Способ установки устройства отключения подачи топлива на дизель

(51) 02 17/02 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ клапанами,установленные в цилиндры и соединенные с насосными секциями нагнетательными трубопроводами бездренажные форсунки с запорной иглой,образующей сообщенные между собой через зазор в распылителе подыгольную и замкнутую надыгольную полости,включающий демонтаж топливной системы и установку устройства отключения подачи топлива на часть цилиндров путем выключения подачи топлива форсункой, с насосных секций, подающих топливо на отключаемые цилиндры, отсоединяют нагнетательные трубопроводы и демонтируют разгерметизированные нагнетательные клапаны, а на их место устанавливают герметизированные нагнетательные клапаны и монтируют нагнетательные трубопроводы. Наряду с упрощением снижается трудомкость установки устройства отключения подачи топлива на дизель, экономится металл, упрощается демонтаж и монтаж форсунок на ДВС, а следовательно,эксплуатация,ремонт,техобслуживание и регулировка топливной системы и ДВС, повышается надежность работы ДВС.(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ УСТАНОВКИ УСТРОЙСТВА ОТКЛЮЧЕНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА НА ДИЗЕЛЬ(57) Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к способам и устройствам для отключения цилиндров двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Технический результат - упрощение способа установки устройства отключения подачи топлива на дизель, не снабженного таким устройством, с одновременным упрощением его конструкции. Технический результат достигается тем, что в способе установки устройства отключения подачи топлива на дизель, содержащего топливный насос с разгерметизированными нагнетательными Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к двигателям внутреннего сгорания с устройством для отключения части цилиндров на режимах холостого хода и малых нагрузок и частот вращения. В аналоге 1. А.с. 338663 СССР, МКИ 02 17/02. Устройство для отключения части цилиндров двигателя внутреннего сгорания /В.Г. Целищев Ордена Ленина и Ордена Трудового Красного Знамени завод транспортного машиностроения им. В.И. Ленина //Б.И.- 1972.- 16 отключение подачи топлива форсункой в цилиндры осуществляется выключателем, снабженным приводом от датчика режима работы. Недостатком аналога является то,что ненадежная работа выключателя форсунки приводит к неустойчивой работе двигателя на режимах холостого хода и малых нагрузок и частот вращения. Кроме того,из-за сложности конструкции усложнен способ установки устройства отключения подачей топлива на двигатели, не снабженные в эксплуатации такими устройствами. В прототипе 2. А.с. 850882 СССР, МКИ 4 02 17/02. Устройство для отключения части цилиндров двигателя внутреннего сгорания /В.Г. Целищев Ордена Ленина и Ордена Трудового Красного Знамени завод транспортного машиностроения им. В.И. Ленина// Б.И.- 1981.- 28. (прототип) для отключения части цилиндров двигатель внутреннего сгорания содержит топливный насос высокого давления с нагнетательным клапаном и плунжером,связанный нагнетательным трубопроводом с форсункой, выключатель форсунок, снабженный приводом от датчика режима работы, причм выключатель выполнен в виде перепускного клапана,подключенного к нагнетательному трубопроводу при помощи ответвления от него. Таким образом, в прототипе еще больше усложнено устройство отключения подачей топлива и способ установки его на двигатели, не снабженные в эксплуатации такими устройствами, что затрудняет осуществление способа, усложняет изготовление,сборку,эксплуатацию,техобслуживание и регулировку топливной системы и всего двигателя, так как для установки устройства необходимо разобрать топливную систему, снять нагнетательные трубопроводы и изготовить выключатели форсунок, снабженный приводом от датчика режима работы, причм выключатель выполнен в виде перепускного клапана,подключенного к нагнетательному трубопроводу при помощи ответвления от него, т.е. необходимо изготовить трубопровод ответвления к каждой отключаемой форсунке, снабдить датчиком режима работы и связать его с выключателями отключаемых форсунок. Сущность изобретения заключается в следующем. Технический результат - упрощение способа установки устройства отключения подачи топлива на дизель, не снабженного таким устройством, с одновременным упрощением его конструкции. Технический результат достигается тем, что в способе установки устройства отключения подачи 2 топлива на дизель, содержащего топливный насос с разгерметизированными нагнетательными клапанами,установленные в цилиндры и соединнные с насосными секциями нагнетательными трубопроводами бездренажные форсунки с запорной иглой,образующей сообщенные между собой через зазор в распылителе подыгольную и замкнутую надыгольную полости,включающий демонтаж топливной системы и установку устройства отключения подачи топлива на часть цилиндров путем выключения подачи топлива форсункой, с насосных секций, подающих топливо на отключаемые цилиндры, отсоединяют нагнетательные трубопроводы и демонтируют разгерметизированные нагнетательные клапаны, а на их место устанавливают герметизированные нагнетательные клапаны и монтируют нагнетательные трубопроводы. Защищаемый способ отличается тем, что с насосных секций,подающих топливо на отключаемые цилиндры,отсоединяют нагнетательные трубопроводы и демонтируют разгерметизированные нагнетательные клапаны, а на их место устанавливают герметизированные нагнетательные клапаны и монтируют нагнетательные трубопроводы. Предлагаемый способ по сравнению с аналогом и прототипом значительно проще. Известен двигатель 3. А.с 1825884 СССР. МКИ 4 02 17/02. Двигатель внутреннего сгорания /А.К. Каракаев ПИИ//Б.И. - 1993. -25 4. Пат. 2533 . МКИ 02 17/02. штен жану двигател - Двигатель внутреннего сгорания/А.К. Каракаев КазГТУ. -4409057/06 Мэлмд.-3 аявл. 02.11.93 Жариял.Опубл. 15.09.95//Бюл. -1995. - 3, в цилиндры которых топливо впрыскивается форсунками с замкнутой надыгольной полостью,т. е. бездренажными форсунками, сообщенными с секциями топливного насоса нагнетательными трубопроводами через герметизированный нагнетательный клапан, герметично разобщающий полость штуцера насоса от надплунжерной полости,но на режимах холостого хода и малых нагрузок и частот вращения в замкнутой надыгольной полости интенсивно накапливается топливо, повышая давление в ней, причм в последующих циклах скорость нарастания давления растт так резко, что в дальнейшем давления, создаваемого плунжером,становится недостаточным в последовательных циклах для стабильного подъма иглы, которая нагружена пружиной и постоянно повышающимся давлением топлива в надыгольной полости, что приводит к повышению остаточного давления в нагнетательном трубопроводе (рО), а это, в свою очередь, приводит к росту давления в надыгольной полости и в конечном итоге, к гидрозаклиниванию бездренажной форсунки, т.е. к отключению подачи топлива в цилиндры. Это отрицательное свойство бездренажной форсунки отключать подачу топлива с герметизированным нагнетательным клапаном использовано в настоящем изобретении как положительное свойство для отключения подачи топлива на часть цилиндров, т.е. устройство отключения подачи топлива на режимах холостого хода и малых нагрузок и частот вращения выполнено в виде замкнутой надыгольной полости форсунки в сочетании с герме- газированным нагнетательным клапаном. Если же сообщить надыгольные полости бездренажных форсунок с надплунжерной полостью и с полостью всасывания через каналы в нагнетательном клапане или в седле 5-9, то полностью устраняется гидрозаклинивание их на всех возможных режимах работы из-за того,что топливо в периоды между впрысками из надыгольной полости перетекают в полость всасывания через каналы в клапане, которые постоянно сообщают полость штуцера насоса с надплунжерной полостью. Поэтому установка на неотключаемые цилиндры бездренажных форсунок в совокупности с разгерметизированными нагнетательными клапанами обеспечивает нормальное впрыскивание топлива форсункой на всех возможных в эксплуатации режимах работы двигателя. Установка герметизированных нагнетательных клапанов в отключаемые секции вместо разгерметизированных нагнетательных клапанов значительно проще осуществить, чем устройство отключения подачи топлива на отключаемые цилиндры в прототипе. Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1-3. На фиг. 1 приведена схема установленной на дизель топливной системы, на фиг. 2 - схема секции топливного насоса с разгерметизированным нагнетательным клапаном, подающую топливо на неотключаемые цилиндры, а на фиг. 3 - схема секции топливного насоса с герметизированным нагнетательным клапаном, подающую топливо на отключаемые цилиндры. Способ установки устройства отключения подачи топлива на дизель, в том числе и на находящиеся в эксплуатации, не снабженного таким устройством, осуществляется следующим образом. Например, дизель имеет топливную систему (фиг.1),имеющие насосные секции с разгерметизированными нагнетательными клапанами (фиг.2), т.е. все цилиндры являются неотключаемыми. Установка устройства отключения подачи топлива на дизель заключается в том, что снимают с насосных секций разгерметизированные нагнетательные клапаны, а на их место устанавливают герметичные нагнетательные клапаны (фиг. 3). После установки устройства отключения подачи топлива на дизель топливная система состоит из топливного насоса с секциями 1-4, соединенных нагнетательными трубопроводами 5 с подыгольной полостью 6 бездренажной форсунки, состоящей из корпуса распыли теля 7, иглы 8, нагруженной пружиной 9 и давлением топлива в замкнутой надыгольной полости 10, корпуса 11 и колпака 12,которая и делает полость 10 замкнутой, а форсункубез-дренажной. Полости 6 и 10 сообщены через зазор между корпусом распылителя 7 и иглой 8. Каждая из секций 1-4 содержит плунжер 13 и втулку 14 с линией всасывания 15 и надплунжерной полостью 16, нагнетательный клапан, состоящей из запорного органа 17 и седла 18, штуцера 19 с полостью 20. На разгерметизированном нагнетательном клапане, установленном на секции,подающие топливо на неотключаемые цилиндры,выполнены каналы в виде пазов 21, которые постоянно сообщают полости 16 и 20 через зазор между седлом 18 и разгрузочным пояском 22 запорного органа, а в герметизированном нагнетательном клапане (фиг. 3) пазов 21 нет. После установки устройства отключения подачи топлива на дизель топливная система работает следующим образом. Топливо из линии всасывания 15 поступает в надплунжерные полости 16 секций 14 согласно порядку работы цилиндров двигателя,например 1-3-4-2, и повышает давление в них,откуда топливо через каналы между перьями запорного органа, зазор между разгрузочным пояском 22 и седлом 18 попадает в кольцевой канал выше пояска 22. В секциях с пазами 21 топливо и при неподвижном запорном органе поступает в полость 20 штуцера 19, повышая рО. Когда поясок 22 выходит из каналов 21, начинается интенсивное поступление топлива от всех четырех секций 1-4 в подыгольные полости 6, повышая давление в них. Часть топлива через зазор в распылителе поступает в надыгольную полость 10, повышая давление в ней. Когда давление в подыгольной полости 6 становится равным давлению начала впрыскивания топлива (рФО) или давлению начала открытия иглы,она поднимается и топливо впрыскивается в цилиндры двигателя. По мере достижения иглой упора прекращается поступление топлива из подыгольной полости 6 в надыгольную полость 10. В результате повышения давления в надыгольной полости 10 (рНП) за период впрыскивания топлива посадка иглы происходит под действием совместных усилий пружины 9 и повысившегося рНП. Допустим, что при порядке работы цилиндров двигателя 1-3-4-2, неотключаемыми являются цилиндры, в которое топливо подается секциями 1 и 4 (фиг. 1 и фиг. 2), а цилиндры, в которые топливо подается секциями 2 и 3 (фиг. 1 и фиг. 3), являются отключаемыми на режимах холостого хода, малых нагрузок и частот вращения. Бездренажные форсунки, питаемые секциями 2-3, стабильно впрыскивают топливо в цилиндры на режимах средних, номинальных и близких к ним нагрузок и частот вращения, но на режимах холостого хода,малых нагрузок и частот вращения резко увеличивается давление в надыгольной полости 10,что приводит к гидрозаклиниванию форсунок. Резкое повышение давления в надыгольных полостях 10 форсунок, обслуживаемых секциями 2 и 3, при малых цикловых подачах топлива,соответствующих режимам холостого хода и малых нагрузок и частот вращения двигателя, объясняется тем, что давления, создаваемого секциями насоса,становится недостаточным для стабильного подъема иглы в последовательных циклах и все топливо перетекает через зазор в распылителе в 3 надыгольную полость. Так как игла не поднимается и через сопловые отверстия топливо не распыливается,а герметизированный нагнетательный клапан (фиг. 3) герметично разъединяет полость 20 штуцера от надплунжерной полости 16, то возрастает рФО, что также способствует дополнительному повышению давления в надыгольной полости, т.е. ускорению гидрозаклинивания игл бездренажных форсунок,установленных на отключаемые цилиндры, на режимах холостого хода и малых нагрузок и частот вращения. Таким образом, бездренажные форсунки, в которые топливо податся секциями 2 и 3,укомплектованные нагнетательными клапанами,герметично разобщающими полости 20 и 16 после посадки запорного органа 17 на седло 18 (фиг. 3),отключают подачу топлива в цилиндры на режимах холостого хода, малых нагрузок и частот вращения из-за резкого повышения давления в надыгольной полости, т.е. из-за гидрозаклинивания их. При этом следует отметить, что величину цикловой подачи топлива, при которой наступает гидрозаклинивание форсунок, можно регулировать, изменяя затяжку пружины 9 и длину сопряженной части иглы с корпусом распылителя 5. Каракаев А.К. Топливные системы с бездренажными форсунками и повышение технико-экономических показателей дизелей. - Павлодар РИО ПГУ им С. Торайгырова,2001. -176 с 6. А.с. 1416736 СССР, МКИ 02 М 59/44. Топливная система для дизеля / А.К. Каракаев ПИИ//Б.И. -1988. - 30. 7. Пат. 977 ,МКИ 4 02 М 59/44. Дизельге арналан отын жуйес Топливная система для дизеля /А.К. Каракаев КазГТУ. - 16736 Млмд.-3 аявл. 20.12.93 Жариял.-Опубл. 15.06.94. -1994. -Бюл. 2. 8. А.с. 1201543 СССР, МКИ 02 М 59/44. Топливная система для дизеля / А.К. Каракаев ПИИ // Б.И. 1985. - 48 // Б.И. -1991. - 2 (Изменена формула изобретения) 9. Пат. 980 , МКИ 4 02 М 59/44. Дизельге арналан отын жуйес - Топливная система дизеля/А.К. Каракаев КазГТУ. - 1201543 Млмд.-3 аявл. 22.12. 93 Жариял.-Опубл. 15.06.94. 1994.-Бюл.2, причм с уменьшением последней и с увеличением затяжки пружины величина цикловой подачи топлива, при которой наступает гидрозаклинивание, увеличивается. Следовательно,при эксплуатации и создании конкретного двигателя, варьируя указанными параметрами,можно добиваться отключения подачи топлива при различных подачах топлива. Для обеспечения повторяемости всех последующих циклов впрыскивания бездренажиными форсунками, установленными на неотключаемые цилиндры, в которые топливо подают секциями 1 и 4 (фиг. 1 и фиг. 2), в периоды между впрысками надыгольные полости разгружается так, чтобы игла 8 открывалась при необходимом рФО. Снижение давления в полости 10 осуществляется путем отвода топлива из не через зазор в распылителе и каналы 21 в седле 18 (фиг. 2),зазор между разгрузочными пояском 22 и седлом 18,каналы между перьями запорного органа,надплунжерную полость 16 в линию всасывания 15. При уменьшении частоты вращения время между впрысками увеличивается,соответственно увеличивается и время разгрузки, и разгрузка надыгольной полости, что приводит к снижению давления топлива в ней. Это снижает давления подъма и посадки иглы 8, и, как следствие,дополнительно повышает стабильность впрыскивания и дозирования топлива и уменьшает минимально - устойчивую цикловую подачу топлива 3, 5-9. Таким образом, защищаемый способ установки устройства отключения подачи топлива значительно проще прототипа 2, так как упрощаются осуществление способа, конструкция, изготовление и сборка форсунок, топливной системы и двигателя,экономится металл, упрощается монтаж и демонтаж бездренажных форсунок,следовательно,упрощаются эксплуатация,ремонт,техобслуживание и регулировка топливной системы и двигателя в целом, повышая наджность работы двигателя, причем осуществление способа не вызывает технических трудностей при установке устройства и на эксплуатируемые дизели, не снабженных устройством отключения подачи топлива на часть цилиндров, т.е. защищаемый способ промышленно применим в дизелях,используемых в самых различных областях человеческой деятельности (на автотракторных,тепловозных, судовых дизелях, танковых дизелях и других дизелях военно-инженерного назначения). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ установки устройства отключения подачи топлива на дизель, содержащего топливный насос с разгерметизированными нагнетательными клапанами,установленные в цилиндры и соединенные с насосными секциями нагнетательными трубопроводами бездренажные форсунки с запорной иглой,образующей сообщенные между собой через зазор в распылителе подыгольную и замкнутую надыгольную полости,включающий демонтаж топливной системы и установку устройства отключения подачи топлива на часть цилиндров путем выключения подачи топлива форсункой, отличающийся тем, что с насосных секций,подающих топливо на отключаемые цилиндры,отсоединяют нагнетательные трубопроводы и демонтируют разгерметизированные нагнетательные клапаны, а на их место устанавливают герметизированные нагнетательные клапаны и монтируют нагнетательные трубопроводы.