Распылитель форсунки Советский патент 1991 года по МПК F02M61/00 

Фиг.1

Изобретение относится к двигателест- роению и может быть использовано в топливной аппаратуре дизеля.

Целью изобретения является повышение ресурса работы за счет увеличения до- пустимой осадки иглы в корпусе распылителя при сохранении склонности распылителя к дробящему впрыску топлива.

На фиг. 1 представлен распылитель с поверхностью вращения со стороны распы- ливающих отверстий, в которой запирающий конус иглы расположен ниже по потоку от запирающей кромки, а поверхность вращения со стороны запирающего конуса выполнена конической; на фиг. 2 - то же, с поверхностью вращения со стороны распы- ливающих отверстий, в которой запирающий конус расположен выше по потоку от запирающей кромки, а поверхность вращения, образующая дросселирующую кромку со стороны запирающего конуса, выполнена цилиндрической; на фиг. 3 - то же, с поверхностью вращения со стороны распы- ливающих отверстий, в которой поверхность вращения со стороны запирающего конуса выполнена вогнутой.

Распылитель содержит корпус 1 с коническим седлом 2, переходящим в цилиндрический канал 3 с распиливающими отверстиями (не показаны), размещенную в нем иглу 4 с запирающей поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса 5, который ограничен со стороны меньшего основания плоской поверхностью 6, перпендикулярной к оси иглы и со стороны вер- хнего основания - поверхностью (кромкой) 7. Запираюа1ий конус 5 иглы 4 взаимодействует с коническим седлом 2 корпуса 1 запирающей кромкой, которая может быть выполнена на большем основании запира- ющего конуса (кромка 7), как показано на фиг. 1, или на меньшем основании запирающего конуса (кромка 6), как показано на фиг. 2 и 3. Разность углов наклона образую- щих запирающего конуса и конического седла находится в пределах 0,25 - 0,. Дросселирующий элемент выполнен в виде кромки 8 от пересечения двух поверхностей вращения и расположен на уровне линии пересечения конического седла 2 с цилинд- рическим каналом 3. Каждая из поверхностей вращения образована вращением образующей по окружности вокруг оси иглы. Поверхность 9 вращения может быть выполнена конической (фиг. 1), цилиндриче- ской (фиг. 2) или вогнутой (фиг. 3), причем угол наклона образующей в месте пересечения поверхностей вращения 0 . Поверхность вращения со- стороны распиливающих отверстий может быть выполнена плоской 8, конической 10 или выпуклой, например сферической. 11 При этом угол наклона образующей в месте пересечения поверхностей 90° 5 fi

Распылитель работает следующим образом.

Под воздействием давления топлива создаваемого насосом высокого давления, на дифференциальную площадку иглы, равную разности площадей поперечного сечения направляющей иглы (не показана) и запирающей кромки, игла начинает подниматься В начальный момент подъема иглы 4 дросселирующим элементом является запирающая кромка 6 (фиг. 2) или кромка 7 (фиг. 1) Из-за разницы диаметров запирающей и дросселирующей кромок увеличение проходного сечения между запирающей кромкой и коническим седлом 2 в зависимости от хода иглы 4 происходит гораздо интенсивнее, чем увеличение проходного сечения между дросселирующей кромкой 8 и коническим седлом 2. При определенном критическом ходе иглы 4 дросселирующее сечение перемещается с запирающей кромки на дросселирующую кромку 8, чго сопровождается резким увеличением дифференциальной площади и подъемной силы иглы. При малой скорости нарастания давления, имеющей место при приемно- сдаточных испытаниях или на пусковых режимах работы дизеля, указанный эффект обусловливает дробящее впрыскивание топлива. Выполнение дроселирующей кромки 8 на уровне линии пересечения конического седла 2 с цилиндрическим каналом 3 позволяет обеспечить любое необходимое дросселирующее сечение, повышающее склонность к дробящему впрыскиванию. При дальнейшем повышении давления игла 4 продолжает подниматься вверх и происходит основной впрыск топлива в камеру сгорания дизеля. Проходное сечение между иглой 4 и коническим седлом 2 в этом случае с целью уменьшения потерь давления должно быть максимальным. Выполнение угла наклона образующей поверхности вращения со стороны распыливающих

отверстий в пределах 90° 5 / является необходимым условием уменьшения потерь давления при максимальном ходе иглы.

При уменьшении давления в полости распылителя игла 4 под воздействием пружины (не показана) возвращается в исходное положение. В конечной фазе впрыска при посадке запорного конуса 5 иглы 4 на коническое седло 2 корпуса 1 топливо, заключенное между коническим седлом 2 и поверхностью 9 вращения, вытесняется через дросселирующее сечение, определяемое кромкой 8. Это обеспечивает демпфирование динамических нагрузок иглы 4 на коническое седло 2 и повышает его ресурс, Увеличенный объем топлива, заключенный между коническим седлом 2 и поверхностью 9 вращения, прогревается за время между впрысками значительно меньше по сравнению с известными распылителями, что уменьшает вероятность образования высокотемпературных отложений топлива на этих поверхностях.

В процессе эксплуатации распылителя происходит осадка иглы 4 за счет контактно-абразивного износа участка конического седла 2 корпуса 1, взаимодействующего с запирающим конусом 5. При этом запирающая кромка 7, выполненная на большем основании запирающего конуса 5, смещается до кромки 6 (фиг. 1), а запирающая кромка 6, выполненная на меньшем основании запирающего конуса 5, смещается до кромки

7(фиг. 2). Ограниченная высота усеченного запирающего конуса 5 позволяет стабилизировать дальнейшее смещение запирающей кромки и давление начала впрыскивания, несмотря на продолжающийся износ конического седла 2 и осадку иглы 4, Выполнение дросселирующего элемента в виде кромки 8 от пересечения двух поверхностей вращения, расположенной на уровне линии пересечения конического седла 2 и цилиндрического канала 3, обеспечивает без ухудшения склонности к дробящему впрыскиванию возможность существенного увеличения расстояния между поверхностью конического седла 2 и поверхностью вращения иглы 9, которая лимитирует допустимую осадку иглы 4 и ресурс работы распылителя. По мере осадки иглы дросселирующая кромка 8 перемещается в цилиндрический канал 3, продолжая выполнять свою функцию. Допустимая величина осадки иглы 4 по условию отсутствия контакта конического седла 2 с поверхностью иглы 9 практически определяется только углом наклона образующей поверхности 9, примыкающей к дросселирующей кромке 8.

8случае выполнения поверхности 9 цилиндрической расстояние между поверхностью конического седла 2 и поверхностью 9 практически ничем не ограничивается при сохранении дросселирующего эффекта.

Таким образом, предлагаемая конструкция распылителя позволяет в несколько раз увеличигь допустимую осадку иглы в процессе эксплуатации по сравнению с известной конструкцией при сохранении склонности распылителя к дробящему впрыскиванию топлива и, следовательно, существенно увеличить ресурс распылителя.

Формула изобретения 1. Распылитель форсунки длг дизеля, содержащий корпус с коническим седлом, переходящим в цилиндрический канал с

распыливающими отверстиями, и размещенную в нем иглу с дросселирующим элементом и запирающей поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса, который ограничен со стороны меньшего

основания плоской поверхностью, перпендикулярной оси иглы, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы путем увеличения допустимой осадки иглы в корпусе при сохранении склонности

распылителя к дробящему впрыску топлива, дросселирующий элемент выполнен в виде кромки от пересечения двух поверхностей вращения, каждая из которых образована вращением образующей по окружности вокруг оси иглы, причем кромка расположена на уровне линии пересечения конического седла с цилиндрическим каналом, а угол наклона образующей поверхности вращения, расположенной со стороны запирающегп конуса, к оси иглы в месте пересечения поверхностей вращения выполнен меньше угла наклона образующей конического седла.

2. Распылитель по п. 1,отличающи- й с я тем, что поверхность вращения со стороны запирающего конуса выполнена конической,

3. Распылитель по п. 1, о т л и ч а ю щ и- и с я тем, что поверхность вращения со стороны запирающего конуса выполнена цилиндрической

4. Распылитель по п. 1, отличаю щ- и и с я тем. что поверхность вращения со стороны запирающего конуса выполнена вогнутой.

5.Распылитель по пп. 1-4, отличающийся тем. что поверхность вращения со стороны распиливающих отверстий выполнена конической.

6.Распылитель по пп. 1-4. о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что поверхность вращения со стороны распиливающих отверстий выполнена плоской.

7. Распылитель по пп. 1-4, отличающийся тем, что поверхность вращения со стороны распыливающих отверстий выполнена сферической.

8. Распылитель по пп. 1-4, отличающ и и с я тем, что угол наклона образующей поверхности вращения со стороны распыливающих отверстий к оси иглы в месте пересечения поверхностей вращения выполнен больше угла наклона образующей конического седла.

77

8

Ю

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить ресурс работы существующих дизельных форсунок. Распылитель содержит корпус 1 с седлом 7, иглу 4 с запирающей поверхностью в виде усеченного конуса 5 и запирающей крышкой 7, выполненной на большей поверхности конуса 5. Крышка 7 может быть выполнена на меньшей поверхности конуса 5. На игле 4 выполнен дросселирующий элемент в виде кромки 8. Угол конусности находится в следующем соотношении 0 ≤ γ *98 β, 90°≥δ *98 β. 3 ил.

Редактор С.Пекарь

Составитель В.Павлюков Техред М.Моргентал

Фиг. 2

ю

Фиг.З

Корректор О.Кравцова