Форсунка дизеля с электрическим управлением Советский патент 1992 года по МПК F02M51/00 

фиг 1

Изобретение относится к дизелестрое- нию, в частности х форсункам с электрическим управлением подачей топлива в дизель.

Известна аналогическая форсунка, содержащая корпус с линией высокого давления и аккумулятором, закрепленный на нем сопловой наконечник с посадочным седлом и карманом, запирающий орган с уплотняющим конусом и возвратной пружиной, электромагнитный управляющий привод запирающего органа, включающий электромагнит с сердечником и якорь, прецизионный компенсатор, перемещающийся в направляющей и разгружающий орган от сил давления топлива, дроссель на подводе топлива к карману.

Известна форсунка с электрическим управлением, содержащая корпус, в котором размещен распылитель с сопловыми отверстиями и разгруженным от сил давления топлива подпружиненным запорным органом, контактирующим в замкнутом корпусе с толкателем, снабженным прецизионным элементом и сопряженным с якорем электромагнита, обьемы над толкателем и под запорным элементом сообщены с топливо- подводящей магистралью.

Прототипом к предлагаемому техническому решению является форсунка дизеля с электрическим управлением, содержащая корпус, закрепленный на нем распылитель, имеющий карман, подпружиненную иглу с запорным конусом, распыливающие отверстия и дроссель, размещенные в корпусе электромагнит с якорем, прецизионный компенсатор со штангой, связанной с якорем, расположенной коаксиально относительно него и жестко связанной с иглой распылителя, штуцер слива топлива, аккумуляторную полость, образованную в корпусе, сообщенную со штуцером слива прецизионным компенсатором, при этом аккумуляторная полость также разобщена с карманом распылителя посредством иглы и сообщена с ним через дроссель.

Недостатки форсунки заключаются в относительно малой надежности запорного конуса и ограничениях по габаритам при установке ее на ДВС.

Жесткая сборка подвижных частей конструкции хотя и имеет демпфирующие звенья, но снижает работоспособность запорного конуса иглы вследствие жесткого удара, накладывая ограничения на скорость посадки иглы и площадь контактных поверхностей.

В прототипе электромагнит вместе с катушкой и якорем находится в зоне высокого давления топлива питающей магистрали,

что требует значительные поперечные размеры корпуса форсунки по условиям прочности, ведет к наложению ограничений на применение специальных магнитомягких

материалов электромагнита и, как следствие, к ухудшению быстродействия и точности дозировки цикловой подачи. Значительные поперечные размеры корпуса затрудняют размещение форсунки в го0 ловке (крышке) цилиндров дизелей особенно малых размерностей.

Рассматриваемая форсунка во избежание значительных утечек нуждается в наличии минимальных зазоров прецизионных и

5 сочленяемых деталей, что усложняет конструкцию и повышает требование к точности изготовления.

Быстродействие данной форсунки снижается в результате работы подвижной чзс0 ти электромагнита в топливе, так как жидкость оказывает демпфирующее влияние при движении в ней якоря.

Цель изобретения - увеличение надежности и уменьшение габаритов форсунки.

5 Указанная цель достигается тем, что электромагнит и якорь форсунки расположены между прецизионным компенсатором и штуцером слива, якорь электромагнита подпружинен и имеет возможность переме0 щения относительно штанги, а она снабжена буртом, взаимодействующим с торцом якоря.

При этом дроссель может быть выполнен в виде каналов в игле распылителя.

5 Кроме того, с целью увеличения быстродействия возможна форсунка, у которой каналы в игле выполнены аксиальными, карман распылителя расположен под запорным конусом, а распыливающие отвер0 стия - над ним.

С той же целью для снижения влияния демпфирующего воздействия топлива при движении якоря электромагнита возможна форсунка, у которой между прецизионным

5 компенсатором и якорем размещен сальник, а полость между компенсатором и сальником сообщена со штуцером слива, т.е. якорь осуществляет движение в газовой среде.

0 На фиг. 1 изображена конструкция форсунки; на фиг. 2 - нижняя часть форсунки, дроссель которой выполнен в виде каналов в игле распылителя; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг, 4 - нижняя часть форсунки,

5 каналы в игле которой выполнены аксиальными, карман распылителя расположен под запорным конусом, а распыливающие отверстия - над ним; на фиг. 5 - верхняя часть форсунки, у которой между прецизионным компенсатором и якорем размещен сальник, а полость между компенсатором и сальником сообщена со штуцером слива.

Форсунка содержит сопловой наконечник 1 с распиливающими отверстиями 2 карманов 3, каналом 4 подвода топлива с встроенным в нем дросселем 5, запирающий орган в виде иглы 6 прижатый пружиной 7 к седлу 8, прецизионный компенсатор 9 на штанге, который перемещается по направляющей 10, размещенной в корпусе 11 форсунки, Снабженной аккумулятором 12, электромагнит 13 со стопором 14, обмотку 15 электромагнита, якорь 16, поджатый пружиной 17 и упирающийся в бурт 18 прецизионного компенсатора со штангой 9, гайку 19, сочленяющую сопловой наконечник 1 и корпус 11 форсунки, гайку 20, сочлененную электромагнитом 13 с корпусом 11 форсунки, штуцер 21 слива топлива, ввернутый в электромагнит 13, и штуцер 22 подвода топлива, ввернутый в корпус 11 форсунки.

Форсунка также содержит запирающую иглу 23 с дросселем 24, выполненным в виде каналов в игле распылителя, запирающую иглу 25 с каналом 26 подвода топлива и сальник 27.

Форсунка работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии тока в обмотке 15 и наличии давления топлива на входе в форсунку игла 6 запирает форсунку. Закрытое состояние обеспечивается усилием пружины 7. При равенстве диаметров di игла разгружена от сил давления топлива . Если di 62 , то усилие пружины 7 должно преодолевать силу давления топлива, действующую на иглу со стороны кармана 3.

При подаче на обмотку 15 электромагнита 13 командного электрического импульса якорь 16, преодолевая усилие пружины 7, притягивается к стопору 14 электромагнита 13 и через бурт 18 поднимает иглу 6. В результате форсунка отпирается и осуществляется впрыскивание. Длительность вспрыскивания прямо пропорциональна длительности командного электрического импульса.

По окончании командного электрического импульса игла 6 поддействием пружины 7 возвращается в исходное состояние, при этом распыливающие отверстия 2 и карманы 3 разобщаются и форсунка запирается. Более быстрому возврату иглы способствует перепад давления топлива, обусловленный наличием дросселя 5.

Наличие подвижной связи (якорь-компенсатор) позволяет в момент посадки иглы 6 на седло 8 снять удар якоря 16, который

затем устанавливается в исходное состояние пружиной 17.

Форсунка проста конструктивно, не нуждается в гидроплотности по направляющей иглы и может быть выполнена практически для всего диапазона размерностей дизелей (от автомобильных и тракторных до тепловоз ных и судовых). Последнее достигается за счет обеспечения малых попереч0 ных габаритов нижней части форсунки, определяющей ее монтаж в головке (крышке) цилиндров.

Иглы форсунки может быть значительно облегчена за счет выполнения в ней каналов

5 подвода топлива к карману соплового наконечника, являющихся одновременно дросселем.

Быстродействие форсунки существенно увеличивается при выполнении каналов в

0 игле аксиальными, при этом карман распылителя расположен над запорным конусом, а распыливающие отверстия над ним.

Объясняется такой факт тем, что в этом случае за счет возрастания посадочного ди5 аметра- уменьшается потребная величина хода иглы.

Быстродействие форсунки можно значительно увеличить, если полость магнита, в которой размещен якорь, изолировать от

0 топлива и тем самым уменьшить сопротивление его движению.

Указанное достигается, если между прецизионным компенсатором и якорем разме- щен сальник, а полость между

5 компенсатором и сальником сообщена со штуцером слива.

Путем гибкого регулирования характеристик впрыскивания топлива при помощи предложенной форсунки возможно оптими0 зировать работу широкого класса дизелей на различных режимах работы по эксплуатационным, экономическим и экологическим показателям.

Формула изобретения

5 1. Форсунка дизеля с электрическим управлением, содержащая корпус, закрепленный на нем распылитель, имеющий карман, подпружиненную иглу с запорным конусом, распыливающие отверстия и дроссель, раз0 мещенный в корпусе электромагнит с якорем, прецизионный компенсатор со штангой, связанной с якорем, расположенной коаксиально относительно него и жестко связанной с иглой распылителя, штуцер

5 слива топлива, аккумуляторную полость, образованную в корпусе, сообщенную со штуцером подачи топлива и разобщенную со штуцером слива прецизионным компенсатором, при этом аккумуляторная полость также разобщена с карманом распылителя

посредством иглы и сообщена с ним через дроссель, отличающаяся тем,что,с целью увеличения надежности и уменьшения габаритов форсунки, электромагнит и якорь расположены между прецизионным компенсатором и штуцером слива, якорь подпружинен и имеет возможность перемещения относительно штанги, а она снабжена буртом, взаимодействующим с торцом якоря.

2. Форсунка по п. 1, отличающая- с я тем, что дроссель выполнен в виде каналов в игле распылителя.

3.Форсунка по п. 2, отличающаяся тем, что каналы в игле выполнены аксиальными, карман распылителя расположен под запорным корпусом, а распыливающие отверстия - над ним.

4.Форсунка по пп. , отличающаяся тем, что между прецизионным компенсатором и якорем размещен

сальник, а полость между компенса- тором и сальником сообщена со штуцером слива.

Использование: для подачи топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания с использованием электронного (микропроцессорного) управления и топливного аккумулятора высокого давления. Сущность изобретения: предлагается форсунка с электрическим управлением для системы распределенного импульсного впрыскивания топлива. Электромагнит 13 размещен над встроенным аккумулятором 12 высокого давления и соединяется с иглой 6, имеющей различные варианты каналов подвода топлива, посредством тонкого прецизионного компенсатора 9. В момент закрытия форсунки якорь 16 электромагнита имеет возможность перемещения относительно иглы при посадке ее на седло, чем снижается жесткость удара и повышается работоспособность запорного конуса. Для увеличения быстродействия якорь электромагнита размещается в газовой среде, т.е. снимается демпфирующее влияние топлива на движение якоря. Размещение электромагнитного привода в верхней части форсунки дает возможность обеспечить малые поперечные габариты нижней части форсунки, определяющей ее монтаж в головке (крышке) цилиндров. 5 ил. СлиЬ Ё ON О CJ 00

24 23

фи 2

А А

Фаг 3

фиг 5