ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА ДЛЯ ДИЗЕЛЯ Российский патент 2006 года по МПК F02M51/06 F02M47/02 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системе подачи топлива дизеля Common Rail.

Из известных наиболее близкой по конструкции является форсунка для дизеля с аккумуляторной системой подачи топлива Common Rail, содержащая корпус с топливоподводящим каналом, иглу распылителя, распылитель, пружину запирания иглы, мультипликатор запирания, втулку мультипликатора, жиклер камеры гидроуправления, шариковый клапан гидроуправления, шток, якорь, электромагнит, пружину клапана гидроуправления.

Недостатком известной форсунки является трудность дальнейшего повышения быстродействия форсунки, снижения расхода топлива на управление и недостаточная долговечность и надежность шарикового клапана гидроуправления (заявка 19701879 Германия, МПК⁶ F 02 M 63/00, заявл. 21.01.97, публ. 23.07.98 - прототип).

Изобретение решает задачу повышения быстродействия форсунки, снижения расхода топлива на управление и повышения надежности и долговечности шарикового клапана гидроуправления.

Техническая задача решается за счет того, что в форсунке для дизеля, содержащей корпус с топливоподводящим каналом, иглу распылителя, распылитель, пружину запирания иглы, мультипликатор запирания, втулку мультипликатора, жиклер камеры гидроуправления, шариковый клапан гидроуправления, шток, якорь, электромагнит, пружину клапана, согласно изобретению топливо, поступающее через жиклер камеры гидроуправления, направляется по касательной к внутренней цилиндрической поверхности камеры гидроуправления в процессе впрыскивания топлива форсункой в камеру сгорания дизеля.

Техническая сущность изобретения поясняется графическими материалами, где:

- фиг.1 - заявляемая форсунка, продольный разряд;

- фиг.2 - узел I на фиг.1;

- фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.

Заявляемая форсунка для дизеля содержит корпус 1 с топливоподводящим каналом, иглу распылителя 2, распылитель 3, пружину запирания иглы 4, мультипликатор запирания 5, втулку мультипликатора 6, жиклер камеры гидроуправления 7, шариковый клапан гидроуправления 8, шток 9, якорь 10, электромагнит 11, пружину клапана 12. Главным отличием от прототипа в предлагаемом техническом решении является направление потока топлива из линии высокого давления через жиклер камеры гидроуправления 7 по касательной к внутренней цилиндрической поверхности камеры гидроуправления.

Заявляемая форсунка для дизеля работает следующим образом.

При поступлении импульса тока в электромагнит II якорь 10 через шток 9 открывает шариковый клапан гидроуправления 8, через который происходит истечение топлива из камеры гидроуправления на слив. Топливо под высоким давлением в подыгольной камере действует на дифференциальную площадку иглы 2, которая поднимается, преодолевая усилие пружины запирания иглы 4, и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания дизеля.

Впрыскивание заканчивается в момент прекращения подачи тока в электромагнит 11. Под действием пружины 12 шток 9 прижимает шариковый клапан гидроуправления 8 к своему гнезду во втулке мультипликатора 6, слив топлива из камеры гидроуправления прекращается, топливо под высоким давлением поступает через жиклер камеры гидроуправления 7 в камеру гидроуправления, давление в которой возрастает и действует на мультипликатор запирания 5, который, перемещаясь вниз, действует на иглу распылителя 2, запирая форсунку. Впрыскивание топлива в камеру сгорания дизеля прекращается.

Предлагаемое техническое решение отличается от известной форсунки, принятой за прототип, конструкцией и процессами, происходящими в камере гидроуправления. В форсунке, принятой за прототип, топливо из линии высокого давления поступает в камеру гидроуправления через жиклер камеры гидроуправления в радиальном направлении и хаотично распределяется в ее полости. В предлагаемой форсунке топливо из линии высокого давления поступает в камеру гидроуправления через жиклер камеры гидроуправления 7 по касательной к внутренней цилиндрической поверхности камеры гидроуправления, благодаря чему в камере гидроуправления постоянно поддерживается интенсивное вращательное движение топлива. При открытом положении шарикового клапана гидроуправления процесс истечения топлива из камеры гидроуправления на слив ничем не отличается от процесса, происходящего при впрыскивании топлива центробежными форсунками.

Известно, что процесс управления впрыскиванием осуществим только при условии:

μ_клF_кл〉μ_жF_ж, где

μ_кл - коэффициент истечения клапана гидроуправления,

F_кл - площадь поперечного сечения канала клапана гидроуправления,

μ_ж - коэффициент истечения жиклера камеры гидроуправления,

F_ж - площадь поперечного сечения жиклера камеры гидроуправления.

Известно также, что коэффициент истечения шарикового клапана гидроуправления μ_кл примерно на один порядок меньше при центробежном процессе истечения топлива по сравнению с процессом истечения в случае отсутствия центробежного эффекта (что имеет место в прототипе). В связи с этим обстоятельством площадь поперечного сечения канала клапана гидроуправления должна быть существенно больше, чем аналогичная площадь у прототипа, а также шарик клапана гидроуправления должен быть больших размеров. Увеличение диаметра канала клапана гидроуправления позволяет уменьшить ход якоря электромагнита и тем самым увеличить быстродействие форсунки.

В предлагаемом техническом решении при интенсивном вращательном движении топлива в камере гидроуправления, кроме снижения μ_КЛ, в центре вихря наблюдается снижение давления топлива, что также позволит увеличить диаметр канала клапана гидроуправления и снизить расход топлива на управление. Увеличение диаметра канала клапана гидроуправления и размера шарика клапана гидроуправления увеличивает площадь контакта шарика клапана гидроуправления со своим гнездом во втулке мультипликатора, за счет чего повышается надежность и долговечность клапана.

Обратная связь по положению иглы в предлагаемой конструкции форсунки сохраняется полностью и, кроме того, вращательное движение топлива в камере гидроуправления делает колебания иглы маловероятными.

Открывающаяся возможность снижения хода шарика клапана гидроуправления при впрыскивании топлива форсункой в предложенном техническом решении открывает прекрасную перспективу замены в данной конструкции форсунки электромагнита на пьезопривод, обладающий целым рядом преимуществ.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам подачи топлива в дизель. Изобретение позволяет повысить быстродействие форсунки, надежность и долговечность шарикового клапана гидроупраления и снизить расход топлива на управление. Электрогидравлическая форсунка для дизеля содержит корпус с топливоподводящим каналом, иглу распылителя, распылитель, пружину запирания иглы, мультипликатор запирания, втулку мультипликатора, жиклер камеры гидроуправления, шариковый клапан гидроуправления, шток, якорь, электромагнит, пружину клапана гидроуправления. Топливо из линии высокого давления, поступающее через жиклер камеры гидроуправления, направляется по касательной к внутренней цилиндрической поверхности камеры гидроуправления. 3 ил.

Электрогидравлическая форсунка для дизеля, содержащая корпус с топливоподводящим каналом, иглу распылителя, распылитель, пружину запирания иглы, мультипликатор запирания, втулку мультипликатора, жиклер камеры гидроуправления, шариковый клапан гидроуправления, шток, якорь, электромагнит, пружину клапана гидроуправления, отличающаяся тем, что топливо из линии высокого давления, поступающее через жиклер камеры гидроуправления, направляется по касательной к внутренней цилиндрической поверхности камеры гидроуправления.