Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ ТОПЛИВА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ ТЕКУЧИХ СРЕД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ ТОПЛИВА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ ТЕКУЧИХ СРЕД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ ТОПЛИВА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ ТЕКУЧИХ СРЕД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: средства для дозирования текучих сред, в частности, средства для дозирования топлива в двигатель внутреннего сгорания. Сущность изобретения: способ дозирования жидкого топлива для подачи в двигатель заключается в нагнетании в течение каждого цикла предварительно установленного количества жидкого топлива в контрольную камеру, непосредственно сообщающуюся с камерой впрыска, заряженной сжатым газом. Затем в контрольной камере устанавливают количество топлива, которое требуется за цикл в соответствии с нагрузкой и (или) скоростью двигателя и выпускают установленное количество топлива из контрольной камеры в камеру впрыска, заряженную сжатым воздухом для последующего нагнетания в камеру сгорания двигателя. Так как обычно определенное количество топлива поддерживают в контрольной камере под давлением, то удаление излишнего количества топлива выполняют путем открытия отводного клапана. 4 с. и 22 з.п. ф-лы, 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2102619
Класс(ы) патента: F02D7/02, F02M37/14, F02M69/08, G01F11/28, G01F11/32, G01F11/38, G01F11/44, G01F13/00, B67D5/30
Номер заявки: 94019339/06
Дата подачи заявки: 20.10.1992
Дата публикации: 20.01.1998
Заявитель(и): Орбитал Энджин Компани (Аустралия) ПТИ. Лимитед (AU)
Автор(ы): Сэм Расселл Лейтон[AU]; Раймонд Джон Хилл[AU]
Патентообладатель(и): Орбитал Энджин Компани (Аустралия) ПТИ Лимитед (AU)
Описание изобретения: Изобретение относится к управлению скорости подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, предпочтительно непосредственным впрыскиванием.
При увеличивающихся требованиях по снижению выбросов двигателей внутреннего сгорания было признано, что должен быть внедрен контроль в отношении допустимого уровня выхлопных выбросов из диапазона двигателей, отличного от автомобильных двигателей и, в частности, морских двигателей для прогулочных судов, двигателей для велосипедов с мотором и детских самокатов с мотором. Существуют также тенденции в направлении ограничения потребления топлива и выбросов от различных форм стационарных двигателей внутреннего сгорания и оборудования, использующего двигатели внутреннего сгорания относительно малой мощности, такого как газонокосилки.
Из патента СССР N 56996 кл. F 02 M 67/12, 1928 известен способ дозирования топлива для подачи в камеру сгорания двигателя, заключающийся в том, что с течение каждого цикла подачи топлива нагнетают предварительно установленное количество топлива в контрольную камеру, непосредственно сообщающуюся с камерой впрыска, заряженной сжатым газом для перемещения топлива из нее в камеру впрыска и пополнения контрольной камеры, а также известно и устройство дозирования топлива для подачи в камеру сгорания двигателя, содержащее контрольную камеру установленного объема, камеру впрыска, непосредственно сообщающуюся с контрольной камерой и приспособленную для зарядки сжатым газом во время использования средства для нагнетания предварительно установленного количества топлива в контрольную камеру в каждом цикле камеры сгорания и вытеснения топлива из нее в камеру впрыска и посредством этого пополнения контрольной камеры.
Из вышеуказанного источника информации известен способ дозирования текучих сред для циклической доставки в переменных дискретных количествах, заключающийся в том, что содержит в каждом цикле наполнение контрольной камеры установленного объема текучей средой при непосредственном сообщении контрольной камеры с раздаточной камерой, заряженной сжатым газом, и нагнетание предварительно установленного количества текучей среды в контрольную камеру для перемещения текучей среды из нее в раздаточную камеру, а также известно устройство для осуществления дозирования текучих сред для циклической доставки в переменных дискретных количествах, содержащее контрольную камеру установленного объема для заполнения текучей средой в каждом цикле, которая непосредственно сообщается с распределительной камерой, приспособленной для зарядки во время работы сжатым газом, средства, предназначенные для нагнетания предварительно установленного количества текучей среды в контрольную камеру в каждом цикле для вытеснения соответствующего количества текучей среды из нее в распределительную камеру и, таким образом, пополнить контрольную камеру.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в создании способа и устройства для дозирования текучей среды, в частности, для дозирования топлива в двигатель внутреннего сгорания, которые были бы эффективны и удобны в работе и могли бы быть реализованы в устройствах, выпускаемых в больших объемах со сравнительно низкой стоимостью.
Поставленная задача решается тем, что:
Способ дозирования топлива для подачи в камеру сгорания двигателя заключается в том, что в течение каждого цикла подачи топлива нагнетают предварительно установленное количество топлива в контрольную камеру, непосредственно сообщающуюся с камерой впрыска, заряженной сжатым газом, для перемещения топлива из нее в камеру впрыска и пополнения контрольной камеры, причем в течение, по крайней мере, части диапазона рабочей нагрузки двигателя удаляют топливо из контрольной камеры для установления количества топлива, вытесняемого из контрольной камеры в камеру впрыска в ответ на заполнение контрольной камеры в следующем цикле подачи топлива в соответствии с потребностью двигателя в топливе.
Топливо из контрольной камеры может быть удалено открытием отверстия, сообщающегося с контрольной камерой, при этом управляют продолжительностью открытия, чтобы регулировать количество топлива, удаленного из контрольной камеры; контрольная камера может представлять собой трубопровод, имеющий входной конец с управляемым клапаном, сообщающийся с источником сжатого топлива, и постоянно открытый конец для слива, сообщающийся с камерой впрыска, причем конец с управляемым клапаном открывают для нагнетания топлива из источника сжатого топлива в трубопровод для выпускания топлива из открытого конца трубопровода в камеру впрыска.
Топливо, удаленное из контрольной камеры, могут возвращать к источнику сжатого топлива.
Количество топлива, вытесненное из контрольной камеры в камеру впрыска, могут выпускать из камеры впрыска в камеру сгорания путем из камеры впрыска.
После нагнетания топлива в камеру сгорания в камеру впрыска могут нагнетать газы для поднятия давления в камере впрыска до предварительно установленных пределов.
Удаление топлива из контрольной камеры могут выполнять между последовательными нагнетаниями в нее топлива.
Удаление топлива из контрольной камеры могут выполнять в течение нагнетания в нее топлива.
Удаление топлива могут выполнить множеством дискретных количеств топлива в каждом цикле.
Кроме того, поставленная задача может быть решена тем, что:
Устройство дозирования топлива для подачи в камеру сгорания двигателя содержит контрольную камеру установленного объема, камеру впрыска, непосредственно сообщающуюся с контрольной камерой и приспособленную для зарядки сжатым газом во время использования, средства для нагнетания предварительно установленного количества топлива в контрольную камеру в каждом цикле камеры сгорания и вытеснения топлива из нее в камеру впрыска, и посредством этого пополнения контрольной камеры, и при этом содержит средства для удаления топлива из контрольной камеры, действующие в течение, по крайней мере, части диапазона рабочей нагрузки двигателя для установления количества топлива, которое может быть вытеснено из контрольной камеры в камеру впрыска для нагнетания в камеру сгорания, когда контрольная камера наполняется в следующий раз.
Средства удаления из контрольной камеры могут содержать открываемое избирательно отверстие, сообщающееся с контрольной камерой, и средства управления продолжительностью открытия отверстия для регулирования количества топлива, удаленного из контрольной камеры.
Контрольная камера может содержать трубопровод, имеющий на одном конце входное отверстие с управляемым клапаном, сообщающимся во время работы с источником сжатого топлива, и постоянно открытое выходное отверстие на другом конце, сообщающееся с камерой впрыска.
Могут быть предусмотрены средства для управления средствами удаления топлива из контрольной камеры между последовательными нагнетаниями топлива в нее.
Могут быть предусмотрены средства для управления средствами удаления топлива из контрольной камеры в течение нагнетания топлива в нее.
Могут быть предусмотрены средства для управления средствами нагнетания топлива в контрольную камеру в зависимости от потребности двигателя изменить количество нагнетаемого топлива.
Средством нагнетания топлива в контрольную камеру может являться регулируемый нагнетательный насос.
Также поставленная задача может быть решена тем, что:
Способ дозирования текучих сред для циклической доставки в переменных дискретных количествах заключается в том, что содержит в каждом цикле наполнение контрольной камеры установленного объема текучей средой при непосредственном сообщении контрольной камеры с раздаточной камерой, заряженной сжатым газом, и нагнетание предварительно установленного количества текучей среды в контрольную камеру для перемещения текучей среды из нее в раздаточную камеру, причем осуществляют удаление текучей среды из контрольной камеры для регулирования количества текучей среды, вытесненной из контрольной камеры в раздаточную камеру, до требуемого дискретного количества.
Удаление топлива из контрольной камеры могут выполнять открытием отверстия, сообщающегося с контрольной камерой, и управлением продолжительностью открытия для регулирования количества текучей среды, удаленной из контрольной камеры.
Удаление текучей среды из контрольной камеры могут выполнять между последовательными нагнетаниями в нее текучей среды.
Удаление текучей среды из контрольной камеры могут выполнять в течение нагнетания в нее текучей среды.
Удаление текучей среды могут выполнять множеством дискретных количеств текучей среды в каждом цикле.
Удаление текучей среды могут выполнять множеством дискретных количеств текучей среды в каждом цикле.
Удаление текучей среды могут выполнять множеством дискретных количеств текучей среды в каждом цикле.
Поставленная задача может быть решена и тем, что:
Устройство для осуществления дозирования текучих сред для циклической доставки в переменных дискретных количествах содержит контрольную камеру установленного объема для заполнения текучей средой в каждом цикле, которая непосредственно сообщается с распределительной камерой, приспособленной для зарядки во время работы сжатым газом, средства, предназначенные для нагнетания предварительно установленного количества текучей среды в контрольную камеру в каждом цикле для вытеснения соответствующего количества текущей среды из нее в распределительную камеру и, таким образом, пополнить контрольную камеру, при этом содержит средства для удаления текучей среды из контрольной камеры для регулирования количества текучей среды, вытесняемой из контрольной камеры в раздаточную камеру, до требуемого дискретного количества.
Средства удаления текучей среды из контрольной камеры могут содержать открываемое избирательно отверстие, сообщающееся с контрольной камерой и средства управления продолжительностью открытия отверстия для регулирования количества текучей среды, удаленной из контрольной камеры.
Контрольная камера может содержать трубопровод, имеющий на одном конце входное отверстие с управляемым клапаном, сообщающееся во время работы с источником сжатой текучей среды, и постоянно открытое выходное отверстие на другом конце, сообщающееся с распределительной камерой.
На фиг. 1 показано поперечное сечение блока подачи топлива и дозирования масла; на фиг. 2 поперечное сечение блока дозирования топлива; на фиг. 3 - поперечное сечение в увеличенном масштабе дозирующей камеры и дозирующего стержня части блока дозирования топлива, представленного на фиг. 2, и блока впрыскивания топлива.
На фиг. 1 показан вид поперечного сечения через блок топливного и масляного насоса, в состав которого входит устройство дозирования масла.
Масляный входной ниппель 15 соединен с масляным баком (не показан), чтобы подавать масло в масляную магистраль 16 через гидрораспределитель 17. Масло нагнетается из магистрали 16 через ниппель 18 под управлением гидрораспределителя 19. Масляный дозирующий стержень 20 подогнан по плотной скользящей посадке в камере насоса 21 и образует часть масляной магистрали 16.
Масляный дозирующий стержень 20 выступает в камеру подачи топлива 23 и присоединен в центре диафрагмы 26, которая образует одну из стенок топливной камеры 25. Топливная камера 25 сообщается с каналом 27 для подвода топлива и каналом 28 нагнетания топлива через соответственно гидрораспределители 29 и 30 так, что движение диафрагмы 26 будет нагнетать топливо из топливной камеры 25 к блоку дозирования топлива, который будет описан здесь далее. Следует отметить, что, как показано на фиг. 1, диафрагма 26 находится в растянутом положении, так что топливная камера 25 наполнена топливом до ее максимальной вместимости, масляный дозирующий шток 20 находится в самом верхнем своем положении, а масляная магистраль 16 заполнена маслом.
Так как топливо потребляется блоком впрыска топлива, диафрагма 26 будет двигаться вниз и в свою очередь заставит масляный дозирующий шток 20 также двигаться вниз. Так как дозирующий шток 20 скреплен с центральной частью 26A диафрагмы 26, каждый из них движется вниз совместно и, таким образом, масло вытесняется из магистрали 16 с расходом, прямо пропорциональным скорости потребления топлива из топливной камеры 25. Таким образом, видно, что описанный выше механизм обеспечивает очень простое, удобное и эффективное средство для дозированного снабжения маслом двигателя в прямо пропорциональном отношении к потреблению топлива.
Диафрагма 26 может быть выполнена в виде диафрагмы скрученного типа, чтобы обеспечить равномерность давления в топливной камере 25. Еще проход для отвода пара может быть устроен для связи с каналом подвода топлива 27, чтобы продуть пары топлива обратно в топливный бак. Блок питания топливом и маслом, показанный на фиг. 1, предназначен для жидкого топлива, однако, настоящее изобретение этим не ограничено и может быть использовано равно как для жидкого и газообразного топлива, так и для дозирования текучих сред, отличных от топлива.
Обращаясь теперь к фиг. 2 и 3, топливный нагнетательный канал 28 блока топливного и масляного насоса, показанного на фиг. 1, снабжает топливом устройство дозирования топлива 140, выполненное в том же корпусе. Топливо нагнетается в коллекторную камеру 45, имеющую аккумулятор 46, позволяющий поддерживать давление топлива в коллекторной камере 45 в течение цикла обратного движения диафрагмы 26, чтобы сохранять точность дозирования и предотвращать воздушные пробки.
Через коллекторную камеру 45 протягивается полый топливный дозирующий стержень 47, имеющий отверстие 48 в стенке, которое, таким образом, обеспечивает непрерывное сообщение между коллекторной камерой 45 и внутренней полостью 49 в топливном дозирующем стержне 47. Топливный дозирующий стержень 47 закрыт в верхнем конце, который скреплен с поршнем 51, а в противоположном конце имеется гидрораспределитель 52, управляющий сообщением между внутренней полостью 49 дозирующего стержня 47 и топливной дозирующей камерой 53. Гидрораспределитель 54 управляет потоком топлива из дозирующей камеры 53 в топливный нагнетательный проход (контрольную камеру) 71, который подводит топливо к блоку впрыскивания 140.
Поршень 51, жестко соединенный с дозирующим стержнем 47, движется в цилиндре 58 в зависимости от приложения давления газа в цилиндре 58. Приложение этого давления газа будет перемещать поршень 51 и топливный дозирующий стержень 47 вправо, как показано на фиг. 2 и 3, и поэтому заставит гидрораспределитель 52 закрыться, а гидрораспределитель 54 открыться так, что топливо в топливной камере 53 сливается через топливный нагнетательный проход (контрольную камеру) 71. Следует отметить, что, изменяя ход поршня 51 и, следовательно, дозирующего стержня 57, количество топлива, нагнетаемого из дозирующей камеры 53 каждым ходом дозирующего стержня 47, может быть изменено в соответствии с потребностями двигателя в топливе.
Такое изменение в дозируемом количестве нагнетаемого топлива может быть достигнуто внедрением кулачка 59, который смонтирован с возможностью вращения на оси 60 и взаимодействия с упором 61 поршня, который регулирует возвратное положение поршня 51 в цилиндре 58. Так как упор 61 поршня сдвинут вправо, как показано на фиг. 2, ход топливного дозирующего стержня 47 уменьшен и, следовательно, количество топлива, нагнетаемого из топливной дозирующей камеры 53 на каждом ходе, снижено. Работой кулачка 59 может управлять непосредственно водитель или могут управлять подходящие средства блока электронного управления (БЭУ), такие как шаговый двигатель, так чтобы количество топлива, нагнетаемого в двигатель, соответствовало нагрузке и скорости двигателя.
Обычно средой, подаваемой в камеру 58, чтобы приводить в движение поршень 51 в случае, когда топливо подается в двухтактный двигатель с продуваемым картером, будет сжатый воздух, который доставляется от нагнетающего действия в картере двигателя через подходящее устройство контроля давления, такое как регулятор (не показано). Отмеренное количество топлива нагнетается в подходящий блок впрыскивания топлива, такой как показан на фиг. 3 под номером 140, для периодического нагнетания через входное отверстие в камеру сгорания двигателя в головке цилиндра 90.
Блок впрыскивания топлива 140, показанный на фиг. 3, имеет камеру впрыска 70 для приема топлива, нагнетаемого из дозирующей камеры 53 через проход (контрольную камеру) 71, и клапан 143 с электромагнитным приводом для управления периодичностью нагнетания топлива из камеры 70 впрыска в камеру сгорания двигателя. Во время работы камеру 70 впрыска заряжают газом, нагнетаемым из камеры сгорания двигателя, как было описано выше, или от подходящего внешнего источника через канал такой, как обозначен 145. Давление газа достаточно для того, чтобы произвести нагнетание топлива, когда клапан 143 открыт, через входное отверстие 142 в камеру сгорания двигателя, преодолевая давление сжатия в нем.
Относившееся выше к механизму дозирования топлива может представлять трудности в достижении эффективного управления при низких скоростях подачи топлива, таких как на холостом ходу двигателя или около него. В частности, это имеет место, когда изменение скорости подачи топлива выполняет система управления с разомкнутым контуром. Проблема может быть преодолена системой управления с замкнутым контуром, но это относительно дорого.
Улучшенное дозирование топлива может быть также достигнуто обеспечением "балансировочной способности" ("тримминга") в соединении с описанной выше системой дозирования со ссылкой на фиг. 2, где использован струйный насос, в котором топливо нагнетается в камеру, заряженную газом под давлением, и затем захваченное и приведенное в движение этим газом, нагнетается в двигатель.
Также возможно расширить балансировочную способность до полного выполнения функции дозирования топлива, исключая, таким образом, использование переменного хода поршня 51, ранее отнесенное к этой функции, или другие средства дозирования топлива. Далее, в качестве альтернативы балансировочная способность может быть использована в соединении с другими первичными средствами дозирования топлива.
Следует отметить, что если отмеренное количество топлива нагнетается через трубопровод в камеру, такую как камера 70 впрыска, заряженную газом под давлением, трубопровод будет заполнен топливом в конце нагнетания топлива в трубопровод, и это топливо будет оставаться там до тех пор, пока существуют практически стабильные условия. Когда впускное отверстие, такое как 142, открывается, топливо в камере будет подано в камеру сгорания двигателя, но практически все топливо в трубопроводе будет сохранено в нем. Это сохранение топлива происходит благодаря давлению газа в камере, кратковременности интервала впрыскивания, размеру отверстия трубопровода и поверхностному напряжению топлива. Эти факторы не нуждаются в том, чтобы быть в специфических пределах, но только в соответствии с обычной практикой технологии впрыскивания топлива.
Так как трубопровод будет заполнен топливом по завершении каждого нагнетания отмеренного количества топлива в камеру впрыска, если часть этого количества топлива удалена из трубопровода, то следующее нагнетание топлива в камеру впрыска будет уменьшено на количество топлива, удаленного из трубопровода. Поэтому возможно регулировать или, по крайней мере, балансировать или устанавливать количество топлива, нагнетаемое в камеру впрыска посредством удаления топлива из трубопровода между каждым нагнетанием в камеру впрыска.
Обращаясь теперь к фиг. 3 чертежей, перепускной проход 72 связывает топливный нагнетательный проход (контрольную камеру) 71 с камерой коллектора 45 через клапан 73 с электромагнитным приводом. Диафрагма 74 в перепускном проходе 72 перед клапаном 73 контролирует скорость потока топлива через перепускной проход 72, когда клапан 73 открыт, в зависимости от перепада давления между проходом (контрольной камерой) 71 и камерой 45.
Топливный нагнетательный проход (контрольная камера) 71 имеет такую форму и расположение, что в конце хода нагнетания дозирующего стержня 47 давление газа в камере 70 впрыска отделит некоторое количество топлива в топливном нагнетательном проходе (контрольной камере) 71, и готовое количество топлива, доставленного дозирующим стержнем 47 и проходящего в камеру 70 впрыска. Так как клапан 73 открыт, топливо будет течь с контролируемой скоростью из топливного нагнетательного прохода (контрольной камеры) 71 в камеру коллектора 45. Изменением периода, в течение которого клапан 73 открыт, количество топлива, удаляемого из топливного нагнетательного канала 47, изменяется управляемым образом.
В течение каждого нагнетательного хода дозирующего стержня 47 количество топлива, определенное ходом поршня 51, нагнетается из дозирующей камеры 53 в топливный нагнетательный проход (контрольную камеру) 71. В результате количество топлива, поданное в камеру впрыска 70, равно количеству, поданному в проход (контрольную камеру) 71 поршнем 51 минус количество топлива, потребное для пополнения топливного нагнетательного прохода (контрольной камеры) 71. Впускное отверстие 142 затем открывают и только то топливо, которое находится в камере 70 впрыска, будет подано в двигатель, захваченное газом из камеры впрыска.
После закрытия впускного отверстия 142 клапан 73 может быть открыт, чтобы отводить топливо из прохода (контрольной камеры) 71 и выполнить любую необходимую коррекцию количества топлива, которое должно быть подано в следующем цикле впрыска. При желании в качестве альтернативы клапан 73 может быть открыт, пока топливо нагнетается в проход (контрольную камеру) 71.
Итак, видно, что управляя количеством топлива, удаляемого из прохода (контрольной камеры) 71 каждый цикл впрыска, можно управлять скоростью подачи топлива, чтобы удовлетворять требованиям двигателя. Клапан 73 находится под управлением обычного БЗУ, который часто используют в системах управления двигателем, чтобы изменять продолжительность открытия клапана 73 в соответствии с потребностью двигателя в топливе, которая определена входными сигналами в БЗУ от нагрузки и скорости.
Описанная выше система перепуска для управления количеством топлива, нагнетаемого в двигатель, может быть также использована в сочетании с изменением хода дозирующего стержня 47, как было описано прежде. В этом устройстве перепуск может быть использован в качестве средства балансировки или тонкой настройки дозируемого количества топлива. Эта комбинация, в частности, удобна для использования системы перепуска с постоянным ходом дозирующего стержня 47, чтобы управлять горючим в диапазоне низких скоростей подачи топлива и системы с переменным ходом дозирующего стержня 47, чтобы управлять в диапазоне высоких скоростей подачи топлива.
Основная конструкция впрыскивания топлива 140 будет теперь описана со ссылкой на фиг. 3. Клапан 143 соединен посредством стержня клапана 144, который проходит через камеру впрыска 70, с якорем 141 электромагнита 147, расположенного внутри корпуса 131. Клапан смещает в закрытое положение дисковая пружина 141, а открывает энергия, поданная на электромагнит 147. На фиг. 3 клапан 143 показан в открытом положении. Подачей энергии на электромагнит 147 управляет БЗУ (не показан) с выдержкой времени в соответствии с циклом двигателя, чтобы обеспечить нагнетание топлива из камеры 70 впрыска в цилиндр двигателя.
Топливная камера 70 впрыска заряжена воздухом с реально контролируемым давлением через канал 145 от подходящего регулируемого источника давления (не показан). Подачей энергии на электромагнит 147 клапан 143 перемещается вниз, чтобы открыть входное отверстие 142, и отмеренное количество топлива, содержащееся в камере 70 впрыска, уносится зарядом воздуха из камеры 70 впрыска через сопло 142 в камеру сгорания цилиндра двигателя. Периодичность нагнетания топлива в камеру сгорания двигателя управляется периодичностью подачи энергии на электромагнит 147 от БЭУ известным способом.
В качестве альтернативы подаче воздуха в камеру впрыска 70 от внешнего источника газа высокого давления, газ можно нагнетать из камеры сгорания двигателя. Это может быть достигнуто удержанием выходного отверстия 142 открытым в период времени после завершения впрыскивания топлива, и когда давление газа в камере сгорания выше, чем во время впрыскивания топлива в камеру сгорания. Таким путем газ (в основном воздух) под давлением выше, чем в камере сгорания во время впрыскивания, нагнетается в камеру 70 впрыска и отделяется в ней, приготовленный для нагнетания отмеренного количества топлива в течение следующего цикла двигателя. Входное отверстие 142 закрывают предпочтительно до начала горения или, по крайней мере, до того, как продукты сгорания могут войти в камеру 70 впрыска, а удобнее до воспламенения топлива. Отделение газа под высоким давлением из камеры сгорания устраняет необходимость снабжать двигатель компрессором для подачи газа под давлением, достаточным для осуществления нагнетания топлива в камеру сгорания.
Дозирование топлива посредством управления количеством топлива, перепускаемого через постоянную диафрагму, обладает некоторыми корректирующими характерными особенностями, которые являются преимуществами топливной системы двигателя.
Когда давление газа в камере впрыска нагнетается газом из камеры сгорания, проходящим в камеру впрыска после впрыскивания и перед сгоранием, то давление сжатия в камере сгорания является практически одинаковым в каждом цикле двигателя. Это, в частности, так, если впускное сопло закрывается каждый цикл в фиксированной точке цикла сжатия двигателя. Соответственно, когда перепускной клапан 73 открыт, скорость потока топлива через диафрагму 74 является практически одинаковой в каждом цикле.
В случае, когда происходит изменение давления сжатия, произойдет автоматическая компенсация подачи топлива в двигатель. В случае, когда давление сжатия упало, то скорость потока топлива через диафрагму 74 уменьшится, в результате чего больше топлива останется в проходе (контрольной камере) 71 для нагнетания в двигатель и крутящий момент увеличится. В случае увеличения давления сжатия поток через диафрагму 74 увеличится и крутящий момент уменьшится.
Далее, если изменяются условия работы двигателя и/или топливной системы по времени, то может быть проведена регулировка периода перепускания, чтобы компенсировать эти изменения. Так как электромагнитом перепускания управляет БЗУ, то БЭУ может быть запрограммирован для выполнения коррекции периода открывания перепускного клапана 73 в направлении предварительно выбранных параметров двигателя. Корректировка может быть в пределах всего диапазона подачи топлива или на предварительно выбранной части диапазона, а также быть постоянной или переменной в пределах диапазона подачи топлива.
Повсюду в этом описании раскрытия дозирующая система была описана в приложении к дозированию топлива для двигателя, однако, должно быть понятно, что она имеет приложения в других областях, где требуется точное дозирование жидкости или газа или их смеси в форме дискретных количеств. Эта форма дозирования имеет много приложений, таких как в химических процессах и в дозировке медикаментов для лечения людей или животных.
В этом отношении разработан метод дозирования текучих сред для циклической доставки в переменных дискретных количествах, заключающий в себя заполнение контрольной камеры установленного объема текучей средой в каждом цикле и непосредственное сообщение контрольной камеры с раздаточной (распределительной) камерой, заряженной сжатым газом, и затем нагнетание предварительно установленного количества текучей среды в контрольную камеру для перемещения среды из нее в раздаточную (распределительную) камеру, а также удаление текучей среды из контрольной камеры, чтобы отрегулировать количество жидкости, нагнетаемой из контрольной камеры в раздаточную (распределительную) камеру.
Также разработано удобное устройство для выполнения дозирования текучих сред для циклической доставки в переменных дискретных количествах, причем это устройство состоит из контрольной камеры установленного объема, которая должна быть заполнена средой в каждом цикле и которая непосредственно сообщается с распределительной (раздаточной) камерой, приспособленной для заряжания во время работы сжатым газом. Оно также снабжено средствами, предназначенными для нагнетания предварительно установленного количества текучей среды в контрольную камеру в каждом цикле, чтобы вытеснить соответствующее количество среды из нее в распределительную (раздаточную) камеру и, таким образом, пополнить контрольную камеру. Далее, обеспечены средства для удаления текучей среды из контрольной камеры, чтобы установить количество текучей среды, перемещаемой в распределительную (раздаточную) камеру.
Использование представленных выше метода и устройства для циклического дозирования текучих сред для общих целей имеет преимущество низкой стоимости дозирования, которое может быстро реагировать на требование изменения количества. Ранее описанное устройство со ссылкой на чертежи может быть применено для дозирования других текучих сред, чем топливо, с ограниченной доработкой, как должно быть известно тем, кто имеет опыт в соответствующей технологии.
Формула изобретения: 1. Способ дозирования топлива для подачи в камеру сгорания двигателя, заключающийся в том, что в течение каждого цикла подачи топлива нагнетают предварительно установленное количество топлива в контрольную камеру, непосредственно сообщающуюся с камерой впрыска, заряженной сжатым газом, для перемещения топлива из нее в камеру впрыска и пополнения контрольной камеры, отличающийся тем, что в течение по крайней мере части диапазона рабочей нагрузки двигателя удаляют топливо из контрольной камеры для установления количества топлива, вытесняемого из контрольной камеры в камеру впрыска в ответ на заполнение контрольной камеры в следующем цикле подачи топлива в соответствии с потребностью двигателя в топливе.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаляют топливо из контрольной камеры открытием отверстия, сообщающегося с контрольной камерой, и управляют продолжительностью открытия, чтобы регулировать количество топлива, удаленного из контрольной камеры.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что контрольная камера представляет собой трубопровод, имеющий входной конец с управляемым клапаном, сообщающийся с источником сжатого топлива, и постоянно открытый конец для слива, сообщающийся с камерой впрыска, причем конец с управляемым клапаном открывают для нагнетания топлива из источника сжатого топлива в трубопровод для выпускания топлива из открытого конца трубопровода в камеру впрыска.
4. Способ по п. 3 в сочетании с п. 2, отличающийся тем, что топливо, удаленное из контрольной камеры, возвращают к источнику сжатого топлива.
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что количество топлива, вытесненное из контрольной камеры в камеру впрыска, выпускают из камеры впрыска в камеру сгорания путем захвата газом из камеры впрыска.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что после нагнетания топлива в камеру сгорания в камеру впрыска нагнетают газы для поднятия давления в камере впрыска до предварительно установленных пределов.
7. Способ по любому из пп. 1 4, отличающийся тем, что удаление топлива из контрольной камеры выполняют между последовательными нагнетаниями в нее топлива.
8. Способ по любому из пп. 1 4, отличающийся тем, что удаление топлива из контрольной камеры выполняют в течение нагнетания в нее топлива.
9. Способ по любому из пп. 1 4, отличающийся тем, что удаление топлива выполняют множеством дискретных количеств топлива в каждом цикле.
10. Устройство дозирования топлива для подачи в камеру сгорания двигателя, содержащее контрольную камеру установленного объема, камеру впрыска, непосредственно сообщающуюся с контрольной камерой и приспособленную для зарядки сжатым газом во время использования, средства для нагнетания предварительно установленного количества топлива в контрольную камеру в каждом цикле камеры сгорания и вытеснения топлива из нее в камеру впрыска и посредством этого пополнения контрольной камеры, отличающееся тем, что содержит средства для удаления топлива из контрольной камеры, действующие в течение по крайней мере части диапазона рабочей нагрузки двигателя для установления количества топлива, которое может быть вытеснено из контрольной камеры в камеру впрыска для нагнетания в камеру сгорания, когда контрольная камера наполняется в следующий раз.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что средства удаления из контрольной камеры содержат открываемое избирательное отверстие, сообщающееся с контрольной камерой, и средства управления продолжительностью открытия отверстия для регулирования количества топлива, удаленного из контрольной камеры.
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что контрольная камера содержит трубопровод, имеющий на одном конце входное отверстие с управляемым клапаном, сообщающееся во время работы с источником сжатого топлива, и постоянно открытое выходное отверстие на другом конце, сообщающееся с камерой впрыска.
13. Устройство по любому из пп. 10 12, отличающееся тем, что в нем предусмотрены средства для управления средствами удаления топлива из контрольной камеры между последовательными нагнетаниями топлива в нее.
14. Устройство по любому из пп. 10 12, отличающееся тем, что в нем предусмотрены средства для управления средствами удаления топлива из контрольной камеры в течение нагнетания топлива в нее.
15. Устройство по любому из пп. 10 12, отличающееся тем, что в нем предусмотрены средства для управления средствами нагнетания топлива в контрольную камеру в зависимости от потребности двигателя изменить количество нагнетаемого топлива.
16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что средством нагнетания топлива в контрольную камеру является регулируемый нагнетательный насос.
17. Способ дозирования текучих сред для циклической доставки в переменных дискретных количествах, заключающийся в том, что содержит в каждом цикле наполнение контрольной камеры установленного объема текучей средой при непосредственном сообщении контрольной камеры с раздаточной камерой, заряженной сжатым газом, и нагнетание предварительно установленного количества текучей среды в контрольную камеру для перемещения текучей среды из нее в раздаточную камеру, отличающийся тем, что осуществляют удаление текучей среды из контрольной камеры для регулирования количества текучей среды, вытесняемой из контрольной камеры в раздаточную камеру, до требуемого дискретного количества.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что удаление топлива из контрольной камеры выполняют открытием отверстия, сообщающегося с контрольной камерой, и управлением продолжительностью открытия для регулирования количества текучей среды, удаленной из контрольной камеры.
19. Способ по п. 17 или 18, отличающийся тем, что удаление текучей среды из контрольной камеры выполняют между последовательными нагнетаниями в нее текучей среды.
20. Способ по п. 17 или 18, отличающийся тем, что удаление текучей среды из контрольной камеры выполняют в течение нагнетания в нее текучей среды.
21. Способ по п. 17, отличающийся тем, что удаление текучей среды выполняют множеством дискретных количеств текучей среды в каждом цикле.
22. Способ по п. 19, отличающийся тем, что удаление текучей среды выполняют множеством дискретных количеств текучей среды в каждом цикле.
23. Способ по п. 20, отличающийся тем, что удаление текучей среды выполняют множеством дискретных количеств текучей среды в каждом цикле.
24. Устройство для осуществления дозирования текучих сред для циклической доставки в переменных дискретных количествах, содержащее контрольную камеру установленного объема для заполнения текучей средой в каждом цикле, которая непосредственно сообщается с распределительной камерой, приспособленной для зарядки во время работы сжатым газом, средства, предназначенные для нагнетания предварительно установленного количества текучей среды в контрольную камеру в каждом цикле для вытеснения соответствующего количества текучей среды из нее в распределительную камеру и таким образом пополнить контрольную камеру, отличающееся тем, что содержит средства для удаления текучей среды из контрольной камеры для регулирования количества текучей среды, вытесняемой из контрольной камеры в раздаточную камеру, до требуемого дискретного количества.
25. Устройство по п. 24, отличающееся тем, что средства удаления текучей среды из контрольной камеры содержат открываемое избирательное отверстие, сообщающееся с контрольной камерой, и средства управления продолжительностью открытия отверстия для регулирования количества текучей среды, удаленной из контрольной камеры.
26. Устройство по п. 18 или 25, отличающееся тем, что контрольная камера содержит трубопровод, имеющий на одном конце входное отверстие с управляемым клапаном, сообщающееся во время работы с источником сжатой текучей среды, и постоянно открытое выходное отверстие на другом конце, сообщающееся с распределительной камерой.