РАСПЫЛИТЕЛЬ ФОРСУНКИ

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности может использоваться в топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.
Известны многосопловые распылители форсунок с удлиненным корпусом типа DLL и DLLA по классификации фирмы Р.Bosch (Б.Н.Файнлейб Топливная аппаратура автотракторных дизелей - 1990 г. - С 162-168). Основная идея удлиненного распылителя заключается в выносе прецизионной пары "игла - корпус" на максимально возможное расстояние вверх от огневой поверхности головки цилиндров с одновременным снижением тепловоспринимающей поверхности корпуса. Однако конструкция удлиненных распылителей обладает рядом недостатков. Снижение жесткости выступающей части приводит к появлению трещин и уменьшению прочности корпуса. Удлинение иглы отрицательно сказывается на ее устойчивости. Уменьшение диаметра выступающей части корпуса, вопреки ожиданиям, не сопровождается радикальным снижением температуры распыливающих отверстий, не решает проблемы коксования топлива в них и затрудняет размещение повышенного числа распыливающих отверстий распылителя.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является многосопловый укороченный распылитель форсунки (А.П.Черкин и И.И.Резник Дизельная топливная аппаратура - справочник - M. 1963 г. - С 64-67), обладающий значительно более жестким развитым корпусом и относительно короткой иглой. Недостатками этого типа распылителя являются: механические, температурные, монтажные деформации и повышенный износ, вызывающие нарушение соосности иглы и отверстия в корпусе и, как следствие, неустойчивое положение иглы распылителя, обусловленное появлением неуравновешенной радиальной силы давления топлива. Эта сила, действуя в направляющем прецизионном сопряжении на иглу, вызывает непосредственный контакт поверхности иглы с поверхностью корпуса, износ которых вызван упруго-пластическим деформированием при трении. Повышение температуры распылителя сопровождается уменьшением зазора и утечек в направляющем прецизионном сопряжении, которое приводит к увеличению давления впрыскивания и площади его воздействия вследствие изменения геометрических параметров иглы в результате теплового расширения. В итоге, дополнительно (на 16%) повышается радиальная сила давления топлива, действующая на иглу, при увеличении температуры сопряжения на 60%.
Настоящая полезная модель направлена на совершенствование конструкции распылителя для реализации повышенных давлений впрыскивания и обеспечения надежной и долговечной работы распылителя.
Поставленная задача достигается тем, что диаметр направляющей части иглы, сопряженный с направляющей частью корпуса, выполнен равным 4,5 мм, а ее длина - 12 мм, топливоподводящие каналы выполнены под углом к оси корпуса, а полость охлаждения выполнена расширяющейся в направлении сопряжения с иглой части корпуса, кроме того, пять топливоподводящих каналов расположены в корпусе равномерно относительно центра корпуса.
Решение поставленной задачи достигается развитием охлаждающей полости дифференциальной площадки и увеличением числа топливоподводящих каналов, уменьшением длины и диаметра направляющей части иглы.
Заявленное техническое решение позволяет обеспечить развитие охлаждающей полости дифференциальной площадки и увеличение числа топливоподводящих каналов, уменьшение длины и диаметра направляющей части иглы, что приводит к снижению температуры направляющего сопряжения опытного распылителя в среднем на 40°С, а на основе результатов конечно-элементного анализа можно свидетельствовать о том, что уменьшение диаметра с 6 мм до 4,5 мм, длины с 18 мм до 12 мм направляющей части иглы, увеличение диаметра стержня иглы и выполнение полости охлаждения расширяющейся в направлении сопряжения с иглой части корпуса, обеспечивают снижение тепловой и гидродинамической нагруженности направляющего сопряжения, при этом существенно снижается радиальная сила в направляющем сопряжении во всем исследуемом диапазоне изменения среднего эффективного давления дизеля. Таким образом техническое решение позволяет осуществить реализацию повышенных (до 200 МПа) давлений впрыскивания топлива в дизелях высокого форсирования с модифицированной иглой и гидравлическим трактом корпуса.
Заявляемое техническое решение представлено следующим чертежом, где на фиг. представлен разрез объемной модели распылителя форсунки.
Распылитель форсунки содержит: 1 - корпус распылителя, 2 - игла, 3 - направляющая часть иглы, 4 - топливоподводящие каналы в корпусе, 5 - полость охлаждения, 6 - стержень иглы, 7 - запирающее сопряжение, 8 - распыливающие отверстия.
Распылитель форсунки работает следующим образом.
Топливо под высоким давлением поступает по топливоподводящим каналам 4 в полость охлаждения 5, и воздействует на дифференциальную площадку иглы 2, тем самым заставляя подниматься преодолевая усилие пружины (на фиг. не показано) на заданную величину 0.35 мм, по мере подъема иглы 2 топливо из полости охлаждения 5 устремляется к распыливающим отверстиям 8, расположенным ниже запирающего сопряжения 7 иглы 2 корпуса. Из распыливающих отверстий 8 топливо поступает в камеру сгорания, по мере истечения топлива из распыливающих отверстий 8 давление топлива падает, и под действием усилия пружины игла 2 перемещается в запирающее сопряжение 7, тем самым прекращая подачу топлива в камеру сгорания.
Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает повышенные давления впрыскивания и надежную долговечную работу распылителя, за счет уменьшения длины с 18 мм до 12 мм и диаметра с 6 мм до 4,5 мм направляющей части иглы для снижения радиальной силы в сопряжении и удаления от огневой поверхности головки цилиндров, увеличение диаметра стержня иглы для сохранения ее жесткости, развитие охлаждающей полости дифференциальной площадки приводят к снижению температуры направляющего сопряжения распылителя в среднем на 40°С, увеличение числа топливоподводящих каналов до пяти - для интенсификации локального охлаждения стержня иглы и корпуса распылителя, уменьшение хода иглы с 0,45 мм до 0,30 мм - для снижения пути трения в сопряжении, а так же изменение геометрических параметров иглы приводит не только к снижению радиальной силы в направляющем сопряжении, но и уменьшает почти в 1,5 раза ее массу и, как следствие, осевую силу в запирающем сопряжении.