РАСПЫЛИТЕЛЬ ФОРСУНКИ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02M61/04 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно топливовпрыскивающей аппаратуре дизелей.

Известен распылитель форсунки дизеля, содержащий корпус с коническим седлом и размещенную в нем иглу, содержащую запирающий конус с углом, меньшим угла седла, и дросселирующий конус, расположенный с зазором относительно седла. При этом дросселирующий и запирающий конусы разделены между собой по линии запирающей кромки, примыкающей к седлу путем ступенчатого перехода.

Эта особенность иглы известной конструкции в отличие от распылителя с иглой традиционного исполнения позволяет принципиально изменить характер приработки запирающего конуса иглы с седлом корпуса распылителя и за счет этого обеспечить постоянство диаметра окружности запирания топлива иглой, что в свою очередь гарантирует высокую стабильность эксплуатационных параметров форсунки: качество распыливания топлива, герметичность, давление начала впрыскивания.

Такое стабильное положение окружности запирания в известном распылителе сохраняется до тех пор, пока в результате взаимного износа поверхностей седла корпуса и запирающего конуса иглы не произойдет контакт между седлом и дросселирующим конусом иглы, после чего действительная окружность перемещается на поверхность дросселирующего конуса иглы, при резком уменьшении ее диаметра, что является критерием исчерпания ресурса распылителя.

Указанный недостаток устранен в другой известной конструкции распылителя за счет того, что на дросселирующем конусе иглы вдоль его образующей выполнена лыска. Механизм действия лыски заключается в том, что в щелевом зазоре между дросселирующим конусом иглы и седлом корпуса распылителя нарушается сплошность граничных слоев жидкости. Это значительно снижает буферное действие щели при ударной посадке иглы на седло и создает такие условия, при которых поверхности дросселирующего конуса иглы и седла корпуса вступают в непосредственный контакт, что обеспечивает опережающий темп износа между ними относительно износа между запирающим конусом и седлом. В результате этого функционально необходимый зазор между дросселирующим конусом иглы и седлом будет поддерживаться автоматически, что обеспечивает увеличение ресурса распылителя.

Однако ослабление буферной функции щели между дросселирующим конусом иглы и седлом корпуса имеет и негативную сторону, что проявляется в перераспределении нагрузки при ударной посадке иглы на седло и соответствующем значительном увеличении износа в сопряжении между запирающим конусом иглы и седлом.

Это в свою очередь приводит к ухудшению герметичности запирания топлива иглой и ограничению ресурса распылителя по этому параметру.

Целью изобретения является повышение ресурса распылителя.

Указанная цель достигается тем, что между запирающей кромкой и дросселирующим конусом выполняют конический поясок с углом при вершине больше угла седла.

На чертеже изображен предложенный распылитель, разрез.

Распылитель содержит корпус 1 с коническим седлом 2, имеющим угол α соединяющимся с колодцем 3 в виде глухого отверстия, и иглу 4 с запирающей кромкой 5, образующей меньшее основание запирающего конуса 6, а также с дросселирующим конусом 7, вдоль образующей которого выполнена лыска 8 и расположенным с зазором относительно седла 2.

Между запирающей кромкой 5 и дросселирующим конусом 7 предусмотрен конический поясок 9 с углом β при вершине, большим угла α седла 2, сопряженный с технологической канавкой 10 для выхода шлифовального круга.

Механизм износа распылителя работает следующим образом.

В результате приработки запирающего конуса 6 иглы 4 с седлом 2 зазор между дросселирующим конусом 7 и седлом 2 уменьшается до момента непосредственного контакта между ними. После этого оба конуса 6 и 7 при посадке иглы 4 начинают одновременно взаимодействовать с седлом 2.

При этом механическому взаимодействию указанных поверхностей предшествует их гидравлический контакт посредством граничных слоев жидкости (известно, что физические свойства граничных слоев жидкости в значительной степени отличаются от свойств самой жидкости, а в условиях узких щелей жидкость приобретает свойства квазитвердого тела, способного выдерживать значительную нормальную нагрузку, см. сборник статей "Гидропривод и автоматика в машиностроении", изд. "Машиностроение", и 1966 г. стр.136 "О некоторых особенностях течения жидкости через зазоры микронных размеров"), которые являются гидравлическим буфером, смягчающим ударную посадку иглы 4 на седло 2 и уменьшающим износы в контактирующих сопряжениях.

При этом уменьшение износа в сопряжении запирающего конуса 6 с седлом 2 является положительным фактором, увеличивающим ресурс распылителя, в то же время в сопряжении дросселирующего конуса 7 с седлом 2 для поддержания функционально необходимого зазора требуется усиление износа, что и достигается выполнением на поверхности дросселирующего конуса 7 лыски 8.

Действие лыски 8 заключается в том, что в сопряжении дросселирующего конуса 7 с седлом 2 за счет лыски 8 происходит перераспределение нагрузки при ударной посадке иглы 4 на седло 2 и соответствующее увеличение износа в сопряжении между запирающим конусом 6 и седлом 2, что уменьшает ресурс распылителя. Введение же конического пояска 9 с углом при вершине β, большим угла α седла 2, создает дополнительную несущую способность, разгружая сопряжение запирающего конуса 6 с седлом 2 и уменьшая за счет этого его износ, что способствует увеличению ресурса распылителя.

Использование: в двигателестроении, в частности в топливовпрыскивающей аппаратуре. Сущность изобретения: на игле распылителя, содержащей запирающий конус 6 и дросселирующий конус 7 с лыской 8, расположенной вдоль его образующей, между указанными конусами выполнен конический поясок 9. В результате введения данного дополнительного элемента разгружается сопряжение между запирающим конусом 6 и седлом 2 при посадке иглы. 1 ил.

РАСПЫЛИТЕЛЬ ФОРСУНКИ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с коническим седлом и колодцем, сопряженным с коническим седлом, размещенную в корпусе иглу с запирающим и дросселирующим конусами, выполненную с запирающей кромкой, разделяющей поверхности запирающего и дросселирующего конусов, причем игла установлена в корпусе с образованием между дросселирующим конусом и седлом зазора, отличающийся тем, что между запирающей кромкой и дросселирующим конусом выполнен конический поясок с углом при вершине больше угла седла, а на поверхности дросселирующего конуса вдоль его образующей выполнена лыска.