НАСОСНАЯ СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
PUMP SYSTEM SUPPLYING FUEL TO INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к области двигателестроения и предназначено для точной дозированной подачи топлива различного состава, плотности и вязкости в двигатель внутреннего сгорания и позволяет достигать давления на выходе в форсунку до 4000 бар.
Известна система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая аккумулятор высокого давления, сообщенный при помощи трубопровода с форсункой, имеющей электрическое управление и размещенным в трубопроводе демпфером (А.с. СССР №552415, МПК F02M 51/06).
Известно устройство для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее корпус рабочей камеры, сопло, генератор рабочих импульсов с блоком управления, канал подвода топлива в рабочую камеру и канал отвода топлива, выполненные в корпусе (А.с. СССР №1638349, МПК F02M 51/00, 51/06).
Однако известные системы не обеспечивают достаточно высокого давления впрыска, отсутствует обратная связь о фактическом дозировании подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, отсутствует возможность использования топлива различного состава, плотности и вязкости, а также их использование для многоцилиндровых ДВС, ограничен диапазон их действия по производительности и давлению.
Задачей данного изобретения является создание насосной системы подачи топлива в многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, содержащей количество насосов, соответствующее количеству цилиндров двигателя внутреннего сгорания, с достижением таких технических результатов, как возможность работы в широком диапазоне по производительности и давлению, возможность точной дозированной подачи топлива различного состава, плотности и вязкости в двигатель внутреннего сгорания с достижением давления на выходе в форсунку до 4000 бар, что обеспечивает достаточно высокое качество характеристик впрыска.
В данном решении рассматривается пример использования предлагаемой системы подачи топлива в двухцилиндровом двигателе внутреннего сгорания.
Поставленная цель достигается тем, что насосная система подачи топлива в двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, включающая напорные магистрали высокого давления с насосом для приводной жидкости, напорные магистрали низкого давления с насосом для подачи топлива, сливные магистрали, оснащенные регулирующей аппаратурой, источник топлива, устройство впрыска, содержит два насоса, каждый из которых выполнен в виде цилиндрического корпуса, в полости которого расположен упругодеформируемый поршень, сформированный двумя эластичными диафрагмами и боковой поверхностью цилиндрического корпуса, в верхней части которого расположено заливное отверстие с запорной пробкой, предназначенное для заполнения полости поршня приводной несжимаемой жидкостью с низкой вязкостью и разделяющий цилиндрическую полость на две камеры: камеру приводной жидкости и камеру подачи топлива, камера приводной жидкости сформирована торцевой крышкой цилиндрического корпуса, соединенной с торцевой поверхностью цилиндра фланцевым соединением с помощью, например, болтов и с зажатой между ними по кругу периферийной части диафрагмы, при этом в торцевой крышке выполнено впускное - отливное отверстие, через которое камера сообщена каналами напорной магистрали высокого давления через электромагнитный клапан-распределитель с источником приводной жидкости и каналами сливной магистрали через электромагнитный клапан-распределитель с источником приводной жидкости, камера подачи топлива сформирована торцевой крышкой цилиндрического корпуса, соединенной с торцевой поверхностью цилиндра фланцевым соединением с помощью, например, болтов с зажатой между ними по кругу периферийной части эластичной диафрагмы, при этом в торцевой крышке выполнено впускное отверстие, через которое камера сообщена каналами напорной магистрали низкого давления через запорный клапан с источником топлива, и сливное отверстие, через которое камера сообщена с устройством впрыска, причем по обе стороны симметрично относительно эластичной диафрагмы со стороны приводной камеры расположены зеркально одна относительно другой твердые пористые мембраны с заданной проницаемостью, одна из них установлена в посадочное место, расположенное на внутренней поверхности торцевой крышки, а другая установлена в посадочное место, расположенное на внутренней поверхности цилиндрического корпуса, каждая из мембран имеет в сечении форму прямоугольника и расстояние между внутренними сторонами мембран определено заданным объемом камеры приводной жидкости, определяемым объемом подаваемого топлива в устройство впрыска за один цикл.
Далее сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана насосная система подачи топлива в двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, на фиг.2 - насос.
Насосная система подачи топлива в двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания содержит два насоса А и В, каждый из которых выполнен (фиг.2) в виде цилиндрического корпуса (1), в полости которого расположен упругодеформируемый поршень, сформированный двумя эластичными диафрагмами (2) и (3) и боковой поверхностью цилиндрического корпуса, в верхней части которого расположено заливное отверстие (4) с запорной пробкой, предназначенное для заполнения полости поршня приводной несжимаемой жидкостью с низкой вязкостью и разделяющий цилиндрическую полость на две камеры: камеру приводной жидкости (5) и камеру подачи топлива (6), камера приводной жидкости (5) сформирована торцевой крышкой (7) цилиндрического корпуса (1), соединенной с торцевой поверхностью цилиндра фланцевым соединением с помощью, например, болтов (8) и с зажатой между ними по кругу периферийной части эластичной диафрагмы (2), при этом в торцевой крышке (7) выполнено впускное - отливное отверстие (9), через которое камера (5) насоса А сообщена (фиг.1) каналами напорной магистрали высокого давления (10) через электромагнитный клапан-распределитель (11) с насосом высокого давления (12) и с источником приводной жидкости (13) и каналами сливной магистрали (14) через электромагнитный клапан-распределитель (11) с источником приводной жидкости (13) и камера (5) насоса В сообщена (фиг.1) каналами напорной магистрали высокого давления (10) через электромагнитный клапан-распределитель (15) с насосом высокого давления (12) и с источником приводной жидкости (13) и каналами сливной магистрали (14) через электромагнитный клапан-распределитель (15) с источником приводной жидкости (13), электромагнитные клапаны-распределители (11) и (15) управляются блоком управления (16), камера подачи топлива (6) (фиг.2) сформирована торцевой крышкой (17) цилиндрического корпуса (1), соединенной с торцевой поверхностью цилиндра фланцевым соединением с помощью, например, болтов (8) с зажатой между ними по кругу периферийной части эластичной диафрагмы (3), при этом в торцевой крышке (17) выполнено впускное отверстие (18), через которое камера (6) насоса А сообщена (фиг.1) каналами напорной магистрали низкого давления (19) через запорный клапан (20) с насосом подачи топлива (21) и источником топлива (22), камера (6) насоса В сообщена каналами напорной магистрали низкого давления (19) через запорный клапан (23) с насосом подачи топлива (21) и источником топлива (22), и сливное отверстие (24) (фиг.2), через которое топливо подается (фиг.1) в устройство впрыска насоса А (25) и в устройство впрыска насоса В (26), по обе стороны симметрично относительно эластичной диафрагмы (2) (фиг.2) со стороны приводной камеры (5) расположены зеркально одна относительно другой твердые пористые мембраны с заданной проницаемостью (27) и (28), одна из них (27) установлена в посадочное место, расположенное на внутренней поверхности торцевой крышки (7), а другая (28) установлена в посадочное место, расположенное на внутренней поверхности цилиндрического корпуса (1), каждая из мембран (27) и (28) имеет в сечении форму прямоугольника и расстояние между внутренними сторонами мембран определено заданным объемом камеры приводной жидкости (5), определяемым объемом подаваемого топлива в устройство впрыска за один цикл.
Работа насосной системы подачи топлива в двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания осуществляется следующим образом.
В готовой к работе системе полость упругодеформируемого поршня через заливное отверстие (4) заполнена приводной жидкостью, например маслом, используемым в гидросистемах.
Топливо из источника (22) (фиг.1) через запорный клапан (20) по каналам напорной магистрали низкого давления (19) поступает с постоянным избыточным давлением ~10 бар, обеспечиваемым насосом (21), через впускное отверстие (18) (фиг.2) в камеру подачи топлива (6) насоса А и отжимает диафрагму (3) к мембране (28), при этом приводная жидкость, которой заполнена камера (5), заставляет диафрагму (2) отжиматься к мембране (27).
Одновременно топливо из источника (22) (фиг.1) через запорный клапан (23) по каналам напорной магистрали низкого давления (19) поступает с постоянным избыточным давлением ~10 бар, обеспечиваемым насосом (21), через впускное отверстие (18) (фиг.2) в камеру подачи топлива (6) насоса В и отжимает диафрагму (3) к мембране (28), при этом приводная жидкость, которой заполнена камера (5), заставляет диафрагму (2) отжиматься к мембране (27).
Приводная жидкость из источника (13) (фиг.1) с давлением, обеспечиваемым насосом (12), заполняет магистраль высокого давления (10) и по команде блока управления (16) с постоянным избыточным давлением, обеспечиваемым насосом (12), через электромагнитные клапаны-распределители (11) и (15) через впускное - отливное отверстие (9) (фиг.2) поступает попеременно в камеру приводной жидкости (5) соответственно насоса А и насоса В и отжимает эластичную диафрагму (2) (фиг.2) до полного касания с мембраной (28).
Одновременно с эластичной диафрагмой (2) на точно такую же величину отжимается эластичная диафрагма (3), в результате чего заданная доза топлива выталкивается из камеры подачи топлива (6) с давлением, обеспечиваемым насосом (12) (фиг.1), через сливное отверстие (24) (фиг.2) и далее топливо под давлением поступает (фиг.1) соответственно в устройство впрыска насоса А (25) и затем, через промежуток времени, заданный блоком управления (16), - в устройство впрыска насоса В (26).
Далее цикл повторяется, обеспечивая попеременное действие впрыска насоса А (25) и впрыска насоса В (26)
Применение насосной системы подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания согласно предложенному техническому решению позволит
- повысить удельную мощность ДВС,
- улучшить экологические характеристики существующих ДВС,
- увеличить моторесурс ДВС,
- создать надежный экологически чистый многотопливный ДВС,
- снизить уровень технических требований к качеству применяемого топлива и, как следствие, снизить себестоимость производства последнего.
- надежно эксплуатировать ДВС с высокими характеристиками на территориях с дефицитом качественных топлив,
- использовать новые виды топлив для ДВС.