ДИЗЕЛЬНАЯ ФОРСУНКА
DIESEL INJECTOR

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам подачи топлива для дизельных двигателей, и может использоваться в качестве топливной форсунки дизеля.
Известна форсунка по патенту RU 2428582 C2, содержащая корпус форсунки и распылитель, выполненную в корпусе форсунки топливную магистраль, размещенный в топливной магистрали обратный клапан, сообщенную с топливной магистралью аккумулирующую полость, размещенный в аккумулирующей полости аккумулирующий поршень с пружиной, корпус распылителя с размещенной в нем иглой форсунки, нагруженной пружиной, размещенной в полости пружины, сообщающейся с топливной магистралью, выполненной в корпусе распылителя подводящей магистралью, сообщающей топливную магистраль с надыгольной полостью иглы форсунки, выполненной в корпусе распылителя, образованную корпусом распылителя и иглой подыгольную полость с выполненными в ней распыливающими отверстиями, с целью уменьшения времени посадки иглы форсунки для обеспечения более резкого окончания подачи топлива и улучшения качества распыливания и смесеобразования, она дополнительно снабжена подвижным упором пружины иглы форсунки, размещенным в полости пружины и имеющим хвостовик, опирающийся на аккумулирующий поршень, выполненный с возможностью взаимодействия через подвижный упор пружины иглы с пружиной иглы форсунки.
Недостатком такой форсунки является невозможность ее использования в современных дизельных двигателях, оснащенных системами питания типа ″Common Rail″, а также длительное время срабатывания и неоптимальные характеристики по подаче топлива вследствие отсутствия электронного контроля за работой форсунки.
Известна также форсунка по патенту RU 2006657 C1, содержащая корпус, распылитель с полостью и сопловыми каналами, связанный с корпусом, канал подвода топлива, сообщенный с полостью распылителя, подпружиненную иглу, размещенную в направляющей полости, образованной корпусом и распылителем, управляющий электромагнит с якорем, втулку с радиальными сквозными отверстиями, установленную в корпусе соосно игле, причем игла размещена с возможностью осевого перемещения и образованием подыгольной полости, связанной с сопловыми каналами, снабжена двуплечим рычагом, установленным в корпусе и шарнирно связанным первым плечом с якорем электромагнита, а вторым плечом с подпружиненной втулкой, размещенной с возможностью перемещения относительно иглы, сопловые каналы выполнены по винтовой линии, игла выполнена с осевым каналом и сообщенным с ним радиальным сквозным каналом и плоской торцовой поверхностью со стороны подыгольной полости, причем игла и втулка установлены с возможностью сообщения подыгольной полости с каналом подвода топлива через осевой и радиальный каналы иглы и радиальные отверстия втулки.
Недостатком такого технического решения является значительное усложнение конструкции форсунки, приводящее к снижению надежности форсунки, а также необходимости учитывать износ многочисленных элементов сложной форсунки при коррекции работы топливной системы двигателя во времени.
Наиболее близким по техническому результату аналогом, принятым за прототип, является форсунка по патенту RU 2150019 C1, содержащая корпус, игольчатый клапан, перекрывающий подачу топлива к распыливающим отверстиям, сопряженный с игольчатым клапаном поршень, диаметр которого больше диаметра цилиндрической направляющей и уплотняющей поверхности игольчатого клапана, управляющую камеру, в которую выходит верхний свободный торец поршня, питаемую топливом через подводящий канал и сообщенную со сливом через сливной канал и нормально закрытый затвор игольчатого управляющего клапана с цилиндрической направляющей поверхностью, сопряженной с соответствующей поверхностью в корпусе управляющего клапана или корпусе форсунки, причем управляющий клапан приводится в действие электрическим приводом, отличающаяся тем, что управляющий клапан соединен с электрическим приводом по боковой поверхности клапана вне ее направляющей и уплотняющей части, на свободном конце управляющего клапана установлена втулка в виде стакана, свободно перемещающаяся вдоль управляющего клапана по сопряженным цилиндрическим направляющим и уплотняющим поверхностям управляющего клапана и втулки, внутренняя полость втулки сообщена каналом, выполненным внутри управляющего клапана, с выходом из управляющей камеры, в корпусе форсунки или в жестко связанных с ним деталях выполнен упор, ограничивающий перемещение втулки по управляющему клапану в противоположную от управляющего клапана сторону, на управляющем клапане выполнен дополнительный нормально открытый затвор, размещенный в подводящем канале топлива в управляющую камеру, причем нормально закрытый затвор выполнен в свободно перемещающейся втулке, а полость втулки, находящаяся за нормально закрытым затвором управляющего клапана, сообщена с каналом слива топлива одним или несколькими отверстиями.
Недостатком такого технического решения является сложность конструкции, а также замедление работы форсунки вследствие наличия большого количества гидравлических сопротивлений в каналах форсунки. Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение быстродействия управляющего клапана форсунки за счет лучшего использования действующих на него гидравлических сил при одновременном упрощении конструкции дизельной форсунки.
Данная задача решается тем, что дизельная форсунка содержит корпус форсунки, управляющий клапан, электромагнит, якорь электромагнита, корпус управляющего клапана, гайку управляющего клапана, колпачок, сливной штуцер, пружину, пружину управляющего клапана, штуцер подачи топлива, фильтр щелевого типа, иглу распылителя, золотник, распылитель, гайку распылителя, центрирующие штифты, уплотнительные элементы, каналы для подачи и слива топлива, при этом игла распылителя выполнена совместно с золотником, жестко связанным с управляющим клапаном, а полость корпуса управляющего клапана соединена двумя отверстиями с линией высокого давления и двумя отверстиями - с линией слива.
Техническим результатом данного изобретения является повышение быстродействия управляющего клапана форсунки и, следовательно, форсунки в целом, упрощение конструкции форсунки, а также снижение массы иглы распылителя за счет оптимального использования гидравлических сил при работе управляющего клапана.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами:
На фиг. 1 - дизельная форсунка, продольный разрез.
На фиг. 2 - вид А (увеличено) при закрытом положении управляющего клапана.
На фиг. 3 - вид А (увеличено) при открытом положении управляющего клапана.
Форсунка содержит корпус 1, корпус управляющего клапана 25, гайку управляющего клапана 2, колпачок 3, сливной штуцер 4, электромагнит 5, якорь электромагнита 6, пружину 7, пружину управляющего клапана 8, штуцер подачи топлива 9, фильтр щелевого типа 10, иглу распылителя 12, выполненную совместно с золотником, распылитель 20, гайку распылителя 14, центрирующие штифты 16 и 17, уплотнительные элементы 11, 15, 18, 19, каналы для подачи (13, 21, 22) и слива (23, 24) топлива, а также управляющий клапан 26. При этом полость корпуса управляющего клапана соединена двумя отверстиями с линией высокого давления поз. 21 и 22 и двумя отверстиями - с линией слива 24 и 23, а клапан-золотник, состоящий из поз. 12 и 26, управляется одновременно электрически и гидравлически, и непосредственно поднимает или опускает иглу распылителя.
Устройство работает следующим образом.
акм
Топливо от гидроаккумулятора (не показан) поступает по штуцеру 9 через фильтр 10 и далее по каналу 13 к распылителю, по каналам 21 и 22 к полости корпуса управляющего клапана. При отсутствии тока в цепи управления электромагнита 5 его якорь 6 под действием пружин 7, 8, а также давления P1, равного давлению в гидроаккумуляторе Р, прижимает иглу распылителя к седлу распылителя. При этом верхняя часть 27 полости корпуса управляющего клапана 25 соединена с гидроаккумулятором посредством топливного канала 21, а нижняя часть 28 полости корпуса управляющего клапана 25 соединена с линией слива штуцера 4 каналом 23, что создает дополнительное прижимное усилие. При подаче напряжения на электромагнит 5 якорь 6, преодолевая усилие пружин 7 и 8, притягивается к нему, сообщая верхнюю часть 27 полости корпуса управляющего клапана 25 со сливным каналом 24 и разобщая с каналом 21. Одновременно, нижняя часть 28 полости корпуса управляющего клапана 25 разобщается с каналом 23 и сообщается с каналом 22 подачи топлива от гидроаккумулятора. При этом разность давлений Δ=P2-P1 ускоряет процесс подъема иглы распылителя, увеличивая быстродействие управляющего клапана и форсунки в целом. Игла распылителя 12 поднимается, и топливо из канала 13 поступает в сопловые отверстия распылителя.
При снятии напряжения с электромагнита 5 якорь 6 под действием пружин 7, 8 перемещается и разобщает линию слива 24 с верхней частью 27 полости корпуса управляющего клапана 25, одновременно сообщая верхнюю часть 27 полости корпуса управляющего клапана 25 с каналом подачи топлива 21. При этом нижняя часть 28 полости корпуса управляющего клапана 25 начинает сообщаться с каналом 23 и разобщается с каналом 21 подачи топлива. Разность давлений Δ=P1-P2 обеспечивает быстрое опускание иглы распылителя. Игла распылителя 12 прижимается к седлу, подача топлива прекращается.