Плоский трубчатый гаситель колебаний давления жидкости в гидролиниях - RU2260707C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к плоскому трубчатому гасителю колебаний давления жидкости в гидролиниях, прежде всего колебаний давления топлива в питающих топливопроводах транспортных средств, имеющему по меньшей мере одну удлиненную камеру, поперечное сечение которой мало по сравнению с ее длиной и плавно или ступенчато изменяется по ее длине и по меньшей мере часть стенки которой, находясь во взаимодействии с жидкостью, имеет возможность упруго деформироваться под действием колебаний давления этой жидкости. Изобретение относится также к питающему топливопроводу, оснащенному по меньшей мере одним таким плоским трубчатым гасителем колебаний давления жидкости.

Из US 5896843 известен плоский трубчатый гаситель колебаний давления с камерой, поперечное сечение которой непрерывно или плавно изменяется по ее продольной протяженности и один конец которой закрыт.

Из DE 4431770 A1 известен гаситель импульсов давления для топливного насоса двигателя внутреннего сгорания (ДВС), предназначенный для гашения импульсов давления, создаваемых этим насосом в потоке топлива. Такой гаситель импульсов давления представляет собой заключенный в кожух удлиненный тонкостенный шланг, который зажат и закрыт на концах, образуя в результате по меньшей мере одну камеру, заполненную определенным газом, давление которого выше атмосферного. Эта камера поглощает и гасит создаваемые топливным насосом импульсы давления и шумы благодаря тому, что образованная шлангом стенка камеры упруго деформируется, а колебания за счет этого передаются находящемуся в камере газу, образующему своего рода газовую подушку. Благодаря упругой деформации камеры и обусловленному ею сжатию газовой подушки энергия колебаний поглощается, что сопровождается соответственно гашением колебаний давления. Камера имеет постоянное по ее длине поперечное сечение, которое мало по сравнению с этой длиной.

Недостаток известного гасителя импульсов давления состоит в том, что из-за его постоянного сечения эффективное гашение импульсов давления ограничено определенным спектром частот их возбуждения. Вместе с тем выявление этого спектра и соответствующее конструктивное и обусловленное технологической стороной согласование параметров гасителя импульсов давления со всем спектром преобладающих в потоке топлива колебаний связана с высокими затратами времени и средств. С другой стороны, постоянным сечением гасителя импульсов давления обусловлено возникновение его собственных колебаний с соответствующими высшими гармониками. При совпадении частоты этих собственных колебаний или кратной ей величины с частотой возбуждения импульсов давления в потоке топлива или с частотой вращения вала ДВС возникают резонансные колебания с большой амплитудой, что существенно ограничивает эффективность гасителя импульсов давления и приводит к появлению в системе питания ДВС нежелательных шумов. Даже в том случае, когда гаситель импульсов давления спроектирован таким образом, чтобы частота его собственных колебаний лежала вне диапазона частот возбуждения импульсов давления в системе питания ДВС или вне диапазона частот вращения вала ДВС, уже незначительные изменения в системе питания ДВС, возникающие в процессе ее эксплуатации, например изменение длины топливопровода или изменение свойств материала, из которого он изготовлен, могут снова привести к смещению спектра частот возбуждения в диапазон резонансной частоты.

В основу настоящего изобретения была положена задача устранить описанные выше недостатки.

Эта задача в отношении плоского трубчатого гасителя колебаний давления жидкости в гидролиниях указанного в начале описания типа решается благодаря тому, что камера образована выполненным из стального листа тонкостенным трубчатым элементом с закрытыми концами.

Преимущество предлагаемого в изобретении плоского трубчатого гасителя колебаний давления жидкости по сравнению с известным заключается в обеспечении эффективного гашения колебаний в широком диапазоне частот возбуждения пульсаций, что достигается за счет плавного или ступенчатого изменения его поперечного сечения. Демпфирующая эффективность такого плоского трубчатого гасителя колебаний давления не ограничена более некоторым отдельным диапазоном частот возбуждения, поскольку его отдельные участки различного сечения реагируют на различные частоты возбуждения. Благодаря этому предлагаемый в изобретении плоский трубчатый гаситель колебаний давления является универсальным в применении для систем питания ДВС или гидролиний самых различных конфигураций. Кроме того, такой плоский трубчатый гаситель колебаний давления благодаря отсутствию у него постоянного поперечного сечения не обладает явно выраженной собственной частотой колебаний, которая могла бы создавать проблемы с резонансом. Еще одно преимущество предлагаемого в изобретении плоского трубчатого гасителя колебаний давления, камера которого образована выполненным из стального листа тонкостенным, первоначально цилиндрическим трубчатым элементом с закрытыми концами, который сплющен перпендикулярно его продольной оси с различной степенью уплощения вдоль последней, состоит в рентабельности изготовления такого трубчатого гасителя колебаний давления и в придании ему прочности, устойчивости и надежности в работе.

Согласно одному из предпочтительных вариантов выполнения предлагаемого в изобретении плоского трубчатого гасителя колебаний давления его камера непрерывно сужается в поперечном сечении от одного ее конца к другому концу. В этом варианте трубчатый элемент предпочтительно выполнять коническим относительно его продольной оси и сплющенным в направлении, перпендикулярном этой продольной оси.

В другом предпочтительном варианте выполнения предлагаемого в изобретении плоского трубчатого гасителя колебаний давления его трубчатый элемент первоначально имеет цилиндрическую форму и сплющен перпендикулярно продольной оси с различной степенью уплощения вдоль последней.

В изобретении предлагается также питающий топливопровод, оснащенный по меньшей мере одним предлагаемым в изобретении плоским трубчатым гасителем колебаний давления жидкости.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - схема системы питания ДВС с предпочтительным вариантом выполнения предлагаемого в изобретении плоского трубчатого гасителя колебаний давления,

на фиг.2 - общий вид в аксонометрии плоского трубчатого гасителя колебаний давления, показанного на фиг.1,

на фиг.3 - вид сверху плоского трубчатого гасителя колебаний давления, показанного на фиг.2, и

на фиг.4 - вид сбоку плоского трубчатого гасителя колебаний давления, показанного на фиг.2.

В изобретении предлагается плоский трубчатый гаситель 1 колебаний давления жидкости в гидролиниях, прежде всего колебаний давления потока топлива в питающих топливопроводах транспортных средств.

На фиг.1 в упрощенном виде показана схема системы 2 питания ДВС, в которой топливо из бака 4 подается в трубчатый распределитель 6 топлива, откуда последнее поступает в не показанный на чертеже ДВС. При этом в баке 4 расположен встроенный узел 8 с топливным насосом 10. Между топливным насосом 10 и распределителем 6 топлива установлен топливный фильтр 12. В распределителе 6 топливо известным образом распределяется по отдельным клапанным форсункам 14. Топливо поступает в распределитель 6 с одной его торцовой стороны, а с другой торцовой стороны не впрыснутое топливо через регулятор 16 давления возвращается в бак 4. В другом варианте в системе 2 питания ДВС можно и не предусматривать обратную магистраль для слива топлива, при этом регулятор 16 давления будет установлен во встроенном в бак узле 8, а в качестве контрольного давления будет использоваться окружающее давление.

Внутри распределителя 6 топлива расположен, например горизонтально, предлагаемый в изобретении плоский трубчатый гаситель 1 колебаний давления, при этом оба его конца 20, 21 зажаты зажимами 22, которые закреплены на торцовых сторонах распределителя 6 топлива и которыми гаситель 1 колебаний давления удерживается с определенным радиальным и осевым отступом от внутренней стенки распределителя 6 и практически полностью окружен топливом.

На фиг.2-4 гаситель 1 колебаний давления показан отдельно, при этом каждый из двух его концов 20, 21 предпочтительно выполнен сужающимся и закрыт с образованием герметичной камеры 24. Поперечное сечение камеры 24 мало по сравнению с ее длиной и плавно уменьшается, то есть камера непрерывно сужается от одного конца 20 к другому концу 21. Камеру 24 не постоянного по длине сечения можно получить, например, подвергая первоначально цилиндрический трубчатый элемент 25, выполненный из стального листа, сплющиванию перпендикулярно его продольной оси с различной степенью уплощения вдоль последней, как это наглядно показано прежде всего на фиг.4, или же подвергая трубчатый элемент, уже выполненный коническим относительно его продольной оси, равномерному сплющиванию перпендикулярно последней. В другом варианте поперечное сечение камеры 24 можно также изменять не плавно, соответственно непрерывно, а ступенчато, последовательно выполняя по длине гасителя 1 колебаний давления участки с различным поперечным сечением.

Стенка 26 камеры имеет малую толщину, благодаря чему она обладает определенной податливостью и может за счет этого упруго деформироваться всякий раз, когда в распределителе 6 на нее извне действуют колебания давления топлива, обусловленные срабатыванием клапанных форсунок 14. При этом в системе поглощается энергия колебаний, что в свою очередь приводит к целевому гашению колебаний давления топлива. Благодаря удлиненной форме камера 24 деформируется под действием давления преимущественно поперечно своей продольной протяженности.

Камера 24 может быть заполнена только газообразной средой, предпочтительно воздухом под атмосферным давлением, или же дополнительно к газообразной еще и жидкой средой, например маслом, чтобы исключить возможность сплющивания камеры 24 при слишком сильных скачках давления. В другом варианте камера 24 может быть также заполнена любым другим газом и/или какой-либо иной жидкой средой. Вместо всего лишь одной камеры 24 можно предусмотреть также несколько продолговатых камер с непостоянным у каждой из них поперечным сечением, например, имеющих различную длину и последовательно расположенных таким образом, чтобы колебания не передавались от одной камеры к другой. При использовании плоского трубчатого гасителя колебаний давления с несколькими камерами повышается надежность его работы, поскольку при выходе из строя одной из камер остальные все еще продолжают обеспечивать гашение колебаний давления. Кроме того, благодаря одному только выполнению гасителя 1 колебаний давления с камерами непостоянного поперечного сечения существенно возрастает его демпфирующая эффективность, охватывающая максимально широкую полосу частот, поскольку отдельные камеры из-за их различной длины реагируют на различные частоты колебаний.

Предлагаемый в изобретении плоский трубчатый гаситель 1 колебаний давления жидкости может использоваться не только в питающих топливопроводах, но и в принципе может использоваться для гашения колебаний давления в гидролиниях любого типа. В рассмотренном выше со ссылкой на фиг.1 варианте плоский трубчатый гаситель 1 колебаний давления жидкости используется в системе впрыскивания топлива ДВС с принудительным зажиганием и сжатием рабочей смеси.

Реферат

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к плоскому трубчатому гасителю колебаний давления жидкости в гидролиниях. Изобретение позволяет обеспечить эффективность гашения колебаний в широком диапазоне частот возбуждения пульсаций за счет плавного или ступенчатого изменения его поперечного сечения. Плоский трубчатый гаситель колебаний давления жидкости в гидролиниях, прежде всего колебаний давления топлива в питающих топливопроводах транспортных средств, имеющий по меньшей мере одну удлиненную камеру, поперечное сечение которой мало по сравнению с ее длиной и плавно или ступенчато изменяется по ее длине и по меньшей мере часть стенки которой, находясь во взаимодействии с жидкостью, имеет возможность упруго деформироваться под действием колебаний давления этой жидкости. Камера образована выполненным из стального листа тонкостенным трубчатым элементом с закрытыми концами. Питающий топливопровод оснащен по меньшей мере одним плоским трубчатым гасителем колебаний давления жидкости. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула