Форсунка для подачи топлива в дизельный двигатель Советский патент 1992 года по МПК F02M61/10 

Изобретение относится к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания и предназначено для подачи топлива в камеру сгорания дизеля.

Известны аналоги - форсунка для подачи топлива в дизель, содержащая корпус с каналами подвода топлива, закрепленный на нем распылитель и расположенную в сквозном цилиндрическом отверстии корпуса распылителя подпружиненную иглу, снабженную запорным корпусом, ниже которого на продолжении (удлинении) иглы выполнены винтовые канавки для организации вихревого движения впрыскиваемого топлива, пружину для нагружения иглы и расположенную в корпусе камеру для размещения пружины.

Недостатками этой форсунки являются большие энергозатраты (потери давления топлива) на формирование факела топлива заданной формы и степени дисперсности за счет организованных вихревых движений топлива в винтовых канавках на удлинении иглы распылителя. Кроме того, форсунка отличается сложностью технологии изготовления, высокой себестоимостью. Недостатком этой форсунки также является необходимость уплотнения штока иглы форсунки для предотвращения просачивания топлива в полость над иглой и трудности регулировки начала подъема иглы в зависимости от нагрузки.

Известна форсунка для подачи топлива в дизель, содержащая полый корпус с каналами для подвода топлива, закрепленный на корпусе распылитель с соосным сквозным цилиндрическим отверстием и седлом, силовую пружину, размещенную в полости корпуса, нагруженный силовой пружиной запорной элемент в виде тарельчатого клапана со стержнем, размещенным в сквозном цилиндрическом отверстии распылителя, Запирающий орган, регулируя размеры дросселирующего сечения, участвует в распределении топлива по объему камеры сгорания. На боковой поверхности стержня выполнены винтовые канавки и сообщены с полостью корпуса. Стержень открывается в направлении движения истечения топлива.

Недостатками этой форсунки являются трудности регулировки начала подъема иглы в зависимости от нагрузки. Кроме того, абсолютный уровень скоростей истечения и качества распыливания в сравнении с истечением через сопла невысок. Клапанная форсунка из-за воздействия высоких резко изменяющихся температур в цилиндре дизеля имеет неблагоприятные условия работы запирающего клапана, а также

ограниченность обеспечиваемого качества распыливания и смесобразования, включая и формы топливной струи.

Цель изобретения - улучшение равно5 мерности распределения топлива по объему камеры сгорания.

Указанная цель достигается тем, что форсунка для подачи топлива в дизельный двигатель, содержащая полый корпус с ка0 налом подвода топлива, закрепленный на корпусе распылитель с соосным сквозным цилиндрическим отверстием и седлом, силовую пружину, размещенную в полости корпуса, нагруженный силовой пружиной запорный

5 элемент, выполненный в виде тарельчатого клапана со стержнем, прецизионно размещенным в сквозном цилиндрическом отверстии распылителя с возможностью образования распыливающего канала между

0 седлом и тарелкой клапана и отверстия в направлении движения тока топлива, и винтовые канавки, выполненные на боковой поверхности стержня и сообщенные с полостью корпуса, согласно изобретению,

5 винтовые канавки выполнены с переменным углом наклона и сообщены с распыли- вающим каналом своим выходом.

Указанная цель достигается также тем, что выходы винтовых канавок выполнены на

0 разных высотах от тарелки клапана с возможностью последовательного начала открытия канавок.

Указанная цель достигается также тем, что винтовые канавки выполнены с пере5 менной площадью поперечного сечения, убывающей в направлении движения топлива.

Указанная цель достигается также тем, что винтовые канавки на боковой поверхно0 сти стержня выполнены с треугольным, пря- моугольным, полукруглым или трапецеидальным профилем сечения.

Сущность изобретения разъясняется чертежами.

5 На фиг. 1 изображена форсунка для подачи топлива в дизель, продольный разрез; на фиг.2 - продольный разрез форсунки в зоне распылителя форсунки, у канавки которого выполнены с переменным углом накло0 на на боковой поверхности стержня, а выходы их размещены на различном расстоянии от тарелки клапана; на фиг.З показан продольный разрез форсунки в зоне распылителя, у которого винтовые канавки выпол5 нены с переменной площадью поперечного сечения, убывающей в направлении движения топлива; на фиг.4 изображен продольный разрез форсунки в зоне распылителя, у которого канавки с переменным углом наклона на боковой поверхности стержня выполнены профильными (прямоугольными, треугольными, полукруглыми и трапецеидальными).

Форсунка содержит полый корпус 1 с каналом подвода топлива 2, закрепленный на корпусе распылитель 3 с соосным сквозным цилиндрическим отверстием 4 и седлом 5, силовую пружину 6, размещенную в полости корпуса 1, нагруженный силовой пружиной 6, выполненный в виде тарельчатого клапана 7 со стержнем 8, прецизионно размещенным в сквозном цилиндрическом отверстии 4 распылителя 3 с возможностью образования распыливающего канала между седлом 5 и тарелкой клапана 7, открывающейся в направлении движения топлива. На боковой поверхности стержня 8 выполнены винтовые канавки 9, сообщенные с полостью корпуса 1. Винтовые канавки 9 выполнены с переменным углом наклона для поворота струй топлива в камере сгорания по мере спускания тарельчатого клапана 7 от посадочного седла 5. Тарельчатый клапан 7 прижимается к посадочному седлу 5 силовой пружиной 6, регулируется изменением количества топлива,

Поворот топливных струй при подаче топлива в камеру сгорания зависит от угла наклона винтовых канавок 9 в каждый момент времени выхода канавок 9 с переменным углом наклона из корпуса распылителя 3. Профилирование канавок 9 (требуемый угол наклона) зависит от требований рабочего процесса дизеля к степени поворота топливных струй от величины нагрузки, определяющей величину опускания стержня. 8. При повороте топливных струй в камере сгорания дизеля по мере опускания стержня 8 нет необходимости создания вихревого движения воздушного заряда, что уменьшает потери мощности на насосные ходы и способствует увеличению эффективного коэффициента полезного действия. Поворот топливных струй в камере сгорания зависит от изменения угла наклона винтовой канавки и величины опускания стержня 8. Кроме того, по мере опускания стержня 8 происходит уменьшение сопротивления перетеканию топлива из полости корпуса 1 в камеру сгорания двигателя из-за уменьшения длины винтовых канавок с переменным углом наклона.

Форсунка для подачи топлива в дизель работает следующим образом.

При подаче топлива от нзсоса высокого давления топливо по каналу 2 поступает в полость корпуса 1. Топливо под давлением заполняет канавки 9 с переменным углом наклона, воздействует на дифференциальную площадку стержня 8, вызывая его перемещение вниз.

Когда тарелка клапана 7 отходит от посадочного седла 5. начинается впрыскивание топлива в камеру сгорания дизеля, причем по мере опускания стержня 8 происходит поворот топливных струй относительно камеры сгорания и уменьшается сопротивление прохождению топлива по

канавкам с переменным углом наклона из- за уменьшения длины каналов.

После отсечки подачи топлива давление топлива в полости корпуса 1 падает и под воздействием усилия пружины 6 и давления

газов в цилиндре происходит возвращение тарелки клапана 7 на посадочное седло 5 распылителя 3. Подача топлива в дизель прекращается.

Для подачи топлива в камеру сгорания

дизеля на базовой поверхности стержня распылителя выходы винтовых канавок выполнены на разных высотах от тарелки клапана 7 hi, П2, Нз и т.д., что дает возможность последовательного открытия канавок и изменения количества топлива, поступающего в камеру сгорания дизеля.в зависимости от требований, предъявляем ых к рабочему процессу дизеля. Кроме того, известно, что давление топлива в полости в начальный

момент подачи топлива небольшое, поэтому для создания необходимого качества рас- пыливания топлива необходимо, чтобы расход топлива был небольшой, а по мере увеличения давления он увеличивается,

что и обеспечивается последовательным открытием канавок с переменным углом наклона.

Предложенное техническое решение позволяет получать различные законы подачи топлива. Например, можно осуществить большую подачу по количеству топлива в начальный момент времени с последующим ее уменьшением к концу подачи за счет того, что канавка 9 с переменным углом наклона,

выполненные на боковой поверхности стержня 8, снабжены переменной площадью эффективного сечение,

Таким образом, технико-экономический эффект от предлагаемого технического решения заключается в том, что выполнение на боковой поверхности стержня 8 канавок 9 с переменным углом наклона позволяет улучшить равномерность распределения топлива за счет поворота топливных струй

в камере сгорания дизеля, что исключает необходимость создания вихревого движения воздушного заряда, способствует улучшению процесса смесеобразования и сгорания, и, как следствие, улучшаются

экономические и экологические показатели дизеля.

Формула изобретения 1. Форсунка для подачи топлива в дизельный двигатель, содержащая полый корпус с каналом подвода топлива, закрепленный на корпусе распылитель с со- осным сквозным цилиндрическим отверстием и седлом, силовую пружину, размещенную в полости корпуса, нагруженный силовой пружиной запорный элемент, выполненный в виде тарельчатого клапана со стержнем, прецизионно размещенным в сквозном цилиндрическом отверстии распылителя с возможностью образования рас- пыливающего канала между седлом и тарелкой клапана и открытия в направлении движения потока топлива, и винтовые канавки, выполненные на боковой поверхности стержня и сообщенные с полостью корпуса, отличающаяся тем, что, с целью улучшения равномерности распределения топлива, винтовые канавки выполнены с переменным углом наклона и сообщены с распыливающим каналом своим выходом.

2.Форсунка поп. 1, отличающаяся тем, что выходы винтовых канавок выполнены на разных высотах от тарелки клапана.

3.Форсунка по пп.1 и 2, отл ича юща- я с я тем, что винтовое канавки выполнены с переменной площадью поперечного сечения, убывающей в направлении движении топлива.

4.Форсунка по пп.1-3, отличающаяся тем, что винтовые канавки выполнены с треугольными профилем сечения.

5. Форсунка по пп.1-3, отл ича юща- я с я тем, что винтовые канавки выполнены с прямоугольным профилем сечения.

6.Форсунка по пп.1-3, отл ича юща- я с я тем, что винтовые канавки выполнены

с полукруглым профилем сечения.

7.Форсунка по пп.1-3, отл ичающа- я с я тем, что винтовые канавки выполнены с трапецеидальным профилем сечения.

Использование: топливная аппаратура двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: форсунка содержит полый корпус 1 с каналом подвода топлива 2, закрепленный на корпусе.распылитель 3 с соосным сквозным цилиндрическим отверстием 4 и седлом 5, силовую пружину 6, размещенную в полости корпуса 1, нагруженный силовой пружиной запорный элемент, выполненный в виде тарельчатого клапана 7 со стержнем 8, прецизионно размещенным в сквозном цилиндрическом отверстии 4 распылителя 3 с возможностью образования распиливающего канала между седлом 5 и тарелкой клапана 7 и открытия в направлении движения потока топлива и винтовые канавки 9, выполненные на боковой поверхности стержня 8 и сообщенные с полостью корпуса 1. 6 з.п. ф-лы, 4 ил, (Л о 00 XI ю

9

А-А

фиг.З