Форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи

 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к форсункам для впрыскивания топлива в двигателях внутреннего сгорания. Техническим результатом является улучшение экономичности двигателя за счет предотвращения явления подвпрыскивания топлива при посадке иглы форсунки в седло. Сущность изобретения заключается в том, что в форсунку, содержащую корпус, пружину, толкатель, проставку и распылитель с запорной иглой, дополнительно введен клапан шарикового типа, установленный в проставке. На поверхности проставки, прилегающей к распылителю, выполнена кольцевая канавка, соединяющая канал подвода топлива к распылителю с полостью корпуса форсунки через указанный клапан. 3 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности может использоваться в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Наиболее близким решением, выбранным в качестве прототипа, является форсунка двигателя внутреннего сгорания (1. Патент РФ N RU 2064073, кл. F 02 М 45/08, 1996 г.), содержащая поршень, корпус, гайку, штифты, распылитель, закрепленный на корпусе гайкой и зафиксированный штифтами, иглу, пружину иглы форсунки, толкатель, размещенный в корпусе, канал подвода топлива к игле, причем пружина иглы выполнена взаимодействующей с толкателем, передающим усилие игле и удерживающим ее в нижнем положении, снабженная дополнительной пружиной, регулировочными прокладками, распылитель выполнен с компенсационной полостью, сообщенной с каналом подвода топлива к игле, поршень размещен в компенсационной полости и удерживается в нижнем положении дополнительной пружиной, установленной с возможностью регулирования своего усилия регулировочными прокладками.

Однако данная конструкция форсунки допускает возникновение явления подвпрыскивания и падение давления впрыскивания на малых скоростных и нагрузочных режимах, кроме того скорость посадки запорной иглы форсунки в седло не обеспечивает достаточной крутизны заднего фронта характеристики впрыскивания, так как в момент прекращения подачи топлива при движении иглы форсунки к седлу, поршень, размещенный в компенсационной полости распылителя, также движется вниз, не только ускоряя истечение топлива из сопловых отверстий, но и создавая повышенное сопротивление движению запорной иглы форсунки путем повышения давления топлива в кармане распылителя и снижения давления топлива в полости корпуса форсунки за счет освобождения части объема компенсационной полости распылителя и снижения силы, воздействующей на запорную иглу форсунки при посадке, что влияет на эффективный удельный расход топлива, токсичность и дымность отработавших газов.

Настоящее изобретение направлено на повышение эффективности процесса топливоподачи двигателя внутреннего сгорания, работающего по бессливному процессу топливоподачи.

Решение поставленной задачи достигается тем, что дополнительно введен клапан шарикового типа, установленный в проставке, и на поверхности проставки, прилегающей к распылителю, выполнена кольцевая канавка, соединяющая канал подвода топлива к распылителю с полостью корпуса форсунки через клапан шарикового типа.

Сопоставительный анализ заявляемого решения и выбранного в качестве прототипа показывает, что предлагаемые мероприятия позволяют исключить явление подвпрыскивания, ликвидируют падение давления впрыскивания особенно на малых скоростных и нагрузочных режимах, обеспечивают более крутой задний фронт характеристики впрыскивания, снижают эффективный удельный расход топлива, токсичность и дымность отработавших газов.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что дополнительно введен клапан шарикового типа, установленный в проставке, и на поверхности проставки, прилегающей к распылителю, выполнена кольцевая канавка, соединяющая канал подвода топлива к распылителю с полостью корпуса форсунки через клапан шарикового типа.

Таким образом отличия, связанные с тем, что в проставке установлен клапан шарикового типа, и на поверхности проставки, прилегающей к распылителю, выполнена кольцевая канавка, соединяющая канал подвода топлива к распылителю с полостью корпуса форсунки через клапан шарикового типа, причем жесткость пружины клапана шарикового типа обеспечивает его открытие при давлении топлива в полости корпуса форсунки выше остаточного давления в топливной магистрали, позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемое техническое решение, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен общий вид форсунки для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи, на фиг. 2 - элемент В в увеличенном масштабе, на фиг. 3 - разрез по А-А.

Форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи состоит (фиг. 1) из корпуса 4, колпака 1, стопорного винта 2, регулировочного винта 3, опоры 9, пружины 10, толкателя 11, проставки 5, гайки распылителя 12, запорной иглы форсунки 13, распылителя 6, топливного канала 8, щелевого фильтра 7. В проставке 5 находятся: клапан шарикового типа 14, пружина клапана шарикового типа 15, шайба 16, кольцевая канавка 17, штифты 18.

В верхней части корпуса 4 установлен щелевой фильтр 7, а также колпак 1, закрывающий стопорный винт 2. Во внутренней части корпуса 4 расположена пружина 10, действующая нижними витками через толкатель 11 на запорную иглу форсунки 13, а верхними - через опору 9 на регулировочный винт 3, свобода перемещения которого ограничивается стопорным винтом 2. К нижней части корпуса 4 при помощи гайки распылителя 12 крепятся проставка 5 и распылитель 6, зафиксированные штифтами 18. В проставке 5 расположен клапан шарикового типа 14, нагруженный усилием пружины клапана шарикового типа 15, которая зафиксирована шайбой 16. На поверхности проставки 5, прилегающей к распылителю 6, выполнена кольцевая канавка 17, соединяющая канал подвода топлива 8 с полостью корпуса 4 форсунки через клапан шарикового типа 14.

Устройство работает следующим образом.

1. К форсунке двигателя внутреннего сгорания (фиг. 1) подводится топливо под высоким давлением, которое через щелевой фильтр 7 поступает в топливный канал 8. В начале процесса топливоподачи движение плунжера топливного насоса высокого давления создает давление в кармане распылителя. Нарастание давления в топливной магистрали приводит к подъему запорной иглы форсунки 13, и топливо поступает в сопловые отверстия. Протечки топлива через зазор между распылителем 6 и запорной иглой форсунки 13 собираются в полости корпуса 4 форсунки.

2. В момент прекращения подачи топлива давление в кармане распылителя резко падает и запорная игла форсунки 13 под действием силы предварительного сжатия пружины 10 и дополнительно давлением топлива, воздействующего на торцевую поверхность запорной иглы форсунки 13 и толкателя 11, садится в седло с повышенной скоростью, обеспечивая более крутой задний фронт характеристики впрыскивания и не допуская прорыва газов из камеры сгорания во внутреннюю полость распылителя. Одновременно с этим, через клапан шарикового типа 14 давление выше заданного остаточного, величина которого определяется жесткостью пружины клапана шарикового типа 15, дросселирует из полости корпуса 4 форсунки в топливную магистраль, где служит для поддержания остаточного давления топлива в ней.

Применение данной конструкции форсунки позволяет эффективно использовать преимущества бессливного процесса топливоподачи на различных скоростных и нагрузочных режимах работы двигателя, повышает экономичность двигателей и их энергетические показатели.

Формула изобретения

Форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус, пружину, толкатель, проставку, распылитель форсунки с запорной иглой, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен клапан шарикового типа, установленный в проставке, и на поверхности проставки, прилегающей к распылителю, выполнена кольцевая канавка, соединяющая канал подвода топлива к распылителю с полостью корпуса форсунки через клапан шарикового типа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3