Распылитель штифтовой форсунки с тепловой защитой

 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к системам подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания, и позволяет повысить надежность. Распылитель содержит корпус 1, с которым контактирует кольцевой теплоизоляционный элемент 2 из термостойкого упруго деформируемого материала, например из фторопласта , размещенный между кольцевым упругим элементом 3 и торцом 4 корпуса 1 распылителя. Упругий элемент 3 установлен на внутренней поверхности 8 теплозащитного экрана 6. Теплоизоляционный элемент 2 с упругим элементом 3 поджимается к торцу 4 корпуса 1 распылителя накидной гайкой 5, связанной резьбовым соединением с корпусом 1. Отношение площадей поперечных сечений элемента 2 в недеформированном состоянии и кольцевой канавки 9 упругого элемента 3 распылителя составляет 1-2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. О Ч ел ю 1 4 10 3 5 фиг 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s F 02 М 53/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

С) (л Э (21) 4891330/06 (22) 17,12.90 (46) 15,06.92. Бюл. ¹ 22 (71) Научно-производственное объединение по топливной аппаратуре двигателей "ЦНИТА" (72) И.Г.Голубков и Н.И.Попов (53) 621.436.038(088.8) (56) Совершенствование конструкций распылителей форсунок дизелей. Обзор НИИНФОРМТЯЖМАШ. 1976, с.31, рис.10з.

Заявка ФРГ ¹ 3000061, кл. F 02 M 61/16, опублик. 1981. (54) РАСПЫЛИТЕЛЬ ШТИФТОВОЙ ФОРСУНКИ С ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТОЙ (57) Изобретение относится к двигателестроению, а именно к системам подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания, и позволяет повысить надежность. Распылитель содержит корпус 1, с которым контактирует кольцевой теплоизоляционный элемент 2 из термостойкого упруго деформируемого материала, например из фторопласта, размещенный между кольцевым упругим элементом 3 и торцом 4 корпуса 1 распылителя. Упругий элемент 3 установлен на внутренней поверхности 8 теплозащитного экрана 6. Теплоизоляционный элемент

2 с упругим элементом 3 поджимается к торцу 4 корпуса 1 распылителя накидной гайкой 5, связанной резьбовым соединением с корпусом 1. Отношение площадей поперечных сечений элемента .2 в недеформированном состоянии и кольцевой канавки 9 упругого элемента 3 распылителя составляет 1 — 2, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1740752

20

30

40

50

Изобретение относится к топливовпрыскивающей аппаратуре систем подачи топлива для двигателей внутреннего сгорания, а именно к штифтовым форсункам со средствами тепловой защиты.

Известен распылитель форсунки дизеля типа "Брайс", содержащий корпус, накидную гайку с уплотнительным элементом из термостойкого материала, установленную в корпусе с образованием теплозащитной полости, Данный распылитель позволяет поддерживать приемлемые условия охлаждения распылителя, однако в реальных условиях эксплуатации и производства невозможно обеспечить надежного уплотнения накидной гайки из-за сложного подбора размеров уплотнительного элемента. Кроме того, конструкция данного распылителя достаточно сложна и не может исключить появление новых усилий при монтаже распылителя и его эксплуатации, Наиболее близким к изобретению является распылитель штифтовой форсунки, содержащий корпус. накидную гайку с теплозащитным экраном, установленную на корпусе с образованием теплозащитной полости между торцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью теплозащитного экрана и возможностью перемещения относительно продольной оси корпуса распылителя, кольцевой упругий элемен с кольцевой канавкой, выполненной на торцовой поверхности упругого элемента и ориентированной своей внутренней поверхностью к торцу корпуса распылителя, размещенный в теплозащитной полости с образованием кольцевой полости, ограниченной торцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью канавки упругого элемента.

В собранной форсунке, когда гайка распылителя с теплозащитным экраном завернута до упора с определенным усилием по резьбе корпуса форсунки, упругий элемент деформируется на некоторую величину, плотно прижимаясь соприкасающимися поверхностями к торцам распылителя и теплозащитного экрана, В местах соприкосновения упругого элемента поверхности герметизируются и за счет этого ограничивается попадание горячих газов из камеры сгорания на поверхность распылителя.

Данный распылитель с тепловой защитой при достаточно качественном выполнении упругого элемента существенно ограничивает теплоотвод к распылителю от горячих газов камеры сгорания и в значительной степени уменьшает площадь контакта распылителя с горячими газами.

Однако в условиях массового производства и технического обслуживания форсунок с известн ы м расп ылителем. возникают значительные технологические трудности по обеспечению качественного выполнения уплотняющих поверхностей, включая и их параллельность, упругого кольцевого элемента с кольцевой канавкой и сохранению упругих свойств кольца при повышении температурных условий во время работы двигателя. Это приводит к неполной герметизации в местах соприкосновения кольца с торцами распылителя и экранирующего кожуха, проникновению горячих газов к торцовой и боковой поверхностям распылителя, снижению эффекта тепловой защиты и, в конечном итоге, к снижению надежности и долговечности распылителя и форсунки.

Цель изобретения — повышение надежности путем увеличения эффективности тепловой защиты распылителя штифтовой форсунки.

Постзвленная цель достигается тем, что в распылителе штифтовой форсунки степловой защитой для дизеля, содержащей корпус, накидную гайку с теплозащитным экраном, установленную в корпусе с образованием теплозащитной полости между торцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью теплозащитного экрана и возможностью перемещения относительно продольной оси корпуса распылителя, кольцевой упругий элемент с кольцевой канавкой, выполненной на торцовой поверхности упругого элемента и ориентированной своей внутренней поверхностью к торцу корпуса распылителя, размещенный в теплозащитной полости с образованием кольцевой полости, ограниченной горцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью кольцевой канавки упругого элемента, распылитель штифтовой форсунки снабжен кольцевым теплозащитным экраном из термостойкого пластически деформируемого материала, размещенным в кольцевой полости с возможностью деформации при перемещении накидной гайки, причем внутренний обьем кольцевой канавки упругого элемента не превышает объема теплоизоляционного элемента в недеформируемом состоянии, а отношение площади поперечного сечения теплоизоляционного элемента в недеформируемом состоянии к площади поперечного сечения кольцевой канавки упругого элемента составляет 1 — 2.

При этом кольцевой теплоиэоляционный элемент распылителя форсунки может быть выполнен из фтороплгста.

1740752

10

20

На фиг. 1 изображен распылитель штифтовой форсунки в сборе; на фиг. 2— устройство тепловой защиты распылителя штифтовой форсунки, исходное положение; на фиг, 3 — то же, рабочее положение.

Распылитель содержит корпус 1 с кольцевым теплоизоляционным элементом 2 из термостойкого пластически деформируемого материала, размещенный между кольцевым упругим элементом 3 и торцом 4 корпуса 1 распылителя.

Накидная гайка 5 с теплозащитным экраном 6 установлена на корпусе 1 распылителя с образованием теплозащитной полости 7 между торцом 4 корпуса 1 распылителя и внутренней поверхностью 8теплозащитного экрана 6. В кольцевом упругом элементе 3 выполнена кольцевая канавка 9, ограничивающая кольцевую полость 10, Внутренний объем кольцевой канавки 9 упругого элемента 3 не превышает объема теплоизоляцион ного элемента 2 в недеформированном состоянии, а отношение площади поперечного сечения теплоизоляционного элемента 2 в недеформированном состоянии площади к поперечному сечению кольцевой канавки 9 упругого элемента 3 находится в пределах

1 — 2. Кольцевой теплоизоляционный элемент 2 может быть выполнен из фторопласта (например, марки Ф-4). При этом корпус

1 распылителя по наибольшему диаметру центрируется в гайке 5 по оси. Гайка 5 распылителя может выполняться как за одно целое с теплозащитным экраном 6, так и из отдельных деталей.

Сборка осуществляется следующим образом.

Теплоизоляционный элемент 2 из термостойкого пластически деформируемого материала в свободном состоянии устанавливается в кольцевую полость 10 между упругим элементов 3 и торцом 4 корпуса 1 распылителя. Упругий элемент 3 размещается на внутренней поверхности 8 теплозащитного экрана 6 гайки 5 распылителя, При закорачивании гайки 5 торец 4 корпуса 1 упирается в теплоизоляционный элемент 2 и деформирует его, заполняя свободное пространство между торцом 4 и упругим элементом 3, При полностью завернутой гайке 5 распылителя торец 4 корпуса 1 деформирует теплоизоляционный элемент 2, а также на некоторую величину деформирует упругий элемент 3, который прижимается к торцу 4 корпуса 1 и к внутренней поверхности 8 теплозащитного экрана 6. В результате пластической деформации материала теплоизоляционного элемента 2 плотно заполняется кольцевая полость 10. Если отношение площадей поперечных сечений элемента 2 в недеформированном состоянии и кольцевой канавки 9 больше единицы, то часть эластичного:материала в процессе его деформации выйдет за пределы упругого элемента 3, заполнив с одной стороны пространство между наружной боковой поверхностью элемента 3 и внутренней боковой поверхностью теплозащитного экрана 6, с другой стороны — свободное кольцевое пространство вокруг отверстия в упругом элементе 3. При этом плотно заполняются и незначительные неплотности по двум соприкасающимся поверхностям между торцом 4 корпуса 1 распылителя и упругим элементом 3.

Плотное заполнение пространства между упругим элементом 3, торцом 4 корпуса 1 распылителя и боковой поверхностью теплозащитного экрана 6 гайки 5 обеспечивает надежную герметизацию стыков между упругим элементом 3 и торцом 4 корпуса 1 распылителя, полностью исключая доступ горячих газов из камеры сгорания к боковой поверхности корпуса 1 и к части его торцовой поверхности 4, защищенной упругим элементом 3.

Теплоизоляционный элемент 2, покрывая торец 4 корпуса 1 распылителя, обеспечивает дополнительную теплоизоляцию за счет низкого коэффициента теплопроводности. Термостойкость теплоизоляционного элемента 2 является необходимым признаком для обеспечения надежной тепловой защиты распылителя в процессе длительной работы. Использование элемента 2 из пластически деформируемого материала позволяет снизить требования к качеству изготовления кольцевых упругих элементов

3 как с точки зрения точности обеспечения размеров и качества выполнения всех трех уплотняющих поверхностей кольца, так и с точки зрения сохранности упругих свойств в процессе длительной работы при воздействии повышенных температур.

В оптимальной степени цель будет достигаться при условии обеспечения отчошения площадей поперечных сечений теплоизоляционного элемента 2 в недеформированном состоянии и кольцевой канавки 9 в пределах 1-2. Эти поеделы установлены экспериментально. При этом абсолютная величина отношения в каждом конкретном случае зависит от требований к качеству изготовления деталей устройства, особенно упругого элемента 3 и свойств ма. териала, из которого изготовлен теплоизоляционный элемент 2, При достаточно высоких требованиях по качеству изготовления деталей устройства и ограниченной

1740752 текучести используемого материала отношение поперечных сечений может быть близким к единице. При сниженных требованиях по качеству выполнения деталей устройства и повышенной текучести используемого материала поперечное сечение элемента 2 в недеформированном состоянии должно быть увеличенным и отношение соответственно также будет увеличиваться. При отношениях поперечных сечений теплоизоляционного элемента 2 в недеформированном состоянии и кольцевой канавки 9 более двух объем деформируемого материала, выдавливаемый за пределы упругого элемента 3 при поджатии гайки распылителя во время сборки форсунки, становится настолько большим, что создаваемое при этом усилие на торце распылителя деформирует нижнюю часть корпуса 1 распылителя, увеличивая несоосность между направляющей частью и запирающим конусом корпуса 1 распылителя.

При этом ухудшается подвижность иглы, снижая ресурс распылителя, а при значительных деформациях корпуса 1 может привести к заклиниванию иглы в запирающем конусе и снижению надежности распылителя, а поэтому отношение не может быть более 2.

Желаемая термостойкость пластически деформируемого материала не ниже 200 — 250"С и зависит от уровня форсирования дизеля по среднему эффективному давлению в цилиндре, а также расположения форсунки в головке цилиндров относительно камеры сгорания дизеля.

В качестве материала упругого элемента 3 можно использовать сталь 65 ГА, Формула изобретения

1. Распылитель штифтовой форсунки с тепловой защитой, содержащий корпус, накидную гайку с теплозащитным экраном, ус5 тановленную на корпусе с образованием теплозащитной полости между торцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью теплозащитного экрана и возможностью перемещения относительно

10 продольной оси корпуса распылителя, кольцевой упругий элемент с кольцевой канавкой, выполненной на торцовой поверхности упругого элемента и ориентированной своей внутренней поверхностью к торцу

15 корпуса распылителя, размещенный в теплозащитной полости с образованием кольцевой полости, ограниченной торцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью кольцевой канавки упругого элемен20 та, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения теплов..й защиты, распылитель снабжен кольцевым теплоизоляционным элементом из термостойкого пластического деформи25 руемого материала, размещенным в кольцевой полости с возможностью деформации при перемещении накидной гайки, причем внутренний объем кольцевой канавки упругого элемента не превышает

30 объема теплоизоляционного элемента в недеформированном состоянии, а отношение площади поперечного сечения теплоизоляционного элемента в недеформированном состоянии к площади поперечного сечения

35 кольцевой канавки упругого элемента составляет 1 — 2.

2, Распылитель по и, 1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что кольцевой теплоизоляционный элемент выполнен из фторопласта, пп

1740752

35

45

Составитель И.Голубков

Техоед М,Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор M.Êåëåìåø

Производственно-издательский комбина . "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 <

Заказ 2067 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35,,Раушская наб., 4/5