РАСПЫЛИТЕЛЬ ФОРСУНКИ ДЛЯ ДИЗЕЛЯ
DIESEL ENGINE SPRAY INJECTOR NOZZLE

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системе подачи топлива дизелей преимущественно с непосредственным впрыскиванием топлива в камеру сгорания.
Известен распылитель форсунки для впрыскивания топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с каналом подвода топлива и седлом, носок с колодцем, закручивающее устройство, выполненное в виде последовательно размещенных под колодцем винтовых пазов и камеры закручивания. Запорная игла установлена в полости корпуса распылителя с образованием подыголочной камеры, сообщенной с каналом подвода топлива. Винтовые пазы входят в камеру закручивания и сообщены с колодцем. Распылитель снабжен втулкой. Винтовые пазы выполнены на наружной боковой поверхности носка. Втулка закреплена на носке с образованием камеры закручивания и соплового отверстия между внутренней поверхностью втулки и наружной поверхностью носка. Внутренняя поверхность втулки выполнена суживающейся. Торцовая поверхность носка выполнена в форме конуса с вершиной, направленной к сопловому отверстию. Торцовая поверхность втулки со стороны соплового отверстия снабжена уступом. Суммарная площадь поперечного сечения винтовых пазов составляет 0,6-1,2 от площади проходного сечения соплового отверстия, а отношение максимального внутреннего диаметра втулки к диаметру соплового отверстия изменяется в пределах от 2 до 4. Втулка изготовлена из керамического материала (Патент РФ №2132480, заявл. 20.05.1999, публ. 27.06.1999).
Недостатком распылителя является наличие конической запорной части и дифференциальной площадки. В данной конструкции распылителя давление топлива в конечной фазе процесса впрыскивания ниже, чем давление при подъеме иглы. В результате истечение топлива в конечной фазе происходит при пониженном давлении, что ухудшает качество распыливания топлива и, как следствие, снижается экономичность дизеля. Многократные ударные нагрузки, возникающие при посадке запорного клапана в зоне запорного конуса, приводят к износу конических поверхностей запорного клапана и корпуса распылителя, что снижает срок эксплуатации распылителя.
Из известных, наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является распылитель форсунки, содержащий корпус, снабженный каналом для подвода топлива от линии высокого давления, распыливающие отверстия. Запорный клапан установлен во внутренней полости корпуса распылителя и выполнен с осевым и радиальным каналами. Верхний радиальный канал запорного клапана выполнен в пределах полости высокого давления и соединен топливоподводящим каналом с линией высокого давления. Запорный клапан, запорная часть которого выполнена в виде цилиндра, снабжен в верхней части ограничителем нижнего положения. В нижней части клапан снабжен заглушкой осевого канала. В нижней части корпуса распылителя выполнена подклапанная полость, соединенная топливоподводящим каналом с линией низкого давления системы питания дизеля (Патент РФ №2211363, публ. 27.08.2003. Бюл. №24).
К недостаткам распылителя можно отнести отсутствие центробежного эффекта при впрыскивании топлива, который оказывает положительное влияние на мелкость распыливания топлива, форму и угол раскрытия струи.
Задачей изобретения является повышение топливной экономичности дизеля путем улучшения качества распыливания топлива за счет центробежного эффекта при истечении топлива, а также увеличение срока эксплуатации распылителя, в связи с отсутствием конических запорных поверхностей, которые подвергаются значительными ударными нагрузками.
Задача решается за счет того, что распылитель форсунки для дизеля, содержащий корпус, снабженный каналом для подвода топлива от линии высокого давления, распыливающим отверстием и установленным во внутренней полости корпуса запорным клапаном, запорная часть которого выполнена в виде цилиндра, верхняя часть клапана снабжена ограничителем нижнего положения, в нижней части клапана выполнена кольцевая проточка, согласно изобретению в нижней части запорного клапана выполнены наклонные пазы, а в корпусе распылителя выполнен канал, направленный касательно к кольцевой проточке на запорном клапане, и камера закручивания, заканчивающаяся распыливающим отверстием.
Техническая сущность заявляемого изобретения поясняется фиг.1-3, где показан заявляемый объект - распылитель форсунки для дизеля.
Заявляемый распылитель форсунки для дизеля содержит корпус 1, снабженный каналом 2 для подвода топлива от линии высокого давления в полость 3 распылителя и каналом 4, направленным касательно к кольцевой проточке 10, выполненной в нижней части клапана 8. Канал 4 перекрыт технологической заглушкой 5. В нижней части корпуса 1 выполнена камера закручивания 6, заканчивающаяся распыливающим отверстием 7.
Во внутренней полости корпуса 1 установлен цилиндрический запорный клапан 8, имеющий в верхней своей части ограничитель 9 хода нижнего положения. В нижней части запорного клапана 8 на его цилиндрической поверхности выполнены кольцевая проточка 10 и наклонные пазы 11.
Запорный клапан верхней частью взаимодействует с упругим элементом форсунки в виде винтовой пружины (на чертеже не показано).
Заявленный распылитель форсунки для дизеля работает следующим образом.
Топливо подается по топливоподающему каналу 2 в полость 3 и канал 4. При достижении давления топлива в камере 3 уровня давления начала впрыскивания запорный клапан 8, преодолевая усилия пружины (на чертеже не показана), перемещается вверх и воздействует на ограничитель верхнего положения (на чертеже не показан) и останавливается. В этот момент происходит соединение кольцевой проточки 10 с каналом 4. Топливо из канала 4 и кольцевой проточки 10 по наклонным каналам 11 поступает в камеру закручивания 6 и распиливающее отверстие 7. В камере закручивания распылителя топливо постоянно совершает интенсивное вращательное движение с большой угловой скоростью. По мере продвижения вращающегося топлива к распыливающему отверстию угловая скорость вращения топлива многократно возрастает за счет уменьшения диаметра отверстия. Происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания.
В процессе впрыскивания, за счет движения топлива по наклонным пазам 11, возникает вращательное движение запорного клапана 8. В результате этого износ цилиндрической поверхности клапана 8 в районе канала 4 будет равномерным по всей окружности, что повысит срок эксплуатации распылителя.
При прекращении подачи топлива насосом высокого давления и снижении давления топлива в полости 3 клапан усилием пружины перемещается вниз, перекрывая канал 4. Истечение топлива в цилиндр дизеля прекращается. Перемещение запорного клапана 8 вниз происходит до момента соприкосновения ограничителя хода 9 с корпусом распылителя 1.
Поверхность соприкосновения данных деталей имеет большую площадь, чем у конических поверхностей запорного клапана с запорным конусом. Поэтому удельные ударные нагрузки оказываются значительно ниже, и, как следствие, уменьшение износа взаимодействующих поверхностей. Износ контактных поверхностей ограничителя хода иглы и корпуса распылителя в заявляемой конструкции не влияет на герметичность и гидроплотность распылителя в целом в отличие от распылителей, имеющих коническую запорную поверхность.
Таким образом, использование центробежного эффекта обеспечивает более качественное распыливание топлива, при этом повышается экономичность дизеля, а выполнение запорной части клапана в виде цилиндра повышает надежность и срок эксплуатации распылителя.