СОПЛОВОЙ НАКОНЕЧНИК РАСПЫЛИТЕЛЯ Российский патент 1997 года по МПК F02M61/00 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам подачи топлива в камеру сгорания в мелкораспыленном виде и его равномерного расположения в камере по находящемуся там заряду.

Полное сгорание топлива в соответствующий момент времени возможно только при условии его тонкого распыливания. При этом распыленные частицы топлива должны быть тщательно перемешаны с воздухом. В течение многих лет ведутся поиски по совершенствованию в работе дизеля в целях повышения экономичности, надежности и уменьшения загрязнения атмосферы вредными соединениями.

Известны конструкции распылителей форсунки дизелей [1, 2]
Основным недостатком их в работе является большой расход топлива за счет подтекания в сопловом отверстии. Существенным недостатком в конструкции сопловой части распылителя является плохой распыл топлива, а следовательно, низкие показатели экономичности в работе дизелей.

Известен сопловый наконечник распылителя форсунки [1] содержащий корпус с центральным цилиндрическим каналом и сопловыми отверстиями. В канале установлена вставка в виде цилиндра, усеченного двумя параллельными поверхностями, проходящими через его образующие и расположенными симметрично оси канала. При этом площадь проходного сечения проходов топлива в канале равна 4,0-4,5 площади сопловых отверстий. Однако во время процесса впрыскивания топливо, поступившее в сопловый наконечник, приобретает определенную скорость, движется по двум прямым проходам, струи топлива от взаимодействия со стенками канала и вставкой в результате сил трения теряют часть энергии и скорость, что существенным образом влияет на распыл топлива, значительно ухудшая его, что ведет к неустойчивой работе дизеля и перерасходу топлива и вредным выбросам в атмосферу.

Задача изобретения направлена на повышение экономичности, надежности и уменьшение загрязнения атмосферы вредными соединениями за счет улучшения качества распыливания топлива.

Это достигается тем, что в корпусе соплового наконечника распылителя форсунки с сопловыми отверстиями и центральным цилиндрическим каналом, в котором установлены вставка в виде цилиндра, усеченного двумя параллельными поверхностями, проходящими через его образующие и расположенными симметрично оси канала, при этом площадь проходного сечения проходов топлива в канале равна 4,0-4,5 площади сопловых отверстий. Нижний торец вставки расположен на расстоянии от дна центрального канала, равном 0,5-0,55 его диаметра, диаметр центрального канала расположен ниже плоского торца вставки и выполнен равным 0,85-0,9 диаметра вставки.

Отличие состоит в том, что в сопловом наконечнике форсунки для двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с центральным цилиндрическим каналом, который снабжен кольцевой полостью, образующей камеру нагнетания, сообщающейся по касательной поверхности камеры с сопловыми отверстиями.

Данная конструкция допускает количество отверстий 6-20 шт. диаметром 0,15-0,5 мм в зависимости от мощности двигателя.

Топливо через сопловые отверстия впрыскивается в камеру сгорания двумя углами для более эффективного и качественного смесеобразования.

В корпусе полого наконечника установлена дисковая пята, имеющая улиточный диффузорный канал, расширенный к камере нагнетания, обеспечивающий закручивание потока, увеличивая при этом давление и скорость и придавая ему центробежный эффект в камере нагнетания, что способствует качественному распылу топлива в цилиндре двигателя.

На фиг.1 показан сопловой наконечник распылителя, продольный разрез; на фиг. 2 поперечный разрез А-А (на фиг.1) канал улиточного диффузора; на фиг.3 вид снизу (на фиг.1); на фиг.4 верхние сопловые отверстия, разрезанные по образующей конуса, вид сверху.

Сопловой наконечник распылителя форсунки для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 с центральным цилиндрическим каналом, в котором выполнена кольцевая полость, образующая камеру нагнетания 2, сообщающейся по касательной поверхности камеры с сопловым отверстиями 3, 4. Отверстия выполнены под углами распыла Φ₁,Φ₂ для эффективного формирования топливных факелов 5, 6 в камере сгорания двигателя. На поверхности наконечника 1 допускается изготовление сопловых отверстий 6-20 шт. диаметром 0,15-0,5 мм в зависимости от мощности двигателя. Дисковая пята 7, на поверхности которой выполнен улиточный диффузорный канал 8 с расширением в сторону потока, связанный с камерой нагнетания 2, размещена в полости корпуса 1. Корпус наконечника 1 крепится на корпусе распылителя 9, посадкой H8/Z8.

Сопловой наконечник распылителя работает следующим образом.

В начальный период при возрастании давления в системе подачи топливо по подводящему каналу 10, выполненному в корпусе распылителя 9, начинает поступать в полости канала улиточного диффузора 8, в диффузоре 8 поток топлива закручивается и со значительной скоростью поступает в камеру нагнетания 2, образованную кольцевой проточкой. В камере нагнетания 2 поток топлива закручивается. При этом скорость потока топлива и давление возрастают. Возрастает центробежный эффект в камере нагнетания 2 и далее по касательной поверхности камеры нагнетания через сопловые отверстия 3, и 4 топливо под углами Φ₁,Φ₂. впрыскивается в цилиндр двигателя. Топливные факелы 5, и охватывают всю толщину воздуха в камере сгорания, что способствует улучшению смесеобразования и сгорания топлива с повышением экономичности работы двигателя.

Таким образом, выполнение улиточного диффузорного канала 8 на дисковой пяте 7 и камере нагнетания 2 потока топлива, сообщающейся по касательной поверхности камеры с сопловыми отверстиями 6, и 7 с углами распыла Φ₁,Φ₂ позволяет эффективно и качественно производить распыл топлива в камере сгорания двигателя и обеспечить равномерное его распределение по находящемуся там заряду воздуха, улучшая при этом смесеобразование в цилиндре двигателя внутреннего сгорания.

Экономический эффект от предложенной конструкции распылителя составляет в год на одном объекте 1200000 руб.

Использование: двигателестроение, а именно устройства подачи топлива в камеру сгорания в мелкораспыленном виде и его равномерного распределения в камере по находящемуся там заряду воздуха. Сущность изобретения: в сопловом наконечнике форсунки для двигателя, содержащем корпус 1 с центральным цилиндрическим каналом, снабженным кольцевой полостью, образующей камеру нагнетания 2, сообщающейся по касательной поверхности камеры 2 с сопловыми отверстиями 3,4, в конструкции выполнены отверстия 6-20 шт. диаметром 0,15-0,5 мм. Отверстия выполнены под углами распыла Φ₁,Φ₂. В корпусе 1 полого наконечника установлена дисковая пята 7, имеющая улиточный диффузорный канал 8, расширенный к камере нагнетания. 4 ил.

Сопловой наконечник распылителя, содержащий корпус с сопловыми отверстиями, центральным цилиндрическим каналом с дном, отличающийся тем, что корпус выполнен с кольцевой полостью, образующей камеру нагнетания, сообщающейся по всей касательной с сопловыми отверстиями в количестве 6 20 штук диаметром 0,15 0,5 мм, топливо через сопловые отверстия впрыскивается в камеру сгорания двумя углами, в корпусе наконечника установлена дисковая пята, имеющая улиточный диффузорный канал, расширенный к камере нагнетания.