Форсунка Советский патент 1988 года по МПК F02M51/00 

фиг. 2

элементом н снабжена вытеснителем топлива, Надыгольная полость сообщена с вьтускным запорным элементом. Запорные элементы управляющего клапана вьтолнены в виде двух соосно расположенных игл 11, 13, торцовые поверхности которых контактируют между собой и вьтолнены в виде полусферы и плоскости. За время цикла в полость 21 и канал 23 подается количество топлива, равное запальной дозе двойного впрыскивания. В начале такта впуска открьшается обратный клапан, впускной клапан или впускное окно и полость 21 через канал 23 сообщается с цилиндром. Благодаря этом воздух из впускного коллектора через канал 22, полость 21 и канал 23 устремляется в цилиндр, подавая в него запальную дозу и в то же время очищая полость 21 от топлива. 2 з.п. фг-лы, 3 ил.

Изобретение относится к двигате- лестроению и позволяет увеличить быстродействие форсунки. Запорный орган 5 с седлом 6 расположен между верхним торцом иглы и подвижным упором с образованием дополнительной надыгольной полости 7. Гидрозапорная камера сообщена с впускным запорным . Слиб (Л со vi 4 СО со

1 - . Изобретение относится к двигателе- троении и используется в топливной системе двигателя внутреннего сгораия .

Цель изобретения - увеличение быстродействия.

На фиг.1 схематически представлена предлагаемая форсунка с запорным органом в гидрозапорной камере; на фиг.2 - то же, с расположенным в ее корпусе управляющим клапаном; на -.то же, с уравновешиваюпщм поршнем управляющего клапана.

. Форсунка содержит корпус 1, иглу 2, подвижный упор 3, пруясину 4, запорный орган 5, седло 6 запорного органа, подыгольную камеру 7, гидрозапорную камеру 8, управл5пощий клапан 9. Гидрозапорная камера каналом 10 сообщена с впускным запорным элементом в виде иглы 11 управляющего клапана, а каналом 12 - со сливным запорньм элементом в виде иглы 13. Подыгольная камера каналом 14 сообщена с аккумулятором. Запорный орган 5 может быть вьтолнен в виде шара, полусферы, усеченного конуса, несколь - ких конусов, переходящих один в другой. Он может представлять собой отдельную от иглы 2 деталь или выполняться заодно с ней. Внутри гидрозапорной камеры 8 расположен вытеснитель 15 топлива. Управляющий клапан содержит иглы впускного 11 и сдивно- го 13 запорных элементов, конусные уплотняющие поверхности которых расположены в полостях 16 и 17, электромагнит 18 и возвратную пружину 19.

5

Якорь 20 электромагнита контактирует с иглой 13, возвратная пружина воздействует на иглы 11 и 13 в сторону закрытия сливного и открытия

впускного запорного элемента. Полость

21 электромагнита каналом 22 связана . с впускным коллектором дизеля, а каналом 23 - с цилиндром дизеля через обратный клапан (не показан) или с

0 седлом впускного клапана 4-тактного дизеля впускным окном двухтактного дизеля. Подыгольная камера 7 каналом 24 Сообщена с седлом 25 впускного запорного элемента 1. Усеченный конус иглы 13 через шток 26 взаимодействует с порщнем 27, противоположный торец которого каналом 28 связан с топливоподводяп им каналом 14. Последний связан каналом 29 с седлом 25 впускного запорного элемента. Канал 12-через выпускной запорньш элемент 13 связан со сливным трубопроводом 30,

Ьорсунка работает следующим образом.

Когда ток в обмотку электромагнита 18 не подается, под действием пружины 19 впускной запорный элемент И открыт, а сливной элемент 13 закрыт. Гидрозапорная камера 8 сообщена с подыгольной камерой 7 и аккумулятором. Вследствие того, что площадь иглы 2, на которую действует топливо со стороны гидрозапорной камеры 8, 5 больше дифференциальной площадки

подыгольной камеры 7, игла 2 опущена, впрыскивание топлива не происходит. Полости 16 и 17 запорных элементов

0

5

0

сообщены с гидрозапорной камерой 8 и аккумулятором.

Для обеспечения плотного закрытия слива должно соблюдаться следующее

соотношение сил:

1

СО

р

л акк.макс

d:

а.р , 5,р

пр - 4 акк.макс

Ux

диаметр иглы I1, равный ее посадочному диаметру;

df. - диаметр поршня 27;

максимальное давление топлива в аккумуляторе; усилие пружины 19.

ВХ

д

1

(2)

./woKC

Полость 21 электромагнита 18 раз-, общенй с цилиндром, так как до начала такта впуска в дизеле обратный клапан, впускной клапан (для 4-такт- ного дизеля) или впускное окно (для 2-тактного дизеля) закрыты. Топливо из полостей 16 и 17 по зазорам между иглами 11 и 13 перетекает в полость 21, давление в которой равно давлению во впускном коллекторе дизеля. Количество топлива, поступающего в полость 21 и канал 23, равно

1

де t

|ц:

f-JV

,

ср

U, 7

(3)

- время цикла (время от одного начала такта впуска дизеля до следующего). Для 4-тактного дизеля время цикла

равно

Ч

720 б ii

лв

60 п

Для двухтактного

360

С учетом этого

q (Uf-i

к.в

60

п

х.е

f

60

en. со

(4)

(5)

(6)

где Z - коэффициент тактности, равный для 4-тактного дизеля 1/2, а для 2-тактного Г. За время цикла в полость 21 и канал 23 подается количество топлива, равное запальной дозе двойного впрыскивания. В начале такта впуска от- крьюается обратный клапан, впускной клапан или впускное окно и полость 21 через канал 23 сообщается с цилиндром, благодаря чему воздух из впускного коллектора через канал 22, по

лость 21 и канал 23 устремляется в цилиндр, подавая в него запальную дозу и в то же время очищая полость 21 от топлива. Когда такт впуска заканчивается, полость 21 снова разобщается, с цилиндром дизеля.

При подаче тока в обмотку электромагнита 18 якорь 20 притягивается, не встречая сопротивления со стороны топлива. Для продувки зазора между якорем и сердечником в корпусе электромагнита могут быть вьтолнены спе- циaлJьныe каналы.

Условие трогания игл 11 и 13 имеет вид

(2)

4

акк. макс

j2

Ч- -г-

РОКК, woKc 9/1.м J

(7)

25

где Pq. ,. условие электромагнита 18.

««ДА

Тогда из (7) с учетом (2) получаем

30

(8)

40

45

50

Не препятствует перемещению игл П, 13 и давление топлива на их запорные конусы, так как поршень 27 . 35 обеспечивает гидравлическую уравновешенность управляющего клапана. Колебания давления топлива в подводящем канале 14 не отражаются на работе управляющего клапана, так как длины каналов 28 и 29 равны между собой. Впускной запорный элемент I1 закрывается, сливной элемент 13 открывается. Гидрозапорная камера 8 разобщена с аккумулятором и сообщена со сливом.

Давление топлива в гидрозапорной камере резко падает, а в сливной магистрали растет. Условие плотного прижатия запорного конуса впускного запорного элемента 11 имеет вид

2s.

(9)

Отсюда с учетом (2) после преобразований получаем

ел

(10)

где Р

Cft.MClvCC

максимальное давление в сливной магистрали. Когда усилие топлива со стороны подыгольной камеры 7 становится больше усилия запирания, игла 2 поднимается, сначала встречая только сопротивление топлива, а затем, после . контакта с промежуточным упором 3 - сопротивление топлива и пружины А. Когда игла 2 поднимается на полную высоту, запорный орган 5 садится на осевое седло 6. Слив топлива из полости над седлом 6 прекращается, и давление в ней остается постоянным, не зависящим от продолжительности впрыскивания, и достаточно высоким, равньм давлению конца подъема иглы 2 Слив топлива.из полости под седлом 6 продолжается, и давление в ней падает до давления в сливном трубопроводе 30, которое поддерживается на любом желаемом уровне установкой редукционного клапана.

Когда ток перестает поступать в обмотку электромагнита 18, под действием пружины 9 впускной запорный элемент I1 открывается, а сливной элемент 13 закрывается. Для этого должно соблюдаться следующее условие :

акк.мокс

+Р

пр

±1ЁП,

4

к Р

ел. макс

j II сЗсд

1i,d,,

акк. мсчсс

ел. макс

где dj, - диаметр иглы 13, равньй ее посадочному диаметру. Из (11) с учетом (10) после преобразований получаем

Несмотря на то, что во время движения якоря оба запорных элемента управляющего клапана 9 открыты, перетекания топлива из аккумулятора на слив не происходит, так как этому препятствует запорный элемент 5 иглы 2. Вследствие этого давление в гидрозапорной камере 8 начинает расти сразу с момента начала открытия впускного запорного элемента 11 (если запорный элемент 5 иглы 2 отсутствует, давление в гидрозапорной камере начинает расти лишь после того, как эффективное проходное сечение на впуске становится больше, чем на сливе , для чего иглы 11 и 13 должны . пройти не менее 50% своего хода),увеличивается скорость нарастания давления в гидрозапорной камере 8 и предельно уменьшается непроизводи- тельньгй расход топлива на регулиро- вание. Когда давление в гидрозапорной камере 8 возрастает до такого значения, при котором суммарное усилие топлива и пружины становится больпге усилия на иглу 2 со стороны подыголь- ной камеры 7, игла 2 опускается. Насосное действие иглы 2 замедляет скорость ее опускания вследствие роста давления в подыгольной камере 7 и л меньшения скорости нарастания дав- ления в гидрозапорной камере 8, Этому способствуют также явление гидро- удара под иглой и некоторое увеличение объема гидрозапорной камеры 8 после отрьгаа запорного органа 5.от своего седла 6. Длина канала 24, сообщающего подыгольную камеру 7 с гидрозапорной камерой 8,, не должна быть больше 50 мм, так как направляющая часть игл 2 форсунок имеет длину 20- 45 мм. В этом случае подыголь- ная 7 и гидрозапорная 8 камеры образуют неразде.пенньй объем, давление в любой точке которого практически одинаково и негативные явления, связанные с насосным действием иглы и гидроударом, исключаются. После посадки иглы 2 впрыскивание топлива прекращается ,

Таким образом, предлагаемая форсунка обеспечивает увеличение быстродействия.

Формула изобретения

дополнительной надыгольной полости, причем гидрозапорная камера сообщена с впускным запорным элементом, а надыгольная полость - с вьтускным запорным элементом,

./

27

гв

28

От 8ходно комект0ра

акк

В цилиндр

. «яе

29

Фиг.З