Распылитель штифтовой форсунки

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности может использоваться в топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Предлагаемое техническое решение заключается в том, что в сопловом канале имеются упорные выступы для перекрывающихся металлических лепестков, расположенных на конце штифта и образующих замкнутую коническую поверхность, таким образом, при поступательном движении штифта вверх или вниз угол при вершине конуса, образованного лепестками, изменяется под воздействием силы упругости, что способствует образованию топливного факела в виде конуса, угол при вершине которого изменяется в зависимости от осевого положения штифта, тем самым достигается плавное изменение формы факела в процессе впрыска, и топливо распределяется равномерно в объеме камеры сгорания. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности может использоваться в топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Известны распылители штифтовых форсунок дизельных двигателей, в которых используются обычно распылители с цилиндрическими, одноконусными и двухконусными штифтами, которые находятся в корпусе распылителя. В процессе впрыска проходная площадь распыления меняется по мере подъема штифта, из-за чего меняется и сопротивление движению топлива на выходе, что ведет к сложному изменению перепада давления, под которым подается топливо в камеру сгорания дизелей.

Недостатком этих распылителей является неравномерное распределение топлива в объеме камеры сгорания на этапе впрыска, так как топливо распространяется в форме конусообразных полых факелов, угол при вершине которых почти не изменяется в процессе впрыска, что приводит к наличию зон с повышенной концентрацией топлива. Неравномерность распределения топлива на этапе впрыска снижает коэффициент использования объема камеры сгорания и увеличивает время, необходимое для качественного смесеобразования. Это является причиной ухудшения экономических и экологических характеристик дизеля.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является распылитель с двухконусным штифтом форсунки, в котором при распыливании жидкости факел имеет форму конуса, угол при вершине которого в процессе впрыска постоянен и достигает 60^o.

Недостатками распылителя данного типа является неравномерное распределение топлива по объему камеры сгорания на этапе впрыска, наличие "мертвы зон", в которые топливо не распространяется, и зон с повышенной концентрацией топлива. Эти недостатки снижают эффективность процесса сгорания топлива и ухудшают экологические и экономические качества дизеля.

Изобретение направлено на повышение качества распределения топлива по объему камеры сгорания на этапе впрыска и улучшение топливной экономичности и экологичности дизеля.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в сопловом канале имеются упорные выступы для перекрывающихся металлических лепестков, расположенных на конце штифта и образующих замкнутую коническую поверхность, угол при вершине конуса которой зависит от осевого положения штифта, что определяет направление развития факела топлива.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения и выбранного в качестве прототипа показывает, что предлагаемая конструкция позволяет равномерно распределить топливо по объему камеры сгорания, что улучшает смесеобразование в дизелях, дает максимальные скорости последующего диффузионного горения и улучшает характеристики дизеля.

Предлагаемое техническое решение отличается от прототипа тем, что изменение угла при вершине конуса факела происходит плавно, причем "раскрытие" и "схлопывание" конуса факела достигается изменением угла при вершине конуса головки штифта, которая состоит из перекрывающихся металлических лепестков, образующих замкнутую коническую поверхность, которые при движении штифта вниз, выходя из упорных выступов, установленного в сопловом канале, под воздействием силы упругости "раскрываются", а при движении штифта вверх под воздействием ограничительных упорных выступов "схлопываются". Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают предлагаемому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже изображен общий вид распылителя штифтовой форсунки.

Распылитель штифтовой форсунки состоит из корпуса распылителя 3, в сопловом канале 6 которого выполнены упорные выступы 7, штифта 5 с головкой, состоящей из металлических лепестков 4.

Распылитель штифтовой форсунки 3 работает следующим образом. Топливо поступает по топливоподводному каналу 1 в подыгольный объем 2, а затем в сопловой канал 6. На выходе из соплового отверстия струя попадает на головку штифта 4, приобретает форму полого конуса, угол при вершине которого зависит от угла раскрытия головки штифта. При движении штифта 5 вверх под действием упорных выступов металлические лепестки "схлопываются", образуя угол при вершине головки штифта β₁, а при движении штифта вниз металлические лепестки под действием силы упругости "раскрываются" на угол β₂, то есть угол топливного факела изменяется на угол β₂-β₁. Таким образом, за счет изменения угла при вершине конуса топливного факела изменяется направление движения факела в течение времени впрыска топлива, улучшая равномерное распределение его.

Впрыск топлива указанным способом приводит к равномерным концентрациям топлива и воздуха в объеме камеры сгорания, быстрому испарению капель топлива, увеличению скорости диффузионного горения, снижая время воздействия высоких температур на топливо и замедляя процесс его разложения, а также к увеличению коэффициента полноты сгорания топлива.

Использование изобретения позволяет повысить экономические и экологические характеристики дизеля.

Формула изобретения

Распылитель штифтовой форсунки дизельного двигателя, состоящий из корпуса распылителя, штифта, отличающийся тем, что в сопловом канале имеются упорные выступы для перекрывающихся металлических лепестков, расположенных на конце штифта и образующих замкнутую коническую поверхность, угол при вершине конуса которой зависит от осевого положения штифта, что определяет направление развития факела топлива.

РИСУНКИ

Рисунок 1