Форсунка с электрическим управлением Советский патент 1987 года по МПК F02M51/06 

Изобретение относится к двигате- лестроению, в частности, к форсункам с электрическим управлением, и может быть использовано для впрыскивания топлива в двигатель внутреннего сгорания, преимущественно в дизель.

Цель изобретения - упрощение конструкции форсунки и повьшение ее быстродействия, что достигается за счет размещения каналов подвода в толкателе и запорном органе, а также снижения массы подвижных частей форсунки и применения высоких тяговых усилий электромагнита.

На фиг.1 представлена форсунка, общий вид; на фиг.2 - вариант с дву- мя электромагнитами; на фиг.З - вариант с запорным элементом, выполненным в виде цилиндра.

Форсунка с электрическим управле- ем (фиг. 1) содержит корпус 1, в котором закреплен распылитель 2 с сопловьми отверстиями 3, седлом 4, предсопловой 5 и промежуточной 6 полостями. В распылителе 2 соосно размещен запорный орган 7, нагруженный пружиной 8 с направляющей 9 и запирающей 10 частями, которьй разгружен от сил давления топлива. Б корпусе 1 последовательно с распылителем 2 закреплен электромагнит 11, выполненный в виде пристыкованного к распылителю 2 сердечника 12 с осевым каналом 13, катушки 14 и якоря 15, и проставка 16, снабженная входной полостью 17, связанной с топливоподводящей магистралью (не показана) сливной полостью 18 и осевым каналом 19 между ними,

4(F

Э1

- F,

ПР

Jir.

, F

Э1

S2

dj - соответственно диаметры прецизионных направляющих частей 21 и 9, толкателя 20, запорного органа 7 и запирающей части 10 запорного органа 7;

-соответственно силы тяги первого (отпирающего) 1 1 и второго (запирающего) 25 электромагнитов;

-сила пружины 8 запорного органа 7;

5

в котором размещен толкатель 20 с направляющей частью 21, установленной подвижно и прецизионно в осевых каналах 19 проставки 16 и 13 сердечника 12 с выходом в промежуточную полость 6 и опорой на направляющую часть 9 запорного органа 7,

В толкателе 20 и запорном органе 7 выполнены соответственно осевые каналы 22 и 23, соединяющие входную полость 17 проставки 16 с предсопловой полостью 5 распылителя 2 и через опору толкателя 20 на запорный орган 7 - с промежуточной полостью 6, На направляющей части 9 запорного органа 7 напротив сопловых отверстий 3 распыл ителя 2 выполнена кольцевая канавка 24. Якорь 15 электромагнита II размещен в сливной полости 18 и жестко скреплен с толкателем 20.

Во втором варианте (фиг.2) форсунка снабжена вторым электромагнитом 23, установленным по отношению к первому электромагниту 11 последовательно, соосно и с зазором, в котором размещен якорь 15. Запорный орган 7 механически связан при помощи замка 26 с толкателем 20. Электромагнит 25 включает катущку 27 и сердечник 28, отделенньй прокладкой 29 от сердечника 12 первого электромагнита II.

Б обеих вариантах форсунки диаметры прецизионных направляющих частей . 9 и 21 соответственно запорного ор- 5 гана.7 и толкателя 20, а также диаметр запирающей части 10 запорного органа 7 связаны между собой следующим соотнощением

0

5

0

И

4(F

зг

+ F

пР

11Р„

45

Р - максимальное давЛ MCi КС

ление топлива во входной полости 17 проставки 16.

В третьем варианте (фиг.З) запорный орган 7 форсунки выполнен в ви- /де цилиндра, опирающегося на седло 4 своей наружной кромкой, кольцевая канавка 30 вьтолнена в распылителе 2 и связана с сопловыми отверстиями 3. Диаметры прецизионных направляющих частей 9 и 21 соответственно за- 5 порного органа 7 и толкателя 20, а также запирающей части 10 запорного органа 7 связаны между собой следующим соотношением

:4(F

+ Р„

)

TIP,

а маис 1

Входная полость 17 в проставке 16 выполнена в виде аккумулятора топлива во всех вариантах форсунки,

Форсунка работает следующим образом .

В исходном состоянии при отсутствии тока в катувж-е 14 электромагнита 11 (фиг.1) и наличии давления топлив во входной полости 17 запорный орган 7 прижат к седлу 4 при помощи пружины 8. Разгруженность от сил давления топлива запорного органа 7 и толкателя 20 обеспечивается равенством диаметров d ,, d и d .

При подаче на катушку 14 командного электрическаго импульса якорь 15, преодолевая усилие пружины 8, притягивается к сердечнику 12, и топливо-поступает по каналам 22 и 23 в предсопловую полость 5 и из нее через проточку 24 - к, сопловым отверстиям 3 распьтителя 2. Осуществляется впрыскивание топлива, длительность которого определяется продолжительностью командного электрического импульса.

По окончании действия командного импульса якорь 15 совместно с толкателем 20 и запорным органом 7 под действием пружины 8 возвращается в исходное положение. Запорный орган 7 садится на седло 4 и впрыскивание прекращается. Далее цикл повторяется.

I

Установка второго электромагнита

25 позволяет управлять посадкой запорного органа 7 (фиг.2). В этом случае открытие запорного органа 7 .и впрыскивание осуществляются аналогично.

По окончании действия командного электрического импульса или несколько ранее на катушку 27 второго электромагнита 25 подается другой командный электрический импульс, под действием которого якорь 15 притягивается к сердечнику 28. Так как толкатель 20 механически связан через замок 26 с запорным органом 7, то усилие, развиваемое вторым электромагнитом 25, складывается с усилием пружины 7, Это увеличивает быстродействие форсунки.

В случае выполнения запорного органа 7 в виде цилиндра (фиг.З) рас0

d + С - пр) .

7 Р

а (nckto;

положение первого 11 и второго 25 электромагнитов делается обратным, т.е. в верхней части относительно якоря 15 располагают электромагнит 11, а в нижней - электромагнит 25, В остальном работа этого варианта форсунки не отличается от предыдущих. Предлагаемая форсунка позволяет упростить конструкцию и повысить быстродействие, что обеспечивается осевым размещением каналов подвода топлива в толкателе и запорном органе, позволяющим снизить массу подвижных частей форсунки и сделать конструкцию более компактной. Использование разгруженного от сил давления клапана дает возможность снизить усилие возвратной пружины и уменьшить ее габариты. Применение достаточно высоких тяговых усилий электромагнита в сочетании со снижением массы 5 подвижных частей повышает быстродействие форсунки. Возможность гибкого регулирования динамики приложения тяговых усилий при открытии и закрытии клапана в варианте с двумя электромагнитами позволяет оптимизировать характеристику впрыскивания и улучшить параметы рабочего процесса в эксплуатационном диапазоне режимов работы дизеля.

0

0

Формула изобретения

I. Форсунка с электрическим управлением, содержащая корпус, в котором последовательно закреплены рас- пьтитель с сопловьии отверстиями, седлом, предсопловой и промежуточной полостями и соосно размещенным в :рас- пьшителе подпружиненным запорным органом с направляющей и запирающей частями, разгруженный от сил давления топлива, электромагнит, выполненный в виде пристыкованного к распылителю сердечника с осевым каналом катушки и якоря, и проставка, снабженная входной полостью, связанной с топливоподводящей магистралью, сливной полостью и осевым каналом между ними, в котором размещен толкатель с направляющей частью, установленной подвижно и прецизионно в осевых каналах проставки и сердечника с выходом в промежуточную полость и опорой на направляющую часть запорного органа, отличающая- с я тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия, в толкателе и запорном органе вьтолнены осевые каналы, соединяющие входную полость проставки с предсопловой полостью распьтителя и через опору толкателя на запорный орган - с промежуточной полостью, на направляющей части запорного органа напротив сопловых отверстий распьтителя вьшолне- на кольцевая канавка, а якорь электромагнита размещен в сливной полосг ти и жестко скреплен с толкателем.

I 2 4(F, -К„р) I г 4 (F

rv Т

де d

1

d,. d.

Э2

соответственно диаметры прецизионных направляющих частей толкателя, запорного органа и запирающей части запорного органа;

соответственно силы тяги.первого (отпирающего) и второго (запирающего) электромагнитов;

сила пружины запорного органа;

Т. , 4(F, + Г„р)

Vd ---Tfp;:

о мокс

5. Форсунка по пп,1 - 4, о т л и ающаяся тем, что входная

2.Форсунка поп.1,отлича- ю щ а я с я тем, что она снабжена вторым электромагнитом, установленным по отношению к первому последовательно, соосно и с зазором, в котором размещен якорь, а запорный орган

.связан механически с толкателем.

3.Форсунка по пп.1 и 2, о т л и- чающаяся тем, что диаметры прецизионных направляющих частей запорного органа и толкателя, а также запирающей части запорного органа связаны Между собой следующим соотно- щением

+ 1пр)

F

Т Р„

хма«о максимальное давление топлива в входной полости проставки,

4, Форсунка по п,1 и 2, о т л и- чающаяся тем, что запорный орган выполнен в виде цилиндра, опирающегося на седло своей наружной кромкой, кольцевая канавка выполнена в распылителе и связана с сопловыми отверстиями, а диаметры прецизион- ных направляющих частей запорного органа и толкателя, также запирающей части запорного органа связаны между собой следующим соотношением

d,

4(F,, - Гэ, , - Рчив полость в проставке вьтолнена де аккумулятора топлива,

16

.2

Редактор И. Касарда

Составитель П. Покровский Техред В.КадарКорректор Е, Ротко

Заказ 7882/31 Тираж 526Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фмг,3

Изобретение может быть использовано для впрыскивания топлива в дизель. Целью изобретения является упрощение конструкции и повьппение быстродействия. В толкателе 20 и запорном органе 7 вьшолнены осевые каналы 22 и 23, соединяющие входную полость (П) 17 проставки 16 с пред- сопловой И 5 распылителя 2 и через 21 а опору толкателя 20 на запорный орган 1-е. промежуточной П 6. На направляющей части 9 запорного органа 7 напротив сопловых отверстий 3 распылителя 2 выполнена кольцевая канавка 24. Якорь 15 электромагнита (ЭМ) 11 размещен в сливной П 18 и жестко скреплен с толкателем 20. Это позво- ляет снизить массу подвижных частей форсунки, что в сочетании с высокими тяговыми усилиями ЭМ повьштает ее быстродействие. Использование разгруженного от сил давления клапана дает возможность снизить усилие возвратной пружины и уменьщить ее габариты. Форсунка может быть выполнена с двумя ЭМ, при этом возможность гибкого регулирования динамики приложения тяговых усилий при работе клапана оптимизирует характеристику впрыскивания и улучшает параметры рабочего процесса. 4 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л 1C