Форсунка двигателя внутреннего сгорания

Авторы патента:

Заяц Юрий Александрович (RU)

Баранов Иван Александрович (RU)

Баранов Василий Александрович (RU)

Мурог Игорь Александрович (RU)

F02M45/08 - форсунки

Владельцы патента RU 2273762:

Военный автомобильный институт (RU)

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре дизелей. Изобретение позволяет повысить экономичность, экологичность и технологичность форсунки, а также упростить ее конструкцию. Форсунка двигателя внутреннего сгорания содержит поршень, корпус, гайку, штифты, распылитель, закрепленный на корпусе гайкой и зафиксированный штифтами, иглу, пружину иглы, толкатель, размещенный в корпусе, канал подвода топлива к игле и регулировочные прокладки. Пружина иглы выполнена взаимодействующей с толкателем, передающим усилие игле и удерживающим ее в нижнем положении. Пружина иглы установлена между торцами толкателя и поршня, которые расположены в форсунке соосно. В корпусе выполнена компенсационная полость. Поршень в исходном состоянии перекрывает канал подвода топлива к игле, причем его рабочая площадь меньше дифференциальной площади иглы, с возможностью отсечки подачи топлива к игле в завершающей фазе впрыска. 1 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, а конкретно к топливной аппаратуре дизелей.

Известна форсунка двигателя внутреннего сгорания (авторское свидетельство №2064073 МПК F 02 М 45/08 1993 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. Форсунка при этом снабжена 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.

Недостатками данной конструкции является то, что форсунка двигателя внутреннего сгорания сложна по конструкции и нетехнологична в изготовлении, так как компенсационная полость выполнена в распылителе, что требует дополнительных операций при изготовлении, а также дополнительных дренажного отверстия и пружины. Прямая связь линии высокого давления с подыгольным пространством и компенсационной полостью ведет к медленной отсечке топлива из-за вытеснения топлива поршнем из компенсационной полости в камеру сгорания в конце впрыска, что снижает экологичность и экономичность двигателя.

Настоящее изобретение направлено на повышение экономичности, экологичности, технологичности и упрощение конструкции форсунки.

Решение поставленной задачи достигается тем, что форсунка содержит поршень, корпус, гайку, штифты, распылитель, закрепленный на корпусе гайкой и зафиксированный штифтами, иглу, пружину иглы, толкатель, размещенный в корпусе канал подвода топлива к игле, причем пружина выполнена взаимодействующей с толкателем, передающим усилие игле и удерживающим ее в нижнем положении, и регулировочные прокладки. При этом пружина иглы установлена между торцами толкателя и поршня, которые расположены в форсунке соосно, причем компенсационная полость выполнена в корпусе, а поршень в исходном состоянии перекрывает канал подвода топлива к игле, при этом его рабочая площадь меньше дифференциальной площади иглы, с возможностью отсечки подачи топлива к игле в завершающей фазе впрыска.

Отличительными признаками от прототипа является то, что пружина установлена между торцами толкателя и поршня, которые расположены в форсунке соосно, при этом в корпусе выполнена компенсационная полость, а поршень в своем исходном состоянии перекрывает отверстие подвода топлива к игле, причем его рабочая площадь меньше дифференциальной площади иглы, с возможностью отсечки подачи топлива к игле в завершающей фазе впрыска.

На чертеже представлена общая схема предлагаемой форсунки. Форсунка для двигателя внутреннего сгорания содержит поршень 1, корпус 2, гайку 3, штифты 4, распылитель 5, закрепленный на корпусе 2 гайкой 3 и зафиксированный штифтами 4, иглу 6, пружину 7 иглы 6, толкатель 8, размещенный в корпусе 2, канал 9 подвода топлива к игле 6, причем пружина 7 иглы 6 выполнена взаимодействующей с толкателем 8, передающим усилие игле 6 и удерживающим ее в нижнем положении, и регулировочные прокладки 10. Кроме того, пружина 7 иглы 6 установлена между торцами толкателя 8 и поршня 1, которые выполнены в форсунке соосно. При этом в корпусе выполнена компенсационная полость 11, а поршень 1 в своем исходном состоянии перекрывает канал 9 подвода топлива к игле 6. Причем рабочая площадь поршня 1 меньше дифференциальной площади иглы 6 с возможностью отсечки подачи топлива к игле 6 в завершающей фазе впрыска.

Форсунка работает следующим образом.

B момент возникновения давления в трубопроводе высокого давления поршень 1 перемещается вниз, сжимая пружину 7 иглы 6, освобождая канал 9 подвода топлива к игле 6, после чего топливо поступает по каналу 9 к дифференциальной площади иглы 6. При возникновении необходимого давления игла 6 поднимается, производя впрыск, при этом давление в системе падает. В этот момент поршень 1, имея меньшую рабочую площадь, возвращается в исходное положение, закрывая канал 9 подвода топлива к игле 6, в котором происходит резкое падение давления, следствием чего является более резкая отсечка топлива иглой 6.

При явлении гидравлического удара (подвпрыскивания) топлива отраженная волна, вернувшись по трубопроводу высокого давления, воздействует на поршень 1, сжимая пружину 7 иглы 6, освобождая объем необходимый для гашения ударной волны.

Топливо, просочившееся в полость между иглой 6 и поршнем 1, попадает в дренажный трубопровод.

Применение данной конструкции позволит снизить расход топлива, повысить экологичность двигателя за счет более резкой отсечки топлива и устранения его подвпрыскивания. Предлагаемая форсунка проста по конструкции и технологична в изготовлении, так как отпадает необходимость выполнения компенсационной полости в распылителе, а также в установлении поршня соосно игле, образовавшаяся полость между ними требует всего одного дренажного отверстия.

Форсунка двигателя внутреннего сгорания, содержащая поршень, корпус, гайку, штифты, распылитель, закрепленный на корпусе гайкой и зафиксированный штифтами, иглу, пружину иглы, 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, и регулировочные прокладки, отличающаяся тем, что пружина иглы установлена между торцами толкателя и поршня, расположенных в форсунке соосно, при этом в корпусе выполнена компенсационная полость, а поршень в исходном состоянии перекрывает канал подвода топлива к игле, причем его рабочая площадь меньше дифференциальной площади иглы, с возможностью отсечки подачи топлива к игле в завершающей фазе впрыска.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. .

Форсунка для дизеля // 2239086

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к форсункам для впрыскивания топлива в дизель. .

Форсунка с двухфазным впрыскиванием для двигателя внутреннего сгорания // 2181850

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливовпрыскивающим устройствам дизеля. .

Система впрыскивания топлива // 2177559

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам впрыскивания топлива в двигатели внутреннего сгорания. .

Форсунка с двухфазным впрыскиванием для двигателя внутреннего сгорания // 2141573

Изобретение относится к области двигателестроения, конкретно к топливовпрыскивающим устройствам дизеля. .

Распылитель форсунки для впрыскивания топлива методом соударяющихся струй // 2136948

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

Топливовпрыскивающая форсунка для системы питания двс // 2136947

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для систем питания двигателей внутреннего сгорания. .

Форсунка для впрыска топлива для двигателей внутреннего сгорания // 2121596

Форсунка двигателя внутреннего сгорания // 2064073

Форсунка для двухфазного впрыскивания топлива // 1815400

Изобретение относится к двигателестроению, а более конкретно, к топливной аппаратуре с двухфазным впрыскиванием. .

Устройство впрыска текучей среды // 2457353

Изобретение относится к устройству впрыска текучей среды (топлива) и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС)

Устройство впрыска текучей среды // 2457354

Устройство впрыска текучей среды // 2457355

Изобретение относится к устройству впрыска текучей среды, в частности, для двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Устройство впрыска текучей среды // 2471084

Изобретение относится к устройству впрыска текучей среды под давлением, например топлива, в частности, для двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Способ управления подачей топлива и устройство управления подачей топлива // 2493418

Изобретение относится к способу и устройству для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте для больших дизелей. Предлагаемое изобретение улучшает динамику подачи топлива, повышает индикаторный кпд, реализует мультивпрыск и регулируемые по длительности впрыски посредством простых механических устройств. Способ управления подачей топлива, заключающийся в том, что подают топливо сначала через один уровень отверстий, а затем и позже во время цикла подачи топлива через два уровня отверстий одновременно. Осуществляют предварительный до, как минимум, одного основного и, как минимум, один впрыск после, как минимум, одного основного, при этом на каждом предварительном впрыске и на каждом впрыске после основного перемещают иглу вверх механическим путем в течение времени переключения, заданного при впрыске с помощью кулачков с микропрофилями с малой высотой, взаимодействующих с пластиной, подают топливо под давлением под иглу и осуществляют каждый впрыск через отверстия первого уровня, удерживают иглу в верхнем положении на время длительности каждого впрыска механическим путем при взаимодействии микропрофилей с заданной малой высотой с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на конце пластины, после окончания каждого впрыска иглу перемещают в нижнее крайнее положение на седло и удерживают в течение времени, заданного при каждой отсечке, осуществляют, как минимум, один основной впрыск через отверстия второго уровня одновременно с, как минимум, одним впрыском через отверстия первого уровня, для этого перемещают иглу в верхнее положение механическим путем в течение времени переключения заданного при впрыске с помощью кулачков с микропрофилями с большей высотой, взаимодействующих с пластиной, подают топливо под давлением под иглу, перемещают одновременно иглу и втулку в верхнее крайнее положение, подают топливо под давлением под втулку и в отверстия второго уровня, начинают основной впрыск через отверстия второго уровня одновременно с впрыском через отверстия первого уровня, удерживают иглу и втулку в верхнем положении на время длительности основного впрыска механическим путем при взаимодействии микропрофиля с большей высотой с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на конце пластины или дополнительно перемещают иглу и втулку по заданному закону на время длительности основного впрыска при взаимодействии микропрофилей с заданной переменной высотой по длине микропрофиля с выпуклой поверхностью постоянного радиуса, перемещают пластину вдоль оси кулачкового вала с микропрофилями с набегающей кромкой микропрофиля, параллельной оси кулачкового вала и сбегающей кромкой микропрофиля, параллельной скосу выпуклой поверхности на конце пластины, изменяют длину выпуклой поверхности вдоль скоса при непрерывном управлении и изменяют длительность впрыска непрерывно или перемещают пластину вдоль оси кулачкового вала с микропрофилями с набегающей кромкой микропрофиля, параллельной оси кулачкового вала, и сбегающей кромкой микропрофиля, параллельной оси кулачкового вала, изменяют длину выпуклой поверхности вдоль оси кулачкового вала ступенчато и изменяют длительность впрыска ступенчато. Устройство для управления подачей топлива включает форсунку с двумя уровнями отверстий с подпружиненными иглой и втулкой, игла форсунки соединена механически с быстродействующим реверсивным механическим приводом. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Способ управления подачей топлива и устройство управления подачей топлива // 2493419

Способ управления подачей топлива и устройство управления подачей топлива // 2493421

Изобретение относится к способу и устройству для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте для больших дизелей. Предлагаемое изобретение улучшает динамику подачи топлива, повышает индикаторный к.п.д., реализует мультивпрыск и регулируемые по длительности впрыски посредством простых механических устройств. Устройство для управления подачей топлива включает форсунку с подпружиненной иглой с механическим приводом, мультипликатор перемещения, механический регулятор длительности впрыска, распылитель с одним уровнем отверстий, топливный насос высокого давления, снабжено индивидуальным топливным насосом для каждой форсунки с приводом от кулачкового вала, соединенным кинематически с коленчатым валом, общим гидравлическим аккумулятором низкого давления, двумя управляющими механическими клапанами со штоками с конусными или иными запирающими поверхностями, быстродействующим реверсивным механическим приводом для каждой форсунки, общим клапаном регулирования высокого давления или клапаном регулирования высокого давления для каждой форсунки. Программные профилированные кулачки с микропрофилями заданной длины с постоянной или переменной высотой на кулачковом валу для управления впрыском выполнены с возможностью последовательного взаимодействия сначала с прямой частью пластины при ее перемещении из одного крайнего положения в другое, а затем с выпуклой поверхностью пластины постоянного радиуса при впрысках заданной длительности, выпуклая поверхность, как минимум, одной пластины выполнена с переменной со скосом непрерывной по ширине пластины длиной выпуклой концевой части с прямыми набегающими краями микропрофилей и косыми сбегающими концами микропрофилей, параллельными скосу выпуклой концевой части при непрерывном регулировании длительности, каждая пластина выполнена с возможностью перемещении вдоль оси штока и иглы, каждая пластина выполнена с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной или расположенной под углом к оси иглы и штока, при регулировании длительности впрыска и соединена для этого шлицевым соединением со штоком, относительно которого перемещается пластина, выход гидроаккумулятора низкого давления соединен со входом каждого индивидуального топливного насоса высокого давления отдельным трубопроводом с обратным клапаном, клапан регулирования высокого давления соединен с подплунжерной полостью каждого индивидуального топливного насоса на выходе и гидроаккумулятором низкого давления, каждый индивидуальный топливный насос соединен с форсункой и ее подыгольной и надыгольной камерами трубопроводами высокого давления, надыгольная камера каждой форсунки соединена с гидроаккумулятором низкого давления. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ управления подачей топлива и устройство управления подачей топлива // 2493422

Изобретение относится к способу и устройству для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте для больших дизелей. Предлагаемое изобретение улучшает динамику подачи топлива, повышает индикаторный кпд, реализует мультивпрыск и регулируемые по длительности впрыски посредством простых механических устройств. Устройство для управления подачей топлива включает форсунку с подпружиненной иглой с механическим приводом, мультипликатор перемещения, механический регулятор длительности впрыска, распылитель с одним уровнем отверстий, топливный насос высокого давления. Устройство снабжено индивидуальным гидравлическим аккумулятором высокого давления с клапаном регулирования высокого давления для каждой форсунки, индивидуальным топливным насосом для каждой форсунки с приводом от кулачкового вала, соединенным кинематически с коленчатым валом, через ролик с коромыслом, общим гидравлическим аккумулятором низкого давления, управляющим механическим клапаном со штоком с конусной или иной запирающей поверхностью, быстродействующим реверсивным механическим приводом. Выход каждого индивидуального топливного насоса высокого давления соединен трубопроводом с обратным клапаном с индивидуальным гидравлическим аккумулятором высокого давления, который соединен гидравлически с надыгольной и подыгольной камерами форсунки, а через клапан регулирования высокого давления - с общим гидравлическим аккумулятором низкого давления, надыгольная камера каждой форсунки соединена с гидравлическим аккумулятором низкого давления, выход гидроаккумулятора низкого давления соединен через общий трубопровод со входом каждого индивидуального топливного насоса высокого давления отдельным трубопроводом с обратным клапаном, каждый индивидуальный топливный насос соединен на входе трубопроводом с обратным клапаном с топливным насосом, управляющий механический клапан установлен между надыгольной камерой и гидравлическим аккумулятором низкого давления и соединен кинематически с иглой форсунки, игла форсунки соединена кинематически через мультипликатор перемещения или напрямую с быстродействующим реверсивным механическим приводом для ее линейного перемещения, который снабжен как минимум одной пластиной для одного цилиндра с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на одном конце определенной длины выпуклой части, кулачковым валом, соединенным кинематически с коленчатым валом с как минимум одним программным профилированным кулачком с как минимум одним микропрофилем на нем с постоянной заданной малой высотой для реализации предварительного впрыска, как минимум одним микропрофилем с большей высотой для реализации основного впрыска или как минимум одним микропрофилем переменной высоты, изменяющимся по заданному закону по длине микропрофиля для реализации основного впрыска, с как минимум одним микропрофилем для реализации впрыска после основного с высотой, большей высоты микропрофиля, для реализации предварительного впрыска. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ управления подачей топлива и устройство управления подачей топлива // 2493423

Способ управления подачей топлива и устройство управления подачей топлива // 2493424

Изобретение относится к способу управления подачей топлива и устройству управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте для больших дизелей. Изобретение позволяет реализовать максимальный индикаторный кпд и минимизировать расход топлива на управление, повысить надежность и снизить стоимость системы подачи топлива. Устройство управления подачей топлива включает форсунку с двухпозиционным клапаном с подпружиненным штоком и кольцевой площадкой, соединенным кинематически с управляемым быстродействующим реверсивным приводом, камеру управления, иглу, распылитель с одним уровнем отверстий, топливный насос высокого давления, топливную емкость, топливоподкачивающий насос, соединенные между собой гидравлически. Устройство снабжено индивидуальным топливным насосом с приводом от кулачкового вала, кинематически соединенного с коленчатым валом. Индивидуальный топливный насос соединен через клапан регулирования высокого давления с гидравлическим аккумулятором низкого давления, золотник двухпозиционного клапана и их седла выполнены с коническими запирающими поверхностями, каждый золотник соединен кинематически с быстродействующим реверсивным механическим приводом для линейного перемещения золотника одного двухпозиционного клапана, который снабжен, как минимум, одной пластиной для одного цилиндра с выпуклой на одном конце поверхностью постоянного радиуса и определенной длиной выпуклой части, валом, соединенным кинематически с коленчатым валом, с как минимум, одним профилированным кулачком на нем с, как минимум, одним микропрофилем на каждом профилированном кулачке. Микропрофили выполнены с набегающей кромкой, параллельной оси иглы форсунки и со сбегающей кромкой, параллельной скосу выпуклой поверхности конца пластины. При регулировании длительности впрыска выпуклая поверхность каждой пластины выполнена с одним или несколькими скосами по ее ширине. Каждая пластина выполнена с возможностью перемещения вдоль оси штока и золотника двухпозиционного клапана и иглы и соединена при этом напрямую или через мультипликатор перемещения с подпружиненным штоком и через него с золотником двухпозиционного клапана. Каждая пластина выполнена с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной или расположенной под углом к оси иглы и штока при регулировании длительности впрыска, и соединена для этого шлицевым соединением со штоком, относительно которого перемещается пластина. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.