БИРАЗДЕЛЕННАЯ СИСТЕМА ТОПЛИВОПОДАЧИ

Предлагаемая полезная модель относится к автомобилестроению и другим отраслям машиностроения и конкретно используется в дизельных двигателях.
Известно устройство дизельного двигателя, система разделенной топливоподачи [Топливные системы и экономичность дизелей / И.В.Астахов, Л.Н.Голубков, В.И.Трусов и др. M.: Машиностроение, 1990. 280 с.], где двухфазная подача топлива достигается за счет установки на впускном трубопроводе форсунок, связанных топливопроводами высокого давления с цилиндровыми форсунками к соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. При этом общий поток топлива, направляемый секцией ТНВД, разделяется на два потока. Первый поток поступает в конкретный цилиндр в конце такта сжатия в соответствии с требуемым углом опережения впрыска, а второй поток, одновременно с первым, подается во впускной трубопровод другого цилиндра на такте всасывания. Недостатком известного технического решения является сложность изготовления, а также ухудшение смесеобразования и сгорания топлива на номинальной нагрузке. В связи с чем снижается экономичность работы двигателя снижение качества смесеобразования, в виде усложнения топливопроводов в цилиндрах двигателя (трехходовой вентиль размещен в магистральном трубопроводе и т.д.).
Известна разделенная (двухфазная) система топливоподачи, включающая топливный насос высокого давления (ТНВД), топливопроводы, электромагнитные клапана, которые прерывают основную подачу топлива, основные и дополнительные форсунки [Патент РФ №2158845]. Недостатком данной системы является снижение качества смесеобразования.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является система топливоподачи дизеля (прототип, патент №2044917), включающая топливный насос высокого давления, топливопроводы высокого давления,
основные форсунки, установленные в цилиндрах, средство предварительной подачи топлива во впускной коллектор, связанное топливопроводами высокого давления и основной форсункой. Средство предварительной подачи топлива выполнено в виде одной дополнительной форсунки, связанной со всеми основными форсунками. Кроме того, система снабжена обратными клапанами с электромагнитным или ручным приводом, установленными между основными форсунками и дополнительной форсункой. Недостатком прототипа является так же сложность дозирования топлива в зависимости от режимов работы дизеля, а также недостаточно качественное распыление предварительной порции топлива, подаваемой на впускной клапан, ухудшение смесеобразования из-за попадания крупных капель топлива на днище поршня и стенки цилиндра (камера сгорания), что чревато дымным выхлопом из-за недогорания топлива на такте расширения, сложность конструкции.
Технической задачей является повышение качества смесеобразования, установление точности дозирования топлива в зависимости от режимов работы двигателя, повышение качества распыления топлива, упрощение конструкции системы топливоподачи дизельного топлива.
Задача достигается тем, что в биразделенной системе топливоподачи, содержащей топливный насос высокого давления, топливопроводы высокого давления, основные форсунки, установленные в цилиндрах, обратные клапаны, в которой согласно полезной модели, в топливном насосе высокого давления выполнена дополнительная секция низкого давления, связанная посредством топливопровода с аккумулирующей камерой, содержащей технологический газ, причем аккумулирующая камера соединена топливопроводами низкого давления с основными форсунками, каждая из которых жестко соединена с индивидуальным электромагнитным клапаном, управляемым электронным блоком управления, кроме того, по одному обратному клапану установлено в каждом топливопроводе низкого давления между основной форсункой и аккумулирующей камерой.
Предлагаемая полезная модель отличается от прототипа тем, что в топливном насосе высокого давления выполнена дополнительная секция низкого давления, связанная посредством топливопровода с аккумулирующей камерой, содержащей технологический газ, причем аккумулирующая камера соединена топливопроводами низкого давления с основными форсунками, каждая из которых жестко соединена с индивидуальным электромагнитным клапаном, управляемыми электронным блоком управления, кроме того, по одному обратному клапану установлено в каждом топливопроводе низкого давления между основной форсункой и аккумулирующей камерой.
На фигуре 1 показана схема предполагаемой полезной модели.
На фигуре 2 показан фрагмент схемы предполагаемой полезной модели соединения топливопроводов высокого и низкого давления с основной форсункой.
Биразделенная система топливоподачи содержит топливный насос высокого давления (ТНВД) с секциями 11, в котором выполнена дополнительная секция низкого давления 5. Каждая секция топливного насоса высокого давления 1 соединена с основными форсунками 3, установленными в дизельном двигателе за счет топливопроводов высокого давления 2. Дополнительная секция низкого давления 5 связана с аккумулирующей камерой 7посредством топливопровода 6. Аккумулирующая камера 7 содержи технологический газ. Кроме того аккумулирующая камера соединена с основными форсунками 3 за счет топливопроводов низкого давления 8. Каждая из основных форсунок жестко соединена с индивидуальным электромагнитным клапаном 9. Электромагнитные клапаны (ЭК) 9 управляются электронным блоком управления 10. Кроме того в каждом топливопроводе низкого давления 8 установлено по одному обратному клапану 4, который расположен между основной форсункой 3 и аккумулирующей камерой 7, каждая из основных
форсунок 3 содержит иглу 12, топливный канал низкого давления 13, топливный канал высокого давления 14.
Топливная система дизельного двигателя работает следующим образом. Во время работы дизельного двигателя и топливного насоса высокого давления 1, секция ТНВД низкого давления 5 подает топливо в аккумулирующую камеру 7 по топливопроводу 6 с давлением ниже, чем в топливопроводе высокого давления 2 на 10-15%, на долю секунд быстрее, чем подается топлива с секции ТНВД высокого давления 11. Когда топливо по топливопроводам 6 и 8 подается к основной форсунке 3, проходя через аккумулирующую камеру 7 поток, насыщается технологическим газом (для решения технологических возможностей в системе подготовки топлива аккумулирующей камере имеются вводы для технологического газа водорода или кислорода, причем система подачи технологических газов имеет автономные системы регулирования подачи газа и регулирования давления газа). В момент подхода топлива по топливопроводу низкого давления 8 к основной форсунке 3, обратный клапан 4 открывается, топливо течет по топливному каналу низкого давления 13 и одновременно игла 12 основной форсунки приподнимается под действием электромагнитного клапана 9 (связанного с иглой кинематически), управляемого электронным блоком управления (ЭБУ) 10. Электромагнитный клапан (ЭК) 9 удерживает иглу 12 основной форсунки до тех пор пока предварительная порция топлива распыливается (5-15% от основной подачи топлива) в камеру сгорания в момент конца такта всасывания и сжатия на мелкие капли, испаряясь и интенсивно перемешиваясь с воздухом, в связи с чем улучшается однородность (гомогенность) топливовоздушной смеси (преждевременного самовоспламенения недопускается из-за большой величины коэффициента избытка воздуха α=3...10). Затем ЭБУ 10 подает электрический сигнал на электромагнитный клапан 9 и игла 12 под давлением собственной пружина сжатия закрывает отверстие распылителя основной форсунки 3. А по топливопроводу высокого давления 2 основная порция топлива подходит к
основной форсунке 3 и по топливному каналу высокого давления 14 подается к игле 12 причем давление этой порции больше давления сопротивления пружины на сжатие, за счет чего происходит поднятие иглы. Основная порция топлива распыляется в камеру сгорания, в этом случае происходит более полное сгорание топлива без существенного выброса с отработавшими газами сажи, а также токсичных и канцерогенных веществ.
Полезная модель позволяет снизить расход дизельного топлива и повысить экологические характеристики.