РАСПЫЛИТЕЛЬ ФОРСУНКИ
NOZZLE ATOMISER

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к распылителям топливных форсунок двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.
Известен распылитель с удлиненным корпусом типа DSLA..P, по классификации фирмы R. Bosch для топливных форсунок (http://www.dieselcenter.ru/forum/index.php?act=ST&f=4&t=14&s=7b163188adf3ed689e695d42194acf58), имеющий дополнительную направляющую на стержне иглы. Недостатками этого типа распылителя являются: увеличенная масса иглы, интенсивное изнашивание направляющего и запирающего прецизионных сопряжений вследствие отсутствия поворота иглы вокруг оси при впрыскивании топлива, повышенная температура в области распыливающих отверстий вследствие трудностей локального охлаждения запирающего сопряжения иглы, недостаточная жесткость выступающей части корпуса распылителя, что затрудняет размещение повышенного числа распыливающих отверстий распылителя.
Известен распылитель с удлиненным корпусом типа DLLA по классификации фирмы R. Bosch (Patent Number: GB868093 (А). Игла этого распылителя включает направляющую часть и стержень с запирающим конусом. Стержень иглы установлен в корпусе с зазором для обеспечения прохода топлива при впрыскивании его в цилиндр двигателя. На стержне иглы ниже направляющей части выполнены открытые винтовые каналы. Под действием топлива, протекающего по этим каналам, игла проворачивается вокруг своей оси симметрии в момент впрыска топлива в цилиндр.
Недостатком известного распылителя является его невысокая долговечность из-за повышенного износа прецизионных сопряжений иглы с корпусом, объясняющимся тем, что игла при каждом впрыске топлива в цилиндр двигателя поворачивается вокруг оси симметрии на малый угол. Это происходит ввиду малой величины усилия, создаваемого топливом, протекающим по открытым винтовым каналам. Уменьшение этого усилия, осуществляющего поворот иглы, является следствием частичного перетекания топлива из каналов в зазор между стержнем иглы и корпусом распылителя.
Известен распылитель топливной форсунки дизеля, содержащий корпус с топливоподающими каналами, кольцевой полостью высокого давления, отверстиями для иглы и распыливающими отверстиями, иглу, состоящую из направляющей части и стержня с запирающим прецизионным конусом, причем игла снабжена винтовыми каналами, и покрывающую втулку, принятый за прототип (см. патент SU 1765483 - вариант, показанный на фиг. 3 к описанию прототипа). Направляющая часть запорной иглы образована втулкой, что позволяет удлинять винтовые элементы. Прорезь проходит вдоль оси иглы. Конструкция распылителя по патенту SU 1765483 содержит одну направляющую часть, что существенно влияет на достигаемый технический результат. В вариантах распылителя форсунки для дизеля по патенту SU 1765483 прорезь, проходящая вдоль оси иглы, закрыта упорным штифтом, который герметично установлен сверху на втулке в осевом отверстии корпуса для обеспечения герметизации полости в канавках. В этой связи топливо не может циркулировать вдоль направляющей части иглы, образованной втулкой, в направлении к распыливающим отверстиям от места его подвода. Поэтому использование гидродинамической силы для поворота иглы в данном случае невозможно. Винтовые каналы служат как упругая пружина, скручивая иглу на небольшой угол и придавая ей колебательное движение, поворота иглы вокруг ее оси не происходит.
Использование гидродинамической силы для поворота иглы вокруг ее оси возможно только в том случае, когда топливо проходит от входа в канал к его выходу и далее - к распыливающим отверстиям через закрытые винтовые каналы стержня иглы. В распылителе по патенту SU 1765483 топливо через закрытые втулкой винтовые каналы не проходит.
Задачей и техническим результатом предложенного изобретения является создание реактивной гидродинамической силы, действующей тангенциально и обеспечивающей непрерывный поворот иглы вокруг оси симметрии при каждом ее подъеме, что приводит к:
- увеличению долговечности распылителя;
- конкретизации конструкции иглы распылителя;
- повышению уровня технологичности иглы распылителя.
Технический результат достигается тем, что в распылителе топливной форсунки дизеля, содержащем корпус с топливоподающими каналами, кольцевой полостью высокого давления, отверстиями для иглы и распыливающими отверстиями, иглу, состоящую из направляющей части и стержня с запирающим прецизионным конусом, причем игла снабжена винтовыми каналами, и покрывающую втулку, согласно изобретению, игла состоит из двух направляющих частей, сопряжение наружной поверхности покрывающей втулки с отверстием в корпусе выполнено прецизионным, превращающим покрывающую втулку в дополнительную направляющую часть иглы, при этом закрытые винтовые каналы выполнены в дополнительной направляющей иглы.
Покрывающая втулка установлена на стержне распылителя с помощью прессового соединения.
Выполнение иглы распылителя из двух направляющих частей, а сопряжения наружной поверхности покрывающей втулки с отверстием в корпусе - прецизионным, превращающим покрывающую втулку в дополнительную направляющую часть иглы, выполнение закрытых винтовых каналов в дополнительной направляющей иглы, позволяет обеспечить поворот иглы относительно ее оси симметрии на больший угол по сравнению с прототипом за счет увеличения тангенциальной составляющей давления топлива в винтовых каналах при впрыске его в цилиндр двигателя.
Это приводит к значительному увеличению по сравнению с прототипом угла поворота иглы вокруг оси симметрии, что в свою очередь обеспечивает значительное снижение износа прецизионных сопряжений иглы с корпусом, тем самым увеличивая долговечность распылителя дизельной форсунки.
Согласно предложенной конструкции распылителя топливо поступает по топливоподающим каналам в кольцевую полость и далее через закрытые винтовые каналы, выполненные в дополнительной направляющей стержня иглы, и далее поступает к распыливающим отверстиям, т.е. топливо проходит через закрытые винтовые каналы, выполненные в дополнительной направляющей стержня.
Установка втулки на стержне иглы с помощью прессового соединения менее трудоемка по сравнению с неразъемным соединением стержня иглы и втулки по прототипу, и, кроме того, по сравнению с другими видами неразъемных соединений (таких, как электросварка, электронная или лазерная сварка), предложенная конструкция повышает уровень технологичности иглы распылителя.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен разрез продольный распылителя форсунки.
На фиг. 2 - сечение А-А.
На фиг. 3 представлен вырыв Р на фиг. 2.
Распылитель содержит корпус 1 с топливоподводящими каналами 2, кольцевой полостью высокого давления 3 и распыливающими отверстиями 4, иглу 5, состоящую из направляющих частей 6 и 7 и стержня 8 с запирающим прецизионным конусом 9, выполненным на стержне 8, винтовые каналы 10, выполненные на поверхности стержня 8, покрывающую втулку 11, преобразующую каналы на поверхности стержня 8 в закрытые винтовые каналы, сопряжения 12, 13, 14 иглы 5 с корпусом 1, дополнительную направляющую 15. Покрывающая втулка 11 установлена на стержне 8 распылителя с помощью прессового соединения.
Распылитель форсунки дизеля работает следующим образом.
Топливо под высоким давлением поступает по топливоподводящим каналам 2 в кольцевую полость высокого давления 3 и далее в винтовые каналы 10, выполненные на поверхности стержня 8. По мере роста давления топливо воздействует на дифференциальную площадку иглы 5, которая поднимается, преодолевая усилие пружины форсунки (на фигурах не показаны). По мере подъема иглы 5 топливо из кольцевой полости 3 под высоким давлением течет по винтовым каналам 10 стержня 8. Под действием суммарной тангенциальной составляющей давления топлива игла 5 проворачивается относительно оси ее симметрии. Благодаря дополнительной направляющей 15 на стержне иглы 5 увеличивается точность соосности иглы с корпусом 1. Из винтовых каналов 10 топливо поступает к распыливающим отверстиям 4, расположенным в зоне запирающего сопряжения 12 иглы 5 и корпуса 1. Из распыливающих отверстий 4 топливо поступает в полость камеры сгорания цилиндра дизеля. По мере истечения топлива из распыливающих отверстий 4 давление топлива падает. Под действием усилия пружины форсунки игла 5 опускается, замыкая запирающее сопряжение 12. При этом прекращается подача топлива в полость камеры сгорания дизеля.
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет осуществить поворот иглы вокруг оси ее симметрии при впрыскивании топлива в цилиндр на больший угол, чем по прототипу, обеспечивая при этом равномерный износ прецизионных сопряжений иглы и корпуса, что увеличивает долговечность распылителя. Увеличение площади охлаждаемой поверхности стержня иглы за счет установки на нее втулки способствует хорошему отводу тепла от иглы в топливо в прецизионном сопряжении 12.