УСИЛИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА В ФОРСУНКЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
FUEL PRESSURE BOOSTER IN NOZZLE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к дизельным двигателям внутреннего сгорания, а именно к их топливной аппаратуре. Оно касается подачи топлива к форсунке двигателя внутреннего сгорания.
Известны различные усилители давления топлива, подаваемого к форсунке двигателя, которые показаны в заявках №№19910970 и 10002273, опубликованных в ФРГ, в патентах №№6634336 и 6895935, выданных в США. В качестве более близкого аналога принят усилитель давления топлива, представленный в патенте №6854445, МПК F02M 37/04, выданном в США, содержащий корпус, в котором расположен подпружиненный ступенчатый поршень-мультипликатор. Этот усилитель давления топлива размещен отдельно от головки блока цилиндров двигателя. Подача топлива от усилителя давления к форсунке производится через топливный провод. Однако наличие топливного провода, разжимающегося при повышении в нем давления, приводит к снижению величины давления топлива, поступающего непосредственно в форсунку.
Задача - снижение простыми средствами потерь давления топлива, подаваемого в форсунку, для повышения давления впрыска топлива в цилиндры двигателя с целью улучшения процесса смесеобразования.
Решение задачи обеспечено тем, что в усилителе давления топлива в форсунке двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус, в котором расположен подпружиненный ступенчатый поршень-мультипликатор, корпус усилителя давления установлен в головке блока цилиндров двигателя и закрыт крышкой со штуцером, имеющей осевое отверстие для прохода топлива к форсунке, в упомянутом поршне-мультипликаторе вдоль его оси выполнен ступенчатый канал, в котором расположен подпружиненный обратный клапан, запирающий проход топлива от форсунки в сторону крышки корпуса. Перед запорным элементом обратного клапана установлено его седло, имеющее резьбовое соединение с поршнем. В седле обратного клапана сделаны сквозное осевое отверстие, расположенное напротив запорного элемента обратного клапана для прохода к нему топлива от отверстия в крышке, и боковое отверстие, сообщающее осевое отверстие в седле через отверстие, сделанное в поршне, с полостью в корпусе, в которой расположена возвратная пружина поршня. Полость, в которой расположена возвратная пружина поршня, сообщена через дроссельное отверстие с управляемым сливным клапаном.
При таком выполнении усилителя давления путь топлива от него к форсунке двигателя получается минимальным и фактически без потерь давления. При этом созданный усилитель давления топлива имеет простую и надежную конструкцию.
На фигуре 1 представлен усилитель давления топлива в форсунке двигателя внутреннего сгорания.
На фигуре 2 показан в увеличенном виде участок усилителя давления, в котором расположен поршень-мультипликатор.
Усилитель давления топлива в форсунке двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, выполненный в виде молотка с трубчатым опорным участком 2, вставленным в головку блока цилиндров 3 двигателя (фигура 1). На трубчатый участок 2 корпуса усилителя надета втулка 4 с шестигранной головкой, имеющая резьбовое соединение с головкой блока цилиндров 3 двигателя и примыкающая к серповидным вставкам 5, установленным в кольцевой канавке, сделанной в трубчатом участке 2 корпуса усилителя. Конец трубчатого участка 2 корпуса усилителя давления выполнен коническим и вставлен в воронку, сделанную в корпусе форсунки 6. Напротив этой воронки в корпусе 1 вдоль его оси расположена топливная магистраль 7.
Корпус 1 усилителя давления топлива закрыт крышкой 8, имеющей топливоподводящий штуцер. В крышке 8 в указанном штуцере сделано осевое отверстие 9 для прохода топлива от топливного аккумулятора к форсунке 6. Форсунка 6 снабжена распылителем 10 и электромагнитным управляющим клапаном 11.
В корпусе 1 усилителя давления топлива выполнено ступенчатое осевое отверстие 12, в котором размещен подпружиненный ступенчатый поршень-мультипликатор 13, нагруженный возвратной пружиной 14 (фигура 2). В поршне-мультипликаторе 13 вдоль его оси выполнен ступенчатый канал 15, в котором расположен подпружиненный обратный клапан 16, запирающий проход топлива от форсунки 6 в сторону крышки 8 корпуса. Перед запорным элементом обратного клапана 16 установлено его седло 17, сделанное в виде ступенчатой круглой детали, имеющей резьбовое соединение с упомянутым поршнем 13. В седле 17 обратного клапана 16 сделаны сквозное осевое отверстие 18, расположенное напротив запорного элемента обратного клапана 16 для прохода к нему топлива от отверстия 9 в крышке 8, и дроссельное боковое отверстие 19, сообщающее осевое отверстие 18 в седле 17 с кольцевой полостью 20 в поршне 13, расположенной вокруг цилиндрического участка седла 17 напротив его резьбового участка. Кольцевая полость 20, расположенная вокруг седла 17 обратного клапана 16, сообщена через отверстие 21, сделанное в поршне 13, с полостью 22 в корпусе 1, окружающей шейку 23 поршня 13. Полость 22 вокруг шейки 23 поршня 13, в которой расположена возвратная пружина 14 поршня 13, сообщена через дроссельное отверстие 24 со сливным клапаном 25, имеющим электромагнитное управление. Сливной клапан 25 установлен в чаше, образованной сбоку в корпусе 1 усилителя давления. Он снабжен наконечником 26 для присоединения к нему сливного топливопровода и закрыт крышкой, привинченной к корпусу 1 усилителя давления.
Между торцом шейки 23 поршня 13 и топливной магистралью 7 в корпусе усилителя давления расположена камера 28, используемая для накопления топлива, подаваемого в форсунку под высоким давлением поршнем-мультипликатором.
Подача топлива в форсунку двигателя внутреннего сгорания происходит следующим образом.
При закрытом управляемом сливном клапане 25 до момента его активации топливо от топливного аккумулятора (не показан) под большим давлением, создаваемым топливным насосом, проходит в корпус 1 усилителя давления через отверстие 9 в крышке 8 и поступает через обратный клапан 16 по каналу 15 в поршне 13 и топливной магистрали 7 к форсунке 6. Кроме того, топливо из осевого отверстия 18, сделанного в седле 17, поступает через дроссельное отверстие 19, полость 20 и отверстие 21 в поршне 13 в полость 22, в которой расположена возвратная пружина 14 поршня-мультипликатора 13. Под действием пружины 14 поршень-мультипликатор 13 при отключенном управляемом сливном клапане 25, то есть в закрытом его положении, занимает крайнее левое положение.
При активации электромагнитного клапана 11, управляющего форсункой 6, производится впрыскивание через распылитель 10 топлива в цилиндр двигателя под давлением, равным давлению в топливном аккумуляторе. При окончании активации клапана 11 впрыскивание топлива прекращается, давление в канале 15 и магистрали 7 выравнивается с давлением в топливном аккумуляторе и обратный клапан 16 закрывается.
При необходимости повышения давления топлива при большой нагрузке двигателя производится активация управляемого сливного клапана 25, то есть его открытие, до начала активации электромагнитного клапана 11 форсунки 6, и тогда топливо из полости 22 через дроссельное отверстие 24 перепускается в сливной топливопровод через наконечник 26 сливного клапана 25. Вследствие этого, давление в полости 22 понижается, и поршень-мультипликатор 13 под действием давления на него со стороны крышки 8, преодолевая усилие сжатия пружины 14, сжимает топливо в камере 27 до более высокого давления, которое по топливной магистрали 7 передается к форсунке 6. При этом под действием этого высокого давления обратный клапан 16 остается закрытым. При подаче сигнала на электромагнитный клапан 11 производится впрыскивание форсункой 6 в цилиндр двигателя порции топлива под высоким давлением, превышающим давление в топливном аккумуляторе. При отключении электромагнитного клапана 11 впрыскивание топлива в цилиндр двигателя форсункой 6 через распылитель 10 прекращается. Затем прекращается активация сливного клапана 25, клапан 25 закрывается, давление в полости 22 возрастает и поршень-мультипликатор 13 под действием пружины 14 возвращается в исходное положение.
При таком усилителе давления топлива в форсунке двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с поршнем-мультипликатором, вставленный в головку блока цилиндров двигателя, обеспечено снижение потерь давления топлива, подаваемого в форсунку, что повышает давление впрыска топлива в цилиндры двигателя. Это улучшает процесс смесеобразования и тем самым горение топлива. При этом созданный усилитель давления топлива имеет простую и надежную конструкцию.