Распылитель форсунки дизеля для биотоплива



Распылитель форсунки дизеля для биотоплива
Распылитель форсунки дизеля для биотоплива
Распылитель форсунки дизеля для биотоплива
Распылитель форсунки дизеля для биотоплива

 


Владельцы патента RU 2456470:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева" (RU)

Изобретение относится к двигателестроению, конкретно - к топливным форсункам, впрыскивающим масляное биотопливо. Распылитель форсунки дизеля для биотоплива содержит корпус (1) и иглу (2). Игла (2) расположена в корпусе (1). На внутренней поверхности корпуса (1) выполнена кольцевая канавка (3). В нижней части корпуса (1) имеется колодец (6) и отверстия (5) для распыления топлива. Внутренняя часть отверстий (5) снабжена формирователями потока топлива. Формирователи потока топлива способствуют уменьшению нагарообразования. Каждый формирователь может быть выполнен в виде вставки (7) с винтовыми каналами, переходящей в коническую камеру (8) и далее в сопловые отверстия (5). Вставка (7) выполнена в форме винта с двухзаходной навивкой и витками прямоугольного сечения. Технический результат от использования изобретения заключается в возможности достичь более тонкого распыла биотоплива. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению, к узлам систем питания дизельных двигателей, в частности к топливным форсункам, впрыскивающим масляное биотопливо.

Известно устройство распылителя бесштифтовой однодырчатой форсунки с закручиванием топлива (патент на полезную модель РФ №42076 U1 от 22.07.2004 г., кл. F02M 61/10), содержащее полый корпус с каналом подвода топлива и седлом, закручивающее устройство, выполненное в виде параллельно расположенных винтовых пазов и камеры закручивания, запорное устройство, установленное в полом корпусе, причем винтовые пазы выходят в камеру закручивания, в седле расположена втулка распылителя, внешним буртом взаимодействующая с упругим элементом, в которой расположен закручивающий струю топлива элемент с параллельно расположенными винтовыми пазами, имеющий на торце, обращенном к седлу, конус, взаимодействующий с отверстием жиклера, расположенным в седле, а противоположный торец закручивающего струю топлива элемента выходит в камеру закручивания, ограниченную внутренним буртом втулки распылителя.

Известно также устройство распылителя штифтовой форсунки с закручиванием топлива (патент на изобретение РФ №2132480 С1 от 20.05.1997 г., кл. F02M 61/10, F02M 61/18), содержащее полый корпус с каналом подвода топлива и седлом, носок с колодцем, закручивающее устройство, выполненное в виде последовательно размещенных под колодцем винтовых пазов и камеры закручивания, и запорную иглу, установленную в полости корпуса распылителя с образованием подыголочной камеры, сообщенной с каналом подвода топлива, причем винтовые пазы входят в камеру закручивания и сообщены с колодцем, а распылитель снабжен втулкой, винтовые пазы выполнены на наружной боковой поверхности носка, причем втулка закреплена на носке с образованием камеры закручивания и соплового отверстия между внутренней поверхностью втулки и наружной поверхностью носка конической формы, снабженной уступом.

Недостатком данных устройств является невозможность их применения на дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива, а только на двигателях с разделенными камерами сгорания, так как их конструкции предлагаются бесштифтовые однодырчатые и штифтовые, которые по своим характеристикам имеют худшее распыление топлива по сравнению с бесштифтовыми многодырчатыми.

Известно также наиболее близкое по конструкции устройство бесштифтовых многодырчатых распылителей, имеющих корпус, иглу распылителя, кольцевую канавку и отверстия для распыливания (справочник В.Г.Кислов и др. «Топливная аппаратура тракторных и комбайновых двигателей», стр.154, М.: Машиностроение, 1981 г.). Недостатками этого устройства при работе на масляном биотопливе являются:

- топливо распыляется недостаточно качественно ввиду слабой турбулентности струй, выходящих из отверстий распылителя;

- увеличивается продолжительность топливоподачи, ухудшается равномерность структуры топливного факела, уменьшается угол раскрытия факела, увеличивается его дальнобойность;

- происходит закоксовывание сопловых каналов распылителя;

- образуется повышенный нагар на цилиндро-поршневой группе двигателя в связи с неполным сгоранием топлива.

Техническая задача изобретения - повышение эффективности распыливания масляного биотоплива за счет создания его закручивания.

Технический результат от использования изобретения заключается в возможности достижения более тонкого распыла биотоплива, что повышает экономичность работы дизеля, снижает объем вредных выбросов в атмосферу и уменьшает нагарообразование.

Указанный технический результат достигается тем, что в распылителе, содержащем корпус, на внутренней поверхности которого выполнена кольцевая канавка, а в его нижней части - отверстия для распыления топлива, в корпусе расположена игла, внутренняя часть отверстий распылителя снабжена формирователями потока топлива, каждый формирователь выполнен в виде вставки с винтовыми каналами, переходящей в коническую камеру и далее в сопловые отверстия, вставка выполнена в форме винта с двухзаходной навивкой и витками прямоугольного сечения, коническая камера имеет форму, сужающуюся по направлению к сопловому отверстию, и угол наклона стенок, равный 60°, на внешней части отверстий распылителя выполнены фаски, площади сечения сопловых отверстий увеличены на 20%. При прохождении через вставку, струя топлива закручивается и далее, проходя через коническую суживающуюся камеру, увеличивает свою угловую скорость вращения по мере приближения к сопловому отверстию и тем самым усиливает центробежный эффект, благодаря чему улучшается качество его распыления и одновременно происходит самоочищение сопловых отверстий от отложений и нагара.

На фиг.1 изображен заявляемый распылитель форсунки дизеля для биотоплива, где 1 - корпус; 2 - игла распылителя; 3 - кольцевая канавка; 4 - канал подачи топлива; 5 - отверстия распылителя. Увеличенный вид отверстий распылителя представлен на фиг.2, где 6 - колодец распылителя; 7 - вставка. Отверстия распылителя в разрезе и конструкция вставки показаны на фиг.3 и 4, где 8 - коническая камера.

Представленный распылитель форсунки дизеля для биотоплива содержит корпус 1, внутри которого располагается игла 2 и кольцевая канавка 3, в нижней части имеются отверстия 5 для распыления топлива. Во внутренней части отверстий 5 со стороны колодца распылителя 6 расположены формирователи потока топлива (не обозначены), состоящие из вставки 7 и конической камеры 8.

Вставка выполнена в форме винта с двухзаходной навивкой и витками прямоугольного сечения, запрессовывается во входную часть соплового канала с применением посадки H7/s6. Вставка изготовлена на стандартном оборудовании из того же материала, что и корпус распылителя, - из нержавеющей стали 18Х2Н4ВА.

Диаметр D вставки вдвое больше диаметра соплового отверстия d

D=2×d,

так как при D<2×d получаем меньшую угловую скорость закручиваемого потока топлива и, следовательно, меньшую эффективность распылителя. При D>2×d увеличиваются длина винтовых каналов и угол их наклона, что приводит к повышению путевых и местных потерь напора топлива.

Суммарная площадь сечения винтовых каналов на вставке S1=2×(b×h) должна быть в пределах 1…1,2 площади сечения соплового отверстия S

S1=2×(b×h)=(1…1,2)×S,

которое, в свою очередь, должно быть на 20% больше площади сечения сопловых отверстий дорабатываемых распылителей. При соотношении площадей S1<(1…1,2)×S происходит увеличение продолжительности впрыскивания, что приводит к повышению давления топлива и увеличивает удельный расход топлива по мощности двигателя. При соотношении площадей S1>(1…1,2)×S эффективность распыливания топлива ухудшается за счет снижения центробежного эффекта при впрыскивании.

Шаг Т винтовой поверхности равен длине вставки и 1/2 длины отверстия распылителя L

T=1/2×L,

так как при этом получается оптимальная длина винтовых каналов, угол их наклона и соблюдаются прочностные характеристики стенок сопловых отверстий.

Угол наклона стенок конической камеры равен 60°, с наружной стороны соплового отверстия выполнена фаска.

Распылитель работает следующим образом.

При подаче топлива по каналу 4 в кольцевую канавку 3 и достижении в последней давления, равного начальному давлению впрыскивания, поднимается запорная игла 2 и топливо поступает в колодец 6 и далее через винтовые каналы вставки 7 закручивается в конической камере 8, совершая винтообразное движение в сторону соплового отверстия 5. Увеличенная площадь сечения сопловых отверстий обеспечивает оптимальную пропускную способность для более вязкого биотоплива.

Благодаря суживающейся конической форме камеры 8 угловая скорость вращения потока увеличивается по мере приближения к сопловому отверстию, и по выходу из соплового отверстия под действием центробежных сил топливо дробится на мельчайшие капли, образующие симметричный факел с широким углом раскрытия.

Фаска позволяет снизить потери напора потока топлива в распылителе, на выходе обеспечивает протекание струи с наименьшим отражением от стенок канала, что позволяет уменьшить зону разрежения за входной частью 8 соплового канала и тем самым устранить условия, способствующие крекинг-процессу топлива и закоксовыванию соплового канала.

Применение предложенной конструкции многодырчатого распылителя для бесштифтовых форсунок дает следующий результат:

- улучшается качество распыления масляного биотоплива, повышается равномерность структуры топливного факела, увеличивается угол раскрытия факела;

- увеличивается моторесурс двигателя за счет уменьшения закоксовывания сопловых каналов (самоочищение) и уменьшения нагара на цилиндро-поршневой группе;

- снижается расход топлива дизелем и сокращается объем вредных выбросов в окружающую среду;

- появляется возможность качественного перевода работы дизельного двигателя на масляное биотопливо при доработке штатной топливной форсунки.

1. Распылитель форсунки дизеля для биотоплива, содержащий корпус, в котором расположена игла, на внутренней поверхности которого выполнена кольцевая канавка, а в его нижней части имеется колодец и отверстия для распыления топлива, отличающийся тем, что внутренняя часть отверстий распылителя снабжена формирователями потока топлива, способствующими уменьшению нагарообразования.

2. Распылитель форсунки дизеля для биотоплива по п.1, отличающийся тем, что каждый формирователь выполнен в виде вставки с винтовыми каналами, переходящий в коническую камеру и далее в сопловые отверстия.

3. Распылитель форсунки дизеля для биотоплива по п.1, отличающийся тем, что на внешней части отверстий распылителя выполнены фаски.

4. Распылитель форсунки дизеля для биотоплива по п.2, отличающийся тем, что коническая камера имеет форму, сужающуюся по направлению к сопловому отверстию, и угол наклона стенок, равный 60°.

5. Распылитель форсунки дизеля для биотоплива по п.2, отличающийся тем, что вставка выполнена в форме винта с двухзаходной навивкой и витками прямоугольного сечения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системах подачи топлива дизельных двигателей. .

Изобретение относится к машиностроению, к области производства и эксплуатации дизельных двигателей внутреннего сгорания, и направлено на повышение безотказности распылителей в условиях рядовой их эксплуатации.

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

Изобретение относится к области двигателестроения и, в частности, может использоваться в дизелях. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания, работающих преимущественно на маловязких сортах топлива и смесях топлив различного состава.

Изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания, преимущественно дизельных, применительно к форсункам с непосредственным впрыскиванием топлива. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к форсункам с микропроцессорным управлением для впрыска топлива в цилиндр ДВС. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к распылителям для дизельных форсунок. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к распылителям форсунок для дизеля. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным форсункам. .

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

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

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливовпрыскивающей аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Технический результат - снижение стоимости изготовления топливной форсунки с управляющим вспрыскиванием клапанным элементом. Управляющий вспрыскиванием клапанный элемент для топливной форсунки выполнен составным и имеет различные функциональные участки: два направляющих элемента, закрепленных на отдельном соединительном стержне. Заявлена форсунка с управляющим клапанным элементом 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Топливная форсунка для впрыскивания топлива в камеру сгорания в двигателе внутреннего сгорания, имеющая иглу (1), которая установлена в центральном отверстии (2) в корпусе (3) распылителя топливной форсунки с возможностью направленного возвратно-поступательного перемещения в этом отверстии для открытия или закрытия по меньшей мере одного распылительного отверстия (4) и которая своим выполненным на ее обращенном к камере сгорания конце кольцевым уплотнительным участком (5) взаимодействует с коническим герметичным седлом (6), выполненным на обращенном к камере сгорания конце корпуса (3) распылителя топливной форсунки, согласно изобретению, коническое герметичное седло (6) имеет угол раствора конуса (α1) в пределах от 40 до 50°, а центральное отверстие (2) имеет расположенный вблизи седла направляющий участок (7) уменьшенного диаметра, предназначенный для направления иглы (1) при ее возвратно-поступательном перемещении и выполненный в пределах того участка центрального отверстия (2), длина которого составляет максимум 40% от общей длины корпуса (3) распылителя форсунки, считая от обращенного к камере сгорания конца этого корпуса (3). 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам подачи топлива для дизельных двигателей, и может использоваться в качестве топливной форсунки дизеля. Дизельная форсунка, содержащая корпус форсунки, управляющий клапан, электромагнит, якорь электромагнита, отличается тем, что содержит корпус управляющего клапана, гайку управляющего клапана, колпачок, сливной штуцер, пружину, пружину управляющего клапана, штуцер подачи топлива, фильтр щелевого типа, иглу распылителя, золотник, распылитель, гайку распылителя, центрирующие штифты, уплотнительные элементы, каналы для подачи и слива топлива, при этом игла распылителя выполнена совместно с золотником, жестко связанным с управляющим клапаном, а полость корпуса управляющего клапана соединена двумя отверстиями с линией высокого давления и двумя отверстиями - с линией слива. Техническим результатом данного изобретения является повышение быстродействия управляющего клапана форсунки и, следовательно, форсунки в целом, упрощение конструкции форсунки, а также снижение массы иглы распылителя за счет оптимального использования гидравлических сил при работе управляющего клапана. 3 ил.

Изобретение может быть использовано при диагностике систем рециркуляции отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Способ контроля за системой рециркуляции отработавших газов (EGR), содержащей охладитель EGR, перепускной контур и клапан, выполненный с возможностью в активном состоянии направлять газы EGR в обход охладителя EGR, а в неактивном состоянии направлять газы EGR к охладителю системы EGR, заключается в следующем. Когда клапан охладителя неактивен, выдают указание о снижении эффективности системы EGR в соответствии с первой моделью EGR. Температурный результат первой модели EGR корректируют в зависимости от времени, в течение которого клапан был активен. Когда клапан охладителя активен, выдают указание о снижении эффективности системы EGR в соответствии со второй моделью EGR. Раскрыт вариант способа контроля за системой рециркуляции отработавших газов. Технический результат заключается в исключении ложных указаний о снижении эффективности работы системы рециркуляции отработавших газов. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ эксплуатации цилиндра (14) двигателя заключается в том, что осуществляют рециркулирование первого количества выхлопных газов при первом давлении только из первого выпускного клапана (32) цилиндра только в первый впускной клапан (30) цилиндра. Осуществляют рециркулирование второго количества выхлопных газов при втором давлении только из второго выпускного клапана (33) цилиндра только во второй впускной клапан (31) цилиндра. Первое давление выше второго давления. Раскрыты варианты способа эксплуатации цилиндра двигателя. Технический результат заключается в снижении задержки одновременного управления системами рециркуляции выхлопных газов низкого и высокого давления при переходных состояниях работы двигателя. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом и с системой рециркуляции выхлопных газов. Способ управления потоком рециркуляции выхлопных газов (EGR) в двигателе с турбонаддувом, заключается в том, что эксплуатируют систему рециркуляции выхлопных газов низкого давления (LP-EGR) с фиксированным процентным содержанием свежего воздуха в EGR при нагрузке двигателя от средней до минимальной независимо от изменения нагрузки. Осуществляют регулировку скорости рециркуляции выхлопных газов высокого давления (HP-EGR) на основании перехода системы LP-EGR между фиксированным процентным содержанием EGR и регулируемым процентным содержанием EGR. Раскрыты вариант способа эксплуатации двигателя и система двигателя транспортного средства. Технический результат заключается в обеспечении подачи в цилиндры двигателя нужного соотношения выхлопных газов системы рециркуляции при переходных режимах работы двигателя, когда скорость вращения и нагрузка двигателя изменяются. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Способ для двигателя заключается в следующем. Осуществляют работу первой группы цилиндров (30) в первом ряду (14A) двигателя для обеспечения результирующего потока воздуха и выхлопных газов из первого разветвленного впускного коллектора (44A) в первый выпускной коллектор (48A) при осуществлении работы второй группы цилиндров (30) во втором ряду (14B) двигателя для обеспечения результирующего потока выхлопных газов из второго выпускного коллектора (48B) во второй разветвленный впускной коллектор (44B). Указывают утечку второго выпускного коллектора (48B) в ответ на топливно-воздушное соотношение, определенное на втором выпускном коллекторе (48D), являющееся более бедным, чем пороговый уровень. Раскрыты варианты способа. Технический результат заключается в снижении температуры выхлопных газов, подвергнутых рециркуляции. 3н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом. Двигатель (1) внутреннего сгорания с турбонаддувом имеет по меньшей мере один цилиндр (2), с по меньшей мере одним впускным отверстием, впускной трубопровод (4), выхлопной трубопровод (7), по меньшей мере один турбокомпрессор (8), установку (9) рециркуляции выхлопных газов и охладитель (10) наддувочного воздуха. Впускной трубопровод (4) связан с впускной системой (3) для подачи наддувочного воздуха в по меньшей мере один цилиндр (2) через впускной коллектор (6), размещенный со стороны (5а) впуска. Выхлопной трубопровод (7) размещен на стороне (5b) выпуска для выхода выхлопных газов. Турбокомпрессор (8) на выхлопных газах содержит турбину (8b), расположенную на по меньшей мере одном выхлопном трубопроводе (7), и компрессор (8а), расположенный на по меньшей мере одном впускном трубопроводе (4). Установка (9) рециркуляции выхлопных газов содержит рециркуляционный трубопровод (9а), ответвляющийся от выхлопного трубопровода (7) ниже по потоку турбины (8b) и выходящий во впускной трубопровод (4) выше по потоку компрессора (8а). Во впускном трубопроводе (4) ниже по потоку компрессора (8а) предусмотрен охладитель (10) наддувочного воздуха, расположенный над по меньшей мере одним впускным отверстием по меньшей мере одного цилиндра (2), когда двигатель (1) внутреннего сгорания находится в установленном положении. Раскрыт способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом. Технический результат заключается в повышении скорости рециркуляции выхлопных газов. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх