Система впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания

Система впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респу6лик (>) 588576

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 28.06.74 (21) 2040799/24-0 (23) Приоритет — (32) 30.06.73 (31) Р 2333451.2 (33) ФРГ (43) Опубликовано 15.03.78,бюллетень ¹ 10 (45) Дата опубликования описанияО ЯЪ. т о. (51) М. Кл.

F 02 13 3/00

F 02 М 51/02

Гасударственный комитет

Совета 1йинистрав СССР аа делам изааретений и открытий (53) УДК 621 43.037. ,21 (088.8) Иностранцы

Херманн Айзеле, Отто Глеклер, Хайнрих Кнапп ,и Герхард Штумпп (ФРГ) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Роберт Бош Гмб>с (ФРГ) (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам впрыска топлива.

Известны системы впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания, содержащие установленные на впускном трубопроводе форсунки, -соединенные с напорной магистралью, размещенные во впускном трубопроводе дроссельную заслонку и заслонку регулятора с пластиной, размещенной на рычаге, дозирующий клапан, регулирующий орган которого установлен в напорной магистрали и снабжен поршнем, противолежащим соединению регулирующего органа с рычагом пластины и расположенным в рабочей камере корпуса, подключенной к напорной магистрали и соединенной со сливной магистралью через перепускной клапан, связанный с датчиком режима работы двигателя, например содержания кислорода в отработанных газах, и выполненные в корпусе дозирующего клапана мембранные клапаны с двумя рабочими полостями, первые из которых соединены с трубопроводами подвода топлива к форсункам, а вторые — с напорной магистралью (1). Однако такие системы не обеспечивают точного дозирования подачи топлива при различных режимах работы, в связи с чем не достигается полное сгорание топлива в цилиндрах двигателя, и отработанные газы имеют токсичные компоненты.

Цель изобретения является снижение токсичности отработанных газов. Это достигается тем, что в предлагаемой системе впускной трубопровод выполнен с осн )BHLlì и дополнительным коллекторами, основной из которых, подключенный к рабочим камерам двигателя, снабжен форсункой, соединенной с первой рабочей полостью одного из мембранных клапанов, вто1р рая рабочая полость которого связана со сливной магистралью через установленный в ней сливной клапан, имеющий регулирующий элемент, а дополнительный коллектор, подключенный к форкамерам, снабжен патрубками с установленными íà ННх форсунками, соединенными с первыми рабочими полостями остальных мембранных клапанов, вторые рабочие полости которых связаны со сливной магистралью через дополнительный сливной клапан с регулиру1ощим элементом.

Кроме того, сливные клапаны снабжены запорными органами с дифференциальными поверхностями, а регулирующие элементы сливных клапанов выполнены в виде пружин. снабженных подвижными опорными тарелками, связаннымп с кулачком, кинематически соединен25 ным с приводом дроссельной заслонки.

598576

На чертеже схематично показана описываемая система.

В системе впрыска топлива для форкамерного двигателя 1 внутренного сгорания с искровым зажиганием воздух поступает от воздухоочистителя (на чертеже не показан) во впускной трубопровод, образованный патрубком 2, диффузором 3, соединительным шлангом 4, вторым патрубком 5, который соединен с основным коллектором 6, подключенным при помощи каналов 7 к рабочим камерам (на чертеже не показаны) цилиндров двигателя, и дополнительным коллектором 8, подключенным при помощи патрубков 9 к форкамерам (на чертеже не показаны) двигателя. В диффузоре 3 установлена пластина 10 заслонки регулятора. Пластина 10 перемещается в диффузоре 3 пропорционально массе воздуха, проходящего через впускной трубопровод. Пластина 10 установлена на рычаге 11, размещенном на оси 12. Рычаг

11 своим выступом 13 воздействует на регулирующий орган 14 дозирующего клапана, выполненный в виде золотника. Регулирующий орган

14 со стороны, противолежащей упору 15 для выступа 13, снабжен поршнем 16,установленным в рабочей камере 17 корпуса 18 дозирующего клапана.

Топливо от электроприводного насоса (на чертеже не показан) подается из бака 19 в напорную магистраль 20, которая имеет патрубок 21 с установленным в нем редукционным клапаном 22, обеспечивающим перепуск топлива обратно в бак 19 при избыточном давлении в напорной магистрали.

Дозирующий клапан обеспечивает регулирование подачи топлива при постоянном перепаде давления, поддерживаемом мембранными клапанами, выполненными в корпусе 18 и крышке 23 дозирующего клапана. Мембранные клапаны образованы мембраной 24, закрепленной между корпусом 18 и крышкой 23, и патрубками 25 и 26, закрепленными в корпусе 18.

Мембрана 24 с патрубком 25 образует первый мембранный клапан, а с патрубком 26 — второй мембранный клапан. Патрубок 25 соединен при помощи трубопровода 27 с форсункой 28, установленной на основном коллекторе 6, а патрубок 26 при помощи трубопровода 29 соединен с форсункой 30, установленной на одном из патрубков 9 дополнительного коллектора 8. (Количество вторых мембранных клапанов выполняется равным количеству форкамер двигателя, хотя на чертеже показан только один второй мембранный клапан).

Напорная магистраль 20 соединена с каналом 31, имеющим выход в зоне кольцевой выточки 32 на регулирующем органе 14 дозирующего клапана. Регулирующий орган 14 своим поршнем 16 обеспечивает в той или иной степени перекрытие радиальных прорезей 33, соединенных при помощи каналов 34 с первыми рабочими полостями 35 и 36 соответственно первого и второго мембранных клапанов. Первые рабочие полости 35 и 36 мембранных клапанов выполнены на стороне патрубков 25 и 26.

Напорная магистраль 20 соединена с трубопроводом 37, который через патрубок 38, имеющий гидравлический дроссель 39, подключен к второй рабочей полости 40 первого мембранного клапана, а через патрубок 41, имеющий гидравлический дроссель 42, подключен к второй рабочей полости 43 второго мембранного

5 клапана Одновременно трубопровод 37 соединен с выполненной в корпусе 44 сливных клапанов камерой 45.

Напорная магистраль 20 через труоопровод

46 соединена с рабочей камерой 17 поршня

16 дозирующего клапана. Трубопровод 46 снабжен гидравлическим дросселем 47 и перепускны..: клапаном, образованным закрепленными в корпусе 48 мембраной 49 и патрубком 50, с пружиной 5! и электромагнитной системой 52.

Патрубок 50 перепускного клапана при помощи трубопровода 53 подключен к сливной магист15 рали 54.

Сливная магистраль 54 при помощи трубопроводов 55 и 56 соединена с основным и дополнительным сливными клапанами. Основной сливной клапан образован закрепленной между крышкой 57 и корпусом 44 мембраной

58 и закрепленным в крышке 57 патрубком 59, который подключен к трубопроводу 55. Полость

60 между мембраной 58 и крышкой 57 при помощи трубопровода 61 соединена со второй рабочей полостью 40 первого мембранного клапана. Мембрана 58 нагружена с обеих сторон усилием пружин 62 и 63, первая из которых опирается на крышку 57, а вторая — на опорную тарелку 64. Дополнительный сливной клапан образован закрепленной между крып!кой

65 и корпусом 44 мембраной 66 и закрепленным

ЗО в крышке патрубком 67. Полость 68 между мемораной 66 и крышкой 65 при помощи труоопровода 69 соединена со вторыми рабочими полостями 43 всех вторых мембранных клапанов. Мембрана 66 нагружена с обеих сторон усилием пружин 70 и 71, первая из которых опирается на крышку 65, а вторая — на опорную тарелку 72. Камера 73, образованная мембраной 66 и корпусом 44, при помощи отверстий

74 сообщена с камерой 45, подключенной к тру бопровод 37. щ Опорные тарелки 64 и 72 выполнены подBH)KHbIvIH, образуя регулирующие элементы основного и дополнительного сливных клапанов, и соединены с кулачком 75 соответственно через толкатели 76 и 77. Кулачок 75 через тяги

78 кинематически связан с педалью акселерато45 ра 79, являющеися управляющим органом двигателя.

Форсунка 28 размещена в зоне сужения

80 основного коллектора 6. Сужение 80 выполнено в виде сопла Лаваля, а во впускном трубопроводе установлена дроссельная заслонка (на чертеже не показана), расположенная до разделения на основной 6 и дополнительный

8 коллекторы и кинематическн связанная с педалью акселератора 79.

Система работает следующим образом.

55 При работающем двигателе топливо насосом из бака 19 подается по напорной магистрали 20 к дозирующему клапану. Одновременно по впускному трубопроводу воздух засась;вается в цилиндры двигателя, отклоняя пластину

10 от исходного положения. В соответствии с перемещением пластины 10 рычагом 11 переме598576

Фо >лу.1а изобретеки>1

Ю щается регулирующий орган 14 лозируюшсго клапана, который поршнем 16 изменяет проходное сечение радиальных прорезей 33. Количество топлива, проходящего через прорези 33, соответствует положению пластины. >Кссткая связь заслонки регулятора с регулирующим органом 14 обеспечивает возможность получения пропорционального соотношения между I,.оличеством воздуха и дозированным количеством топлива. Так как двигатель 1 является форкамерным, то требуется дозирование подачи топлива отдельно для рабочих камер цилинлра и для форкамер. При этом требования к равномерности распределения смеси по рабочим камерам цилиндров значительно ниже, чем требования к равномерности распределения смеси по форкамерам. Поэтому в основ toit коллекторе установлена одна форсунка 28, впрыскивающая топливо в зоне сужения 80, а в каждую форкамеру топливо подается отдельной форсунко" 30, расположенной на патрубках 9 и подключенной к одному из BTOph!x мембранных клапанов. При этом подаваемая в форкамеры топливовоздушная смесь является обогащеннои, в то время как в рабочие камеры цилиндров двигателя Tottëèâîâîçäóøíàÿ смесь подается обедненной. Состав смеси, подаваемой в форкамеры, на режимах полных нагрузок должен обедняться, так как в противном слмчае

Вс.òåäcTâèå обогащения смеси, подаваемой в рабочие камеры цилиндров двигателя, общий состав смеси в цилиндре окажется сильно 000гащенным, что приведет при сгорании топлива к образованию сажи. При регулировании нагрузки двигателя, задаваемой педалью акселератора 79 и положением дроссельной заслонки во впускном трубопроводе, требуется. чтобы топливовоздушная смесь, полводимая в рабочие камеры цилиндров, имела коэффициент II3бытка воздуха больше 1 (а ) 1), т. е. была немного обедненной.

Регулирование подачи топлива в зависимости от нагрузки обеспечивается поворотом кулачка 75 от педали акселератора 79. 1с,улачок

75 через толкатели 76 и 77 смешает опор tbte тарелки 64 и 72, в связи с чем изменяется напряжение пружин 63 и 71. В результате этого изменяется псрепад давления, ври котором происходит открытие сливных клапанов, т. е. момент отхода мембран 58 и бб от патрубков 59 и

67. При этом изменение перепада давления 1;1H смещения мембраны 58 вызывает изменение перепада давления открытия в первом мембранном клапане, т. е. смещения мембраны 24 от патрубк3 25, 3 изменение перепада давления для смещения мембраны бб вызывает изменение перепала давления открытия соответственно во вторых мембранных клапанах, т. е. смещения мембраны 24 относительно патрубков 26.

Изменение пропорциональности между количеством подаваемых топлива и воздуха 30стигается также изменением силы давления на поршень 16, т. с. возвратного усилия на пластину 10. При этом режим работы двигателя, например состав отработанных газов, замеряется датчиком (на чертеже не показан), который выдает электрический сигнал, усиливаемый электрическим блоком (на чертеже не показаи1. От

2Е

ЗО

4О последнего уир;1вляющие импульсы подаются к электромагнитной системе 52 перепускного клапана, изменяюIöcé ItрелварительHîå натяжение пружины 51. В связи с этим изменяется давление в трубопроводе 46 вследствие перепуска части топлива Но патрубку 50 в сливную магистраль и соответственно изменяется давление в рабочей камере 17 корпуса 18 дозирующего клапана. Г1оэтому при олпом и том же расходе воздуха через впускной трубопровод пластина

10 вследствие изменения возвратной силы смещается на разную величину, в связи с чем изменяется величина открытия радиальных прорезей 33. От послед III топливо в отлозированном количестве направляется по каналам 34 в первые рабочие полости 35 и 36 мембранных клапанов, из которых при отходе мембраны

24 от патрубков 25 и 26 подается к форсункам

28 и 30. Формой кулачка 75 залают требуемый перепад Савления на мембранных клапанах, в связи с чем изменение количества топлива, впрыскиваемого через форсунку 28, не влияет на изменение количества топлива. впрыскиваемого через форсунки 30. еc." это изменение регулируется сливными клана IÇ III. Перспускной клапан обес1 ечивает изitcttettttc впрыска топлива через все форсунки. При этом к электромагнитной системе могут подаваться управляющие импульсы в завиcимостII от показ3ний различных äатчиков режимов работы двигатс, I е11.

Плоша 1ь мембран 58 и 66, воспринимающих давлен1 е топлива. находящегося в камерах 45 It

73, выполнены меньшими площадей тех же мембран, оора1це;1пых к полостям 60 11 68, и, ак11. 1 Об 1) 330. э и мембрс1ны. Явл Я101ци<. ся 33порными органами сливных I 13113110â, выполнены с лпфферен11иальными поверхностями.

Такое выполнен11е предлагаемой системы позволяет обеctlc III1 ь независимое регулирование подачи Т011, 1ва в рабочпс камеры цилинд3 ров двигателя и в форкамеры, в связи с чем достигастся подача в них топливовоздушной смеси заданного состава, вследс.гвие чего снижается токсичность отработанных газов.

1. Система впрыска топл11ва для двигателя вну1реннсго сгорания, прсим ществснно форкамер1юго, содержащая установленные на впускном трубопроводе форсунки, соединенные с 113порной магистралыю. расположенныс во впускном трубопроводе дроссельную заслонку и заслонку регулятора с пласт11ной, размещенной на рычаге, лозирующий клапан, регулирующнй орган которого установлен в напорной магистрали II снабжен ItOpttIHcм, противолежащим сое синени10 регулирующего органа с рычагом пластины и расположенным в рабочей камере корпуса, подключенной к напорной магистрали и cоедиHcнной со сливной магистралью через перев Kltott 1сл 3 Г13 и, связан и ь1 и с лсIтчи кОм рс жима работы двигателя, например содержаIIèÿ кислорода в отработанных газах, и выполненные в корпусе дозирующе1.о клапана мембранные к/13 и 311ы с лвмм я p3 I>0 I II II II полостям и.

598576

78 б1 г!

22!

9 первые из которых соединены с трубопроводами подвода топлива к форсункам, а вторые — с напорной магистралью, отличающаяся тем, что, с целью снижения токсичности отработанных газов, впускной трубопровод выполнен с основным и дополнительным коллекторами, основной из которых, подключенный к рабочим камерам двигателя, снабжен форсункой, соединенной с первой рабочей полостью одного из мембранных клапанов, вторая рабочая полость которого связана со сливной магистралью через установленный в ней сливной клапан, имеющий регулирующий элемент, а дополнительный коллектор, подключенный к форкамерам, снабжен патрубками с установленными на них форсунками, соединенными с первыми рабочими полостями остальных мембранных клапанов, вторые рабочие полости которых связаны со сливной магистралью через дополнительный сливной клапан с регулирующим элементом.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сливные клапаны снабжены запорными органами с дифференциальными поверхностями.

3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что регулирующие элементы сливных клапанов выполнены в виде пружин, снабженных подвижными тарелками, связанными с кулачком.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что кулачок кинематически связан с приводом дроссельной заслонки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции № 2113004, кл.

F 02 D 3/00, !972.

1ЛНИ г1ПИ Заказ 1306/54

Тираж 698 Подписное

Филиал ППП «11àòåíò», г. Ужгород, ул. П рое ктн ая, 4