Система питания многотопливного двигателя

(19) 1)4 Е 02 М 37/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИЯДЕТЕЛЬСТВ У П ТОРСН%Вал+ ОГОТОПЛИВН юл; У 42н, В. Н. Гол ьцов двигат ть пус осится я и чего двигат его работы пливные баки е соответст а го жнос о войс1437557 противопрокачивающий насос (Н) 3 с электрическим приводом и топливопрокачивающий Н 13 с ручным приводом, через магистрали, объединенные тройником, подключены к последовательно установленным топливному фильтру 4 грубой очистки, топливопрокачнвающе:му поршневому Н 5 и фильтру 7 тонкой очистки,. сообщенному с топливным Н 9высокого давления. Параллельно Н 5 установлен топливный аккумулятор 6, разделенный на входную и выходную камеры подпружиненной перегородкой - ,мембраной, в которой установлен под, :пружиненный пластинчатый клапан проИзобретение относится к двигателестроению и может использоваться втопливной системе двигателя,Цель изобретения - улучшение пус 5ковых свойств горячего двигателя иповышение надежности его работы налегких топливах.На фиг,1 приведена принципиальнаясхема системы питания многотопливного двигателя; на Фиг.2 - конструктивная схема топливного аккумулятора.Система питания (фиг, 1) содержитосновной 1 и дополнительный 2 топпивные баки, топливопрокачивающий насос .3 с электрическим приводом, топливный фильтр 4 предварительной очисткитоплива, топливоподкачивающий поршневой насос (ТПН) 5, топливный аккумулятор 6 с мембранным демпфером, кон" фузором и клапаном прокачки фильтратонкой очистки топлива с дросселем 8, топливный насос высокого давления (ТНВД) 9, перепускной клапан 10 с дросселем 11, кран переключения топливных баков 12, ручной топливопрокачивакпцнй насос 13 и соединительные трубопроводы,Топливный аккумулятор 6 (фиг.2) имеет корпус 14, выполненный из двух 30 половинок, между которыми установлена подпружиненная упругая мембрана 15,.делящая внутреннее пространство аккумулятора на две камеры: входную камеру А, соединенную с линией нагнетания ТПН 5, и входную камеру Б, вклюкачки. Конфуэор размещен в входнойкамере, связанной с входом Н 5, пружина размещена в выходной камере,связанной с выходом Н 5. Такое выполнение обеспечивает принудительноевытеснение топлива в запорную полостьН 5 за счет преобразования в конфуэоре волны давления топлива в аккумуляторе и скоростной напор топлива в линии всасывания, что существенно снижает гидравлические потери на разгонжидкости в начальный момент всасывания и тем самым повьппает наполнениеН 5 на высоких частотах врапения вала двигателя. 2 ил. ченную последовательно в линию всасывания ТПН 5. В центре мембраны 15 установлено седло клапана 16 прокачки,жестко связанное с последней, Мембрана 15 снабжена пружиной 17, размещенной в камере Б и опирающейся однимконцом на корпус 14, а другим - наспециальную тарелку 18, выполненнуюза одно целое с седлом клапана 16 прокачки.В середине седла клапана 16 прокачки размещается направляющий стержень 19, выполненный за одно целое супором 20.Между седлом клапана 16 прокачкии упором 20 расположен пластинчатыйзапорный элемент 21 клапана прокачки,нагруженный пружиной 22. В камере Бвнутри пружины 17 размещается конфу-эор 23, выходное отверстие которогосоединено с впускным каналом ТПН 5.Ь камере А размещен упор 24 ограничения хода мембраны 15, внутри которого выполнен канал 25 и отверстия26 для соединения камеры А с линиейнагнетания ТПН,Система питания работает следующим образом.При прокачке системы питания перед пуском двигателя в зависимостиот положения крана 12 (фиг. 1) топливо иэ основного топливного бака 1 подается с помощью топливопрокачивающего насоса с электрическим приводом3, или из дополнительного топливного1437557 бака 2 - ручным топливопрокачивающим насосом 13 через фильтр 4 предварительной очистки топлива в камеру Б топливного аккумулятора 6. Под действием давления топлива, создаваемого5 топливопрокачивающим насосом 3 (или 13), открывается запорный элемент 21 клапана 16 прокачки (фиг.2) и топливо поступает в. камеру А топливного аккумулятора б, которая связана с линией нагнетания топливопрокачивающего насоса 5.По мере поступления жидкого топлива в линию нагнетания ТПН 5 воздух и паровая фаза топлива вытесняются из нее в топливный бак 1или 2по сливной магистрали. через дроссель 8, установленный на фильтре 7 тонкой очистки топлива, и дроссель 11, вы О полненный в запорном элементе пере. пускного клапана 1 О. По заполнении линии низкого давления системы питания двигателя топливом в линии нагнетания ТПН 5 и в каналах ТНВД 9 созда ется давление, соответствующее характеристике топливопрокачивающего насоса 3 с учетом расхода топлива через дроссели 8 и 11 и гидравлического сопротивления запорного элемен- Зп та 21.При работе двигателя на легком топливе топливопрокачивающий насос 3 включен, клапан прокачки 16 закрыт. Топливо. под давлением, развиваемым топливопрокачивающим насосом 3, поступает в камеру Б топливного аккумулятора б и дапее - к поршневому ТПН 5, после него под повышенным давлением в камере А топливного аккумулято ра и через фильтр 7 тонкой очистки - в каналы ТНЬД 9. Излишки топлива с попавшим воздухом и парами топлива через дроссель 8 и перепускной клапан 10 сливаются в топливный бак 1. 45В связи с тем, что подача топлива поршневым насосом 5 одностороннего действия осуществляется циклически, т,е. только одну половину поворота вала ТНВД, а другую - всасывание, это приводит к колебаниям давления топлива в линиях всасывания и нагнетания, которое изменяется также циклически от максимального до минимального. 55На такте нагнетания в линии нагнетания ТПН 5 и в камере А топливного аккумулятора 6 давление топлива повышается до максимального и, преодолевая силу пружины 17, прогибает мембрану 5 в сторону камеры Б, демпфируя волну давления от нагнетания, Объем полости топливного аккумулятора увеличивается и часть топлива, подаваемого ТПН 5, поступает в камеру А топливного аккумулятора 6. В этот момент на топливо, находящееся в камере Б аккумулятора 6, действует толкающая сила, вызванная движением мембраны 15 под действием волны давления в камере А топливного аккумулятора 6.Топливо иэ камеры Б вытесняется в конфузор 23, в узкой части которого в этот момент давление топлива иэ-за увеличения запоршневого объема вследствие перемещения поршня падает. Принудительное вытеснение топлива в запорную полость насоса за счет преобразования в конфузоре 23 волны давления топлива в топливном аккумуляторе б в скоростной напор топлива в линиивсасывания, обеспечивает существенноеснижение гидравлических потерь на разгон жидкости в начальный момент всасывания и тем самым повышает наполнение насоса на высоких частотах вращения вала двигателя,Остальная часть топлива, нагнетаемого ТПН 5, поступает в линию нагие"тания на наполнение секций, у которых по порядку работы в этот период процесс всасывания. Излишки его сливаются через дроссели 8 и 10, при давлении топлива в каналах топливного насоса высокого давления ниже открытия перепускного клапана 10, или через дроссель 8 и перепускной клапан 10, когда давление топлива в каналах ТНВД вьппе давления открытия перепускного клапана 10.На такте всасывания ТПН 5 топливо в линии нагнетания не подаетоя, а расход его секциями продолжает быть таким же. По мере расходования топлива из линии нагнетания давление топ" лива в каналах ТНВД снижается, пере-. пускной клапан 10 закрывается. Снижается давление и в камере 7 топливного аккумулятора 6. Силапружины 17 становится больше силы, действующей на мембрану 15 со стороны давления топлива, и мембрана 15 постепенно, по мере снижения давления в камере А, перемещается в сторону камеры А, уменьшая ее объем и вытесняя из нее топливо в линию нагнетания, обеспечи 1437557вая наполнение второй половины секций,В линии всасывания ТПН 5 (Фиг.2) . На такте всасывания топливо иэ запорщневой полости насоса вытесняется поршнем и перетекает в рабочую полость насоса. Изменения рабочей и эапоршневой полостей насоса Отличяюгся незначительно, лишь на величину(, х) е на и с 1 чу:, ьфие об ( ма приводного штока. Сде.:овяедьно движущемуся В дяди всясывеня топди Ву свободных объемов в насосе нет и ОИО доджт;.о реко Остйнявдивяться, Прн этом динемнчес:",(Яя со"тавдяющая "ввжШЕ ОСЯ ГОТО;,"аеУД ":Я В НЯЧЯПУ( р- моментя(уа В сасыв, . ТЩ создает В линии всясывян:"я волну давленая, которая., встречая"ь с упругой мем";раной ";, Гасится в камере Б т(.;и" ливного аккумудятопа 6Далее ДО мере расходования топли- ВЯ ЦЭ КЯМЕРМ ОППНВНОГ"Я(КУМУЛЯ 1 Ов ря 6., мембрана 15 под действием пруживы 17 прогибаетсяобъем камеры Б топливного якк (ь 1,"дяторя увеличивает" ся. Топливо В линии Всась 1 вания про. долу(ф(ЦВ %в(Г "ее э "пщп."я О св об 21(" даемся мембраной 15 обьеь( камеры Б.Т.к-м образом в лин( Всасывання Т 11 Н 5 тОпдиво движется пэ,циклическиПОСеОЯННО НЯ .-,ЧГ Н НЕТЯМИ-ИГ полняет з япопшневую попс оть на тзк ГЕ Вч ЧСЬВЯНИЯКЯМЕЫ " СОП(ВНОГО ак 1,умуля ор я 6 ф с тО сы 4 эяет макси" мс.льную скорос;ь тече%ля топлива В линии В( 1 цыв фр-"ияРДОобтчтет ууч- ШЕНИЮ НЯПОДН НИЯ НЯСОСЯПри работе двигателя В режиме холостого ходя на минимальной частоте Вращения а тякше при переключении передач давление топлива в каналах ТНВД и ь камере А тоцтивного аккумудят", 6 ста (чтся Ниже д явления ВБ а" ч(умудя тор амоменты, когда В ТПН 5 ьдэт процесс Всасывания Тогда под действием пере пац я д явде ния (ежду кямео ямии Б, аккумулятора 6 открываеся клапан 16 прокачки и В камеру А и каналы ТНВД "., посту".Яет. Топливо, ьэ;уя ТНН 5.Цавеце опдива В этом сдуча-, В кяВД о ., + Яе,дания.; развиваемого топливопрокячи.- ваюшим насосом 3, обеспечивая надеж-, ную работу дгигатъпя на этих режимахПри выключении двигателя давлениетоплива в каналах ТНВД 9 снижается додавления Окружающей среды за счет 5перепуска топлива из линии нагнета ния через дросселя 8 и 11, установленные на Фильтре 7 тонкой очистки топлива и в запорном органе перепускного клапана 10. При этом пружина 17 прогибает мембрану 15 до упора в ограничитель хода мембраны 24 и Вся система находится в исходном состоянии. Если при Выключении или самовыключении двигателя при использовании легкого топлива топливопрокачивающнй насос 3 не бып выключен, то в топливном аккумуляторе 6 открывается кла" пан 16 прокачки и в каналах ТНВД 9 поддерживается давление топлива, соответствующее характеристике насоса 3 с учетом расхода легкого топлива через дроссели 8 и 11. Указанное давление препйтствует Вскипанию легкого топлива в каналах топливного насоса 9 высокого давления и обеспечивает надежный пуск горячего двигателя на легком топливе,При работе двигателя на дизельном топливе топливопрокачивающий насос 3 Выключен ТОпливо В линию низкого давления из основного топливного бака 1 (Фиг, 1) засасывается поршневымТПН через топливопрокачивающий насос3, Фильтр предварительной очисткитоплива, камеру Б топливного аккумулятора 6 и нагнетается под давлени"ем в камеру А аккумулятора 6, через(1 кдьтр 7 тонкой очистки топлива В канады ТНВД 9. Излишки топлива с попав О шим Воздухом сливаются через дроссель8 и перепускной клапан 10 в топливныйбакНежелательные явления: резкие повышения давления в. линии нагнетания 4 В и разрежения В линии всасывания, связанные с цикличностью работы поршнеВого ТПН 5, в этом случае, как и приработе системы питания на легком топливе, локализуются топливным аккуму- бО лятором 6В Остальном линия низкОгодавления системы питании многотопливного двигателя на дизельном топливеработает также, как и на легком топливе.Наличие клапана 16 прокачки вмембране 15 топливного аккумулятора6 обеспечивает надежную работу дизеля на дизельном топливе даже при неисправном ТПН 5, но включенном топдиСоставитель В.ПавлюковТехред И.Верес Корректор С.Черни едактор И.Касарда каз 5871/3 Тираж 505 арственно зобретении Ж, Ра Подписи комитета СССР ВНИИПИ Госуд по делам и113035, Москва,ткрытий 4/5 ская наб Проектная,роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор 7 143755 вопрокачивающем насосе 3 с электрическим приводом,Таким образом, предлагаемая система питания многотопливного двигателя обеспечивает надежную работу двигате 5 ля на легких топливах на всех эксплуатационных режимах в любых климатических условиях. 1 ОФормула изобретения Система питания многотопливного двигателя, содержащая параллельно установленные основной и дополнитель . ный топливные баки, первый из которых снабжен на выходе насосом с электрическим приводом, а второй - насосом с ручным приводом, подсоединенные к выходам насосов две магистрали, 20 объединенные при помощи тройника в одну магистраль, установленные в последней последовательно фильтр грубой очистки топлива, топливоподкачиваю 7 8щий поршневой насос и фильтр тонкойочистки топлива, установленный парал"лельно с топливоподкачивающим поршневым насосом топливный аккумулятор,разделенный на две входную и выходную камеры подпружиненной упругойперегородкой-мембраной, установлен"ную во входной камере пружину и сообщенный с фильтром тонкой очистки топливный насос высокого давления, причем входная камера аккумулятора связана с входом топливоподкачивающегонасоса, а выходная камера - с еговыходом, отличающаясятем, что, с целью улучшения пусковыхсвойств горячего двигателя и повышения надежности его работы на легкихтопливах, система дополнительно снабжена подпружиненным пластинчатым кла"паном прокачки, установленным в мембране топливного аккумулятора, и конфузором, размещенным во входной камере.