Форсунка электрогидравлическая для двигателя внутреннего сгорания с аккумуляторной топливной системой

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к форсункам для подачи топлива в двигатели внутреннего сгорания с аккумуляторной топливной системой. Данное изобретение позволяет повысить эффективность работы форсунки, ее быстродействие и уменьшить расход топлива на управление. Форсунка электрогидравлическая содержит корпус с топливоподающими и сливными каналами, закрепленный на корпусе полый распылитель с сопловыми отверстиями, иглу, мультипликатор, сферический запорный элемент, якорь, шток, электромагнит. Седло клапана и гильза мультипликатора выполнены раздельно. Гильза выполнена в виде сквозной втулки с фланцем на торце со стороны седла. Седло образовано по меньшей мере двумя соосными цилиндрическими ступенями с опорным фланцем между ними. Одна из ступеней размещена в полости гильзы, ограничивая торцом управляющую камеру. Направляющая штока якоря нормально закрытого клапана выполнена в виде сквозной втулки с фланцем. В направляющей втулке с одной стороны прецизионно установлен шток якоря, а с другой - вторая ступень седла с возможностью образования между их торцами дополнительной надклапанной камеры. Фланцы упомянутых втулок сопряжены с опорным фланцем седла и зафиксированы в осевой полости корпуса. В дополнительной надклапанной камере размещен сферический запорный элемент. Надклапанная камера посредством радиального канала, выполненного в стенке направляющего штока, сообщена с размещенной под магнитопроводом полостью слива, а посредством центрального сливного канала в седле - с управляющей камерой. Гидравлическое сопротивление радиального канала направляющей штока больше гидравлического сопротивления центрального сливного канала в седле. Объем дополнительной надклапанной камеры меньше объема управляющей камеры. Ограничивающий последнюю торец мультипликатора запирания выполнен профилированным для обеспечения перекрытия в верхнем положении центрального сливного канала в седле. Магнитопровод электромагнита снабжен охлаждающими канавками, выполненными на наружной поверхности параллельно ее образующей. Якорь электромагнита образован диском и штоком, выполненными раздельно и соединенными друг с другом посредством ступицы возвратной тарельчатой пружины, упруго закрепленной в кольцевой канавке, размещенной на штоке. 6 з.п.ф-лы. 9 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к устройствам для осуществления электронно-управляемого впрыскивания топлива в цилиндры двигателей внутреннего сгорания с аккумуляторной топливной системой.

Известна электрогидравлическая форсунка, содержащая корпус, к которому накидными гайками крепятся: в нижней части - распылитель с иглой, перекрывающей подачу топлива к сопловым отверстиям, а в верхней части - корпус затвора с входным штуцером, в котором установлено седло клапана, имеющее подводящий и сливной каналы, и управляющую камеру, ограниченную торцом мультипликатора запирания, размещенного в осевой полости корпуса форсунки. Сливной канал в седле клапана перекрывается запорным элементом, который через шток якоря нагружен усилием возвратной пружины, размещенной в осевом отверстии магнитопровода электромагнита, управляющего работой затвора. Электромагнит крепится к корпусу затвора (см. патент США N 4946106; МПК В 05 В 1/30, НКИ 239/585, опубл. 07.08.1990).

Недостатком известной форсунки является то, что возвратная пружина, нагружающая запорный элемент клапана, размещена в осевом отверстии магнитопровода. Так как часть объема магнитопровода занята отверстием для размещения возвратной пружины, то она не участвует в создании электромагнитного усилия, возникающего при подаче управляющего электрического импульса в обмотку электромагнита, и для обеспечения потребной для работы клапана магнитной силы необходимо увеличивать габариты и массу магнитопровода, обмотки и якоря электромагнита. А так как быстродействие электромагнита зависит от инерционной массы подвижных частей, то увеличение габаритов и массы якоря приведет к снижению быстродействия электромагнита. При прохождении быстропеременного тока по обмотке электромагнита в массивном магнитопроводе возникают токи Фуко большой силы, которые приводят к затратам энергии управляющих импульсов, подаваемых на обмотку, на нагревание магнитопровода и якоря электромагнита. При этом длительное повышение температуры вызывает быстрое необратимое ухудшение изоляционных и механических свойств диэлектрических материалов, используемых в обмотке, и снижает надежность форсунки. Кроме того, вследствие большой разности давлений топлива в управляющей камере и в полости слива за время открытого состояния форсунки через открытый клапан непроизводительно расходуется значительное количество топлива.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является электрогидравлическая форсунка, содержащая корпус с размещенными в нем топливоподающими и сливными каналами и осевой полостью, сообщенной с последними, закрепленный на корпусе полый распылитель с сопловыми отверстиями, иглу, установленную в полости распылителя с образованием подыгольной камеры, гидравлически связанной каналом в корпусе с входным штуцером, и соединенную при помощи подпружиненной штанги с мультипликатором запирания, выполненным в виде поршня, установленного в гильзе прецизионно, причем диаметр поршня превышает диаметр иглы, управляющую камеру, размещенную в гильзе между мультипликатором запирания и выполненным заодно с гильзой седлом клапана и сообщенную с топливоподводящим и сливным каналами, нормально закрытый клапан и электромагнит для управления подъемом и посадкой иглы, при этом клапан включает в себя последовательно расположенные после мультипликатора седло с центральным сливным каналом, сферический запорный элемент, сопряженный с седлом с возможностью перекрытия центрального сливного канала, якорь, имеющий шток, установленный в направляющей и нагруженный возвратной пружиной в сторону закрытия клапана, а также электромагнит для управления подъемом и посадкой иглы, включающий корпус с центральным сливным каналом и размещенный в корпусе магнитопровод с обмоткой (см. заявку ФРГ N 19619523 А1, МПК F 02 М 51/06, 47/02, эаявл. 15.05.1996, опубл. 20.11.1997). Описанная электрогидравлическая форсунка принята за прототип.

Недостатком известной электрогидравлической форсунки является невысокая эффективность работы, обусловленная низкой точностью дозирования топлива, связанной с недостаточным быстродействием электромагнита, управляющего подъемом и посадкой иглы распылителя, и большим расходом топлива через клапан на управление ее работой.

Так, известная форсунка для исключения утечек топлива через закрытый клапан в паузах между впрыскиваниями топлива снабжена возвратной пружиной с большим усилием воздействия на запорный элемент клапана. При открытии форсунки электромагнит развивает усилие, существенно большее, чем усилие возвратной пружины. Это усилие достигается либо за счет увеличения габаритов электромагнита, что приводит к увеличению инерционной массы якоря электромагнита, снижает быстродействие форсунки и увеличивает расход топлива на управление, либо за счет увеличения напряжения и силы тока, питающего электромагнит, что приводит к его перегреву и быстрому выходу из строя. Инерционная масса якоря электромагнита, снижающая быстродействие, в известной форсунке возрастает также эа счет увеличенной длины штока якоря вследствие размещения на нем винтовой возвратной пружины и опорного кольца для ее упора. Существенным недостатком известной форсунки является высокая теплонапряженность электромагнита от нагрева магнитопровода токами Фуко, связанная с недостаточным теплоотводом из-за ограниченности поверхностей магнитопровода, охлаждаемых топливом, перетекающим из полости слива под магнитопроводом в топливный бак, что снижает ее надежность. Кроме того, недостатком известной форсунки является выполнение заодно с седлом клапана гильзы, в которой размещена управляющая камера. Такая конструкция затрудняет обработку прецизионного отверстия в гильзе и нетехнологична в условиях массового производства, все это обуславливает достаточно высокую стоимость ее изготовления.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы форсунки путем повышения быстродействия и уменьшения расхода топлива на управление, повышение надежности путем улучшения охлаждения электромагнита, а также улучшение технологичности в условиях массового производства.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемой электрогидравлической форсунке для двигателя внутреннего сгорания с аккумуляторной топливной системой, содержащей корпус с размещенными в нем топливоподающими и сливными каналами и сквозной осевой полостью, сообщенной с последними, закрепленный на корпусе полый распылитель с сопловыми отверстиями, иглу, установленную в полости распылителя с образованием подыголъной камеры, гидравлически связанной каналом в корпусе с входным штуцером, и соединенную посредством подпружиненной штанги с мультипликатором запирания, выполненным в виде поршня, диаметр которого превышает диаметр направляющей поверхности иглы и который прециэионно установлен в гильзе, размещенной в осевой полости корпуса, управляющую камеру, сообщенную с топливоподводящим и сливным каналами и размещенную в полости гильзы между мультипликатором запирания и седлом нормально закрытого клапана, который, кроме того, включает в себя сферический запорный элемент, сопряженный с седлом с возможностью перекрытия центрального сливного канала, выполненного в седле, якорь, имеющий шток, установленный в направляющей и нагруженный возвратной пружиной в сторону закрытия клапана, электромагнит для управления подъемом и посадкой иглы, включающий корпус с центральным сливным каналом и размещенный в корпусе магнитопровод с обмоткой, отличия которой состоят в том, что: - седло клапана и гильза мультипликатора выполнены раздельно, гильза выполнена в виде сквозной втулки с фланцем на торце со стороны седла, а седло образовано по меньшей мере двумя соосными цилиндрическими ступенями с опорным фланцем между ними, одна из ступеней которого размещена в полости гильзы, ограничивая торцом управляющую камеру, при этом направляющая штока якоря нормально закрытого клапана выполнена в виде сквозной втулки с фланцем, в которой с одной стороны прецизионно установлен шток якоря, а с другой - вторая ступень седла, с возможностью образования между их торцами дополнительной надклапанной камеры, причем фланцы упомянутых втулок сопряжены с опорным фланцем седла и зафиксированы в осевой полости корпуса, в дополнительной надклапанной камере размещен сферический запорный элемент и она посредством радиального канала, выполненного в стенке направляющей штока, сообщена с размещенной под магнитопроводом полостью слива, а посредством центрального сливного канала в седле - с управляющей камерой, при этом гидравлическое сопротивление радиального канала в направляющей штока больше гидравлического сопротивления центрального сливного канала в седле, а объем дополнительной надклапанной камеры меньше объема управляющей камеры, причем ограничивающий последнюю торец мультипликатора запирания выполнен профилированным для обеспечения перекрытия в верхнем положении центрального сливного канала в седле, магнитопровод электромагнита снабжен охлаждающими канавками, выполненными на наружной поверхности параллельно ее образующей и соединенными кольцевой проточкой, размещенной по периметру торца магнитопровода со стороны, противоположной якорю, и сквозным пазом, выполненным на том же торце и пересекающим центральный сливной канал, выполненный в корпусе электромагнита, а якорь электромагнита образован диском и штоком, выполненными раздельно и соединенными друг с другом посредством ступицы возвратной тарельчатой пружины, упруго закрепленной в кольцевой канавке, размещенной на штоке; - ограничивающий управляющую камеру торец мультипликатора запирания, как вариант, выполнен коническим; - фланцы гильзы мультипликатора запирания, седла и направляющей штока якоря зафиксированы в осевой полости корпуса с помощью крепежного элемента с наружной резьбой, ввинченного в корпус; - ступица возвратной тарельчатой пружины выполнена в виде плоского диска с центральным отверстием и несколько отстоящим от последнего монтажным отверстием, которые соединены пазом, причем диаметр центрального отверстия равен диаметру кольцевой канавки на штоке якоря электромагнита, а ширина паза меньше указанного диаметра и, кроме того, пружина снабжена дренажными отверстиями, эквидистантными относительно ее оси и по меньшей мере два из которых расположены симметрично относительно оси упомянутого паза и образуют с ним перемычки с возможностью их упругой деформации при монтаже пружины на штоке якоря; - возвратная тарельчатая пружина для обеспечения необходимой жесткости снабжена симметрично размещенными относительно ее оси радиальными прорезями; - шток якоря электромагнита на торце, обращенном к магнитопроводу, снабжен буртом, а диск якоря установлен на штоке между упомянутым буртом и возвратной тарельчатой пружиной, причем бурт выступает над поверхностью "Е" диска якоря на величину заданного зазора "S" между диском и магнитопроводом в притянутом положении якоря; - поверхность торца бурта штока якоря, обращенная к магнитопроводу, имеет немагнитное покрытие.

Из уровня техники известно, что в электрогидравлических форсунках время рабочего цикла электромагнита, управляющего работой форсунки, складывается из времени срабатывания электромагнита, времени открытого состояния клапана и времени посадки якоря. Управление величиной цикловой подачи топлива производится путем изменения времени открытого состояния клапана, которое непосредственно связано с длительностью управляющего электрического импульса, подаваемого на обмотку электромагнита. Время срабатывания и время посадки якоря электромагнита не зависят от продолжительности управляющего импульса, то есть являются неуправляемыми временными параметрами и являются источником нестабильности работы форсунки. Чем короче время срабатывания электромагнита и время посадки якоря, тем выше быстродействие форсунки, тем меньше вносится погрешностей при дозировании топлива и тем шире могут быть диапазоны используемых длительностей управляющих импульсов, подаваемых на обмотку электромагнита. Особенно это важно при многофазном впрыскивании топлива.

Благодаря новой совокупности существенных признаков решается поставленная задача, а именно: - так как в направляющей штока якоря нормально закрытого клапана между торцом седла клапана и прецизионно установленным в ней штоком якоря образована дополнительная надклапанная камера, в которой размещен сферический запорный элемент и которая посредством радиального канала в направляющей сообщена с полостью слива, а посредством центрального сливного канала в седле - с управляющей камерой, причем гидравлическое сопротивление радиального канала в направляющей больше гидравлического сопротивления центрального сливного канала седла, а объем надклапанной камеры меньше объема управляющей камеры, то при открытии клапана топливо из управляющей камеры перетекает в надклапанную камеру, давление топлива в которой резко возрастает и создает дополнительную временную силу, действующую на шток якоря электромагнита в том же направлении, что и магнитная сила электромагнита. Под действием этой силы якорь быстрее притягивается к магнитопроводу и время срабатывания электромагнита уменьшается.

При этом давление в управляющей камере резко падает, а игла под действием давления в подыгольной камере поднимается и открывает сопловые отверстия распылителя. При подъеме иглы распылителя связанный с нею мультипликатор запирания тоже поднимается и конусной поверхностью перекрывает центральный сливной канал седла клапана, ограничивая перетекание топлива из управляющей камеры в надклапанную камеру и далее в полость слива, тем самым снижается расход топлива на управление работой форсунки; - выполнение охлаждающих канавок на наружной поверхности магнитопровода электромагнита, увеличивает поверхность магни-топровода, охлаждаемую топливом, и повышает надежность форсунки, а раздельное выполнение гильзы, в которой размещена управляющая камера, и седла клапана улучшает технологичность форсунки в условиях массового производства.

Выполнение электрогидравлической форсунки для двигателя внутреннего сгорания с аккумуляторной топливной системой описанным выше образом с использованием всей предложенной совокупности существенных признаков позволяет путем повышения быстродействия и снижения расхода топлива на управление повысить эффективность работы форсунки и, кроме того, повысить ее надежность и улучшить технологичность.

Для пояснения настоящего изобретения приведены следующие иллюстрации:
фиг.1 - форсунка электрогидравлическая, общий вид;
фиг.2 - форсунка, вид А на фиг.1;
фиг.3 - форсунка, вид Б на фиг.1;
фиг.4 - форсунка, разрез В-В на фиг.2;
фиг.5 - якорь электромагнита в сборе с возвратной тарельчатой пружиной;
фиг.6 - вариант выполнения тарельчатой пружины на фиг.1;
фиг.7 - якорь электромагнита на фиг.1-5 без возвратной пружины;
фиг.8 - общий вид магнитопровода;
фиг.9 - вид Г на фиг.8.

Форсунка электрогидравлическая для двигателя внутреннего сгорания с аккумуляторной топливной системой содержит корпус 1 со сквозной осевой полостью 2, каналами подвода 3, 4 и слива 5, 6 топлива. К корпусу 1 посредством резьбового соединения с накидной гайкой 7 прикреплен полый распылитель 8 с иглой 9, перекрывающей сопловые отверстия 10 и образующей в распылителе подыгольную камеру 11, сообщенную с аккумулятором топлива (на чертеже не показан) посредством канала 4 подвода топлива через ввернутый в корпус 1 штуцер 12. Игла 9 с помощью подпружиненной штанги 13 соединена с торцом 14 мультипликатора запирания 15 в виде поршня, прецизионно размещенного в гильзе 16, выполненной в виде сквозной втулки, установленной в осевой полости 2 корпуса 1 при помощи фланца 17. Гильза 16 уплотнена в корпусе 1 эластичным кольцом 18.

Свободный торец 19 мультипликатора выполнен профилированным, например конусным, а диаметр мультипликатора больше диаметра направляющей поверхности 20 иглы 9. Пружина 21 небольшой жесткости, воздействуя на штангу 13, обеспечивает запирание иглы 9 распылителя для исключения подтекания топлива в цилиндры двигателя при отсутствии давления топлива в форсунке.

Для управления подъемом и посадкой иглы 9 распылителя 8 форсунка снабжена нормально закрытым клапаном 22 и электромагнитом 23. Нормально закрытый клапан 22 включает в себя расположенное после гильзы 16 седло 24, образованное двумя соосными цилиндрическими ступенями 25, 26 с опорным фланцем 27 между ними, причем в седле 24 выполнен центральный сливной канал 28 и далее последовательно размещенные сферический запорный элемент 29, сопряженный со ступенью 26 седла 24 и перекрывающий сливной канал 28, а также якорь 30 со штоком 31, который установлен в направляющей 32 и нагружен в сторону закрытия клапана возвратной тарельчатой пружиной 33.

Направляющая 32 штока 31 выполнена в виде сквозной втулки с фланцем 34 на торце, которым она оперта на фланец 27 седла, при этом в полости направляющей 32 с одной стороны прецизионно установлен шток 31 якоря, а далее последовательно размещены сферический запорный элемент 29 и контактирующая с ним ступень 26 седла 24. Гильза 16 мультипликатора, седло 24 и направляющая 32 штока якоря зафиксированы в осевой полости корпуса 1 форсунки своими фланцами посредством ввинченного в корпус 1 крепежного элемента 35 с наружной резьбой. В полости гильзы 16 между мультипликатором запирания 15 и седлом 24 клапана образована управляющая камера 36, сообщенная радиальным каналом 37 под фланцем 17 гильзы 16 через кольцевой канал 38, выполненный в полости 2 вокруг гильзы 16, с каналом 3 подвода топлива. При этом центральным сливным каналом 28 седла управляющая камера 36 сообщена с дополнительной надклапанной камерой 39, в которой размещен сферический запорный элемент 29. Диаметр радиального канала 37 меньше диаметра центрального сливного канала 28 седла. Дополнительная надклапанная камера 39 образована в направляющей 32 между штоком якоря 31 и седлом 24 и посредством радиального канала 40, выполненного в стенке направляющей 32, сообщена с полостью слива 41, размещенной под магнитопроводом. Диаметр радиального канала 40 меньше диаметра центрального сливного канала 28 седла, поэтому гидравлическое сопротивление радиального канала больше гидравлического сопротивления центрального сливного канала 28. Объем надклапанной камеры 39 меньше объема управляющей камеры 36.

Якорь 30 электромагнита образован диском 42 из магнитомягкого материала и штоком 31, выполненными раздельно и соединенными друг с другом посредством ступицы 43 возвратной тарельчатой пружины 33, упруго закрепленной в кольцевой канавке 44 на штоке. Бурт 45 штока выступает над поверхностью "Е" диска якоря на величину рабочего воздушного зазора "S" между диском 42 и торцом 46 магнитопровода при срабатывании форсунки для исключения залипания якоря и, упираясь торцом 46 в магнитопровод, ограничивает ход сферического запорного элемента 29 клапана. Кроме того, для исключения залипания якоря торец 46 бурта имеет немагнитное покрытие.

Возвратная тарельчатая пружина 33 имеет ступицу 43 в виде плоского диска с центральным отверстием 47 и несколько отстоящим от последнего монтажным отверстием 48, которые соединены пазом 49. Диаметр центрального отверстия 47 равен диаметру кольцевой канавки 44 на штоке якоря электромагнита, а ширина паза 49 меньше указанного диаметра. Пружина имеет дренажные отверстия 50, эквидистантные относительно ее оси и по меньшей мере два из которых расположены симметрично относительно оси упомянутого паза и образуют с ним перемычки 51 и 52. При монтаже возвратной тарельчатой пружины на штоке 31 последний свободным концом заводят в ее монтажное отверстие 48 так, чтобы под усилием, приложенным к этим деталям, перемычки 51 и 52, упруго деформируясь, зашли в кольцевую канавку на штоке и вернулись в исходное положение после того, как шток войдет в центральное отверстие 47. При этом возвратная тарельчатая пружина зафиксируется в канавке 44 штока. Для обеспечения необходимой жесткости на пружине выполнены радиальные прорези 53, симметрично размещенные относительно ее оси.

Электромагнит 23 расположен после нормально закрытого клапана 22 и посредством резьбового соединения с накидной гайкой 54 закреплен на корпусе 1. Электромагнит 23 содержит корпус 55, в котором при помощи, например, пружинного кольца 56 установлен магнитопровод 57 с кольцевой обмоткой 58, концы которой выведены к изолированным от корпуса электрическим контактам 59 штепсельного разъема. Магнитопровод снабжен центральным сливным каналом 60 и охлаждающими канавками 61, выполненными на наружной поверхности 62 параллельно ее образующей, и упорным кольцевым буртом 63 с лысками 64 для прохода топлива к охлаждающим канавкам из полости слива 41. Охлаждающие канавки соединены кольцевой проточкой 65, расположенной по периметру торца 66 магнитопровода со стороны, противоположной якорю, и сквозным пазом 67 на том же торце с центральным сливным каналом 68 корпуса 55 электромагнита. Корпус 55 электромагнита выполнен из немагнитного материала.

Зазор "Н" между магнитопроводом 57 и буртом 45 штока якоря, определяющий ход якоря и сферического запорного элемента 29 клапана, устанавливают подбором высоты регулировочного кольца 69. Уплотнение полости слива 41 осуществляют эластичным кольцом 70,. установленным, например, в корпусе 1 форсунки. Каналы слива 5, 6 сообщают участок осевой полости 2 корпуса форсунки между иглой 9 распылителя и мультипликатором 15 запирания с полостью слива 41.

Форсунка электрогидравлическая работает следующим образом. При наличии высокого давления топлива в форсунке нормально закрытый клапан 22 работает в импульсном режиме и имеет два устойчивых состояния - полностью закрытое и полностью открытое в зависимости от наличия или отсутствия управляющих электрических импульсов на обмотке 58 электромагнита. Когда импульс напряжения на обмотку не подается, сферический запорный элемент 29 силой возвратной тарельчатой пружины 33 прижат к седлу 24 клапана 22 и перекрывает центральный сливной канал 28. При этом расхода топлива из управляющей камеры 36 нет, давление топлива в ней равно давлению топлива в подыгольной камере 11 распылителя, а так как площадь поперечного сечения мультипликатора запирания 15, на которую действует давление в управляющей камере, больше площади поперечного сечения направляющей части 20 иглы 9 распылителя, на которую действует такое же давление топлива в подыгольной камере распылителя, то игла 9 распылителя остается в закрытом состоянии. При поступлении управляющего электрического импульса в обмотку электромагнита магнитные силы, преодолевая усилие возвратной тарельчатой пружины 33, притягивают якорь 30 электромагнита и освобождают сферический запорный элемент 29, который под действием гидравлических сил в управляющей камере открывается. Так как гидравлическое сопротивление радиального канала 40, сообщающего надклапанную камеру 39 с полостью слива 41, больше гидравлического сопротивления центрального сливного канала 28 седла, а объем надклапанной камеры 39 меньше объема управляющей камеры 36, то давление топлива в надклапанной камере резко увеличится. При этом давление топлива в надклапанной камере 39 создает дополнительную силу, действующую на шток 31 якоря электромагнита в том же направлении, что и магнитная сила электромагнита. Воздействие на якорь совместного усилия, создаваемого электромагнитом и давлением топлива в надклапанной камере, обеспечивает значительное ускорение якоря и более быстрое открытие форсунки.

После открытия клапана давление в управляющей камере падает до давления в надклапанной камере 39 и под воздействием гидравлических сил, действующих на иглу распылителя от давления топлива в подыгольной камере распылителя, игла 9 поднимается, открывает проход топливу к сопловым отверстиям 10 распылителя и начинается впрыск топлива в цилиндры двигателя. Мультипликатор запирания 15 под действием усилия со стороны иглы 9 также поднимается и конусной поверхностью перекрывает центральный сливной канал седла клапана, ограничивая поступление топлива в надклапанную камеру. При этом давление топлива в последней понизится до уровня давления в полости слива. Игла распылителя остается в открытом положении до тех пор, пока после прекращения импульса тока в электромагните под действием возвратной тарельчатой пружины сферический запорный элемент клапана не перекроет центральный сливной канал 28 седла 24 и давление в управляющей камере 36 не достигнет величины, при которой гидравлическая сила, действующая на мультипликатор запирания 15, не превысит гидравлическую силу, действующую на иглу распылителя 9 в подыгольной камере 11. Так как конусная поверхность 19 мультипликатора 15 перекрывает центральный сливной канал 28 в седле 24 клапана и ограничивает расход топлива через него, то давление топлива, поступающего в управляющую камеру 36 через канал, быстро повысится, а следовательно, и закрытие форсунки произойдет быстрее. Топливо, просочившееся в осевую полость 2, через зазоры в прецизионных парах форсунки по каналам 5, 6 отводится в полость слива 41. При работе форсунки все ее полости заполнены топливом.

Из полости слива 41 часть топлива по центральному сливному каналу 60 в магнитопроводе отводится в сливной канал 68 корпуса электромагнита, а часть проходит к охлаждающим канавкам 61, охлаждает магнитопровод с обмоткой и по кольцевой проточке 65 и сквозному пазу 67 на торце 66 магнитопровода также отводится в сливной канал 68 корпуса электромагнита.

Выполнение электрогидравлической форсунки для двигателя внутреннего сгорания с аккумуляторной топливной системой описанным выше образом позволяет использовать суммарное усилие, создаваемое электромагнитом и давлением топлива в надклапанной камере, для ускорения перемещения якоря электромагнита и увеличения быстродействия форсунки, а также снизить расход топлива на управление и таким образом повысить эффективность ее работы; кроме того, заявленная совокупность признаков обеспечивает повышение надежности и технологичности форсунки.

Формула изобретения

1. Форсунка электрогидравлическая для двигателя внутреннего сгорания с аккумуляторной топливной системой, содержащая корпус с размещенными в нем топливоподающими и сливными каналами и сквозной осевой полостью, сообщенной с последними, закрепленный на корпусе полый распылитель с сопловыми отверстиями, иглу, установленную в полости распылителя с образованием подыгольной камеры, гидравлически связанной каналом в корпусе с входным штуцером, и соединенную посредством подпружиненной штанги с мультипликатором запирания, выполненным в виде поршня, диаметр которого превышает диаметр направляющей поверхности иглы и который прецизионно установлен в гильзе, размещенной в осевой полости корпуса, управляющую камеру, сообщенную с топливоподводящим и сливным каналами и размещенную в полости гильзы между мультипликатором запирания и седлом нормально закрытого клапана, который, кроме того, включает в себя сферический запорный элемент, сопряженный с седлом с возможностью перекрытия центрального сливного канала, выполненного в седле, якорь, имеющий шток, установленный в направляющей и нагруженный возвратной пружиной в сторону закрытия клапана, электромагнит для управления подъемом и посадкой иглы, включающий корпус с центральным сливным каналом и размещенный в корпусе магнитопровод с обмоткой, отличающаяся тем, что седло клапана и гильза мультипликатора выполнены раздельно, гильза выполнена в виде сквозной втулки с фланцем на торце со стороны седла, а седло образовано по меньшей мере двумя соосными цилиндрическими ступенями с опорным фланцем между ними, одна из ступеней которого размещена в полости гильзы, ограничивая торцом управляющую камеру, при этом направляющего штока якоря нормально закрытого клапана выполнена в виде сквозной втулки с фланцем, в которой с одной стороны прецизионно установлен шток якоря, а с другой - вторая ступень седла, с возможностью образования между их торцами дополнительной надклапанной камеры, причем фланцы упомянутых втулок сопряжены с опорным фланцем седла и зафиксированы в осевой полости корпуса, в дополнительной надклапанной камере размещен сферический запорный элемент, и она посредством радиального канала, выполненного в стенке направляющего штока, сообщена с размещенной под магнитопроводом полостью слива, а посредством центрального сливного канала в седле - с управляющей камерой, при этом гидравлическое сопротивление радиального канала в направляющей штока больше гидравлического сопротивления центрального сливного канала в седле, а объем дополнительной надклапанной камеры меньше объема управляющей камеры, причем ограничивающий последнюю торец мультипликатора запирания выполнен профилированным для обеспечения перекрытия в верхнем положении центрального сливного канала в седле, магнитопровод электромагнита снабжен охлаждающими канавками, выполненными на наружной поверхности параллельно ее образующей и соединенными кольцевой проточкой, размещенной по периметру торца магнитопровода со стороны, противоположной якорю, и сквозным пазом, выполненным на том же торце и пересекающим центральный сливной канал, выполненный в корпусе электромагнита, а якорь электромагнита образован диском и штоком, выполненными раздельно и соединенными друг с другом посредством ступицы возвратной тарельчатой пружины, упруго закрепленной в кольцевой канавке, размещенной на штоке.

2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что ограничивающий управляющую камеру торец мультипликатора запирания выполнен коническим.

3. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что фланцы гильэы мультипликатора запирания, седла и направляющей штока якоря зафиксированы в осевой полости корпуса с помощью крепежного элемента с наружной резьбой, ввинченного в корпус.

4. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что ступица возвратной тарельчатой пружины выполнена в виде плоского диска с центральным отверстием и несколько отстоящим от последнего монтажным отверстием, которые соединены пазом, причем диаметр центрального отверстия равен диаметру кольцевой канавки на штоке якоря электромагнита, а ширина паза меньше указанного диаметра, и, кроме того, пружина снабжена дренажными отверстиями, эквидистантными относительно ее оси, и по меньшей мере два из которых расположены симметрично относительно оси упомянутого паза и образуют с ним перемычки с возможностью их упругой деформации при монтаже пружины на штоке якоря.

5. Форсунка по пп.1 и 4, отличающаяся тем, что возвратная тарельчатая пружина для обеспечения необходимой жесткости снабжена симметрично размещенными относительно ее оси радиальными прорезями.

6. Форсунка по любому из пп.1, 4 и 5, отличающаяся тем, что шток якоря электромагнита на торце, обращенном к магнитопроводу, снабжен буртом, а диск якоря установлен на штоке между упомянутым буртом и возвратной тарельчатой пружиной, причем бурт выступает над поверхностью Е диска якоря на величину заданного зазора S между диском и магнитопроводом в притянутом положении якоря.

Форсунка по пп.1 и 6, отличающаяся тем, что поверхность торца бурта штока якоря, обращенная к магнитопроводу, имеет немагнитное покрытие.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9