РАСПЫЛИТЕЛЬ ТОПЛИВНОЙ ФОРСУНКИ

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к распылителям топливных форсунок двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.
Известны многодырчатые распылители с удлиненным корпусом типа DLLA по классификации фирмы R. Bosch для топливных форсунок (http://www.dieselcenter.ru/forum/index.php?act=ST&f=4&t=14&s=7b163188adf3ed689e695d42194acf58). Особенностью удлиненного распылителя является размещение направляющего прецизионного сопряжения «игла - корпус» на удалении от огневой поверхности головки цилиндров с одновременным снижением тепловоспринимающей поверхности корпуса за счет его меньшего диаметра. Этот тип распылителя обладает недостатком: в частности вход топлива в распыливающие отверстия осуществляется из колодца, размещенного ниже уплотняющего пояска запирающего конусного прецизионного сопряжения. В связи, с этим через распыливающие отверстия в период между впрыскиваниями в колодец поступают рабочие газы, что способствует коксованию топлива в распылителе и повышению температуры его корпуса.
Известен многодырчатый укороченный распылитель (Б.Н. Файнлейб «Топливная аппаратура автотракторных дизелей» М: Машиностроение, 1990. - с. 146-149), обладающий значительно более жестким корпусом и относительно короткой иглой, выбранный в качестве прототипа. В этом типе распылителя для устранения попадания рабочих газов в колодец вход в распыливающие отверстия осуществляется непосредственно на уплотняющем пояске запирающего конусного прецизионного сопряжения. Поэтому в период между впрыскиваниями в колодец не могут попасть рабочие газы.
Недостатками этого типа распылителя являются повышенные температурные деформации, а также износ направляющего и запирающего прецизионных сопряжений, обусловленный неуравновешенной радиальной силой давления топлива, ударными нагрузками при посадке иглы на седло корпуса и кавитационными явлениями в распыливающих отверстиях. Отклонение оси иглы от оси корпуса распылителя вследствие неуравновешенной радиальной силы давления топлива сопровождается неравномерным распределением массового расхода между распыливающими отверстиями, и, как следствие, появлением переобогащенных зон в топливной смеси в камере сгорания и неполного сгорания топлива. Появление зон разряжения вследствие резкого поворота потока топлива при движении его вдоль конусной щели между иглой и корпусом на вход в распыливающие отверстия при впрыскивании вызывает кавитационные явления в распыливающих отверстиях.
Задачей и техническим результатом полезной модели является снижение интенсивности кавитационных явлений и неравномерности распределения расхода топлива через распыливающие отверстия при радиальном смещении иглы от продольной оси симметрии корпуса при впрыске топлива.
Технический результат достигается тем, что в распылителе топливной форсунки, содержащем корпус с топливоподводящим каналом и распыливающими отверстиями, иглу, снабженную прецизионным цилиндрическим направляющим элементом и запирающим прецизионным конусом, причем в верхней части конуса выполнен уплотняющий поясок, согласно полезной модели на поверхности запирающего прецизионного конуса ниже уплотняющего пояска выполнена кольцевая полость, профиль которой в продольно-осевом сечении очерчен плавно сопряженными верхней и нижней дугами окружностей с центрами соответственно на оси симметрии иглы и на образующей конуса.
Предложенное техническое решение позволяет уменьшить
неравномерность массового расхода топлива через распыливающие отверстия корпуса, а также скоростей и давлений топлива, протекающего через эти отверстия, за счет создания кольцевой полости на поверхности запирающего конуса.
Кольцевая полость, расположенная на входе топлива в распыливающие отверстия, придает организованный характер движению потока топлива за счет ее профиля и ослабляет интенсивность вихревых течений при впрыскивании топлива, что снижает интенсивность кавитационных явлений.
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен продольно-осевой разрез распылителя форсунки, на фиг. 2 показан узел А на фиг. 1. На фиг. 3 показан профиль кольцевой полости.
Распылитель топливной форсунки дизеля содержит: корпус 1, иглу 2, стержень 3 иглы 2, топливоподводящий канал 4, полость высокого давления 5, направляющий прецизионный элемент 6, запирающий прецизионный конус 7, распыливающие отверстия 8, уплотняющий поясок 9, конусную щель 10, кольцевую полость 11.
Распылитель топливной форсунки дизеля работает следующим образом.
Топливо под высоким давлением поступает по топливоподводящему каналу 4 в полость высокого давления 5, конусную щель 10 и далее в распыливающие отверстия 8. С ростом давления топливо воздействует на дифференциальную площадку иглы 2, которая поднимается, преодолевая усилие пружины (на фигуре не показана). По мере подъема иглы 2 топливо из полости высокого давления 5 устремляется под высоким давлением по конусной щели 10 и, совершая резкий поворот, поступает на вход распыливающих отверстий 8. Благодаря кольцевой полости 11 на запирающем конусе 7 в зоне запирающего сопряжения при движении потока топлива по щели 10 снижается скорость его движения вследствие расширения проходного сечения в объеме полости 11, и интенсивность вихревых течений, формирующих кавитационные зоны. Кольцевая полость 11 на входе в распыливающие отверстия 8 придает организованный характер движению потока топлива. Из распыливающих отверстий 8 топливо поступает в камеру сгорания цилиндра. По мере истечения топлива из распыливающих отверстий 8 давление его падает. Под действием усилия пружины игла 2 опускается, замыкая запирающее сопряжение. При этом прекращается подача топлива в камеру сгорания цилиндра двигателя.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет уменьшить неравномерность распределения скоростей, давлений и массовых расходов топлива между соседними распыливающими отверстиями и снизить уровень кавитационных явлений в распыливающих отверстиях.