ФОРСУНКА ДЛЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F02M45/08 

Изобретение касается форсунки для впрыска топлива в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения. В известной, например, благодаря европейской заявке на патент N 0568845 A1 форсунке этого типа просачивающееся из направляющего зазора иглы клапана в корпусе распылителя форсунки топливо протекает через отверстие прокладочной шайбы в пружинную камеру в корпусе форсунки, которая с помощью соединительного штуцера соединена с дренажным топливопроводом. При этом в зоне прокладочной шайбы осевой направляющий зазор проходит между нагнетательным промежуточным звеном и осевым зазором между нажимным болтом первой запорной пружины и окружающим его нажимным кольцом второй запорной пружины. В этом известном устройстве передачи давления форсунки возникает замедление движения иглы клапана в положении ее предварительного хода, если краевая зона нагнетательного промежуточного звена прилегает к нажимному кольцу второй запорной пружины и одновременно эта краевая зона той же торцевой стороной прилегает к промежуточной прокладочной шайбе. В результате созданного при этом разрыва соединения между стороной низкого давления иглы клапана и разгруженной от давления пружинной камерой благодаря росту давления на стороне низкого давления в результате замедления изменяется характеристика открытия и закрытия форсунки для вспрыскивания топлива. В положении предварительного хода иглы клапана именно пространство в прокладочной шайбе закрыто нагнетательным промежуточным звеном, так что там это приводит к росту давления. Так как нажимная поверхность нагнетательного промежуточного звена больше нажимной поверхности иглы клапана, возникает усилие, которое противодействует запиранию иглы и замедляет запирание. В результате этого происходит совершенно нежелательный выброс отработавших газов.

Преимущества изобретения.

Форсунка для впрыскивания топлива с отличительными признаками изобретения имеет преимущество, заключающееся в том, что обеспечено быстрое запирание иглы клапана по окончании фазы вспрыскивания, так что характеристика выброса токсичных газов двигателя внутреннего сгорания отвечает требованиям высокого уровня. Предложенное решение является менее дорогостоящим и надежным в эксплуатации.

С помощью приведенных в дополнительных пунктах формулы изобретения мер возможны предпочтительные усовершенствования и усовершенствованные варианты выполнения указанной в пункте 1 формулы изобретения форсунки для впрыскивания топлива.

Примеры выполнения изобретения представлены на чертеже и ниже описываются более подробно.

На фиг. 1 показан продольный разрез открывающейся в две ступени давления форсунки для впрыскивания топлива;
на фиг. 2 и 3 - деталь в зоне устройства передачи давления форсунки для впрыскивания топлива в соответствии с фиг. 1 в положениях "предварительный ход" и "полный ход";
на фиг. 4 - вид сверху нагнетательного промежуточного звена;
на фиг. 5 и 6; 7 и 8 и фиг. 9 и 10 - поперечный разрез и вид сверху альтернативных вариантов выполнения нагнетательного промежуточного звена;
на фиг. 11 - также продольный разрез альтернативно выполненного устройства передачи давления.

Описание примеров выполнения.

Форсунка для впрыскивания топлива имеет корпус 10 форсунки, на котором с помощью накидной гайки 13 через прокладочную шайбу 14 закреплен корпус 15 распылителя форсунки. Корпус 15 распылителя форсунки имеет отверстие 18 распылителя и расположенное перед ним седло 17 клапана, с которым взаимодействует установленная в корпусе 15 распылителя форсунки с возможностью перемещения игла 16 клапана. Направляющее отверстие иглы 16 клапана, как обычно, расширено в месте перехода к нагнетательной полости 19, в зоне которой игла 16 клапана имеет конусную поверхность 21 и которая с помощью канала 22 соединена со штуцером 23 на корпусе 10 форсунки для присоединения трубопровода подачи топлива. Воздействующее на конусную поверхность 21 иглы 16 клапана давление топлива сдвигает иглу 16 клапана против ступенчатого распределения нагрузки описанной ниже системы запорных пружин 11 и 12 вверх, причем топливо в определенной первой запорной пружиной 11 фазе предварительного впрыскивания и в определенной обеими запорными пружинами 11, 12 фазе основного впрыскивания впрыскивается через отверстие 18 распылителя в камеру сгорания.

В представленном примере выполнения обе запорные пружины 11, 12 расположены радиально одна в другой в ступенчатой камере 25 в корпусе 10 форсунки; однако, как известно, они могут быть расположены друг за другом в осевом направлении. Внутренняя, запорная пружина 11 опирается, с одной стороны, через шайбу 26 на основание 27 камеры 25 и; с другой стороны, на нажимной болт 28, который с помощью цапфы 29 направляет первую запорную пружину 11 и с помощью корпуса вторую запорную пружину 12. Наружная, вторая запорная пружина 12 опирается, с одной стороны, через шайбу 31 на уступ 32 камеры 25, и, с другой стороны, через окружающее нажимной болт 28 нажимное кольцо 33 на образованный прокладочной шайбой 14 уступ 34.

Нажимной болт 28 нажимает длительное время выполненной плоской торцевой стороной 36 на нагнетательное промежуточное звено 40, которое в свою очередь опирается на торцовую цапфу 37 иглы 16 клапана. Это нагнетательное промежуточное звено 40 имеет в основном форму диска с двумя плоскопараллельными торцовыми сторонами 41, 42. Он по периметру установлен в расширении 46 отверстия 45 в прокладочной шайбе 14 вблизи камеры 25 корпуса 10 форсунки с возможностью перемещения в осевом направлении с кинематическим циклом. Диаметр расширения 46 и диаметр нагнетательного промежуточного звена 40 больше внутреннего диаметра нажимного кольца 33, так что краевая зона 40 нагнетательного промежуточного звена 40 расположена с перекрытием в осевом направлении с внутренней кольцевой зоной нажимного кольца 33. Размеры промежуточного звена 40 выбраны таким образом, что его верхняя торцевая сторона 41 в закрытом положении иглы 16 клапана расположена на величину h_v ниже уступа 34 прокладочной шайбы 14 или торцевой стороны 35 опирающегося на нее нажимного кольца 33 (фиг. 1). Предварительный ход h_v иглы 16 клапана можно легко регулировать путем выбора промежуточного звена 40 соответствующей толщины. При ходе открытия иглы 16 клапана, при котором совершается вначале предварительный ход h_v под воздействием только первой запорной пружины 11, нагнетательное промежуточное звено 40 после прохождения участка предварительного хода прилегает к нажимному кольцу 33, после чего обе запорные пружины 11 и 12 воздействуют на иглу 16 клапана, создавая ступень давления (фиг. 2). Общий ход hg иглы 16 клапана, как известно, ограничивается образованным на переходе к торцевой цапфе 37 кольцевым уступом 38 иглы 16 клапана и нижней торцевой стороной прокладочной шайбы 14 (фиг. 3).

Чтобы избежать того, чтобы в положении предварительного хода (фиг. 2), в котором нижняя торцевая сторона 35 нажимного кольца 33 плотно прилегает под воздействием давления как к уступу 34 прокладочной шайбы 14, так и к верхней торцевой стороне 41 нагнетательного промежуточного звена 40, было прервано гидравлическое соединение между отделенным от нагнетательного промежуточного звена 40 к игле 16 клапана пространством и разгруженной пружинной камерой, которая с помощью отверстия 48 и напорного патрубка 49 соединена с непоказанным дренажным топливопроводом, в нагнетательном промежуточном звене 40 или в нажимном кольце 33 расположен по меньшей мере один разъединяющий опорную поверхность между нажимным кольцом 33 и нагнетательным промежуточным звеном 40 канал 50. Таким образом, просочившееся под давлением из направляющего зазора иглы 16 клапана топливо может стекать по окружности мимо нагнетательного промежуточного звена 40 по каналу 50 и через направляющий зазор 54 между нажимным кольцом 33 и нажимным болтом 28 в разгруженную пружинную камеру 25.

Каналы 50 в нагнетательном промежуточном звене 40 в примере выполнения в соответствии с фиг. 1-4 образованы благодаря тому, что по периметру цилиндрической шайбы расположено три равномерно распределенных краевых участка 51, так что периметр составляется из трех радиально отодвинутых зон с прямолинейной ограничительной поверхностью 52 и трех направляющих участков с дугообразной ограничительной поверхностью 53. В результате неперекрытых краевыми участками 51 зон зазора 54 между нажимным кольцом 33 и нажимным болтом 28 длительное время существует соединение между стороной низкого давления иглы 16 клапана и разгрузочной от давления камерой 25.

В примере выполнения в соответствии с фиг. 5 и 6 по периметру цилиндрического нагнетательного промежуточного звена 40 диаметрально расположены две выточки 55, которые частично накрывают зазор 54 между нажимным болтом 28 и нажимным кольцом 33. Вместо выточек 55, как показывают фиг. 7 и 8, в нагнетательном промежуточном звене 40 в прилегающей к нажимному болту 28 торцевой стороне 41 могут быть расположены пазы 57. В этом варианте выполнения просочившееся топливо вначале спускается через направляющий зазор между периметром нагнетательного промежуточного звена 40 и расширением 46 отверстия 45 в прокладочной шайбе 14, затем по трем пазам 57 и наконец через зазор 54. Как показывают фиг. 9 и 10, каналы 50 могут быть образованы также с помощью проходов в форме сверленых отверстий 58 в цилиндрическом нагнетательном промежуточном звене 40, продольная ось которых в основном соосна с зазором 54.

Вместо каналов 50 в нагнетательном промежуточном звене 40 такие же могут быть расположены также в нажимном кольце 33. Как показывает фиг. 11, нажимное кольцо 33 имеет на обращенной к прокладочной шайбе 14 и нагнетательному промежуточному звену 40 торцевой стороне 35 по меньшей мере одно углубление, предпочтительно в форме радиального паза 59. Просочившееся через направляющий зазор между нагнетательным промежуточным звеном 40 и расширением 46 отверстия 45 в прокладочной шайбе 14 топливо может стекать через радиальные пазы 59 в нажимном кольце 33 к зазору 54 и к направляющему зазору между стенкой камеры 25 и наружным периметром нажимного кольца 33. Возможны другие варианты выполнения каналов в нажимном кольце 33. Наконец, перекрывающие каналы могут быть расположены также в уступе 34 прокладочной шайбы 14, через которые просочившееся через направляющий зазор нагнетательного промежуточного звена 40 топливо может стекать в зазор между внутренней стенкой камеры 25 и наружным периметром нажимного кольца 33. Кроме того, такие перекрывающие каналы можно располагать как в нагнетательном промежуточном звене 40, так и в нажимном кольце 33 и, кроме того, в уступе 34 прокладочной шайбы 14.

Форсунка предназначена для предварительного и основного впрыскивания топлива и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания. Форсунка для предварительного и основного впрыскивания топлива имеет корпус 10 форсунки, в котором концентрично расположены две запорные пружины 11,12, из которых одна через центральный нажимной болт 28 постоянно воздействует на иглу 16 клапана, а вторая через окружающее нажимной болт нажимное кольцо 33 лишь после совершения предварительного хода (hv ). Между иглой 16 клапана с одной стороны и нажимным болтом 28 и нажимным кольцом 33 с другой стороны расположено выполненное в виде диска нагнетательное промежуточное звено 40, наружная краевая зона которого лишь после предварительного хода (hv) иглы 16 клапана прилегает к нажимному кольцу 33, которое в закрытом положении иглы 16 клапана подпирается уступом 34 прокладочной шайбы 14. Чтобы предотвратить разъединение соединения между камерой низкого давления на стороне иглы 16 клапана и разгруженной от давления пружинной камерой 25 в положении предварительного хода, когда нагнетательное промежуточное звено 40 прилегает в осевом направлении к опирающемуся на уступ 34 прокладочной шайбы 14 нажимному кольцу 33, по меньшей мере в нагнетательном промежуточном эвене 40 предусмотрены перекрывающиеся каналы 50. Изобретение обеспечивает быстрое запирание иглы клапана. 4 з.п.ф-лы, 11 ил.

1. Форсунка для предварительного и основного впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания с корпусом (15) распылителя форсунки, в котором установлена игла (16) клапана с возможностью перемещения и который прочно закреплен с помощью прокладочной шайбы (14) на корпусе (10) форсунки, в котором образована разгруженная от давления, соединенная с дренажным топливопроводом пружинная камера (25) для размещения двух концентрично расположенных запорных пружин (11, 12), из которых первая запорная пружина (11) через центральный нажимной болт (28) постоянно воздействует на иглу (16) клапана и вторая запорная пружина (12) прижимает к окружающему нажимной болт (28) нажимному кольцу (33), которое в закрытом положении иглы (16) клапана подперто к образованному на прокладочной шайбе (14) уступу (34) и к которому прилегает направленное с иглой (16) клапана по окружности в отверстии (45) в прокладочной шайбе (14) с возможностью осевого перемещения нагнетательное промежуточное звено (40) после совершения предварительного хода, которое отделяет образованную отверстием (45) в прокладочной шайбе (14), открытую к корпусу (15) распылителя форсунки и к игле (16) клапана камеру низкого давления от пружинной камеры (25), отличающаяся тем, что в нагнетательном промежуточном звене (40), и/или в нажимном кольце (33), и/или в уступе (34) прокладочной шайбы (14) расположен по меньшей мере один прерывающий осевое прилегание нажимного кольца (33) к уступу (34) прокладочной шайбы (14) и/или к нагнетательному промежуточному звену (40) канал (50). 2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что канал (50) образован в виде съема обрабатываемой поверхности (51, 55) по периметру нажимного элемента. 3. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что канал (50) образован с помощью газа в торцевой поверхности (41) нагнетательного промежуточного звена (40). 4. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что канал (50) выполнен в виде проходящего сквозь нагнетательное промежуточное звено (40) отверстия. 5. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что в торцевой поверхности (36) нажимного кольца (33) расположен по меньшей мере один радиальный паз (59).