система подачи топлива в авиационный двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

Система подачи топлива в авиационный двигатель внутреннего сгорания, состоящая из топливного бака, электробензонасоса с последовательно установленным за ним топливным насосом с механическим приводом, фильтра, топливного коллектора с электромагнитными форсунками, редукционного клапана, электромагнитного клапана, который в обесточенном состоянии сообщает полость топливного коллектора с дополнительным топливным коллектором, с установленным в нем средством распыливания управляемым дозатором топлива, и блока управления с датчиками, отличающаяся тем, что дозатор топлива установлен в едином блоке центрального впрыска со средством распыливания в виде одной центральной форсунки, сообщенной с дополнительным топливным коллектором в виде топливной магистрали, на входе которой установлен электромагнитный клапан, размещенный параллельно редукционному клапану, причем необходимое давление в топливной магистрали поддерживает дозатор топлива, кулачок управления которым установлен непосредственно на оси дроссельной заслонки, а сливная магистраль дозатора топлива сообщена с топливным баком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для двигателей внутреннего сгорания с электрическим воспламенением, преимущественно для двигателей легкомоторной авиации.

Известна электронно-механическая система впрыска КЕ-Джетроник (А.Р.Спинов. Системы впрыска бензиновых двигателей. М.: Машиностроение, 1995, стр.49-56) [1], состоящая из топливного бака, электробензонасоса, фильтра, регулятора давления в системе, задатчика давления, гидравлически открываемых форсунок, установленных во впускном трубопроводе перед впускными клапанами цилиндров, и электронного блока управления.

Недостатком данной системы является невысокая надежность и поэтому малая пригодность для использования в двигателях для легкомоторной авиации. Есть и специфическая проблема для подобных систем - это сложность настройки экономичных режимов работы в широком диапазоне регулирования мощности.

Известна электронная система впрыска топлива L-Джетроник [1], стр.71-80. Она состоит из топливного бака, электробензонасоса, фильтра, регулятора давления в системе, электрически управляемых форсунок впрыска, установленных во впускном трубопроводе перед впускными клапанами цилиндров и электронного блока управления с датчиками основных (контролируемых) параметров. Такая система обеспечивает периодический дозированный впрыск топлива во впускной трубопровод.

Система L-Джетроник экономичнее предыдущей, проще поддается регулированию в широком диапазоне, но также как и система КЕ-Джетроник не обладает достаточной надежностью и поэтому малопригодна для использования в легкомоторной авиации.

Наиболее близким по существу решением является система подачи топлива в авиационный двигатель внутреннего сгорания, в состав которой входят топливный бак, электробензонасос, последовательно с которым установлен топливный насос с механическим приводом, фильтр, редукционный клапан, топливный коллектор, перед входом в который установлен электромагнитный клапан. В топливном коллекторе установлены электромагнитные форсунки, включаемые по командам блока управления этими форсунками и зажиганием, получающего информацию от датчиков основных (контролируемых) параметров. Электромагнитный клапан в обесточенном состоянии сообщает полость за редукционным клапаном через дозатор топлива с дополнительным топливным коллектором и установленными в нем гидравлически открываемыми топливными форсунками, причем сливная магистраль дозатора топлива сообщена со сливной магистралью редукционного клапана.

Несмотря на высокую надежность эта система сложна в изготовлении и настройке.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение конструкции с сохранением функции дублирования и повышение точности регулирования подачи топлива к цилиндрам двигателя.

Сущность изобретения заключается в том, что в известной системе подачи топлива в авиационный двигатель внутреннего сгорания, состоящей из топливного бака, электробензонасоса с последовательно установленным за ним топливным насосом с механическим приводом, фильтра, топливного коллектора с электромагнитными форсунками, редукционного клапана, электромагнитного клапана, который в обесточенном состоянии сообщает полость топливного коллектора с дополнительным топливным коллектором, сообщенным со средством распыливания, управляемым дозатором топлива, и блока управления с датчиками. Согласно изобретению дозатор топлива установлен в едином блоке центрального впрыска со средством распыливания в виде одной центральной форсунки, сообщенной с дополнительным топливным коллектором в виде топливной магистрали, на входе которой установлен электромагнитный клапан, размещенный параллельно редукционному клапану, причем необходимое давление в топливной магистрали поддерживает дозатор топлива, кулачок управления которым установлен непосредственно на оси дроссельной заслонки, а сливная магистраль дозатора топлива сообщена с топливным баком.

На чертеже приведена схема системы подачи топлива в авиационный двигатель внутреннего сгорания. Она состоит из топливного бака 1, электробензонасоса 2, топливного насоса (с механическим приводом) 3, фильтра 4, редукционного клапана 5, электромагнитного клапана 6, предназначенного для переключения подачи топлива с топливного коллектора 7 на дополнительную топливную магистраль 8. В обесточенном состоянии электромагнитный клапан 6 сообщает полость за редукционным клапаном 5 по топливной магистрали 8 с дозатором топлива 9. Дозатор 9 регулирует давление подачи в форсунке 11 одновременно с поворотом дроссельной заслонки 10. Излишки топлива, поступающего в дополнительную топливную магистраль 8 с форсункой 11 непрерывного действия, сливаются через дозатор 9 и магистраль 12 в топливный бак 1. В топливном коллекторе 7 установлены электромагнитные форсунки 13, включаемые по командам блока управления 14. Датчики основных (контролируемых) параметров (синхронизации и скорости 15, абсолютного давления за дроссельной заслонкой 16, температуры окружающего воздуха 17, температуры охлаждающей жидкости 18) снабжают блок управления необходимой информацией для определения длительности включения электромагнитных форсунок 13. Блок управления 14 включается тумблером 19, а электробензонасос 2 тумблером 20. В системе подачи топлива предусмотрены перепускные топливные каналы с обратными клапанами у электробензонасоса 2 и топливного насоса 3 и магистраль суфлирования 21 для удаления паровоздушных пробок из топлива.

Система подачи топлива в авиационный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. При подаче напряжения на блок управления 14 тумблером 19 происходит опрос датчиков контролируемых параметров 15, 16, 17, 18 и одновременно включается электромагнитный клапан 6. Блок управления переходит в ждущий режим. При подаче напряжения на электробензонасос 2 (с помощью тумблера 20) топливо из бака 1 по перепускному каналу топливного насоса 3, через фильтр 4 поступает в топливный коллектор 7 и на вход электромагнитных форсунок 13. Давление в системе подачи перед форсунками 13 поддерживается на заданном уровне редукционным клапаном 5 путем сброса излишков топлива через сливную магистраль 12 обратно в топливный бак 1. При включении двигателя на основании сигналов датчиков 15, 16, 17, 18 блок управления 14 определяет момент зажигания и длительность команды на включение соответствующих электромагнитных форсунок 13. Количество топлива, подаваемого в двигатель, прямо пропорционально длительности команды на открытие электромагнитных форсунок.

После запуска двигателя и перехода на режим холостого хода электробензонасос 2 отключается тумблером 20, и система подачи топлива переходит на питание от топливного насоса 3, потребляющего мощность непосредственно с вала двигателя. Топливо к насосу 3 поступает по перепускному каналу электробснзонасоса. Для обеспечения заполнения внутренних полостей топливного насоса топливом и для удаления из него паровоздушных пробок, которые могут образовываться в процессе эксплуатации двигателя или при маневрах летательного аппарата, служит магистраль суфлирования 21. При отсутствии паровоздушной фазы в топливе через данную магистраль постоянно идет небольшой расход топлива, который попадает в сливную магистраль 12 и далее в топливный бак 1.

При аварийном отключении напряжения питания силовая часть блока управления 14 отключается, и, одновременно с ней, отключаются электромагнитные форсунки 13 и электромагнитный клапан 6. При этом электромагнитный клапан 6 открывает подачу топлива в дополнительную топливную магистраль 8, из которой питается форсунка 11. Форсунка 11 является форсункой непрерывного действия, производительность которой зависит от величины давления топлива в магистрали 8, а необходимое давление в этой магистрали обеспечивается дозатором топлива 9. Закон управления давлением обеспечивается специально спрофилированным кулачком, входящим в состав дозатора и находящимся на одной оси с дроссельной заслонкой 10. Положение кулачка (его угол поворота) зависит от угла поворота дроссельной заслонки. В зависимости от положения кулачка, воздействующего на пружину регулятора давления в дозаторе топлива 9, устанавливается необходимое давление топлива в магистрали 8, и форсунка 11 обеспечивают распыливание необходимого количества топлива на заданном положением дроссельной заслонки режиме работы. Двигатель остается работоспособным и, практически во всем диапазоне регулирования, может обеспечить экономичные режимы работы. Конструктивно электромагнитный клапан, дозатор топлива и топливная форсунка расположены в едином блоке с дроссельной заслонкой - блоке центрального впрыска.

В случае выхода из строя топливного насоса 3 в работу в любой момент может быть включен электробензонасос 2.

Применение такой системы подачи топлива позволит исключить аварии по причине прекращения подачи топлива к форсункам авиационного двигателя внутреннего сгорания.