ТОПЛИВНАЯ ФОРСУНКА Российский патент 2015 года по МПК F02M61/12 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к топливной форсунке для систем впрыскивания топлива, которыми оснащаются двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Изобретение относится, в частности, к форсунке для систем впрыскивания топлива, которыми оснащаются дизельные двигатели (ДВС с воспламенением от сжатия).

Из DE 102006012078 A1 известно устройство впрыскивания топлива для ДВС с непосредственным впрыскиванием топлива. Такое устройство впрыскивания топлива имеет расположенный в корпусе клапанный элемент с рабочей поверхностью, приложенное к которой гидравлическое давление действует в направлении открытия клапанного элемента и которая ограничивает полость высокого давления. Полость высокого давления соединена с присоединением высокого давления. Помимо этого предусмотрена управляющая поверхность, приложенное к которой гидравлическое давление действует в направлении закрытия клапанного элемента и которая ограничивает управляющую полость, в которой при работе устройства впрыскивания топлива преобладает переменное управляющее давление. Клапанный элемент в своем открытом положении или в близком к нему положении взаимодействует с участком корпуса с обеспечением дросселирования таким образом, что по меньшей мере к части рабочей поверхности приложено давление, которое ниже давления в полости высокого давления. Корпус при этом выполнен составным из нескольких корпусных деталей, к одной из которых своей торцевой поверхностью прилегает распылитель и с которой он соединен накидной гайкой его крепления.

Недостаток известного из DE 102006012078 A1 устройства впрыскивания топлива состоит в том, что давление впрыскивания топлива ограничено некоторой максимально возможной величиной. Говоря более конкретно, проблема заключается в ограниченном уплотняющем действии между торцом корпусной детали и торцом распылителя, что накладывает ограничения на величину давления, создание которого возможно в этой зоне.

Краткое изложение сущности изобретения

Преимущество предлагаемой в изобретении топливной форсунки с отличительными признаками, представленными в п.1 формулы изобретения, состоит в повышении герметичности соединения между распылителем и корпусной деталью. Преимущество предлагаемой в изобретении топливной форсунки состоит, в частности, в возможности создания сравнительно высокого давления в отверстии в корпусной детали и/или в отверстии в распылителе с обеспечением при этом надежного уплотнения между распылителем и корпусной деталью.

В одном из предпочтительных вариантов корпусная деталь имеет на соединительном участке выполненное в основном в форме полого цилиндра продолжение, вставленное изнутри в распылитель. Связанное с этим преимущество состоит в возможности простого изготовления. Указанное продолжение может быть также выполнено в форме полого конуса или с изменяющейся по своей длине толщиной стенки. Благодаря этому удается достичь высокой прочности. При этом предпочтителен далее вариант, в котором распылитель имеет на соединительном участке осевой выступ, между которым и выполненным в форме полого цилиндра продолжением корпусной детали образовано герметичное соединение. Между продолжением корпусной детали и выступом распылителя при этом может быть образована почти линейная уплотнительная поверхность или же протяженная уплотнительная поверхность. Поскольку высокое давление, преобладающее в отверстии в корпусной детали и/или в отверстии в распылителе, действует изнутри на продолжение корпусной детали, уплотняющее действие в результате возрастает с повышением уровня высокого давления, вследствие чего обеспечивается уплотнение, которое обладает эффектом самоусиливающегося уплотнения. Благодаря этому в отверстии в корпусной детали и отверстии в распылителе может преобладать исключительно высокое давление. Тем самым обеспечивается возможность впрыскивания топлива под исключительно высоким давлением при оптимизированных затратах на обеспечение герметичности.

Соответственно в еще одном предпочтительном варианте распылитель имеет на соединительном участке выполненное по меньшей мере в основном в форме полого цилиндра продолжение, вставленное изнутри в корпусную деталь. Связанное с этим преимущество состоит в возможности простого изготовления. Указанное продолжение может быть также выполнено в форме полого конуса или с изменяющейся по своей длине толщиной стенки. Благодаря этому удается достичь высокой прочности. При этом предпочтителен далее вариант, в котором корпусная деталь имеет на соединительном участке осевой выступ, между которым и выполненным в форме полого цилиндра продолжением распылителя образовано герметичное соединение.

В еще одном предпочтительном варианте выполненное в форме полого цилиндра продолжение выполнено сравнительно тонкостенным и благодаря этому способно упруго деформироваться в радиальном направлении под действием высокого давления. При этом предпочтителен далее вариант, в котором осевой выступ выполнен сравнительно толстостенным и благодаря этому обеспечивает возможность опирания на него упругодеформирующегося под действием высокого давления выполненного в форме полого цилиндра продолжения. Связанное с этим преимущество состоит в том, что по мере повышения давления продолжение с постоянно возрастающим усилием изнутри прижимается к расположенному радиально снаружи осевому выступу, благодаря чему обеспечивается оптимальная герметичность.

Предпочтителен также вариант, в котором корпусная деталь имеет на соединительном участке по меньшей мере одно обращенное к распылителю радиальное возвышение, на котором образовано герметичное соединение, и/или распылитель имеет на соединительном участке по меньшей мере одно обращенное к корпусной детали радиальное возвышение, на котором образовано герметичное соединение. Благодаря этому между корпусной деталью и распылителем вдоль подобного возвышения возможно образование линейного контакта, обеспечивающего исходную герметичность.

Предпочтителен далее вариант, в котором корпусная деталь имеет на соединительном участке обращенную к распылителю коническую уплотнительную поверхность и/или распылитель имеет на соединительном участке обращенную к корпусной детали коническую уплотнительную поверхность. Подобный вариант с конической уплотнительной поверхностью позволяет обеспечить наличие по меньшей мере одного линейного контакта, необходимого для обеспечения исходной герметичности. Одновременно с этим вариант с конической уплотнительной поверхностью позволяет также облегчить создание протяженного уплотнения по поверхности.

В еще одном предпочтительном варианте предусмотрена промежуточная пластина, имеющая осевое отверстие, через которое проходит игла, и расположенная на соединительном участке в отверстии в корпусной детали и/или в отверстии в распылителе. При этом в зависимости от конструктивного исполнения возможно нагружение промежуточной пластины, которая не должна воспринимать никакие высокие усилия, только в одном направлении. Промежуточная пластина может образовывать дросселирующий элемент для потока поступающего к распылителю под высоким давлением топлива. В соответствии с этим необходимый для закрытия иглы дросселирующий элемент может быть интегрирован в промежуточную пластину, благодаря чему упрощается конструкция иглы, корпусной детали и распылителя.

В еще одном предпочтительном варианте отверстие в корпусной детали имеет обращенную к распылителю опорную поверхность, на которую опирается промежуточная пластина, которая нагружена усилием опирающегося на иглу упругого элемента. При этом предпочтителен далее вариант, в котором предусмотрена втулка, которая охватывает иглу и посредством которой упругий элемент опирается на иглу. Тем самым промежуточная пластина опирается на корпусную деталь в одном направлении и надежно удерживается в своем положении усилием предварительного сжатия упругого элемента. Благодаря этому удается упростить конструкцию топливной форсунки. При этом действующее на промежуточную пластину усилие не зависит от усилия затяжки накидной гайки крепления распылителя.

Предпочтителен далее вариант, в котором втулка соединена с иглой, которая выполнена сборной и состоит из первой части и по меньшей мере одной второй части, которые состыкованы между собой внутри втулки. Благодаря этому упрощается изготовление иглы распылителя форсунки, поскольку иглу можно выполнять сборной. Первая и вторая части иглы при этом соединены между собой, а втулка способствует при этом повышению надежности их соединения.

Предпочтителен также вариант, в котором игла имеет круговой (или кольцевой) буртик, на который опирается упругий элемент.Благодаря этому удается упростить сборку топливной форсунки.

В следующем предпочтительном варианте промежуточная пластина зажата между распылителем и корпусной деталью. При этом предпочтителен далее вариант, в котором предусмотрена расположенная в отверстии в корпусной детали втулка, охватывающая иглу, которая выполнена сборной и состоит из первой части и по меньшей мере одной второй части, которые состыкованы между собой внутри втулки. Втулка при этом обеспечивает также скрепление обеих частей иглы между собой, если только они уже не соединены встык друг с другом, например, сваркой. Втулка при этом может быть напрессована или насажена в горячем состоянии на собранные друг с другом части иглы, может быть закреплена на частях иглы с геометрическим замыканием отбортовкой или запрессовкой в предусмотренные в них пазы или углубления либо может быть закреплена на обеих частях иглы приклеиванием, пайкой или сваркой. Тем самым возможно выполнение иглы сборной.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями и на которых показано:

на фиг.1 - схематичный вид в разрезе фрагмента топливной форсунки, выполненной по первому варианту осуществления изобретения,

на фиг.2 - обозначенный на фиг.1 позицией II фрагмент топливной форсунки, выполненной по второму варианту осуществления изобретения,

на фиг.3 - аналогичный изображенному на фиг.2 фрагмент топливной форсунки, выполненной по третьему варианту осуществления изобретения,

на фиг.4 - аналогичный изображенному на фиг.2 фрагмент топливной форсунки, выполненной по четвертому варианту осуществления изобретения,

на фиг.5 - аналогичный изображенному на фиг.2 фрагмент топливной форсунки, выполненной по пятому варианту осуществления изобретения,

на фиг.6 - аналогичный изображенному на фиг.2 фрагмент топливной форсунки, выполненной по шестому варианту осуществления изобретения,

на фиг.7 - схематичный вид обозначенного на фиг.1 позицией VII фрагмента топливной форсунки, выполненной по седьмому варианту осуществления изобретения,

на фиг.8 - аналогичный изображенному на фиг.7 фрагмент топливной форсунки, выполненной по восьмому варианту осуществления изобретения, и

на фиг.9 - аналогичный изображенному на фиг.7 фрагмент топливной форсунки, выполненной по девятому варианту осуществления изобретения.

Описание вариантов осуществления изобретения

На фиг.1 показана топливная форсунка 1 с управляющим ее срабатыванием приводным элементом 2, выполненная по первому варианту осуществления изобретения. Приводной элемент 2 может быть снабжен, например, электромагнитным приводом, который через клапан воздействует на иглу 3 распылителя топливной форсунки 1, как это схематично обозначено на чертеже двунаправленной стрелкой 4. Подобная топливная форсунка 1 может использоваться прежде всего в качестве форсунки (инжектора) в системах впрыскивания топлива, которыми оснащаются дизельные двигатели. Предпочтительной областью применения топливной форсунки 1 является ее применение в системе впрыскивания топлива с общей топливной магистралью высокого давления ("common rail"), из которой дизельное топливо подается под высоким давлением к нескольким топливным форсункам 1. Вместе с тем предлагаемая в изобретении топливная форсунка 1 пригодна для применения и в иных системах впрыскивания топлива.

Топливная форсунка 1 имеет корпус в виде корпусной детали 5 и соединенный с ней распылитель 6. Распылитель 6 соединен при этом с корпусной деталью 5 навинченной на нее накидной гайкой 7. Игла 3 проходит внутри корпусной детали 5 и внутри распылителя 6. Игла 3 выполнена при этом составной и в рассматриваемом варианте состоит из частей 8, 9. В соответствии с этим игла 3 может быть выполнена сборной.

Корпусная деталь 5 имеет отверстие 10. Распылитель 6 также имеет отверстие 11. Игла 3 расположена частично в отверстии 10 в корпусной детали 5, а частично - в отверстии 11 в распылителе 6. При этом части 8, 9 иглы 3 соединены между собой на соединительном участке 12, на котором распылитель 6 соединен с корпусной деталью 5.

На соединительном участке 12 корпусная деталь 5 и распылитель 6 входят друг в друга. Благодаря этому между корпусной деталью 5 и распылителем 6 образуется герметичное соединение, образующее уплотнение относительно присутствующего при работе форсунки в отверстии 10 в корпусной детали 5 и в отверстии 11 в распылителе 6, находящегося под высоким давлением топлива. Такое уплотнение при этом нагружено в радиальном направлении преобладающим в отверстиях 10, 11 давлением топлива.

В рассматриваемом варианте корпусная деталь 5 имеет выполненное в виде в основном полого цилиндра (полое цилиндрическое) продолжение 15, которое вставлено внутрь распылителя 6. При этом распылитель 6 имеет осевой выступ 16, на который в радиальном направлении опирается полое цилиндрическое продолжение 15. Радиальное направление задано при этом относительно оси 17 топливной форсунки 1, вдоль каковой оси приводится в движение игла 3.

Полое цилиндрическое продолжение 15 выполнено сравнительно тонкостенным и поэтому может в некоторой степени упруго деформироваться в радиальном направлении под действием высокого давления топлива в отверстиях 10, 11. В отличие от этого осевой выступ 16 выполнен сравнительно толстостенным для возможности опирания на него полого цилиндрического продолжения 15. Герметичное соединение между полым цилиндрическим продолжением 15 и осевым выступом 16 обеспечивает долговечную непроницаемость даже при очень высоком давлении, например, при давлении свыше 200 МПа (2000 бар). Герметичность при этом практически не зависит от усилия затяжки накидной гайки 7 крепления распылителя.

Достигаемое в результате преимущество состоит в возможности избежать проблемы, связанной с необходимостью настройки усилия затяжки накидной гайки 7 на величину, при которой обеспечивается требуемое уплотняющее действие. Говоря более конкретно, обычно существуют узкие пределы между слишком высоким усилием прижима друг к другу двух деталей в месте их соединения между собой по прессовой посадке, при котором может начаться течение материала, и усилием их прижима друг к другу, достаточным для обеспечения герметичности. Вследствие неизбежно возникающего при сборке разброса осевых усилий при затяжке накидной гайки 7 настройка усилия ее предварительной затяжки на необходимую для уплотнения величину обычно является сложной и трудоемкой операцией. Избежать подобной проблемы позволяет конструкция, в которой полое цилиндрическое продолжение 15 прижимается к осевому выступу 16 в зависимости от преобладающего в отверстиях 10, 11 давления, благодаря чему достигается эффект самоусиливающегося уплотнения.

Полое цилиндрическое продолжение 15 может быть выполнено прежде всего в виде уплотняющей кромки, входящей в распылитель 6 и опирающейся на его осевой выступ 16.

В рассматриваемом варианте внутри отверстия 10 в корпусной детали 5 расположена промежуточная пластина 18. Такая промежуточная пластина 18 имеет осевое отверстие 19, через которое пропущена игла 3. Поток топлива под высоким давлением проходит при этом преимущественно без дросселирования через отверстие 19 в промежуточной пластине 18. Корпусная деталь 5 имеет уступ 20, на котором выполнена опорная поверхность 21. В рассматриваемом варианте отверстие 10 выполнено в виде ступенчатого отверстия, образующего такой уступ 20.

Промежуточная пластина 18 опирается на опорную поверхность 21. Опорная поверхность 21 обращена к распылителю 6, и поэтому промежуточная пластина 18 опирается на нее в направлении приводного элемента 2. Помимо этого предусмотрен выполненный в виде пружины упругий элемент 22, который охватывает иглу 3. Кроме того, предусмотрена втулка 23, которая охватывает иглу 3. Втулка 23 соединена с иглой 3. Упругий элемент 22 расположен между промежуточной пластиной 18 и втулкой 23 и при этом предварительно сжат с некоторым усилием. Упругий элемент 22 с одной стороны опирается на промежуточную пластину 18, а с другой стороны - на втулку 23. Вследствие предварительного сжатия упругого элемента 22 промежуточная пластина 18 нагружена его усилием, которым она поэтому удерживается прижатой к опорной поверхности 21. Благодаря этому обеспечивается надежная фиксация промежуточной пластины 18 на опорной поверхности 21.

Части 8, 9 иглы 3 примыкают одна к другой, соответственно состыкованы друг с другом внутри втулки 23 и соединены втулкой 23 между собой. Втулка 23 при этом обеспечивает также скрепление обеих частей 8, 9 иглы 3 между собой, если только они уже не соединены встык друг с другом, например, сваркой. Втулка 23 при этом может быть напрессована или насажена в горячем состоянии на собранные друг с другом части 8, 9 иглы, может быть закреплена на частях 8, 9 иглы с геометрическим замыканием отбортовкой или запрессовкой в предусмотренные в них пазы или углубления либо может быть закреплена на обеих частях 8, 9 иглы приклеиванием, пайкой или сваркой. Тем самым игла 3 может быть выполнена сборной, что упрощает ее изготовление.

Благодаря опиранию промежуточной пластины 18 на опорную поверхность 21 корпусной детали 5 крепление промежуточной пластины 18 не зависит от усилия предварительной затяжки накидной гайки 7, прежде всего от концентрации напряжений в резьбовом соединении между накидной гайкой 7 и распылителем 6.

Втулка 23 служит соединительной втулкой для частей 8, 9 иглы 3. Каждая из обеих частей 8, 9 иглы 3 может быть при этом соединена со втулкой 23 сваркой, отбортовкой, приклеиванием или иным аналогичным способом.

В рассматриваемом варианте упругий элемент 22 выполнен сравнительно коротким. При этом у выполненного в виде пружины упругого элемента 22 предусмотрено сравнительно малое количество витков. Благодаря этому возможно размещение втулки 23 внутри отверстия 10 в корпусной детали 5. В соответствии с этим втулка 23 может располагаться вне отверстия 11 в распылителе 6. Тем самым и соединение обеих частей 8, 9 иглы 3, которое расположено во втулке 23, может находиться вне распылителя 6, прежде всего вне отверстия 11 в нем. Втулку 23 можно при этом регулировать по положению относительно опорной поверхности 21 уступа 20 для настройки тем самым усилия предварительного сжатия упругого элемента 22.

На фиг.2 показан обозначенный на фиг.1 позицией II фрагмент топливной форсунки 1, выполненной по второму варианту. В данном варианте промежуточная пластина 18 также расположена в отверстии 10 в корпусной детали 5. Однако втулка 23 в данном случае расположена в отверстии 11 в распылителе 6. Место соединения между собой частей 8, 9 иглы 3, которое находится внутри втулки 23, тем самым расположено также в зоне отверстия 11 в распылителе 6. Помимо этого упругий элемент 22 выполнен сравнительно длинным. В рассматриваемом варианте, в котором упругий элемент 22 выполнен в виде пружины, он имеет большее количество витков, чем в описанном выше со ссылкой на фиг.1 первом варианте. Использование упругого элемента 22, который выполнен сравнительно длинным, позволяет добиться снижения его жесткости и благодаря этому облегчить настройку усилия его предварительного сжатия. При этом прежде всего может отпасть необходимость в проведении специального процесса настройки усилия предварительного сжатия упругого элемента 22, поскольку конструктивно заданное расстояние между втулкой 23 и опорной поверхностью 21 уступа 20 уже обеспечивает достаточно точное задание усилия предварительного сжатия упругого элемента 22.

На фиг.3 показан аналогичный изображенному на фиг.2 фрагмент топливной форсунки 1, выполненной по третьему варианту. В данном варианте полое цилиндрическое продолжение 15, выполненное в виде уплотняющей кромки, также входит изнутри в распылитель 6. Однако опорная поверхность 21 уступа 20 в отличие от описанного выше со ссылкой на фиг.2 варианта расположена сравнительно близко к полому цилиндрическому продолжению 15. В соответствии с этим промежуточная пластина 18, которая опирается на опорную поверхность 21, также расположена сравнительно близко к полому цилиндрическому продолжению 15, прежде всего в зоне него. Промежуточная пластина 18 находится, таким образом, в пределах соединительного участка 12. Благодаря этому возможно размещение промежуточной пластины 18 ниже резьбового соединения 24 между накидной гайкой 7 и корпусной деталью 5, т.е. со стороны распылителя 6 относительно резьбового соединения 24. Подобное размещение промежуточной пластины 18 позволяет исключить влияние на нее концентрации напряжений в резьбовом соединении 24. Помимо этого внутреннее давление топлива воздействует только на большой внутренний диаметр отверстия в зоне полого цилиндрического продолжения 15 и тем самым воспринимается снаружи распылителем 6. Поток топлива под высоким давлением без дросселирования проходит через отверстие 19 в промежуточной пластине 18.

Помимо этого в отличие от описанного выше со ссылкой на фиг.2 второго варианта предусмотрено опорное кольцо 23', которое опирается на круговой буртик 25 на игле 3. Упругий элемент 22 в данном варианте через опорное кольцо 23' опирается на круговой буртик 25 на игле 3. Части 8, 9 иглы 3 примыкают одна к другой внутри втулки 23, которая расположена в отверстии 10 в корпусной детали 5. Втулка 23 при этом обеспечивает соединение между собой обеих частей 8, 9 иглы. Опорное же кольцо 23' расположено в отверстии 11 в распылителе 6.

На фиг.4 показан аналогичный изображенному на фиг.2 фрагмент топливной форсунки 1, выполненной по четвертому варианту. В данном варианте полое цилиндрическое продолжение 15 входит изнутри в распылитель 6. В отличие от описанного выше со ссылкой на фиг.2 второго варианта в отверстии 10 в корпусной детали 5 не предусмотрен уступ 20 с опорной поверхностью 21 для промежуточной пластины 18. Промежуточная пластина 18 в данном варианте зажата между распылителем 6 и корпусной деталью 5. Промежуточная пластина 18 зажата, в частности, между полым цилиндрическим продолжением 15 корпусной детали 5 и распылителем 6 и прилегает при этом к опорной поверхности 21' осевого выступа 16 распылителя 6, которая обращена к корпусной детали 5. Таким путем промежуточная пластина 18 зафиксирована в осевом направлении, т.е. вдоль оси 17. Благодаря этому промежуточная пластина 18 может быть выполнена с дросселирующим элементом для потока, поступающего к распылителю под высоким давлением топлива. При сборке промежуточная пластина 18 радиально центрируется пропускаемой через нее и направляющей ее иглой 3. Варьированием размера (толщины) опорного кольца 23', которое в известной степени может служить установочной (регулировочной) шайбой, можно регулировать усилие предварительного сжатия упругого элемента 22. Наличие подобной возможности в данном варианте предпочтительно постольку, поскольку упругий элемент 22 выполнен сравнительно коротким, т.е. с малым количеством витков.

Части 8, 9 иглы 3 в рассматриваемом варианте примыкают одна к другой в зоне отверстия 10 в корпусной детали 5 и соединены между собой втулкой 23.

На фиг.5 показан аналогичный изображенному на фиг.2 фрагмент топливной форсунки 1, выполненной по пятому варианту. В данном варианте распылитель 6 имеет полое цилиндрическое продолжение 15', которое входит изнутри в корпусную деталь 5. Корпусная деталь 5 имеет при этом осевой выступ 16', на который радиально опирается полое цилиндрическое продолжение 15'. Полое цилиндрическое продолжение 15' выполнено упругодеформирующимся, прежде всего сравнительно тонкостенным, и поэтому прижимается преобладающим в отверстии 11 в распылителе 6 высоким давлением топлива к осевому выступу 16', благодаря чему герметичное соединение, образующееся между полым цилиндрическим продолжением 15' и осевым выступом 16', создает эффект самоусиливающегося уплотнения. Полое цилиндрическое продолжение 15' выполнено в виде уплотняющей кромки. Промежуточная пластина 18 в данном варианте опирается ниже резьбового соединения 24 на опорную поверхность 21 уступа 20 на корпусной детали 5. Внутреннее давление топлива воздействует только на большой внутренний диаметр отверстия в зоне полого цилиндрического продолжения 15' и тем самым воспринимается снаружи осевым выступом 16' корпусной детали 5. Поток топлива под высоким давлением без дросселирования проходит через отверстие 19 в промежуточной пластине 18. Упругий элемент 22 опирается через опорное кольцо 23' на круговой буртик 25 на игле 3 и таким путем удерживает промежуточную пластину 18 предварительно прижатой к опорной поверхности 21 уступа 20.

На фиг.6 показан аналогичный изображенному на фиг.2 фрагмент топливной форсунки 1, выполненной по шестому варианту. В данном варианте полое цилиндрическое продолжение 15 распылителя 6, выполненное в виде уплотняющей кромки, входит изнутри в осевой выступ 16' корпусной детали 5. Промежуточная пластина 18 установлена между корпусной деталью 5 и распылителем 6. Поэтому промежуточная пластина 18 зажата между корпусной деталью 5 и распылителем 6. Таким путем промежуточная пластина 18 зафиксирована в осевом направлении и может быть выполнена с дросселирующим элементом для потока, поступающего к распылителю под высоким давлением топлива, соответственно образовывать такой дросселирующий элемент. При сборке промежуточная пластина 18 радиально центрируется пропускаемой через нее и направляющей ее иглой 3. В рассматриваемом варианте отверстие 19 согласовано с диаметром иглы 3 в зоне промежуточной пластины 18. Помимо этого промежуточная пластина 18 имеет дросселирующие отверстия 26, 26', образующие дросселирующие элементы в промежуточной пластине 18. В соответствии с этим между отверстием 10 в корпусной детали 5 и отверстием 11 в распылителе 6 образуется задросселированное соединение.

Монтажное пространство для размещения упругого элемента 22 определяется промежуточной пластиной 18, т.е. положением опорной поверхности 21 на уступе 20 и выполняющим функцию регулировочной шайбы опорным кольцом 23' и прежде всего может регулироваться подбором его толщины.

Части 8, 9 иглы 3 соединены вне соединительного участка 12 в отверстии 10 в корпусной детали 5.

Для дальнейшего пояснения изобретения на фиг.7 показан обозначенный на фиг.1 позицией VII фрагмент топливной форсунки 1, выполненной по седьмому варианту. В данном варианте полое цилиндрическое продолжение 15 корпусной детали 5 входит изнутри в распылитель 6 и прилегает к его осевому выступу 16. При этом между полым цилиндрическим продолжением 15 и осевым выступом 16 образована протяженная уплотнительная поверхность 30, которая имеет форму боковой поверхности цилиндра. Изнутри на полое цилиндрическое продолжение 15 действует давление Р, которым нагружены уплотнительная поверхность 13, а тем самым и герметичное соединение между корпусной деталью 5 и распылителем 6. Благодаря этому создается эффект самоусиливающегося уплотнения, герметичность которого повышается с увеличением уровня давления Р. Так, в частности, при наличии высокого давления в отверстии 10 в корпусной детали 5 и/или в отверстии 11 в распылителе 6 такое высокое давление воздействует на герметичное соединение (уплотнение) в зоне уплотнительной поверхности 30. В результате обеспечивается надежное уплотнение, допускающее создание исключительно высокого давления в отверстии 10 в корпусной детали 5 и/или в отверстии 11 в распылителе 6.

Тем самым благодаря вхождению корпусной детали 5 и распылителя 6 друг в друга, т.е. их взаимному перекрытию, обеспечивается надежное уплотнение в их соединении между собой. Сказанное соответственно относится к варианту, в котором полое цилиндрическое продолжение 15' распылителя 6 вставлено в корпусную деталь 5 и (радиально) опирается на ее осевой выступ 16'.

Полое цилиндрическое продолжение 15 входит в осевой выступ 16 упруго по посадке с небольшим натягом. В рассматриваемом варианте продолжение 15 выполнено при этом в основном в форме полого цилиндра.

На фиг.8 показан аналогичный изображенному на фиг.7 фрагмент топливной форсунки 1, выполненной по восьмому варианту. В данном варианте полое цилиндрическое продолжение 15 корпусной детали 5 имеет возвышение 31, обращенное своей вершиной к осевому выступу 16 распылителя 6. Наличием такого возвышения 31 обусловлено образование в основном линейной уплотнительной поверхности 30. В результате между полым цилиндрическим продолжением 15 и осевым выступом 16 образуется по меньшей мере одно место в основном линейного контакта, который обеспечивает исходную герметичность. Наличие такой исходной герметичности предпочтительно прежде всего при низком давлении Р во избежание просачивания топлива через зазор 32 между стенками полого цилиндрического продолжения 15 и осевого выступа 16 даже при столь низком давлении. В рассматриваемом варианте уплотняющее действие герметичного соединения (уплотнения) между полым цилиндрическим продолжением 15 и осевым выступом 16 также возрастает с повышением давления Р. Тем самым всегда обеспечивается оптимальная герметичность.

На фиг.9 показан аналогичный изображенному на фиг.7 фрагмент топливной форсунки 1, выполненной по девятому варианту. В данном варианте осевой выступ 16 распылителя 6 имеет коническую уплотнительную поверхность 30', обращенную к полому цилиндрическому продолжению 15 корпусной детали 5. В результате образуется в основном линейная уплотнительная поверхность 30 для обеспечения исходной герметичности. При работе топливной форсунки полое цилиндрическое продолжение 15 по мере повышения давления Р с постоянно возрастающим усилием изнутри прижимается к осевому выступу 16, благодаря чему постоянно обеспечивается оптимальная герметичность. Осевой выступ 16 имеет при этом большую толщину стенки, чем полое цилиндрическое продолжение 15, и поэтому может воспринимать обусловленные давлением P усилия, возникающие в герметичном соединении.

Изобретение не ограничено описанными выше вариантами его осуществления.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к клапанным форсункам в системах впрыскивания двигателей внутреннего сгорания со сжатием рабочей смеси и принудительным зажиганием и способам изготовления форсунок. Форсунка (1) для впрыскивания топлива в двигателях внутреннего сгорания содержит корпусную деталь (5), расположенный в ней управляющий срабатыванием форсунки приводной элемент (2), распылитель (6) и иглу (3). Распылитель (6) накидной гайкой (7) его крепления соединен на соединительном участке (12) с корпусной деталью (5). Игла (3) частично расположена в отверстии (10) в корпусной детали (5), а частично - в отверстии (11) в распылителе (6). При этом корпусная деталь (5) и распылитель (6) на соединительном участке (12) входят друг в друга с образованием между ними герметичного соединения, нагруженного в радиальном направлении высоким давлением (Р), преобладающим на соединительном участке (12) в отверстии (10) в корпусной детали (5) и/или в отверстии (11) в распылителе (6). Благодаря этому обеспечивается надежное уплотнение между распылителем и корпусной деталью, которое обладает эффектом самоусиливающегося уплотнения. 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Топливная форсунка (1), прежде всего форсунка для систем впрыскивания топлива, которыми оснащаются дизельные двигатели, имеющая по меньшей мере одну корпусную деталь (5), расположенный в ней управляющий срабатыванием форсунки приводной элемент (2), распылитель (6), который накидной гайкой (7) его крепления соединен на соединительном участке (12) с корпусной деталью (5), и иглу (3), которая частично расположена в отверстии (10) в корпусной детали (5), а частично - в отверстии (11) в распылителе (6), отличающаяся тем, что корпусная деталь (5) и распылитель (6) на соединительном участке (12) входят друг в друга с образованием между ними герметичного соединения, нагружаемого по меньшей мере в основном в радиальном направлении высоким давлением (Р), преобладающим на соединительном участке (12) в отверстии (10) в корпусной детали (5) и/или в отверстии (11) в распылителе (6).

2. Топливная форсунка по п.1, отличающаяся тем, что корпусная деталь (5) имеет на соединительном участке (12) выполненное по меньшей мере в основном в форме полого цилиндра продолжение (15), вставленное изнутри в распылитель (6).

3. Топливная форсунка по п.2, отличающаяся тем, что распылитель (6) имеет на соединительном участке (12) осевой выступ (16), между которым и выполненным в форме полого цилиндра продолжением (15) корпусной детали (5) образовано герметичное соединение.

4. Топливная форсунка по п.1, отличающаяся тем, что распылитель (6) имеет на соединительном участке (12) выполненное по меньшей мере в основном в форме полого цилиндра продолжение (15'), вставленное изнутри в корпусную деталь (5).

5. Топливная форсунка по п.4, отличающаяся тем, что корпусная деталь (5) имеет на соединительном участке (12) осевой выступ (16'), между которым и выполненным в форме полого цилиндра продолжением (15') распылителя (6) образовано герметичное соединение.

6. Топливная форсунка по п.3 или 5, отличающаяся тем, что выполненное в форме полого цилиндра продолжение (15, 15') выполнено сравнительно тонкостенным и благодаря этому способно упруго деформироваться в радиальном направлении под действием высокого давления (Р).

7. Топливная форсунка по п.6, отличающаяся тем, что осевой выступ (16, 16') выполнен сравнительно толстостенным и благодаря этому обеспечивает возможность опирания на него упруго деформирующегося под действием высокого давления (Р) выполненного в форме полого цилиндра продолжения (15, 15').

8. Топливная форсунка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что корпусная деталь (5) имеет на соединительном участке (12) по меньшей мере одно обращенное к распылителю (6) радиальное возвышение (31), на котором образовано герметичное соединение, и/или распылитель (6) имеет на соединительном участке (12) по меньшей мере одно обращенное к корпусной детали (5) радиальное возвышение, на котором образовано герметичное соединение.

9. Топливная форсунка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что корпусная деталь (5) имеет на соединительном участке (12) обращенную к распылителю (6) коническую уплотнительную поверхность и/или распылитель (6) имеет на соединительном участке (12) обращенную к корпусной детали коническую уплотнительную поверхность (30').

10. Топливная форсунка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что предусмотрена промежуточная пластина (18), имеющая осевое отверстие (19), через которое проходит игла (3), и расположенная на соединительном участке (12) в отверстии (10) в корпусной детали (5) и/или в отверстии (11) в распылителе (6).

11. Топливная форсунка по п. 10, отличающаяся тем, что отверстие (10) в корпусной детали (5) имеет обращенную к распылителю (6) опорную поверхность (21), на которую опирается промежуточная пластина (18), которая нагружена усилием опирающегося на иглу (3) упругого элемента (22).

12. Топливная форсунка по п. 11, отличающаяся тем, что предусмотрена втулка (23), которая охватывает иглу (3) и посредством которой упругий элемент (22) опирается на иглу (3).

13. Топливная форсунка по п. 12, отличающаяся тем, что втулка (23) соединена с иглой (3), которая выполнена сборной и состоит из первой части (8) и по меньшей мере одной второй части (9), которые состыкованы между собой внутри втулки (23).

14. Топливная форсунка по п. 13, отличающаяся тем, что первая часть (8) иглы и ее вторая часть (9) соединены со втулкой (23).

15. Топливная форсунка по п. 14, отличающаяся тем, что втулка (23) напрессована или насажена в горячем состоянии на состыкованные между собой части (8, 9) иглы, закреплена на них с геометрическим замыканием или закреплена на них приклеиванием, пайкой или сваркой.

16. Топливная форсунка по п. 11, отличающаяся тем, что игла (3) имеет круговой буртик (25), на который опирается упругий элемент (22).

17. Топливная форсунка по п. 10, отличающаяся тем, что промежуточная пластина (18) зажата между распылителем (6) и корпусной деталью (5).

18. Топливная форсунка по п. 17, отличающаяся тем, что предусмотрена расположенная в отверстии (10) в корпусной детали (5) втулка (23), охватывающая иглу (3), которая выполнена сборной и состоит из первой части (8) и по меньшей мере одной второй части (9), которые состыкованы между собой внутри втулки (23).