Способ впрыскивания топлива в дизель и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК F02M59/04 

fS

g

(Л

с

4;

QD Is5

О

сл

насос 1 с полостью 2 всасывания, соединенный через нагнетательный клапан, имеющий запорный орган 3 и седло 4, через штуцер 5, нагнетательньй трубопровод 6 с подыгольной полостью 7 форсунки. Форсунка имеет распылитель 8 с сопловыми отверстиями 9, корпус 10, глухой колпак 11, нады- гольную полость 12 и запор1гую иглу 13, нагруженную через штангу 14 пружиной 15 и давлением топлива. На седле 14 выполнены пазы 16. Игла выполнена с внутренним колодцем 19, соединенным каналами 20 с подыголь- ной полостью 7. Колодец перекрыт штангой 14, выполненной в виде конического запорного органа, установленного на седло 21 иглы 13. Топливо насосом 1 подается в нагнетательный трубопровод 6 и к форсунке, повышая давление в ней. При достижении давления начала открытия иглы 13 последняя открывается и происходит впрыск топлива в камеру сгорания. После достижения иглой 13 упора и соответствующего повышения давления штанга 14 отрывается от иглы 13 и топливо поступает в надыгольную полость 12, что сокращает продолжительность впрыска и интенсифицирует впрыскивание топлива. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить надежность, срок службы, стабильность процесса впрыска топлива и упростить регулирование топливной системы дизеля. Устройство содержит насос 1 с полостью 2 всасывания, соединенный через нагнетательный клапан, имеющий запорный орган 3 и седло 4, через штуцер 5, нагнетательный трубопровод 6 с подыгольной полостью 7 форсунки. Форсунка имеет распылитель 8 с сопловыми отверстиями 9, корпус 10, глухой колпак 11, надыгольную полость 12 и запорную иглу 13, нагруженную через штангу 14 пружиной 15 и давлением топлива. На седле 4 выполнены пазы 16. Игла выполнена с внутренним колодцем 19, соединенным каналами 20 с подыгольной полостью 7. Колодец перекрыт штангой 14, выполненной в виде конического запорного органа, установленного на седло 21 иглы 13. Топливо насосом 1 подается в нагнетательный трубопровод 6 и к форсунке, повышая давление в ней. При достижении давления начала открытия иглы 13 последняя открывается и происходит впрыск топлива в камеру сгорания. После достижения иглой 13 упора и соответствующего повышения давления штанга 14 отрывается от иглы 13 и топливо поступает в надыгольную полость 12, что сокращает продолжительность впрыска и интенсифицирует впрыскивание топлива. 2 с и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к двигате- лестроению для использования в топливных системах дизеля.

Цепь изобретения - повьппение надежности, срока службы, стабильности процесса впрыска топлива и упрощение регулировки топливной системы.

На чертеже изображена принциглаль ная схема устройства для впрыскивания топлива в дизель.

Устройство состоит из впрыскивающего насоса 1 с полостью 2 всасывания, соединенного через нагнетательный клапан, имеющий запорный орган 3 и седло 4, через штуцер 3, нагнетательный трубопровод 6 с подыгольной полостью 7 форсунки без сливной магистрали, состоящей из распылителя 8 с сопловыми отверстиями 9, корпуса 10, глухого колпака 11, которые образуют замкнутую надыгольную полость 12, и запорной иглы 13,нагруженной через штангу 14 пружиной 15 и давлением топлива в надыгольной полости 12. На седле 4 вьшолнены каналы 16 в виде пазов, постоянно сообщающие полость штуцера 5 через зазор между разгрузочньм пояском 17 запорного органа 3 и седлом 4 с надплунжерной полостью 18. Игла выполнена с внутренним колодцем 19, соединенным каналами 20 с подыгольной полостью 7. колодец перекрыт штангой 14, выполненной в виде конического запорного органа, герметично прижимающегося к игле по запорному коническому седлу 21, на котором вьшолнен дроссельный проход 22, причем отношение площади дроссельного прохода к площади кольцевого зазора между иглой 13 и распы- лителем 8 выполнено в пределах

О,5-1,5.Ход штанги 14 h больше хода иглы 13 у, а дифференциальная площадь fq иглы больше дифференциальной площади штанги 19 по уплотни- тельному диаметру, dij-запорных поверхностей на штанге и игле:

30

f 1 К - d); f, |d,.

0

где d(j - диаметр иглы по направляющей частиц 5 и диаметр иглы по запорному

корпусу dy - уплотнительный диаметр

штанги;

fg - площадь штанги по уплотни- 0 . тельному диаметру.

Способ осуществляют следующим образом.

Топливо насосом 1 подается через 5 надплунжерную полость, через зазор между разгрузочным пояском 17 и седлом 4, каналы 16 в полость штуцера, повышая остаточное давление в нагнетательном трубопроводе 6. Когда разгрузочный поясок 17 выходит из каналов 16 и из направляющей редла 4, то интенсивная волна давления идет по трубопроводу 6 в подыгольную полость 7 форсунки, повышая давление топлива в ней. Часть топлива через зазор между распылителем 8 и иглой 13 и через дроссельный проход 22 поступает в надыгольную полость 12, повышая давление в ней. Когда давление в подыгольной полости 7 становится равным давлению начала открытия иглы 13 (Рфо), запор1Тая игла 13 открывается, сжимая пружину 15 и топливо в надыгольной полости 12, и начинается впрыскивание топлива через сопловые отверстия 9.

Интенсивное повышение давления в надыгольной полости 12 начинается после достижения иглой 13 упора, но после того, когда усилие от давления топлива на штангу 14 в колодце 19 становится равным суммарному усилию от воздействия пружины и давления топлива в надыгольной полости 12 на штангу 14 сверху. Для этого ход штанги 14 вьтолнен больше хода иглы 13, т.е. h у, причем штанга 14 не поднимается раньше иглы 13, так как fg Tfy. После начала движения иглы резко увеличивается плош;адь иглы, на которую действует давление топлива снизу, на величину

с лЧ

к д-

поэтому штанга 14 начинает отрываться от иглы 13 после достижения иглой упора.

В результате повышения давления в надыгольной полости 12 за время впрыска посадка иглы 13 и штанги 14 происходит под действием совместных усилий пружины 15 и повысившегося давления топлива в полости 12, что сокращает продолжительность впрыска, а значит интенсифицируется впрыскивание топлива.

Для обеспечения повторяемости всех . последующих циклов необходимо в периоды между впрысками разгрузить надыгольную полость 12 так, чтобы игла открывалась при необходимости . Снижение давления в полости 12 происходит при посадке иглы 13, когда объем полости 12 увеличивается на величину равную освобождаеной иглой 13 при опускании от упора на величину у. В периоды между впрысками снижение давления в полости 12 осуществляется путем отвода топлива через зазор между иглой 13 и распылителем

Из-за меньшей высоты подъема при достижении упора игла не колбба- ется, что приводит к стабильности впрьюкивания и дозирования топлива как по циклам, так и по цилиндрам, так как закон движения иглы опреде- ляет стабильность спрыскивания и дозирования. Отсутствие колебания иглы в каждом цикле также повышает надежность и срок службы форсунок, так как меньше изнаииваются направляющие прецизионные поверхности иглы и распылителя из-за меньшей частоты движения иглы.

45

50

Повышению надежности и срока

8 через дроссельный проход 22 в над- 55 службы способствует также меньшая ыгольную полость 7, откуда черезударная нагрузка при достиженагнетательный трубопровод 6, полость нии штангой упора, так как после

5, каналы 16, 17 и седлом 4

штуцера пояском

зазор между и надплутаердостижения иглой упора масса ных деталей, движущихся дальше,умень

4920756

ную полость 18 топливо поступает в полость 2 всасывания насоса 1.

При уменьшении частоты вращения время между впрысками увеличивается, растет время разгрузки и разгрузка подыгольной полости 7 через каналы 16, что приводит и к уменьшению давления в надыгольной полости 12. Это

1Q снижает давление подъема и посадки иглы 13. На режимах малых нагрузок и частот вращения игла 13 не поднимается до упора, но штанга 14 может оторваться от иглы 13 за счет сил

15 инерции. Но в любом случае давление в полости 12 определяется в ос- IHOBHOM перетечками топлива из под-. ыгольной полости 7 в надыгольную 12 через зазор между распылителем 8 и

2Q иглой 13 и через дроссельный проход 22, отношение площади которой к площади зазора в распылителе выполнено в пределах 0,5-1,5, причем боль шие знач ения этого отношения реко25 мендуются при малых зазорах меяду распылителем и иглой.

Надежность и срок службы повышаются, так как у h. Это приводит к тому, что из-за меньшей массы иглы

3Q меньше ударные нагрузки иглы о корпус форсунки, в результате чего уменьшается износ ударных поверхностей на игле, корпусе и распылителе форсунки. Уменьшению масс подвижных деталей способствует и наличие колодца 19 в игле при сохранении остальных параметров иглы такими же, как в из вестном устройстве.

Из-за меньшей высоты подъема при достижении упора игла не колбба- ется, что приводит к стабильности впрьюкивания и дозирования топлива как по циклам, так и по цилиндрам, так как закон движения иглы опреде- ляет стабильность спрыскивания и дозирования. Отсутствие колебания иглы в каждом цикле также повышает надежность и срок службы форсунок, так как меньше изнаииваются направляющие прецизионные поверхности иглы и распылителя из-за меньшей частоты движения иглы.

35

40

45

50

Повышению надежности и срока

нии штангой упора, так как после

достижения иглой упора масса ных деталей, движущихся дальше,умень

шается и определяется только массой штанги и части пружин.

Уменьшение износа ударных поверхностей на штанге, упорах, на игле и на корпусе форсунки также способствует повышению стабильности впрыскивания и дозирования и объясняется следующим. В процессе эксплуатации эти поверхности изнашиваются,причем у разных форсунок по-разному, что приводит со временем к разным изме- 1ениям параметров у и h. Это приводит к возрастанию неравномерности впрыскивания по форсункам. С уменьшением наносов повышается стабильность впрыскивания и дозирования, меньше становится разрегулировка форсунок, что также способствует повышению надежности и срока службы форсунок и устройства в целом.

Таким образом, предлагаемое устройство повышает надежность и срок службы топливной системы, стабильность впрыскивания и дозирования топ лива, упрощает регулировку топливной системы.

.Формула изобретени

Составитель В.

Редактор И. Дербак

Техред Л.Олийнык

Заказ 3850/37 Тираж 482Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

0

5

5

0

0

5

0

5

0

увеличения проходного сечения для прохода топлива из подыгольной полости в надыгольную при сжатии пружины, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, срока службы, стабильности процесса впрыска и упрощения регулировки,увеличение проходного сечения для прохода топлива по достижении иглой упора производят при помощи дополнительного клапанного элемента и его седла в игле, посадку клапанного элемента на седло осуществляют при падении давления в подыгольной полости для ускорения скорости посадки иглы.

и подыгольную полости, выполненный в игле канал для сообщения надыгольной и подыгольной полостей и клапанный элемент для разобщения последних, причем для соединения полостей форсунки с полостью всасывания насоса его .нагнетательный клапан вьтол- нен корректирующим, в седле или запорном органе клапана выполнены каналы для-сообщения полости штуцера насоса с его надплунжерной полостью, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности, срока службы, стабильности процесса впрыска и упрощения регулировки, клапанный элемент выполнен совместно со штангой в виде конического запорного органа с дифференциальной площадкой, а канал иглы вполнен в виде колодца с коническим седлом для запорного органа, снабженным дросселирующим проходом для топлива,

3,Устройство по п.2, о т л и- чающееся тем, что отношение площади проходного сечения дросселирующего прохода к площади кольцевого зазора между иглой и распылителем равно 0,5-1,5.

Павлюков

f

Корректор С. Шекмар