Распылитель форсунки Советский патент 1993 года по МПК F02M61/10 

Изобретение относится к области дви- гзтелестроения и предназначено для впрыскивания топлива в дизель.

Цель - повышение эффективности впрыскивания топлива.

Защищаемый распылитель отличается от прототипа тем, что

ft fK1 Тк2 fno.

Таким образом, защищаемый распылитель является новым.

Сравнение с прототипом и другими техническими решениями в области двигателе- строения не позволило выявить в них признаки, отличающее защищаемое изобретение от прототипа.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В топливной аппаратуре движение топлива является неустановившимся, причем процесс до выходных кромок сопловых от- оерстий в многодырчатых распылителях и до выходной кромки штифта в штифтовых распылителях является волновым. При расчете неустановившегося движения жидкости по волновому уравнению величины прошедшей РПр и отраженной Ротр волн давлений зависят от величины прямой падающей Рпад аолны давления на стык и от площади каналов до и после стыка

РпР (1 а) Рпад: Ротр а Рпад;

f 1 -t- f2

где а- коэффициент отражения стыка; fi и f2 - площади каналов соответственно до и после стыка.

Из системы уравнений (1) видно, что с уменьшением площади канала после стыка увеличиваются коэффициент отражения стыка и величины РПр и Ротр при прочих равных условиях. В прототипе площадь топ- ливоподводящего канала

fT- л dT 2/4 3,14 х22/4 3,14 мм2 меньше площади кольцевого канала, примыкающего к карману,

fici л:(5,22 - 4,52)/4 5,33 мм2.

В дальнейшем этот канал перед запор- нымм конусами распылителя расширяется, рак как диаметр канала в корпусе распылителя оставлен равным 5,2 мм, а диаметр иглы уменьшен до характерного диаметра, равного диаметру основания запорного конуса на мгле

di 3 мм, т.е. к2 л:{5,22 - 32)/4 - 14,6 мм2.

Таким образом, кольцевой канал в прототипе расширяется дважды, т.е. дважды уменьшается величина прошедшей волны давления. Если не учитывать влияние кармана распылителя, считая его одинаковым

0

5

0

5

0

5

0

5

0

0.2

0,453; (4)

для прототипа и для нашего решения, то при прохождении топлива от топливоподводя- щего канала до запорного конуса параметры потока изменяются следующим образом.

После первого стыка

g1 Гт-fKi 3,14-5,33 п„ ,.

а1 fT + т, зТйн-Тзз ° 259 (2)

Рпр1(1 + О) Рпад (1-0,259)Рпад 0,741 Рпэд,(3)

Для второго стыка Рпр1 является падающей волной. После второго стыка

fni-te ,. 5,33- 14,16 f i+fK2 5,33 + 14,16

РпР2 (1 + С0 {1-0.453) Pnpi 0,547 РПР1.(5)

Подставляя Рпр1 из (3) в равенство (5), получаем:

РПР2 - 0,547 РПР1 0,547 0,741 Рпад 0,405 Рпад ,(6)

т.е. при движении топлива от топливоподво- дящего канала до запорного конуса давление топлива уменьшается более чем в 2 раза,

В заявляемом техническом решении из- за того, что

fT fKi Тк2 2:тно,

величина прошедшей волны давления последовательно увеличивается. Соотношение размеров позволяет увеличить давление потока при движении топлива по кольцевой камере, а соотношение fK2 5: fHo позволяет повысить давление в проходной суживающейся конусной щели под,иглой при движении топлива к сопловым отверстиям или к штифту при штифтовых распылителях.

Таким образом, вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что заявляемые соотношения размеров связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг.1,2, На фиг.1 приведены варианты кольцевой камеры, выполненные сужающимися непрерывно и из цилиндрических участков, на фиг,2 приведены варианты, выполненные суживающимися непрерывно из конических участков, а также из конических и цилиндрических участков. На фиг.2 справа игла поднята до упора.

Распылитель содержит запорную иглу 1 и корпус 2, образующие карман 3, кольцевую камеру 4, сужающуюся в направлении к запорным конусам 5 и 6 на игле и корпусе. Сопловые отверстия 7 могут быть выполнены выходящими на запорный конус 6 или колодец 8. В корпусе выполнен топливопод- водящмй канал 9, сообщенный с каналом 10

в корпусе 11 форсунки. Распылитель может быть и штифтовым.

Впрыскивание топлива осуществляется следующим образом.

Впрыскивающим насосом топливо че- рез каналы 10 и 9, карман 3 поступает в кольцевую камеру 4. По мере подъема иглы топливо через кольцевую щель между конусами 5 и 6 поступает к сопловым отверстиям 7; которые выходят на запорный конус или на колодец. Согласно чертежей: fT jrdT2/4- fnl (dKi2 - di2)/4; fK2 JT(dK2 - di2)/4; fHO «

tt{dl - 0,5 ymax Sin T) ymaxSln , где ymax максимальный ход иглы, г-угол запорного конуса. Так как fT fKl fк2 fHO, то происходит постепенное повышение давления при движении топлива от канала 9 к запор- ному конусу, а при дальнейшем движении топлива после fHo дополнительно повыша- ется давление топлива, т.е. повышается эффективность впрыскивания топлива, в то время как в прототипе, как показали расчеты по формулам (1)-(6), давление потока уменьшается более чем в 2 раза до падения на стык сечения fH0.

Таким образом, предлагаемые соотношения размеров распылителя обеспечивают повышение давления впрыскивания, а следовательно, повышение интенсивности и эффективности впрыскивания топлива, т.е. достигается новый технический результат.

Формула и-зобретения 1. Распылитель форсунки для двигателя внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с топливоподводящим каналом, коническим седлом и сопловыми отверстиями и иглу с направляющей и конической запорной частями, размещенную в полости распылителя с образованием надыгольной, подыгольной и кольцевой камер, причем подыгольная камера переходит в кольцевую камеру и сообщена с каналом подвода топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности впрыскивания, распылитель выполнен с соотношением fr fKl тк2 fHO, где fr - площадь проходного сечения топливоподводящего канала; fKi - площадь проходного сечения кольцевой камеры вблизи подыгольной камеры; fk2 - площадь проходного сечения кольцевого канала перед конической поверхностью седла; fHO - площадь проходного сечения между коническими поверхностями иглы и седла,

2.Распылитель по п,1, отличающийся тем, что кольцевая камера выполнена сужающейся непрерывно по направлению движения топлива.

3.Распылитель по п,1, отличающийся тем, ч го кольцевая камера выпбл- нена сужающейся ступенчато по направлению движения топлива.

4.Распылитель по пп,1 и 3, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что кольцевая камера выполнена из цилиндрических участков,

5.Распылитель по пп.1 иЗ, отличаю- щ и и с я тем, что кольцевая камера выполнена из конических участков,

6.Распылитель по пп.1 и 3, отл и ч а ю- щ и и с я тем, что кольцевая камера выполнена из конических и цилиндрических участков.,

UM

Использование: изобретение относится к области двигателестроения и предназначено для впрыскивания топлива в дизель. Цель изобретения - повышение эффективности впрыскивания топлива. Сущность изобретения: распылитель содержит запорную иглу 1 и корпус 2, образующие кольцевую камеру 4, суживающуюся в направлении потока топлива. Распылитель отличается тем, что fr 2:ftci fK2 2: fHO, где fT - площадь проходного сечения топливопод- водящего канала; fid - площадь проходного сечения кольцевой камеры вблизи под- ыгольной камеры 3; f«2 - площадь проходного сечения кольцевого канала 4 перед конической поверхностью седла; fHo - площадь проходного селения между коническими поверхностями иглы и седла. Кольцевая камера 4 может быть выполнена сужающейся ступенчато или непрерывно и может состоять из цилиндрических участков, конических или конических и цилиндрических участков. 5 з.п.ф-лы, 2 ил. 00 го ел 00 ю