Система управления топливоподачей с помощью электромагнитных клапанов
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам управления топливоподачей дизелей. Изобретение позволяет уменьшить эксплуатационный расход топлива транспортного дизеля и вредные выбросы в атмосферу. Система содержит топливный насос высокого давления, форсунки, линии высокого давления топлива, линию слива топлива, соединяющую форсунки и топливный бак, электромагнитные байпасные клапаны, установленные в каждой линии высокого давления топлива с возможностью перепускания топлива в линию слива, датчик давления топлива, блок управления и датчики частоты вращения и положения коленчатого вала. Нормально закрытые электромагнитные клапаны-дроссели установлены в каждой линии высокого давления топлива между байпасными клапанами и топливными форсунками с возможностью перепускания топлива из линии высокого давления топлива в линию слива. Датчик положения педали управления соединен с блоком управления. Профили кулачков кулачкового вала топливного насоса высокого давления выполнены таким образом, чтобы обеспечить равномерное нарастание давления топлива в линии высокого давления топлива в любой момент поворота коленчатого вала всего рабочего диапазона. Каждый электромагнитный байпасный клапан выполнен как нормально открытый двухпозиционный. 6 ил.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а более конкретно к системам управления топливоподачей дизелей.
Известны системы управления топливоподачей в цилиндры дизеля с топливным насосом высокого давления, соединенным с форсунками при помощи нагнетательных трубопроводов, и линией слива топлива, содержащие электромагнитные байпасные клапаны, сообщенные с нагнетательными трубопроводами и линией слива топлива, и блок регулирования /1, 2/. Такие системы управления топливоподачей дизеля позволяют осуществить управление режимом работы дизеля в зависимости от его скоростного режима и заданного положения рычага управления. Однако такие системы управления топливоподачей дизеля способны управлять только необходимой величиной крутящего момента дизеля, а для управления моментом начала впрыскивания топлива требуются специальные устройства (муфты опережения впрыскивания). Кроме того, известны системы управления топливоподачей дизеля, содержащие топливный бак, топливные насосы высокого и низкого давления, аккумулятор давления топлива, регулятор давления, байпасный клапан и топливные форсунки, оснащенные электромагнитными управляющими нормально закрытыми клапанами /3-5/. Такие системы управления топливоподачей дизеля позволяют управлять режимом работы дизеля не только путем изменения дозы подаваемого топлива в соответствии с запланированной характеристикой, но и моментом впрыскивания и давлением впрыскиваемого топлива. Таким образом, упомянутые системы управления топливоподачей дизеля позволяют управлять не только величиной крутящего момента, но и протеканием процесса сгорания топлива в цилиндрах дизеля посредством формирования зависимости величины изменения давления топлива от поворота кулачкового вала ТНВД. Основным недостатком таких систем управления топливоподачей дизеля является необходимость постоянно создавать и сохранять высокое давление в аккумуляторах. Совокупности недостатков и тех и других систем управления топливоподачей в цилиндры дизеля можно избежать путем совершенствования системы управления топливоподачей, а именно за счет обеспечения работы системы по оптимальным характеристикам крутящего момента дизеля, сформированным с учетом скоростного и нагрузочного режимов; за счет повышения скорости реакции системы управления на изменение режима работы; а также за счет возможности управлять величиной давления впрыскивания топлива, не задерживая постоянно давление в специальном общем аккумуляторе. Техническое исполнение заявляемой системы управления топливоподачей наиболее близко к конструкции системы управления, описываемой в авторском свидетельстве СССР 1416738 /1/ (прототип). Система управления топливоподачей содержит топливный насос высокого давления, связанный с форсунками при помощи нагнетательных трубопроводов, представляющих собой линии высокого давления топлива в цилиндры дизеля, и линией слива топлива, байпасные клапаны с электромагнитными приводами, сообщенные с нагнетательными трубопроводами и линией слива топлива, блок управления в виде процессора и блок регулирования, включающий задатчик и измеритель частоты, усилители-преобразователи, сумматор и измеритель углового положения вала, причем задатчик и измеритель частоты через усилитель-преобразователь связаны с сумматором, а блок управления соединен с сумматором, выходом измерителя частоты, измерителем углового положения вала и электромагнитными приводами байпасных клапанов. Недостатки данной системы управления топливоподачей следующие: регулирование топливоподачи производится включением-выключением циклов или цилиндров, что повышает неравномерность работы двигателя; система не позволяет осуществить управление моментом начала подачи топлива в цилиндры дизеля; отсутствует сигнал режима работы автомобиля (от педали водителя), что не позволяет осуществлять выбор оптимальной характеристики работы двигателя. Задачей изобретения является повышение топливной экономичности транспортных дизелей и уменьшение вредных выбросов в атмосферу. Задача достигается за счет того, что система управления топливоподачей с помощью электромагнитных клапанов, содержащая топливный бак, топливный насос высокого давления, форсунки, установленные с возможностью впрыскивания топлива в цилиндры дизеля, линии высокого давления топлива, соединяющие топливный насос высокого давления и форсунки, линию слива топлива, соединяющую форсунки и топливный бак, электромагнитные байпасные клапаны, установленные в каждой линии высокого давления топлива с возможностью перепускания топлива в линию слива, блок управления и датчики частоты вращения и положения коленчатого вала, дополнительно оснащена нормально закрытыми электромагнитными клапанами-дросселями, установленными в каждой линии высокого давления топлива между байпасными клапанами и топливными форсунками с возможностью перепускания топлива из линии высокого давления топлива в линию слива, датчиком давления топлива и датчиком положения педали управления, соединенным с блоком управления, причем профили кулачков кулачкового вала топливного насоса высокого давления выполнены таким образом, чтобы обеспечить равномерное нарастание давления топлива в линии высокого давления топлива в любой момент поворота коленчатого вала всего рабочего диапазона, каждый электромагнитный байпасный клапан выполнен как нормально открытый двухпозиционный. Таким образом, сопоставление заявленного изобретения с прототипом показало, что оно отличается от прототипа наличием датчиков положения педали управления, частоты вращения кулачкового вала и давления в линиях высокого давления, профилями кулачков кулачкового вала топливного насоса высокого давления, обеспечивающим постоянную скорость нарастания давления (dp/d![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/981.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/981.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/945.gif)
Формула изобретения
Система управления топливоподачей с помощью электромагнитных клапанов, содержащая топливный бак, топливный насос высокого давления, форсунки, установленные с возможностью впрыскивания топлива в цилиндры дизеля, линии высокого давления топлива, соединяющие топливный насос высокого давления и форсунки, линию слива топлива, соединяющую форсунки и топливный бак, электромагнитные байпасные клапаны, установленные в каждой линии высокого давления топлива с возможностью перепускания топлива в линию слива, блок управления и датчики частоты вращения и положения коленчатого вала, отличающаяся тем, что система управления топливоподачей дополнительно оснащена нормально закрытыми электромагнитными клапанами-дросселями, установленными в каждой линии высокого давления топлива между байпасными клапанами и топливными форсунками с возможностью перепускания топлива из линии высокого давления топлива в линию слива, датчиком давления топлива и датчиком положения педали управления, соединенным с блоком управления, причем профили кулачков кулачкового вала топливного насоса высокого давления выполнены таким образом, чтобы обеспечить равномерное нарастание давления топлива в линии высокого давления топлива в любой момент поворота коленчатого вала всего рабочего диапазона, каждый электромагнитный байпасный клапан выполнен как нормально открытый двухпозиционный.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6