ФОРСУНКА Российский патент 2024 года по МПК F02M61/18 F02M61/04 

Изобретение относится к области аппаратуры для впрыска жидкости и может быть использовано при создании топливовпрыскивающей аппаратуры для двигателей внутреннего сгорания.

Известна форсунка, содержащая корпус с установленным в нем распылителем и имеющая, по крайней мере, один сопловой канал (см. Ю.Я. Фомин, Г.В. Никонов, В.Г. Ивановский, Топливная аппаратура дизелей. - Москва: Машиностроение, 1982, с. 52-54).

В известной форсунке сопловой канал выполнен в виде отверстия в одной детали: распылителе. Однако выполнение соплового канала с минимальной площадью его проходного сечения в известном способе ограничено технологическими возможностями промышленного оборудования, что не позволяет достичь высокого давления впрыска при малых цикловых подачах, например, в малоразмерных дизелях.

Технической проблемой является обеспечение выполнения соплового канала распылителя, имеющего требуемую площадь проходного сечения, позволяющую обеспечить требуемое высокое давление впрыска топлива, например, в малоразмерных дизелях с пониженной величиной цикловой подачи.

Техническим результатом является повышение эффективности распыливания жидкости, в частности, топлива, за счет обеспечения возможности минимизации площади проходного сечения соплового канала распылителя.

Техническая проблема решается, и технический результат в части способа достигается тем, что форсунка содержит корпус с установленным в нем распылителем и имеющая, по крайней мере, один сопловой канал, при этом распылитель выполнен в виде многогранника, установленного в многогранном отверстии корпуса с возможностью контактирования своих граней со всеми гранями многогранника отверстия, причем сопловой канал ограничен пересекающимися поверхностями соседних граней при ребре многогранника отверстия корпуса и поверхностью, образованной усечением ребра распылителя, которое расположено между указанными пересекающимися гранями многогранника отверстия.

Технический результат достигается также тем, что многогранники распылителя и отверстия корпуса могут быть выполнены с переменным поперечным сечением.

Технический результат достигается также тем, что корпус, в районе расположения в нем распылителя, может быть выполнен надрезанным в продольном направлении, а форсунка снабжена средством обжатия надрезанного корпуса внутрь, в направлении распылителя с возможностью обеспечения натяга в сопряжении контактирующих граней отверстия и распылителя.

Технический результат достигается также тем, что распылитель может быть выполнен надрезанным в продольном направлении, а форсунка снабжена средством распирания надрезанного распылителя наружу, в направлении корпуса, с возможностью обеспечения натяга в сопряжении контактирующих граней отверстия и распылителя.

Технический результат достигается также тем, что распылитель может быть выполнен составным в виде отдельных продольных элементов, а форсунка снабжена средством распирания отдельных элементов распылителя наружу, в направлении корпуса, с возможностью обеспечения натяга в сопряжении контактирующих граней отдельных частей распылителя и отверстия.

Технический результат достигается также тем, что она может быть снабжена средством осевого натяга в сопряжении контактирующих граней отверстия корпуса и распылителя.

Технический результат достигается также тем, что средство натяга может быть снабжено упругим элементом, установленным с возможностью обеспечения прижатия граней распылителя к соответствующим граням отверстия корпуса, по крайней мере, на части режимов работы форсунки.

Изобретение поясняется при помощи чертежей:

Фиг. 1 - вид на носок распылителя описываемой форсунки.

Фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.

Фиг. 3 - вид на распылитель.

Фиг. 4 - вид на отверстие корпуса форсунки.

Описываемая форсунка содержит корпус 1 с многогранным отверстием, имеющим грани 2, в котором установлен распылитель 3, также выполненный в виде многогранника с гранями 4. Форсунка имеет, по крайней мере, один сопловой канал 5. Распылитель 3 установлен в отверстии корпуса 1 с возможностью контактирования своих граней 4 со всеми гранями 2 многогранника отверстия корпуса 1. Причем сопловой канал 5 ограничен пересекающимися поверхностями соседних граней 2 при ребре 6 многогранника отверстия корпуса 1 и поверхностью 7, образованной усечением ребра (между пересекающимися гранями 4) распылителя 3, которое в собранной форсунке расположено между указанными пересекающимися гранями 2 многогранника отверстия корпуса 1. Усечение ребра представляет собой фаску многогранника, что является широко применяемым термином в геометрии и производстве.

Многогранники распылителя 3 и отверстия корпуса 1 могут быть выполнены с переменным поперечным сечением. В этом случае многогранники, по существу, представляют собой пирамиды, преимущественно, правильные. На чертежах показан вариант выполнения треугольных пирамид - тетраэдров.

Корпус 1, в районе расположения в нем распылителя 3, может быть выполнен надрезанным в продольном направлении, а форсунка снабжена средством 8 обжатия надрезанного корпуса 1 внутрь, в направлении распылителя 3, с возможностью обеспечения натяга в сопряжении контактирующих граней 2 отверстия и граней 4 распылителя 3.

Либо распылитель 3 выполнен надрезанным в продольном направлении, а форсунка снабжена средством распирания (на чертежах не показано) надрезанного распылителя 3 наружу, в направлении корпуса 1, с возможностью обеспечения натяга в сопряжении контактирующих граней 2 отверстия и граней 4 распылителя 3.

Выполнение натяга позволяет предотвратить прохождение жидкости между контактирующими поверхностями граней 2 и 4.

Распылитель 3 может быть выполнен составным в виде отдельных продольных элементов (на чертежах не показаны), составляющих многогранник, а форсунка снабжена средством распирания отдельных элементов распылителя 3 наружу, в направлении корпуса 1, с возможностью обеспечения натяга в сопряжении контактирующих граней 4 отдельных частей распылителя 3 и граней 2 отверстия корпуса 1.

Форсунка, в варианте выполнения с наклонными гранями 2 и 4, может быть снабжена средством осевого натяга (на чертежах не показано) в сопряжении контактирующих граней 2 отверстия корпуса 1 и граней 4 распылителя 3. Такое средство может быть выполнено в виде резьбового стержня, соединенного с распылителем 3 и расположенного с возможностью его осевого перемещения вместе с распылителем 3 путем закручивания резьбы стержня. Осевое перемещение распылителя 3 обеспечивает требуемый натяг в контакте граней 2 и 4.

Указанное средство натяга может быть снабжено упругим элементом (на чертежах не показан), установленным с возможностью обеспечения прижатия граней 4 распылителя 3 к соответствующим граням 2 отверстия корпуса 1, по крайней мере, на части режимов работы форсунки или двигателя.

Наличие упругого элемента позволяет увеличить площадь проходного сечения при значительном увеличении давления перед каналом 5 за счет упругого перемещения распылителя 3 от корпуса 1 под действием увеличенного давления жидкости. Увеличение давления в топливной системе двигателя возможно при использовании плунжерных насосов из-за уменьшения относительных потерь топлива при увеличении частоты циклов и величины цикловой подачи.

При создании систем впрыска малоразмерных дизелей с минимальными цикловыми подачами проявляется проблема, связанная с проявлением масштабного эффекта. Так, из-за уменьшения цикловой подачи при уменьшении размерности дизеля необходимо уменьшить площадь проходного сечения сопловых каналов распылителя форсунки для сохранения достаточно высокой величины давления впрыска топлива с целью обеспечения требуемого высокого его качества распыления и обеспечения за счет этого высокой полноты сгорания, показателем которой является экономичность двигателя.

Предел минимальной площади проходного сечения соплового отверстия, при его выполнении на электроэрозионном оборудовании в известном уровне техники, ограничен диаметром используемой в станке проволоки, тогда как в заявленном способе требуемая минимальная площадь проходного сечения формируется глубиной усечения ребра многогранника распылителя 3, формирующего одну из сторон соплового канала 5. Требуемая площадь проходного сечения канала 5 задается величиной усечения (расстоянием от ребра многогранника), что представляет собой вполне контролируемую технологическую операцию в пределах нескольких микрон, что позволяет получить на порядок меньшую площадь проходного сечения канала 5 по сравнению с достигнутым уровнем техники. В известном уровне техники площадь проходного сечения канала зависит от диаметра используемой в электроэрозионном станке проволоки. При этом при изготовлении заявленной форсунки отсутствует прямая зависимость длины канала 5 от диаметра используемой проволоки, то есть длина канала 5 может быть выбрана любой.

Уменьшение площади проходного сечения одного соплового канала 5 позволяет увеличить число сопловых каналов 5 (в двигателях с увеличенными цикловыми подачами) с сохранением требуемого суммарного проходного сечения форсунки, что позволяет значительно увеличить равномерность распределения топлива в камере сгорания без ухудшения качества распыливания и приводит к увеличению полноты сгорания, скорости сгорания (с уменьшением угла опережения впрыска) и т.п.

Таким образом, использование заявленного изобретения позволяет выполнить минимальную потребную площадь проходного сечения соплового отверстия распылителя форсунки как для дизелей с малыми цикловыми подачами с целью улучшения качества распыливания топлива, так и в дизелях с высокими цикловыми подачами увеличить количество сопловых отверстий каждой форсунки для большей эффективности использования воздуха в камере сгорания двигателя.

Изобретение относится к области аппаратуры для впрыска жидкости и может быть использовано при создании топливовпрыскивающей аппаратуры для двигателей внутреннего сгорания. Технический результат - повышение эффективности распыливания жидкости, в частности топлива, за счет обеспечения возможности минимизации площади проходного сечения соплового канала распылителя. Предложенная форсунка содержит корпус 1 с установленным в нем распылителем 3 и имеет, по крайней мере, один сопловой канал 5. Распылитель 3 выполнен в виде многогранника, установленного в многогранном отверстии корпуса 1 с возможностью контактирования своих граней 4 со всеми гранями 2 многогранника отверстия. Сопловой канал 5 ограничен пересекающимися поверхностями соседних граней 2 при ребре 6 многогранника отверстия корпуса 1 и поверхностью, образованной усечением ребра 7 распылителя 3, которое расположено между указанными пересекающимися гранями 2 многогранника отверстия. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Форсунка, содержащая корпус с установленным в нем распылителем и имеющая, по крайней мере, один сопловой канал, при этом распылитель выполнен в виде многогранника, установленного в многогранном отверстии корпуса с возможностью контактирования своих граней со всеми гранями многогранника отверстия, при этом сопловой канал ограничен пересекающимися поверхностями соседних граней при ребре многогранника отверстия корпуса и поверхностью, образованной усечением ребра многогранника распылителя, которое расположено между указанными пересекающимися гранями многогранника отверстия.

2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что многогранники распылителя и отверстия корпуса выполнены с переменным поперечным сечением.

3. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что корпус, в районе расположения в нем распылителя, выполнен надрезанным в продольном направлении, а форсунка снабжена средством обжатия надрезанного корпуса внутрь, в направлении распылителя с возможностью обеспечения натяга в сопряжении контактирующих граней отверстия и распылителя.

4. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что распылитель выполнен надрезанным в продольном направлении, а форсунка снабжена средством распирания надрезанного распылителя наружу, в направлении корпуса с возможностью обеспечения натяга в сопряжении контактирующих граней отверстия и распылителя.

5. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что распылитель выполнен составным в виде отдельных продольных элементов, а форсунка снабжена средством распирания отдельных элементов распылителя наружу, в направлении корпуса с возможностью обеспечения натяга в сопряжении контактирующих граней отдельных частей распылителя и отверстия.

6. Форсунка по п. 2, отличающаяся тем, что она снабжена средством осевого натяга в сопряжении контактирующих граней отверстия корпуса и распылителя.

7. Форсунка по п. 6, отличающаяся тем, что средство натяга снабжено упругим элементом, установленным с возможностью обеспечения прижатия граней распылителя к соответствующим граням отверстия корпуса, по крайней мере, на части режимов работы форсунки.