СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬ

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности, к топливоподающей аппаратуре дизелей.
Известна система подачи топлива в дизель по патенту РФ №2269670, МПК 8 F02М 55/02, 2006 г., содержащая насос высокого давления, связанный с подпитывающей магистралью и соединенный через нагнетательный клапан и трубопровод высокого давления с форсункой, дополнительный канал, два невозвратных клапана, установленных в корпусе форсунки, один из которых соединен с дополнительным каналом, клапан управления золотникового типа, электрический разрядник, электроды которого размещены в корпусе форсунки, цепь управления генератором импульсов, блок управления генератором импульсов, провода высокого напряжения и генератор импульсов с возможностью выработки электрических импульсов высокого напряжения в момент впрыскивания топлива в цилиндр двигателя.
Данное техническое решение является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, т.е. прототипом.
Известное техническое решение не в полной мере обеспечивает работоспособность дизельного двигателя военной техники в условиях его боевого применения, например при повреждении трубопровода высокого давления или топливного насоса высокого давления осколками, или при наличии тяжелых примесей в используемом двигателем дизельном топливе.
Предлагаемая полезная модель направлена на то, чтобы устранить указанные недостатки, повысить надежность работы топливной аппаратуры и обеспечить работоспособность системы подачи топлива в дизель при эксплуатации его в экстремальных условиях на военной технике.
Решение поставленной задачи достигается тем, что система подачи топлива в дизель, содержащая насос высокого давления, связанный с подпитывающей магистралью и соединенный через нагнетательный клапан и трубопровод высокого давления с форсункой, нагнетательный клапан, дополнительный канал, невозвратный клапан, установленный в корпусе форсунки, дополнительно содержит невозвратный клапан в корпусе форсунки, соединенный с дополнительным каналом, клапан управления золотникового типа, электрический разрядник, электроды которого размещены в корпусе форсунки, цепь управления генератора импульсов, блок управления генератором импульсов, провода высокого напряжения, генератор импульсов с возможностью выработки электрических импульсов высокого напряжения в момент впрыскивания топлива в цилиндр дополнительно содержит электромагнитный клапан, соединенный с клапаном управления и одним из невозвратных клапанов, установленных в корпусе форсунки, топливозаборник плавающего типа, топливозаборник тяжелых примесей топливного бака, топливоподкачивающий насос и канал подачи тяжелых примесей, причем топливозаборник плавающего типа соединен напрямую с клапаном управления, топливозаборник тяжелых примесей соединен с электромагнитным клапаном через топливоподкачивающий насос и канал подачи тяжелых примесей, а генератор импульсов дополнительно подсоединен к электромагнитному клапану.
Отличительными признаками от прототипа является то, что устройство дополнительно содержит электромагнитный клапан, установленный в дополнительном канале второго контура топливоподачи между клапаном управления золотникового типа и одним из невозвратных клапанов, установленных в корпусе форсунки, канал подачи тяжелых примесей, топливозаборник плавающего типа, соединенный напрямую с клапаном управления, топливозаборник тяжелых примесей, соединенный с электромагнитным клапаном через топливоподкачивающий насос и канал подачи тяжелых примесей, а генератор импульсов дополнительно подсоединен к электромагнитному клапану.
Сопоставительный анализ заявляемого решения и выбранного в качестве прототипа показывает, что предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить работоспособность и надежность работы дизельных двигателей военной техники в условиях ее боевого применения, а именно, когда:
ухудшаются характеристики топливоподачи, вследствие износа прецизионных элементов топливного насоса высокого давления;
возможна работа дизельного двигателя на низкосортном дизельном топливе, а также при наличии в топливном баке тяжелых примесей, например, воды;
при разгерметизации топливопровода высокого давления, например, при повреждении его осколками.
На чертеже приведена схема системы подачи топлива в дизель. Цифрами на чертеже обозначены:
1 - топливный насос высокого давления;
2 - подпитывающая магистраль;
3 - нагнетательный клапан;
4 - трубопровод высокого давления;
5 - форсунка;
6 - дополнительный канал;
7 - первый невозвратный клапан;
8 - второй невозвратный клапан;
9 - клапан управления золотникового типа;
10 - электрический разрядник;
11 - генератор импульсов;
12 - цепь управления генератора 11 импульсов;
13 - блок управления генератора импульсов;
14 - провода высокого напряжения;
15 - золотник;
16 - пружина;
17 - контакты цепи 12 управления генератора 11 импульсов;
18 - электромагнитный клапан;
19 - канал подачи тяжелых примесей;
20 - топливный бак;
21 - топливозаборник плавающего типа;
22 - топливозаборник тяжелых примесей;
23 - электрический топливоподкачивающий насос.
Система подачи топлива в дизель содержит насос 1 высокого давления, связанный с подпитывающей магистралью 2 и соединенный через нагнетательный клапан 3 и трубопровод 4 высокого давления с форсункой 5, дополнительный канал 6, два невозвратных клапана 7 и 8, установленных в корпусе форсунки 5, клапан 9 управления золотникового типа, электрический разрядник 10, электроды которого размещены в корпусе форсунки 5, генератор 11 импульсов, цепь 12 управления генератора импульсов, блок 13 управления генератором импульсов, провода 14 высокого напряжения.
Клапан 9 управления золотникового типа содержит размещенные в корпусе золотник 15, пружину 16 и контакты 17 цепи 12 управления генератора 11 импульсов.
Кроме того, система подачи топлива в дизель включает электромагнитный клапан 18, установленный в дополнительном канале 6 второго контура топливоподачи между клапаном 9 управления золотникового типа и одним из невозвратных клапанов 8, установленных в корпусе форсунки 5, а также канал 19 подачи тяжелых примесей, топливозаборник 20 плавающего типа, соединенный напрямую с клапаном 9 управления, топливозаборник 21 тяжелых примесей, соединенный с электромагнитным клапаном 18 через топливоподкачивающий насос 22 и канал 19 подачи тяжелых примесей. Выход генератора 11 импульсов дополнительно подсоединен к электромагнитному клапану 18.
Система работает следующим образом.
В первом случае, для корректировки подачи топлива при отсечке подачи и разгрузке в трубопроводе 4 высокого давления с помощью нагнетательного клапана 3 появляются волны давления и разрежения. Золотник 15 клапана 9 управления под действием пружины 16 перемещается, открывая доступ топлива к дополнительному каналу 6 и закрывая доступ топлива к насосу 1 высокого давления. Волна разрежения, подходя к невозвратному клапану 8, установленному в форсунке 5, открывает его, и топливо из топливного бака 20 через топливозаборник 19 плавающего типа и клапан 9 управления золотникового типа по дополнительному каналу 6 (второму контуру топливоподачи) и электромагнитный клапан 18 поступает в топливоподводящие каналы корпуса форсунки 5.
Одновременно электромагнитный клапан 18 блокирует поступление тяжелых примесей из топливного бака 20 через дополнительный канал 19. При этом в канале 19 растет давление, являющееся начальным перед очередным циклом впрыскивания топлива. Такое выполнение позволяет снизить величину остаточного давления сразу после впрыскивания, и в то же время - повысить давление перед очередным впрыскиванием. При открытии невозвратного клапана 8 в момент прохождения волны разрежения замыкается электрическая цепь генератора импульсов 11 и на электроды разрядника 10 подается импульс высокого напряжения. При этом волна давления, которая образовалась за счет электрогидравлического удара, частично гасит отраженную волну, обеспечивая ликвидацию подвпрыскивания, так как эти волны находятся в противофазе друг с другом.
Во втором случае, при наличии в топливном баке 20 тяжелых примесей топливо качественного состава из бака 20 через топливозаборник 21 плавающего типа подается в топливный насос 1 высокого давления, откуда через форсунку 5 впрыскивается в дизель.
После отсечки подачи в трубопроводе 4 высокого давления формируется волна разрежения, которая подходит к невозвратному клапану 8, и открывает его, а тяжелые примеси из нижней части топливного бака 20, через топливозаборник 22 тяжелых примесей, электрический топливоподкачивающий насос 24 и электромагнитный клапан 18 поступают непосредственно в форсунку 5.
Одновременно электромагнитный клапан 18 блокирует поступление топлива из канала 6. При подходе к невозвратному клапану 8 волны давления он закрывается, а форсунка 5 оказывается заряженной топливом с тяжелыми примесями, минуя топливный насос 1 высокого давления. В очередном цикле нагнетания давления топливным насосом 1 высокого давления смесь топлива с тяжелыми примесями впрыскивается в дизель.
Далее цикл повторяется. В результате этого удаляются примеси из топливного бака 20 без слива топлива, а также минуя топливный насос 1 высокого давления, обеспечивая тем самым работоспособность двигателя и увеличивая ресурс топливного насоса 1 высокого давления.
В третьем случае, при падении давления в трубопроводе 4 высокого давления (например, вследствие повреждения трубопровода 4 высокого давления, топливного насоса 1 высокого давления и др.) золотник 16 клапана 9 управления золотникового типа под действием пружины 15 клапана 9 управления типа перемещается, открывая доступ топлива к дополнительному каналу 6 и закрывает доступ топлива к топливному насосу 1 высокого давления.
При этом, также выключается электрический топливоподкачивающий насос 23 и одновременно электромагнитный клапан 18 блокирует поступление тяжелых примесей из канала 19.
В этом случае топливо поступает к форсунке 5 по дополнительному каналу 6. Перемещение золотника 16 клапана 9 управления золотникового типа 9 замыкает контакты 17 цепи 12 управления генератора 11 импульсов высокого напряжения. В результате электрогидравлического разряда в полости форсунки 5 создается давление, под действием которого топливо подается в цилиндр дизеля. Последующее разряжение вызывает заполнение топливом полости в корпусе форсунки 5. Синхронизация импульсов с рабочим процессом дизеля осуществляется блоком 13 управления. Изменение цикловой подачи топлива осуществляется изменением продолжительности электрического разряда в зависимости от положения органа управления подачи топлива.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет обеспечить работоспособность и требуемую надежность работы дизельного двигателя военной техники в условиях ее боевого применения благодаря введению дополнительного контура топливоподачи тяжелых примесей.