Распылитель штифтовой форсунки с тепловой защитой Советский патент 1992 года по МПК F02M53/04 

Изобретение относится к топливовпры- скивающей аппаратуре систем подачи топлива для двигателей внутреннего сгорания, а именно к штифтовым форсункам со средствами тепловой защиты.

Известен распылитель форсунки дизеля типа Брайс, содержащий корпус, накидную гайку с уплотнительным элементом из термостойкого материала, установленную в корпусе с образованием теплозащитной полости.

Данный распылитель позволяет поддерживать приемлемые условия охлаждения распылителя, однако в реальных условиях эксплуатации и производства невозможно обеспечить надежного уплотнения накидной гайки из-за сложного подбора размеров уплотнительного элемента. Кроме того, конструкция данного распылителя достаточно сложна и не может исключить появление новых усилий при монтаже распылителя и его эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению является распылитель штифтовой форсунки, содержащий корпус, накидную гайку с теплозащитным экраном, установленную на корпусе с образованием теплозащитной полости между торцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью теплозащитного экрана и возможностью перемещения относительно продольной оси корпуса распылителя, кольцевой упругий элемент с кольцевой канавкой, выполненной на торцовой поверхности упругого элемента и ориентированной своей внутренней поверхностью к торцу корпуса распылителя, размещенный в теплозащитной полости с образованием кольцевой полости, ограниченной торцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью канавки упругого элемента.

В собранной форсунке, когда гайка распылителя с теплозащитным экраном завернута до упора с определенным усилием по резьбе корпуса форсунки, упругий элемент деформируется на некоторую величину, плотно прижимаясь соприкасающимися поверхностями к торцам распылителя и теплозащитного экрана. В местах соприкосновения упругого элемента поверхности герметизируются и за счет этого ограничивается попадание горячих газов из камеры сгорания на поверхность распылителя.

Данный распылитель с тепловой защитой при достаточно качественном выполнении упругого элемента существенно ограничивает теплоотвод к распылителю от горячих газов камеры сгорания и в значительной степени уменьшает площадь контакта распылителя с горячими газами.

Однако в условиях массового производства и технического обслуживания форсунок с известным распылителем возникают значительные технологические трудности

по обеспечению качественного выполнения уплотняющих поверхностей, включая и их параллельность, упругого кольцевого элемента с кольцевой канавкой и сохранению упругих свойств кольца при повышении температурных условий во время работы двига- теля. Это приводит к неполной герметизации в местах соприкосновения кольца с торцами распылителя и экранирующего кожуха, проникновению горячих газов к торцовой и боковой поверхностям распылителя, снижению эффекта тепловой защиты и, в конечном итоге, к снижению надежности и долговечности распылителя и форсунки.

Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения эффективности тепловой защиты распылителя штифтовой форсунка.

Постэвленная цель достигается тем, что

в распылителе штифтовой форсунки с тепловой защитой для дизеля, содержащей корпус, накидную гайку с теплозащитным экраном, установленную в корпусе с образованием теплозащитной полости между

торцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью теплозащитного экрана и возможностью перемещения относительно продольной оси корпуса распылителя, кольцевой упругий элемент с кольцевой канавкой, выполненной на торцовой поверхности упругого элемента и ориентированной своей внутренней поверхностью к торцу корпуса распылителя, размещенный в теплозащитной полости с образованием кольцевой полости, ограниченной горцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью кольцевой канавки упругого элемента, распылитель штифтовой форсунки снабжен кольцевым теплозащитным экраном из термостойкого пластически деформируемого материала, размещенным в кольцевой полости с возможностью деформации при перемещении накидной гайки, причем внутренний объем кольцевой канавки упругого элемента не превышает объема теплоизоляционного элемента в недеформируемом состоянии, а отношение площади поперечного сечения теплоизоляционного элемента в недеформируемом состоянии к

площади поперечного сечения кольцевой канавки упругого элемента составляет 1-2.

При этом кольцевой теплоизоляционный элемент распылителя форсунки может быть выполнен из фторопласта.

На фиг. 1 изображен распылитель штифтовой форсунки в сборе; на фиг. 2 - устройство тепловой защиты распылителя штифтовой форсунки, исходное положение; на фиг. 3 - то же, рабочее положение.

Распылитель содержит корпус 1 с кольцевым теплоизоляционным элементом 2 из термостойкого пластически деформируемого материала, размещенный между кольцевым упругим элементом 3 и торцом 4 корпуса 1 распылителя.

Накидная гайка 5 с теплозащитным экраном 6 установлена на корпусе 1 распылителя с образованием теплозащитной полости 7 между торцом 4 корпуса 1 распылителя и внутренней поверхностью 8теплозащитного экрана 6. В кольцевом упругом элементе 3 выполнена кольцевая канавка 9, ограничивающая кольцевую полость 10. Внутренний объем кольцевой канавки 9 упругого элемента 3 не п ревы шает объема теп- лоизоляционного элемента 2 в недеформированном состоянии, а отношение площади поперечного сечения теплоизоляционного элемента 2 в недеформированном состоянии площади к поперечному сечению кольцевой канавки 9 упругого элемента 3 находится в пределах 1-2. Кольцевой теплоизоляционный элемент 2 может быть выполнен из фторопласта (например, марки Ф-4). При зтом корпус 1 распылителя по наибольшему диаметру центрируется в гайке 5 по оси. Гайка 5 распылителя может выполняться как за одно целое с теплозащитным экраном 6, так и из отдельных деталей.

Сборка осуществляется следующим образом.

Теплоизоляционный элемент 2 из термостойкого пластически деформируемого материала в свободном состоянии устанавливается в кольцевую полость 10 между упругим элементов 3 и торцом 4 корпуса 1 распылителя. Упругий элемент 3 размещается на внутренней поверхности 8 теплозащитного экрана 6 гайки 5 распылителя, При закорачивании гайки 5 торец 4 корпуса 1 упирается в теплоизоляционный элемент 2 и деформирует его, заполняя свободное пространство между торцом 4 и упругим элементом 3. При полностью завернутой гайке 5 распылителя торец 4 корпуса 1 де- формируеттеплоизоляционный элемент 2, а также на некоторую величину деформирует упругий элемент 3, который прижимается к торцу 4 корпуса 1 и к внутренней поверхности 8 теплозащитного экрана 6. В результате пластической деформации материала теплоизоляционного элемента 2 плотно заполняется кольцевая полость 10. Если отношение площадей поперечных сечений элемента 2 в недеформированном состоянии и кольцевой канавки 9 больше единицы, то часть эластичного материала в процессе его

деформации выйдет за пределы упругого элемента 3, заполнив с одной стороны пространство между наружной боковой поверхностью элемента 3 и внутренней боковой поверхностью теплозащитного экрана 6, с

0 другой стороны - свободное кольцевое пространство вокруг отверстия в упругом элементе 3. При этом плотно заполняются и незначительные неплотности по двум соприкасающимся поверхностям между тор5 цом 4 корпуса 1 распылителя и упругим элементом 3.

Плотное заполнение пространства между упругим элементом 3, торцом 4 корпуса 1 распылителя и боковой поверхностью теп0 лозащитного экрана 6 гайки 5 обеспечивает надежную герметизацию стыков между упругим элементом 3 и торцом 4 корпуса 1 распылителя, полностью исключая доступ горячих газов из камеры сгорания к боковой

5 поверхности корпуса 1 и к части его торцовой поверхности 4, защищенной упругим элементом 3.

Теплоизоляционный элемент 2, покрывая торец 4 корпуса 1 распылителя, обеспэ0 чивает дополнительную теплоизоляцию за счет низкого коэффициента теплопроводности. Термостойкость теплоизоляционного элемента 2 является необходимым признаком для обеспечения надежной тепловой за5 щиты распылителя в процессе длительной работы. Использование элемента 2 из пластически деформируемого материала позво- ляет снизить требования к качеству изготовления кольцевых упругих элементов

0 3 как с точки зрения точности обеспечения размеров и качества выполнения всех трех уплотняющих поверхностей кольца, так и с точки зрения сохранности упругих свойств в процессе длительной работы при воздей5 ствии повышенных температур.

В оптимальной степени цель будет достигаться при условии обеспечения отноше- ния площадей поперечных сечений теплоизоляционного элемента 2 в недефор0 мированном состоянии и кольцевой канавки 9 в пределах 1-2. Эти пределы установлены экспериментально. При этом абсолютная величина отношения в каждом конкретном случае зависит от требований к

5 качеству изготовления деталей устройства, особенно упругого элемента 3 и свойств материала, из которого изготовлен теплоизоляционный элемент 2. При достаточно высоких требованиях по качеству изготов- ления деталей устройства и ограниченной

текучести используемого материала отношение поперечных сечений может быть близким к единице. При сниженных требованиях по качеству выполнения деталей устройства и повышенной текучести используемого материала поперечное сечение элемента 2 в недеформированном состоянии должно быть увеличенным и отношение соответственно также будет увеличиваться. При отношениях поперечных сечений теплоизоляционного элемента 2 в недеформированном состоянии и кольцевой канавки 9 более двух объем деформируемого материала, выдавливаемый за пределы упругого элемента 3 при поджатии гайки распылителя во время сборки форсунки, становится настолько большим, что создаваемое при этом усилие на торце распылителя деформирует нижнюю часть корпуса 1 распылителя, увеличивая несоос- ность между направляющей частью и запирающим конусом корпуса 1 распылителя. При этом ухудшается подвижность иглы, снижая ресурс распылителя, а при значительных деформациях корпуса 1 может при- вести к заклиниванию иглы в запирающем конусе и снижению надежности распылителя, а поэтому отношение не может быть более 2. Желаемая термостойкость пластически деформируемого материала не ниже 200-250 С и зависит от уровня форсирования дизеля по среднему эффективному давлению в цилиндре, а также расположения форсунки в головке цилиндров относительно камеры сгорания дизе- ля.

В качестве материала упругого элемента 3 можно использовать сталь 65 ГА.

Формула изобретения 1. Распылитель штифтовой форсунки с тепловой защитой, содержащий корпус, накидную гайку с теплозащитным экраном, установленную на корпусе с образованием теплозащитной полости между торцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью теплозащитного экрана и возможностью перемещения относительно продольной оси корпуса распылителя, кольцевой упругий элемент с кольцевой канавкой, выполненной на торцовой поверхности упругого элемента и ориентированной своей внутренней поверхностью к торцу корпуса распылителя, размещенный в теплозащитной полости с образованием кольцевой полости, ограниченной торцом корпуса распылителя и внутренней поверхностью кольцевой канавки упругого элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения тепловг-й защиты, распылитель снабжен кольцевым теплоизоляционным элементом из термостойкого пластического деформируемого материала, размещенным в кольцевой полости с возможностью деформации при перемещении накидной гайки, причем внутренний объем кольцевой канавки упругого элемента не превышает объема теплоизоляционного элемента в недеформированном состоянии, а отношение площади поперечного сечения теплоизоляционного элемента в недеформированном состоянии к площади поперечного сечения кольцевой канавки упругого элемента составляет 1-2.

2 Распылитель по п 1,отличают, и- й с я тем, что кольцевой теплоизоляционный элемент выполнен из фторопласта

Изобретение относится к двигателест- роению, а именно к системам подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания, и позволяет повысить надежность. Распылитель содержит корпус 1, с которым контактирует кольцевой теплоизоляционный элемент 2 из термостойкого упруго деформируемого материала, например из фторопласта, размещенный между кольцевым упругим элементом 3 и торцом 4 корпуса 1 распылителя. Упругий элемент 3 установлен на внутренней поверхности 8 теплозащитного экрана 6. Теплоизоляционный элемент 2 с упругим элементом 3 поджимается к торцу 4 корпуса 1 распылителя накидной гайкой 5, связанной резьбовым соединением с корпусом 1. Отношение площадей поперечных сечений элемента 2 в недеформированном состоянии и кольцевой канавки 9 упругого элемента 3 распылителя составляет 1-2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. О Ч ел ю 1 4 10 3 5 фиг 1

фиг.2

7 10 3

8 3

фиг.З