Форсунка

 

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет увеличить быстродействие форсунки. Запорный орган 5 с седлом 6 расположен между верхним торцом иглы и подвижным упором с образованием дополнительной надыгольной полости 7. Гидрозапорная камера сообщена с впускным запорным . Слиб (Л со vi 4 СО со

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1377439 А 1 (дц 4 F 02 M 51/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г «<,-,. ir .

"к (54) ФОРСУНКА (57) Изобретение относится к двигате лестроению и поэволяет увеличить быстродействие форсунки. Запорный орган 5 с седлом 6 расположен между верхним торцом иглы и подвижным упором с образованием дополнительной надыгольной полости 7. Гидрозапорная камера сообщена с впускным запорным

СлоР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3989815!25-06 (22) 16.12.85 (46) 29.02.88. Бюл. Ф 8 (71) Воронежский лесотехнический институт (72) Ю.M.Êðîõîòèí и А.А.Тюнин (53) 621.43.038.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1171601, кл. F 02 М 51/00, 1985.

Я.

И

19

Q

1377439 элементом и снабжена вытеснителем топлива. Надыгольная полость сообщена с выпускным запорным элементом.

Запорные элементы управляющего клапана выполнены в виде двух соосно расположенных игл 11, 13, торцовые поверхности которых контактируют между собой и выполнены в виде полусфе-, ры и плоскости. За время цикла в полость 21 и канал 23 подается количество топлива, равное запальной до1

Изобретение относится к двигателестроению и используется в топливной системе двигателя внутреннего сгорания.

Цель изобретения — увеличение бьг- 5 стродействия.

На фиг.l схематически представлена предлагаемая форсунка с запорным органом в гидрозапорной камере; на фиг.2 — то же, с расположенным в ее корпусе управляющим клапаном; на фиг.3 †.то же, с уравновешивающим поршнем управляющего клапана.

Форсунка содержит корпус 1, иглу

2, подвижный упор 3, пружину 4, запорный орган 5, седло 6 запорного органа, подыгольную камеру 7, гидрозапорную камеру 8, управляющий клапан 9. Гидрозапорная камера каналом

10 сообщена с впускным запорным элементом в виде иглы 11 управляющего клапана, а каналом 12 — со сливным запорным элементом в виДе иглы 13.

Подыгольная камера каналом 14 сообщена с аккумулятором. Запорный орган

5 может быть выполнен в виде шара, полусферы, усеченного конуса, нескольких конусов, переходящих один в другой. Он может представлять собой отдельную от иглы 2 деталь или выполняться заодно с ней. Внутри гидрозалорной камеры 8 расположен вытеснитель 15 топлива. Управляющий клапан содержит иглы впускного 11 и сливного 13 запорных элементов, конусные 35 уплотняющие поверхности которых расположены в полостях 16 и 17, электромагнит 18 и возвратную пружину 19. зе двойного впрыскивания, В начале такта впуска открывается обратный клапан, впускной клапан или впускное окно и полость 21 через канал 23 сообщается с цилиндром. Благодаря этому воздух иэ впускного коллектора через канал 22, полость 21 и канал 23 устремляется в цилиндр, подавая в него запальную дозу и в то же время очищая полость 21 от топлива. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.! 2

Якорь 20 электромагнита контактирует с иглой 13, возвратная пружина воздействует на иглы 11 и 13 в сторону закрытия сливного и открытия впускного запорного элемента. Полость

2l электромагнита каналом 22 связана с впускным коллектором дизеля, а каналом 23 — с цилиндром дизеля через обратный клапан (не показан) или с седлом впускного клапана 4-. тактного дизеля впускным окном двухтактного дизеля. Подыгольная камера 7 каналом

24 сообщена с седлом 25 впускного запорного элемента 11. Усеченный конус иглы 13 через шток 26 взаимодействует с поршнем 27, противоположный торец которого каналом 28 связан с топливоподводящим каналом 14, Последний связан каналом 29 с седлом 25 впускного запорного элемента. Канал

12 через выпускной запорный элемент

13 связан со сливным трубопроводом 30. форсунка работает следующим образом, Когда ток в обмотку электромагнита 18 не подается, под действием пружины 19 впускной запорный элемент

11 открыт, а сливной элемент 13 закрыт. Гидрозапорная камера 8 сообщена с подыгольной камерой 7 и аккумулятором. Вследствие того, что площадь иглы 2, на которую действует топливо со стороны гидрозапорной камеры 8, больше дифференциальной площадки подыгольной камеры 7, игла 2 опущена, впрыскивание топлива не происходит.

Полости 16 и 17 запорных элементов

1377439 лость 21 и канал 23 устремляется в цилиндр, подавая в него запальную дозу и в то же время очищая полость 21 от топлива. Когда такт впуска заканчивается, полость 21 снона разобщается с цилиндром дизеля.

) При подаче тока в обмотку электромагнита 18 якорь 20 притягивается, 10 не встречая сопротивления со стороны топлива. Для продувки зазора между якорем и сердечником в корпусе электромагнита могут быть выполнены спе. циальные каналы.

f5 Условие трогания игл 11 и 13 имеет вид

1 акк. макс где и вх ï

Ракк. ма с

Р„(Откуда

° (2) вх г» .с . р

4 а«л!акс

/ 12

+Р .с---4

Полость 21 электромагнита 18 раз-, общена с цилиндром, так как до начала такта впуска в дизеле обратный клапан, впускной клапан (для 4-тактного дизеля) или впускное окно (для

2-тактного дизеля) закрыты, Топливо из полостей !6 и 17 по зазорам между иглами 11 и 13 перетекает в полость

2i, давление в которой равно давлению во впускном коллекторе дизеля.

Количество топлива, поступающего н полость 21 и канал 23, равно

12 я = !!л » Pr) ср Pea с Са (3)

1 где t — время цикла (время от одноЦ го начала такта впуска дизеля до следующего).

Для 4-тактного дизеля время цикла равно ! (7) 01(!! макс Рэл M (8) 60 2

6 ° n

Для двухтактного

t пк.в

С учетом этого (4) 60

«2 60 45

Ч !!л Рг с . Рвп,с .Z (6)

Il к.в где Z — коэффициент тактности, равный для 4-тактного дизеля

1/2, а для 2-тактного

За время цикла s полость 21 и канал 23 подается количество топлива, равное запальной дозе двойного впрыскивания. В начале такта впуска открывается обратный клапан, нпускной

55 клапан или впускное окно и полость

21 через канал 23 сообщается с цилиндром, благодаря чему воздух из нпускного коллектора через канал 22, под

-----к-" !!

4 (9) сообщены с гидроэапорной камерой 8 и аккумулятором.

Для обеспечения плотного закрытия слива должно соблюдаться следующее соотношение сил: д пр 4 " акк,макс р иаметр иглы ll равный ее посадочному диаметру; диаметр поршня 27; максимальное давление топлива в аккумуляторе; усилие пружины 19, где Р „— условие электромагнита 18.

Тогда иэ (7) с учетом (2) получаем

Не препятствует перемещению игл

ll, 13 и давление топлива на их запорные конусы, так как поршень 27, обеспечивает гидранлическую уравновешенность управляющего клапана. Колебания давления топлива в подводящем канале 14 не отражаются на работе управляющего клапана, так как длины каналов 28 и 29 равны между собой.

Впускной запорный элемент !1 закрывается, сливной элемент 13 открывается, Гидрозапорная камера 8 разобщена с аккумулятором и сообщена со сливом.

Давление топлива в гидрозапорной камере резко падает, а в сливной магистрали растет. Условие плотного прижатия эалорного конуса впускного запорного элемента 11 имеет вид

Р + «в

+ эл. м 4 . акк.макс л, с1 к Р и вк

c!!,ìaêñ 4 an,л!акс

2 !! Д р + p

4 сл. ма кс !!p °

1377439 (10) сл л, Я

11 ся:рока

Отсюда с учетом (2) после преобра зов а ний получаем где Рс к — максимальное давление сл. мо кс в сливной магистрали.

Когца усилие топлива со стороны подыгольной камеры 7 становится больше усилия запирания, игла 2 поднимается, сначала встречая только сопротивление топлива, а затем, после контакта с промежуточным упором 3— сопротивление топлива и пружины 4.

Когда игла 2 поднимается на полную высоту, запорный орган 5 садится на осевое седло 6, Слив топлива из полости над седлом 6 прекращается, и 20 давление в ней остается постоянным, не зависящим от продолжительности впрыскивания, и достаточно высоким, равным давлению конца подъема иглы 2.

Слив топлива.из полости под седлом 6 25 продолжается, и давление в ней падает до давления в сливном трубопроводе 30, которое поддерживается на любом желаемом уровне установкой редукционного клапана, Когда ток перестает поступать в обмотку электромагнита 18, под действием пружины 19 впускной запорный элемент 11 открывается, а сливной элемент 13 закрывается. Для этого должно соблюдаться следующее условие: окк.мокс пр

+Р г ! (dï

Р ). сл.мс" кс 4 акк.мокс с!сл

+ Р сл,макс

rpe d« — диаметр иглы 13, равный ее посадочному диаметру.

Из (!1) с учетом (10) после преобразований получаем

Несмотря на то, что во время движения якоря оба запорных элемента управляющего клапана 9 открыты, перетекания топлива из аккумулятора на слив не происходит, так как этому препятствует запорный элемент 5 иглы

2. Вследствие этого давление в гидрозапорной камере 8 начичает расти сразу с момента начала открытия впускного запорного элемента 11 (если запорный элемент 5 иглы 2 отсутствует, давление в гидрозапорной камере начинает расти лишь после то" î, как эффективное прохоцное сечение на впуске становится больше, чем на сливе, для чего иглы 11 и 13 должны . пройти не менее 50Х своего хода),увеличивается скорость нарастания давления в гидрозапорной камере 8 и предельно уменьшается непроизводительный расход топлива на регулирование, Когда давление в гидрозапорной камере 8 возрастает до такого значения, при котором суммарное усилие топлива и пружины становится больше усилия на иглу 2 со стороны подыгольной камеры 7, игла 2 опускается. Насосное действие иглы 2 замедляет скорость ее опускания вследствие роста давления в подыгольной камере 7 и уменьшения скорости нарастания давления в гидрозапорной камере 8, Этому способствуют также явление гидроудара под иглой и некоторое увеличение объема гидрозапорной камеры 8 после отрыва запорного органа 5.от своего седла 6 ° Длина канала 24, со- общающего подыгольную камеру 7 с гицрозапорной камерой 8, не должна. быть больше 50 мм, так как направляющая часть игл 2 форсунок имеет длину 2045 мм. В этом случае подыгольная 7 и гицрозапорная 8 камеры образуют неразделенныи объем, давление в любой точке которого практически одинаково и негативные явления, связанные с насосным действием иглы и гидроударом, исключаются. После посадки иглы 2 впрыскивание топлива прекращается, Таким образом, предлагаемая форсунка обеспечивает увеличение быстродействия.

Формула изобретения

1, Форсунка для двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус с топливным каналом, связанным с аккумулятором, подпружиненную иглу, подыгольн ло камеру, соединенную с топлив1377439 ф ным каналом, гидрозапорную камеру, расположенную над иглой и сообщенную с аккумулятором или сливным трубопроводом при помощи управляющего клапана с впускным запорным элементом, связанным с аккумулятором и выпускным запорным элементом, связанным со еливным трубопроводом, и подвижный упор, установленный между иглой и ее пружиной, отличающаяся тем, что, с целью увеличения быстродействия, форсунка снабжена дополнительным запорным .органом с седлом, расположенным между верхним торцом иглы и подвижным упором с образованием дополнительной надыгольной полости, причем гидрозапорная камера сообщена с впускным запорным элементом, а надыгольная полость — с выпускным запорным элементом.

2. Форсунка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что гидрозапорная камера снабжена вытеснителем топлива.

3. форсунка по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что запорные элементы управляющего клапана выполнены в виде двух соосно расположенных игл, торцовые поверхности которых контактируют между собой и выполнены в виде полусферы и плоскости.

1377439 би gjr косеют wx

В цел

Составитель В.Павлюков

Техред Л Сердюкова Корректор А Зимокосов

Редактор С.Лисина

Заказ 851/25 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4