Система регулирования подачи топлива в дизель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(5 ц Р 02 У езиси оян- ямодву ных нно огоковыоянменобой рисоединвыполнен переменныи соединенатором агниторезистор ьно с тахогене лектромагнитно ителя - с элек подачи топлив ватекой по сле и обм а вых рел рома гнитпри низсточникомым клапано ом давлени вязанным сэлектропитания ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬ с топливовпрыскивающей аппаратурой и впрыскиваниемчасти топлива во всасывающий коллектор при низком давлении, содержащаяисточник электропитания и электромагнитное реле с контактами и обмоткой, причем топливовпрыскивающаяаппаратура включает топливный бак,насос высокого давления с дозирующиморганом, электромагнитный клапан подачи топлива при низком давлении исоединяющие их топливопроводы, а дозирующий орган связан с электромагнитным реле, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повьппения эффективности, система снабжена тахогенератором, усилителем, датчиком расходатоплива, размещенным перед насосомвысокого давления и выполненным в виде ступенчатого канала с последовательно размещенными участками меньшего и большего диаметров, причем научастке с большим диаметром выполненоуглубление двух терморезисторов,первый из которых установлен по осиканала, а второй - за первым в углублении канала, и задатчиком расходатоплива при низком и высоком давлении, включающим соответственно первый и второй переменные магнит торы, установленные параллельн размещенные между полюсами пос ного магнита, и экранирующую п угольную рамку, составленную и одинаковых состыкованных П-обр половин, выполненных соответств из ферромагнитного и диамагнитн материалов и расположенных с бо ми зазорами между полюсами пос ного магнита и магниторезисторами, причем рамка кинематически связана с дозирующим органом и имеет возможность перемещения в направлении, перпендикулярном магнитным силовым линиям постоянного магнита, при этом два терморезистора датчика расхода топлива и первый переменный магниторезистор с подстроечным пере ным резистором соединены между с в упомянутой последовательности в мостовую схему, в диагональ которой, связывающую разветвление между терморезисторами с разветвлением между магниторезистором и подстроечным переменным резистором, подключе-. ны контакты электромагнитного реле и: последовательно с ними - усилитель, а к второй диагонали мостовой схемы н источник электропитания,й стабилизированным, второйИзобретение относится к области двигателестроения, в частности к системамм регулирования подачи топлива в дизель топливонпрыскивающей аппаратурой с впрыскиванием части топлива во всасывающий коллектор при цизком давлении, и может быть использовано на двигателях внутреннего сгорания любого назначения с комбинированной подачей топлива.Известна система регулирования подачи топлива в дизель с топливо - впрыскивающей аппаратурой и впрыскиванием части топлива во всасывающий коллектор при низком давлении, содр 15 жащая источник электропитдция и электромагнитное реле с контдктдми и обмоткой, причем топпивовпрыскивающая аппаратура включает топливный бак, насос высокого давления с пози рующим органом, электромагнитцый клапан подачи топлива при низкомдавлении и соединяющие их топливоцро -воды, а дозирующий оргдц связанс электромагнитцым реп 111 . 25Недостатком известной систсмы ре -гулирования является цеудовлетвори -тельная эффективность работы дизелявследствие отсутствия воэможцости 30обеспечения постоянства мощностив широком диапазоне эксплуатационныхрежимов.Целью изобретения является повыше-З 5 ние эффективности работы дизеля.Указанная цель достигае. ся тем, что система регулирования подачи топлива в дизель с топливовпрыскивдющей аппаратурой и впрыскиванием час - 40 ти топлива во всасывающий коллекторпри низком давлении, содержащая источник электропитания и электромагнитное реле с контактами и обмоткой, причем топливовпрыскивающая аппдра - 45 тура включает топливный бдк, насос высокого давления с дозирующиморганом, электромагнитный клапан по - дачи топлина при низком давлении и соединяющие их топпинопроводы, 50 а дозирующий орган связан с электромагнитным реле, снабжена тахогецердтором, усилителем, датчиком расхода топлива, размещенным перед насосом высокого давления и выполненным н виде ступенчатого канала с последовательно размещенными участками меньшего и большего диаметрон, причем ца участке с большим диаметром выполнено углубление двух терморезисторов,первый из которых установлен по оси канала, д второй - за первым в углублении кацапа, и задатчиком расхода топлива при низком и высоком давлеции, включающим соответственно первый и второй перемецнье мдгциторе - зисторы, установленные параллельно и размещенные между полюсами постояцного магнита, и экрдцирующую прямоугольную рамку, состдвпецную из двух одинаковых сос:кованных П-образныхполовин, выполненных соответственноиз ферромагнитного и дидмагцитногоматериалов и расположенных с боковымизазорами между полюсами постоянногомагнита и магциторезисторами, причемрамка кинемдтически связана с дозирующим органом и имеет возможность церемещеция в напрдвпеции, перпецдикулярном магнитным силовым линиямпостоянного магнита, при этом дна терморезистора датчика расхода топлива и цервыи переменный магциторезистор с подстроечным переменным резистором соединецы между собой в .упомянутой последовательности в мостовую схему, в диагональ которой, связывающую рдзветвлецие между терморезисторами с разветвлением между магниторезистором и подстроечным переменнымрезистором, подключены контакты электромагнитного репе и последовательно с ними - усилитель, а к второй диагонали мостовой схемы присоедины источник электропитания, выполненный стабилизированным, второй переменный магциторезистор соединен последовательно с тахогецератором и обмоткойэлектромагнитного реле, а ныход усилителя - с электромагнитным клапаномподачи топлива при низком давлении,связанным с источником электропитания,На фиг, 1 представлена принципиальная схема системы регулиронанияподачи топлива в дизель; на фиг. 2конструкция датчика расхода топлива;цд фиг. 3 - заддтчик расхода топливапри низком и высоком давлении; нафиг, 4 - электрическая схема системырегулирования; на фиг, 5. - скоростная характеристика дизеля с исходной и предложенной системами регулирования,Система регулирования подачи топлива в дизель содержит топливовпрыскивающую аппаратуру, включающую топз 1 65 дивный бак 1 и последовательно соединенные с ним топливопроводами фильтр 2, датчик 3 расхода топлива, топливоподкачивающий насос 4 и насос 5 высокого давления с дозирующим 5 органом 6. От насоса 5 высокогодавления топливо подается к форсункам (не показаны) дизеля 7, снабженного тахогенератором 8, а частьтоплива впрыскивается во всасываю- . 1 О щий коллектор дизеля 7 под низким давлением через электромагнитный клапан 9 с катушкой 10. Системарегулирования снабжена усилителем 1, .электрически связанным с датчиком 3 15 расхода топлива, тахогенератором 8 и катушкой 10 электромагнитного клапана 9 через электромагнитное реле 12 с контактами 13. Дозирующий орган 6 кинематически связан с задат чиком 14 расхода топлива, электрически соединенным с электромагнитным реле 12 (фиг. 1).Датчик 3 расхода топлива выполнен в виде двух терморезисторов 15 и 16, 25 установленных в корпусе 17 с каналом 18, имеющим последовательно расположенные участки 19 и 20 соответственно с меньшим и большим диаметрами.При этом первый терморезистор 15 З 0 размещен по оси канала 18 на участке 19, а второй терморезистор 16 - эа первым в углублении участка 20, Термореэисторы 15 и 16 присоединены соответственно к электродам 2 1 и 22,ф 35 закрепленным в пробках 23 и 24, установленных в корпусе 17 (фиг. 2).Задатчик 14 расхода топлива при низком и высоком давлении включает , в себя первый 25 и второй 26 перемен"40 ные, параллельно установленные магниторезисторы, размещенные между полосами постоянногомагнита 27, и экранирующую прямоугольную рамку 28, составленную из двух одинаковых сос тцкованных П-образных половин 29 и 30, выполненных соответственно из ферромагнитного и диамагнитного материалов и расположенных с боковыми зазорами 31 между полючами постоянного магнита 27 и магниторезисторами 25 и 26. Рамка 28 через тягу 32 кинематически связана с доэирующим органом 6 и имеет возможность переме щения внаправлении,перпендикулярном магнитным силовым линиям постоянного магнита 27. Ферромагнитная полови) на 29 рамки 28 служит экраном, пере 811 4крывающим действие магнитных силовыхлиний постоянного магнита 2 7 на магниторезисторыи 26, изменяя их сопротивление при перемещении рамкив осевом направлении (фиг. 3).Эле к. риче ская схема системы ре гулирования подачи топлива содержитстабилизированный источник электропитания 33, включатель 34 и мостовуюсхему, включающую последовательносоединенные два терморезистора 15и 16 датчика 3 расхода топлива и. первый переменный магниторезистор 25с подстроечным переменным резистором,причем в диагональ мостовой схемы,связывающую разветвление между терморезисторами 15 и 16 с разветвлениеммежду первым переменным магниторезистором 25 и подстроечным переменнымрезистором, подключены контакты 13электромагнитного реле 12 и последовательно с ними - усилитель 11,а к второй диагонали мостовой схемыприсоединен стабилизированный источник электропитания 33. Второй переменный магниторезистор 26 соединенпоследовательно с тахогенератором 8и обмоткой электромагнитного реле 1 2,а выход усилителя 1 1 - с катушкой 10электромагнитного клапана 9, связан-.ной со стабилизированным источникомэлектропитания 33 (фиг. 4),Система регулирования подачи топлива в дизель работает следующимобразом.К системе регулирования подключается при помощи включателя 34 электропитание. Далее выводят дизель назаданный рабочий режим, для чего выставляют в определенное положениедозирующий орган 6 (фиг. 1) насоса 5высокого давления. При этом вместес дозирующим органом 6 перемещаютсятяга 32 (фиг. 3) и рамка 28 задатчика 14 расхода топлива, изменяя сопротивление магниторезисторов 25 и 26,задающих расход топлива, подаваемогосоответственно под высоким давлениемчерез форсунки дизеля и под низкимдавлением с впрыскиванием во всасывающий коллектор дизеля.Включение электромагнитного клапана 9 подачи топлива под низким давлением во всасывающий коллектор дизеля производится в точках 1 - 9 скоростных характеристик (фиг. 5), определяющих момент перехода дизеля с регуляторных участков (1"-1 - 9 -9 )1165на корректорный участок 1 -9 . Каждо му номинальному режиму (точки 1 -9 на фиг. 5) внешней или частичной скоростной характеристики соответствует при данной нагрузке определен ный расход топлива, регламентируемый положением дозирующего органа 6 насоса высокого давления 5 (фиг. 1),Топливо при работе дизеля прохо - дит из топливного бака 1 (фиг. 1) 0 через фильтр 2, датчик 3 расхода топлива, попадает в топливоподкачиваю - щий насос 4 и от него - в насос 5 высокого давления. Сопротивление тер - морезистора 15 (фиг, 2), расположен ного на участке 19 датчика 3 расхода топлива, изменяется пропорционально скорости протекания топлива, а сопротивление терморезистора 16, установленного в углублении участ ка 20 с большим диаметром, практически не зависит от скорости потока проходящего топлива, а зависит только от средней температуры топлива.Термореэисторы 15 и 16, включен- ные в мостовую схему (фиг. 4) вместе с первым магниторезистором 25 задатчика 14 расхода топлива и подстроеч - ным переменным резистором, обеспеци - вают слежение за расходом топлива ЗО в дизеле. При нормативном для данного режима расходе топлива мостовая схе - ма сбалансирована и ток в ее диагонале равен нулю, ток в катушке 10 отсутствует и электромагнитный клапан 9 закрыт, что предотвращает попадание топлива во всасывающий коллектор дизеля.Отклонение расхода топлива от нормы, например, при перегрузке дизеля 4 О на номинальном режиме или на режимах корректорного участка скоростной характеристики (фиг. 5 и 4) приводит к соответствующему изменению сопротивления терморезистора 15 и нарушению баланса мостовой схемы, что вызывает появление тока в катушке 10 и открытие электромагнитного клапана 9.При этом топливо попадает в дизель как под высоким давлением через о форсунки,так и под низким давлением с, рсасываемым воздухом,в которьпк, оно впрыскивается электромагнитным клапаном 9. Подача дополнительной. порции топлива с всасываемым воздухом будет и продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто равновесное состояние между развиваемой мощностью дизе 8116ля и внешней нагрузкой, т.е, пока общий расход и соответствующая скорость протекания топлива в датчике 3 расхода топлива не достигнут значений, обеспечивающих равновесное состояние мостовой схемь и закрытие электромагнитного клапана 9. При этом дизель работает по новым корректорным участкам скоростной характеристики (участки 1 - 1 - 8 -8 на фиг, 5), обеспечивая постоянство мощности для данного нагрузочногорежима.Вследствие износа плунжерных парнасоса высокого давления, частичного закоксовывания сопловых отверстий в форсунках и других факторов в эксплуатации возникает необходимостьувеличения количества топлива, подаваемого с всасываемым воздухом, что достигается путем увеличения частоты и продолжительности открытия электромагнитного клапана 9, Если такая необходимость возникает сразу после начала эксплуатации дизеля, то насос 5 высокого давления регулируют на расход на 2 - 32 меньший нормативного, а датчик 3 расхода топлива настраивают на нормативный расход.При отключении включателем 34электропитания система регулирования подачи топлива работает как обычная с центробежным регулятором, а подача топлива осуществляется только через форсунки в количестве, зависящем от положения дозирующего органа 6 насоса 5 высокого давления. Постоянство мощности прй перегрузке дизеля в этом случае не обеспечивается. Использование предложенной системы регулирования подачи топлива в дизель позволяет существенно повысить эффективность работы дизеля в широком диапазоне эксплуатационных режимов. При добавлении топлива к всасы-"ваемому воздуху при сохранении неизменным общего нормативного расхода топлива эффективная мощность дизеля увеличивается до 207, и заметно снижается удельный суммарный расход топлива. Работа по характеристике двигателя постоянной мощности дает возможность преодолевать значительные перегрузки без переключения передачи и снижения скорости транспортного средства, а также произво11 б 5811 7 3дить разгон без снижения нагрузки ет повысить производительность тручто, например для трактора, позволя- . да на 10-157.165811 ннн ион ХХ Составитель П,Покровскийедактор Л. Зайцева Техред А.Бабинец, Корректор И.Демчнк Зака 94/29 ВН