СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ С ДЕРЖАТЕЛЕМ ИНЖЕКТОРА В СИСТЕМЕ С ОБЩЕЙ ТОПЛИВНОЙ МАГИСТРАЛЬЮ Российский патент 2013 года по МПК F02M55/02 

Изобретение относится к соединительной конструкции высокого давления с держателем инжектора в системе с общей топливной магистралью для большого двигателя внутреннего сгорания.

В этом описании термин "большой двигатель внутреннего сгорания" относится к таким двигателям, которые используются, например, как главные двигатели или вспомогательные двигатели на кораблях или в силовых установках для производства тепла и/или электричества.

В известной конструкции трубка для подачи топлива под высоким давлением от системы высокого давления с общей топливной магистралью в инжектор соединяется непосредственно с помощью резьбы с держателем инжектора. Оказалось, что это является ненадежным решением, поскольку из-за скорее ограниченной длины резьбового зацепления, трубка имеет ограниченную деформацию, которая может повлечь за собой недостаточность удерживающего усилия для уплотнения системы высокого давления для подачи топлива при 1800 бар или более. Также создание резьбы на достаточно узкой секции стенки держателя инжектора не является легким и может привести к уменьшению срока службы компонентов.

В документе DE 4239173 C1 раскрыто соединение для подачи текучей среды под высоким давлением в держатель инжектора. Такое топливное соединение содержит первую и вторую трубки, расположенные последовательно и подающие топливо в держатель инжектора внутри головки цилиндра. Соединение дополнительно содержит средство крепления, прикрученное к головке цилиндра и воздействующее на плечо второй трубки для его плотного присоединения к держателю инжектора. Вторая трубка размещена в камере внутри головки цилиндра и отстоит от самой камеры по всей ее длине между держателем инжектора и средством крепления. Недостатком такого топливного соединения является то, что изменения температуры могут влиять на герметичность соединения между держателем инжектора и трубкой, приводя к его разгерметизации.

Задачей изобретения является создание новой соединительной конструкции, которая решает указанные выше и другие проблемы известного уровня техники. Также задачей изобретения является создание надежной соединительной конструкции с несложной конструкцией. Дополнительной задачей изобретения является создание конструкции, которая обеспечивает манипулирование отводом и контролирование отвода утечки от наружной части держателя инжектора и, таким образом, позволяет контролирование состояния оборудования впрыска.

Задачи изобретения могут решаться в соответствии с конструкцией, созданной согласно настоящему изобретению.

В соответствии с настоящим изобретением создана соединительная конструкция высокого давления с держателем инжектора в системе с общей топливной магистралью для большого двигателя внутреннего сгорания, содержащая средства первой трубки для подачи топлива под высоким давлением, созданным с помощью системы с общей топливной магистралью, в головку цилиндра двигателя и средства второй трубки для подачи топлива под высоким давлением далее внутрь головки цилиндра в держатель инжектора для впрыска в цилиндр двигателя, причем первый конец средств второй трубки соединен со средствами первой трубки, а второй конец средств второй трубки находится в непосредственном соединении с держателем инжектора. Конструкция дополнительно содержит средства крепления, находящиеся в резьбовом соединении с первой частью камеры в головке цилиндра для герметичного закрепления средств второй трубки в держателе инжектора, причем средства крепления оказывают фиксирующее усилие на увеличенную часть с соответствующей обратной поверхностью, расположенной в средствах второй трубки, при этом камера находится в сообщении с держателем инжектора через вторую часть камеры, а средства второй трубки отстоят от камеры по существенной части своей протяженности между средствами крепления и держателем инжектора. Для создания лучшего удерживания деформации для средств второй трубки, расположенных в камере, при изменении термической нагрузки, определенная деформация, вызываемая средствами крепления, создается для получения небольшого изгиба средств второй трубки с помощью выбора длины средств второй трубки между увеличенной частью и вторым концом, составляющей примерно от 10 до 20 их диаметра, и с помощью выбора диаметра камеры, большего на 40-100%, чем у средств второй трубки, расположенных в ней.

Здесь, непосредственное соединение на резьбе средств трубки с держателем инжектора может распределяться с предоставлением возможности для достаточной герметизации средств трубки и держателя инжектора с целью соответствия различным условиям работы и топливам, используемым в двигателе. Поскольку камера находится в сообщении с держателем инжектора, независимо от подачи топлива под высоким давлением через средства трубки, она может преимущественно использоваться для сбора утечки из внешнего пространства держателя инжектора.

Использование средств трубки с большой нагруженной длиной обеспечивает лучшее удерживание деформации, когда рабочая длина трубки изменяется из-за изменений термической нагрузки. Посредством таким выбранных размеров упрощается регулирование изменений при деформации средств трубки, которые возникают при различных условиях эксплуатации двигателя внутреннего сгорания.

В случае, когда существует риск повышенного изгиба средств второй трубки, средства второй трубки могут снабжаться опорным элементом для их поддержки в головке цилиндра по второй части камеры.

Когда камера располагается для сбора так называемой грязной утечки, отводимой от внешней поверхности держателя инжектора, эта камера практически не находится под давлением, поскольку вопрос заключается только в подтекании уплотняющей смеси. Однако головка цилиндра в этом случае преимущественно снабжается проходом или чем-либо подобным для отведения собранной утечки из камеры и головки цилиндра. Это обеспечивает контроль объема утечки и детектирование любых больших утечек.

В преимущественном варианте осуществления первая часть камеры преимущественно ограничена головкой цилиндра, средствами крепления и средствами второй трубки, включая их увеличенную часть. Диаметр первой части камеры, по существу, преимущественно больше, чем диаметр второй части камеры и содержит достаточное свободное пространство для сбора указанной утечки.

Средства крепления предпочтительно представляют собой элемент в форме муфты на болтовом соединении, через который прикрепляются средства второй трубки. Таким образом, они могут легко герметизироваться посредством обычных инструментов, и они не сообщаются непосредственно с топливом под высоким давлением, подаваемым по средствам трубки.

С точки зрения эффективной герметизации подачи топлива под высоким давлением через средства трубки, поверхность контакта средств крепления имеет форму конуса и ее обратная поверхность в увеличенной части имеет либо форму шара, либо форму конуса. Соответственно, головка второго конца средств второй трубки предпочтительно имеет форму шара, а ее обратная поверхность в держателе инжектора имеет форму конуса. Форма шара головки для второго конца средств второй трубки является идеальной для соответствия возможным неточными совмещениям, когда средства трубки изгибаются при сборке в головке цилиндра.

Далее изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемый схематический чертеж, который показывает вид в разрезе варианта осуществления конструкции согласно изобретению.

На чертеже ссылочной позицией 1 обозначена головка цилиндра двигателя внутреннего сгорания, опирающаяся на держатель 2 инжектора, посредством которого топливо под высоким давлением впрыскивается в цилиндр двигателя путем, известным как самотек (не показан). Топливо под высоким давлением, подаваемое с помощью системы высокого давления с общей топливной магистралью (не показана), доставляется через средства 3 первой трубки в головку 2 цилиндра, и средства 4 второй трубки предусматриваются для подачи топлива под высоким давлением далее внутрь головки 1 цилиндра, в держатель 2 инжектора. Первый конец 4a средств 4 второй трубки герметично соединяется со средствами 3 первой трубки. Любые пригодные средства 10 крепления, например, муфта с резьбовым соединением, с концом 4a трубки, могут предусматриваться для обеспечения герметичного соединения между средствами 3 первой трубки и средствами 4 второй трубки. Второй конец 4b средств 4 второй трубки находится в непосредственном соединении с держателем 2 инжектора посредством поверхностей 4e и 2a взаимного контакта, соответственно. Поверхность 2a может иметь форму конуса, а поверхность 4e предпочтительно имеет форму шара для создания надежного и герметичного зацепления.

Головка 1 цилиндра снабжается камерой 5, 6, которая находится в сообщении с просветом 11 между головкой 1 цилиндра и держателем 2 инжектора и занимает достаточную часть средств 4 второй трубки. Средства 4 второй трубки отстоят от камеры 5, 6 по существенной части своей протяженности между средствами 7 крепления и держателем 2 инжектора. Конструкция содержит также средства 7 крепления, например муфту или подобный элемент на болтовом креплении, через которые проводятся средства 4 второй трубки, и которые зацепляются с помощью резьбы 8 с первой частью 5 камеры 5, 6 в головке 2 цилиндра. Средства 4 второй трубки снабжаются увеличенной частью 4c с обратной поверхностью 4d, расположенной в сообщении с поверхностью 7a в средствах 7 крепления. Эти поверхности 4d и 7a имеют форму конуса. Альтернативно, по аналогии с поверхностью 4e, поверхность 4d может преимущественно также иметь форму шара, так, чтобы лучше соответствовать возможному изгибу средств второй трубки, как будет описано далее. При этом средства 4 трубки могут герметично уплотняться с обратной поверхностью 7a средств 7 крепления ближе к первому концу 4a средств 4 второй трубки. Увеличенная часть 4c не должна быть неотъемлемой частью средств 4 второй трубки, но если необходимо, она может также воплощаться, например, как отдельная соединительная резьбовая муфта.

Для создания лучшего удерживания деформации для средств 4 второй трубки, расположенных в камере 5, 6, при изменении термической нагрузки, определенная деформация, вызываемая средствами 7 крепления, создается для получения небольшого изгиба средств 4 второй трубки с помощью выбора длины средств 4 второй трубки между увеличенной частью 4c и вторым концом 4b, составляющей примерно от 10 до 20 их диаметра, и с помощью выбора диаметра камеры 5, 6, большего на 40-100%, чем у средств 4 второй трубки, расположенных в ней.

Как можно увидеть на чертеже, часть средств 4 второй трубки между увеличенной частью и держателем 2 инжектора обладает достаточной длиной, в особенности, с учетом их диаметра. Преимуществом этого типа конфигурации средств 4 второй трубки внутри второй части 6 камеры является большая длина деформации, которая обеспечивает удерживание нагрузки, несмотря на крайние рабочие температуры топлива от 40°C до 150°C, для тяжелого дизельного топлива. Если это необходимо, вторая часть 6 камеры 5, 6 допускает некоторый изгиб средств 4 второй трубки так, чтобы достаточное удерживание деформации могло поддерживаться при разных условиях. С другой стороны эта часть средств 4 второй трубки может снабжаться некоторыми направляющими для создания пределов для изгиба этого типа. На чертеже это показано только схематически посредством опорного элемента 13. Разумеется, такой опорный элемент должен конструироваться для предоставления возможности утечки через него, так, чтобы позволять сбор утечки через части 5 и 6 камеры, как описано далее. Для этой цели и принимая во внимание изгиб второй части 6, является преимущественным диаметр, меньший, чем диаметр первой части 5 камеры 5, 6.

Как показано на чертеже, первая часть 5 камеры 5, 6 проходит через вторую часть 6 камеры 5, 6 и находится в сообщении с просветом 11, в котором протечка герметизирующей смеси отводится от держателя инжектора на его внешнюю поверхность. Следовательно, эти части 5 и 6 камеры могут преимущественно использоваться для сбора этой так называемой грязной утечки, которая может отводиться от головки 1 цилиндра посредством прохода 12. Эта утечка затем может отслеживаться, и может детектироваться неожиданное и существенное увеличение, которое, возможно, указывает на большую утечку, о которой нужно позаботиться во избежание любого повреждения оборудования.

Изобретение не ограничивается примерами, упомянутыми выше, и оно может осуществляться во многих других вариантах в рамках объема прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить ее надежность. Соединительная конструкция высокого давления с держателем инжектора в системе с общей топливной магистралью для большого двигателя внутреннего сгорания содержит средства первой трубки для подачи топлива под высоким давлением, созданным с помощью системы с общей топливной магистралью, в головку цилиндра двигателя и средства второй трубки для подачи топлива под высоким давлением далее внутрь головки цилиндра в держатель инжектора для впрыска в цилиндр двигателя. Первый конец средств второй трубки соединен со средствами первой трубки, а второй конец средств второй трубки находится в непосредственном соединении с держателем инжектора. Конструкция дополнительно содержит средства крепления, находящиеся в резьбовом соединении с первой частью камеры в головке цилиндра для герметичного закрепления средств второй трубки в держателе инжектора, причем средства крепления оказывают фиксирующее усилие на увеличенную часть с соответствующей обратной поверхностью, расположенной в средствах второй трубки. Камера находится в сообщении с держателем инжектора через вторую часть камеры, а средства второй трубки отстоят от камеры по существенной части своей протяженности между средствами крепления и держателем инжектора. Для создания лучшего удерживания деформации для средств второй трубки, расположенных в камере, при изменении термической нагрузки определенная деформация, вызываемая средствами крепления, создается для получения небольшого изгиба средств второй трубки с помощью выбора длины средств второй трубки между увеличенной частью и вторым концом, составляющей примерно от 10 до 20 их диаметра, и с помощью выбора диаметра камеры, большего на 40-100%, чем у средств второй трубки, расположенных в ней. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Соединительная конструкция высокого давления с держателем (2) инжектора в системе с общей топливной магистралью для большого двигателя внутреннего сгорания, содержащая средства (3) первой трубки для подачи топлива под высоким давлением, созданным с помощью системы с общей топливной магистралью, в головку (1) цилиндра двигателя и средства (4) второй трубки для подачи топлива под высоким давлением далее внутрь головки (1) цилиндра в держатель (2) инжектора для впрыска в цилиндр двигателя, причем первый конец (4a) средств (4) второй трубки соединен со средствами (3) первой трубки, а второй конец (4b) средств (4) второй трубки находится в непосредственном соединении с держателем (2) инжектора, при этом конструкция дополнительно содержит средства (7) крепления, находящиеся в резьбовом соединении с первой частью (5) камеры (5, 6) в головке цилиндра для герметичного закрепления средств (4) второй трубки в держателе (2) инжектора, причем средства (7) крепления оказывают фиксирующее усилие на увеличенную часть (4c) с соответствующей обратной поверхностью (4d), расположенной в средствах (4) второй трубки, при этом камера (5, 6) находится в сообщении с держателем (2) инжектора через вторую часть (6) камеры (5, 6), а средства (4) второй трубки отстоят от камеры (5, 6) по существенной части своей протяженности между средствами (7) крепления и держателем (2) инжектора, отличающаяся тем, что для создания лучшего удерживания деформации для средств (4) второй трубки, расположенных в камере (5, 6), при изменении термической нагрузки, определенная деформация, вызываемая средствами (7) крепления, создается для получения небольшого изгиба средств (4) второй трубки с помощью выбора длины средств (4) второй трубки между увеличенной частью (4c) и вторым концом (4b), составляющей примерно от 10 до 20 их диаметра, и с помощью выбора диаметра камеры (5, 6), большего на 40-100%, чем у средств (4) второй трубки, расположенных в ней.

2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что средства (4) второй трубки имеют опорный элемент (13) для ее поддержания в головке (1) цилиндра вдоль второй части (6) камеры (5, 6).

3. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что камера (5, 6) выполнена с возможностью сбора так называемого слива грязной утечки с внешней поверхности держателя (2) инжектора, причем головка (1) цилиндра имеет проточку (12) или что-либо подобное для отведения собранной утечки от камеры (5, 6) и головки (1) цилиндра.

4. Конструкция по п.3, отличающаяся тем, что первая часть (5) камеры (5, 6) ограничивается головкой (1) цилиндра, средствами (7) крепления и средствами (4) второй трубки, содержащими их увеличенную часть (4c).

5. Конструкция по п.3 или 4, отличающаяся тем, что диаметр первой части (5) камеры (5, 6) является существенно большим, чем диаметр второй части (6) камеры (5, 6), и она содержит достаточное свободное пространство для сбора указанной утечки.

6. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что средства (7) крепления представляют собой элемент на болтовом креплении в форме муфты, с помощью которого крепятся средства второй трубки (4).

7. Конструкция по п.1 или 6, отличающаяся тем, что поверхность (7a) контакта средств (7) крепления имеет коническую форму, а ее обратная поверхность (4d) в увеличенной части (4c) имеет либо форму шара, либо коническую форму.

8. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что головка (4e) второго конца (4b) средств (4) второй трубки имеет форму шара, а ее обратная поверхность (2a) в держателе (2) инжектора имеет форму конуса.