Устройство впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания



Устройство впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания
Устройство впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания
Устройство впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания

 


Владельцы патента RU 2559096:

РОБЕРТ БОШ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к устройству впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания. В топливной форсунке, содержащей по меньшей мере один инжектор (1), содержащий тело инжектора, которое снабжено аккумулятором (6) высокого давления, установленную с возможностью сдвига в осевом направлении в инжекторе (1) иглу (15) форсунки, которая окружена пространством (19) форсунки, трубопровод (8) высокого давления, соединяющий аккумулятор (6) высокого давления с пространством (19) форсунки, и включенный параллельно трубопроводу (8) высокого давления резонаторный трубопровод (20), который соединен с пространством (19) форсунки и через резонаторный дроссель (21) входит в аккумулятор (6) высокого давления, резонаторный трубопровод (20) и трубопровод (8) высокого давления по меньшей мере на их соседнем с аккумулятором (6) высокого давления участке выполнены в удерживающем элементе (5), который на торцевой стороне ввинчен в аккумуляторную трубу, (22) образующую аккумулятор (6) высокого давления. Техническим результатом является получение эффективной герметизации в коническом соединении и стабилизация удерживающего элемента. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к устройству впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, содержащему по меньшей мере один инжектор, содержащий тело инжектора, которое снабжено аккумулятором высокого давления, установленную с возможностью сдвига в осевом направлении в инжекторе иглу форсунки, окруженную пространством форсунки, трубопровод высокого давления, соединяющий аккумулятор высокого давления с пространством форсунки, и включенный параллельно трубопроводу высокого давления резонаторный трубопровод, который соединен с пространством форсунки и через резонаторный дроссель входит в аккумулятор высокого давления.

В аккумуляторной топливной системе (common rail system) применяются электронно-управляемые инжекторы впрыска топлива в камеру сгорания двигателя. Сервоклапаны, применяемые в этих инжекторах, приводят к очень быстрому закрыванию форсунки впрыска, так что за счет инерции топлива в примыкающих отверстиях высокого давления возникают сильные пульсации давления в седле форсунки, которые в данном случае приводят к слишком сильному износу. Возникающие при этом пики давления в неблагоприятных случаях превышают магистральное давление на величину вплоть до 500 бар.

Кроме того, эти колебания давления при быстро следующих друг за другом процессах впрыска приводят к сильным колебаниям интенсивности впрыска. Если, например, предварительный впрыск вызывает колебания давления на седле форсунки, то в случае постоянно открытого состояния иглы форсунки впрыскиваемое количество для второго, последующего впрыска зависит от того, происходит ли второй впрыск скорее во время максимума или минимума колебания давления. Поэтому желательным является по возможности наименьшее колебание давления в инжекторе во всех рабочих состояниях гидравлической системы.

В патентной литературе приведено описание многочисленных мер для предотвращения колебаний давления в гидравлической системе. В большинстве случаев речь идет об объемах демпфирования, дроссельных системах, клапанных системах или комбинациях этих мер. Наибольшее распространение имеют дроссельные системы, которые должны способствовать диссипации энергии потока в статическую энергию потока.

Так, например, из ЕР 1 217 202 А1 известно расположение параллельно соединенных обратного клапана, а также элемента диссипации в отходящем от аккумулятора высокого давления (common rail) отверстии высокого давления, которое ведет к инжектору, за счет чего обеспечивается быстрое затухание колебаний давления.

Для минимизации пульсаций давления в трубопроводе впрыска топлива, который снабжается из трубопровода высокого давления, из DE 160 785 А1 известно расположение в месте соединения с трубопроводом высокого давления дросселя, уменьшающего поперечное сечение трубопровода впрыска.

В WO 2007/143768 А1 раскрывается вариант выполнения, в котором предусмотрен включенный параллельно трубопроводу высокого давления между инжектором и аккумулятором высокого давления резонаторный трубопровод, который на стороне трубопровода от аккумулятора высокого давления имеет резонаторный дроссель. Предпочтительно резонаторный дроссель расположен на входе резонаторного трубопровода в аккумулятор высокого давления.

Таким образом, в известном из WO 2007/143768 А1 варианте выполнения предусмотрено, что трубопровод высокого давления разделен на две независимые друг от друга зоны, одна из которых снабжена дросселем, так что колебания давления, которые возникают на седле форсунки, отражаются различно в обеих зонах и отраженные колебания на основании сдвига их фаз почти гасятся. При этом функция гидравлической системы точно та же, что и без дросселя, поскольку гасятся лишь колебания в трубопроводе.

Однако недостатком при этом является то, что в переходной зоне резонаторного дросселя возникают напряжения, при этом в стержнеобразном резонаторном элементе, запрессованном в корпус аккумулятора высокого давления, наблюдаются микродвижения, так что такая конструкция резонаторного тела в виде запрессованного стержневого резонатора и дополнительно к этому на основании ограниченных сил запрессовки более нельзя использовать для давлений в системе свыше 1800 бар.

Поэтому изобретение направлено на обеспечение также при давлениях системы свыше 1800 бар надежного и стабильного расположения резонаторного элемента и уменьшение напряжений в переходной зоне резонаторного дросселя или, соответственно, отверстия высокого давления.

Для решения этой задачи, исходя из устройства указанного в начале вида, согласно изобретению по существу предусмотрено, что

резонаторный трубопровод и трубопровод высокого давления по меньшей мере на их соседнем с аккумулятором высокого давления участке выполнены в удерживающем элементе, который на торцевой стороне ввинчен в аккумуляторную трубу, образующую аккумулятор высокого давления. Таким образом, удерживающий элемент имеет как отверстие высокого давления, так и расположенное параллельно ему резонаторное отверстие резонаторного элемента, при этом то обстоятельство, что удерживающий элемент на торцевой стороне ввинчен в аккумуляторную трубу, образующую аккумулятор высокого давления, приводит к созданию непосредственного соединения между аккумулятором высокого давления и отверстиями резонаторного элемента, и за счет винтового соединения достигается вполне стабильное и пригодное для высоких давлений системы соединение. При этом винтовое соединение простым образом обеспечивает возможность приложения достаточных сил прижимания в зоне конического седла, при этом в предпочтительном варианте выполнения в этой связи предусмотрено, что удерживающий элемент имеет на торцевой стороне коническую опорную поверхность, которая взаимодействует с конической опорной поверхностью на аккумуляторной трубе для герметизации соединения между удерживающим элементом и аккумуляторной трубой. Такое коническое седло приводит как к эффективной герметизации, так и к стабилизации удерживающего элемента, имеющего резонаторный дроссель, так что осуществляется предотвращение микродвижений также и при высоких давлениях системы. Согласно другому предпочтительному варианту выполнения, если конусный угол конической опорной поверхности удерживающего элемента меньше конусного угла конической опорной поверхности аккумуляторной трубы, то в зоне конического седла достигается контакт по круговой линии между аккумуляторной трубой и удерживающим элементом, при этом вдоль этой линии соприкосновения происходит концентрация сил, вводимых в соответствующие контактные стороны, причем в этой зоне при известных обстоятельствах может также происходить вдавливание кромки аккумуляторной трубы в коническую опорную поверхность удерживающего элемента, что приводит к дополнительной стабилизации.

Для минимизации напряжений, возникающих в переходной зоне между резонаторным дросселем и резонаторным трубопроводом согласно предпочтительному усовершенствованному варианту выполнения предусмотрено, что удерживающий элемент на торцевой стороне, ввинченной в аккумуляторную трубу, имеет кольцеобразное углубление, окружающее входное отверстие резонаторного трубопровода и входное отверстие трубопровода высокого давления. В зоне такого кольцеобразного углубления давление текучей среды, имеющееся в аккумуляторе высокого давления, можно использовать для ввода в удерживающий элемент сил, действующих в направлении упомянутой переходной зоны. При этом силы, воздействующие на удерживающий элемент снаружи в направлении переходной зоны, действуют в качестве сил противодействия относительно сил, возникающих в упомянутой переходной зоне в резонаторном трубопроводе, так что в целом достигается стабилизирующий эффект и предотвращаются нежелательные локальные состояния напряжения.

В этой связи согласно предпочтительному усовершенствованному варианту выполнения достигается улучшенное воздействие, если кольцеобразное углубление на торцевой стороне удерживающего элемента окружено кольцеобразным выступом, который имеет торцевую поверхность, напротив которой расположено входное отверстие резонаторного трубопровода со смещением назад в осевом направлении.

Предпочтительно предусмотрено, что диаметр удерживающего элемента соответствует по меньшей мере четырехкратному, предпочтительно по меньшей мере восьмикратному диаметру резонаторного трубопровода.

Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основании примера выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:

фиг. 1 - поперечный разрез инжектора, снабженного аккумулятором высокого давления;

фиг. 2 - детальный вид в зоне удерживающего элемента и аккумулятора высокого давления;

фиг. 3 - детальный вид зоны соединения между резонаторным трубопроводом и аккумулятором высокого давления.

На фиг. 1 показан инжектор 1, который имеет форсунку 2 впрыска, дроссельную пластину 3, пластину 4 клапана, удерживающий элемент 5 и аккумулятор 6 высокого давления, при этом натяжная гайка 7 форсунки, свинченная с удерживающим элементом 5, удерживает вместе форсунку 2, дроссельную пластину 3 и пластину 4 клапана. В состоянии покоя магнитный клапан 13 закрыт, так что топливо с высоким давлением протекает из аккумулятора 6 высокого давления через трубопровод 8 высокого давления, поперечное соединение 9 и впускной дроссель 10 в управляющее пространство 11 форсунки 2, однако выпуск из управляющего пространства 11 через выпускной дроссель 12 блокирован на седле магнитного клапана 13. Действующее в управляющем пространстве 11 давление системы вместе с силой пружины 14 форсунки вдавливает иглу 15 форсунки в седло 16 иглы форсунки, так что отверстия 17 для впрыскивания закрыты. При приведении в действие магнитного клапана 13 он освобождает проток через седло магнитного клапана, и топливо протекает из управляющего пространства 11 через выпускной дроссель 12, соединительное пространство магнитного клапана и отверстие 18 низкого давления обратно в не изображенный топливный бак. Создается равновесное давление, заданное проточными поперечными сечениями впускного дросселя 10 и выпускного дросселя 12 в управляющем пространстве 11, которое настолько мало, что системное давление, имеющееся в пространстве 19 форсунки, может открывать иглу 15 форсунки, установленную в корпусе форсунки с возможностью продольного сдвига, так что открываются отверстия 17 для впрыска, и происходит впрыск.

За счет инерции топлива в аккумуляторе 6, трубопроводе 8 высокого давления и пространстве 19 форсунки непосредственно после закрывания иглы 15 форсунки на седле 16 форсунки возникают слишком сильные колебания давления, поскольку протекающее топливо необходимо тормозить за очень короткое время. Для уменьшения колебаний давления используется резонатор. Он состоит из резонаторного трубопровода 20, который имеет одинаковую длину и одинаковый диаметр с трубопроводом 8 высокого давления, а также резонаторный дроссель 21, который установлен на конце резонаторного трубопровода 20, расположенном со стороны аккумулятора, и соединяет его с аккумулятором 6. При закрывании магнитного клапана 13 импульс давления, возникающий на седле 16 форсунки, распространяется через пространство 19 форсунки в трубопровод 8 высокого давления и резонаторный трубопровод 20. В конце трубопровода 8 высокого давления происходит отражение импульса давления на открытом конце в месте перехода в аккумулятор 6. Одновременно импульс давления, проходящий в резонаторном трубопроводе 20, отражается на закрытом конце на резонаторном дросселе 21. Оба отраженных импульса давления сдвинуты по фазе на 180° на основании различного вида отражения (на открытом, соответственно, закрытом конце), так что они гасятся при встрече друг с другом в пространстве 19 форсунки. За счет этого на седле 16 форсунки не возникают другие импульсы давления, так что в данном случае происходит значительно меньший износ.

На детальном виде согласно фиг. 2 показано, что удерживающий элемент 5 на торцевой стороне ввинчен в аккумуляторную трубу 22, образующую аккумулятор высокого давления. Удерживающий элемент 5 имеет на торцевой стороне коническую опорную поверхность 23, которая взаимодействует с конической опорной поверхностью 24 на аккумуляторной трубе 22 для герметизации соединения между удерживающим элементом 5 и аккумуляторной трубой 22. Кольцевое уплотнение 25 обеспечивает дополнительную герметизацию.

На фиг. 3 показано, что конусный угол конической опорной поверхности 23 удерживающего элемента 5 меньше конусного угла опорной поверхности 24 аккумуляторной трубы 22, при этом коническая опорная поверхность 23 удерживающего элемент 5 выступает от внутренней стенки 26 аккумуляторной трубы 22 внутрь аккумулятора 6 высокого давления. Кроме того, показано, что удерживающий элемент 5 на торцевой стороне, ввинченной в аккумуляторную трубу, имеет кольцеобразное углубление 27, окружающее входное отверстие резонаторного трубопровода 20 и входное отверстие трубопровода 8 высокого давления. При этом кольцеобразное углубление 27 на торцевой стороне удерживающего элемент5 окружено кольцеобразным выступом 28, содержащим торцевую поверхность 29, напротив которой расположено со смещением назад в осевом направлении входное отверстие резонаторного трубопровода 30, соответственно, резонаторного дросселя 21.

1. Устройство впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, содержащее по меньшей мере один инжектор (1), содержащий тело инжектора, которое снабжено аккумулятором (6) высокого давления, установленную с возможностью сдвига в осевом направлении в инжекторе (1) иглу (15) форсунки, которая окружена пространством (19) форсунки, трубопровод (8) высокого давления, соединяющий аккумулятор (6) высокого давления с пространством (19) форсунки, и включенный параллельно трубопроводу (8) высокого давления резонаторный трубопровод (20), который соединен с пространством (19) форсунки и через резонаторный дроссель (21) входит в аккумулятор (6) высокого давления, отличающееся тем, что резонаторный трубопровод (20) и трубопровод (8) высокого давления по меньшей мере на их соседнем с аккумулятором (6) высокого давления участке выполнены в удерживающем элементе (5), который на торцевой стороне ввинчен в аккумуляторную трубу (22), образующую аккумулятор (6) высокого давления.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что удерживающий элемент (5) имеет на торцевой стороне коническую опорную поверхность (23), которая взаимодействует с конической опорной поверхностью (24) на аккумуляторной трубе (22) для герметизации соединения между удерживающим элементом (5) и аккумуляторной трубой (22).

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что конусный угол конической опорной поверхности (23) удерживающего элемента (5) меньше конусного угла конической опорной поверхности (24) аккумуляторной трубы (22).

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что коническая опорная поверхность (23) удерживающего элемента (5) выступает от внутренней стенки (26) аккумуляторной трубы (22) внутрь аккумулятора (6) высокого давления.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что коническая опорная поверхность (23) удерживающего элемента (5) выступает от внутренней стенки (26) аккумуляторной трубы (22) внутрь аккумулятора (6) высокого давления.

6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что удерживающий элемент (5) на ввинченной в аккумуляторную трубу (22) торцевой стороне имеет кольцеобразное углубление (27), окружающее входное отверстие резонаторного трубопровода (20) и входное отверстие трубопровода (8) высокого давления.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что кольцеобразное углубление (27) окружено на торцевой стороне удерживающего тела (5) кольцеобразным выступом (28), который имеет торцевую поверхность (29), относительно которой со смещением назад в осевом направлении расположено входное отверстие резонаторного трубопровода (20).

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр удерживающего элемента (5) соответствует четырехкратному диаметру резонаторного трубопровода (20).

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр удерживающего элемента (5) соответствует восьмикратному диаметру резонаторного трубопровода (20).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к форсункам для впрыска топлива. Электроуправляемая форсунка содержит корпус (1) с каналом (2) подвода топлива и сливным каналом (28), втулку (19) мультипликатора, в которой установлен мультипликатор (20) запирания, взаимодействующий с иглой (7) через толкатель (14) и образующий одну гидроуправляющую камеру (29), которая сообщена с каналом (2) подвода топлива через жиклер (24), а через свой управляющий клапан (30) со сливным каналом (28), подпружиненный толкатель (32) управляющего клапана связан с якорем (33) электромагнита, распылитель (3) и игла (7) взаимодействуют с мультипликатором (20) запирания через толкатель (14) и со своим седлом (4).

В заявке описан управляющий клапан, имеющий втулкообразный запорный элемент, который установлен с возможностью осевого перемещения на направляющем стержне, один торцевой конец которого опирается на стационарную деталь.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложено устройство для управления подачей топлива, включающее форсунку (1) с подпружиненной иглой и электромагнитным управляющим клапаном, индивидуальный клапан (20) регулирования высокого давления с пьезоприводом для каждой форсунки (1) и индивидуальный топливный насос (26) для каждой форсунки с приводом от кулачкового вала (25), соединенного кинематически с коленчатым валом.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам подачи топлива для дизельных двигателей, и может использоваться в качестве топливной форсунки дизеля.

Изобретение может быть использовано в системах питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Топливная форсунка, прежде всего топливная форсунка для системы "common rail", для впрыскивания топлива в камеру сгорания в двигателе внутреннего сгорания имеет присоединение (10) сливного топливопровода и цельный или составной управляющий впрыскиванием клапанный элемент (13).

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системе питания двигателя внутреннего сгорания. Предложен способ управления подачей топлива, заключающийся в том, что создают давление топлива с помощью топливного насоса высокого давления, подают топливо в гидравлический аккумулятор высокого давления, устанавливают в нем определенный уровень давления с помощью клапана регулирования высокого давления, подают топливо к каждой форсунке под установленным для всех форсунок давлением от общего гидравлического аккумулятора высокого давления, подают топливо под иглу и в камеру над иглой, при впрыске топливо из камеры над иглой направляют на слив через канал, который открывают управляющим клапаном форсунки с пьезоприводом, за счет разности давлений над и под иглой осуществляют подъем иглы и впрыск топлива, закрывают управляющий клапан, подают топливо под высоким давлением в камеру над иглой и под иглу перемещают иглу на седло, как за счет пружины, так и за счет высокого давления, воздействующего на иглу сверху.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системе питания двигателя внутреннего сгорания. Предложен способ управления подачей топлива, заключающийся в том, что создают давление топлива с помощью ТНВД, подают топливо в гидравлический аккумулятор высокого давления (ГАВД) и устанавливают в нем определенный уровень давления с помощью клапана регулирования высокого давления.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системе питания двигателя внутреннего сгорания. Предложен способ управления подачей топлива, включающий операции механического перемещения иглы в верхнее крайнее положение с подачей топлива под иглу и в отверстия для впрыска при впрыске, отсечки подачи топлива при превышении силы пружины и давления топлива над иглой над давлением топлива под иглой и перемещение иглы на седло, изменения длительности впрыска.

Изобретение относится к способу и устройству для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте для больших дизелей, в частности на тракторах, на судовых, тепловозных, транспортных дизелях.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет достичь более высокой ровности регулировочного диска электромагнитного клапана.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным форсункам. Электроуправляемая форсунка содержит корпус (1) с каналом (2) подвода топлива, сливной канал (21) и гидроуправляющую камеру (19), сообщенную с каналом (2) подвода топлива посредством жиклера (18) и со сливным каналом (21) - через управляющий клапан (22), подпружиненный толкатель (24) которого связан с якорем (25) электромагнита, распылитель (4) с седлом (5) и распылительными отверстиями (6), и иглу (8), взаимодействующую с седлом (5) распылителя (4). Согласно изобретению в корпусе (1) выполнен дополнительный канал высокого давления (3), связывающий гидроуправляющую камеру (19) по текучей среде с иглой (8), в котором расположен предварительно сжатый упруго деформируемый стержень (12). Упругодеформируемый стержень (12) расположен в оплетке (13), выполненной в виде винтовой пружины с сомкнутыми витками, нижний конец выполнен в виде пружины сжатия. Дополнительный канал (3) имеет продольные выступы, удерживающие упругодеформируемый стержень (12) от изгиба. Каждый канал (2) подвода топлива посредством жиклера (18) сообщается с гидроуправляющей камерой (19), которая в свою очередь связана через управляющий клапан (22) со своим сливным каналом (42) и, одновременно, через наклонный канал (10), выполненный в распылителе (4), с отдельным отверстием (9), в котором расположена игла (8). Техническим результатом является сокращение расхода топлива на управление, а также упрощение конструкции форсунки. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

В заявке описана топливная форсунка для ДВС, прежде всего топливная форсунка для системы "common rail", имеющая управляющий клапан (19), который предназначен для гидравлического соединения управляющей полости (13), функционально связанной с управляющим впрыскиванием клапанным элементом (9), с находящейся под низким давлением зоной (8) и который имеет перемещаемый приводом в осевом направлении клапанный элемент (18), который в своем закрытом положении взаимодействует своей уплотнительной частью (31) со своим седлом (20) и для направления которого при его осевом перемещении предусмотрена осевая направляющая (24). Согласно изобретению в пределах осевой длины направляющей (24) расположен центр (М) воображаемой окружности (26), которая в плоскости продольного разреза топливной форсунки (1), в каковой плоскости лежит продольная средняя ось (L) клапанного элемента (18), касается седла (20) этого клапанного элемента (18) или взаимодействующей с его седлом (20) уплотнительной части (31) в двух отстоящих друг от друга точках (P1, Р2) и центр (М) которой удален от осевой середины (25) направляющей (24) на расстояние, составляющее менее 40% от ее осевой длины. Технический результат заключается в повышении герметичности посадки клапанного элемента на седло. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение относится к топливной форсунке с датчиком давления. Топливная форсунка (1) имеет часть (32) высокого давления, в которой при работе присутствует находящееся под высоким давлением топливо, часть (38) низкого давления, в которой при работе присутствует находящееся под низким давлением топливо, расположенный в части (38) низкого давления датчик (12) и передаточное средство (9), которое расположено таким образом, что оно периодически прикладывает к датчику (12) усилие, соответствующее давлению топлива в части (32) высокого давления, также она имеет уравновешенный по давлению управляющий клапан, в находящейся в котором части (38) низкого давления расположен датчик (12) и который имеет игольчатый затвор (8), при этом передаточное средство (9) представляет собой расположенный внутри этого игольчатого затвора (8) нажимной стержень (9). Техническим результатом является упрощение конструкции и возможность измерять давление в форсунке в системах без центрального аккумулятора давления. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх