Форсунка для дизеля Советский патент 1992 года по МПК F02M43/04 

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

Известна форсунка для дизеля, распылитель которой состоит из корпуса с двумя каналами для подвода топлива, выходящих в канал, соединяющий их с каналом в игле и имеющий, в свою очередь, выход на запирающий конус с углом при вершине, меньшим угла при вершине конуса седла распылителя, один из каналов распылителя снабжен клапаном.

Недостатком указанного устройства является конструктивное исполнение обратного клапана, расположенного в канале (подвода дополнительного компонента топлива) корпуса распылителя. Оно затрудняет или делает невозможным одновременный с основным топливом подвод дополнительного компонента топлива в проточную часть распылителя. Это ограничивает возможности управления составом впрыскиваемого топлива при использовании данного устройства для дизеля, В случае образования разрывов сплошности в линии высокого давления основного топлива часть дополнительного компонента топлива будет попадать в канал подвода основного топлива корпуса распылителя. Это может существенно исказить пропорции и последовательность подачи основного топлива и дополнительного компонента. Указанные обстоятельства ограничивают возможности повышения эффективности использования топлива в дизеле путем управления его физическими и химическими свойствами,

Известна форсунка для дизеля, содержащая корпус с каналами для подвода основного и запального топлива, пружину, распылитель с каналом для подвода основного топлива к игле в месте проточки, в каждом из которых размещен обратный клапан, предсопловой канал с распыливающи- ми отверстиями, иглу с отверстиями, иглу с отверстиями в проточке для подвода запального топлива к каналу в игле, который, в свою очередь, имеет выход через отверстия, выполненные на поверхности запирающего корпуса и цилиндрической поверхности у основания запирающего конуса иглы.

Недостатками данного устройства являются наличие осевого канала в игле, что приводит к снижению надежности работы форсунки, наличие выходных отверстий из центрального канала на дросселирующую коническую поверхность иглы, что затрудняет вытекание из них дополнительного компонента топлива, наличие отверстий на цилиндрической поверхности к основания

дросселирующего конуса иглы, что приводит к неоправданному повышению степени смешения основного и дополнительного компонентов топлива, снижая качество управления составом впрыскиваемого топлива. Конструктивное выполнение обратных клапанов, размещенных в каналах корпуса распылителя, затрудняет или делает невозможным совместное впрыскивание компо0 нентов топлива. Это ограничивает возможности управления составом впрыскиваемого топлива.

Цель изобретения - повышение точности дозирования впрыскиваемого за цикл

5 топлива.

Поставленная цель достигается тем, что в известной форсунке, содержащей корпус с каналами подвода компонентов основного и дополнительного топлива, имеющими

0 подпружиненные обратные клапаны, закрепленный на корпусе распылитель с коническим седлом и распыливающими отверстиями, подпружиненную запорную иглу с н,правляющей цилиндрической и ко5 ническими запирающей и дросселирующей поверхностями, размещенную в корпусе распылителя с образованием надыгольной и подыгольной полостей, причем угол при вершине конуса запирающей поверхности

0 запорной иглы меньше угла при вершине конуса седла корпуса распылителя, в игле выполнены осевой и радиальные каналы, радиальные каналы одним концом выходят на запирающую коническую поверхность, а

5 другим сообщены осевым каналом с каналом подвода компонентов дополнительного топлива, а подыгольная полость сообщена с каналом подвода компонентов основного топлива, обратные клапаны выполнены с

0 направляющей цилиндрической и конической запорной поверхностями и установлены в каналах подвода компонентов топлива с возможностью регулирования проходного сечения каналов направляющей цилиндри5 ческой поверхностью клапана.

Кроме того, на коническом седле может быть выполнена кольцевая проточка, размещенная на уровне выхода радиальных каналов на запирающую коническую

0 поверхность иглы, кольцевая проточка может быть также выполнена на запирающей конической поверхности иглы, на запирающей конической поверхности иглы могут быть выполнены продольные канавки, сооб5 щающие подыгольную полость с кольцевой полостью между иглой и коническим седлом корпуса распылителя

Повышение надежности и /прощение конструкции достигается тем, что осевой канал подвода топлива выполнен наклонным,

а на направляющей поверхности иглУ выполнена лыска, сообщающая осевой канал с радиальными каналами, расширение возможности управления физическими параметрами и химическими свойствами впрыскиваемого за цикл топлива достигается путем раздельного подвода более двух компонентов топлива, для чего в корпусе форсунки выполнены более двух каналов подвода.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемой форсунки, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2 (в виде развертки); на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2 (в виде развертки); на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 - узел I на фиг. 1.

Форсунка для дизеля имеет корпус 1, в котором выполнены надыгольная полость 2, где размещены пружины 3 и штанга 4, каналы подвода компонентов основного и дополнительного топлива 5, 6 и 7, 8 соответственно в них установлены по одному обратному клапану 9-12, каждый из которых имеет направляющую цилиндрическую и коническую запирающую поверхности 13 и 14, 15 и 16, 17 и 18, 19 и 20, образующих полости 21-24, сообщенные соответствующими каналами 25-28 с над- ыгольной полостью 2. В полостях 21-24 расположены пружины 29-32 соответственно. Каналы 33 и 34 имеют выход на направляющие цилиндрические поверхности 13, 15 и 17, 19 соответственно. На форсунке закреплен корпус 35 распылителя с осевым каналом 36, коническим седлом 37 с кольцевой проточкой 38, предсопловым каналом 39 с распыливающими отверстиями 40, каналом 41, сообщающим канал 33 с карманом 42, соединенным с подыгольной полостью 43 продольным каналом 44, образуемым лыс- кой 45 на направляющей цилиндрической поверхности 46 запорной иглы 47 и осевым каналом 36. На запирающей конической поверхности 48 запорной иглы 47 выполнены продольные канавки 49, сообщающие под- ыгольную полость 43 с кольцевой полостью 50, которая может быть образована или кольцевой проточкой 51 на запирающей конической поверхностью 48 и коническим седлом 37, или запирающей конической поверхностью 48 и кольцевой проточкой 38 на коническом седле 37. В корпусе 35 распылителя также выполнен канал 52, сообщающий канал 34 с кольцевой проточкой 53 на направляющей цилиндрической поверхности 46 запорной иглы 47, в которой выполнен наклонный канал 54, соединяющий кольцевую проточку 53 с полостью 55, образуемый лыской 56, выполненной на направляющей цилиндрической поверхности 46, и осевым каналом 36. Радиальные каналы 57, выполненные в запорной игле 47, сообщают

полость 55 с кольцевой полостью 50, пересечение запирающей и дросселирующей конических поверхностей 48 и 58 соответственно образует ее запирающую кромку 59.

0 Форсунка для дизеля работает следующим образом.

В случае одновременного прихода импульсов давления во все каналы подвода компонентов топлива, выполненных в кор5 пусе форсунки, импульсы давления, распространяясь по каналам 5-8, выполненным в корпусе 1, достигают обратных клапанов 9- 12. В то время, как значения сил от давления жидкости, действующих на обратные клапа0 на 9-12, превысят значения сил от предварительной деформации пружин 29-32 начинается перемещение обратных клапанов 9-12. Открытие канала 34, имеющего выход на цилиндрические поверхности 17 и

5 19 соответствующих обратных клапанов 11 и 12, обеспечивает возможность для взаимного наложения импульсов давления, распространяющихся в компонентах дополнительного топлива, которые поступа0 ют в канал 52, выполненный в корпусе 35 распылителя. По каналу 52 компоненты дополнительного топлива поступают к кольцевой проточке 53 на направляющей поверхности 46 запорной иглы 47 и далее по

5 осевому каналу 54, который может быть выполнен наклонным, проходят в полость 55. Распространяясь в жидкости, заполняющей радиальные каналы 57, импульс давления приходит из полости 55 в кольцевую полость

0 50. Одновременно с открытием канала 34 в линии подвода компонентов основного топлива происходит открытие канала 33, имеющего выход на цилиндрические поверхности 13 и 15 соответственно обрат5 ных клапанов 9 и 10. Это обеспечивает возможность для взаимного наложения импульсов давления, распространяющихся в компонентах основного топлива, которые поступают в канал 41, выполненный в кор0 пусе 35 распылителя. По каналу 41 компоненты основного топлива поступают в карман 42, перетекая в подыгольную полость 43 через продольный канал 44. Распространяясь с жидкости, заполняющей

5 щель между коническим седлом 37 и запирающей конической поверхностью 48, а также продольные канавки49, выполненные на запирающей конической поверхности 48, импульс давления достигает кольцевой полости 50. Происходит взаимное наложение

импульсов давления дополнительного и основного топлива.

Когда сила от давления жидкости, действующего на запорную иглу 47, превысила силу предварительной затяжки пружины 3, передаваемую штангой 4 на запорную иглу 47, запорная игла 47 поднимается. Смесь основных и дополнительных компонентов топлива перетекает через щель между дросселирующей конической поверхностью 58 и коническим седлом 47 в предсопловый канал 39, откуда поступает в распиливающие отверстия 40.

Через некоторый промежуток времени по каналам 5-8 к соответствующим обратным клапанам 9-12 приходят волны разрежения. В то время, как значения сил от деформации пружин 29-32 превысят значения сил от давления жидкости, находящейся соответственно в каналах 5-8, начинается перемещение соответствующих обратных клапанов 9-12. Закрытие канала 34 прекращает поступление в канал 52 компонентов дополнительного топлива. Закрытие канала 33 прекращает поступление в канал 41 компонентов основного топлива. Происходящее в это время впрыскивание смеси основных и дополнительных компонентов топлива вызывает уменьшение давления жидкости, находящейся между запорной иглой 47 и корпусом 35 распылителя. Когда значение силы от давления жидкости, находящейся между запорной иглой 47 и корпусом 35 распылителя, станет меньше значения силы, действующей на штангу 4 от деформированной пружины 3, запорная игла 47 начинает перемещаться в сторону конического седла 37. Впрыскивание топлива прекращается вскоре после того, как запирающая кромка 59 запорной иглы 47 войдет в контакт с коническим седлом 37.

Жидкость, накапливающаяся в полостях 21-24, отводится в надыгольную полость 2 через каналы 25-28. Выполнение выхода канала 33 на направляющие цилиндрические поверхности 13 и 15 обратных клапанов 9 и 10, а канала 34 - на направляющие цилиндрические поверхности 17 и 19 соответствующих обратных клапанов 11 и 12 позволяет обеспечить независимость прихода импульсов давления, распространяющихся в дополнительных и основных компонентах топлива, в кольцевую полость 50, что повышает точность дозирования впрыскиванием за цикл топлива.

Наличие между запирающей конической поверхностью 48 запорной иглы 47 и коническим седлом 37 кольцевой полости 50, размещенной на уровне выхода радиальных каналов 57 и сообщающейся с подыгольной полостью 43 продольными канавками 49, выполненными на запирающей конической поверхности 48, позволяет обеспечить поступление дополнительных

компонентов топлива в подыгольную полость 43 даже в случае, если в процессе работы форсунки вследствие приработки конического седла 37 и запирающей конической поверхности 48 разница между углами

0 при вершинах тих поверхностей окажется равной нулю.

Таким образом, достигается независимость от длительности работы узла форсунки значений гидравлического сопро5 тивления каналов подвода дополнительных компонентов топлива, без чего не может быть обеспечена высокая точность дозирования впрыскиваемого за цикл топлива. Выполнение на направляющей цилинд0 рической поверхности 46 запорной иглы 47 лыски 56, сообщающейся с радиальными каналами 57, наряду с выполнением наклонным ocesoro канала 54, имеющего выходы на лыску 56 и проточку 53, позволяет обес5 печить целостность той части запорной иглы 47, которая имеет контакт со штангой 4, а также сокращение длины канала 54, что повышает надежность работы дизеля и упрощает технологию изготовления запорной

0 иглы 47.

Выполнение в корпусе 1 форсунки, помимо каналов 5 и 7 подвода и каналов 6 и 8 подвода для еще одного основного и допол- нительнрго компонента топлива, позволяет

5 в течение одного впрыскивания изменять соотношение как между компонентами основного, так и между компонентами допол- нительного топлива, что расширяет возможность управления физическими па0 раметрами и химическими свойствами впрыскиваемого за цикл топлива. Формула изобретения 1. Форсунка для дизеля, содержащая корпус с каналами подвода компонентов ос5 новного и дополнительного топлива, имеющими подпружиненные обратные клапаны, закрепленный на корпусе распылитель с коническим седлом и распыливающими отверстиями, подпружиненную запорную иглу с

0 направляющей цилиндрической и коническими запирающей и дросселирующей поверхностями, размещенную в корпусе распылителя с образованием надыгольной и подыгольной полостей, причем угол при

5 вершине конуса запирающей поверхности запорной иглы меньше угла при вершине конуса седла корпуса распылителя, в игле выполнены осевой и радиальные каналы, радиальные каналы одним концом выходят на запирающую коническую поверхность, а

другим сообщены осевым каналом с каналом подвода компонентов дополнительного топлива, а подыгольная полость сообщена с каналом компонентов основного топлива, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности дозирования впрыскиваемого за цикл топлива, обратные клапаны выполнены с направляющей цилиндрической и конической запорной поверхностями и установлены в каналах подвода компонентов топлива с возможностью регулирования проходного сечения каналов направляющей цилиндрической поверхностью клапана.

2,Форсунка по п. 1,отличающаяся тем, что на коническом седле выполнена кольцевая проточка, размещенная на уровне выхода радиальных каналов на запирающую коническую поверхность иглы.

3.Форсунка по п. 2, отличающаяся тем, что кольцевая проточка выполнена на запирающей конической поверхности иглы.

А - А

5

0

4.Форсунка по пп. 2иЗ, отличающая с я тем, что на запирающей конической поверхности иглы выполнены продольные канавки, сообщающие подыгольную полость с кольцевой полостью между иглой и коническим седлом корпуса распылителя.

5.Форсунка по пп. 1-4, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе дизеля и упрощения технологии изготовления запорной иглы распылителя, осевой канал подвода топлива выполнен наклонным, а на направляющей поверхности иглы выполнена лыска, сообщающая осевой канал с радиальными каналами.

6.Форсунка по пп. 1-5, отличающаяся тем, что, с целью расширения возможностей управления физическими параметрами и химическими свойствами впрыскиваемого за цикл топлива путем раздельного подвода более двух компонентов топлива, в корпусе форсунки выполнены более двух каналов подвода.

6-6

На полом корпусе 1 с каналами 33 и 34 подвода основного и дополнительного топлива закреплен корпус распылителя 35 с запорной иглой (ЗИ) 47, нагруженной пружиной 3. Дополнительное топливо подвоW дится к распыливающим отверстиям 40 по наклонному каналу 54, полости 55 и радиальным каналам 57, а основное топливо из кармана 42 - по продольному каналу 44. Полость 55 и продольный канал 44 образованы ласками, выполненными на направляющей поверхности 46 ЗИ 47. В каналах 43 и 34 установлено по одному подпружиненному обратному клапану 9 с направляющей цилиндрической и конической запорной поверхностям 13 и 14с возможностью регулирования проходного сечения каналов направляющей цилиндрической поверхностью 13. Угол при вершине конуса запирающей поверхности 58 2И 47 меньше угла при вершине конуса седла 37 корпуса распылителя 35 5 з.п. ф-лы , 6 ил. (Л С J/ сл о

3 в Фиа Z

14

/

3

Фиг Л

22

фиа.З

Г- Г

Фиг. 5

фиг. 6

58

37