устройство для регулирования угла опережения впрыска топлива дизеля с наддувом

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА ДИЗЕЛЯ С НАДДУВОМ, содержащее гидравлический золотниковый измеритель угловой частоты вращения вала, регулируемую муфту связи ведущего вала с ведомым валом топливного насоса, орган управления муфтой, по меньшей мере один сервомотор привода органа управления муфтой с гидравлическим демпфером, систему подачи рабочей жидкости с нагнетательными и сливными магистралями, гидравлический элемент управления рабочей жидкостью, выполненный в виде двухкромочного золотника, причем сервомотор связан с измерителем угловой частоты вращения и со сливной магистралью через двухкромочный золотник, измеритель угловой частоты вращения связан с муфтой, а демпфер установлен на входе в сервомотор, отличающееся тем, что устройство снабжено пневматическим корректором с штоком и диафрагмой, диафрагма установлена в пневматическом корректоре с образованием замкнутой полости, сообщенной через трубопровод с воздухонапорной магистралью турбокомпрессора дизеля, а шток связан с диафрагмой и с двухкромочным золотником.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, в частности, к устройствам для регулирования угла опережения впрыска топлива в двигателях внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом.

Известно устройство для изменения угла опережения впрыска топлива дизеля с наддувом, содержащее гидравлический золотниковый измеритель угловой частоты вращения вала, регулируемую муфту связи ведущего вала с ведомым валом топливного насоса, орган управления муфтой, по меньшей мере один сервомотор привода органа управления муфты с гидравлическим демпфером, систему подачи рабочей жидкости с нагнетательными и сливными магистралями, гидравлический элемент управления рабочей жидкостью, выполненный в виде двухкромочного золотника, причем сервомотор связан с измерителем угловой частоты вращения и со сливной магистралью через двухкромочный золотник, измеритель угловой частоты вращения связан с муфтой, а демпфер установлен на входе в сервомотор.

Однако в известных устройствах величина угла опережения впрыска топлива определяется в зависимости от параметров угловой частоты вращения вала привода топливного насоса высокого давления (ТНВД) и положения дозирующего органа топливного насоса (рейки) и при установке устройства на дизель с газотурбинным наддувом оно не обеспечивает оптимального регулирования угла опережения впрыскивания топлива на переходных режимах, так как превалирующими параметрами для регулирования в этом случае будет являться частота вращения вала привода ТНВД и давление наддувочного воздуха, а не положение дозирующего органа топливного насоса, потому что в дизель с газотурбинным наддувом при мгновенном увеличении цикловой подачи не подается необходимое количество воздуха, требуемое для сгорания впрыснутого топлива, ввиду инерционности системы наддува, вследствие чего резко возрастает давление, увеличивается расход топлива и время переходных режимов двигателя.

Изобретение направлено на обеспечение оптимального регулирования угла опережения впрыска топлива на переходных режимах при его установке на дизеле с газотурбинным наддувом.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство снабжено пневматическим корректором со штоком и диафрагмой, диафрагма установлена в пневматическом корректоре с образованием замкнутой полости, сообщенной через трубопровод с воздухонапорной магистралью турбо- компрессора дизеля, а шток связан с диафрагмой и с двухкромочным золотником.

Существенным отличием от прототипа является то, что гидравлический элемент управления рабочей жидкостью, выполненный в виде двухкромочного золотника, корректирует угол опережения впрыска топлива, установленный в зависимости от угловой частоты вращения вала привода ТНВД с учетом давления наддува, а не положения дозирующего органа ТНВД, причем давление наддува носит главенствующий характер по отношению к угловой частоте вращения вала привода ТНВД. При этом значительно улучшаются параметры воздухоснабжения по сравнению с прототипом, а следовательно, и время переходных режимов, т. е. время разгона дизеля.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для регулирования угла опережения впрыска топлива в дизелях с газотурбинным наддувом.

Устройство состоит из сервомотора 1 с поршнем 2, пружиной 3 и гидравлическим демпфером 4. Поршень 2 соединен двуплечим рычагом 5 со шлицевой муфтой 6, связанной с валом топливного насоса (не показан).

Измеритель угловой скорости содержит ротор 8, в котором установлены пружина 9 и груз-золотник 10, на стержне груза-золотника имеется выточка 11, кромка которой частично перекрывает отверстие впускного 12 и выпускного 13 каналов. Головка груза золотника закрыта колпачком 14. Выточка 11 сообщена каналом 15 с внутренней полостью колпачка 14. Сервомотор 1 сообщен каналами 16 и 17 через двухкромочный золотник 18 с выточкой 11 и со сливным каналом 19. Двухкромочный золотник 18 связан со штоком 20 пневматического корректора 21 и установлен во втулке с окнами 22-24. При осевых перемещениях золотника 18 одно из окон 22 (23) открывается, а другое закрывается, а окно 24 остается при этом всегда открытым.

Пневматический корректор 21, наддиафрагменная полость 25 которой соединена трубопроводом 26 с воздухонапорной магистралью турбокомпрессора 27, состоит из диафрагмы 28 с тарелью, штока 20, пружины 29 и соединена с регулятором угловой скорости привода ТНВД. Регулятор может быть механическим, пневматическим, гидравлическим или другого типа. В баке 30 находится рабочая жидкость, которая питающим насосом 31 с переливным клапаном 32 по каналу 33 подается на впускной канал 12 измерителя скорости и сливается обратно в бак по каналу 34.

Устройство работает следующим образом. Питающий насос 31 из бака 30 по каналу 33 подает рабочую жидкость во впускной канал 12. Давление в каналах 12 и 33 регулируется переливным клапаном 32. Это давление всегда выше рабочего давления под колпачком 14 и выточке 11. При вращении ротора груз-золотник автоматически устанавливается относительно отверстий впускного 12 и выпускного 13 каналов в положение, при котором давление жидкости под колпачком 14 и в выточке 11 уравновешивает центробежную силу груза-золотника 10, усилие пружины 9 и давление в подзолотниковой полости, сообщенной с впускным каналом 13.

Давление в выточке 11 используется в качестве регулирующего импульса по угловой скорости, который передается в сервомотор 1.

При увеличении угловой скорости вала двигателя возрастает и давление наддува в воздухонапорной магистрали, которое тут же через трубопровод 26 воздействует на диафрагму 28 пневматического корректора 21, при этом двухкромочный золотник 18 под воздействием штока 20 перемещается влево на величину, пропорциональную силе воздействия давления наддува на диафрагму пневматического корректора 21.

Окно 23 частично перекрывается, а окно 22 открывается, а рабочая жидкость под давлением из полости выточки 11 беспрепятственно подается по каналам 16 и 17 через золотник 18 в сервомотор 1. Поршень 2, преодолевая сопротивление пружины 3, через двуплечий рычаг 5 постепенно перемещает шлицевую муфту 6 в сторону более раннего впрыска топлива.

При уменьшении нагрузки и оборотов двигателя давление наддува уменьшается, золотник 18 под действием пружины 29 перемещается вправо, частично перекрывая окно 22, и открывая окно 23. Окно 24 остается открытым. В результате давления рабочей жидкости в канале 16 и сервомоторе 1 уменьшается, поршень 2, муфта 6 под действием пружины 3 перемещается в сторону уменьшения угла опережения впрыска топлива.

Пульсации давления рабочей жидкости, вызываемые колебаниями давления наддува, гасятся гидравлическим демпфером 4.

Применение данного устройства для регулирования угла опережения впрыска топлива дизеля с наддувом при его использовании позволяет путем регулирования угла опережения впрыска топлива по давлению наддува и частоте вращения вала привода ТНВД (коленчатого вала двигателя) настраивать дизель на повышение мощностных и экономических показателей и за счет этого сэкономить 4-5% топлива; снизить дымность отработавших газов по сравнению с базовыми моделями на 5-7% и значительно улучшить динамические качества серийного дизеля с наддувом, не прибегая к значительному изменению основного производства.