RU2084669C1

RU2084669C1 - Drive for control of fuel pump

Info

Publication number: RU2084669C1
Application number: RU94025780A
Authority: RU
Inventors: Станислав Аркадьевич Ерощенков; Владимир Михайлович Сударский; Павел Иванович Волоховский; Вячеслав Иванович Оболенцев
Original assignee: Харьковская государственная академия железнодорожного транспорта
Priority date: 1994-07-11
Filing date: 1994-07-11
Publication date: 1997-07-20
Also published as: RU94025780A

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: drive has at least one tie connected with each section of a fuel pump through a gear rack that is used for rotation of the batching member of a plunger pair and at least one servomotor for shutting off fuel supply that is connected with a pipe line. The servomotor is made up as a cylinder with a spring-loaded piston and opening for the pipe line positioned in the above-piston space. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to automatic regulation of internal combustion engines.

Известен привод управления топливным насосом содержащий регулятор, рычажный механизм управления регулятором, секцию топливного насоса с персональной рейкой, дозирующей подачу топлива в цилиндр двигателя [1]
Недостатком известного привода является то, что при заклинивании одной из реек секции топливного насоса, прекращается регулировка подачи топлива по всем цилиндрам, что приводит к остановке двигателя при увеличении на него внешней нагрузки.A known drive for controlling a fuel pump containing a regulator, a lever mechanism for controlling the regulator, a section of a fuel pump with a personal rail metering the fuel supply to the engine cylinder [1]
A disadvantage of the known drive is that when one of the rails of the fuel pump section is jammed, the fuel supply adjustment for all cylinders ceases, which leads to engine shutdown with an increase in the external load on it.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является привод управления топливным насосом [2] содержащий по меньшей мере одну тягу, связанную с каждой секцией топливного насоса через зубчатую рейку поворота дозирующего элемента плунжерной пары, и по меньшей мере, один сервомотор отключения зубчатой рейки секции топливного насоса, подключенный к источнику энергии. Сервомоторы выполнены, например, в виде пневмоцилиндров /гидроцилиндров/. Внутренняя полость сервомотора, выполненного в виде цилиндра с отверстием для трубопровода и подпружиненным поршнем, соединена с источником энергии /система управления отключения цилиндров/ трубопроводов, причем пружина размещена в цилиндре сервомотора над поршнем, а отверстие для трубопровода в цилиндре под поршнем. Зубчатая рейка поворота дозирующего элемента плунжерной пары состоит из двух частей периферийной зубчатой муфты и центрального стержня, между которыми установлена пружина. На стержне установлен ограничитель перемещения муфты с фиксатором. Closest to the claimed combination of features is a fuel pump control drive [2] containing at least one thrust connected to each section of the fuel pump through a gear rack for turning the metering element of the plunger pair, and at least one servo motor for disconnecting the gear rack of the fuel pump section connected to an energy source. Servo motors are made, for example, in the form of pneumatic cylinders / hydraulic cylinders /. The inner cavity of the servomotor, made in the form of a cylinder with a hole for the pipeline and a spring-loaded piston, is connected to the energy source / control system for switching off the cylinders / pipelines, the spring being placed in the cylinder of the servomotor above the piston, and the hole for the pipeline in the cylinder under the piston. The toothed rack for the rotation of the metering element of the plunger pair consists of two parts of the peripheral gear coupling and the central shaft, between which a spring is installed. A clutch displacement limiter with a lock is installed on the rod.

Однако при длительной стоянке транспортного средства сервомоторы, выполненные в виде цилиндров (гидро- или пневмоцилиндров) не срабатывают из-за отсутствия давления масла (воздуха) в системе двигателя. В цилиндры, где отключены клапаны газораспределения, несколько циклов будет подаваться топливо, так как сервомоторы не передвинули рейку топливных насосов отключаемых цилиндров на нулевую подачу. Это будет продолжаться до тех пор, пока сила давления воздуха (масла) не пересилит усилие начальной затяжки пружины сервомотора, чтобы его поршень вытолкнул рейку топливного насоса на нулевую подачу. То есть такое расположение в цилиндре сервомотора пружины и отверстия не позволяет обеспечить отключение зубчатой рейки топливного насоса для прекращения подачи топлива в цилиндры дизеля на всех режимах его работы. Например, в момент запуска дизеля воздух (масло) необходимо накачать в системы питания двигателя, и только через определенное время при поступлении воздуха (масла) по трубопроводу через отверстие расположенное в цилиндре сервомотора под поршень, последний начнет перемещаться, вступит в контакт с зубчатой рейкой топливного насоса и передвинет ее на нулевую подачу топлива. При этом усилие, создаваемое давлением воздуха (масла) на поршень, должно быть больше усилия начальной затяжки пружины. То же происходит при работе на холостом ходу и малых нагрузках. Таким образом известным приводом нельзя осуществить полное отключение подачи топлива в отключаемые цилиндры в момент запуска двигателя, при работе на холостом ходу и малых нагрузках из-за описанного выше расположения в цилиндре сервомотора пружины и отверстия для трубопровода. However, when the vehicle is parked for a long time, servomotors made in the form of cylinders (hydraulic or pneumatic cylinders) do not work due to the lack of oil (air) pressure in the engine system. In cylinders where the gas distribution valves are turned off, fuel will be supplied for several cycles, as the servomotors have not moved the rail of the fuel pumps of the disconnected cylinders to zero flow. This will continue until the force of the air (oil) pressure overpowers the force of the initial tightening of the servo spring so that its piston pushes the rail of the fuel pump to zero flow. That is, such an arrangement in the cylinder of the servo motor of the spring and the hole does not allow shutting off the gear rack of the fuel pump to stop the supply of fuel to the diesel cylinders in all modes of its operation. For example, at the moment of starting the diesel engine, air (oil) must be pumped into the engine's power supply system, and only after a certain time when air (oil) enters the pipeline through the hole located in the cylinder of the servomotor under the piston, the latter will begin to move, will come into contact with the fuel rail pump and move it to zero fuel. In this case, the force created by the pressure of air (oil) on the piston should be greater than the initial spring tightening force. The same thing happens when idling and light loads. Thus, using a known drive, it is impossible to completely shut off the fuel supply to switchable cylinders at the time of engine start-up, when idling and light loads due to the above-described arrangement of a spring in the cylinder of the servomotor and an opening for the pipeline.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования привода управления топливным насосом, в котором отключение зубчатой рейки топливного насоса в цилиндрах с отключенными клапанами газораспределения в момент запуска двигателя, при работе на холостом ходу и малых нагрузках обеспечивается установкой зубчатой рейки топливного насоса в положение соответствующее нулевой подачи топлива и за счет этого достигается снижение среднеэксплуатационного расхода топлива на 5-7%
Поставленная задача достигается приводом управления топливного насоса, содержащим, одну тягу, связанную с каждой секцией топливного насоса через зубчатую рейку поворота дозирующего элемента плунжерной пары, и, по меньшей мере, один подключенный трубопровод к источнику энергии, сервомотор отключения зубчатой рейки топливного насоса в виде цилиндра с подпружиненными поршнем, соединенным с помощью штока с зубчатой рейкой, в котором согласно изобретению пружина поршня расположена в подпоршневом пространстве с возможностью удержания поршнем рейки топливного насоса в положении соответствующем выключению подачи топлива при запуске двигателя, работе на холостом ходу и малых нагрузках за счет усилия начальной пружины, а источник энергии выполнен с возможностью подачи рабочего тела в надпоршневом пространстве с давлением превышающим величину усилия начальной затяжки пружины на режимах не допускающих работу двигателя с отключенными цилиндрами.The basis of the invention is the task of improving the fuel pump control drive, in which disabling the fuel rail of the fuel pump in the cylinders with the valves turned off at the time of engine starting, when idling and at low loads, is ensured by setting the fuel rail of the fuel pump to the position corresponding to zero fuel supply and due to this, a decrease in average operating fuel consumption by 5-7% is achieved
The task is achieved by the fuel pump control drive, containing one rod connected to each section of the fuel pump through a gear rack for turning the metering element of the plunger pair, and at least one connected pipeline to an energy source, a servo motor for disconnecting the gear rack of the fuel pump in the form of a cylinder with a spring-loaded piston connected by a rod with a gear rack, in which according to the invention the piston spring is located in the sub-piston space with the possibility of holding pores the fuel pump rails in the position corresponding to turning off the fuel supply when the engine is started, idling and light loads due to the force of the initial spring, and the energy source is configured to supply the working fluid in the above-piston space with a pressure exceeding the value of the initial spring tightening force in the modes not allowing the engine to work with disabled cylinders.

Расположение пружины в подпоршневом пространстве цилиндра сервомотора позволяет удерживать за счет усилия начальной затяжки пружины рейку топливного насоса в положении, соответствующем выключению подачи топлива при запуске двигателя, работе на холостом ходу и малых нагрузках. А благодаря расположению отверстия в цилиндре в надпоршневом пространстве при увеличении нагрузки до уровня не допускающего работу двигателя с отключением цилиндров поступающее рабочее тело, будет перемещать поршень влево, тем самым позволяя рейке топливного насоса выйти на заданную регулятором подачу топлива. The location of the spring in the under-piston space of the servomotor cylinder allows the fuel pump rail to be held at the position corresponding to turning off the fuel supply at engine start, idling and low loads due to the initial spring tightening force. And due to the location of the hole in the cylinder in the over-piston space, when the load increases to the level that does not allow the engine to work with the cylinders shut off, the incoming working fluid will move the piston to the left, thereby allowing the fuel pump rail to reach the fuel supply specified by the regulator.

На фиг.1 приведен пример конкретного выполнения заявляемого привода; на фиг.2 регулирующая рейка. Figure 1 shows an example of a specific implementation of the inventive drive; figure 2 control rail.

Привод управления топливным насосом содержит (фиг.1) связанную с регулятором 1 дизеля поворотную тягу 2, к которой подсоединены зубчатые рейки поворота дозирующего элемента плунжерной пары 3, находящейся в зацеплении с зубчатыми секторами 4 плунжеров 5. Отключаемые секции насоса 6 снабжены установленными на корпусе сервомоторами отключения подачи топлива 7, выполненными в виде пневмоцилиндров. Зубчатая рейка поворота дозирующего элемента плунжерной пары 3 (фиг.1) состоит из двух частей (фиг.2) - периферийной зубчатой муфты 8 и центрального стержня 9, между которыми установлена пружина 10. На стержне 9 установлен ограничитель 11 перемещения муфты 8 с фиксатором 12. Внутри пневмоцилиндра размещен подпружиненный пружиной 13 поршень 14 14 со штоком 15. Причем пружина 13 поршня 14 расположена в подпоршневом пространстве. Сервомотор 7 подключен к источнику энергии трубопроводом 16 через отверстие 17, а посредством штока 15 связан с зубчатой рейкой поворота дозирующего элемента плунжерной пары 3. The fuel pump control drive contains (Fig. 1) a rotary link 2 connected to the diesel regulator 1, to which are connected the gear racks of the metering element of the plunger pair 3, which are engaged with the gear sectors 4 of the plungers 5. The disconnected sections of the pump 6 are equipped with servomotors mounted on the housing fuel shutdown 7, made in the form of pneumatic cylinders. The rack of rotation of the metering element of the plunger pair 3 (Fig. 1) consists of two parts (Fig. 2) - a peripheral gear clutch 8 and a central rod 9, between which a spring 10 is installed. A limiter 11 for moving the clutch 8 with a lock 12 is mounted on the rod 9 Inside the pneumatic cylinder is a spring-loaded piston 14 14 spring 14 with a rod 15. Moreover, the spring 13 of the piston 14 is located in the piston space. The servomotor 7 is connected to the energy source by a pipe 16 through the hole 17, and by means of the rod 15 is connected to the gear rack of rotation of the metering element of the plunger pair 3.

Привод управления топливным насосом работает следующим образом. На малых нагрузках и холостом ходу двигателя поршень 14 сервомотора 7, подпружиненный пружиной 13 и посредством штока 15 удерживает зубчатую муфту 8, и, соответственно, зубчатый сектор 4 с плунжером 5 в положении, соответствующем выключению подачи топлива в цилиндр. Количество одновременно отключенных секций тем больше, чем меньше уровень нагрузки двигателя. При увеличении нагрузки на двигатель до уровня, не допускающего работу двигателя с отключением цилиндров, по трубопроводу 16 через отверстие 17 подается масло (воздух) из системы двигателя, под давлением которого на поршень 14 сжимается пружина 13, шток 15 освобождает зубчатую муфту 8, которая перемещается вдоль стержня 9 влево под действием пружины 10 до соприкосновения с ограничителем 11. Подача топлива в цилиндр возобновляется и при этом зубчатая муфта 8 совершает движение за перемещением стержня 9, связанного через тягу 2 с регулятором 1 дизеля. The fuel pump control drive operates as follows. At low loads and at idle, the piston 14 of the servomotor 7, spring-loaded with a spring 13 and by means of the rod 15, holds the gear clutch 8, and, accordingly, the gear sector 4 with the plunger 5 in the position corresponding to turning off the fuel supply to the cylinder. The number of simultaneously disconnected sections is greater, the lower the level of engine load. When the load on the engine increases to a level that does not allow the engine to work with the cylinders shutting off, oil (air) is supplied through the hole 17 through the hole 17 from the engine system, under the pressure of which the spring 13 is compressed on the piston 14, the rod 15 releases the gear clutch 8, which moves along the rod 9 to the left under the action of the spring 10 until it contacts the limiter 11. The fuel supply to the cylinder resumes and the gear clutch 8 moves after the rod 9 is connected through the rod 2 to the diesel regulator 1.

Claims

A fuel pump control drive comprising at least one thrust connected to each section of the fuel pump through a gear rack for turning the metering element of the plunger pair and at least one servo motor for disconnecting the gear rack of the fuel pump in the form of a cylinder with a spring-loaded piston connected to the power source using a rod with a gear rack, characterized in that the piston spring is located in the subpiston space with the possibility of holding the fuel pump piston rod in the provision corresponding to the shutdown of the fuel supply when starting the engine, idling and light loads due to the initial spring tightening force, and the energy source is configured to supply the working fluid to the over-piston space with a pressure exceeding the initial spring tightening force in the modes not allowing engine operation with disabled cylinders.