Устройство для впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания

Устройство для впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

4М2ЗЕ

ОП И@АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Юоитз Советских

Социалистических

Реслублин

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (51) М. Кл. F 02m 41/02

F 02m 51/08 (22) Заявлено 01.12.70 (21) 1494672/24-6 (32) Приоритет 01.12.69 (31) P 1960144.6 (33)

Опубликовано 05.11.75. Бюллетень Л 41

Государственный комитет

Совета. Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.43.037.2 (088.8) Дата опубликования описания 16.02.76 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Конрад Эккерт, Хайнрих Кнапп, Райнхард Шварц и Грегор Шустер (ФРГ) Иностранная фирма

«Роберт Бош ГмбХ> (ФРГ) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВПРЬ1СКА ТОПЛИВА

В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателестроению.

Известны устройства для впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащие размещенные во впрускном трубопроводе дроссельную заслонку и заслонку регулятора, связанную с расположенным в корпусе запорным элементом дозпрующего клапана, установленного в напорной магистрали между подкачивающим насосом и форсунками.

Цель изобретения — повышение точности дозирования подачи топлива. Для достижения этой цели в предложенном устройстве запорный элемент со стороны, противолежащей соединению с заслонкой регулятора, снабжен поршнем, установленным в предусмотренной в корпусе рабочей камере, соединенной с напорной магистралью, которая после рабочей камеры подключена к сливной магистрали, снабженной по меньшей мере одним перепускным клапаном.

Между рабочей камерой и напорной магистралью установлен дроссель, а перепускной клапан снабжен воздушным приводом, подключенным к задроссельному пространству впускного трубопровода. В сливной магистрали установлен редукционный клапан, связанный с датчиком температуры и включенный параллельно перепускному клапану.

Между воздушным приводом и перепускным

2 клапаном установлен преобразователь, выполненный в виде ползуна, имеющего профилированную поверхность, контактирующую с толкателем запорного элемента перепускного

5 клапана. Преобразователь может быть выполнен в виде кулачка, контактирующего с толкателем запорного элемента перепускного клапана с приводом от оси дроссельной заслонки.

10 Между дозпрующим клапаном и рабочей камерой в напорной магистрали установлен дополнительный клапан. В корпусе дозирующего клапана выполнены радиальные прорези, соединенные с полостью запорного элемента, 15 на котором предусмотрена кольцевая проточка, а поршень выполнен двусторонним и имеет дополнительную рабочую камеру, подключенную к напорпой магистрали параллельно основной рабочей камере.

20 По меньшей мере редукцпонный клапан выполнен с плоским запорным элементом, соединенным с мембраной, нагруженной пружиной, опорная тарелка которой выполнена подВижнои и связана с датчиком тем пер атуphl, а

25 в мембране предусмотрено отверстие.

Кроме того, впускной трубопровод снабжен перепускной магистралью, соедш яющей до- и задроссельное пространства и имеющей запорный орган, кинематическп связанный с кла30 паном, например перепу скнь1м, а связь заслоп491 239 ки регулятора с запорным органом дозирующего клапана выполнена в виде рычага.

На фиг. 1 изображено предло?кенное устройство; на фиг. 2 — 4 — варианты выполнения дозирующего клапана; на фиг. 5 и 6 — — дозирующий клапан (варианты); на фпг. 7— впуск:!OII трубопровод с перепускной магистра;I1Io; на фиг. 8- — разрез по A — Л на фиг. 7.

В предложенном устройстве воздух поступ".åò в корпус 1 воздухоочиститсля в направлении, указанном стрелкой. Пройдя через фпльтруюп,ий элемент 2, он попадает во впускной трубопровод, образованный дпффузором 3, соединительным шлангом 4 н патрубком 5. В горловине диффузора установлена заслонка регулятора, выполненная в виде размещенной поперек воздушного потока пласти11ь! б.

Заслонка регулятора можст быть выполнена также в виде поршня, перемещающегося перпендикулярно направлению движения воздушного потока, или в виде поворотной пластины.

Величш1а перемещеш1я пластины 6 в диффузоре 3 пропорциональна массе воздуха, проходящего через впускной трубопровод. Для обеспечен 151 постоянной возвратной силы, действующей на пластину б, а также для подпер>хания постоянного давления перед ней давление между пласт!!ной 6 и установленной в патрубке 5 дроссельной заслонкой 7 должно быть постоянным.

Пластина 6 установлена на рычаге 8, размещенном на оси 9. (Трение между рычагом

8 и осью 9 должно быть минимальным).

Рычаг своим выступом действует на запорный элемент 10 дозирующего клапана, выполненного в виде золотника. Запорный элемент

10 со стороны, противолежащей упору 11, контактирующему с выступом рычага 8, снабжен поршнем 12, установленным в рабочей камере 13 втулки 14 корпуса 15 дозирующего клапана. На поршень 12 давит топливо из напорной магистрали 16. Усилие на поршне 12 от этого давления является возвратной силой для пластины б заслонки регулятора.

Топливо в напорную магистраль 16 подается насосом 17, приводимым электродвигателем 18, из бака 19. Для поддержания постоянного давления в магистрали 16 установлен патрубок 20 с клапаном 21 ограничения давления. Из магистрали 16 топливо подается в канал 22, выполненный в корпусе 15. Канал

22 соединен с кольцевым пазом 23, выполненным во втулке 14. Паз 23 сообщен при помощи радиальных отверстий 24 с цилиндрическим отверстием 25, в котором располагается запорный элемент 10 с возможностью осевого двп?кения.,:! перстня 24 выполнены в Т0,1 месте, где предусмотрена кольцевая проточка 26 на запорном элементе 10. Поршень 12 перекрывает в большей или меньшей степени регулируемые радиальные прорези 27, выполненные во втулке 14. Из прорезей 27 отдозированное топливо попадает в каналы 28, подключенные к отдельным форсункам, разме1О

15 эо

2д

33

3:?

4 щенным на впускном трубопроводе (на «ерте>ке не изображены).

Из кольцевого паза 23 оставшаяся часть топлива по каналу 29 поступает к кольцевому пазу 30 втулки 14. Паз 30 при помощи отверстий 31 сообщен со сливной магистралью

32, одновременно отверстия 31 через дроссель

33 сообщены с рабочей камерой 13. В канале

29 также предусмотрен дроссель для уменьшения влияния колебаний давления в напорной магистрали на возвратное усилие на запорном элементе 10.

В сливной магистрали 32 установлен перепускной клапан 34, выполненный с плоским запорным элементом 35, размещенным на мембране 36. Незначительное перемещение мембраны Зб — перепускной клапан 34 открыт, и топливо из сливной магистрали 32 по трубопроводу 37 направляется обратно в бак

19.

Мембрана Зб снабжена пружиной 38, опорная тарелка 39 которой выполнена подвижной и может перемещаться от воздушного привода 40 и дроссельной заслонки 7. Для этого толкатель 41 опорной тарелки 39 контактирует с кулачком 42, установленным на оси 43 заслонки 7 с возможностью перемещения в осевом направлении от привода 40 и вращения от оси 43 при помощи угольной шпонки 44.

Кулачок 42 жестко соединен с мембраной

45 привода 40, нагруженной пружиной 46.

Рабочая камера 47 привода 40 подключена к задроссельному пространству впускного трубопровода при помощи трубопровода 48.

В сливной магистрали 32 установлен редукцнонный клапан 49, подключенный параллельно перепускному клапану 34 при помощи трубопровода 50. От клапана топливо сливается в бак 19 по патрубку 51. При помощи редукционного клапана 49 давление в сливной магистрали 32, а также на выходе напорной магистрали 16 и в рабочей камере 13 регулируется в зависимости от температуры, например, охлаждающей жидкости двигателя. Следовательно, возвратное усилие на запорном элементе 10 также регулируется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.

Рсдукционный клапан 49 выполнен с плоским запорным элементом 52, который установлен на мембране 53, снабженной пружиной

54. Последняя действует на мембрану в сторону закрытия запорного элемента 52. Топливо, поступающее по трубопроводу 50 к клапану 49, пройдя последний, попадает в камеру 55, из которой по патрубку 51 сливается самотеком в бак 19, Так как давление в баке 10 примерно равно атмосферному, то и в камере 55 давление тоже примерно атмосферное. Камера 56, отделенная от камеры 55 мембраной 53, является частью перепускной магистрали, соединяющей до- и задроссельное пространство впускного трубопровода. Входное отверстие 57 перепускной магистрали сообщено с входным

49 отверстием 58 в клапане 49, а выходное отверстие 59 в клапане 49 соединено с выходным отверстием 60 перепускной магистрали. В камере 56 установлен золотник 61, выполненный в виде поршня и регулирующий проходное сечение перепускной магистрали. Золотник 61 является опорной тарелкой пружины 54 и связан со штоком 62 датчика 63 температуры охлаждающей жидкости двигателя.

Если двигатель не прогрет, шток 62 выходит из датчика 63 на небольшую величину, вследствие чего проходное сечение перепускной магистрали велико, а усилие пружины 54 на запорный элемент 52 мало. В связи с этим через редукционный клапан 49 большая часть топлива из магистрали 32 сливается. Давление топлива в рабочей камере 13 и возвратная сила на заслонке регулятора уменьшаются. Так обеспечивается обогащение смеси при прогреве двигателя.

Работает предложенное устройство следующим образом.

При прогретом работающем двигателе топливо забирается из бака 19 при помощи насоса 17, приводимого электродвигателем 18, и подается по напорной магистрали 16 к дозирующему клапану. Одновременно по впускному трубопроводу воздух засасывается в цилиндры двигателя, отклоняя пластину 6 от исходного положения при помощи винта 64.

В соответствии с перемещением пластины 6 при помощи рычага 8 перемещается запорный элемент 10 дозирующего клапана, который изменяет сечения радиальных прорезей 27.

Количество проходящего через эти прорези топлива зависит от положения пластины 6.

Остальная часть топлива по каналу 29 направляется в рабочую камеру 13 и по сливной магистрали к клапанам 34 и 49.

Жесткая связь заслонки регулятора с запорным элементом 10 дает постоянную зависимость между количеством всасываемого в двигатель воздуха и впрыскиваемого топлива при характеристиках этих обоих органов, в достаточной мере линейных.

Требуемое обеднение или обогащение смеси достигают изменением возвратного усилия, действующего на запорный элемент 10.

Нагрузку и обороты двигателя измеряют по положению дроссельной заслонки 7, управляемой при помощи рычага 65, и по разрежению во впускном трубопроводе за дроссельной заслонкой 7. Величина затяжки пружины 38 перепускного клапана 34 изменяется в зависимости от этих величин путем поворота кулачка

42 и перемещения его в осевом направлении.

При номинальной нагрузке дроссельная заслонка 7 полностью открыта — требуется обогащенная смесь. При этом усилие пружины 38. определяющее давление топлива в рабочей камере и величину возвратной силы на пластине 6, невелико, и запорный элемент 10 установлен в положении максимального открытия прорезей 27.

При уменьшении нагрузки усилие пружины

1239

5

2а

Зд

6

38 увеличивается, вызывая повышение давления топлива в камере 13. Вследствие этого уменьшается величина смещения запорного элемента 10 и пластины 6 и смесь обедняется.

При работе двигателя на режиме принудительного холостого хода мембрана 45 значительно перемещает кулачок 42 против усилил пружины 46, вследствие чего пружина 38 максимально затянута. Поэтому давление в рабочей камере 13 велико, и пластина 6 регулятора не смещается от своего исходного положения. Топливо в двигатель в это время не поступ а ет.

При непрогретом двигателе обогащение смеси обеспечивается редукционным клапаном 49. вызывающим уменьшение давления в сливной магистрали 32 и камере 13. Прп прохождении части воздуха по перепускной магистрали напор воздушного потока на пластппу

6 не соответствует положению дроссельной заслонки 7, в связи с чем пластина 6 соответственно имеет большее отклонение от исходного положения, и подаваемая в двигатель смесь обогащается.

Таким образом, давление в рабочей камере

13 и величина возвратного усилия на пластину 6 изменяются в зависимости от режимов работы двигателя.

В перепускном клапане 34 (см. фиг. 2) величина затяжки пружины 38 изменяется прп помощи ползуна 66, который имеет только поступательное перемещение от мембраны 45.

Величина смещения ползуна 66 зависит только от величины разрежения в задроссельном пространстве впускного трубопровода. Ползун

66 опирается на ролики 67 и имеет профилировянную поверхность, контактирующую с толкателем 41 опорной тарелки 39. Регулирование перепускного клапана 34 производится только по величине разрежения во впускном трубопроводе.

В перепускном клапане (см. фиг. 3) затяжка пружины 38 зависит только от положения дроссельной заслонки 7, поэтому на осп 43 дроссельной заслонки 7 жестко установлен кулачок 68, связанный с толкателем 41. Прп таком выполнении перепускного клапана 34 регулирование возвратного усилия на пластину 6 производится только в зависимости от нагрузки двигателя.

B перепускном клапане (см. фиг. 4) в мембране 36 выполнено отверстие 69. Благодаря этому достигается выравнивание давления по обеим сторонам мембраны 36, так как топливо из сливной магистрали после запорного элемента 35 направляется через мембрану 36 в трубопровод 37 и далее в бак 19. Вследствие этого изменение давления в баке 19 нс влияет на величину усилия от мембраны 36 ня запорный элемент 35.

Для увеличения диапазона регулирования дозирующего клапана между последним и рабочей камерой установлен дополнительный редукцпонный клапан 70 (см. фиг, 5). Он выполнен мембранным, На мембрану 71 клапа491239 на 70 с одной стороны действует давление топлива в напорной магистрали 16, а с другой стороны — усилие пружины 72 и давление атмосферного воздуха, поступающего через отверстие 73.

Для предотвращения воздействия на запорный элемент 10 колебаний давления воздуха во впускном трубопровод, передаваемых через пластину 6 и рычаг 8, что привело бы к неравномерной подаче топлива, поршень 12 двойного действия имеет дополнительную рабочую камеру 74, подключенную к каналу 29 через дроссель 75 параллельно основной рабочей камере 13 (см. фиг. 6). Такое выполнение дозирующего клапана приводит к демфированию и амортизации запорного элемента 10.

Площадь поверхности поршня 12, воспринимающая давление топлива в камере 74, меньше площади поверхности поршня 12 в камере 13.

Для выравнивания демпфирующего действия поршня 12 в обоих направлениях дроссель 33 должен быть меньше дросселя 75.

Изображенный на фиг. 7 перепускной клапан 34 имеет преобразователь перемещения дроссельной заслонки 7 и изменения разре. жения во впускном трубопроводе — подвиж. ный в осевом направлении кулачок 42.

Кулачок 42 действует на рычаг 76 через ролик 77, Ось вращения рычага связана с опорной тарелкой 39 пружины 38. Плечо рычага

76 связано со штоком 78 датчика температуры

79 через ползун 80. Одновременно на штоке

78 установлен запорный орган 81, размещенный в перепускной магистрали.

Таким образом, перепускной клапан регулирует давление в сливной магистрали не только в зависимости от нагрузки и числа оборотов двигателя, но также и в зависимости от температуры двигателя.

Следовательно, перепускной клапан выполняет одновременно функции редукционного клапана, установка которого в системе необязательна.

Предмет изобретения

1. Устройство для впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, содержащее размещенные во впускном трубопроводе дроссельную заслонку и заслонку регулятора, связанную с расположенным в корпусе запорным элементом дозирующего клапана, установленного в напорной магистрали между подкачивающим насосом и форсунками, отличающееся тем, что, с целью повышения точности дозирования подачи топлива, запорный элемент со стороны, противолежащей его соединению с заслонкой регулятора, снабжен поршнем, установленным в предусмотренной в корпусе рабочей камере, соединенной с напорной магистралью, которая

60 после рабочей камеры подключсна к сливной магистрали, снабженной по меньшей мере одним перепускным клапаном, 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между рабочей камерой и напорной магистралью установлен дроссель.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тли ч а ю щее с я тем, что перепускной клапан снабжен воздушным приводом, подключенным к задроссельному пространству впускного трубопровода.

4. Устройство по пп. 1 — 3, отл и ч а ю ще ес я тем, что в сливной магистрали установлен редукционный клапан, связанный с датчиком температуры и включенный параллельно перепускному клапану.

5. Устройство по пп. 3 и 4, о тл и ч а ю ще ес я тем, что между воздушным приводом и перепускным клапаном установлен преобразователь.

6. Устройство по п. 5, о тли ч а ю щееся тем, что преобразователь выполнен в виде ползуна, имеющего профилированную поверхность, контактирующую с толкателем запорного элемента перепускного клапана.

7. Устройство по п. 5, отлич а ющееся тем, что преобразователь выполнен в виде кулачка, контактирующего с толкателем запорного элемента перепускного клапана с приводом от оси дроссельной заслонки.

8. Устройство по пп. 2 — 7, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что между дозирующим клапаном и рабочей камерой в напорной магистрали установлен дополнительный редукционный клапан.

9. Устройство по пп. 2 — 8, отл и ч а ю щеес я тем, что в корпусе дозирующего клапана выполнены радиальные прорези, соединенные с полостью запорного элемента, на котором выполнена кольцевая проточка, а поршень выполнен двусторонним и имеет дополнительную рабочую камеру, подключенную к напорной магистрали параллельно основной рабочей к ам ер е.

10. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что по меньше мере редукционный клапан выполнен с плоским запорным элементом, соединенным с мембраной, нагруженной пружиной, опорная тарелка которой выполнена подвижной и связана с датчиком температуры.

11. Устройство по п. 10, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в мембране сделано отверстие.

12. Устройство по пп. 1, 2, отлич а ю шее с я тем, что впускной трубопровод снабжен перепускной магистралью, соединяющей до- и задроссельное пространство и имеющей запорный орган, кинематически связанный с клапаном, например, перепускным.

13. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ющее с я тем, что связь заслонки регулятора с запорным элементом дозирующего клапана выполнена в виде рычага.

76

)А

Х

6 lj

Жиг 7

7g

Редактор Н. Вирко Составитель Л, Синай Текред Е, Подурушина

Заказ 45/17 Изд. ¹ 7! Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2