Топливная система дизеля с бездренажными форсунками

(51) 02 59/44 (2006.01) 02 17/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат достигается тем, что в в топливной системе дизеля с бездренажными форсунками, содержащей топливный насос с разгерметизированными и герметизированными нагнетательными клапанами, секции которого нагнетательными трубопроводами соединены с бездренажными форсунками с запорными иглами,образующими сообщенные между собой через зазор в распылителе подыгольную и замкнутую надыгольную полости в каждой форсунке,отличается тем, что детали или часть деталей иглозапирающего механизма каждой форсунки, а также детали или часть деталей, образующих надыгольную полость, намагничены или выполнены из магнитного материала. Технический результат достигается и может быть достигнут во время эксплуатации, ремонта,техобслуживания и регулировки любой топливной системы с бездренажными форсунками и ДВС.(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДИЗЕЛЯ С БЕЗДРЕНАЖНЫМИ ФОРСУНКАМИ(57) Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к способам и устройствам для отключения цилиндров двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Технический результат - сбор механических примесей и продуктов износа распылителя с иглой и повышение тем самым наджности работы и срока службы бездренажных форсунок, а следовательно,всей топливной системы и всего двигателя в целом. Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к дизелям, оборудованным топливной системой с бездренажными форсунками. Известен двигатель Патент 2533 . МКИ 02 Д 17/02. штен жану двигател-Двигатель внутреннего сгорания / А.К. Каракаев КазГТУ. 4409057/06 Млмд.-3 аявл. 02.11.1993 Жариял.-Опубл. 15.09.1995 //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 дизеля. Это отрицательное свойство бездренажной форсунки отключать подачу топлива с герметизированным нагнетательным клапаном использовано в аналоге Патент 2533 . МКИ 02 Д 17/02.штен жану двигател-Двигатель внутреннего сгорания / А.К. Каракаев КазГТУ. 4409057/06 Млмд.-3 аявл. 02.11.1993 Жариял.-Опубл. 15.09.1995 //Бюл. -1995. 3 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 гермегазированным нагнетательным клапаном. В качестве прототипа использована топливная система дизеля с бездренажными форсунками,содержащая топливный насос с разгерметизированными и герметизированными нагнетательными клапанами, секции которого нагнетательными трубопроводами соединены с бездренажными форсунками с запорными иглами,образующими сообщенные между собой через зазор в распылителе подыгольную и замкнутую надыгольную полости в каждой форсунке Инновационный патент 26173. МПК 02 17/02. Дизельге отынны 9 берун ажырату крылысын орнату тсл - Способ установки устройства отключения подачи топлива на дизель/ А.К. Каракаев ПГУ им. С.Торайгырова. 2011/1339.1 Млмд.-3 аявл. 27.12.2011 Жариял.Опубл. 14.09.2012//Бюл. 2012. 9. Установка в прототипе на неотключаемые цилиндры бездренажных форсунок в совокупности с разгерметизированными нагнетательными клапанами обеспечивает нормальное впрыскивание топлива форсункой на всех возможных в эксплуатации режимах работы двигателя из-за того,что топливо в периоды между впрысками из надыгольной полости перетекает в полость всасывания через каналы в клапане, которые постоянно сообщают полость штуцера насоса с надплунжерной полостью. Недостаток прототипа - механические примеси и продукты износа распылителя с иглой (из-за отсутствия слива топлива из надыгольных полостей) могут заклинить иглу, снижая наджность работы и сроки службы бездренажных форсунок, а следовательно, всей топливной системы и всего двигателя в целом. Сущность изобретения заключается в следующем. Технический результат - сбор механических примесей и продуктов износа распылителя с иглой и повышение тем самым наджности работы и срока службы бездренажных форсунок, а следовательно,всей топливной системы и всего двигателя в целом. Технический результат достигается тем, что в топливной системе дизеля с бездренажными форсунками, содержащими топливный насос с разгерметизированными и герметизированными нагнетательными клапанами, секции которого нагнетательными трубопроводами соединены с бездренажными форсунками с запорными иглами,образующими сообщенные между собой через зазор в распылителе подыгольную и замкнутую надыгольную полости в каждой форсунке, детали или часть деталей иглозапирающего механизма каждой форсунки, а также детали или часть деталей,образующих надыгольную полость каждой форсунки, намагничены или выполнены из магнитного материала. Защищаемая топливная система дизеля с бездренажными форсунками отличается тем, что детали или часть деталей иглозапирающего механизма каждой форсунки, а также детали или часть деталей, образующих надыгольную полость каждой форсунки, намагничены или выполнены из магнитного материала. 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. Топливная система состоит из топливного насоса с секциями 1-4, соединенных нагнетательными трубопроводами 5 с подыгольной полостью 6 бездренажной форсунки, состоящей из корпуса распылителя 7, запорной иглы 8, нагруженной пружиной 9 и давлением топлива в замкнутой надыгольной полости 10, корпуса 11 и колпака 12, 27988 которая и делает полость 10 замкнутой, а форсунку бездренажной. Полости 6 и 10 сообщены через зазор между корпусом распылителя 7 и запорной 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. Для сбора механических примесей и продуктов износа распылителя с иглой и повышения тем самым наджности работы и срока службы бездренажных форсунок, а следовательно, всей топливной системы и всего двигателя в целом детали или часть деталей иглозапирающего механизма каждой форсунки, а также детали или часть деталей, образующих надыгольную полость каждой форсунки,намагничены или выполнены из магнитного материала. Топливная система работает следующим образом. Топливо из линии всасывания 15 поступает в надплунжерные полости 16 секций 1-4 согласно порядку работы цилиндров двигателя, например 1-34-2, 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 с запорной иглой 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 цилиндр 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 дизеля, 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 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. При этом следует отметить, что величину цикловой подачи топлива, при которой наступает гидрозаклинивание игл форсунок,можно регулировать, изменяя затяжку пружины 9 и длину сопряженной части иглы с корпусом распылителя Каракаев А. К. Топливные системы с бездренажными форсунками и повышение техникоэкономических показателей дизелей. Павлодар РИО ПГУ им С. Торайгырова, 2001. с.176 4. А.с. 1416736 СССР, МКИ 02 М 59/44. Топливная система для дизеля / А.К. Каракаев ПИИ//Б.И.-1988. - 30. Пат. 977 , МКИ 4 02 М 59/44. Дизельге арналган отын жуйес 1 - Топливная система для дизеля / А. К. Каракаев КазГТУ. - 16736 Млмд, Заявл. 20.12.93 Жариял. Опубл. 15.06.94. -1994. Бюл. 2. 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) Патент 980 , МКИ 4 02 М 59/44. Дизельге арналан отын жйес - 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 бездренажными 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 3 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 Патент 2533 . МКИ 02 Д 17/02. штен жану двигател-Двигатель внутреннего сгорания / А.К. Каракаев КазГТУ. 4409057/06 Млмд.-3 аявл. 02.11.1993 Жариял.-Опубл. 15.09.1995 //Бюл. 1995. 3 Инновационный патент 26173. МПК 02 17/02. Дизельге отынны 9 берун ажырату крылысын орнату тсл - Способ установки устройства отключения подачи топлива на дизель/ А.К. Каракаев ПГУ им. С.Торайгырова. 2011/1339.1 Млмд.-3 аявл. 27.12.2011 Жариял.Опубл. 14.09.2012//Бюл. 2012. 9 Каракаев А. К. Топливные системы с бездренажными форсунками и повышение технико-экономических показателей дизелей. Павлодар РИО ПГУ им С. Торайгырова,2001. с.176 4. А.с. 1416736 СССР, МКИ 02 М 59/44. Топливная система для дизеля / А.К.Каракаев ПИИ//Б.И. 1988. 30. Пат. 977 , МКИ 4 02 М 59/44. Дизельге арналган отын жйес Топливная система для дизеля / А.К. Каракаев КазГТУ. 16736 Млмд, Заявл. 20.12.93 Жариял. Опубл. 15.06.94. 1994. Бюл. 2. 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) Патент 980 , МКИ 4 02 М 59/44. Дизельге арналан отын жйес - Топливная система дизеля/А. К. Каракаев КазГТУ. 1201543 Млмд.-3 аявл. 22.12.93 Жариял.-Опубл. 15.06.94. -1994. Бюл. 2. Защищаемая топливная система дизеля с бездренажными форсунками промышленно применима, может использоваться в самых различных областях человеческой деятельности (на автотракторных, тепловозных, судовых дизеля х,танковых д изелях и других дизелях военноинженерного назначения). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Топливная система дизеля с бездр е нажными форсунками, содержащая топливный насос с разгерметизированными и герметизированными нагнетательными клапанами, секции которого нагнетательными трубопроводами соединены с бездренажными форсунками с запорными иглами,образующими сообщенные между собой через зазор в распылителе подыгольную и замкнутую надыгольную полости в каждой форсунке,отличающаяся тем, что детали или часть деталей иглозапирающего механизма каждой форсунки, а также детали и ли часть деталей, образующих надыгольную полость каждой форсунки,намагничены или выполнены из магнитного материала.