Способ регулирования впрыска топлива в дизель и устройство для его осуществления (его варианты)

Номер патента: 1512228

Автор: Путилин

Есть еще 7 страниц.

Смотреть все страницы или скачать ZIP архив.

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 51222 ТЕНТНО ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН тельно й подыма проческой 3 ил. Изоб Цель изобре метров процесса ичных режимах и лунжера в пери ического начала ельно скорости, к двигателест- вовпрыскиваюь использовано а топлива в диющий по газоретение относитс в частности к топл емам, и может бы ирования впрыскдвигатель, работ ому процессу,ения - улу впрыска то утем увелич д его подъе подачи то определяе чшение пара плива на час ения скорости ма до геомет плива относи лай профилем роению, щим сист для регулзель илижидкостн ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Пензенское производственное обьединение по дизелям и турбокомпрессорам "Пенздизельмаш"(56) Балакин В.И. и др. Топливная аппаратура быстроходных дизелей, Л,; Машиностроение, 1967, с.87, рис, 1 И.9.Артоболевский И,И, Механизмы в современной технике, т,1. Зубчатые механизмы. М.; Наука, 1973,(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение м.б. использовано в двигателях, работающих по газожидкостному процессу. Цель изобретения - улучшение параметров процесса впрыска на частичных режимах, В период подъема плунжера до геометрического начала подачи топлива увеличивают угловую скорость кулачкового вала насоса относительно его скорости вращения, определяемой передаточным числом привода насоса, при сохранении неизменной средней скорости вращения вала насоса между соседними циклами, Возникающее при этом рассогласование углового положения вала насоса относительно коленчатого вала дизеля к моменту% геометрического начала подачи топлива 5 Г 02 О 1/00, Р 02 М 39 компенсируют путем смещения фактической фазы впрыска в сторону запаздывания в соотв, с сокращением времени прохождения плунжера от начала до конца периода разгона вала насоса. В устройствах для осуществления способа в кинематическую цепь привода вала насоса встроен зубчато-кулачковый механизм, конический кулачок к-рого спрофилирован для обеспечения номинальных скоростей плунжера. Цапфы кулачка размещены в опорах ступицы шестерни привода насоса. Кулачок приводится эпициклической передачей, состоящей из шестерни, заклиненной на оси кулачка, и неподвижнойшестерни, соосной с шестерней привода насоса, Через поводок и ведомый вал движение от кулачка передается на вал топливного насоса, к-рый в результате сложения движений на поверхности кулачка совершает колебательные движения относительно перемещения, сообщаемого ему О шестерней кинематической цепи привода, ф Ролик поводка перемещается относительно кулачка и устанавливается на определенном Я профиле в соотв. со скоростным режимом Я дизеля по сигналу датчика скорости, Криво- (ф линейный паз корректирует угловое положение вала насоса относиколенчатого вала в соотв, с величино а 33 ЮЙ ема профиля кулачка к началу подъефиля кулачка к началу геометриподачи топлива, 3 с. и 11 з,п.ф-лы, 11512228 Составитель П.ПокровскийФ Редактор Т. Горячева Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар каз 1964 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственногокомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10кулачка насоса при сохранении неизменной средней скорости вращения вала насоса между соседними циклами.На фиг, 1 представлены зависимости подъема, скорости и ускорения плунжера от угла поворота вала насоса, а также угловой скорости и ускорения плунжера от угла поворота вала насоса, и времени ее изменения в пределах одного цикла на номинальном и частичном скоростных режимах при криволинейном законе изменения скорости плунжера на участках до геометрического начала подачи и после геометрического конца подачи топлива; на фиг,2 - те же зависимости при линейном законе изменения скорости на участках до геометрического начала подачи и после геометрического конца подачи топлива; на фиг.З - зависимости пути и скорости плунжера на частичном скоростном режиме от угла поворота коленчатого вала двигателя, относящиеся к известному и предлагаемому способу (зависимости показывают необходимость изменения заклинки вала насоса в сторону запаздывания); на фиг,4 - предлагаемое устройство, продольный разрез, на фиг,5 - то же, поперечный разрез; на фиг.б - устройство с наружным расположением ступицы рычажного толкателя, вариант; на фиг,7 - механизм изменения заклинки валанасоса с валом дизеля с ведущим элементом в виде штифтов и ведомым в виде винтовых пазов, разрез; на фиг. 8 - развертка винтового паза ведомого элемента, показанного на фиг,7; на фиг,9 - профиль кулачка пульсатора при регулировании угловой скорости вала насоса в соответствии с диаграммой .щ" = 1(к) на фиг,2; на фиг,10 - профиль кулачка насоса с фазовыми углами, показанными на фиг.2; на фиг.11 - два положения кулачка пульсатора и два соответствующих положения ролика в момент геометрического начала подачи при поминальном режиме работы (основная линия) и при частичном скоростном режиме (штрихпунктирная линия); на фиг, 12 - механизм изменения скорости плунжера при трехступенчатом регулировании угловой скорости вала насоса, вариант; на фиг,13 - то же, поперечный разрез, .На фиг, 1 введены следу ощие обозначения; диаграмма 1 перемещения Ь плунжера на номинальном режиме работы, диаграмма 2 изменения скорости Ч, плунжера на номинальном режиме работы, диаграммы 3 и 4 ускорения )н плунжера на номинальном режиме соответственно на участках р и р 2 подьема до геометрического начала подачи и снижения скорости плунжера после угла геометрической подачи р, диаграмма5 угловой скорости вг.р. вала насоса на рассматриваемом частичном режиме работы дизеля, определяемой передаточным числом вала, насоса, диаграмма б скорости Ч ч, р плунжера при угловой скорости а,р вала насоса, диаграмма 7 изменения угловой скорости йР вала насоса при работе механизма изменения скорости плунже ра в период впрыска топлива в предлагаемом способе на данном частичном режиме вч.р работы дизеля, диаграмма 8 времени 1 и поворота вала насоса на номинальном режиме работы дизеля в пределах цикла изменения угловой скорости вала насоса, диаграмма 9 времени тч. р на рассматриваемом частичном режиме работы дизеля при угловой скорости т ч, р вала насоса, диаграмма 10 времени т" поворота вала насоса при регулировании угловой скорости вала насоса согласно диаграмме 7, диаграммы 11 и 12 изменения скорости Ч плунжера соответственно на участках о иу 2 в функции угла поворота вала насоса при регулировании 2530354050 угловой скорости вала насоса согласно диаграмме 7, диаграммы 13 и 14 изменения скорости Ч плунжера в функции времени соответственно на участках р и 2 при регулировании угловой скорости вала насоса согласно диаграмме 7, диаграммы 15 и 16 изменения ускорения )л при регулировании угловой скорости вала насоса согласно диаграмме 7, угол а подъема профиля топливного кулачка, угол а ц цикла измененияугловой скорости вала насоса,На фиг, 2 приняты те же обозначения, что и на фиг.1, сущность дополнительно вве денных углов Рг.ч.р, аЪ и а 6 видна на фиг,2.На фиг.З приняты те же обозначения, что и на фиг,2, и дополнительно угол р;,р поворота коленчатого вала дизеля, верхняя мертвая. точка (ВМТ) 17 поршня, угол 18 начала впрыска топлива, диаграмма 19 скорости плунжера в функции угла поворота коленчатого вала дизеля при регулировании угловой скорости в вала насоса согласно диаграмме в на фиг,2, диаграмма 20 подьема плунжера, перестроенная из диаграммы 1 в соответствии с регулированием угловой скорости а вала насоса согласно диаграмме на фиг.2, ац - угол поворота коленчатого вала дизеля в течение цикла между работой двух смежных цилиндров (показаны и Ч цилиндры), ад соответствует углу а на диаграмме фиг,2,Способ регулирования впрыска топлива в дизель, оснащенный топливным насосом с эолотниковым или клапанным регулирова 1512228нием подачи и приводом плунжера от кулачкового вала, кинематически связанного через привод насоса с коленчатым валом дизеля, заключается в том, что на данном скоростном режиме изменяют скорость плунжера в период впрыска топлива относительно скорости, определяемой профилем кулачка привода плунжера, При этом в период подъема плунжера до геометрического начала подачи топлива увеличивают угловую скорость кулачкового вала насоса относительйо его скорости вращения, определяемой передаточным числом привода насоса, а возникающее при этом рассогласование углового положения вала насоса относительно коленчатого вала дизеля к моменту геометрического начала подачи топлива, равноеЬфс к Рзз т, 1 и )Вк,ср.где Лр - угол рассогласования валов насоса и дизеля за период разгона вала насоса;ф к,раз - угол поворота вала насоса за период разгона до геометрического начала подачи топлива,вк - угловая скорость вала насоса, оп 1ределяемая передаточным числом привода насоса;вк.ср" - средняя угловая скорость вала насоса за период разгона,компенсируют путем смещения фактической фазы впрыска в сторону запаздывания в соответствии с сокращением времени прохождения плунжера от начала до конца периода разгона вала насоса.Способ дополнительно отличается тем, что для насосов с золотниковым и клапанным регулированием подачи рассогласование углового положения валов насоса и дизеля компенсируют при помощи коррекции заклинки вала насоса с коленчатым валом дизеля.Дополнительные отличия способа заключаются также в том, что, во-первых, для насосов с золотниковым регулированием подачи рассогласование углового положения валов компенсируют при помощи соответствующего профилирования верхней кромки плунжера, ва-вторых, что для насосов с золотниковь,м регулированием подачи рассогласование углового положения валов компенсируют при помощи комбинаций коррекции заклинки вала насоса с коленчатым валом дизеля и соответствующего профилирования верхней кромки.плунжера, в-третьих, что для насосов с клапанным регулированием подачи рассогласование углового положения валов компенсируют при45 50 5 10 15 20 25 Д 0 35 40 помощи соответствующей коррекции закрытия клапана, определяющего начало подачи топлива, и, в-четвертых, чта для насосов с клапанным регулированием дополнительно компенсируют рассогласование углов,:;а положения валов при помощи коррекции заклинки вала насоса с коленчатьм валом дизеля.Типичными для большинства систем топливоподачи являются характеристики, когда к моменту перекрытия впускного отверстия во втулке скорость движения плунжера достигает максимума и далее сохраняется постоянной в течение всего нагнетательного хода плунжера, по окончании которого скорость падает, а плунжер приходит в крайнее верхнее положение см,фиг.1 и 2). На участке р 1 механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива (пульсатор) увеличивает угловую скорость вала насоса с вч,р до йЪ по линейному закону диаграмма 7 на фиг.1), при этом скорость плунжера ф е конце участка р 1 достигает величины на номинальном режиме работы дизеля. На участке р- пульсатор поддерживает угловую скорость вала насоса, равной номинальной в (участок АС на диаграмме 7 на фиг,1), тогда как при вод насоса может обеспечить только скорость в ч.р.При этом на частичном скоростном ре жиме скорость плунжера на участке р- равна номинальной, в то время как при обычном приводе вала насоса она определялась бы диаграммой 6. На участке п пульсатор сбрасывает скорость вращения вала насоса с ву до вр, На участке а 1 пульсатор снижает скорость вращения вала насоса Да СКОРОСтй В цен НИЖЕ СКОРОСТИ В ч,р, . И далее поддерживает ее постоянной на уча стке а 2. На участке аз пульсатор вновь повышает скорость вращения вала насоса давч,р и выдерживает ее постоянной на участке а между циклами работы двух смежных цилиндров дизеля.Введение на диаграмме 7 на фиг,1 участка а 2 с угловой скоростью в мин необхаьдимо для согласования углового положения вала насоса с коленчатым валом дизеля перед следующим циклам впрыска топлива,Диаграмма 10 на фиг.1 показывает, чта время прохождения кулачком топливного насоса участков р 1 р- и б 2. ниже, чем па диаграмме 9, что соответствует оазнице вугловых скоростях вала насоса иР и врУказанное рассогласование па времени, а., следовательно, па угловому положению вала насоса относительно коленчатого валадизеля устраняется перед рабочим циклом следующего смежного цилиндра на участках а 1, а 2 и аэ (диаграмма 10 на фиг.1). На участке аЭ время т становится равным времени тч,р, т,е. исходное положение валов топливного насоса и дизеля восстанавливается.В связи с различием по времени 1" и 1 ч,р на участке р 1 необходима корректировка момента заклинки вала насоса в сторону запаздывания начала подъема плунжера, чтобы сохранить принятое опережение подачи топлива в цилиндр при работе без пульсатора. Для насосов с регулированием подачи топлива при помощи плунжера и.его втулки такое изменение момента заклинки валов обязательно.Необходимым условием осуществления способа регулирования впрыска является сохранение ускорений плунжера в допустимых пределах при изменении пульсатором . скорости вращения вала насоса на участках р 1 и рг, что в предлагаемом способе реализовано при помощи диаграммы скорости, изменяющейся линейно на участке р 1 разгона до номинальной скорости вц,р 0,3 в н с сохранением допустимой величины ускорений плунжера (диаграммы 15 и 16 на фиг.1). Выбранный профиль кулачка обеспечивает пик максимальных ускорений в средней части участка у)ь где0,65, вн теискажение диаграммы скорости плунжера, вносимое пульсатором, не приводит к превышению допустимых ускорений плунжера, так как угловая скорость вала насоса еще значительно меньше номинальной и соответственно невелико. В конце же участкагде скорость вала насоса в" приближается к номинальной, ускорения плунжера падают до нуля. Аналогичная зависимость обеспечивается и на участке 2, так как максимум ускорений приходится на зону малых значений скорости в - в конце участка Р, а нулевая величина ускорений находится в зоне вп= вн.Предлагаемый способ позволяет обеспечить на частичных режимах работы дизеля скорость плунжера, превышающую скорость плунжера на участке геометрической подачи на номинальном режиме (участок АВС диаграммы в на фиг, 1).Вариант с трапецеидальной формой диаграммы скорости плунжера (см,фиг.2) позволяет иметь постоянные величины ускорения плунжера на участках его разгона р 1 и торможения рг (диаграммы 3 и 4 нафиг.2), Для снижения величины ускоренияна участке р 1 в конце его принято плавноенарастание скорости вала насоса в" (диаграмма 7 на фиг.2). Если ускорения все жепревышают допустимую величину (например, при числе цилиндров дизеля четыре именее), то необходимо снижать уровень в"10 и скорость плунжера на участке р или начинать разгон вала насоса пульсатором доначала участка Р 1 . Для снижения ускоренийна участке рг сброс скорости вп (диаграмма7 на фиг.2) начинают по прохождении не15 всего участка щ, а только части его, Приэтом сброс скорости на участке а 6 происходит только за счет уменьшения частоты вращения вала насоса, что снижает величинуускорения плунжера,20 В конце участка а 6, начиная с точки Въуменьшение скорости плунжера происходйт как за счет профиля топливного кулачка,так и за счет пульсатора, что дает изломкривой ускорений с увеличением их точки В 125 до точки С (диаграмма 16 на фиг,2). Однако,поскольку угловая скорость вала насоса вточке В 1 значительно снижена, ускорения вточке С ниже, чем на номинальном режиме,Далее величина ускорения снижается в свя 30 зи с уменьшением угловой скороСти валанасоса.При работе с пульсатором или без неговеличина подьема плунжера, при которойон перекрывает впускное окно во втулке,постоянна - точка А на диаграммах 1 и 20 нэфиг.З. Угол же поворота коленчатого валадизеля от начала подъема плунжерэ (точкаВ и С на диаграммах 1 и 20 соответственно)до геометрического начала подачи топлива40 различен вследствие разной скорости валанасоса на этих участках по диаграмме йР(см.фиг.3) оп редел яет требуем ый уголЬризменения заклинки вала насоса сколенчатым валом дизеля для данного частичного режима относительно эаклинки валов с данн,ым приводом насоса присохранении угла опережения впрыска топ 50 лива, Однако, при работе с пульсэтором целесообразно уменьшение угла опережениявследствие сокращения продолжительности впрыскэ топлива,Устройство регулирования впрыска топлива в дизель, оснащенный топливным насосом 21 с золотниковым или клапэннымрегулированием подачи и приводом плунжера от кулэчкового вала 22, кинематическисвязанного через привод насоса 21, включающий установленную в корпусе 23 привода10 занный с ним через сервомеханизм 46механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива относительно скорости, определяемой профилем кулачка 27 привода плунжера.15 20 25 ния конического кулачка 28 относительно 30 ведомой шестерни 24, эпициклическую передачу, подвижная шестерня 33 которой 35 45 50 чажного толкателя 35 свободно размещен е55 радиусном окне 52, выполненном е ступице на кулачковом валу 22 ведомую шестерню24, с коленчатым валом дизеля, содержитблок 25.управления с рычагом 26 и связанный с блоком 25 механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топливаотносительно скорости, определяемой профилем кулачка 27 привода плунжера,Механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива содержит конический кулачок 28 с объемным профилем,переменным вдоль оси усеченного конуса,сопряженнйй как большим 29, так и мень шим 30 основаниями с цилиндрическимиучастками, соответствующими режимам холостого хода и номинала, две цапфы 31,соосные с цилиндрическими участками кулачка 28 и расположенные со стороны каждого из них в ступице 32 ведомой шестерни24 с радиальным смещением относительноее оси с возможностью вращения конического кулачка 28 относительно ведомой шестерни 24, эпициклическую передачу,подвижная шестерня 33 которой консольнозакреплена на одной из цапф 31 конического кулачка 28 и введена во внутреннее зацепление с неподвижной шестерней 34,закрепленной на корпусе 23 привода с передаточным отношением, равным числу цилиндров дизеля, рычажный толкатель 35 сзакрепленным на нем роликом 36, взаимодействующий с коническим кулачком 28, ведомый вал 37,. установленный внутриступицы 32 ведомой шестерни 24 с возможностью вращения и осевого перемещенйяотносительно нее, на котором жестко закреплен рычажный толкатель 35, полумуфту38, снабженную ведущим элементом 39, сопряженным с соответствующим ведомымэлементом 40, выполненным на кулгчковомвалу 22 топливного насоса 21, и связанную 4с одной стороны с блоком 25 управления, ас другой - жестко с ведомым валом 37, иторсионный вал 41, свободно размещенныйвнутри ведомого вала 37 и полумуфты 38 ижестко с предварительным скручиваниемсвязанный с одной стороны с кулачковымвалом 22, а с другой. стороны - со ступицей32 ведомой шестерни 24, которая установ-.лена е опорных подшипниках 42, закрепленных е корпусе 23 привода,На полумуфте 38 выполнен кольцевойпаз 43, в котором размещен конец 44 рычага26 блока 25. Ступица 32 ведомой шестерни24 для устранения дисбаланса от конического кулачка 28 снабжена противовесами 45,размещенными ео внутренней части ступицы 32 со стороны, противоположной кулачку28,Вариантом описанного является устройство регулирования епрыска топлива в дизель (см,фиг.6), оснащенный топливным насосом 21 с золотниковым или клапанным регулированием подачи и приводом плунжера от кулачкового вала 22, кинематически связанного через привод насоса 21, включающий установленную в корпусе 23 на кулачковом валу 22 ведомую шестерню 24, с коленчатым валом дизеля, которое содержит блок 25 управления с рычагом 26 и свяМеханизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива содержит (см.фиг.6) конический кулачок 28 с объемным профилем, переменным вдоль оси усеченного конуса, сопряженный как большим 29, так и меньшим 30 основаниями с цилиндрическими участками, соответствующими режимам холостого хода и номинала, две цапфы 31, соосные с цилиндрическими участками кулачка 28 и расположенные со стороны каждого из них в ступице 32 ведомой шестерни 24 с радиальным смещением относительно ее оси с возможностью вращеконсольно закреплена на одной иэ цапф 31 конического кулачка 28 и введена во внутреннее зацепление с неподвижной шестерней 34, закрепленной нв корпусе 23 привода с передаточным отношением, равным числу цилиндров дизеля, рычажный толкатель 35 в виде выполненных заодно ступицы 47, изогнутого кронштейна 48 и проушины 49 с установленным в ней роликом 36, взаимодействующим с коническим кулачком 28, ведомый вал 37, жестко связанный с кулачковым валом 22 насоса 21, установленный внутри ступицы 32 ведомой шестерни 24 с возможностью вращения относительно нее, на котором за наружными габаритами ступицы 32 ведомой шестерни 24 устаноелена с возможностью осевого перемещения ступица 47 рычажного толкателя 35, снабженная ведущим элементом 50, сопряженным с соответствующим ведомым элементом 51, выполненным на ведомом валу 37, при ем изогнутый кронштейн 48 ры 32 ведомой шестерни 24, дуга которого превышает максимальное значение дуги размахг толкателя 35 е рабочем диапазоне изменения скорости плунжера насоса 21, а ступица 47 талкателя 35 сзязана с блоком 25 управления илеремещение ролика Зо, Частичным раин- о нагружена пружиной 53 в направлении кбольшему основанию 29 конуса кулачка 28,В первом варианте устройства(см,фиг.4) ведущий элемент 39 и соответствующий ведомый элемент 40 выполнены ввиде винтовых шлицев. Кроме того, в первом варианте устройства. ведомый элемент40 может быть выполнен в виде (см.фиг.7 и8) винтовых пазов 54 с переменным угломнаклона образующей винтовой линии, а ведущий элемент 39 - в виде закрепленных вней соответствующих выступов-штифтов 55,размещенных в винтовых пазах 54 кулачкового вала 22.Во втором варианте устройства ведущий элемент 39, ступицы 47 рычажного толкателя 35 и соответствующий ведомыйэлемент 51 на ведомом валу 37 выполненыв виде (см.фиг.б) винтовых шлицев, Крометого, во втором варианте устройства ведомый элемент 51 может быть выполнен в видевинтовьа пазов с переменным узлом наклона образующей винтовой линии, а ведущийэлемент 50 - в виде закрепленных в нейсоответствующих выступов-штифтов, размещенных в винтовых пазах ведомого вала37,Как в первом, так и во втором вариантахустройства профиль конического кулачка 28механизма изменения скорости плунжеравыполнен с числом участков, равным числупринятых ступеней регулирования, а блок25 управления (см,фиг.б) снабжен соответствующим рядом фиксированных положеУстройство работает следующим образом.При вращении ведомой шестерни 24 (см.фиг.4), приводимой от коленчатого вала дизеля, движение на ролике 36 рычажного толкателя 35 складывается из перемещения шестерни 24 и дополнительного перемещения при вращении конического кулачка 28 вокруг своей оси от шестерен 33 и 34 эпициклической передачи. Переменный по длине профиль конического кулачка 28 обеспечивает возможность изменения дополнительного перемещения рычажного толкателя 35 при различных скоростных режимах работы дизеля. На номинальном режиме ролик 36 рычажного толкателя 35 работает на цилиндрической часи кулачка 27, в результате чего кулачковый вал 22 топливного насоса 21 вращается с постоянной скоростью, равной скорости вращения ведомой шеСтерни 24, а на режиме минимальнцх частот вращения дизеля - на.участке кулачка 27, обеспечивающем максимальное мам работы дизеля соответствуют промежуточные участки профиля кулачка 27.Блок 25.управления (см.фиг,6) через рычаг 26, полумуфту 38 и ведомый вал 37 осу 5 ществляет перемещение и установкурычажного толкателя 35 в соответствии сзаданным скоростным режимом работы дизеля. При этом при перемещении полумуфты 38 изменяется угол заклинки вала 2210 топливного насоса 21 относительно коленчатого вала дизеля.Профиль кулачка 28 пульсатора ( см,фиг.9) обеспечивает диаграмму угловой скорости кулачкового вала 22 насоса 21 в соот 15 ветствии с графиком 7 на фиг.2 дляшестицилиндрового дизеля. На участке ф 1при подъеме профиля кулачок 28 обеспечивает дополнительное перемещение рычажного толкателя 35, увеличивающее угловую20 скорость с вч.р = 0,3 вн до в н в конце участка р 1, на участке в г.и,р. скорость сохраняется постоянной и равной вн, далее научастках аЬ и а 1скорость падает до в мин,хотя подъем профиля кулачка 28 еще про 25 должается, На участке а за счет равномерного снижения профиля (например покардиоиде) скорость поддерживается постоянной в мин, а с выходом профиля нацилиндрический участок радиуса Йн30 (см.фиг.9) скорость ведомого вала 37 вновьувеличивается с вмин до в ч.р (участок профиля аз) и далее на участке а 4 сохраняетсянеизменной,Наложение фаз работы пульсатора напрофиль кулачка вала 22 топливного насоса21 (см.фиг.10) показывает, что начало и конец.опускания толкателя плунжера насоса21 может быть выполнено на участках а 1 +40а 2+ а 3+ а 4 при пониженной скорости вала22 насоса 21, а между этими участками можно обеспечить плавное снижение профилякулачка 27 топливного насоса 21 и тем самым "достигнуть низких ускорений плунже 45Из рассмотрения фиг,11, показывающей необходимость изменения заклинки вала насоса с коленчатым валом Дизеля,следует, что на номинальном режиме(сплошная линия) кулачок 28 пульсатора неизменяет угловой скорости вала 22 насоса21, поскольку ролик 36 контактирует с цилиндрическим участком профиля, На частичном режиме (штрихпунктирная линия) ось. Н" - 11", характеризующая положение рычажного толкателя 35, смещена на уголЛЪ относительно соответствующей оси- 1 на номинальном режиме, а положениевала 22 топливного насоса 21 относительноси.в - в, характеризующей положениеоленчатого вала дизеля, сохраняется неиз 13 15122285 10 Функция корректировки угла заклинкивыполняется через ведущий 39 и ведомый40 элементы соответственно полумуфты 38и кулачкового вала 22 насоса 21, Причем,если элементы 39 и 40 выполнены в видевинтовых шлицев, то зависимость угловогоразворота ведомого вала 37 относительновала 22 насоса 21 имеет линейный характер,тогда как требуется нелинейная зависимость, Поэтому в случае применения соединения элементов 39 и 40 через винтовыешлицы профиль кулачка 28 по длине должен .иметь нелинейный характер изменения изависимость перемещения рычага 26 приперемене скоростного режима дизеля должна быть также нелинейной,В варианте соединения элементов 39 и40 через криволинейный паз с штифтом(см.фиг.7 и 8) паз 54 (см.фиг.7) снабжен участками с различным углом наклона(см,фиг.12, участки АВ и ВС), что позволяетобеспечить линейность закона перемещения рычага 26 управления в зависимости отскоростного режима и оптимизировать соответствующее изменение угла опережениявпрыска топлива,Вариант с трехступенчатым исполнени. ем профиля кулачка 28 (см.фиг,12 и 13) характеризуется следующими участками, накоторых работает кулачокпульсатора припереходе от номинального режима малыхчастот вращения; участок С предназначендля номинального и близкого к нему скоростного режимов, участок В - для промежуточных скоростных режимов, а участок А -для режима малых частот вращения.Вариант исполнения устройства(см,фиг.6) имеет жесткое соединение кулачкового вала 22 насоса 21 с ведомым валом37, например, с помощью фланцев, а угловое смещение валов 22 и 37 при работеосуществляется при помощи выполненныхза одной целое ступицы 47, изогнутого кронштейна 48, проушины 49 с роликом 36, взаимодействующих с кулачком 28 пульсатораи ведомым валом 37 через ведущий элемент50, например, в виде штифта, и ведомыйэлемент 51, например, в виде криволинейного на ведомом валу 37 паза. Ступица 47 иштифт 50 относительно соответственно вала 37 и паза 51 установлены подвижно,сокращается продолжительность впрыска топлива, что улучшает протекание рабочего процесса дизеля и снижает удельный расход топлива.15 Изобретение дает возможность расширить эксплуатационный диапазон скоростных режимов транспортного дизеля и улучшить его динамические характеристики при установившихся режимах работы.20 Повышение средней скорости впрыска 25 30 35 40 45 50 55 менным. Следовательно, для сохранения угла опережения впрыска топлива ведомый вал 37 (см.фиг.4) должен быть развернут относительно кулачкового вала 22 насоса 21 на угол Ь р, в сторону запаздывания, что показывает необходимость соответствующего изменения угла заклинки вала насоса относительно вала дизеля. Работа варианта устройства (см,фиг,6) осуществляется аналогично работе основного варианта (фиг.4).Предлагаемые способ и устройство позволяютулучшить параметры процесса топливоподачи на частичных режимах и тем самым заметно повысить эффективность работы дизеля. Вследствие увеличения средней скорости движен ля плунжера на участке его активного хода повышается давление и при неизменном профиле кулачка топливного насоса дает возможность улучшить запуск дизеля особенно в холодных условиях,Предлагаемое устройство при улучшении параметров процесса впрыска обеспечивает возможность более полного профиля кулачка топливного насоса, что снижаетуровень удельных контактных нагрузок на кулачок и повышает надежность насоса. Особую актуальность это преимущество имеет в условиях наметившейся в мировом двигателестроении тенденции к формированиюрабочего процесса дизелей по величинесреднего эффективного давления цикла. Формула изобретения 1. Способ регулирования впрыска топлива в дизель, оснащенный топливным насосом с золотниковым или клапанным регулированием подачи и приводом плунжера от кулачкового вала, кинематически связанного через привод насоса с коленчатым валом дизеля, заключающийся в том, что на данном скоростном режиме изменяются скорость плунжера в периоде впрыска топлива относительно скорости, определяемой профилем кулачка привода плунжера, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения параметров процесса впрыска топлива на частичных режимах, в период подъема плунжера до геометрического начала подачи топлива увеличивают угловую скорость кулачкового вала насоса относительно его скорости вращения, определяемой передаточным числом привода насоса, затем снижают скорость вала насоса так, что средняя скорость вращения вала насоса между соседними циклами впрыска сохраняется равной скорости, определяемой передаточным числом привода насоса, а возникающее при этом рассогласование уг 15 1512228где Лф - угол рассогласования валов на- в исоса и дизеля за период разгона вала насо- .скоса;О . аз - угол поворота вала насоса за "О что.разсавпериод разгона до геометрического началамехподачи топлива;а - угловая скорость вала насоса, оп,перределяемая передаточным числом привода, ски15 меннасоса;.в,с " - средняя угловая скорость валасоп,Сросннасоса за период разгона,компенсируют путем смещения фактичеми,ской фазы впрыска в сторону запаздыванияходв соответствии с сокращением времени про 20 линхождения плунжера от начала до конца пелож.риода разгона вала насоса.с2, Способпоп,1,отличающийсясметем, что для насосов с эолотниковым и кланоспанным регулированием подачи рассогла 25 ситсование углового положения валов насоса иэпидизеля компенсируют при помощи корректерции заклинки вала насоса с коленчатым нанойлом дизеля.3, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я ЭО шестем, что для насосов с золотниковым регулированием подачи рассогласование угловогочисположения валов компенсируют при помотелщи соответствующего профилирования верхней кромки плунжера.4, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что для насосов с эолотниковым регули-щерованием подачи рассогласование угловогоотнположения валов компенсируют при помокрещи комбинации коррекции заклинки вала4 О снанасоса с коленчатым валом дизеля м соответствующего профилирования верхнейкромки плунжератоп5. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я стортем, что для насосов с клапанным регулиро ванием подачи рассогласование угловогоположения валов компенсируют при помовалщи соответствующей коррекции закрытияклапана, определяющего начало.подачиротоплива,6. Способ по п 5 отл ича ющийсякоттем, что дополнительно компенсируют рассогласование углового положения валовпри пОмощи коррекции заклинки вала насо- топса с коленчатым валом дизеля,7. Устройство регулирования впрыска гУлтоплива в дизель, оснащенный топливнымнасосом с эолотниковым или клапанным регулированием подачи и приводом плунжераот кувачкового вака, кииеивтически свиву лового положения вала насоса относительно коленчатого вала дизеля к моменту геометрического начала подач топлива, равноеЛЖ =фк.раз (1 - ъ - ),Ж.ср,ного через привод насоса, включающий установленную в корпусе привода на кулачковом валу ведомую шестерню, с коленчатым валом дизеля, содержащее блок управления 5 с рычагом и связанным с блоком управлениямеханизмом изменения скорости плунжераериод впрыска топлива относительно рости, определяемой профилем кулачка водаплунжера,отличающееся тем, , с целью улучшения параметров процеспрыска топлива на частичных режимах, аниэм изменения скорости плунжера в иод впрыска топлива содержит коничей кулачок с обьемным профилем, переным вдоль оси усеченного конуса, ряженный как большим, так и меньшим ованиями с цилиндрическими участка- соответствующими режимам холостого а и номинала, две цапфы, соосные с цидрическими участками кулачка и распоенные со стороны каждого из них в пице ведомой шестерни с радиальным щением относительно ее оси с воэможтью вращения конического кулачка отноельно ведомой шестерни, циклическую передачу, подвижнаяшесня которой консольно закреплена на одиз цапф конического кулачка и введенавнутреннее, зацепление с неподвижной терней, закрепленной на корпусе приа, с передаточным отношением, равным лу цилиндров дизеля, рычажный толкаь с закрепленным на нем роликом, взаиействующий с коническим кулачком, омый вал, установленный внутри ступи- ведомой шестерни с возможностью врания и осевого перемещения осительно нее, на котором жестко заплен рычажный толкатель, полумуфту, бженную ведущим элементом, сопрянным с соответствующим ведомым элентом, выполненным на кулачковом валу ливного насоса, и связанную с однойоны с блоком управления, а с другой -стко с ведомым валом, и торсионный вал, бодно размещенный внутри ведомого а и полумуфты и жестко с предварительм скручиванием связанный с одной стоны с кулачковым валом, а с другой роны - со ступицей ведомой шестерни, орая установлена в опорных подшипни, закрепленный в корпусе привода.8. Устройство регулирования впрыска дива в дизель, оснащенный топливным осом с золотниковым или клапанным реированием подачи и приводом плунжера кулачкового вала, кинематически связанго через привод насоса, включающий усновленную в корпусе привода на ачковом валу ведомую шестерню, с ко 17 1512228ленчатым валом дизеля, содержащее блок управления с рычагом и связанный с ним механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива относительно скорости, определяемой профилем кулачка привода плунжера, отл и чающее с я тем; что, с целью улучшения параметров процесса впрыска топлива Ъа частичных режимах, механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива содержит конический кулачок с объемным профилем, переменным вдоль оси усеченного конуса, сопряженный как большим, так и меньшим основаниями с цилиндрическими участками, соответствующими режимам холостого хода и номинала, две цапфы, соосные с цилиндрическими участками кулачка и расположенные со стороны каждого из них в ступице.ведомой шестерни с радиальным смещением относительно ее оси с возможностью врашения конического кулачка относительно ведомой шестерни, эпициклическую передачу, подвижная шестерня которой консольно закреплена на одной из цапф коническо.о кулачка и введена во внутреннее зацепление с неподвижной шестерней, закрепленной на корпусе привода, с передаточным отношением, равным числу цилиндров дизеля, рычажный толквтель в виде выполненных за одно целое ступицы, изогнутого кронштейна и проушины с установленным в ней роликом, взаимодействующий с коническим кулачком, ведомый вал, жестко связанный с кулачковым валом йасоса, установленный внутри ступицы ведомой шестерни с возможностью вращения относительно нее, на котором эа наружными габаритами ступицы ведомой шестерни установлена с возможностью осевого перемещения ступица рычажного толкателя, снабженная ведущим элементом, сопряженным с соответствующим ведомым эле"ментом, выполненным на ведомом валу, причем изогнутый кронштейн рычажного толкателя свободно размещен в радиусном окне, выполненном в ступице ведомой шес" терни, дуга которого превышает максимальное значение дуги размаха толкателя в рабочем диапазоне изменения скорости плунжера насоса, а ступица толкателя связана с блоком управления и нагру кена пружиной 5 в направлении к большему основанию конуса кулачка.9.Устройство поп 7,отл ича ющеес я тем, что ведущий элемент полумуфты и соответствующий ведомый элемент кулач кового вала выполнены в виде винтовыхшли цев,10. Устройство по п.7, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что ведомый элемент кулачкового вала выполнен в аиде винтовых пазов с пе ременным углом наклона образующей винтовой линии, а ведущий элемент полумуфты - в виде закрепленных в ней соответствующих выступов-штифтов, размещенных в винтовых пазах кулачкового вала.20 11.Устройство поп.8, отл и ч а ю щеес я тем, что ведущИй элемент ступицы рычажного толкетеля и соответствующий ведомый элемент нв ведомом валу выполнены в виде винтовых шлицев.25 12.Уатройствопоп.8,отличающеес я тем, что ведомый элемент на ведомом валу, выполнен в виде винтовых пазов с оеременным углом наклона образующей винтовой линии, е ведущий элемент ступицы 30 рычажного толквтеля - в виде закрепленных в ней соответствующих выступов-штифтов, размещенных в винтовых пазах ведомого вела. 35 13. Устройство по пп. 7 и 8, о т л и ч а ющ е е с я тем, что профиль конического кулачка механизма изменения скорости плунжера выполнен с числом участков, равным числу принятых ступеней регулирова ния,. а блок управления снабженсоответствующим рядом фиксированных положений.14. Устройство по пп 7 и 8, о т л и ч а ющ е е с я, тем, что на полумуфте или на 45 ступице рычажного толкателя выполненкольцевой паз, в котором размещен конец рычага блока управления,

Смотреть

Заявка

4036172, 10.03.1986

ПЕНЗЕНСКОЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ДИЗЕЛЯМ И ТУРБОКОМПРЕССОРАМ "ПЕНЗДИЗЕЛЬМАШ"

ПУТИЛИН В. Г

МПК / Метки

МПК: F02M 39/00, F02D 1/00

Метки: топлива, дизель, варианты, впрыска, его

Опубликовано: 30.03.1993

Код ссылки

<a href="http://patents.su/15-1512228-sposob-regulirovaniya-vpryska-topliva-v-dizel-i-ustrojjstvo-dlya-ego-osushhestvleniya-ego-varianty.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ регулирования впрыска топлива в дизель и устройство для его осуществления (его варианты)</a>

Похожие патенты