Топливная форсунка

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.

 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к топливной форсунке для впрыскивания топлива в камеру сгорания в двигателе внутреннего сгорания (ДВС), прежде всего к топливной форсунке для системы "common rail" (системы впрыскивания топлива с общей топливной магистралью высокого давления), согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Для питания топливом дизельных двигателей с непосредственным впрыскиванием топлива в настоящее время используются управляемые приводом подъема системы "common rail". Их преимущество состоит при этом в отсутствии зависимости давления впрыскивания от нагрузки двигателя и частоты вращения его вала. Известны управляемые приводом подъема топливные форсунки с выполненным в виде электромагнитного или пьезоэлектрического клапана управляющим клапаном для управления давлением в управляющей полости, которая ограничена перемещаемым в осевом направлении управляющим впрыскиванием клапанным элементом (называемым также иглой). Новейшие управляющие клапаны выполняют при этом уравновешенными по давлению, т.е. в виде клапанов, в которых в их закрытом состоянии в осевом направлении действуют минимально возможные силы или предпочтительно не действуют вообще никакие силы. Применение уравновешенных по давлению управляющих клапанов позволяет использовать пружины с меньшими развиваемыми ими усилиями и приводы с малыми развиваемыми ими усилиями, а также уменьшить длину хода клапанных элементов (затворов) управляющих клапанов и тем самым повысить их быстродействие, соответственно сократить время их срабатывания. Благодаря меньшему времени срабатывания управляющих клапанов удается существенно расширить возможности по многоразовому впрыскиванию топлива.

Известно далее выполнение управляющих клапанов топливных форсунок с седлами в виде внутреннего или наружного конуса. С целью обеспечить всегда надежное герметичное прилегание уплотнительной части перемещаемого в осевом направлении клапанного элемента управляющего клапана в его закрытом состоянии к своему седлу направляющую клапанного элемента управляющего клапана в известных топливных форсунках необходимо изготавливать с наивысшей точностью и с малым зазором между сопрягаемыми поверхностями. Такая необходимость возникает прежде всего в том случае, когда угол выполненного в виде внутреннего или наружного конуса седла выбирают относительно пологим в пределах от примерно 120° до примерно 180°. С увеличением угла седла уменьшаются самоцентрирующие силы, действующие на клапанный элемент управляющего клапана: чем положе угол седла, тем меньше, собственно, параллельная наклонной поверхности седла и направленная к его центру сила, стремящаяся сдвинуть клапанный элемент к центру его седла.

Однако пологие углы седел обладают по сравнению с меньшими центрирующими силами тем преимуществом, что клапанный элемент управляющего клапана при ударе в свое седло в меньшей степени скользит по его поверхности и тем самым подвергается меньшему износу. Вместе с тем должно обеспечиваться прецизионное направление клапанного элемента управляющего клапана. Поскольку, однако, изготовление высокоточных направляющих для клапанного элемента управляющего клапана возможно лишь при высоких затратах, стремятся найти компромисс между обеспечением максимальной герметичности и снижением износа до минимального.

Краткое изложение сущности изобретения

Исходя из рассмотренного выше уровня техники, в основу настоящего изобретения была положена задача предложить топливную форсунку с управляющим клапаном, в которой обеспечивалась бы максимально плотная или герметичная посадка клапанного элемента управляющего клапана на свое седло и одновременно с этим обеспечивалась бы возможность реализации сравнительно недорогой направляющей для клапанного элемента управляющего клапана.

Указанная задача решается с помощью клапанной форсунки с отличительными признаками, представленными в п.1 формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения. В объем изобретения включены все возможные комбинации из по меньшей мере двух его отличительных особенностей, представленных в описании, в формуле изобретения и/или на чертежах.

В основу настоящего изобретения положен тот факт, согласно которому на практике исходят из того, что при работе топливной форсунки на клапанный элемент управляющего клапана действуют поперечные силы, вследствие которых клапанный элемент в любой момент касается направляющей в по меньшей мере каком-либо месте. При этом возможны два крайних (или экстремальных) положения, а именно: первое, полностью перекошенное положение, в котором клапанный элемент управляющего клапана, во-первых, прилегает к верхней кольцевой кромке направляющей, а во-вторых, с противоположной стороны прилегает к нижней кольцевой кромке направляющей, и второе крайнее положение, в котором клапанный элемент управляющего клапана полностью параллельно сам себе смещен внутри направляющей и прилегает к ней по проходящей в осевом направлении линии. Настоящее изобретение основано далее на том предположении, что действующие на клапанный элемент управляющего клапана поперечные силы, прежде всего поперечные силы, действующие на клапанный элемент управляющего клапана со стороны его пружины, оказывают такое действие, при котором более вероятной является первая альтернатива (первое крайнее положение), а именно: клапанный элемент скорее будет располагаться в направляющей в полностью перекошенном положении и при этом, во-первых, будет опираться на верхний конец направляющей, а во-вторых, с противоположной стороны будет опираться на ее нижний конец.

Из сказанного выше можно сделать вывод о том, что управляющий клапан следует оптимизировать с учетом первого крайнего положения, т.е. с учетом нахождения клапанного элемента управляющего клапана в полностью перекошенном положении, предпочтительно в том отношении, что клапанный элемент управляющего клапана сначала вовсе не должен сдвигаться на своем седле для герметичного взаимодействия с ним, а должен уплотнять его еще в своем полностью перекошенном состоянии (первое крайнее положение).

Согласно изобретению достигается это благодаря такой реализации направляющей для клапанного элемента, а также благодаря приданию его седлу такой геометрии и благодаря такому его расположению, что мнимый центр вращения (или поворота) седла оказывается локализован в пределах осевой протяженности направляющей. Таким путем должно обеспечиваться расположение этого более подробно рассмотренного ниже мнимого центра вращения седла и расположенного в осевой середине направляющей центра вращения клапанного элемента максимально близко друг к другу. На практике обеспечить это можно путем согласования положения направляющей клапанного элемента с углом седла и его диаметром.

Упомянутый выше мнимый центр вращения седла по определению образован центром воображаемой окружности, которая в плоскости продольного разреза седла, в которой лежит продольная средняя ось клапанного элемента управляющего клапана, точечно касается седла, преимущественно двух проходящих под углом друг к другу участков его поверхности, а предпочтительно точечно касается седла таким образом, что она не пересекает ни одну из его поверхностей. В данном случае за основу также принято предположение о том, что седло, предпочтительно коническое седло, при небольших углах наклона или перекоса, составляющих менее 1°, приблизительно ведет себя, как шар. С учетом такого предположения воображаемая окружность представляет собой, таким образом, окружность поворота, по которой при своем перекашивании перемещается клапанный элемент управляющего клапана. Согласно изобретению исходят далее из того, что под действием усилия клапанной пружины и благодаря определенной упругости материала седло способно выбирать (устранять) определенный зазор, и поэтому при предлагаемом в изобретении размещении мнимого центра вращения седла клапанного элемента управляющего клапана удается обеспечить его герметичность во всех крайних положениях его клапанного элемента.

Чем выше точность изготовления направляющей, т.е. чем меньше зазор в ней, тем выше герметичность управляющего клапана и во втором крайнем положении клапанного элемента, в котором он смещен параллельно самому себе.

В рассмотренном выше первом варианте решения положенной в основу изобретения задачи, в котором ось вращения седла клапанного элемента и центр вращения клапанного элемента в его первом крайнем положении расположены максимально близко друг к другу, седло клапанного элемента и направляющая расположены в топливной форсунке неподвижно друг относительно друга.

Положенная в основу изобретения задача решается также с помощью альтернативного варианта, который отличается от первого альтернативного варианта лишь тем, что в данном случае воображаемая окружность касается образованной на клапанном элементе его уплотнительной части в двух отстоящих друг от друга точках (предпочтительно не пересекая эту уплотнительную часть), а центр этой окружности представляет собой условный, воображаемый центр вращения уплотнительной части клапанного элемента. Во втором альтернативном варианте уплотнительная часть клапанного элемента и направляющая выполнены неподвижными друг относительно друга, что можно реализовать в том случае, когда уплотнительная часть и направляющая образованы клапанным элементом. Во втором альтернативном варианте также справедливо предположение, согласно которому под воображаемой окружностью подразумевается окружность поворота, по которой при своем перекашивании перемещается клапанный элемент в своем закрытом состоянии, т.е. когда его уплотнительная часть прилегает к седлу. Особенно предпочтительно при этом, чтобы во втором альтернативном варианте уплотнительная часть была выполнена в виде внутреннего или наружного конуса, а в плоскости продольного разреза топливной форсунки два отстоящих друг от друга линейных участка поверхности этой уплотнительной части образовывали по касательной к воображаемой окружности.

Помимо этого согласно изобретению центр воображаемой, касающейся седла в двух отстоящих друг от друга точках и предпочтительно не пересекающей поверхность седла окружности, т.е. мнимый центр вращения седла, в первом крайнем положении клапанного элемента расположен максимально близко к осевой середине, т.е. к центру вращения клапанного элемента в его первом крайнем положении (прилегание к верхней кромке направляющей и прилегание к противоположной нижней кромке направляющей). В особенно предпочтительном варианте расстояние между центром воображаемой окружности и осевой серединой направляющей составляет менее 40%, предпочтительно менее 30%, более предпочтительно менее 20%, особенно предпочтительно менее 10%, прежде всего менее 5%, от ее осевой длины. То же самое во втором альтернативном варианте относится к воображаемой окружности, касающейся уплотнительной части в двух точках и предпочтительно не пересекающей ее.

Особенно предпочтителен вариант, в котором центр воображаемой окружности (первый или второй альтернативный вариант) расположен на половине длины направляющей, т.е. в ее осевой середине, и тем самым предпочтительно совпадает с неоднократно упоминавшимся выше центром вращения клапанного элемента в его первом крайнем положении.

В том случае, когда центр воображаемой окружности (в первом или втором альтернативном варианте) отстоит в осевом направлении от осевой середины направляющей, предпочтительно, чтобы центр воображаемой окружности находился по осевой высоте направляющей на уровне между осевой серединой направляющей и ее обращенным к седлу клапанного элемента управляющего клапана концом.

Центр воображаемой окружности (в первом или втором альтернативном варианте) особенно целесообразно располагать на продольной средней оси направляющей.

Седло или уплотнительную часть клапанного элемента управляющего клапана особенно целесообразно выполнять конической формы. В данном случае возможно выполнение седел в виде внутреннего либо наружного конуса, при этом клапанный элемент при выполнении его седла, соответственно уплотнительной части в виде внутреннего конуса взаимодействует с имеющими форму внутреннего конуса поверхностями, а при выполнении седла в виде наружного конуса взаимодействует с имеющими форму наружного конуса поверхностями такого седла, соответственно с имеющими форму наружного конуса поверхностями уплотнительной части. Угол при вершине конуса, в виде которого выполняют седло, соответственно уплотнительную часть клапанного элемента управляющего клапана, предпочтительно при этом выбирать в пределах от примерно 140° до примерно 170°.

Особенно предпочтителен далее вариант, в котором угол при вершине конуса, форму которого имеет седло клапанного элемента управляющего клапана, соответственно уплотнительная часть этого клапанного элемента, т.е. угол в плоскости продольного разреза топливной форсунки, в каковой плоскости лежит продольная средняя ось клапанного элемента управляющего клапана, образуют два отстоящих друг от друга, проходящих наклонно, имеющих линейную в разрезе форму участка поверхности седла, соответственно участка поверхности уплотнительной части клапанного элемента управляющего клапана.

При выполнения седла, соответственно уплотнительной части в виде наружного или внутреннего конуса предпочтительно, чтобы воображаемая окружность точечно касалась двух проходящих под углом друг к другу участков поверхности седла, соответственно участков поверхности уплотнительной части клапанного элемента управляющего клапана таким образом, что такие участки образуют по касательной к этой воображаемой окружности, т.е. проходят под прямым углом к ее радиусу.

Каждый конус имеет сторону в форме внутреннего конуса и сторону в форме наружного конуса, при этом выполненные в виде внутреннего конуса седла, соответственно уплотнительные части герметично взаимодействуют с клапанным элементом своей имеющей форму внутреннего конуса стороной, а выполненные в виде наружного конуса седла, соответственно уплотнительные части - своей имеющей форму наружного конуса стороной. Осевую направляющую для клапанного элемента вне зависимости от того, выполнено ли седло, соответственно выполнена ли уплотнительная часть в виде наружного конуса или внутреннего конуса, особенно целесообразно располагать с имеющей форму внутреннего конуса стороны седла, соответственно уплотнительной части.

Особенно целесообразен далее вариант, в котором управляющий клапан выполнен в виде по меньшей мере приблизительно аксиально уравновешенного по давлению в закрытом состоянии клапана. Одна из возможностей в этом

отношении состоит в выполнении клапанного элемента в виде втулки, которая радиально внутри ограничивает клапанную камеру, которая гидравлически соединена или сообщается с управляющей полостью и которая при открытом управляющем клапане соединена с находящейся под низким давлением зоной. Однако возможно также выполнение аксиально уравновешенными по давлению стержневидных клапанных элементов, для чего указанную выше клапанную камеру образуют своего рода кольцевой канавкой на наружной боковой поверхности стержня.

Другие преимущества, отличительные особенности и частные аспекты изобретения вытекают из последующего описания, в котором со ссылкой на прилагаемые к нему чертежи рассмотрены предпочтительные варианты осуществления изобретения.

На прилагаемых к описанию чертежах, в частности показано:

на фиг. 1 - выполненная по первому варианту и изображенная лишь фрагментарно топливная форсунка с управляющим клапаном, клапанный элемент которого выполнен в виде втулки и в своем закрытом положении взаимодействует со своим выполненным в виде внутреннего конуса седлом, герметично прилегая к нему,

на фиг. 2 - выполненный по другому варианту управляющий клапан со стержневидным клапанным элементом и расположенной по его наружному периметру клапанной камерой,

на фиг. 3 - выполненный еще по одному варианту управляющий клапан со стержневидным клапанным элементом, который на своей наружной боковой поверхности имеет углубление в виде кольцевой канавки, которое образует сообщающуюся с управляющей полостью клапанную камеру, и седло которого выполнено в виде наружного конуса, и

на фиг. 4 - выполненный еще по одному варианту управляющий клапан, клапанный элемент которого выполнен втулкообразным и в котором воображаемая окружность имеет точечный контакт с выполненной в виде внутреннего конуса уплотнительной частью клапанного элемента, седло которого при этом расположено на осевом, выступающем в клапанный элемент продолжении дроссельной пластины и взаимодействует с выполненной на клапанном элементе направляющей.

На чертежах одинаковые детали и элементы и выполняющие одинаковую функцию детали и элементы обозначены одними и теми же позициями.

На фиг. 1 в предельно упрощенном, схематичном виде и лишь фрагментарно показана топливная форсунка 1, выполненная в виде топливной форсунки для системы "common rail" и предназначенная для впрыскивания топлива в камеру сгорания в не показанном на чертеже ДВС автомобиля. Топливо подается из топливного бака 3 насосом 2 высокого давления в общую топливную магистраль 4 высокого давления ("rail"), называемую также топливным аккумулятором высокого давления. В этой общей топливной магистрали высокого давления топливо, прежде всего дизельное топливо, аккумулируется под высоким давлением, которое в рассматриваемом примере составляет около 2000 бар. С общей топливной магистралью 4 высокого давления топливная форсунка 1 наряду с другими, не показанными на чертеже топливными форсунками соединена подводящим топливопроводом 5. Этот подводящий топливопровод 5 оканчивается в полости 6 высокого давления. Через сливной топливопровод 7 находящаяся под низким давлением зона 8 топливной форсунки 1 соединена с топливным баком 3. Через сливной топливопровод 7 из топливной форсунки 1 в топливный бак 3 может отводиться более подробно рассмотренное ниже управляющее количество топлива.

В корпусе топливной форсунки подвижно в осевом направлении установлен цельный или составной управляющий впрыскиванием клапанный элемент 9. Такой управляющий впрыскиванием клапанный элемент 9 имеет на своей не показанной на чертеже вершине запорную поверхность, которой он может плотно или герметично прилегать к своему выполненному в распылителе (не показан) седлу.

Управляющий впрыскиванием клапанный элемент 9, когда он прилегает к своему седлу, т.е. находится в своем закрытом положении, перекрывает систему распылительных отверстий, не допуская выход из них топлива. При нахождении же управляющего впрыскиванием клапанного элемента в поднятом с его седла положении топливо может протекать из полости 8 высокого давления через систему распылительных отверстий в камеру сгорания в ДВС.

Управляющий впрыскиванием клапанный элемент 9 со своей верхней торцевой стороны 10 и нагруженная усилием пружины, опирающаяся в осевом направлении на дроссельную пластину 11 втулка 12 ограничивают между собой

управляющую полость 13 (сервополость), в которую через выполненный во втулке 12 входной дроссель 14 из полости 6 высокого давления поступает находящееся под высоким давлением топливо. Управляющая полость 13 сливным каналом 15 со сливным дросселем 16 (сливной канал 15 и сливной дроссель 16 находятся в дроссельной пластине 11) соединена с клапанной камерой 17, которая радиально снаружи ограничена втулкообразным клапанным элементом 18 (затвором) управляющего клапана 19. На фиг. 1 в левой половине чертежа показан в разрезе управляющий клапан 19, а в правой половине чертежа лишь указаны размеры более подробно рассмотренной ниже направляющей клапанного элемента 18.

Из клапанной камеры 17 топливо, когда приводимый в действие электромагнитным приводом клапанный элемент 18 приподнят со своего выполненного в виде внутреннего конуса и расположенного на дроссельной пластине 11 седла 20, т.е. когда управляющий клапан 19 открыт, может перетекать в находящуюся под низким давлением 8 зону топливной форсунки. Проходные сечения входного дросселя 14 и сливного дросселя 16 взаимно согласованы таким образом, что при открытом управляющем клапане 19 происходит слив практически всего топлива (управляющего количества топлива) из управляющей полости 13 через клапанную камеру 17 в находящуюся под низким давлением зону 8 топливной форсунки 1 и оттуда по сливному топливопроводу 7 в топливный бак 3.

Управляющий клапан 19 в показанном на чертеже варианте выполнен в виде уравновешенного по давлению в осевом направлении в закрытом положении клапана, клапанный элемент 18 которого в своей верхней части выполнен за одно целое с не показанным на чертеже плоским якорем, который взаимодействует с не показанным на чертеже электромагнитным приводом. При подаче электрического тока на привод втулкообразный клапанный элемент 18 приподнимается со своего выполненного в виде внутреннего конуса седла 20, вследствие чего давление в управляющей полости 13 быстро падает, а управляющий впрыскиванием клапанный элемент 9 перемещается в осевом направлении вверх в плоскости чертежа вглубь втулки 12, приподнимаясь в результате со своего седла и обеспечивая тем самым возможность поступления топлива в камеру сгорания. Для завершения процесса впрыскивания топлива прекращают подачу электрического тока на электромагнитный привод, в

результате чего не показанная на чертеже закрывающая пружина (клапанная пружина, управляющая закрывающая пружина), воздействующая на втулкообразный клапанный элемент 18 в осевом направлении, перемещает его обратно к его седлу 20. В результате продолжающегося поступления топлива через входной дроссель 14 в управляющую полость 13 давление в ней быстро возрастает, вследствие чего управляющий впрыскиванием клапанный элемент 9, дополнительно нагруженный усилием опирающейся на предусмотренный на нем круговой буртик (не показан) закрывающей пружины 21, перемещается в направлении своего седла, в результате чего прекращается подача топлива из распылительных отверстий в камеру сгорания.

В клапанный элемент 18 сверху вниз входит стержень 22, функция которого состоит в герметичном ограничении клапанной камеры 17 в осевом направлении сверху. Диаметр стержня 22 по меньшей мере приблизительно соответствует диаметру кольцеобразной уплотнительной линии, по которой клапанный элемент 18 взаимодействует со своим седлом 20.

Из приведенного на фиг.1 изображения следует, что клапанный элемент 18 вставлен в охватывающее его наружную боковую поверхность и обеспечивающее его направленное перемещение круглое направляющее отверстие 23, которое образует направляющую 24 для клапанного элемента 18. Направляющая 24 имеет осевую длину L. Осевая середина 25 направляющей 24 в показанном на чертеже примере находится на продольной средней оси L клапанного элемента 18 и расположена на уровне половины осевой протяженности (1/2=1a=1b) направляющей 24.

Воображаемая окружность 26 расположена в плоскости показанного на чертеже продольного разреза, в которой лежит продольная средняя ось L, таким образом, что она касается седла 20 в двух отстоящих друг от друга в радиальном направлении точках P1 и Р2 и при этом не пересекает седло 20. Два отстоящих друг от друга, образующих между собой угол b при вершине внутреннего конуса участка 27, 28 поверхности седла образуют по касательной к окружности 26, радиус rs которой тем самым в точках P1 и Р2 ориентирован под прямым углом к седлу 20, а точнее к участкам 27, 28 его поверхности. При этом справедливо соотношение b+2a=180°, где угол а представляет собой угол крутизны, под котором участки 27, 28 поверхности седла наклонены к плоскости, проходящей

поперечно продольной средней оси L. Очевидно, что центр М описанной выше окружности 26 находится в пределах осевой протяженности направляющей 24, а в показанном на чертеже варианте находится даже на продольной средней оси L. В показанном на чертеже варианте центр М, т.е. мнимый центр вращения седла 20, совпадает с осевой серединой 25 направляющей 24, каковая середина представляет собой при этом центр вращения клапанного элемента 18 в первом крайнем положении, в котором клапанный элемент 18, во-первых, прилегает к верхней кольцевой кромке 29 направляющей 24, а во-вторых, с противоположной стороны прилегает к ее нижней кольцевой кромке 30.

На чертеже обозначен далее направляющий зазор S/2 между клапанным элементом 18 и направляющей 23.

Исходя из величины rs (радиус окружности 26) и угла крутизны а можно вычислить осевое расстояние х между уплотнительной линией, т.е. в собственно седле, и центром М его вращения.

На фиг. 2 показан выполненный по другому варианту управляющий клапан 19, при этом во избежание повторений ниже рассматриваются в основном отличия от варианта, показанного на фиг. 1. В отношении же общих для обоих вариантов моментов можно сослаться на описание предыдущего варианта.

Из приведенного на чертеже изображения следует, что клапанный элемент 18 выполнен не втулкообразным, а в виде стержня, вставленного в направляющую 23 осевой протяженности 1. Центр М окружности 26, которая расположена аналогично показанному на фиг. 1 варианту и которая, как и в показанном на фиг. 1 варианте, находится с имеющей форму внутреннего конуса стороны седла 20, расположен в осевой середине (1/2).

У наружной боковой поверхности цилиндрического, стержневидного клапанного элемента 18 находится выполненная в виде кольцевой камеры клапанная камера 17, в которую снаружи под наклоном поступает топливо из управляющей полости 13 и из которой оно при открытом управляющем клапане перетекает в осевом направлении вниз в сторону находящейся под низким давлением зоны 8.

На фиг. 3 показан выполненный еще по одному варианту управляющий клапан. В этом варианте седло 20 выполнено в виде наружного конуса, а направляющая 23 для стержневидного клапанного элемента 18 и окружность 26

находятся с обращенной в данном случае вниз имеющей форму внутреннего конуса стороны выполненного в виде наружного конуса седла 20, который со своей имеющей форму наружного конуса стороны с обеспечением герметичности взаимодействует с клапанным элементом управляющего клапана. Участки 27, 28 поверхности седла образуют касательные к окружности 26. Очевидно, что центр окружности расположен в пределах осевой протяженности L направляющей 23 в точке L/2, а именно: на продольной средней оси L клапанного элемента 18. В отличие от показанного на фиг.2 варианта клапанная камера 17 в данном случае образована кольцевой канавкой, выбранной на наружной боковой поверхности клапанного элемента 18, а при открытом управляющем клапане 19 топливо из клапанной камеры 17 может перетекать не вниз в плоскости чертежа, как в показанном на фиг.2 варианте, а вверх в плоскости чертежа также в находящуюся под низким давлением зону 9.

На фиг. 4 показан управляющий клапан, выполненный еще по одному варианту, который принципиально отличается от предыдущих вариантов наличием не неподвижного седла клапанного элемента, а выполненной на нем, взаимодействующей с его седлом в положении герметичного или плотного прилегания к нему уплотнительной части 31 конической формы, в данном случае в виде внутреннего конуса (или в другом варианте в виде наружного конуса). Окружность 26 аналогично предыдущим вариантам расположена на имеющей форму внутреннего конуса стороне выполненной в виде него уплотнительной части 31 клапанного элемента 18 и касается этой уплотнительной части 31 в двух отстоящих друг от друга точках P1 и Р2, в соответствии с чем в плоскости продольного разреза к окружности 26 по касательной прилегают два образующих между собой угол b при вершине внутреннего конуса линейных участка 32, 33 уплотнительной части. Центр М окружности 26 расположен в осевой середине 25 направляющей 24, которая в показанном на чертеже варианте образована, соответственно задается клапанным элементом 18. Такой направляющей 24 клапанный элемент 18 скользит в осевом направлении вдоль осевого продолжения 34 дроссельной пластины 11.

В показанном на чертеже варианте клапанная камера 17 находится у наружной боковой поверхности продолжения 34, будучи образована внутренней кольцевой канавкой внутри втулкообразного клапанного элемента 18.

1. Топливная форсунка для впрыскивания топлива в камеру сгорания в двигателе внутреннего сгорания, прежде всего топливная форсунка для системы "common rail", имеющая управляющий клапан (19), который предназначен для гидравлического соединения управляющей полости (13), функционально связанной с цельным или составным 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 расположенная неподвижно относительно его уплотнительной части (31) или его седла (20) осевая направляющая (24), отличающаяся тем, что 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) управляющего клапана (19), касается седла (20) этого клапанного элемента (18) или его 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, седло (20) или уплотнительная часть (31) клапанного элемента (18) управляющего клапана выполнено/выполнена в виде внутреннего или наружного конуса и в плоскости продольного разреза топливной форсунки (1) два расположенных под углом при вершине конуса друг относительно друга линейных участка (27, 28) поверхности седла клапанного элемента управляющего клапана, соответственно два линейных участка (32, 33) уплотнительной части клапанного элемента управляющего клапана образуют по касательной к воображаемой окружности (26).

2. Топливная форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что центр (М) воображаемой окружности (26) удален от осевой середины (25) направляющей (24) на расстояние, составляющее менее 30% от ее осевой длины.

3. Топливная форсунка по п. 2, отличающаяся тем, что центр (М) воображаемой окружности (26) удален от осевой середины (25) направляющей (24) на расстояние, составляющее менее 20% от ее осевой длины.

4. Топливная форсунка по п. 3, отличающаяся тем, что центр (М) воображаемой окружности (26) удален от осевой середины (25) направляющей (24) на расстояние, составляющее менее 10% от ее осевой длины.

5. Топливная форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что центр (М) воображаемой окружности (26) расположен в осевой середине (25) направляющей (24).

6. Топливная форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что центр (М) воображаемой окружности (26) в осевом направлении расположен между осевой серединой (25) направляющей (24) и ее обращенным к седлу (20) клапанного элемента управляющего клапана концом.

7. Топливная форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что центр (М) воображаемой окружности (26) расположен на продольной средней оси (L) осевой направляющей (24).

8. Топливная форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что угол при вершине конуса, в виде которого выполнено седло (20), соответственно выполнена уплотнительная часть (31) клапанного элемента управляющего клапана, выбран в пределах от примерно 140° до примерно 170°.

9. Топливная форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что осевая направляющая (24) расположена с имеющей форму внутреннего конуса стороны выполненного в виде внутреннего или наружного конуса седла (20), соответственно выполненной в виде внутреннего или наружного конуса уплотнительной части (31) клапанного элемента управляющего клапана.

10. Топливная форсунка по одному из пп. 1-9, отличающаяся тем, что управляющий клапан (19) выполнен в виде по меньшей мере приблизительно аксиально уравновешенного по давлению в закрытом состоянии клапана.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к топливной форсунке. Описана топливная форсунка (10) для впрыскивания топлива в камеру (11) сгорания в двигателе внутреннего сгорания, прежде всего топливная форсунка для системы "common rail", имеющая управляющий впрыскиванием клапанный элемент (27), перемещаемый между своими закрытым положением и открытым положением, в котором он открывает систему распылительных отверстий (25), и управляемый якорной системой (49; 80) электромагнита через соединительную полость (70), заполненную находящейся под давлением рабочей средой.

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. Предложена топливная система, содержащая топливный насос 28, усилитель давления топлива и форсунку 1.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложено устройство для подачи топлива к форсунке 6, содержащее усилитель давления топлива, корпус 1 которого выполнен с трубчатым участком 2, вставленным в головку цилиндров 3 двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложено устройство для подачи топлива к форсунке 1 содержит усилитель давления топлива, в корпусе 2 которого расположен подпружиненный ступенчатый поршень-мультипликатор 3.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен усилитель давления топлива, в корпусе 1 которого выполнено ступенчатое отверстие 12, в котором размещен поршень-мультипликатор 13 с возвратной пружиной 14.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложено устройство для подачи топлива к форсунке 1 двигателя, содержащее усилитель давления топлива, вставленный в головку цилиндров двигателя и имеющий корпус 2, выполненный в виде стакана с буртом.

Изобретение относится к управляющему клапану для топливной форсунки, которая может использоваться для впрыскивания топлива под высоким давлением в двигателе внутреннего сгорания (ДВС).

Форсунка // 2469206
Изобретение относится к топливной форсунке для двигателя внутреннего сгорания (ДВС), предпочтительно для системы впрыскивания с общей топливной магистралью - "common rail".

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).

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.

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.

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.

В заявке описана топливная форсунка для ДВС, прежде всего топливная форсунка для системы common rail, имеющая управляющий клапан, который предназначен для гидравлического соединения управляющей полости, функционально связанной с управляющим впрыскиванием клапанным элементом, с находящейся под низким давлением зоной и который имеет перемещаемый приводом в осевом направлении клапанный элемент, который в своем закрытом положении взаимодействует своей уплотнительной частью со своим седлом и для направления которого при его осевом перемещении предусмотрена осевая направляющая. Согласно изобретению в пределах осевой длины направляющей расположен центр воображаемой окружности, которая в плоскости продольного разреза топливной форсунки, в каковой плоскости лежит продольная средняя ось клапанного элемента, касается седла этого клапанного элемента или взаимодействующей с его седлом уплотнительной части в двух отстоящих друг от друга точках и центр которой удален от осевой середины направляющей 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.

Наверх