлива второй секцией ТНВД в работу вступает перва  секци  ТНВД и в то же врем , когда происходит процесс подачи топлива 45 первой форсункой, в надыгольную полость первой форсунки поступает энерги  отсечной волны от второй секции ТНВД. При этом энерги  отсечной волны одной секции используетс ., дл  дополнительного гидронаг- 50 ружени , дл  ускорени  посадки иглы распылител  любой другой форсунки, согласно пор дку работы ТНВД.

Гидрозапирание иглы форсунки энергией отсечной волны устран ет начальный 55 участок подачи топлива в камеру сгорани  дизел  при низких давлени х и позвол ет осуществл ть начало подачи топлива более четко и при повышенных давлени х впрыскивани , что позвол ет сократить действующую продолжительность подачи топлива вследствие устранени  начального и конечного участков подачи с малыми давлени ми, улучшаетс  качество распыливани  топлива на малых скоростных и нагрузочных режимах работы дизел .

При этом устран етс  подвпрыскивание топлива, устран етс  прорыв отработавших газов в распылитель, закоксовывание сопловых отверстий и зависание иглы распылител , улучшаетс  качество распыливани  и смесеобразовани , повышаетс  топливна  экономичность .

Избыточное топливо из надыгольного объема 8 при закрытом обратном (перепускном ) клапане 10 форсунки поступает через зазор между иглой б и корпусом распылител  4 в линию высокого давлени  и увеличивает начальное давление в линии высокого давлени , что способствует увеличению максимального давлении подачи топлива, повышает объемный КПД насоса высокого давлени , увеличивает интенсивность подачи топлива на режиме максимального крут щего момента, так как при этом в линию высокого давлени  поступает большой объем топлива.

В результате подпитки топливом давление в основных нагнетательных топливопроводах 9 в промежутках между циклами впрыскивани  топлива повышаетс  и стабилизируетс , что в свою очередь способствует стабилизации процесса впрыскивани  топлива.

При этом повышаетс  давление и сокращаетс  продолжительность впрыскивани , улучшаетс  качество распыливани  и смесеобразовани , повышаетс  топливна  экономичность .

После подачи топлива первой секцией ТНВД в работу вступает согласно пор дку работы ТНВД, например 1-3-4-2, треть  секци  ТНВД. Следовательно, дополнительный топливопровод 11 сообщает канал первой секции до обратного клапана с надыгольной полостью третьей форсунки, чтобы максимально использовать энергию отсечной волны дл  интенсификации процесса впрыскивани  топлива.

После подачи топлива третьей секцией в работу вступает четверта  секци  ТНВД. Следовательно, дополнительный топливопровод 11 (фиг. 1) сообщает канал наполне- ни -бтсечки до обратного (перепускного) клапана с надыгольной полостью четвертой, форсунки согласно пор дку работы ТНВД.

После подачи топлива четвертой секцией в работу вступает втора  секци  ТНВД. Следовательно , дополнительный топливопровод 11 сообщает канал, сообщающий впускное- отсечное окно втулки с полостью наполнени  отсечки (до обратного клапана секции) с нзд- ыгольной полостью второй форсунки, где будет происходит процесс впрыскивани  топлива в камеру сгорани  двигател .

Затем процесс подачи топлива системой с управл емым нагружением иглы СИГМА повтор етс .

Аналогична  работа системы СИГМА с шести- или восьми и больше секционными ТНВД, е которых канал наполнени -отсечки до обратного клапана одной секции ТНВД сообщен дополнительным топливопроводом с надыгольной полостью любой другой форсунки согласно пор дку работы насоса высокого давлени .

Таким образом, технико-экономический эффект от применени  системы подачи топлива с управл емым нагружением иглы форсунки СИГМА, при работе которой более полно используетс  энерги  отсечной волны дл  интенсификации процесса впрыскивани  топлива и дл  ускорени  посадки иглы распылител , заключаетс  в том, что при незначительных конструктивных изменени х в данной системе устран етс  начальный и ко нечный участок подэчи топлива с низкими даплени ми впрыскивани  топлива , осуществл етс  более резкое (четкое) начало и окончание подачи топлива, предотвращу с  подтекание топлива, что позвол ет улучшить топливную экономичность , устран етс  прорыв отработавших газов в распылитель, закоксовывание сопловых, отверстий и зависание иглы распылител , устран етс  подвпрыскивание топлива.

В результате подпитки топливом давление в нагнетательных топливопроводах в промежутках между циклами стабилизируетс , что в свою очередь способствует ста- билизации процесса впрыскивани  топлива.

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Система подачи топлива в дизельный двигатель, содержаща  секционный плунжерный насос с полост ми нагнетани , наполнени  и отсечки, форсунки и над- ыгольными и подыгольными полост ми и перепускными клапанами, установленными в надыгольных полост х, основные и дополнительные топливопроводы, причем под- ыгольна  полость каждой форсунки сообщена основным топливопроводом с полостью нагнетани , а полости наполнени  и отсечки каждой секции насосэ выполнены

   за одно целое и сообщены через перепускной клапан с надыгольной полостью соот- 1 ветствующей форсунки, отличающа с  тем, что, с целью повышени  экономичности , между полост ми наполнени -отсечки

   и полостью нагнетани  выполнен канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открыти  в сторону полости нагнетани , а надыгольные полости форсунок выполнены с возможностью сообщени  с

   каналом дополнительным топливопроводом .
2. 2. Система по п. 1,отличающа с  тем, что канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открыти  в сторону полости нагнетани  одной секции насоса, сообщен Дополнительным топливопроводом с надыгольной полостью второй форсунки согласно пор дку работы насоса.
3. 3. Система поп, 1,отличающа с  тем, что канал, сообщающий впускное отсечное окно втулки плунжера с полостью наполнени -отсечки с обратным клапаном, установленным с возможностью открыти  в

   сторону полости нагнетани  одной секции насоса, сообщен дополнительным топливопроводом с надыгольной полостью третьей форсунки согласно пор дку работы насоса.
4. 4. Система по п. 1,отличающа с  тем, что канал, сообщающий впускное отсечное окно втулки плунжера с полостью наполнени -отсечки с обратным клапаном, установленным с возможностью открыти  в

   сторону полости нагнетани  одной секции насоса, сообщен дополнительным топливопроводом с надыгольной полостью четвертой форсунки согласно пор дку работы насоса.

   Внадыгольнию полость форсунки

   В подь/голдную полость форсунки от топливо - подко ч и бающего насоса

   о)