Электрогидравлическая форсунка для дизеля
Владельцы патента RU 2613009:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" (RU)
Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложена электрогидравлическая форсунка, содержащая корпус 1 с размещенными в нем управляющим подпружиненным клапаном 2 с электромагнитным приводом 3, распылитель 4, в полости 5 которого находится топливо, подаваемое от аккумулятора в управляющую камеру 6 с наполнительным 7 и сливным 8 жиклерами, в которой расположена пружина 9, удерживающая иглу 10 в нижнем положении, и основные упоры 11, 12, ограничивающие полный ход иглы 10 и управляющего клапана 2. Форсунка дополнительно снабжена двумя промежуточными упорами 13, 14 с дополнительными пружинами 15, 16, один из которых установлен в управляющей камере 6, а второй - в полости управляющего клапана 2, с возможностью обеспечения ограничения перемещения управляющего клапана и иглы распылителя на первом этапе впрыскивания. Технический результат - обеспечение ступенчатой характеристики впрыскивания при упрощении и удешевлении конструкции электрогидравлической форсунки. 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам подачи топлива двигателей внутреннего сгорания, точнее к топливоподающей аппаратуре дизелей.
Известна электрогидравлическая форсунка для дизеля (Патент US 6,854,445 В2, Feb. 15, 2005), содержащая корпус с размещенными в нем топливоподающим и сливными каналами, распылителем с иглой и управляющим поршнем, причем форсунка присоединена к аккумулятору высокого давления через усилитель давления топлива, давление на выходе из которого может быть как увеличено, так и уменьшено в течение впрыскивания топлива, что обеспечивается системой микропроцессорного управления, система позволяет управлять давлением впрыскивания во время подачи топлива, обеспечивая ступенчатую характеристику впрыскивания. К недостаткам электрогидравлической форсунки следует отнести ее инерционность, обусловленную наличием подпружиненного двухступенчатого поршня и затрудняющую во время впрыскивания изменение давления впрыска.
Наиболее близким к заявленному устройству является электрогидравлическая форсунка, содержащая корпус с размещенными в нем управляющим подпружиненным клапаном с электромагнитным приводом, распылитель, в полости которого находится топливо, подаваемое от аккумулятора в управляющую камеру с наполнительным и сливным жиклерами, в которой расположена пружина, удерживающая иглу в нижнем положении, и основные упоры, ограничивающие полный ход иглы и управляющего клапана (Leonard R., Parche М. Pressure - amplified common rail system for commercial vehicles // MTZ №05, 2009, Vol. 70 - P. 10-15). Основной недостаток указанной конструкции электрогидравлической форсунки заключается в конструктивной и технологической сложности и, как следствие, в существенно большей материалоемкости и стоимости.
Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в обеспечении ступенчатой характеристики впрыскивания при упрощении конструкции электрогидравлической форсунки.
Технический результат достигается тем, что электрогидравлическая форсунка, содержащая корпус с размещенными в нем управляющим подпружиненным клапаном с электромагнитным приводом, распылитель, в полости которого находится топливо, подаваемое от аккумулятора в управляющую камеру с наполнительным и сливным жиклерами, в которой расположена пружина, удерживающая иглу в нижнем положении, и основные упоры, ограничивающие полный ход иглы и управляющего клапана, дополнительно снабжена двумя промежуточными упорами с дополнительными пружинами, один из которых установлен в управляющей камере, а второй - в полости управляющего клапана, с возможностью обеспечения ограничения перемещения управляющего клапана и иглы распылителя на первом этапе впрыскивания.
Наличие дополнительных упоров с дополнительными пружинами позволяет обеспечить формирование ступенчатой характеристики впрыскивания на первом этапе перемещения иглы распылителя.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема электрогидравлической форсунки; на фиг. 2 - график изменения силы электромагнита Fэм и силы клапана Fкл по времени t в процессе впрыскивания.
Электрогидравлическая форсунка, содержащая корпус 1 с размещенными в нем управляющим подпружиненным клапаном 2 с электромагнитным приводом 3, распылитель 4, в полости 5 которого находится топливо, подаваемое от аккумулятора в управляющую камеру 6 с наполнительным 7 и сливным 8 жиклерами, в которой расположена пружина 9, удерживающая иглу 10 в нижнем положении, и основные упоры 11, 12, ограничивающие полный ход иглы 10 и управляющего клапана 2. Форсунка снабжена двумя промежуточными упорами 13, 14 с дополнительными пружинами 15, 16, один из которых установлен в управляющей камере 6, а второй - в полости управляющего клапана с его пружиной 17, с возможностью обеспечения ограничения перемещения управляющего клапана и иглы распылителя на первом этапе впрыскивания.
Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.
Для формирования ступенчатой характеристики впрыскивания на первом этапе перемещения управляющего клапана 2 сила электромагнита 3 формируется таким образом, чтобы она превышала силу затяжки пружины 17 управляющего клапана Fэм1>Fкл0 (Fэм1=1,5…1,7⋅Fкл0), но не превышала суммарную силу (Fкл0+Fклд) пружины 17 и дополнительной пружины 16 управляющего клапана 2. Это обеспечит первый этап перемещения управляющего клапана 2 до промежуточного упора 14, удерживаемого дополнительной пружиной 16, и, следовательно, такое снижение давления в управляющей камере 6, которое позволит преодолеть силу Fи0 предварительной затяжки пружины 9 и переместить иглу 10 до промежуточного упора 13, удерживающего иглу на первом этапе перемещения за счет действия на нее суммарной силы, образованной силой Fи0 и равной ей силой Fид предварительной затяжки дополнительной пружины 15. Таким образом, частичное (на 0,45…0,5 полного хода иглы 10) перемещение иглы 10 формирует первый этап ступенчатого впрыскивания. На втором этапе перемещения управляющего клапана 2 сила электромагнита 3 увеличивается до Fэм2=1,5…2,5⋅(Fкл0+Fклд), управляющий клапан 2 полностью открывается, достигая основного упора 12, что приводит к дополнительному снижению давления в управляющей камере 6 и, как следствие, ко второму этапу перемещения иглы 10 от 0,45…0,5 до 1,0 своего полного хода (полный ход иглы 10 ограничивается основным упором 11), что обеспечивает формирование второй ступени ступенчатого впрыскивания.
Таким образом, заявленное техническое решение позволяет, используя сравнительно не сложную и не дорогостоящую модернизацию электрогидравлической форсунки и микропроцессорной системы управления, формировать стабильную ступенчатую характеристику впрыскивания.
Электрогидравлическая форсунка, содержащая корпус с размещенными в нем управляющим подпружиненным клапаном с электромагнитным приводом, распылитель, в полости которого находится топливо, подаваемое от аккумулятора в управляющую камеру с наполнительным и сливным жиклерами, в которой расположена пружина, удерживающая иглу в нижнем положении, и основные упоры, ограничивающие полный ход иглы и управляющего клапана, отличающаяся тем, что она снабжена двумя промежуточными упорами с дополнительными пружинами, один из которых установлен в управляющей камере, а второй - в полости управляющего клапана, с возможностью обеспечения ограничения перемещения управляющего клапана и иглы распылителя на первом этапе впрыскивания.
