Форсунка для двигателя внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: в распылителе формулы выполнена дополнительная камера , в которую при максимальном подъеме иглы перетекает часть топлива из подыгольной камеры, сообщенной с каналом подвода топлива, благодаря чему рост давлений в последней происходит менее резко. 1 з.п.флы, 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„5U„„1825888 А1

«s«>s F 02M61/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) ФОРСУНКА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕ Н НЕ ГО СГОРАНИЯ (57} Сущность. изобретения: в распылителе формулы. выполнена дополнительная камера, в которую при максимальном подъеме иглы перетекает часть топлива из подыгольной камеры, сообщенной с-каналом подвода топлива.,благодаря чему рост дзвлени««в последней происходит менее резко. 1 з.п.флы, 3:ил.

1 (21),4362347/06 (22) 16.12.87 (46) 07;07.93. Бюл; М 25 (71) Павлодарский индустриальнйй инсти тут (72) А.К. Каракаев (56) Авторское свидетельство СССР

««. 985385, кл. Е 02 M 61/10, 1980, фиг 1.

Изобретение относится к области.дви-, ;. стого хода и:малых нагрузок топливо сжима« ателестроения и предназначено для впры- ется в подыгольной камере, что повышает скивания топлива, .преимущестаенно s ..давление впрыска, а по мере увеличению дизель. .... -: . ц»»кловай подачи топливо сжимается в двух

Цель изобретения — повышен»»е зффек-, " камерах, чтобы черезмерно не повышалось тивности впрыскивания и упрощение конст- .: давление всистеме. Это способствует повы рукции форсункй.. шению надежности и срока службы форсунЗащищаемая. форсунка отличаетая. от ки. Следует также отметить, что прототипа тем, что расстояние. между:-под- . предложенная форсунка значительно проыгольной. и дополнительной - камерам»»: .ще в изготовлении, сборке и эксплуатации, меньще максймзльного хода иглы,,i диа- в такжв прн ремонте и техобслуживании. метр ступени направляющей масти со сторо- .... Взрыяруя. объемами: полостей, дизметны надыгольной камеры составляет:1;О.;:;2,0 .рами отдельных частей иглы, расстояниями диаметра ступени со сторонй йодыгольной между полостя»«»и-и ходом иглы прй доводке камеры; объем дополнительйой кэмв«ры рэ-:..кoнкpeтнoго.двигателя и форсунки можно вен О.2...1;О, объема подыгольной ка»лоры. : . добиться стаб»»льного и эффективного

Сущность изобретенйя, закл»вчается в:: вт«омск»»вэ»»ия топлива. в зависимости от реследующем;: ., жи»»а. рабаты двигателя,. чего невозможно

8 прототипе топливо перед. подэчвй в..:добйться в. прототипе и в аналогах. Это по- . сопловые отверстия сжимается в двух каме- -зволяет сделать вывод, что заявляемая форрзх, что приводит к уменьшени» давлещ»я . сункэ;: и соотйошения размеров связаны впрыскивания, так как с увеличе«.««»ем общее- меэщу собой Еди»»ым изобретательским зама сжатия давления снижается. Крема это- . мысли««.f0, в аналогах и .прототипе сложим,как: - Йа.фиг.1-3 приведены принципиальные форсунка, так и .вся топливная система. Е вхемЫ.фв«реутек»е одавнаковыми(фиг.1,2) «»c: предлагаемой форсунке на режввм»х хеле равными.(фиг.З) диаметрам»»двух прецизиЫ

1825888 онных участков запорной иглы и распылителя, причем на фиг.1 дополнительная камера .выполнена в распылителе, а на фиг.2 и 3 — в распылителе и в запорной игле.

Форсунка содержит корпус 1 с топливоподводящим каналом 2, распылитель 3 с кольцевой проточкой 4 и каналом 5, запорную иглу 6, перекрывающую колодец 7 и сопловые Отверстия 8. Игла 6 запирается пружинным механизмом или жидкостью, в качестве которой может быть использовано рабочее топливо. Подыгольная камера 9 постоянно сообщена с каналом 5, расположе. на ближе к колодцу 7 и разобщена от . дополнительной камеры 10 прецизионным участком 11, длина сопряжения х которого меньше, например равна 0,2 — 0,8 максимального хода иглы у п х. Диаметр d2 прецизионного участка 12 равен 1,0-2,0 диаметрам первого участка б1. Запорная игла имеет. одну 13 (фиг.1,2) или две 13 и 14 (фиг.3) дифференциальные площадки. Объем Ч .камеры 10 равен 0,2-1,0 объема V1 камеры 9. Корпус 1 является для иглы упором, ограничивающим ее давление. Поверхность 15 камеры V2 выполнена со скосом для повышения надежности форсунки.

Впрыскивание топлива осуществляется следующим образом. Топливо от впрыскивающего насоса через канал 12, кольцевую проточку 4 и кЫал 5 в распылителе 5 поступает в камеру 9 и сжимается в ней с повышением давления. Часть топлива через прецизионный участок 11 попадает в полость 10, в которой также сжимается. Когда усилие от давления топлива на иглу снизу станет больше усилия от воздействия запирающего механизма, определяемого затяжкой пружины или давлением запирающей жидкости, игла поднимается и.часть топлива через колодец 7 поступает к сопловым отверстиям 8, Когда у>х, топливо поступает в камеру 10 через сечение между иглой и распылителем, определяемое диаметром d) и высотой (у — х), Максимальное проходное сечение будет при достижении иглой упора, когда высота сечения будет равна (увзх-х).

На режимах малых нагрузок и частот вращения, включая и режимы холостого хода, сжатие и повышение давления топлива перед распыливанием осуществляют в основном в камере 9, На режимах средни и больших нагрузок и частот вращения, например, на режимах выше 0,3-0,4 от номинала, сжатие и повышение давления топлива осуществляют: в начальной стадии в камере 9, а по мере движения иглы вверх, когда у>х, в двух камерах 9 и t0.

Сжатие и повышение давления топлива перед поступлением в колодец на режимах малых нагрузок и частот вращения, включая и режимы холостого хода, в камере 9 способствует повышению давления впрыскивания топлива, т.е. эффективности впрыскивания. Одновременно это способствует стабильности впрыскивания, так как топливо на указанных режимах сжимается в малом объеме.

С увеличением нагрузки и частоты вращения камеры 9 и 10 сообщаются между собой, что позволяет в этих камерах сжимать большее количество топлива без резкого повышения давления в них, что способствует также эффективному и ста15 бильному впрыскиванию топлива и на режимах средних и больших нагрузок и частот вращения, Вышеуказанное можно обьяснить анализом уравнения баланса топлива (уравнения сплошности движения топлива), 20 До начала движения иглы уравнение сплошности движения топлива будет следующее: а% — », С,-V«g, d Рфт

dt (12

25 и Р„, откУда = {»т. Ст Чп)-g), (2) о1 аV> где a — коэффициент сжимэемости топлива;

V> — объем подыгольной камеры; f — площадь проходного сечения канала 5 на выхо30 де в камеру Q; CT — скорость движения топлива в выходном сечении канала 5; /«- — секундный расход перетечек топлива из камеры 9 в камеру 10 через сопряженную поверхность 11; Рф — давление топлива в

35 камере9; t-время, Из уравнения (2) видно, что давление

Рф1 возрастает с уменьшением V> при прочих равных условиях. Ч«- тем больше, чем меньше длина сопряженной поверхности

Когда Рф1 станет равным Рфо, игла начинает двигаться и уравнение сплошности движения топлива будет следующим:

45 . d Ð,„

QV1 =»т Ст «-2 pc fc Сс

di — »1Си, (32 где,и fc С вЂ” секундный расход топлива через сопловые отверстия;

fq = л д /4 — площадь поперечного се2 чения иглы по первому прецизионному участку 11; С - скорость движения иглы, Из уравнения (3) — (»т t,— V«- - » х б Рь1

Ф аЧ1 х Сс- f< Си. (4)

По мере увеличения перетечек топлива давления Рф1 уменьшается.

1825888

Перетечки будут большими по мере движения иглы вверх, существенно увеличиваются при у>х и будут максимальными при у=у тах

Давление в рабочей полости 10 опреде- 5 ляется следующим образом.

При неподвижной игле

d Рьг а Чг — = Чп1-2 — Чп2, dt (5)

10 (6) откуда

dP2 1 (Чп 1-2 Чп2), dt аЧ2 где Vz — объем камеры 10: Рфг — давление топлива в камере 10;

Vr г — секундный расход перетечек топлива из камеры 10 в.надыгольную полость через вторую сопряженную поверхность 12, который определяется давлениями Рфг и давлением топлива в надыгольной полости, например, давлением запирающей жидко- 20 сти при гидрозапирании форсунок.

При движении иглы давление в рабочей полости 10 определяется следующим образом б Рфг 25 айаг = Чп1-2 Чп2 2 Си, (7)

dt откуда аЧг (Чп1 — 2 Чп2 fz Си). (8) где f2 = лбг /4 — площадь поперечного се2 чения иглы по второму прецизионному участку 12.

С увеличением Vn -z и с уменьшением

Члг (8) давление в камере 10 возрастает., причем на Рфг влияет и площадь fz.

В этой связи, е зависимости от назначения двигателя, особенностей эксплуатации топливной системы и двигателя расстояние между рабочими полостями выполнено меньшим, например, равным 0,2 — 0,8 макси- 40 мального хода иглы, причем с каналом 5 сообщена только одна камера 9, расположенная ближе к колодцу распылителя, а

Vz = (0,2...1,0)Ч1; dz = (1,0...2,0) d1, Варьируя этими параметрами в указанных пределах при создании и доводке топливной аппаратуры для конкретного двигателя добиваются стабильного и эффективного впрыскивания топлива в цилиндр двигателя . в зависимости от режима его работы, чего невозможно добиться в прототипе и аналогах.

Следует также отметить, чтс защищаемая форсунка значительно проще в изготов-

- . лении, сборке и эксплуатации, а также при ремонте и техобслуживании, что подтверждает достоверность достижения технического результата, причем не представляет трудностей создание форсунок на существующих серийных производствах и. более того, можно использовать серийные заготовки иглы и распылителя.

Одним из важнейших преимуществ защищаемой форсунки является возможность использования на всех типах топливной аппаратуры, например, при гидрозапирании форсунок, форсунках без сливной магистрали, при широко распространенном пружинном запирании форсунок, в насосфорсунках, в топливных системах с электромагнитным управлением форсунок, в аккумуляторной топливной аппаратуре, причем форсунки могут быть нормально закрытыми, т.е. многодырчатыми, штифтовыми, клапанными, клапанно-сопловыми, с отъемным сопловым наконечником.

Таким образом, изобретение позволяет стабильно и эффективно впрыскивать топливо в широком диапазоне режимов с одновременным упрощением форсунки, не происходит снижения Рфо с увеличением угловой частоты вращения, что имеет местЬ в прототипе. Если в прототипе разделитель, диаметр которого больше диаметра направляющей части иглы, ухудшает технологичность иглы и вынуждает выполнять распылитель составным, т.е. с отьемным сопловым наконечником, то согласно нашему решению технология изготовления иглы упрощается, а распылитель можно выполнить как цельным, так и составным.

Формула изобретения

1. Форсунка для двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус с каналом подвода. топлива, закрепленный на корпусе распылитель с седлом, сопловыми отверстиями и полостью, разделенной перемычкой, и иглу с дифференциальной площадкой, двухступенчатой направляющей и запорной частями, размещенную в полости распылителя с образованием подыгольной, дополнительной и надыгольной камер, разобщенных направляющей частью, причем дифференциальная площадка выполнена между направляющей и запорной частями и выходит в положительную полость, сообщенную с каналом подвода топлива и сопловыми отверстиями, а кромка, образованная пересечением поверхностей направляющей части и дифференциальной площадки, расположена на уровне перемычки при положении иглы на седле, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности впрыскивания и упрощения конструкции, расстояние между подыгольной и дополнительной камерами меньше максимального хода иглы, а диаметр ступе1

1825888

1 3 7 4 g 2

7 f3 / Г

Puz3

Составитель А.Каракаев

Техред М.Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор Е.Савина

Закэа 231О. Тираж . Подписное

ВМИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб„4/б

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ни направляющей части со стороны надыгольной камеры составляет 1,0-2,0 диаметра. ступени со стороны подыгольной камеаы.

Р

2. Форсунка по п.1, о т л и ч а ющ а ясятем,,что объем дополнительной камеры равен 0,2 — 1,0 объема подыгольной камеры.