Электромагнитная форсунка для двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет снизить массы гидравлического привода игольчатого клапана, повысить надежность работы форсунки. Электромагнитная форсунка содержит корпус с центральной расточкой, топливоподводящим каналом высокого давления, линией низкого давления, распылитель с глухим перекрываемым каналом, каналом подвода топлива. Запорный игольчатый клапан размещен в глухом канале с возможностью осевого смещения и перекрытия канала, из которого выходят распыливающие каналы, и охвата клапана полостью перед перекрываемым каналом. Камера управления связана с топливоподводащим каналом, питающим ее каналом ограниченного поперечного сечения и с линией низкого давления через перекрываемый канал ограниченного поперечного сечения. Управляющий клапан прилегает к запорной поверхности перекрываемого канала, выходящего из камеры управления. Второй упругий элемент нагружает управляющий клапан посредством нажимного упора упругого элемента до полного разобщения камеры управления от линии низкого давления. Электромагнитный привод управляющего клапана размещен в расточке корпуса форсунки с противоположной распылителю стороны и включает магнитопровод, соленоид, якорь и звено привода, связанное с якорем и нагружающим управляющий клапан нажимным упором упругого элемента. Камера управления размещена у ограничивающего перемещение при подъеме упорного торца игольчатого клапана, ограничена торцом игольчатого клапана в объеме и охватывает по меньшей мере часть площади обращенного к упругому элементу его торца. Игольчатый клапан частью у упорного торца сопряжен разделительной поверхностью с промежуточным элементом, образуя средство гидравлического нагружения игольчатого клапана распылителя из камеры управления и питающий камеру управления кольцевой щелевой канал на длине сопряжения по разделительной поверхности игольчатого клапана. Игольчатый клапан выполнен с возможностью и элементами подключения камеры управления к топливоподводящему каналу через канал меньшего проходного сечения, чем кольцевой щелевой канал, при взаимодействии игольчатого клапана упорным торцом с упором открытой форсунки. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания, в частности, к производству форсунок для впрыска топлива в цилиндр ДВС.

Известна электромагнитная форсунка для двигателей внутреннего сгорания, содержащая игольчатый клапан для закрытия сопла, имеющего на переднем конце распыливающее отверстие. В корпусе форсунки выполнена балансировочная камера для подачи топлива под давлением к головке клапана. Нагнетательная магистраль содержит прорезь для подачи топлива от нагнетательного отверстия к балансировочной камере. Выпускной тракт образован отверстием, обеспечивающим выход топлива из балансировочной камеры. Открывание и закрывание отверстия осуществляется соленоидным клапаном. Подъем якоря соленоидного клапана осуществляется электромагнитом, имеющим управляемый упор якоря. Положение упора регулируется подъемным управляющим механизмом. При этом открытая зона отверстия увеличивается и уменьшается при подъеме якоря. Подъем игольчатого клапана осуществляется так, что открытая зона прорези, обращенная к балансировочной камере, будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от скорости потока через выпускной тракт. Благодаря этому открытие сопла может увеличиваться или уменьшаться (см. патент WO 9708452 А1, кл. 6 F 02 М 47/00).

Малые размеры гнезда под размещение форсунки у дизельных двигателей предусматривают применение удлиненных конструкций форсунок с размещением электромагнитных приводов над впускными и выпускными клапанами и размещение управляющей камеры игольчатого клапана в корпусе форсунки, как описано выше в известной форсунке. При этом возникает необходимость размещать удлиненный игольчатый клапан, соразмерный по длине с длиной корпуса форсунки. Такое выполнение форсунки содержит известные технологические трудности изготовления игольчатого клапана, выполнения балансировочной (управляющей) камеры и несет в себе невысокую надежность работы из-за значительной массы игольчатого клапана.

Известна форсунка для впрыска топлива в двигателе внутреннего сгорания, содержащая игольчатый клапан, установленный в корпусе распылителя, корпус форсунки, в котором предусмотрена напорная камера, сообщенная с топливоподводящим каналом корпуса форсунки через основной дроссель и с разгрузочной камерой через дополнительный дроссель. Предусмотрено электронное управляющее устройство для регулирования слива топлива из напорной камеры и давления в камере. Предусмотрены средства механического и гидравлического нагружения игольчатого клапана из напорной камеры.

Осуществляя средствами управления сообщение и разобщение напорной камеры с разгрузочной камерой, устанавливают требуемое давление в напорной камере и тем самым регулирование усилия запирания игольчатого клапана форсунки, чем устанавливают впрыскивание топлива требуемой продолжительности и в требуемый момент угла поворота вала двигателя (см. патент WO 9637697 А1, кл. 6 F 02 М 47/06).

Недостатком известной форсунки является размещение напорной камеры на противоположной распылителю стороне корпуса форсунки и выполнение средства гидравлического нагружения игольчатого клапана со значительной массой, кроме того, в форсунке предусмотрена линия дренажа топлива из пружинной полости, в которую просачивается топливо из распылителя по зазору игольчатого клапана и по зазору средства гидравлического нагружения игольчатого клапана из напорной камеры.

Предусматривается работа этой форсунки при постоянном высоком давлении (100 МПа и более) и, следовательно, наличиии постоянных утечек топлива через малые (микронные) зазоры, которые при этом приобретают функцию щелевого фильтра: накапливают механические отложения в зазоре пары и частично или полностью блокируют перемещение игольчатого клапана, вызывают подтекание форсунки (негерметичное запирание игольчатого клапана) и отказы в работе. Для обеспечения надежного функционирования форсунки требуются очень тонкая фильтрация топлива (осаждение частиц размером более 0,0045 мм), увеличение зазора в прецизионных сопряжениях игольчатого клапана, средства его гидравлического нагружения свыше 0,0045 мм и увеличение слива просочившегося топлива.

Целью предлагаемого изобретения является снижение инерционных масс гидравлического привода игольчатого клапана, повышение надежности работы форсунки за счет устранения в конструкции форсунки линии дренажа и фильтрующего эффекта в рабочих зазорах игольчатого клапана и его гидравлического привода.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой электромагнитной форсунке для двигателя внутреннего сгорания, содержащей корпус с центральной расточкой, подводящим каналом высокого давления, выходящим на прилегающий торец, упорным торцем, линией низкого давления, распылитель с глухим перекрываемым каналом, из которого выходят распыливающие каналы, каналом подвода топлива с входом на прилегающем торце в полость перед перекрываемым каналом, в которую выходит канал подвода топлива, и запорный игольчатый клапан с упорным торцем, размещенный в распылителе с возможностью осевого перемещения до взаимодействия упорного торца с упором корпуса форсунки и перекрытия глухого канала, из которого выходят распыливающие каналы, и охвата игольчатого клапана полостью перед перекрываемым глухим каналом, промежуточный элемент с торцами для прилегания распылителя и корпуса форсунки с каналом, сообщающим между собой подводящие каналы высокого давления корпуса форсунки и распылителя, и центральной расточкой, в которой размещен игольчатый клапан противоположной запирающей стороной, упругий элемент, взаимодействующий с игольчатым клапаном и размещенный в расточке корпуса форсунки, камеру управления для гидравлического нагружения игольчатого клапана в направлении запирания распылителя, которая гидравлически связана с топливоподводящим каналом, питающим ее каналом ограниченного поперечного сечения и с линией низкого давления через перекрываемый канал ограниченного поперечного сечения, средство гидравлического нагружения игольчатого клапана из камеры управления, управляющий клапан, прилегающий к запорной поверхности перекрываемого канала, выходящего из камеры управления, держатель управляющего клапана, второй упругий элемент, нагружающий управляющий клапан посредством держателя управляющего клапана, нажимного упора упругого элемента управляющего клапана до полного разобщения камеры управления от линии низкого давления, и электромагнитный привод управляющего клапана, размещенный в расточке корпуса форсунки с противоположной распылителю стороны и включающий электромагнит, якорь и звено привода, связанное с якорем и управляющим клапаном и нагружающим управляющий клапан посредством нажимного упора второго упругого элемента, камера управления размещена у упорного торца игольчатого клапана, обращенного к упругому элементу, ограничена торцем игольчатого клапана в объеме и охватывает по меньшей мере часть его площади, а игольчатый клапан частью у упорного торца сопряжен разделительной поверхностью с промежуточным элементом, образуя средство гидравлического нагружения игольчатого клапана из камеры управления и питающий камеру управления кольцевой щелевой канал на длине сопряжения по разделительной поверхности игольчатого клапана, причем игольчатый клапан выполнен с возможностью и элементами подключения камеры управления к топливоподводящему каналу через канал меньшего проходного сечения, чем кольцевой щелевой канал, в положении взаимодействия игольчатого лапана упорным торцем с упором корпуса открытой форсунки. Игольчатый клапан выполнен ступенчатым, сопряжен с промежуточным элементом большим диаметром ступенчатой части и в камере управления размещен упругий элемент игольчатого клапана. Игольчатый клапан выполнен ступенчатым, сопряжен с промежуточным элементом меньшим диаметром ступенчатой части и упругий элемент игольчатого клапана размещен в камере, подключенной к топливоподводящему каналу и к камере управления питающим ее щелевым каналом. Элемент подключения камеры управления к подводящему каналу высокого давления в положении взаимодействия игольчатого клапана с ограничивающим его перемещение упором размещен на игольчатом клапане и включен параллельно кольцевому щелевому каналу. Элемент подключения камеры управления к подводящему каналу высокого давления размещен на упорном торце игольчатого клапана и выполнен в виде канавки ограниченной ширины и глубины. Элемент подключения камеры управления к подводящему каналу высокого давления в положении взаимодействия игольчатого клапана с упором размещен на ограничивающем перемещение игольчатого клапана упоре и включен последовательно кольцевому щелевому каналу. Камера управления последовательно связана с промежуточной камерой ограниченного объема, выполненной с питающим ее каналом ограниченного проходного сечения и охватом торца уступа ступенчатой части игольчатого клапана.

Предлагаемая электромагнитная форсунка изображена на чертежах, где: на фиг. 1 представлена принципиальная схема электромагнитной форсунки с закрытым положением игольчатого клапана, сопряженного ступенчатой частью с разделительной поверхностью с промежуточным элементом и охваченного со стороны упругого элемента камерой управления по упорному торцу и замкнутой камерой, размещенной на входе питающего канала камеры управления, выполненного в виде охватывающей игольчатый клапан кольцевой щели на длине сопряжения игольчатого клапана с промежуточным элементом, по торцу ступенчатой части, в которую выходит подводящий канал высокого давления форсунки; на фиг. 2 представлена электромагнитная форсунка (фрагмент) с закрытым положением игольчатого клапана, сопряженного ступенчатой частью с разделительной поверхностью, в варианте выполненной большего диаметра, с промежуточным элементом и охваченной со стороны упругого элемента по всей площади сечения ступенчатой части камерой управления с размещенным в ней упругим элементом и замкнутой камерой по площади уступа ступенчатой части, ограничивающего вторую часть подклапанной камеры, которая размещена на входе питающего канала камеры управления, выполненного в виде охватывающего игольчатый клапан кольцевой щели на длине его сопряжения с промежуточным элементом, и в которую выходит подводящий канал высокого давления форсунки; на фиг. 3 представлен фрагмент открытой электромагнитной форсунки по фиг. 1 в зоне сопряжения игольчатого клапана с промежуточным элементом, где он показан поднятым к упору с образованием элемента (канала) подключения камеры управления на выходе питающего канала в виде кольцевой щели, выполненного с ограниченным проходным сечением на промежуточном элементе на торце для упора игольчатого клапана; на фиг. 4, 5, 6 представлен фрагмент закрытой (фиг. 4) и открытой (фиг. 5, 6) форсунки по фиг. 2 с поднятым до взаимодействия с упором положением игольчатого клапана и образованием элемента (канала) подключения камеры управления на выходе питающего ее канала, выполненного на игольчатом клапане, на упорном торце - на выходе кольцевой щели (фиг. 4, 5) и в варианте в виде дополнительного сообщающего канала меньшего проходного сечения, чем проходное сечение кольцевого щелевого канала (фиг. 6), и показан сообщающий (подводящий) канал второй части подклапанной камеры, выполненный с меньшим проходным сечением, чем топливоподводящий канат распылителя.

Электромагнитная форсунка (фиг. 1) содержит корпус 1, распылитель 2 с игольчатым клапаном 3, промежуточный элемент 4, размещенный между корпусом форсунки 1 и распылителем 2, упругий элемент 5, взаимодействующий с игольчатым клапаном 3 посредством элемента 6, размещенным с упругим элементом S в первой надклапанной камере 7. Игольчатый клапан 3 охватывает подклапанная камера 8, в которую выходит подводящий канал высокого давления 9, 10, 11, 12 форсунки. Подводящий канал 10, 11, 12 сообщающим каналом 13 выходит также в первую надклапанную камеру 7. Распылитель 2 на выходе подклапанной камеры 8 имеет коническую запорную поверхность 14, к которой прилегает игольчатый клапан 3 элементом запирания 15 и перекрывает сообщение камеры 8 с распыливающими каналами 16 распылителя 2. При этом игольчатый клапан 3 размещен в распылителе 2 и в промежуточном элементе 4 с возможностью относительного перемещения и разделения над игольчатым клапаном полости на первую 7 и вторую 17 камеры с последовательно сообщенным с подводящими каналами форсунки щелевым каналом 18 ограниченного проходного сечения, выполненного в виде зазора по разделительной поверхности сопряжения малого диаметра ступенчатого элемента 19 игольчатого клапана 3 и промежуточного элемента 4. Вторая надклапанная камера 17, ограниченная ступенчатым упорным торцем 20 (фиг. 3) игольчатого клапана 3, каналом 21, 22, 23, 24 (фиг. 1), перекрываемым на выходе по седлу 25 электроуправляемым клапаном 26, сообщена с линией низкого давления (линией слива) 27, 28, 29, 30, 31. Электроуправляемый клапан 26 связан с электромагнитным приводом, включающим электромагнит 32, якорь 33 и звено связи 34, 38, 35, 37. Электроуправляемый клапан 26 прижат к седлу 25 упругим элементом 36 через подвижную опору 38 и держатель 34 клапана 26. Для установления усилия прижатия электроуправляемого клапана 26 к седлу 25 и запирания выхода канала сообщения 21, 22, 23, 24 второй надклапанной камеры 17 с линией низкого давления 27, 28, 29, 30, 31 предусмотрены жесткий регулируемый упор 39, элемент опоры 40 упругого элемента 36 и элемент фиксации 41 упора 39. Для возврата якоря 33 в исходное положение предусмотрен упругий элемент 42.

Вторая надклапанная камера 17, охватывающая ступенчатый упорный торец 20 игольчатого клапана 3, вместе с полостью канала 21, 22, 23, 24 составляют камеру управления 43 (фиг. 3), связанную щелевым каналом 18 с первой надклапанной камерой 7 и далее с подводящим каналом высокого давления 13, 10, 11, 12 посредством сообщающего канала 13 (фиг. 1).

Промежуточный элемент 4 на упорном торце 44 (фиг. 1, 3), который ограничивает перемещение игольчатого клапана 3 при полном подъеме, образуя его упор, имеет канавку 45 (фиг.3), открытую во вторую надклапанную камеру 17 и выходящую в канал 21. Этой канавкой камера управления 43 сообщена с подводящим каналом 18 при упоре игольчатого клапана 3 торцем 20 ступенчатой части в торец 44 промежуточного элемента 4 и с перепускным каналом 21.

В варианте (фиг. 2, 4, 5, 6) игольчатый клапан 3 частью 19 у упорного торца 20, сопряженной с промежуточным элементом 4, может быть выполнен большим диаметром, чем частью 46, сопряженной с распылителем 2. Элементы 19 и 4 сопряжены разделительными поверхностями с образованием щелевого канала 18 ограниченного проходного сечения между ними. При этом подклапанная камера выполнена из двух частей: части 8, охватывающей игольчатый клапан перед запирающими элементами 14, 15, и части 47, охватывающей ступенчатый торец 48 элемента 19 каналом 13, сообщенной с подводящим каналом 10 (фиг. 2, 4, 5), а надклапанная камера 7, в которой размещен упругий элемент 5 и непосредственно взаимодействует с игольчатым клапаном 3, ограничена ступенчатым торцем 20, 49. Камера 7 сообщена со второй частью 47 подклапанной камеры ступенчатой части 19 игольчатого клапана 3 щелевым каналом 18 ограниченного проходного сечения между разделительными поверхностями сопряжения игольчатого клапана 3 и промежуточного элемента 4 и сообщена с линией низкого давления перекрываемым каналом 24. Игольчатый клапан 3 на упорном торце 20 имеет выполненный паз 50 ограниченной глубины и ширины, образующий перепускной канал ограниченного меньшего проходного сечения, чем щелевой канал 18, при поднятом игольчатом клапане до упора 44 (фиг. 4, 5).

Такое выполнение форсунки реализует выполнение камеры управления 43 в виде охватывающей упорный торец 20 и ступенчатый торец 49 игольчатого клапана 3 надклапанной камеры 7, ограниченной ступенчатой частью 19 игольчатого клапана 3 большего диаметра, чем направляющая часть 46 игольчатого клапана, сопряженная с распылителем 2.

В варианте (фиг. 6) надклапанная камера 7 может иметь дополнительный сообщающий канал 51 со второй частью 47 подклапанной камеры, выполненный меньшего проходного сечения, чем щелевой канал 18.

В варианте (фиг. 6) вторая часть 47 подклапанной камеры может быть сообщена с подводящим каналом 10, 11, 12 каналом 52, проходное сечение которого ограничено, меньше минимального проходного сечения подводящего канала 9, 10, 11, 12.

Работает электромагнитная форсунка следующим образом.

В исходном состоянии электромагнитной форсунки (фиг. 1, 2) нагруженный упругим элементом 5 игольчатый клапан 3 запирает подклапанную камеру 8 распылителя 2, а электроуправляемый клапан 26 - камеру управления 43, перекрывая выход канала 24 в линию низкого давления 27, 28, 29, 30, 31. Якорь 33 электромагнита 32 занимает исходное положение с рабочим зазором h₀.

При подключении форсунки к источнику высокого давления топлива в канале 9, 10, 13, 11, 12 и камерах 7, 8, 43 (фиг. 1, 3) устанавливается давление источника топлива, игольчатый клапан 3 со стороны полостей подклапанной и надклапанной камер испытывает гидравлическую нагрузку с превышением усилия на ступенчатый торец со стороны первой и второй надклапанных камер. Превышающим гидравлическим усилием дополнительно к нагрузке упругого элемента 5 усиливается запирание распылителя 2.

Подачей управляющего потенциала напряжения на соленоид электромагнита 32 возбуждают индуктивное сцепление якоря 33 с электромагнитом 32 по рабочему зазору h₀. Устанавливается нарастание усилия в звене привода 34, 38, 35, 37, 33 электроуправляемого клапана 26, противодействующего усилию прижатия его к седлу 25 упругим элементом 36, до величины усилия отрыва клапана 26 от седла 25. Звено 34, 38, 35, 37 привода электроуправляемого клапана усилием магнита страгивается с исходного положения в сторону уменьшения рабочего зазора ho магнита, отрывая клапан 26 с седла 25. Открывается перепускной канал 21, 22, 23, 24 камеры управления 43, которая становится сообщенной с линией низкого давления 27, 28, 29, 30, 31.

С момента открытия клапаном 26 камеры управления 43 во второй надклапанной камере 17 начнет уменьшаться давление при одновременном перетекании топлива в линию низкого давления из камеры управления 43 и в камеру управления 43 из первой надклапанной камеры 7 по щелевому каналу ограниченного проходного сечения 18. Проходное сечение канала 18 выбирают таким образом, чтобы при открытом электроуправляемом клапане 26 давление в полости камеры 17 понижалось до величины, достаточной для снижения усилия от давления топлива на игольчатый клапан 3 со стороны камеры управления 43 до значения, при котором усилием от давления подводимого топлива в подклапанную камеру 8 игольчатый клапан 3 страгивается, раскрывая элементы уплотнения 14, 15 распылителя 2. Последний открывается, осуществляя впрыскивание топлива форсункой.

С момента начала перемещения игольчатого клапана 3 и раскрытия элементов запирания 14, 15 начнется вытекание топлива из камеры 8 (впрыскивание топлива) под высоким давлением источника давления (положение игольчатого клапана 3 практически совпадает с показанным на фиг. 1, 3).

Игольчатый клапан 3 перемещается до упора ступенчатым торцем 20 в упорный торец 44 промежуточного элемента 4.

При этом из первой надклапанной камеры 7 по щелевому каналу 18 осуществляется перетекание топлива в полость второй надклапанной камеры 17, в канал 45 (фиг. 3) на торце 44 промежуточного элемента 4 и далее на слив по каналу 21, 22, 23, 24. В камере 17 удерживается более низкое давление, чем камерах 7, 8, вследствие чего игольчатый клапан 3 находится прижатым давлением топлива камеры 8 к упорному торцу 44 (поднятым до упора).

Продолжительность впрыскивания топлива устанавливают продолжительностью подключения электромагнита к источнику управляющего потенциала напряжения.

С момента отключения электромагнита (снятия на зажимах электромагнита управляющего потенциала) возбужденное усилие на якоре электромагнита начнет уменьшаться. В некоторый момент времени усилие сцепления якоря 33 с электромагнитом 32 сравняется с противодействующим ему усилием упругого элемента 36 электроуправляемого клапана 26, замыкающихся на звене связи 38, 35, 37 якоря 33 с клапаном 26. В последующий период понижения усилия на якоре 33 усилие упругого элемента 36 превысит усилие электромагнита в сумме с усилием упругого элемента 42 и звено привода клапана 26-33, 37, 35, 38, 34 вместе с клапаном 26 начнут перемещаться к седлу 25 до момента посадки клапана 26 на седло 25. С этого момента камера управления 43 будет разобщена от линии низкого давления, слив топлива с камеры управления будет приостановлен, элементы привода управляющего клапана будут заторможены, преодолев инерционные усилия торможения, и якорь 33 упругим элементом 42 будет установлен в исходное положение с рабочим зазором ₀. При этом поступление топлива с камеры 7 в полость камеры 17 будет продолжаться с одновременным повышением давления в камере управления 43 (с момента ее разобщения от линии низкого давления) и гидравлического усилия, действующего на игольчатый клапан 3 со второй надклапанной камеры 17 (управляющей камеры 43). С момента выравнивания на игольчатом клапане 3 усилий, действующих на него с подклапанной 8 и надклапанных 7, 17 камер, в сумме с усилием упругого элемента 5, а затем некоторого превышения усилия, действующего в направлении потока топлива в камере 8, игольчатый клапан 3 усилием упругого элемента 5 начнет перемещаться в направлении потока до момента посадки на коническую поверхность 14 распылителя 2 кромки 15 элементов запирания игольчатого клапана 3 и перекрытия подклапанной камеры 8.

С этого момента впрыск топлива форсункой будет приостановлен до последующего подключения электромагнита к источнику управляющего потенциала напряжения.

После посадки игольчатого клапана 3 на седло 14 (остановки движения игольчатого клапана) давление топлива в надклапанных камерах 7, 17 будет увеличиваться и повысится до подводимого к форсунке уровня к началу осуществления последующего цикла работы, следующего за подачей управляющего сигнала.

Форсунка по фиг. 2 работает аналогично форсунке по фиг. 1. Отличие составляет выполнение камеры управления 43, которая у форсунки по фиг. 2 охватывает весь ступенчатый торец 20, 49 игольчатого клапана 3 и видоизменяет ее силовую гидравлическую схему. При срабатывании электроуправляемого клапана 26 надклапанная камера 7 сообщается с линией низкого давления и давление топлива понижается в этой камере, охватывая полностью площадь игольчатого клапана по сечению элемента 19 наибольшего диаметра. Питание камеры 7 осуществляется по щелевому каналу 18 из второй части подклапанной камеры 47 (фиг. 4, 5, 6), которая сообщена с каналом 10, и в ней поддерживается уровень подводимого давления топлива.

При открытой форсунке и подъеме игольчатого клапана до упора в торец 20 перетекание топлива в камеру 7 и поддержание в ней требуемого перепада давления для удержания игольчатого клапана на упоре осуществляется по каналу 18 и далее по пазу 50 на упорном торце 20. Вместо паза 50 на упорном торце игольчатый клапан 3 может быть выполнен с каналом 51 (фиг. 6), сообщающим камеры 7 и 47, дополнительно к щелевому каналу 18, а при упоре игольчатого клапана в торец 20 - только с этим дополнительным каналом меньшего проходного сечения, чем щелевой канал 18.

Для более тонкого управления скоростью подъема-посадки игольчатого клапана (скоростью открытия-закрытия форсунки) предусматривают выполнение сообщающего канала 13 (фиг. 4) в виде канала 52 (фиг. 6), проходное сечение которого ограничено и меньше минимального проходного сечения подводящего канала 9, 10, 11, 12. Возникающее некоторое дросселирование потока топлива при перетекании его в камеру 47 уменьшает гидравлическое усилие, действующее в противоположном потоку впрыскивания топливе направлении. При этом осуществляется замедление страгивания подъема игольчатого клапана при открытии форсунки и ускорение ее закрытия.

Выполнение электромагнитной форсунки по заявляемые гидравлическим и конструктивным схемам позволяет упростить е конструктивное исполнение, уменьшить количество прецизионных элементов и уменьшить инерционные подвижные массы гидроуправляемых элементов до массы запорного игольчатого клапана, исключив поршневое средство гидравлического запирания игольчатого клапана, повысить гидравлическую управляемость форсунки и, что очень существенно, ликвидировать перетекание топлива (дренаж) в зазоре прецизионной пары распылитель-игольчатый клапан, а следовательно, явление облитерации (заращивания) зазора пары с ухудшением (потерей подвижности игольчатого клапана. Тем самым устраняют существенные препятствия применения аккумуляторных топливных систем: необходимость осуществления очень тонкой фильтрации топлива (менее 0,0045 мм размера частиц) и отказы форсунок по причине образования негерметичности запирания распылителя из-за ухудшения подвижности игольчатого клапана.

Формула изобретения

1. Электромагнитная форсунка для двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус с центральной расточкой, топливоподводящим каналом высокого давления, выходящим на прилегающий торец, линией низкого давления, распылитель с глухим перекрываемым каналом, из которого выходят распыливающие каналы, каналом подвода топлива с входом на прилегающем торце в полость перед перекрываемым каналом, в которую выходит канал подвода топлива, и запорный игольчатый клапан, размещенный в глухом канале с возможностью осевого смещения и перекрытия канала, из которого выходят распыливающие каналы, и охвата клапана полостью перед перекрываемым каналом, промежуточный элемент с торцами для прилегания распылителя и корпуса форсунки с каналом, сообщающим между собой топливоподводящие каналы корпуса форсунки и распылителя, и центральной расточкой, в которой размещена противоположная запирающей сторона игольчатого клапана распылителя, упругий элемент, взаимодействующий с игольчатым клапаном и размещенный в расточке корпуса форсунки, камеру управления, в которую выходит элемент, нагружающий запорный игольчатый клапан гидравлическим усилием в направлении действия упругого элемента, которая гидравлически связана с топливоподводящим каналом, питающим ее каналом ограниченного поперечного сечения и с линией низкого давления через перекрываемый канал ограниченного поперечного сечения, управляющий клапан, прилегающий к запорной поверхности перекрываемого канала, выходящего из камеры управления, второй упругий элемент, нагружающий управляющий клапан посредством нажимного упора упругого элемента до полного разобщения камеры управления от линии низкого давления, и электромагнитный привод управляющего клапана, размещенный в расточке корпуса форсунки с противоположной распылителю стороны и включающий магнитопровод, соленоид, якорь и звено привода, связанное с якорем и нагружающим управляющий клапан нажимным упором упругого элемента, отличающаяся тем, что камера управления размещена у ограничивающего перемещение при подъеме упорного торца игольчатого клапана, ограничена торцом игольчатого клапана в объеме и охватывает по меньшей мере часть площади обращенного к упругому элементу его торца, игольчатый клапан частью у упорного торца сопряжен разделительной поверхностью с промежуточным элементом, образуя средство гидравлического нагружения игольчатого клапана распылителя из камеры управления и питающий камеру управления кольцевой щелевой канал на длине сопряжения по разделительной поверхности игольчатого клапана, причем игольчатый клапан выполнен с возможностью и элементами подключения камеры управления к топливоподводящему каналу через канал меньшего проходного сечения, чем кольцевой щелевой канал, при взаимодействии игольчатого клапана упорным торцом с упором открытой форсунки.

2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что игольчатый клапан выполнен ступенчатым, сопряжен с промежуточным элементом большим диаметром ступенчатой части и в камере управления размещен упругий элемент игольчатого клапана.

3. Форсунка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что игольчатый клапан сопряжен с промежуточным элементом меньшим диаметром ступенчатой части и упругий элемент игольчатого клапана размещен в камере, подключенной к топливоподводящему каналу и к камере управления питающим ее щелевым каналом.

4. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что элемент подключения камеры управления к топливоподводящему каналу при взаимодействии игольчатого клапана с упором размещен на игольчатом клапане и включен параллельно кольцевому щелевому каналу.

5. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что элемент подключения камеры управления к топливоподводящему каналу размещен на упорном торце игольчатого клапана и выполнен в виде канавки ограниченной ширины и глубины.

6. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что элемент подключения камеры управления к топливоподводящему каналу при взаимодействии игольчатого клапана с упором размещен на упоре игольчатого клапана и включен последовательно кольцевому щелевому каналу.

7. Форсунка по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что камера управления последовательно связана с промежуточной камерой ограниченного объема, выполненной с питающим ее каналом ограниченного проходного сечения и охватом торца уступа ступенчатой части игольчатого клапана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6