RU2291317C2 - Fuel-injection system of multifuel diesel engine with drainless fuel feed - Google Patents
Fuel-injection system of multifuel diesel engine with drainless fuel feed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291317C2 RU2291317C2 RU2003132189/06A RU2003132189A RU2291317C2 RU 2291317 C2 RU2291317 C2 RU 2291317C2 RU 2003132189/06 A RU2003132189/06 A RU 2003132189/06A RU 2003132189 A RU2003132189 A RU 2003132189A RU 2291317 C2 RU2291317 C2 RU 2291317C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- valve
- pressure
- nozzle
- needle
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности может использоваться в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.The invention relates to the field of engine engineering, in particular, it can be used in internal combustion engines with compression ignition.
Наиболее близким решением, выбранным в качестве прототипа, является топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи (патент РФ № 2202705 от 25.04.2001 г., МПК F 02 M 43/00), содержащая форсунку, над иглой которой предусмотрена полость, связанная с подыгольным пространством через канал, в котором установлен перепускной клапан, и трубопроводом высокого давления с плунжерным насосом при помощи нагнетательного клапана двойного действия, при этом внутренняя поверхность нагнетательного элемента со стороны разгрузочного элемента нагнетательного клапана двойного действия выполнена в виде усеченного конуса, основание которого взаимодействует с разгрузочным элементом.The closest solution selected as a prototype is a multi-fuel diesel fuel injection system for a fuelless fuel supply process (RF patent No. 2202705 dated 04.25.2001, IPC F 02 M 43/00), containing a nozzle above the needle of which a cavity is connected associated with the playing area through the channel in which the bypass valve is installed, and the high-pressure pipeline with a plunger pump using a double-acting discharge valve, while the inner surface of the discharge element is from the discharge side The double-acting discharge valve element is made in the form of a truncated cone, the base of which interacts with the discharge element.
Однако известная топливовпрыскивающая система имеет ряд недостатков. В случае применения легкого топлива (бензина, керосина и др.) оно будет просачиваться между иглой и распылителем в полость размещения пружин и остаточное давление в топливоподводящем канале форсунки, топливопроводе высокого давления и в штуцере размещения нагнетательного клапана секции топливного насоса высокого давления (ТНВД) будет снижаться. Это приводит к нарушению идентичности цикловой подачи топлива секциями ТНВД в цилиндры двигателя, к увеличению неравномерности работы дизеля, снижению его мощности и экономичности. Кроме того, в системе не предусмотрено устройство для обеспечения подпитки топливопровода высокого давления между следующими друг за другом впрысками топлива.However, the known fuel injection system has several disadvantages. In the case of the use of light fuel (gasoline, kerosene, etc.), it will seep between the needle and the spray gun into the cavity of the springs and the residual pressure in the fuel supply channel of the nozzle, the high pressure fuel line and in the fitting of the discharge valve of the high pressure fuel pump section (TNVD) will be to decline. This leads to a violation of the identity of the cyclic fuel supply by the injection pump sections to the engine cylinders, to an increase in the unevenness of the diesel engine, and a decrease in its power and economy. In addition, the system does not provide a device to provide fuel for the high pressure fuel line between successive fuel injections.
При понижении давления топлива в топливопроводе высокого давления в случае зависания иглы форсунки во внутреннюю полость форсунки прорываются газы из цилиндра двигателя через распыливающие отверстия. Это приводит к закоксовываниго внутренних каналов форсунки [1, 2].With a decrease in fuel pressure in the high pressure fuel line in the event of a hang of the nozzle needle, gases from the engine cylinder break through the spray holes in the internal cavity of the nozzle. This leads to coking of the internal channels of the nozzle [1, 2].
В момент прекращения подачи топлива игла форсунки садится в седло, объем в полости размещения пружины иглы увеличивается, а давление топлива снижается, и топливо через клапан шарикового типа не будет перетекать из полости размещения иглы в топливоподводящий канал форсунки.When the fuel supply is cut off, the nozzle needle sits in the saddle, the volume in the cavity of the needle spring placement increases, and the fuel pressure decreases, and fuel through the ball-type valve will not flow from the needle placement cavity into the fuel supply channel of the nozzle.
При впрыскивании топлива в цилиндр двигателя игла форсунки будет перемещаться вверх и испытывать повышенное сопротивление движению со стороны топлива, находящегося в полости размещения пружины иглы форсунки. Это приведет как к уменьшению количества впрыскиваемого в цилиндр двигателя топлива, так и к сокращению общей продолжительности процесса впрыскивания.When fuel is injected into the engine cylinder, the nozzle needle will move upward and experience increased resistance to movement on the fuel side located in the cavity of the nozzle needle spring. This will lead to both a reduction in the amount of fuel injected into the cylinder of the engine and a reduction in the total duration of the injection process.
В процессе эксплуатации дизеля в районах с повышенной температурой окружающей среды, в случае перегрева двигателя, вязкость дизельного топлива бензина, керосина и их смесей будет уменьшаться, что приведет к увеличению утечек топлива между иглой и распылителем и, как следствие, к уменьшению величины остаточного давления в топливопроводе высокого давления.During the operation of a diesel engine in areas with a high ambient temperature, in case of engine overheating, the viscosity of diesel fuel of gasoline, kerosene and their mixtures will decrease, which will lead to an increase in fuel leakage between the needle and the spray gun and, as a result, to a decrease in the residual pressure in high pressure fuel line.
При износе трущихся поверхностей иглы и распылителя форсунки утечки топлива в плоскость размещения пружины иглы также возрастут, что вызовет падение мощности и экономичности двигателя. Отсутствие хвостовиков (направляющих) у нагнетательного и разгрузочных элементов нагнетательного клапана может привести к смещениям указанных деталей относительно друг друга и относительно седла нагнетательного клапана и, как следствие, к потере герметичности узла нагнетательного клапана и перетеканию топлива из линии высокого давления в надплунжерную полость ТНВД.When the friction surfaces of the needle and the sprayer wear, the fuel leakage nozzles in the plane of the needle spring placement will also increase, which will cause a drop in engine power and economy. The absence of shanks (guides) at the discharge and discharge elements of the discharge valve can lead to displacements of these parts relative to each other and relative to the seat of the discharge valve and, as a result, to loss of tightness of the discharge valve assembly and the flow of fuel from the high pressure line to the plunger cavity of the injection pump.
Нагнетательный элемент со своим седлом имеет контакт в виде плоской, а не конусной поверхности, что может также привести к нарушению герметичности узла нагнетательного клапана.The discharge element with its seat has contact in the form of a flat rather than conical surface, which can also lead to a violation of the tightness of the discharge valve assembly.
Кроме того, в известной топливовпрыскивающей системе значительное влияние на продолжительность и величину подачи топлива секцией ТНВД в цилиндры дизеля оказывает дросселирование (сопротивление перетеканию топлива) во впуском и отсечном каналах гильзы секции ТНВД. Дросселирование при отсечке подачи приводит к тому, что в надплунжерном пространстве будет в течение некоторого периода времени сохраняться давление, достаточное для подачи топлива через распыливающие отверстия форсунки в цилиндр двигателя. Таким образом, дросселирование увеличивает продолжительность подачи топлива по сравнению с теоретической. Это приводит к увеличению жесткости работы дизеля, к увеличению дымности и токсичности отработавших газов.In addition, in the known fuel injection system, throttling (resistance to fuel overflow) in the inlet and cut-off channels of the sleeve of the injection pump section has a significant effect on the duration and amount of fuel supply by the fuel injection section to the diesel cylinders. The throttling during the cut-off of the supply leads to the fact that in the supra-plunger space there will be a pressure for a certain period of time sufficient to supply fuel through the spraying nozzle openings in the engine cylinder. Thus, throttling increases the duration of fuel supply compared to theoretical. This leads to an increase in the rigidity of the diesel engine, to an increase in smoke and toxicity of exhaust gases.
Технический результат направлен на повышение мощности, экономичности и надежности работы двигателя, а также на уменьшение жесткости рабочего процесса, дымности и токсичности отработавших газов.The technical result is aimed at increasing the power, efficiency and reliability of the engine, as well as reducing the rigidity of the working process, smoke and toxicity of exhaust gases.
Технический результат достигается тем, что топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи, содержащая форсунку, над иглой которой предусмотрена полость, связанная с подыгольным пространством через канал, в котором установлен перепускной клапан, и трубопроводом высокого давления с плунжерным насосом, при этом в систему дополнительно введены золотник сброса давления топлива в топливопроводе высокого давления и клапан подпитки топливом топливопровода высокого давления в комплексе с устройством управления золотником сброса давления топлива и клапаном подпитки, аккумулятор высокого давления, беспружинный шариковый перепускной клапан отвода топлива из полости размещения пружины иглы форсунки.The technical result is achieved by the fact that the fuel-injection system of a multi-fuel diesel engine for an oilless fuel supply process containing an nozzle, above the needle of which there is a cavity connected with the needle room through a channel in which the bypass valve is installed, and a high pressure pipeline with a plunger pump, is additionally added to the system introduced a fuel pressure relief valve in the high pressure fuel line and a valve for fueling the high pressure fuel line in combination with a device Twomey control slide valve and the fuel feeding pressure relief valve, the high-pressure accumulator, springless ball relief valve of the fuel outlet nozzle needle spring cavity placement.
Отличительным признаком от прототипа является то, что в заявляемой топливовпрыскивающей системе многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи дополнительно введены золотник сброса давления топлива в топливопроводе высокого давления и клапан подпитки топливом топливопровода высокого давления в комплексе с устройством управления золотником сброса давления топлива и клапаном подпитки, аккумулятор высокого давления, беспружинный шариковый перепускной клапан отвода топлива из полости размещения пружины иглы форсунки.A distinctive feature of the prototype is that in the inventive fuel injection system of a multi-fuel diesel engine for an empty fuel supply process, an additional pressure relief valve in the high pressure fuel line and a fuel feed valve for the high pressure fuel pipe in combination with a fuel pressure relief valve control device and a charge valve are additionally introduced pressure, springless ball bypass valve for removing fuel from the nozzle spring cavity .
На фиг.1 показана топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи, на фиг.2 - структурная электрическая схема устройства управления золотником сброса давления топлива в топливопроводе высокого давления и клапаном подпитки.Figure 1 shows a fuel-injection system of a multi-fuel diesel engine for a fuelless fuel supply process, figure 2 is a structural electrical diagram of a control device for controlling a fuel pressure relief valve in a high pressure fuel line and a make-up valve.
Топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи (фиг.1, 2) содержит форсунку, секцию топливного насоса высокого давления, топливопровод высокого давления 22, золотник сброса давления 30 из топливопровода высокого давления, клапан подпитки топливом 25 топливопровода высокого давления, аккумулятор давления 23, устройство управления золотником сброса давления топлива 30 и клапаном подпитки 25.A multi-fuel diesel fuel injection system for a fuelless fuel supply process (FIGS. 1, 2) comprises a nozzle, a high pressure fuel pump section, a high pressure fuel pipe 22, a pressure relief valve 30 from a high pressure fuel pipe, a fuel feed valve 25 of the high pressure fuel pipe, a pressure accumulator 23, fuel pressure relief valve control device 30 and charge valve 25.
Система содержит корпус 1 форсунки, к которому с помощью накидной гайки 2 крепится распылитель 3 с иглой 4 и проставкой 5. В корпусе 1 образована полость 6, в которой размещена пружина 7 иглы 4.The system comprises a nozzle body 1, to which a nozzle 3 with a needle 4 and a spacer 5 is attached using a union nut 2. A cavity 6 is formed in the housing 1, in which the spring 7 of the needle 4 is placed.
В распылителе 3, проставке 5 и в корпусе 1 выполнены каналы 8,9 и 10 для подвода топлива к распыливающим отверстиям 11 форсунки. В распылителе 3 форсунки под нижним конусным пояском иглы 4 размещен пьезоэлектрический датчик Д2 (фиг.1, 2).In the sprayer 3, spacer 5 and in the housing 1, channels 8.9 and 10 are made for supplying fuel to the spraying holes 11 of the nozzle. In the atomizer 3 of the nozzle under the lower conical belt of the needle 4 is placed a piezoelectric sensor D 2 (1, 2).
В корпусе 1 форсунки установлен беспружинный перепускной шариковый клапан 12, предназначенный для отвода топлива из полости 6 размещения пружины 7 в топливоподводящий канал 10. Перепускной клапан 12 размещен в конусном седле 13, которое соединено каналом 14 с полостью 6 размещения пружины 7, а каналом 15 - с топливоподводящим каналом 10.In the nozzle housing 1, a springless bypass ball valve 12 is installed, which is designed to divert fuel from the cavity 6 of the placement of the spring 7 into the fuel supply channel 10. The bypass valve 12 is placed in the conical seat 13, which is connected by the channel 14 to the cavity 6 of the placement of the spring 7, and the channel 15 - with fuel feed channel 10.
Секция ТНВД содержит плунжер 16 с гильзой 17, нагнетательный клапан 18 с седлом 19 и с возвратной пружиной 20, топливоподводящий канал 21. В конусной части седла 19 нагнетательного клапана 18 установлен пьезоэлектрический датчик Д1.The injection pump section contains a plunger 16 with a sleeve 17, a discharge valve 18 with a seat 19 and with a return spring 20, a fuel supply channel 21. A piezoelectric sensor D 1 is installed in the conical part of the seat 19 of the discharge valve 18.
Аккумулятор высокого давления 23 предназначен для хранения топлива под давлением. Корпус аккумулятора высокого давления 23 соединен трубопроводом 24 с клапаном подпитки 25, установленным на топливопроводе высокого давления 22. Клапан подпитки 25 предназначен для поддержания повышенного давления (10-13 МПа) в топливопроводе высокого давления 22 путем перепуска в него топлива из аккумулятора давления 23 в промежуток времени после посадки иглы 4 в седло распылителя 3 и подъемом нагнетательного клапана 18 при последующей подаче топлива. Клапан подпитки 25 прижимается к седлу с помощью возвратной пружины 26.The high pressure battery 23 is designed to store fuel under pressure. The housing of the high pressure accumulator 23 is connected by a pipe 24 to the recharge valve 25 installed on the high pressure fuel line 22. The recharge valve 25 is designed to maintain high pressure (10-13 MPa) in the high pressure fuel line 22 by transferring fuel from the pressure accumulator 23 into it time after planting the needle 4 in the saddle of the spray gun 3 and lifting the discharge valve 18 during subsequent fuel supply. The feed valve 25 is pressed against the seat using the return spring 26.
К клапану подпитки 25 крепится сердечник 27, на котором с зазором установлена электрическая обмотка 28. Сердечник 27 и электрическая обмотка 28 образуют соленоид, соединенный электрической линией 29 с устройством управления клапаном подпитки и золотником слива (фиг.2).A
Клапан подпитки 25 в заявляемой топливовпрыскивающей системе многотопливного дизеля, поддерживает давление в топливопроводе высокого давления 22, равное 10,0-13,0 МПа, по сравнению с давлением 1,0-5,0 МПа в системах питания современных дизелей ЯМЗ, КамАЗ, типа В-2, MAN, Ford и др. Увеличение избыточного давления в топливопроводе высокого давления обеспечивает увеличение давления впрыскивания топлива в цилиндр при одной и той же объемной скорости подачи топлива плунжером [1].The feed valve 25 in the inventive fuel injection system of a multi-fuel diesel engine maintains a pressure in the high-pressure fuel pipe 22 equal to 10.0-13.0 MPa, compared with a pressure of 1.0-5.0 MPa in the power systems of modern YaMZ, KamAZ diesel engines, type B-2, MAN, Ford, etc. An increase in overpressure in the high pressure fuel line provides an increase in the pressure of fuel injection into the cylinder at the same volumetric rate of fuel supply by the plunger [1].
С увеличением давления впрыскивания топлива повышается как скорость течения топлива по каналам распылителя 3 форсунки, так и скорость истечения из него топлива в цилиндр. В связи с этим, во-первых, усиливаются турбулентные движения внутри струи и на ее периферии, и, во-вторых, вследствие усиления аэродинамических сил на поверхность струи при более высоких скоростях истечения повышается дробящее действие среды, в которую впрыскивается топливо.With increasing fuel injection pressure, both the flow rate of the fuel along the channels of the nozzle 3 of the nozzle increases and the rate of flow of fuel from it into the cylinder. In this regard, firstly, turbulent movements inside the jet and on its periphery are amplified, and secondly, due to the increase in aerodynamic forces on the jet surface at higher flow rates, the crushing effect of the medium into which the fuel is injected increases.
В итоге совместного влияния указанных факторов значительно облегчается распад струи топлива и обеспечивается получение более мелких и однородных по размерам капелек топлива, т.е. улучшается тонкость и однородность распыливания.As a result of the combined influence of these factors, the decay of the fuel stream is significantly facilitated and the production of smaller and more uniform fuel droplets, i.e. fineness and uniformity of spraying are improved.
Все указанные факторы благоприятно влияют как на эффективность протекания процесса сгорания в цилиндрах двигателя, так и на улучшение его мощности и экономичности и на снижение дымности и токсичности отработавших газов.All these factors favorably affect both the efficiency of the combustion process in the engine cylinders and the improvement of its power and economy and the reduction of smoke and toxicity of exhaust gases.
Золотник сброса давления топлива 30 предназначен для резкого снижения давления топлива до 0,1-0,15 МПа в топливопроводе высокого давления 22 в промежуток времени между посадкой нагнетательного клапана 18 в седло 19 и посадкой иглы 4 форсунки в свое седло в распылителе 3 форсунки. Вследствие резкого снижения давления в топливопроводе 22 игла 4 форсунки быстро садится в седло. Это будет способствовать приближению продолжительности действительной подачи топлива в цилиндр к задаваемой теоретической (геометрической) подаче.The fuel pressure relief valve 30 is designed to drastically reduce the fuel pressure to 0.1-0.15 MPa in the high pressure fuel line 22 in the interval between the injection valve 18 in the seat 19 and the nozzle 4 of the nozzle in its seat in the nozzle 3 of the nozzle. Due to a sharp decrease in pressure in the fuel line 22, the needle 4 of the nozzle quickly sits in the saddle. This will help approximate the duration of the actual fuel supply to the cylinder to the specified theoretical (geometric) feed.
Золотник сброса давления топлива 30 размещен в корпусе 31, в котором выполнено отверстие 32 для подвода топлива к золотнику 30 из топливопровода высокого давления 22 через трубопровод 33. Топливо отводится от корпуса 31 золотника 30 по топливопроводу 34 в топливоподводящий канал 21 секции ТНВД. Между нижним торцом золотника 30 и корпусом 31 установлена пружина 35. В золотнике 30 выполнено радиальное отверстие 36. К золотнику 30 крепится сердечник 37, на котором с зазором установлена электрическая обмотка 38. Сердечник 37 и электрическая обмотка 38 образуют соленоид, соединенный электрической линией 39 с устройством управления золотником сброса давления топлива 30 из топливопровода высокого давления 22.The fuel pressure relief spool 30 is located in the housing 31, in which the hole 32 is made for supplying fuel to the spool 30 from the high pressure fuel line 22 through the pipe 33. The fuel is removed from the housing 31 of the spool 30 through the fuel pipe 34 to the fuel supply channel 21 of the injection pump section. A spring 35 is installed between the lower end of the spool 30 and the housing 31. A radial hole 36 is made in the spool 30. A core 37 is attached to the spool 30, on which the
Устройство управления золотником сброса давления топлива 30 из топливопровода высокого давления 22 и клапаном подпитки 25 топливом топливопровода высокого давления 22 (фиг.2) состоит из двух пьезоэлектрических датчиков Д1 и Д2, двух усилителей сигналов A1 и А2, двух триггеров Шмитта T1 и Т2, RS-триггера, силовых ключей VT1 и VT2, двух соленоидов 27 и 38, схемы предварительной установки в "ноль" при включении питания в момент пуска двигателя.The control device for the pressure relief valve of the fuel 30 from the high pressure fuel pipe 22 and the fuel feed valve 25 with the high pressure fuel pipe 22 (FIG. 2) consists of two piezoelectric sensors D 1 and D 2 , two signal amplifiers A 1 and A 2 , two Schmitt triggers T 1 and T 2 , RS-flip-flop, power switches VT 1 and VT 2 , two
Принцип действия устройства управлением золотником сброса давления топлива 30 и клапаном подпитки 25 заключается в том, что после посадки нагнетательного клапана 18 секции ТНВД в свое седло давление топлива в топливопроводе высокого давления с целью быстрой посадки иглы 4 форсунки в седло распылителя 3 резко снижается до величины 0,1-0,15 МПа путем отвода топлива через золотник сброса давления 22 в топливоподводящий канал ТНВД. После посадки иглы 4 форсунки в седло распылителя 3 топливо нагнетается в топливопровод высокого давления 22 под давлением 10-15 МПа из аккумулятора высокого давления 23 через клапан подпитки 25 с целью увеличения давления впрыскивания топлива в цилиндр двигателя. Пьезодатчики Д1 и Д2 используются в качестве преобразователей импульсов электрического тока, возникающих вначале при ударной посадке нагнетательного клапана 18 в седло 19 секции ТНВД, а затем при ударной посадке иглы 4 в седло распылителя 3 форсунки. Пьезоэлектрический датчик Д1 установлен в конической части седла 19 нагнетательного клапана, а пьезоэлектрический датчик Д2 - в конической части седла распылителя 3 форсунки.The principle of operation of the device for controlling the fuel pressure relief valve 30 and the recharge valve 25 is that after the injection valve 18 of the injection pump section is inserted into its seat, the fuel pressure in the high pressure fuel line in order to quickly fit the nozzle 4 of the nozzle into the nozzle seat 3 drops sharply to 0 , 1-0.15 MPa by removing fuel through the pressure relief valve 22 into the fuel supply channel of the high-pressure fuel pump. After the nozzle 4 of the nozzle is planted in the nozzle seat 3, the fuel is pumped into the high-pressure fuel line 22 at a pressure of 10-15 MPa from the high-pressure accumulator 23 through the recharge valve 25 in order to increase the fuel injection pressure into the engine cylinder. Piezoelectric sensors D 1 and D 2 are used as converters of electric current pulses that occur initially during the shock landing of the discharge valve 18 in the saddle 19 of the injection pump section, and then when the needle 4 is hit in the saddle of the nozzle 3 of the nozzle. The piezoelectric sensor D 1 is installed in the conical part of the saddle 19 of the discharge valve, and the piezoelectric sensor D 2 is installed in the conical part of the saddle of the nozzle 3 of the nozzle.
Сигналы пьезоэлектрических датчиков Д1 и Д2 усиливаются усилителями A1 и А2 и подаются на триггеры Шмитта T1 и T2, предназначенные для формирования выходного сигнала с крупными перепадами, длительность которых не зависит от скорости нарастания или спада входного сигнала.The signals of piezoelectric sensors D 1 and D 2 are amplified by amplifiers A 1 and A 2 and fed to Schmitt triggers T 1 and T 2 , designed to generate an output signal with large drops, the duration of which does not depend on the rate of rise or fall of the input signal.
Сформированный сигнал с триггера Шмитта Т1, связанного с выходом усилителя А1 пьезоэлектрического датчика Д1, подается на S вход RS-триггера Т3, на вход асинхронной устааовки триггера в единичное включенное состояние. Сигнал с пьезоэлектрического датчика Д2 через усилитель А2 и триггер Шмитта T2 и через схему ИЛИ поступает на R вход (вход сброса) RS-триггера Т3 для переключения его в исходное - выключенное состояние.The generated signal from the Schmitt trigger T 1 associated with the output of the amplifier A 1 of the piezoelectric sensor D 1 is fed to the S input of the RS-trigger T 3 , to the input of the asynchronous installation of the trigger in a single on state. The signal from the piezoelectric sensor D 2 through the amplifier A 2 and Schmitt trigger T 2 and through the OR circuit is fed to the R input (reset input) of the RS-trigger T 3 to switch it to its original - off state.
Выход Q триггера Т3 связан с силовым ключом VT1, выполненным на транзисторе. Нагрузкой силового ключа VT1 является электрическая обмотка 38 соленоида золотника сброса давления топлива 30. Сброс триггера Т3 в исходное состояние при включений питания осуществляется импульсом с емкостной цепочки через схему ИЛИ.The output Q of the trigger T 3 is connected with a power switch VT 1 made on the transistor. The load of the power switch VT 1 is the
При пуске двигателя на схему подается напряжение питания и происходит заряд емкости "С" в схеме сброса, что приведет к установке триггера Т3 в нулевое состояние, электронный силовой ключ VT1 заперт, электрическая обмотка 37 соленоида обесточена, золотник сброса давления топлива 30 под действием пружины 35 находится в корпусе 31 золотника в верхнем положении, при этом радиальное отверстие 36 в золотнике сброса давления топлива 30 не совпадает с каналом 32 корпуса 31 золотника.When the engine is started, the supply voltage is applied to the circuit and the capacitance “C” is charged in the reset circuit, which will cause the trigger T 3 to be set to zero, the electronic power switch VT 1 is locked, the electric coil 37 of the solenoid is de-energized, and the fuel pressure relief valve 30 is turned on the spring 35 is located in the valve body 31 in the upper position, while the radial hole 36 in the fuel pressure relief valve 30 does not coincide with the channel 32 of the valve body 31.
Устройство управления содержит две независимые схемы сброса. Первая, включающая элементы R1, R2 и С1, предназначена для установки RS-триггера Т3 в исходное состояние при пуске двигателя. Вторая, состоящая из элементов R3, R4, и С2, предназначена для сброса мультивибратора G1 в момент пуска двигателя для исключения ложного срабатывания. Резисторы R1 и R3 предназначены для ограничения тока заряда емкостей C1 и С2 в момент подачи питания, а также совместно с резисторами R2 и R4 формирует необходимое напряжение, соответствующее высокому уровню напряжения для данного типа микросхем. Значение емкостей C1 и C2 определяет длительность импульса сброса.The control device contains two independent reset circuits. The first, including the elements R 1 , R 2 and C 1 , is designed to set the RS-trigger T 3 in its original state when starting the engine. The second, consisting of elements R 3 , R 4 , and C 2 , is designed to reset the multivibrator G 1 at the time of starting the engine to prevent false alarms. Resistors R 1 and R 3 are designed to limit the charge current of capacitors C 1 and C 2 at the time of power supply, and together with resistors R 2 and R 4 forms the necessary voltage corresponding to a high voltage level for this type of chip. The value of capacitances C 1 and C 2 determines the duration of the reset pulse.
Устройство управления клапаном подпитки 25 состоит из ждущего мультивибратора G1, схемы установки ждущего мультивибратора G1 в исходное состояние при пуске двигателя, силового ключа VT2 и обмотки соленоида 27. Ждущий мультивибратор связан с инверсным выходом Q RS-триггера Т3, вход R связан со схемой сброса, прямой выход мультивибратора соединен с силовым ключом, выполненным на транзисторе VT2.The make-up valve control device 25 consists of a standby multivibrator G 1 , a circuit for setting the standby multivibrator G 1 to its initial state when starting the engine, power switch VT 2 and
Топливоподающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи работает следующим образом.The fuel supply system of a multi-fuel diesel engine for a fuelless fuel supply process operates as follows.
При перекрытии плунжером 16 секции ТНВД верхней кромки топливопроводящего канала 21, выполненного в гильзе 17, над плунжером 16 создается повышенное давление топлива, нагнетательный клапан 18 открывается, сжимая пружину 20. Топливо истекает по топливопроводу высокого давления 22 в каналы 10, 9 и 8 форсунки и через распыливающие отверстия 11 распылителя 3 впрыскивается в цилиндр дизеля. При этом часть топлива по зазору между иглой 4 и распылителем 3 просачивается в полость 6, в которой размещена пружина 7 иглы 4 форсунки. Перепускной шариковый клапан 12 закрыт в седле 13 под действием давления топлива, передаваемого из каналов 10 и 15.When the plunger 16 closes the injection pump section of the upper edge of the fuel-conducting channel 21, made in the sleeve 17, increased fuel pressure is created above the plunger 16, the discharge valve 18 opens, compressing the spring 20. The fuel flows out through the high-pressure fuel pipe 22 to the nozzle channels 10, 9 and 8 and through the spray holes 11 of the spray 3 is injected into the cylinder of the diesel engine. In this case, part of the fuel in the gap between the needle 4 and the nozzle 3 seeps into the cavity 6, in which the spring 7 of the needle 4 of the nozzle is located. The bypass ball valve 12 is closed in the seat 13 under the influence of the fuel pressure transmitted from the channels 10 and 15.
Электрический ток в электрической схеме устройства управления золотником сброса давления топлива и клапаном подпитки не возникает, так как не происходит ударного воздействия на пьезоэлектрические датчики Д1 и Д2. Золотник сброса давления топлива 30 под действием пружины 35 находится в верхнем положении и канал 32, выполненный в корпусе 31, не совпадает с радиальным отверстием 36 золотника 30. Следовательно, при впрыскивании топлива секцией ТНВД в цилиндр двигателя топливо не будет перетекать из трубопровода высокого давления 22 в топливоподводящий канал 21 гильзы 16 секции ТНВД.An electric current does not occur in the electrical circuit of the control device for the fuel pressure relief valve and the recharge valve, since there is no impact on the piezoelectric sensors D 1 and D 2 . The pressure relief valve 30 of the fuel 30 under the action of the spring 35 is in the upper position and the channel 32 made in the housing 31 does not coincide with the radial hole 36 of the valve spool 30. Therefore, when fuel is injected by the injection pump section into the engine cylinder, the fuel will not flow from the high pressure pipe 22 into the fuel supply channel 21 of the sleeve 16 of the injection pump section.
При окончании подачи топлива давление в надплунжерном пространстве 40 секции ТНВД снижается, и нагнетательный клапан садится в седло 19. Давление в топливопроводе 22 и форсунке также уменьшится, и игла 4 садится в седло распылителя 3. Подача топлива в цилиндр двигателя прекращается.At the end of the fuel supply, the pressure in the supra-plunger space 40 of the injection pump section decreases, and the discharge valve sits in the seat 19. The pressure in the fuel pipe 22 and the nozzle also decreases, and the needle 4 sits in the nozzle seat 3. The fuel supply to the engine cylinder stops.
При посадке иглы 4 в седло распылителя 3 струя топлива, движущаяся в каналах форсунки 8, 9 и 10, останавливается. При этом скорость движения топлива будет равна нулю и согласно закону Д. Бернулли давление топлива в этот момент в каналах 8, 9 и 10 будет возрастать. Так как в топливопроводе высокого давления 22 давление топлива будет меньшим, то топливо из каналов 8, 9 и 10 форсунки через трубопровод 22 будет перетекать в полость размещения пружины 20 закрытого нагнетательного клапана 18. Давление в полости размещения пружины 20 нагнетательного клапана 18 возрастает, а в каналах 8, 9 и 10 уменьшается, и струя топлива будет двигаться в обратном направлении в каналы 8, 9 и 10 форсунки. То есть в каналах форсунки 8, 9 и 10, топливопровода высокого давления 22 и полости размещения пружины 20 нагнетательного клапана 18 возникает колебательный процесс изменения давления, приводящий к возникновению гидравлических ударов на конусные элементы иглы 4 форсунки. Если в этом случае давление топлива, действующее на иглу 4 форсунки в вертикальном направлении, превысит силу предварительной затяжки пружины 20 иглы 4, то игла форсунки 4 поднимается и произойдет подвпрыск (дополнительный впрыск) топлива. Таких подвпрысков может быть несколько. Характеристика впрыскивания топлива будет нарушена, что приведет к ухудшению мощностных, экономических и экологических показателей дизеля.When the needle 4 is inserted into the nozzle seat 3, the fuel jet moving in the nozzle channels 8, 9 and 10 stops. In this case, the fuel speed will be zero and, according to the law of D. Bernoulli, the fuel pressure at this moment in channels 8, 9 and 10 will increase. Since the fuel pressure will be lower in the high pressure fuel pipe 22, the fuel from the nozzle channels 8, 9 and 10 will flow through the pipe 22 into the cavity of the spring 20 of the closed discharge valve 18. The pressure in the cavity of the spring 20 of the pressure valve 18 increases, and in channels 8, 9 and 10 are reduced, and the fuel stream will move in the opposite direction into the channels 8, 9 and 10 of the nozzle. That is, in the channels of the nozzle 8, 9 and 10, the high pressure fuel pipe 22 and the cavity for the location of the spring 20 of the pressure valve 18, an oscillatory process of pressure change occurs, which leads to the occurrence of hydraulic shocks on the conical elements of the needle 4 of the nozzle. If in this case the fuel pressure acting on the nozzle needle 4 in the vertical direction exceeds the force of the preliminary tightening of the spring 20 of the needle 4, then the nozzle 4 needle rises and fuel injection (additional injection) occurs. There can be several such injections. The fuel injection characteristics will be violated, which will lead to a deterioration in the power, economic and environmental performance of the diesel engine.
В заявляемой топливовпрыскивающей системе многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи подвпрысков топлива в цилиндр не происходит, т.к. в момент посадки нагнетательного клапана 18 в свое седло 19 происходит ударное воздействие конусной части нагнетательного клапана 18 на пьезодатчик Д1 (фиг.1, 2). Сформированный на пьезодатчике Д1 электрический сигнал, передается через усилитель А1 (фиг.2) на триггер T1. При этом силовой ключ переводится в открытое состояние, и электрический ток поступает по электрической линии 39 в обмотку 38 соленоида открытия золотника сброса давления 30 из топливопровода высокого давления 22.In the inventive fuel-injection system of a multi-fuel diesel engine for a fuelless fuel injection process, fuel injection into the cylinder does not occur, because at the time of landing of the discharge valve 18 in its seat 19, the impact of the conical part of the discharge valve 18 on the piezoelectric transducer D 1 occurs (Figs. 1, 2). Formed on a piezoelectric sensor D 1 an electric signal is transmitted through amplifier A 1 (figure 2) to the trigger T 1 . In this case, the power switch is brought into the open state, and electric current enters through the electric line 39 to the winding 38 of the opening solenoid of the pressure relief valve 30 from the high pressure fuel pipe 22.
Под действием магнитной силы, возникающей в обмотке 38, сердечник 37 вместе с золотником 30 будет опускаться вниз до совпадения радиального отверстия 36, выполненного в золотнике 30, с топливопроводом 34 подвода к топливоподводящему каналу 21 секции ТНВД.Under the action of the magnetic force arising in the winding 38, the core 37 together with the spool 30 will fall down until the radial hole 36 made in the spool 30 coincides with the fuel supply line 34 to the fuel supply channel 21 of the injection pump section.
Топливо из топливопровода высокого давления 22 поступает по топливопроводу 33 через радиальное отверстие 36 золотника 30 и топливопровод 34 в топливоподводящий канал 21 секции ТНВД. Резкое снижение давления топлива в топливопроводе высокого давления и в каналах 10, 9 и 8 форсунки до величины 0,1-0,15 МПа исключает возникновение в них гидравлических ударов, а следовательно, исключает создание условий для протекания подвпрысков топлива в цилиндр двигателя. Давление топлива у конусной части иглы 4 быстро уменьшается, что способствует быстрому опусканию иглы 4 форсунки в седло распылителя 3 и резкому окончанию впрыскивания топлива.The fuel from the high pressure fuel pipe 22 enters through the fuel pipe 33 through the radial hole 36 of the spool 30 and the fuel pipe 34 into the fuel supply channel 21 of the injection pump section. A sharp decrease in fuel pressure in the high pressure fuel line and in the channels 10, 9 and 8 of the nozzle to a value of 0.1-0.15 MPa eliminates the occurrence of hydraulic shocks in them, and therefore eliminates the creation of conditions for the flow of fuel injection into the engine cylinder. The fuel pressure at the conical part of the needle 4 decreases rapidly, which contributes to the rapid lowering of the needle 4 of the nozzle into the nozzle seat 3 and a sharp end to the injection of fuel.
При опускании иглы 4 форсунки в распылитель 3 происходит ударное воздействие нижнего конуса иглы 4 на пьезодатчик Д2, размещенный в седле распылителя 3 форсунки. Электрический сигнал от пьезодатчика Д2 передается через усилитель А2 на триггер T2 и сбрасывает триггер Т3 в исходное состояние. Силовой ключ закрывается, и электрический ток в электрическую обмотку 37 соленоида управления золотником 29 слива поступать не будет. Под действием пружины 35 золотник 30 поднимается вверх, радиальное отверстие 36 в золотнике и канал 31 в корпусе золотника 30 будут разобщены. Топливо из топливопровода высокого давления 22 в корпус аккумулятора 23 давления поступать не будет.When lowering the nozzle needle 4 into the nozzle 3, the lower cone of the needle 4 impacts the piezo sensor D 2 , which is located in the saddle of the nozzle 3 of the nozzle. The electrical signal from the piezosensor D 2 is transmitted through the amplifier A 2 to the trigger T 2 and resets the trigger T 3 to its original state. The power switch is closed, and no electric current will flow into the electric winding 37 of the control solenoid of the spool 29. Under the action of the spring 35, the spool 30 rises up, the radial hole 36 in the spool and the channel 31 in the body of the spool 30 will be disconnected. Fuel from the high pressure pipe 22 to the pressure accumulator housing 23 will not flow.
При возникновении значительных утечек легких топлив через неплотности между нагнетательным клапаном 18 и его седлом 19 секции ТНВД, а также между иглой 4 и распылителем 3 форсунки давление топлива в топливопроводе высокого давления 22 будет меньше, чем давление топлива в корпусе аккумулятора давления 23.If there are significant leaks of light fuels through leaks between the discharge valve 18 and its seat 19 of the injection pump section, as well as between the needle 4 and the nozzle 3 of the nozzle, the fuel pressure in the high pressure fuel line 22 will be less than the fuel pressure in the pressure accumulator housing 23.
В этом случае топливо из канала аккумулятора давления 23 будет истекать через топливопровод 25 и открытый клапан 27 подпитки в топливопровод высокого давления 22. Поддержание давления топлива в пределах определенной заданной величины в топливопроводе высокого давления 22 позволяет оптимизировать как величину подачи топлива в отдельные цилиндры двигателя, так и продолжительность подачи по времени вследствие уменьшения влияния дросселирования во впускном и отсечном каналах гильзы 17 секции ТНВД.In this case, the fuel from the channel of the pressure accumulator 23 will flow out through the fuel line 25 and the
При превышении силы давления топлива, действующего на внешнюю часть тарелки клапана подпитки 25, и силы упругости пружины 26 над силой давления топлива, действующего на внутреннюю часть тарелки клапана подпитки 25, клапан 25 закрывается.If the pressure force of the fuel acting on the outer part of the plate of the make-up valve 25 and the elastic force of the spring 26 exceed the pressure force of the fuel acting on the inside of the plate of the make-up valve 25, the valve 25 closes.
Процесс топливоподачи в заявляемой системе является бессливным, т.к. топливо из полости 6 для размещения пружины 7 иглы 4 форсунки удаляется не в топливный бак, а в топливный канал 10 через открытый перепускной шариковый клапан 12, каналы 14 и 15. Шариковый клапан 12 будет открываться при прохождении через топливный канал 10 волн разрежения при закрытых игле 4 форсунки и нагнетательном клапане 18 секции ТНВД, а топливо из полости 6 для размещения пружины 7 будет перетекать в топливный канал 10. При прохождении в топливном канале 10 волн давления клапан 12 будет закрыт под действием собственного веса и давления топлива. Клапан 12 является самоустанавливающимся и не имеет пружины, что упрощает конструкцию клапанного узла.The fuel supply process in the inventive system is empty, because the fuel from the cavity 6 to accommodate the spring 7 of the needle 4 of the nozzle is not removed into the fuel tank, but into the fuel channel 10 through an open bypass ball valve 12, channels 14 and 15. The ball valve 12 will open when rarefaction waves pass through the fuel channel 10 with the needle closed 4 nozzles and the discharge valve 18 of the injection pump section, and the fuel from the cavity 6 to accommodate the spring 7 will flow into the fuel channel 10. When the pressure waves in the fuel channel 10 pass, the valve 12 will be closed under its own weight and fuel pressure. The valve 12 is self-aligning and has no spring, which simplifies the design of the valve assembly.
Таким образом, заявляемая топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи обладает большей надежностью работы по сравнению с прототипом за счет введения золотника сброса давления топлива в топливопровод высокого давления с устройством управления золотником сброса и клапаном подпитки топливом топливопровода высокого давления, аккумулятора давления, беспружинного шарикового перепускного клапана отвода топлива из полости размещения пружины иглы форсунки.Thus, the inventive fuel injection system of a multi-fuel diesel engine for a fuelless fuel supply process has greater reliability compared to the prototype due to the introduction of a fuel pressure relief valve into a high pressure fuel pipe with a relief valve control device and a fuel feed valve for a high pressure fuel pipe, pressure accumulator, springless ball bypass a fuel exhaust valve from the nozzle needle spring cavity.
Применение заявляемой топливовпрыскивающей системы позволяет повысить мощностные, экономические и экологические показатели двигателя.The use of the inventive fuel injection system can improve power, economic and environmental performance of the engine.
Источники информацииInformation sources
1. Б.Н.Файнлеб. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. Справочник. - Л.: Машиностроение, 1974. - 263 с.1. B.N. Fainleb. Fuel equipment of automotive diesel engines. Directory. - L .: Engineering, 1974. - 263 p.
2. П.M.Белов, В.Р.Бурячко, Е.И.Акатов. Двигатели армейских машин. - М.: Воениздат, 1971. - 508 с.2. P.M. Belov, V.R.Buryachko, E.I. Akatov. The engines of army vehicles. - M .: Military Publishing, 1971. - 508 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003132189/06A RU2291317C2 (en) | 2003-11-03 | 2003-11-03 | Fuel-injection system of multifuel diesel engine with drainless fuel feed |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003132189/06A RU2291317C2 (en) | 2003-11-03 | 2003-11-03 | Fuel-injection system of multifuel diesel engine with drainless fuel feed |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003132189A RU2003132189A (en) | 2005-05-10 |
| RU2291317C2 true RU2291317C2 (en) | 2007-01-10 |
Family
ID=35746309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003132189/06A RU2291317C2 (en) | 2003-11-03 | 2003-11-03 | Fuel-injection system of multifuel diesel engine with drainless fuel feed |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2291317C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2559213C2 (en) * | 2009-09-08 | 2015-08-10 | Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. | Method and controller for pressure control in fuel supply system, and also machine-readable media |
-
2003
- 2003-11-03 RU RU2003132189/06A patent/RU2291317C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2559213C2 (en) * | 2009-09-08 | 2015-08-10 | Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. | Method and controller for pressure control in fuel supply system, and also machine-readable media |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003132189A (en) | 2005-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4566416A (en) | Accumulator nozzle fuel injection system | |
| US5109822A (en) | High pressure electronic common-rail fuel injection system for diesel engines | |
| CA2127800C (en) | Circuit for driving the excitation coil of an electromagnetically driven reciprocating pump | |
| KR100941534B1 (en) | Fuel injection device for a combustion engine | |
| US5035221A (en) | High pressure electronic common-rail fuel injection system for diesel engines | |
| US7588016B2 (en) | Fuel injection apparatus for a multicylinder internal combustion engine | |
| US4077376A (en) | Injection installation for diesel internal combustion engine | |
| US3418980A (en) | Fuel injector-ignitor system for internal combustion engines | |
| EP1612405B1 (en) | An injection system for an internal-combustion engine | |
| US20060042599A1 (en) | Adjustable pressure regulating valve for fuel injection systems | |
| SE522351C2 (en) | Fuel injection system for an internal combustion engine | |
| EP1612401B1 (en) | An injection system for an internal combustion engine | |
| WO2002063162A3 (en) | Device for damping pressure pulsations in high-pressure injection systems | |
| EP2585704B1 (en) | Injection unit for injection of a first fuel and a second fuel in a combustion space | |
| EP1612406B1 (en) | An injection system for an internal combustion engine | |
| RU2291317C2 (en) | Fuel-injection system of multifuel diesel engine with drainless fuel feed | |
| US6561165B1 (en) | Common rail injector | |
| CN102918255A (en) | Coupling device | |
| US20040099250A1 (en) | Fuel injection system for an internal combustion engine | |
| US11300068B1 (en) | Fuel system for retarded armature lifting speed and fuel system operating method | |
| EP1136691B1 (en) | Internal combustion engine fuel injector, and relative method of classifying and selecting a series of injectors | |
| US4367846A (en) | Fuel injection valve assembly for internal combustion engines | |
| US10975815B2 (en) | Fuel injector and fuel system with valve train noise suppressor | |
| JPS61149568A (en) | Fuel injection valve | |
| RU2374482C2 (en) | Pump-jet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071104 |