SU1548497A1

SU1548497A1 - Система подачи топлива в дизель

Info

Publication number: SU1548497A1
Application number: SU874343224A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Патрахальцев; Владимир Григорьевич Павлюков; Игорь Юрьевич Олесов; Олег Викторович Камышников
Original assignee: Университет дружбы народов им.Патриса Лумумбы
Priority date: 1987-11-23
Filing date: 1987-11-23
Publication date: 1990-03-07

Abstract

Изобретение относитс к двигателестроению, в частности к системам топливоподачи дизелей. Система содержит сливной топливопровод, вл ющийс продолжением линии высокого давлени (ЛВД) и св занный через управл емый клапан со сливом топлива. Управл емый клапан имеет электромагнитный привод и установлен с возможностью открыти в сторону форсунки. Перед впрыском управл емый клапан открыт. Насос подает топливо в ЛВД и форсунку, откуда оно сливаетс по сливному топливопроводу и через управл емый клапан, закрытие которого определ ет момент начала впрыска. Следовательно, в ЛВД перед впрыском создаетс и начальное давление и начальна скорость топлива, за счет которой в момент закрыти клапана образуетс обратна волна, момент воздействи которой на форсунку синхронизирован с движением пр мой волны от плунжера насоса. Открытие управл емого клапана осуществл етс за счет отсасывающего хода нагнетательного канала, выполненного с разгрузочным по ском, а удержание его открытым за счет наличи питани на обмотке электромагнита. Управление подачей осуществл етс от электронного блока управлени , св занного с задатчиком фазы начала впрыска. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относитс к дизеле- строению, а точнее к системам гопли- воподачи дизелей.

Цель изобретени - повышение интенсивности впрыскивани путе создани в линии высокого давлени начальной скорости топлива,,

На фиг01 показана схема системы с блоком управлени ; на фиг, 2 - схема блока управлени ; на фиг, 3 - вариант выполнени плунжера топливного насоса высокого давлени (ТНВД); на фиг, 4 - вариант выполнени блока уп-. равлени ; на фиг. 5 - график зависимостей хода плунжера Ј, скорости его

t, пл и законов подачи топлива

d01 и 37Г от У14113 Ч поворота вала;

d§1 dij

dQ

clQ

соответственно за (dlf И Щ коны подачи без использовани начальной скорости и с использованием эффекта интенсификации впрыска благодар начальной скорости); на фиг.6 - график изменени напр жений в системе управлени , на фиг.7 - график изменени во времени управл ющих сигналов и давлений топлива в линии вьт- iсокого давлени (ЛВД).

со -j

3

Система содержит ТНВД I, плунжер 2 которого не имеет привода от рейки- (отсутствует рейка регулировани подачи), Плунжер 2 имеет посто нную высоту h образующей между верхней кромкой 3, определ ющей начало нагнетательного хода, и отсечной кромкой 4, определ ющей момент отсечки подачи. Плунжер 2 может иметь скошенную верхнюю кромку 3 () и параллельную ей (эквидистантную) отсечную кромку 4, так что величина образующей h остаетс посто нной, В этом случае плунжер 2 обычным пор дком св зан с рейкой 5 ТНВД дл поворота плунжера вокруг оси, а рейка обычным пор дком может быть св зана с регул тором частоты вращени . ТНВД 1 содержит нагнетательный клапан 6 с разгрузочным по ском 7. ЛБД 8 св зывает ТНВД 1 с форсункой 9 закрытого типа, Сливной топливопровод 10 св зывает полость под дифференциальной площадкой иглы 11 форсунки 9 (подыгольна полость) с управл емым клапаном 12, нагруженным возвратной пружиной 13 и имеющим электромагнитный привод 14, выполненный в виде электромагнитной катушки, св занной с системой 15 управлени . Клапан 12 может иметь магнитную пластину 16, св занную с хвостовиком 1.7 клапана и выполн ющую рол элемента электромагнитного привода клапана 2, Клапан 12 размещен в седле 18. В сливном топливопроводе посл клапана 12 размещены дросселирующий элемент 19 и клапан 20 давлени .Система управлени 15 (фиг.2) содержит задатчик 21 фазы начала впрыска,вы- полненный в виде датчика 22 фактической частоты вращени (по) усилител 23, формировател 24 частоты в потенциал и,.задатчика 25 задани п, в потенциал 1Ь, дифференциального усилител 26, преобразующего разность заданной и измеренной частот Дп в потенциал UU Система содержит также индукционный датчик 27 оборота валика ТНВД, усилитель 28 импульсного сигнала, триггер 29, удвоитель 30 частоты, интегратор 31, детектор - ограничитель 32, задатчик 33 уровн ограничени , компаратор 34, элемент ИЛИ 35 счетчик 36, усилитель 37 мощ

ности, выход которого св зан с элект ромагнитным приводом 14.

Система работает следующим образом .

0

5

0

5

Перед очередным циклом впрыскивани от системы 15 управлени на электромагнитный привод 14 подаетс питание и клапан 12 открываетс под воздействием отсасывающего хода нагнетательного клапана 6, Плунжер 2 нагнетает топливо обычным пор дком через клапан 6 в ЛВД 8, в форсунку 9 и затем по сливному топливопроводу 10 топливо поступает через открытый клапан 12 в клапан 20 давлени ,который отрегулирован так, что при этом сливе топлива в ЛВД 8 в полости форсунки 9 и в сливном топливопроводе 10 создаетс давление, равное начальному давлению Рнач , меньшему, чем давление подъема иглы форсунки 9, Таким образом, в этот период в ЛВД 8 к форсунке 9 движетс топливо со скоростью UHC14.

Система управлени 15 подает сигнал на электромагнитный привод 14, снимал с него питание от источника тока, и клапан 12 под действием обратной пружины 13 и под действием потока топлива по топливопроводу 10 закрываетс . Плунжер 2 в это врем продолжает свой нагнетательный ход, давление топлива растет и происходит подъем иглы форсунки 9 и впрыск топлива . Когда плунжер 2 своей отсечной кромкой 4 открывает отсечной канал во втулке плунжера, происходит обычным пор дком отсечка подачи.Нагнетательный клапан 6 своим разгрузочным по ском 7 формирует в ЛВД 8 волну разрежени , котора распростран етс к форсунке 9, содействует

-0 45

50

55

более интенсивной посадке иглы 11,а также подходит к управл емому клапану 120 Если в этот момент от системы 15 подать питание на привод 14 клапана 12, то он откроетс . Игла 11 закроетс , избыточное давление топлива из ЛВД стравитс через клапан 20, а клапан 12 будет удерживатьс в открытом положении до очередного цикла подачи топлива. Волна давлени (обкатна ), сформированна у клапана 12, при его закрытии движетс к форсунке. Одновременно к форсунке движетс волна давлени ,сформированна насосом высокого давлени . Суммирование этих волн у форсунки и определ ет повышение интенсивности впрыскивани . Выбором конкретных конструктивных параметров системы (длина трубопроводов, начальное давление , давление начала подъема иглы, масса иглы и т.д. и т.п.) можно варьировать.

Система управлени 15 (фиг.2) работает следующим образом.

На выходе элемента ИЛИ 35 большую часть времени работы системы присутствует напр жение высокого уровн ,

6

времени , соответствующий точке А, происходит изменение состо ни компаратора 34 (фиг,2) и, следовательно , это изменение через элемент ИЛИ 35, усилитель 37 приводит к обесточиванию электромагнитного привода 14 и к закрытию управл емого клапана 12. Одновременно с изменением

которое через усилитель мощности пос-JQ состо ни компаратора 34 счетчик 36 тупает на электромагнитный привод 14 начинает считать импульсы f (фиг.7)

датчика фактической частоты вращени . Через определенный промежуток

времени счетчик подает сигнал на элеуправл емого клапана 12 и последний удерживаетс в открытом состо нии, Влрыск топлива осуществл етс ,когда элемент ИЛИ 35 мен ет свое состо ние }$ мент ИЛИ, что приводит к подаче нап- на нулевое, электропривод обесточи- р жени на электромагнитный привод ваетс и клапан 12 закрываетс ,Новое до завершени впрыска и таким обра- изменение состо ни компаратора 34 и, зом готовит систему к следующему следовательно, подача питани на при- циклу В момент времени В (фиг,7) вод 14 клапана 12 происход т вблизи 20 компаратор измен ет свое состо ние геометрического конца топливоподачи, а открытие клапана 12 - после отсечки подачи и подхода к нему волны разрежени , сформированной клапаном 6. При работе двигател датчик 22 измер ет фактическую частоту Пт вращени маховика двигател . Сигнал с датчика 22 поступает в усилитель 23 и

, формирователь 24 сигнала, где преобразовываетс и принимает вид посто н- зо ствующий точке С, благодар чему проиого сигнала U-,, Un,, иэ и напр же- исходит ограничение цикловой подачи ние задатчика частоты вращени (от При Пт п - уровень ДU3 ,впрыск органа управлени двигателем) поступают на дифференциальный усилитель 26, выходной сигнал которого Ди,пропорциональный разности заданной и фактической частот, вл етс одним из входных сигналов компаратора 34«Динамика второго входного сигнала ком40

на первоначальное, а счетчик обнул етс . Давление в ЛВД и напр жение на электроприводе изображены соответственно на Ъ и d (фиг.7). Если фак- 25 тическа частота вращени близка к заданной, что соответствует А112,то система работает по описанному циклу , однако, закрытие клапана осуществл етс в момент времени, соответ35

паратора представлена на фиг.6,где а - давление в цилиндре двигател , Ъ - давление в ЛВД, с - импульсный сигнал датчика 27, генерируемый при каждом обороте валика ТНВД.Импульс усиливаетс в усилителе 28 и измен ет состо ние триггера 29 на противоположное (d, фиг.б). Сигнал удвоенной частоты (l) интегрируетс (f) и преобразовываетс в трапециевидный сигнал j (фиг.б) в детекторе-ограничителе 32 (фиг,2) и поступает на второй вход компаратора 34, причем уровень ограничени сигнала по амплитуде задаетс задатчиком 33.Дальнейшую работу системы иллюстрирует фиг.б.

Если частота вращени двигател значительно меньше заданной, что соответствует уровню UU(, то в момент

45

50

55

топлива не происходит, т.е. практически происходит отключение цилиндра на один цикл работы двигател .

Ограничение уровн трапециевидного сигнала выбираетс таким,чтобы уменьшение подачи топлива могло происходить только до 0,5 gH, а при необходимости дальнейшего уменьшени подачи происходит пропуск впрыска,

Система управлени клапаном 12 может быть выполнена в любом другом виде, а в простейшем случае в виде штатного скоростного регул тора 38 (фиг„4) дизел , св занного с рейкой

39,котора соединена не с плунжерами топливного насоса, а с датчиком

40,например индуктивным, емкостным, контактным, который взаимодействует с флажком (меткой) 41 на валу,вращающемс с частотой вращени кулачкового вала CJKHft . Датчик 40 размещен у.метки 41 и может поворачиватьс рейкой 39 относительно оси вала, В исходном положении при полной подаче топлива момент по влени сигнала на нем соответствует геометрическому началу подачи топлива насосом. Метка

времени счетчик подает сигнал на элемент ИЛИ, что приводит к подаче нап- р жени на электромагнитный привод до завершени впрыска и таким обра- зом готовит систему к следующему циклу В момент времени В (фиг,7) компаратор измен ет свое состо ние

мент ИЛИ, что приводит к подаче нап- р жени на электромагнитный привод до завершени впрыска и таким обра- зом готовит систему к следующему циклу В момент времени В (фиг,7) компаратор измен ет свое состо ние

ствующий точке С, благодар чему прона первоначальное, а счетчик обнул етс . Давление в ЛВД и напр жение на электроприводе изображены соответственно на Ъ и d (фиг.7). Если фак- тическа частота вращени близка к заданной, что соответствует А112,то система работает по описанному циклу , однако, закрытие клапана осуществл етс в момент времени, соответисходит ограничение цикловой подачи При Пт п - уровень ДU3 ,впрыск

0

5

0

5

I1

42 дает сигнал о геометрическом конце подачи топлива. Перемещение рейки . 39 мен ет угол 9 обесточенного состо ни электропривода, так как датчик 40 св зан с входами элемента ИЛИ. Чем бодыве 9 , тем больше цик- лрва подача топлива. Поскольку с уменьшением подачи топлива в данной системе происходит уменьшение угла опережени впрыска, что не всегда же лательно, то дл установки желательного угла плунжер 2 (фиг.З) может иметь скошенную кромку 3 начала подачи при сохранении посто нства величи ны образующей h до отсечной кромки 4 В этом случае рейка 39 регул тора 38 должна быть обычным пор дком св зана с рейкой 5 плунжера 2 насоса 1. (Однако поворот плунжера 2 в этом случае мен ет не цикловую подачу, а лишь фазу геометрического начала и конца подачи).

Изменение производительности наса са мен ет фазу начала подачи (if,, Cft,C|% , ) при сохранении конца подачи (фиг.5). При этом простое регулирование по началу подачи приводит не только к уменьшению производительности , но и к снижению интен

dO с сивности ,-- впрыскивани . Благоd4 дар использованию эффекта создани

начальной скорости U ц«ч интенсив

ность впрыскивани -jrЈсохран етс

высокой со снижением величины цикловой подачи. При этом сокращаетс продолжительность подачи (не показано ).

Система управлени может быть также выполнена в любых других вариантах , например, датчики могут регистрировать моменты прохождени кромок 3 и 4 (фиг.З) во втулке плунжера и т.д.

Экономический эффект от реализации изобретени св зан-с повышением экономичности работы дизел благодар интенсификации впрыска и работе двигател при цикловых подачах OfSgHoM efl бнодА. Замена механического регул тора электронным повыша

0 c

0

5

8

ет быстродействие, а значит и эксплуатационные качества топливной системы .

Claims

Формула изобретени

1, Система подачи топлива в дизель , содержаща топливный насос высокого давлени , имеющий по меньшей мере одну плунжерную пару с нагнетательным клапаном, линию высокого давлени , св занную с нагнетательным клапаном насоса, форсунку закрытого типа, подтольна полость которой св зана с линией высокого давлени , и сшивной топливопровод, св занный с подтольной полостью форсунки через дроссель и клапан давлени , причем дроссель установлен со стороны подтольной полости на входе в клапан давлени , а плунжер насоса выполнен с параллельными отсечной и нагнета- тельной кромками, отличающа с тем, что, с целью интенсификации процесса впрыска путем насыщени давлени топлива в линию высокого давлени , система снабжена управл емым подпружиненным клапаном с электромагнитным приводом, электронным блоком управлени с задатчи- ком фазы начала впрыска, св занным с блоком управлени , причем управл емый клапан расположен между дросселем и подыгольной полостью, электромагнитный привод управл емого клапана св зан с блоком управлени , а нагнетательный клапан выполнен с разгружающим по ском.
2.Система по п., о т л и ч а ю-| щ а с тем, что задатчик фазы начала впрыска выполнен в виде последовательно соединенных датчика

частоты вращени , усилител , формировател и дифференциального усилител , второй вход которого св зан с задатчиком частоты вращени ,
3.Система по п.1, о т л и ч a rout а с тем, что плунжер топливного насоса высокого давлени выполнен со скошенными отсечной и нагне- тательными кромками.

20 16 13 77 1li U

Фиг.з

фиг.1

фиги

Фиг.5

t imv лги J лллрпл.