РАСПЫЛИТЕЛЬ ТОПЛИВОПОДАЮЩЕЙ ФОРСУНКИ ДИЗЕЛЯ Российский патент 1998 года по МПК F02M53/04 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности дизелестроения, где используются традиционная топливоподающая и газоподающая аппаратура, содержащая топливоподающую форсунку с распылителем для впрыскивания жидкого топлива.

Одним из факторов, ограничивающих дальнейшее, форсирование дизелей по мощности и повышение долговечности, является высокая температура распылителя, обуславливающая преждевременное коксование сопловых отверстий, зависание иглы и износ запирающего конуса иглы. Особенно заметно эти дефекты в работе распылителя проявляются в газодизеле, где малые расходы запального жидкого топлива снижают эффективность охлаждения им распылителя.

Известно устройство для распыливания топлива, например в двигателе внутреннего сгорания, содержащее корпус распылителя, с защитным кожухом, в котором для уменьшения интенсивности теплоотвода к распылителю в кожухе размещен теплозащитный стакан [1]. Однако, оно малоэффективно в связи с неполной защитой носика распылителя.

Известно устройство для тепловой защиты распылителей форсунки, содержащие кожух, закрепленный на корпусе распылителя с круговым зазором, в котором располагается теплозащитный материал, и имеющий отверстия для прохода топлива при впрыскивании [2]. Однако под воздействием высоких температур рабочих газов и деформаций кожуха и корпуса распылителя теплозащитный материал теряет свои свойства, разрушается и закрывает отверстия для прохода топлива. Кроме того заполнение кругового зазора теплозащитным материалом требует специальной сложной технологии производства и сборки, часто экономически невыгодной.

В основу изобретения положена техническая задача: за счет снижения температуры корпуса распылителя повысить надежность и эффективность его работы, а также позволить отказаться от использования специальных теплозащитных материалов.

Другими задачами изобретения являются повышение эффективности тепловой защиты распылителя, а также предотвращение накопления и последующего коксования топлива в сопловых отверстиях форсунки.

Указанная задача решается тем, что в распылителе содержащем корпус, иглу и теплозащитный экран (кожух) с отверстиями для прохода топлива при впрыскивании, установленный на корпусе и выполненный с донной частью, охватывающей носок распылителя с зазором, согласно изобретению, под экраном в корпусе распылителя образованы сегментные воздушные полости, расположенные равномерно на цилиндрической поверхности корпуса, и соединены между собой дополнительной кольцевой воздушной полостью.

Для повышения эффективности тепловой зашиты донная часть экрана образует отдельную, изолированную от других полостей воздушную полость, ограниченную поверхностями носика корпуса и экрана.

С целью предотвращения накопления и последующего коксования топлива в отдельной изолированной полости в донной части экрана выполнено дренажное отверстие.

В процессе работы дизеля, часть тепла, вырабатываемого при сгорании топлива воспринимается поверхностью теплозащитного экрана. Образованная в донной части экрана изолированная воздушная полость препятствует свободному распространению тепла по поверхности корпуса распылителя. Распространению тепла к игле распылителя препятствуют также и расположенные равномерно на цилиндрической поверхности корпуса распылителя сегментные воздушные полости, однако организация рабочего процесса дизеля может быть такова, что количество воспринимаемого экраном тепла может быть неравномерным по цилиндрической поверхности последнего, например, в случае несовпадения осей распылителя и цилиндра двигателя. В связи с этим, в корпусе распылителя выполнена дополнительная кольцевая воздушная полость, обеспечивающая свободную циркуляцию воздуха между сегментными полостями расположенными на цилиндрической поверхности корпуса распылителя и способствующая выравниванию температур воздуха в полостях.

Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить снижение температуры распылителя за счет эффективного экранирования без уменьшения срока службы и надежности тепловой защиты.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид устройства для тепловой защиты распылителя форсунки, на фиг.2 - вид по А-А, на фиг.3 - вид по Б-Б.

Устройство состоит из корпуса 1 распылителя, иглы 2 и теплозащитного экрана 3, под которым образованы сегментные воздушные полости A, B и C, расположенные равномерно на цилиндрической поверхности корпуса 1. Сегментные воздушные полости A, B и C соединены между собой дополнительной кольцевой воздушной полостью D. В корпусе 1 расположены каналы для подвода топлива. Донная часть теплозащитного экрана 3, закрывающая носик корпуса, в котором расположены 4 сопловые отверстия 5, и имеющая отверстия 8 для прохода топлива при впрыскивании, образует отдельную воздушную полость E, ограниченную поверхностями носика корпуса и экрана и имеет дренажное отверстие 7.

Работает устройство следующим образом. Газы с высокой температурой при сгорании топлива в цилиндре дизеля омывают теплозащитный экран распылителя, отдавая ему тепло, наиболее интенсивно в нижней части, поскольку последняя непосредственно выступает на огневую поверхность головки блока. Отдельная, изолированная воздушная полость E затрудняет передачу тепла от теплозащитного экрана 3 к корпусу 1 и далее игле 2 в связи малой теплопроводностью воздуха, находящегося в ней. Верхняя цилиндрическая часть теплозащитного экрана также воспринимая тепло рабочих газов и передает его цилиндрической поверхности корпуса распылителя. Однако интенсивность и количество передаваемого тепла существенно снижается благодаря сегментным воздушным полостям A, B и C, в которых находящийся воздух препятствует процессу теплопередачи. Дополнительная воздушная полость D, соединяя сегментные полости между собой, обеспечивает свободную циркуляцию в них воздуха для равномерного по окружности теплового состояния распылителя. Выполненное в донной части экрана дренажное отверстие 7 способствует предотвращению накопления и последующего коксования топлива в отдельной изолированной полости E, обеспечивая беспрепятственный выход топлива из полости E в камеру сгорания дизеля.

В местах соприкосновения теплозащитного экрана 3 с корпусом 1 охлаждение последнего осуществляется топливом проходящим по каналам 4 корпуса. Охлаждение теплозащитного экрана происходит свежим зарядом в процессе впуска и продувки цилиндра.

Таким образом, предлагаемое устройство может эффективно использоваться в дизелях с целью защиты распылителя топливоподающей форсунки от вредных воздействий высокой температуры.

Распылитель топливоподающей форсунки дизеля содержит корпус, иглу и теплозащитный экран /кожух/ с отверстиями для прохода топлива при впрыскивании, охватывающий носок распылителя с зазором. Под экраном в корпусе образованы сегментные воздушные полости, расположенные равномерно на цилиндрической поверхности корпуса и соединенные между собой дополнительной кольцевой воздушной полостью. Донная часть экрана образует отдельную, изолированную от других полостей воздушную полость, ограниченную поверхностями носика корпуса и экрана, причем в донной части экрана выполнено дренажное отверстие. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Распылитель топливоподающей форсунки дизеля, содержащий корпус, иглу и теплозащитный экран с отверстиями для прохода топлива при впрыскивании, установленный на корпусе и выполненный с донной частью, охватывающей носок распылителя с зазором, отличающийся тем, что под экраном в корпусе распылителя образованы сегментные воздушные полости, расположенные равномерно на цилиндрической поверхности корпуса, и соединены между собой дополнительной кольцевой воздушной полостью. 2. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что донная часть экрана образует отдельную, изолированную от других полостей воздушную полость, ограниченную поверхностями носика корпуса распылителя и экрана. 3. Распылитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в донной части экрана выполнено дренажное отверстие.