ФОРСУНКА МНОГОТОПЛИВНОГО ДИЗЕЛЯ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к двигателестроению, и может быть использована при производстве дизелей.
Известна форсунка для дизеля, которая содержит корпус с каналами для подвода жидкого - запального и газового - основного топлив, распылитель с каналами подвода газового - основного топлива, сообщенным с полостью кармана между корпусом распылителя и поверхностью подпружиненной иглы, и с каналом подвода запального топлива, сообщенным с центральным осевым каналом и радиальными каналами, выполненными в теле иглы. При этом полость кармана имеет возможность сообщаться посредством канала кольцевого сечения с полостью, расположенной у основания запирающей кромки иглы. Для подачи топливной смеси в камеру сгорания в форсунке выполнены распыливающие отверстия. [А.с. СССР №1530801, МПК F 02 M 43/04, опубл. 1989 г.]
Недостаток указанной конструкции состоит в том, что она хотя и дает возможность изменять состав смеси, подаваемой в камеру сгорания в процессе рабочего цикла, но при этом не позволяет осуществлять коррекцию распределения используемых двух топлив по зонам камеры сгорания.
Известна форсунка для дизеля, которая содержит корпус с каналами для подвода запального топлива и основного топлива, карман, дополнительную полость, выполненную у основания запирающей кромки распылителя и связанную с карманом подвода основного топлива, и
распыляющие отверстия. [Патент РФ №2240439, МПК 7 F 02 M 43/04, Форсунка многотопливного дизеля/Мальчук В.И. - Опубл. 20.11.2004 Бюл.№32]
Недостаток указанной конструкции состоит в том, что она не позволяет организовать рациональное перераспределение используемых двух топлив по зонам камеры сгорания с учетом режима работы двигателя, особенностей конструкции камеры сгорания и расположения форсунки в ней.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа. Техническим результатом является одновременно коррекция состава смеси, подаваемой в дизель за время рабочего цикла и перераспределение используемых двух топлив по зонам камеры сгорания за счет обеспечения в заданный момент времени подачи смеси с различным составом.
Технический результат достигается тем, что в форсунке многотопливного дизеля, содержащей корпус с каналами подвода основного топлива и присадки и совмещенный с ним распылитель, в корпусе которого выполнены соответствующие каналы для подвода основного топлива и присадки, а в его внутренней полости установлена подпружиненная запирающая игла, выполненная с конической поверхностью, контактирующей с запирающей конической поверхностью корпуса распылителя, образующая с корпусом распылителя полость кармана и подыгольный объем и выполненная с осевым каналом для подвода присадки, имеющим возможность сообщения с подыгольным объемом с помощью радиальных наклонных каналов, выходные кромки которых размещены на запирающей конической поверхности запирающей иглы, а посредством дополнительных радиальных каналов - с осевым каналом, образованным между поверхностями корпуса распылителя и запирающей иглы и сообщенными с полостью кармана каналами подвода основного топлива, распыливающие отверстия первой группы,
выполненные в корпусе распылителя, входные кромки которых расположены в подыгольном объеме и распиливающие отверстия второй группы, выполненные также в корпусе распылителя, входные кромки которых расположены на запирающей конической поверхности корпуса распылителя, в верхней части запирающей иглы выполнен сквозной продольный паз, в который установлен штифт, который закреплен в корпусе форсунки, на конической поверхности запирающей части иглы выполнены радиально-наклонные каналы сопряженные с распиливающими отверстиями второй группы, причем радиально-наклонные каналы имеют меньший диаметр, чем распыливающие отверстия второй группы в корпусе распылителя.
На фиг.1 представлен продольный разрез форсунки; на фиг.2 изображен выносной элемент I на фиг.1., когда запирающая игла находится в закрытом положении, на фиг.3 изображен выносной элемент I на фиг.1, когда запирающая игла 8 находится в промежуточном положении, на фиг.4 изображен выносной элемент I на фиг.1, когда запирающая игла 8 находится на упоре.
Форсунка для многотопливного дизеля содержит корпус 1 с каналами 2 и 3 подвода основного топлива и присадки соответственно, распылитель 4, в корпусе 5 которого выполнены соответствующие каналы 6 и 7 для подвода основного топлива и присадки, а в его внутренней полости установлена запирающая игла 8, пружина 9. Коническая поверхность 10 (см. фиг.2), контактирующая с запирающей конической поверхностью 11, полость кармана 12 и подыгольный объем 13, осевой канал 14, радиальные каналы 15 и кольцевая проточка 16, которая имеет радиально-наклонные каналы 17, выходные кромки 18, кольцевой канал 19, образованный между соответствующими цилиндрическими поверхностями 20 и 21, распыливающие отверстия 22 первой группы, входные кромки 23 которых выходят в подыгольное пространство 13, вторая группа распыливающие
отверстия 24, выходные кромки которых расположены на запирающей конической поверхности 11 корпуса 5 распылителя 4. Вторая группа распиливающих отверстий 24 сопряжена с радиально-наклонными каналами 17. В верхней части 25 запорной иглы 8 выполнен продольный паз 26 в который установлен штифт 27.
При совместной подаче основного топлива и присадки форсунка работает следующем образом.
На рабочих режимах дизеля основное топливо и присадка одновременно или с некоторым относительным опережением, что определяется характеристиками впрыскивания, которые должна обеспечить топливная аппаратура, подаются насосами (условно не показаны) к корпусу 1 форсунки и по соответствующим каналам 2 и 3 подвода достигают корпуса распылителя 4. Далее основное топливо по каналу 6 через полость кармана 12, кольцевой канал 19, образованный поверхностями 20 и 21, а присадка по каналу 7 посредством кольцевой проточки 16 радиальных каналов 15 и осевого канала 14 в запирающей игле 8, поступают к запирающим коническим поверхностям 10 и 11. В результате подачи топлива к распылителю 4 в полостях его корпуса 5 происходит повышение давления, при превышении которым усилия затяжки пружины 9 происходит подъем запирающей иглы 8. В результате присадка и основное топливо в процессе подъема запирающей иглы 8 поступают соответственно в подыгольное пространство 13 и через первую группу распыливающих отверстий 22 с входными кромками 23 и вторую группу распыливающих отверстий 24 в цилиндры дизеля. При этом, когда запирающая игла 8 находится в промежуточном положении (фиг.2) присадка из осевого канала 14 через радиально-наклонные отверстия 17 с выходными кромками 18 поступает в конический кольцевой канал, образованный коническими поверхностями 10 и 11 перемешивается с частью основного топлива и поступает в начальный момент подъема
запирающей иглы 8 через подыгольный объем 13 и распиливающие отверстия первой группы 22 с входными кромками 23 в цилиндры дизеля, а основное топливо в основном поступает в цилиндры дизеля через распиливающие отверстия 24. В результате обеспечиваются оптимальные условия воспламенения первой порции присадки. Когда радиально-наклонные каналы 17 с выходными кромками 18 совмещаются с рапыливающими отверстиями 24 второй группы струи присадки практически без смешения с основным топливом проходят через распыливающие отверстия 24 и поступают в цилиндры дизеля, обеспечивая дискретное распределение топлива по всему объему цилиндра и воспламенение основной порции присадки. Для обеспечения совмещения радиально-наклонных каналов 17 и распиливающих отверстий 24 второй группы в верхней части 25 запирающей иглы 8 выполнен продольный паз 26 в который установлен штифт 27, закрепленный в корпусе 1 форсунки.
Когда запирающая игла 8 находится на упоре (фиг.4) присадка через радиально-наклонные каналы 17 поступает на коническую запирающую поверхность 11 распылителя 5 распыливается и перемешивается с основным топливом в коническом канале, образованном поверхностями 10 и 11. Хорошо перемешенная присадка с основным топливом поступает через распыливающие отверстия 22 и 24 первой и второй групп в цилиндры дизеля. При этом обеспечивается воспламенение и эффективное выгорание топливовоздушной смеси по всему объему цилиндра дизеля.
Данная форсунка, как правило, предназначена для дизеля 10 Д 100. В форсунке имеются 3 отверстия в одной плоскости первой группы 3 отверстия второй группы и 3 радиально-наклонных канала, диаметр радиально наклонных каналов составляет 0,45 мм., а диаметр распыляющих отверстий первой группы 0,39 мм., диаметр распыливающих отверстий второй группы 2,5 мм. Отверстия малого диаметра могут выполняться 0,34-0,45 мм. и расположены в запирающей
части иглы, отверстия большого диаметра могут выполняться 2-4 мм и расположены в корпусе распылителя. Это позволяет оптимизировать условия работы как на дизельном топливе, так и при смешенной топливоподаче.
Такое выполнение форсунки обеспечивает снижение расхода топлива как на холостом ходу, так и при нагрузке от 3-5%.