Распылитель форсунки для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02M61/10 

Изобретение относится к двигателестрое- нию, а именно к устройствам подачи топлива в камеру сгорания, наиболее эффективно применение форсунки для быстроходных дизелей.

Известна конструкция топливной форсунки, содержащая корпус с распылителем, имеющим сопловое отверстие и расположенную в корпусе иглу с уплотнительным конусом и штифтом, и дозирующее устройство, выполненное в виде косого среза штифта иглы, взаимодействующего с сопловым отверстием.

Недостатком данной конструкции является большой расход топлива за счет поД- текания по диаметру штифта в сопловом

отверстии, особенно на малых расходах. Известный способ дозирования позволяет производить дозирование в очень широких пределах, но дозирование возможно с очень большими допусками расхода топлива. Существенным недостатком известной конструкции является плохой распыл топлива, а следовательно, низкий эффект сгорания топлива, низкие показатели экономичности двигателя.

Наиболее близким техническим решением является распылитель форсунки для двигателя внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с соосно выполненным в нем седлом, колодцем и центральным сопловым отверстием, запорную иглу с запорной поЈ

зерхностью и штифтом, размещенную в полости корпуса с образованием подыгольной камеры, камеры под штифтом и возможностью взаимодействия запорной поверхности иглы с седлом, и вихреобразующее устройство, выполненное в виде полой вставки с каналами треугольного профиля, расположенными по касательной к сопловому отверстию, причем штифт размещен на запорной игле с возможностью перекрывания выхода каналов вставки при положении запорной иглы на седле, причем каналы вставки сообщают между собой объем подыгольной камеры, объем камеры под штифтом с центральным сопловым отверстием.

Однако в известном распылителе топливе проходя под давлением по каналам вкладыша, приобретает определенную скорость и энергию, но струи топлива от взаимодействия со стенками камеры под штифтом, расположенной перед сопловым отверстием, в результате возникающих сил трения теряют часть своей энергии и скорость, что существенным образом влияет на распыл топлива, значительно ухудшая его.

Кроме того, с уменьшением расхода топлива, т. е. с уменьшением зазора между седлом и запорной иглой, на выходе каналов увеличивается ,гидравлическое сопротивление, что приводит к ухудшению распыла топлива при работе двигателя с неполной нагрузкой, а также в начале и в конце впрыска на всех режимах работы двигателя, включая максимальный таз. Расположение тангенциальных каналов в известной конструкции на одном уровне относительно входа соплового отверстия содержит в себе тот недостаток, что не обеспечивается возможность более плавной регулировки подаваемого количества топлива, так как все тангенциальные каналы при подъеме иглы начинают приоткрываться одновременно на одинаковую величину.ч

Цель изобретения - улучшение распыла топлива и более точная регулировка топливной струи, а также экономия топлива за счет этого.

Указанная цель достигается тем, что в распылителе форсунки для двигателя внутреннего сгорания, содержащем полый корпус с соосно выполненным в нем седлом, колодцем и центральным сопловым отверстием, запорную иглу с запорной поверхностью и штифтом, размещенную в полости корпуса с образованием подыгольной камеры и возможностью взаимодействия запорной поверхности с седлом, и вихреобразующее устройство,, выполненное в виде полой вставки с каналами треугольного профиля, расположенными по касательной к сопловому отверстию, причем штифт размещен на запорной игле с возможностью перекрытия выхода каналов вставки при положении запорной иглы на седле, вставка размещена под запорной поверхностью иглы, а каналы вставки

сообщают колодец с сопловым отверстием. Кроме того, каналы вставки расположены радиально относительно соплового отверстия.

На фиг. I показан распылитель, разрез (вариант I . расположения каналов); на фиг. 2 - то же (вариант II расположения каналов); на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 (вариант I выполнения каналов); на фиг. 4-

то же (вариант II расположения каналов); на фиг. 5 - сечение Б-Б (треугольное сечение каналов); на фиг. 6 - то же .(сечение каналов в виде окружности); на фиг. 7 - график изменения ра-схода топлива в зависимости от давления для каналов треугольного сечения.

Распылитель форсунки для двигателя внутреннего сгорания содержит полый корпус 1 с соосно выполненными в нем седлом 2, колодцем 3 и центральным сопловым отверс0 тием 4, запорную иглу 5 с запорной поверхностью 6 и штифтом 7, размещенную в полости корпуса 1 с образованием подыгольной камеры 8 и возможностью взаимодействия запорной поверхности 6 с седлом 2, и вихреобразующее устройство, выполненное в виде полой вставки 9 с каналами 10 треугольного профиля (фиг. 5), расположенными по касательной к сопловому отверстию 4, причем штифт 7 размещен на запорной иг- . ле 5 с возможностью перекрытия выхода 11

0 каналов 10 вставки 9 при положении запорной иглы 5 на седле 2. Вставка 9 размещена под запорной поверхностью 6 иглы 5, каналы 10 вставки 9 сообщают колодец 3 с сопловым отверстием 4. Каналы 10 вставки 9 расположены радиально относительно соп5 левого отверстия 4. Каналы 10 вставки 9 выполнены так, что выход 11 по крайней мере одного канала 10 расположен на уровне С входа соплового отверстия 4. Сечения каналов 10 могут быть выполнены в виде

„ окружности (фиг. 6) или любого многоугольника.

Каналы 10 могут быть выполнены во вставке 9 так, что в горизонтальной плоскости оси их лежат на радиусах соплового отверстия 4, а в вертикальной плоскости

5 их оси расположены под углом 15-75° к горизонтали в зависимости от требований к форме факела распыла (фиг. 2 и 4, вариант II расположения каналов).

Распылитель работает следующим образом.

0 При движении штифта 7 вверх он взаимодействует с внутренними стенками соплового отверстия 4, приоткрывая на нужную величину выходы 11 каналов 10. За счет того, что длина каналов 10 невелика и регулирование (перекрытие выхода 11 каналов Ifr штифтом 7) проходит не на входе в канал 10, а на выходе из него, скорость потоков топлива в них не уменьшается, а за счет тангенциального расположения каналов 10 потоки топлива по выходу из каналов 10 закручиваются, соударяются друг с другом, дробятся дополнительно в результате соударения, чем достигается короткий распыл топливной смеси и, следовательно, ее сгорание.

В зависимости от положения штифта 7 по высоте сечения канала 10 выходы приоткрываются, на определенную величину, дозируя количество топлива. Такое взаимодействие штифта 7 с выходным сечением канала 10 позволяет дозировать количество топлива от самых малых объемов до максимального, на которое рассчитаны полные сечения каналов 10.

Эффект возможности дозировать топливо от самых малых расходов увеличивается еще и за счет того, что выходы 11 каналов 10 могут быть выполнены на разной высоте, однако, хотя бы один выход 11 по своему положению, т. е. его низшая точка, лежит на уровне С. Тогда при движении штифта 7 вверх сначала начинает приоткрываться один выход 11, что задает определенную дозу, а затем последовательно вступают в работу следующие каналы 10, последовательно увеличивая количество подаваемого топлива. Кроме того, различная форма выполнения сечений каналов 10, например в виде треугольника или окружности, или любого многоугольника, обеспечивает возможность задать определенное проходное сечение в единицу времени, что способствует заданной; требуемой величине расхода топлива.

График (фиг. 7) построен для треугольного сечения каналов 10. Задавая форму сечения канала 10, можно получить практически постоянное давление впрыска слабо меняющегося, от минимального расхода начала впрыска (точка Я) до максимального расхода (точка М).

Когда необходимо задать определенную форму факела распыла топлива в камере сгорания, меняют угол расположения каналов 10 во вставке 9 в вертикальной плоскости, а форма факела распыла топлива в камере сгорания значительно влияет на скорость и активность сгорания топлива.

Полнота сгорания топлива резко ухудшается за пределами 15-75°, так как при угле, большем 75°, получается при распыле топлива слишком тонкий факел, форсунка получается дальнобойная, это тот факел, который не способствует полноте сгорания топлива. А при угле меньше 15° падает интенсивность перемешивания топливных струй в воздушном заряде цилиндра, эффект распыла снижается. Оптимальный угол -

около 45°.

Использование предлагаемого распылителя позволяет достичь экономии топлива . за счет лучшего сгорания благодаря хоро- шему распылу и точной дозировке топлива на всех режимах работы двигателя внутреннего сгорания. Предлагаемая конструкция позволяет создать универсальную форсунку, хорошо работающую в широких пределах о расхода топлива.,

Формула изобретения

1.Распылитель форсунки для двигателя внутреннего сгорания, содержащий полый

5 корпус с соосно выполненным в нем седлом, колодцем и центральным сопловым отверс- тием, запорную иглу с запорной поверхностью и штифтом, размещенную в полости корпуса с образованием подыгольной камеры и возможностью взаимодействия запорной поверхности с седлом, и вихреобразую- щее устройство, выполненное в виде полой вставки с каналами треугольного профиля, расположенными по касательной к сопло- ,вому отверстию, причем штифт размещен

5 на запорной игле с возможностью перекрытия выхода каналов вставки при положении запорной иглы на седле, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества распыли- вания топлива, вставка размещена под запорной поверхностью иглы, а каналы вставки

0 сообщают колодец с сопловым отверстием.

2.Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что каналы вставки расположены радиально относительно соплового отверстия.

0

X

S JA

Изобретение относится к двигателе- строению, а именно к устройствам подачи топлива в камеру сгорания. Наиболее эффективно применение форсунки для быстроходных дизелей. Цель изобретения - улуч- шение качества распыла топлива, улучшение его сгорания и экономия топлива за счет лучшего его сгорания. Распылитель топливной форсунки для двигателя внутреннего сгорания содержит полый корпус с соосно выполненным в нем седлом, колодцем и центральным сопловым отверстием, запорную иглу с запорной поверхностью и штифтом, размещенную в полости корпуса с образованием подыгольной камеры и возможностью взаимодействия запорной поверхности с седлом, и вихреобразующее устройство, выполненное в виде полой вставки с каналами треугольного профиля, расположенными по касательной к сопловому отверстию. Причем штифт размещен на запорной игле с возможностью перекрытия выхода каналов вставки при положении запорной иглы на седле. Вставка размещена под запорной поверхностью иглы, каналы вставки сообщают колодец с сопловым отверстием. Каналы вставки расположены радиально отно- сительно соплового отверстия. Каналы вставки выполнены так, что выход по крайней мере одного канала своей нижней точкой расположен на уровне входа соплового отверстия. Сечения каналов могут быть выполнены в виде треугольника, окружности и любого многоугольника. Каналы во вставке могут быть выполнены так, что в горизонтальной плоскости их оси лежат на радиусах соплового отверстия, а в вертикальной плоскости их оси расположены под углом 15-75° к горизонтали в зависимости от требований к форме факела распыла. 1 з. п. ф-лы, 7 ил. SS (Л

Фиг. I

s

/ и/

, 7х //

Фиг. 2

11- ±A

Уровень С

А-А

Фиг.З

А-А

ФигЛ

Б-5

Фиг. 5

6

6-5

Фиг. 6