RU2841U1 - Топливовпрыскивающая система двигателей внутреннего сгорания - Google Patents

Abstract

Топливовпрыскивающая система двигателей внутреннего сгорания, содержащая топливный насос высокого давления с нагнетательным клапаном, форсунку впрыска топлива с нажимным штуцером и соединяющий их трубопровод высокого давления, отличающаяся тем, что трубопровод высокого давления выполнен в виде двух участков, расположенных под углом друг к другу и соединенных узлом поворота, внутри которого выполнены кольцевая канавка и радиальные отверстия, сообщающиеся с соответствующими каналами в участках трубопровода высокого давления со стороны нагнетательного клапана и форсунки.

Description

- i. МПК

ТОПЛИВОВПРЫСКИВАЮЩАЯ СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.

Полезная модель относится к машиностроению, и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) в частности з дизелях.

О.рной из задач совершенствования топливовпрыскивающих систем ДВС является обеспечение необхопимой величины остаточных павлений в трубопровогах высокого давления (TBF) при отутствии подвпрыснов-:и разрывов сплошности потока топлива. .

Известна топливовпрыскквающая система пля выполнения заявленных функций, содержащая топливны.й насос высокого давления с нагнетательным клапаном, форсунку для впрыскивания топлива и соединяющие их ТВД (см. Судовые дкзелк Дб. Руководство по эксплуатации ЗДбРЭ., - Барнаул, 1986 г., стр. 41-42), при этом топливо, подаваемое плунжером насоса, проходит в форсунки через подпружиненные нагнетательные клапаны и ТВД.

Нагнетательные клапаны разобщают полости ТВД и надплунжерное пространство насоса при их заполнении топливом и обеспечивают резкое снижение тавления топлива в ТВДпосле прекращенИоЧ по дачи топлива. Для обеспечения резкого окончания впрыска нагнетательный клапан имеет разгружающий цилиндрический поясок. Принеремещении клапана в сторону седла при одновременном снижении давления в заклапанном пространстве и ТВД разгружающий поясок входит в седло и разобщает налплунжерное и заклапанное пространства, увеличивая объём последнего и тем самым дополнительно снижая давление в ТВД, действуя как отсасывающий плунжер.

Применение обычного серийного нагнетательного клапана в насосе высокого давления, имеющем длинные трубопроводы (1,2 м и более), приводит к нежелательному уменьшению цикловой подачи секций насоса на малых режимах работы и к увеличению неравномерности подачки топлива по отдельным цилин,црам, т.е. к волновым явлениям в нагнетательном трубопроводе.

В ряде случаев разгрузка ТВП разгрузочным пояском нагнетательного клапана х«ожет быть чрезмерной, вплоть до образования паровой пробки на линии нагнетания.

Для устранения волновых явлений в нагнетательном трубопроводе разработана конструкция нагнетательного клапана ; в насосе двигателя Ь Р02М.:55/00

Однако даже при оптимальном выборе размеров центрального канала затруднен подбор параметров нагнетательного клапана топливного насоса (см. А. К. Костин и ..пр. Работа дизелей в условиях эксплуатации. Машиностроение, 1989, стр. 148-150) для уменьшения волновых явлений в нагнетательном трубопровод.е..

Известна также принимаемая за прототип топливовпрыскивающая система ДВС, содержащая топливный насос высокого давления с двойными нагнетательными клапанами, состоящими из подпружиненных прямого нагнетательного клапана и обратного, форсунку для впрыскивания топлива-и сое.пиняюш,ие их ТВД (см. А. Д. Костин Уточненная математическа модель системы топливоподачи с двойным клапаном и некоторые результаты теоретических исследований. Трупы Центрального научно-исследовательского дизельного института Совершенствование и создание форсированных ьнигателей, Ленинград, 198S, стр. 125-134). В данной топливовпрыскивающей системе плунжер подаёт топливо, которое через прямой нагнетательный клапан и ТВД поступает к форсунке и далее, поднимая иглу форсунки, подаётся в цилиндр двигателя. При этом обратный клапан удерживается своей пружиной на седле. После отсечки топлива прямой клапан садится на седло. Если в это время давление топлива в штуцере топливного насоса превышает величину давления открытия обратного клапана, то последний открывается, сбрасывая часть топлива в отсечку и обеспечивая заданную величину остаточного ,авления s ТВД.

Вследствие определенной диуференциальности обратного клапана давление его за :рытия значительно меньше давления открытия. Для получения высокого остаточного давления (10-11МПа) применяют дополнительное дросселирование потока топлива, проходящего через обратный клапана; Уменьшение эффективного проходного сечения на входе в обратный клапан приводит к возрастанию остаточного .давления в трубопроводе. Однако такое повышение остаточного давления сопровождается возрастанием величины, отражённой от клапана волны павления. Это явление объясняется возрастанием дросселирования потока топлива, проходящего через обратный клапан из-за уменьшения сечения дросселя на входе в обратный клапан. ;

Дросселирование потока топлива на выходе из обратного клапана приводит к сокращению продолжительности открытого состояния обратного клапана приво.пит к сокращению продолжительности открытого состояния обратного клапана, т.е. к эффекту, аналогичному увеличению давления открытия обратного клапана.

обратного клапана и позволяет получить высокое остаточное давление при умеренном значении давления открытого обратного клапана. Подбор параметров двойного нагнетательного клапана обеспечивает необходимую величину остаточного давления, постоянного в широком диапазоне режимов работы две, причём устраняются подвпрыски топлива и разрывы сплошности в нагнетательном трубопроводе.

Тем не менее высокое остаточное давление, полученное путём повышения давления открытия обратного клапана, приводит к значительному возрастанию нагрузки на его пружину, что снижает надёжность работы и явиться причиной её преждевременного выхода из строя. Кроме того достаточно сложна конструкция двойного нагнетательного клапана и дорогостояща в производстве.

Задачей настоящей полезной модели является повышение надёжности работы топливовпрыскивающей системы дизельных двигателей при упрощенной конструкции нагнетательных клапанов и удешевленном производстве.

Технический результат достигается за счёт того, что в топливовпрыскивающей системе ДВС, содержащей топливный насос высокого давления с нагнетательным клапаном, форсунку для впрыскивания топлива и соединяющие их ТВД, согласно предложению, ТВД на стороне присоединения к форсунке выполнен в виде поворотного угольника, надетого на нажимной штуцер форсунки и зажатого колпачковой гайкой,при этом внутри поворотного угольника выполнена кольцевая канавка , а в нажимном штуцере, в районе кольцевой канавки выполнены радиальные отверстия, сообщающиеся с осевым каналом штуцера.

Совокупность кольцевой канавки и радиальных отверстий, сообщающихся с осевым каналом штуцера создаёт эффект гидравлического демпфирования и выполняет функцию клапана обратного хода, демпфирует силу гидравлического удара, пока давления в нагнетательном трубопроводе и в подклапанном пространстве топливного насоса не уравняются.

возможность повторного подъёма иглы форсунки.

Предлагаемая полезная модель отличается от существующих устройств, в том числе и устройства с двойным нагнетающим клапаном тем, что предлагаемые отличительные элементы конструкций смонтированы за прямым нагнетательным клапаном на стороне подсоединения трубок высокого давления к форсункам и создают эффект гидравлического демпфирования на ма лом участке от иглы распылителя до нажимного штуцера форсунки.

Предлагаемая конструкция позволяет, подбирая величины кольцевой канавки и подводящих каналов щтуцера, получить необходимую величину остаточного давления в трубопроводе при отсутствии подврысков и разрывов сплошности потока топлива за счёт изменения дросселирования потока топлива.

Устройство обладает простотой в изготовлении и уменьшением сроков доводки без значительных затрат производства.

Таким образом достигается положительный технический результат за счёт предложенной конструкции.

Новые существенные признаки предлагаемого устройства, обеспечивающего, гидравлическое демпфирование обратной волны потока топлива и создание необходимой величины остаточного давления в трубопроводе не присущи другим известным конструкциям.

Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения достаточна и необходима для достижения обеспечиваемого полезной моделью технического результата - поставленной задачи.

Для пояснения предло1ения приводится пример выполнения топливовпрыскивающей системы ДВС , где:

На фиг. 1 изображена предлагаемая топливовпрыскивающая система ДВС,

На фиг. 2 приведена осциллограмма подъёма иглы расплыителя форсунки; в серийной топЛивпрыскйвающейсистеме дизеля дб;

4.

Предлагаемая топливовпрыскивающая система содержит топливный насос высокого давления 1, форсункку 2 и соединяющие их трубопроводы высокого давления З(ТВД). Трубопровод высокого давления 3 на стороне присоединен ния к форсунке 2 выполнен в виде поворотного угольника 4, надетого на нажимной штуцер 5 форсунки 2 с минимальным зазором и зажатого колпачковой гайкой 6. Уплотнение поворотного угольника 4 осуществлено коническими уплотнительными кольцами 7.

Штуцер 5 и колпачковая гайка б имеют плоские уплотнительные пояски 8 и 9, а поворотный угольник 4 выполнен с коническими уплотнительными поверхностями10. В форсунке 2 нажимной штуцер 5 уплотнен плоским уплотнительным кольцом 11. Внутри поворотного угольника 4 выполнена кольцевая канавка 12, а в нажимном штуцере 5, в районе кольцевой канавки 12 выполнены радиальные каналы - отверстия 13, сообщающиеся с осевым каналом 14 штуцера 5 под прямым углом. Второй конец трубопровода высоког давления 3 оснащен стандартным конусрм 15 и накидной гайкой 16, с помощью которых осуществлено присоединение трубопровода 3 к прямому нагнетательному клапану 17 топливного насоса 1, имеющему разгружающий поясок 18, входящий в канал 19 корпуса клапана. Корпус клапана 17 размещён в штуцере 20 топливного насоса.

Трубопровод высокого давления 3 может быть различной длины, в частности длиной 1,2 м и более.

Работа предложенной топливовпрыскивающей системы ДВС осуществляется следующим образом.

Топливо, нагнетаемое плунжером топливного насоса высокого давления 1 проходит через нагнетательный клапан 17 и дальше поступает в ТЕД 3. Нагнетательный клапан 17 разъединяет линию высокого давления и надплунжерную полость.

cmV f . в И г пружину, перемещается в осевом направлении. При закрытии клапана в некоторый момент его разгружающий поясок 18 входит в канал корпуса 19 клапана 17. С этого момента надплунжерная полость и нагнетательный трубопровод 3 разобщаются, так как разгружающий поясок образует с каналом зазор 10-15 мкм, и дальнейшее опускание клапана приводит к увеличению объёма полостей, образующих линию высокого давления. Увеличение объёма сопровождается уменьшением давления в трубопроводе 3, так называемой разгрузкой. Таким образом, выбором размеров нагнетательного клапана 17 обеспечивают оптимальное -значение остаточного давления. По ТВД 3 топливо поступает в форсунку 2 и впрыскивается в цилиндры двигателя. При прекращении впрыскивания топлива при посадке на седло, иглы распылителя форсунки 2 вознлкаэт колебательный процесс в трубопроводе 3, при котором после отсечки топлива плунжером возникает отражзнная еолиа .давления топлива, приходящая от топливного насоса высокого давления в сторону форсунки 2 и которая гасится в системе кольцевых каналов 11 и радиальных каналов - отверстий 13 поворотного угольника 4. и нажим1ного штуцера 5 форсунки 2, представляющих совокупность в реальной конструкции каналов и мастных сопротивлений и обеспечивающих гидравлическое демпфирование потока топлива с сохранением необходимой валичины остаточного давления в трубопроводе 3 при отсутствии подвпрысков и разрывов сплошности топлива. С целью отработки процесса топливоподачи, по характеристикам впрыскивания были проведены исследовательские работы по уточнению параметров предлагаемой топливовпрыскивающей системы.Результаты исследования приведены на фиг. 2 и фиг. 3. На фиг. 2 приведена осциллограмма подъёма иглы распылителя форсунки существующей серийной топливовпрыскивающей системе дязеля типа Дб. з осциллограммы видна (кривая А) неудовлетворительная работа по разрузке трубопровода, появляется явный подвпрыск топлива,-что отрицательно

сказывается на рабочем процессе двигателя.

Из исследования процесса топливоподачи в предлагаемой топливовпрыскивающей системе с гидравлическим демпфированием по кольцевой канавке важимного штуцера нагнетательного трубопровода по осциллограмме фиг. 3 ёиднб (кривая В), что удовлетворительно разгружается магистраль высокого давления с высокой стабильностью подачи топлива и исключаются дополнительные впрыскивания топлива на всех режимах работы топливного .

В итоге топливовпрыскивающая система ДВС обеспечивает достижение положительного технического результата.

Claims (1)

1. Топливовпрыскивающая система двигателей внутреннего сгорания, содержащая топливный насос высокого давления с нагнетательным клапаном, форсунку впрыска топлива с нажимным штуцером и соединяющий их трубопровод высокого давления, отличающаяся тем, что трубопровод высокого давления выполнен в виде двух участков, расположенных под углом друг к другу и соединенных узлом поворота, внутри которого выполнены кольцевая канавка и радиальные отверстия, сообщающиеся с соответствующими каналами в участках трубопровода высокого давления со стороны нагнетательного клапана и форсунки.