close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9997

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.12.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 9997
(13) C1
(19)
F 02M 57/00
F 04F 1/00
F 02M 51/06
ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНЫЙ НАСОС-ФОРСУНКА
(21) Номер заявки: a 20050968
(22) 2005.10.07
(43) 2007.06.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Объединенный институт машиностроения Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Москаленко Виктор Иванович; Климук Анатолий Степанович;
Янкевич Наталья Степановна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Объединенный
институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) RU 2157913 C2, 2000.
SU 1550201 A1, 1990.
SU 1719704 A1, 1992.
RU 2062346 C1, 1996.
RU 2053406 C1, 1996.
RU 2156891 C1, 2000.
FR 7928477 A1, 1980.
US 4505243, 1985.
US 5271371 A, 1993.
BY 9997 C1 2007.12.30
(57)
Электроимпульсный насос-форсунка, содержащий корпус с полостью для перекачиваемой жидкости, первый обратный клапан в канале подвода перекачиваемой жидкости низкого давления, распылитель с каналами для перекачиваемой жидкости высокого давления и
Фиг. 1
BY 9997 C1 2007.12.30
электроды, управляемые контроллером, отличающийся тем, что содержит подпружиненный упругий подвижный элемент, разделяющий внутренний объем корпуса на две части узел первичного гидравлического давления с полостью первичного гидравлического давления для рабочей жидкости, в которую помещены электроды и которая гидравлически
сообщена через второй обратный клапан с источником подачи рабочей жидкости низкого
давления, и узел вторичного гидравлического давления с полостью для перекачиваемой
жидкости, которая с одной стороны гидравлически сообщена через первый обратный клапан с источником подачи перекачиваемой жидкости низкого давления, а с другой стороны
гидравлически сообщена с распылителем, при этом вышеупомянутый подвижный элемент
со стороны полости первичного гидравлического давления связан со штоком, на котором
размещен клапан стравливания рабочей жидкости высокого давления из полости первичного гидравлического давления в надклапанную полость, которая, в свою очередь, гидравлически сообщена через дренажное отверстие с источником подачи рабочей жидкости
низкого давления, при этом на вышеупомянутом штоке размещены пружина клапана
стравливания рабочей жидкости высокого давления и ходовая гайка, входящая в подвижное зацепление с осью регулирования цикловой подачи перекачиваемой жидкости.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к топливоподающей
аппаратуре двигателей внутреннего сгорания (ДВС), и предназначено для впрыска топлива в цилиндры двигателей, а также в качестве средства для создания давления, перекачивания и распыления различных жидкостей.
Известен электроимпульсный насос-форсунка (патент RU 2156891, МПК7 F 04F 1/16,
2000), предназначенный для перекачивания и распыления различных жидкостей, в том
числе для впрыска топлива в цилиндры ДВС, содержащий корпус с выполненными в нем
полостью для перекачиваемой жидкости каналом подвода перекачиваемой жидкости низкого давления и каналом для распыления перекачиваемой жидкости высокого давления, а
также содержащий клапан и электроды.
Недостатком этого аналога является то, что его электроды быстро теряют способность
создавать мощный электрический разряд в полости для перекачиваемой жидкости электроимпульсного насоса-форсунки из-за шунтирования разрядного промежутка отложениями кокса (Грехов Л.В. Топливная аппаратура дизелей с электронным управлением.
Учебно-практическое пособие. - М.: Легион-Автодата, 2003. - С. 54.). Другим недостатком
аналога является то, что электрический разряд в ряде жидкостей может вызывать недопустимые изменения их физических и химических свойств.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа изобретения, является
насос-форсунка (патент RU 2157913, МПК7 F 02M 57/02, 2000), предназначенный для
ДВС с системой подачи топлива с электрическим приводом, содержащий корпус с выполненной в нем полостью для перекачиваемого топлива, электроды, обратный клапан в канале подвода топлива низкого давления в полость для перекачиваемого топлива и распылитель с выполненными в нем каналами для подвода топлива высокого давления.
Недостатком прототипа, как и аналога, является то, что при использовании его для
впрыска топлива в цилиндры ДВС электроды этого насоса-форсунки быстро теряют способность создавать мощный электрический разряд из-за шунтирования разрядного промежутка отложениями кокса.
Задачей изобретения является получение высокого качества топливовоздушной смеси
на всех режимах работы ДВС при одновременном исключении шунтирования разрядного
промежутка отложениями кокса на электродах электроимпульсного насоса-форсунки,
улучшение экономических и экологических показателей ДВС, снижение себестоимости
ДВС, а также исключение возможных изменений физических и химических свойств перекачиваемых жидкостей под действием электрических разрядов.
2
BY 9997 C1 2007.12.30
Решение поставленной задачи достигается тем, что в электроимпульсном насосе-форсунке, содержащем корпус с полостью для перекачиваемой жидкости, первый обратный
клапан, расположенный в канале подвода перекачиваемой жидкости низкого давления в
полость для перекачиваемой жидкости, распылитель, с выполненными в нем каналами для
подвода перекачиваемой жидкости высокого давления, и электроды, управляемые контроллером, согласно техническому решению дополнительно введен подпружиненный
упругий подвижный элемент, выполненный в виде сильфона, который разделяет внутренний объем корпуса на две части - узел первичного гидравлического давления с полостью
первичного гидравлического давления для рабочей жидкости, в которую помещены вышеупомянутые электроды (в аналоге и прототипе электроды находятся в полости для перекачиваемой жидкости) и которая гидравлически сообщена через дополнительно введенный второй обратный клапан с дополнительно введенным источником подачи рабочей
жидкости низкого давления, и второй частью которого является узел вторичного гидравлического давления с полостью вторичного гидравлического давления для перекачиваемой жидкости. При этом полость вторичного гидравлического давления для перекачиваемой жидкости с одной стороны гидравлически сообщена через первый обратный клапан с
источником подачи перекачиваемой жидкости низкого давления, а с другой стороны гидравлически сообщена с распылителем, при этом вышеупомянутый упругий подвижный
элемент со стороны полости первичного гидравлического давления связан со штоком, на
котором размещен клапан стравливания рабочей жидкости высокого давления из полости
первичного гидравлического давления в надклапанную полость, которая, в свою очередь,
гидравлически сообщена через дренажное отверстие с источником подачи рабочей жидкости низкого давления. При этом на вышеупомянутом штоке, вместе с клапаном стравливания рабочей жидкости высокого давления, последовательно размещены пружина клапана стравливания рабочей жидкости высокого давления и ходовая гайка, входящая в
подвижное зацепление с осью регулирования цикловой подачи перекачиваемой жидкости,
что позволяет изменять производительность электроимпульсного насоса-форсунки.
Сущность заявленного электроимпульсного насоса-форсунки поясняется чертежами
на примере электроимпульсного насоса-форсунки для ДВС, где изображены:
фиг. 1 - электроимпульсный насос-форсунка в выключенном состоянии;
фиг. 2 - электроимпульсный насос-форсунка в состоянии процесса впрыска;
фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1;
фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1.
Электроимпульсный насос-форсунка (фиг. 1) состоит из корпуса 1, внутри которого
закреплен, при помощи головки 2 и промежуточного электрода 3, упругий подвижный
элемент, выполненный в виде сильфона 4. С внутренней стороны упругого подвижного
элемента 4 к его торцу прикреплен шток 5, на котором размещены клапан 6 стравливания
рабочей жидкости высокого давления, пружина 7 клапана 6 и ходовая гайка 8, входящая в
подвижное зацепление при помощи шариков 9 с осью 10 регулирования цикловой подачи
перекачиваемой жидкости. С наружной стороны упругого подвижного элемента 4, напротив его торца, установлена пружина 11 обратного хода упругого подвижного элемента 4,
которая одной стороной упирается в его торец, а другой стороной опирается на упорный
элемент 12, к которому при помощи накидной гайки 13 пристыкован распылитель 14.
Внутри распылителя 14 установлена игла 15 распылителя и пружина 16 ее обратного хода.
С наружной стороны корпуса 1 в его теле закреплен первый обратный клапан 17, а в теле
головки 2 с наружной стороны закреплены второй обратный клапан 18 и два электрода 19
(фиг. 3), расположенные диаметрально противоположно друг другу напротив промежуточного электрода 3 и являющиеся элементами электрической цепи (не показано) контроллера 20. Упругий подвижный элемент 4 разделяет внутренний объем электроимпульсного насоса-форсунки на две части - полость 21 первичного гидравлического
давления, предназначенную для рабочей жидкости, и полость 22 вторичного гидравличе3
BY 9997 C1 2007.12.30
ского давления, предназначенную для перекачиваемой жидкости. Полость 21 первичного
гидравлического давления с одной стороны гидравлически сообщена с источником 23 подачи рабочей жидкости низкого давления через второй обратный клапан 18, а с другой
стороны гидравлически сообщена с этим же источником 23 через надклапанную полость
24 и дренажное отверстие 25. Полость 22 вторичного гидравлического давления с одной
стороны гидравлически сообщена с источником 26 подачи перекачиваемой жидкости низкого давления через первый обратный клапан 17 и канал 27 подвода перекачиваемой жидкости низкого давления, расположенный в теле корпуса 1, а с другой стороны гидравлически сообщена через состыкованные между собой каналы 28 и 29 для перекачиваемой
жидкости высокого давления, равномерно и диаметрально противоположно расположенные по окружности в теле упорного элемента 12 и распылителя 14, и далее гидравлически
сообщена с отверстиями 30 для перекачиваемой жидкости высокого давления, которые
также равномерно и диаметрально противоположно расположены по окружности в теле
распылителя 14. Полость 31, в которую помещена пружина 16 обратного хода иглы 15
распылителя, гидравлически сообщена с источником 26 подачи перекачиваемой жидкости
низкого давления через дренажное отверстие 32.
Функционально устройство электроимпульсного насоса-форсунки можно разделить на
два узла - узел первичного гидравлического давления и узел вторичного гидравлического
давления. Узел первичного гидравлического давления (фиг. 1) состоит из головки 2, образующей совместно с упругим подвижным элементом 4 полость 21 первичного гидравлического давления, предназначенную для циркулирующей рабочей жидкости, в которую
помещены промежуточный электрод 3 и два электрода 19 (фиг. 3). В узел первичного гидравлического давления также входят: шток 5, клапан 6 стравливания рабочей жидкости
высокого давления, пружина 7 клапана 6, ходовая гайка 8, шарики 9, ось 10 регулирования
цикловой подачи перекачиваемой жидкости, пружина 11 обратного хода упругого подвижного элемента 4, второй обратный клапан 18, контроллер 20 (фиг. 3) и источник 23
подачи рабочей жидкости низкого давления.
Вторым узлом электроимпульсного насоса-форсунки является узел вторичного гидравлического давления (фиг. 1) с полостью 22 вторичного гидравлического давления для
перекачиваемой жидкости, который состоит из корпуса 1, образующего совместно с упорным элементом 12, входящим в этот узел, и упругим подвижным элементом 4, являющимся одновременно элементом конструкции узла первичного гидравлического давления, полость 22 вторичного гидравлического давления, предназначенную для перекачиваемой
жидкости. В узел вторичного гидравлического давления также входят распылитель 14, накидная гайка 13 крепления распылителя 14, игла 15 распылителя 14, пружина 16 обратного хода иглы 15, первый обратный клапан 17 и источник 26 подачи перекачиваемой жидкости низкого давления.
В конструкции электроимпульсного насоса-форсунки возможны варианты (не показаны) с исполнением распылителя отдельно от остальной части устройства, гидравлическая
связь между которыми может осуществляться при помощи трубопровода.
При использовании предлагаемого устройства в качестве насоса взамен распылителя
устанавливается третий обратный клапан (не показано).
Работа электроимпульсного насоса-форсунки (фиг. 1, 2, 3 и 4) осуществляется в результате периодического воздействия давления рабочей жидкости (воды либо другой заменяющей ее жидкости, обеспечивающей эффективную и бесперебойную работу электродов 3 и 19) на упругий подвижный элемент 4, со стороны полости 21 первичного
гидравлического давления, растягивающей его в результате электрогидравлического удара, возникающего при прохождении импульсного электрического разряда между электродами 19 и промежуточным электродом 3 (фиг. 3), помещенными в эту жидкость. В результате удлинения упругого подвижного элемента 4, под действием давления рабочей
жидкости со стороны полости 21 первичного гидравлического давления, рабочий объем
4
BY 9997 C1 2007.12.30
полости 22 вторичного гидравлического давления уменьшается, и перекачиваемая жидкость вытесняется из этой полости через каналы 28 и 29 на впрыск, отжимая при этом иглу 15 распылителя на открытие отверстий 30, расположенных равномерно по окружности
в теле носика распылителя 14, через которые далее и происходит распыление перекачиваемой жидкости (топлива) в камере сгорания (не показано) ДВС. При этом первый обратный клапан 17, под действием давления перекачиваемой жидкости со стороны полости
22 вторичного гидравлического давления, закрывается. Клапан 6 стравливания рабочей
жидкости высокого давления, при удлинении упругого подвижного элемента 4, закрыт
под действием давления рабочей жидкости в полости 21 первичного гидравлического давления до тех пор, пока ходовая гайка 8, при движении штока 5 вместе с упругим подвижным элементом 4, не откроет его, пересилив ответное давление рабочей жидкости на этот
клапан 6 со стороны полости 21 первичного гидравлического давления. В результате образовавшиеся газы, от разложения рабочей жидкости при прохождении через нее электрического разряда, выдавливаются под действием их избыточного давления из полости 21
первичного гидравлического давления через открывшуюся надклапанную полость 24
(фиг. 2) и дренажное отверстие 25 в дренажный трубопровод (не показан) источника 23
подачи рабочей жидкости низкого давления. При этом давление рабочей жидкости в полости 21 первичного гидравлического давления падает, и новая порция охлажденной рабочей жидкости, из вышеупомянутого источника 23 подачи рабочей жидкости низкого
давления, поступает через второй обратный клапан 18 в полость 21 первичного гидравлического давления, вытесняя при этом остатки образовавшихся газов и часть нагревшейся
рабочей жидкости в дренажный трубопровод этого же источника 23. С падением давления
рабочей жидкости в полости 21 первичного гидравлического давления пружина 11 обратного хода упругого подвижного элемента возвращает упругий подвижный элемент 4 в исходное положение, закрывая тем самым через шток 5 клапан 6 стравливания рабочей
жидкости высокого давления. В результате возвращения упругого подвижного элемента 4
в исходное положение объем полости 22 вторичного гидравлического давления увеличивается, а давление перекачиваемой жидкости в ней падает. При этом игла 15 распылителя
14 под действием давления пружины 16 обратного хода иглы 15 закрывает отверстия 30 в
распылителе 14, а новая порция перекачиваемой жидкости, из источника 26 подачи перекачиваемой жидкости низкого давления, пополняет полость 22 вторичного гидравлического давления через открывшийся первый обратный клапан 17.
Для переустановки момента открытия клапана 6 стравливания рабочей жидкости высокого давления, с целью изменения объема цикловой подачи перекачиваемой жидкости
на распыл через отверстия 30 распылителя 14, предусмотрена регулировка зазора между
ходовой гайкой 8 и клапаном 6 стравливания рабочей жидкости высокого давления, выполняемая посредством вращения оси 10 регулирования цикловой подачи перекачиваемой
жидкости. При этом пружина 7 выполняет функцию гасителя колебаний клапана 6 стравливания рабочей жидкости высокого давления.
Поддержание заданного режима работы электроимпульсного насоса-форсунки обеспечивается контроллером 20 (фиг. 3), задающим момент подачи электрического импульса
на электроды 19, мощность этого импульса и его продолжительность.
Предполагаемый технико-экономический эффект от применения электроимпульсных
насосов-форсунок на двигателях внутреннего сгорания заключается в улучшении их экономических и экологических показателей.
Предполагаемый положительный эффект от применения электроимпульсных насосовфорсунок в других устройствах заключается в получении высокого давления перекачиваемых жидкостей и получении высокого качества распыления этих жидкостей без изменения при этом их химических и физических свойств.
5
BY 9997 C1 2007.12.30
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
402 Кб
Теги
by9997, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа