ТОПЛИВНАЯ ФОРСУНКА

Полезная модель относится к системам подачи топлива в двигатели внутреннего сгорания, в том числе к топливным форсункам.
Одним из основных компонентов топливных форсунок является распылитель, в нижней части которого располагаются сопловые отверстия. После установки собранной топливной форсунки на двигатель сопловые отверстия распылителя должны оказаться сориентированными заданным образом относительно камеры сгорания. Это означает, что при сборке форсунки необходимо обеспечить вполне определенное угловое положение корпуса распылителя относительно базовых поверхностей корпуса топливной форсунки.
Корпуса распылителей топливных форсунок обычно имеют форму тела вращения. Основными операциями механической обработки корпусов распылителей топливных форсунок являются точение, наружное и внутреннее шлифование и сверление отверстий.
Известным решением для обеспечения заданного углового положения корпуса распылителя относительно корпуса форсунки при сборке последней является выполнение граней на цилиндрической части корпуса распылителя и отверстия на нижнем торце корпуса распылителя. В отверстие на нижнем - выступающем из топливной форсунки - торце корпуса распылителя при сборке входит специальный инструмент, который препятствует повороту корпуса распылителя относительно корпуса форсунки (пат. US 20040104283, опубл. 03.06.2004).
Недостатком известного решения является необходимость выполнения граней на цилиндрической части корпуса распылителя, а также выполнения отверстий с двух сторон корпуса распылителя. Выполнение граней требует введения в технологический процесс фрезерных операций, нетипичных для обработки корпусов распылителей традиционных конструкций, а выполнение дополнительного отверстия на нижнем торце корпуса распылителя - переустановки детали при обработке на станке. Все это повышает трудоемкость изготовления.
Известно конструктивное решение, по которому на наружных поверхностях корпуса форсунки и корпуса распылителя выполняют соосные друг другу выемки, куда при сборке входят выступы-лапки сформированные на гайке распылителя (пат. ЕР 0672826, опубл. 20.09.1995).
Недостатком известного решения является необходимость выполнения детали гайки распылителя с тонкими протяженными элементами - выступами - лапками. Обработка такой детали представляет серьезные технологические трудности. Кроме того, продольные пазы на корпусе распылителя и форсунки требуют введения в технологический процесс фрезерных операций, что повышает трудоемкость изготовления деталей.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом - заявляемой полезной модели является топливная форсунка (пат. ЕР 1399668, опубл. 24.03.2004). Топливная форсунка, по известному решению, включает распылитель с корпусом распылителя и иглой распылителя, причем в корпусе распылителя расположены центральное отверстие для размещения иглы распылителя, сопловые отверстия, а также глухие отверстия, параллельные продольной оси распылителя, начинающиеся на верхнем торце корпуса распылителя и частично выходящие на его наружную цилиндрическую поверхность. Предназначение глухих отверстий -визуальная ориентация распылителя при сборке форсунки. Форма глухих отверстий в поперечном сечении может быть различной, например, круглой или треугольной. Продольные кромки глухих отверстий на наружной цилиндрической поверхности корпуса распылителя являются оптическими маркерами и служат для оптического контроля углового положения распылителя как при ручной, так и при автоматизированной сборке форсунки.
К недостаткам известного решения относится трудность выполнения ручной сборки форсунки, так как обеспечение точного углового положения распылителя за счет визуального контроля совпадения оптических маркеров предъявляет повышенные требования к подготовке слесаря-сборщика и к его зрению. Гарантированная угловая фиксация корпуса распылителя при сборке форсунки в известном решении происходит только за счет прижатия корпуса распылителя к корпусу форсунки. Из-за этого необходимо создание значительного, по величине, осевого усилия, поджимающего корпус распылителя к корпусу форсунку. Выполнение глухих отверстий некруглой формы требует применения фрезерных операций, то есть повышает трудоемкость изготовления корпуса распылителя.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является устранение недостатков прототипа: конструктивное обеспечение простой и надежной угловой ориентации и фиксации корпуса распылителя при сборке форсунки без создания значительного, по величине осевого усилия, прижимающего корпус распылителя к корпусу форсунки, и сохранение традиционного типажа оборудования без введения в технологию производства корпусов распылителей дополнительных операций фрезерования и соответствующих станков.
Поставленная задача решается за счет выполнения на верхнем, контактирующем с корпусом форсунки, торце корпуса распылителя двух глухих отверстий, имеющих поперечном сечении круглую форму, получаемых сверлением и частично выходящих на наружную цилиндрическую поверхность корпуса распылителя, в которые при сборке форсунки устанавливаются центрирующие штифты, препятствующие повороту корпуса распылителя относительно корпуса форсунки.
Новизной в топливной форсунке, предлагаемой в качестве настоящей полезной модели, является совмещение для цилиндрических глухих отверстий, выполняемых на торце корпуса распылителя и частично выходящих на его наружную цилиндрическую поверхность, двух функций - мест размещения центрирующих штифтов и оптических маркеров, позволяющих осуществлять дополнительный контроль правильности угловой установки распылителя при автоматической сборке топливных форсунок.
Указанный признак является новым, существенным, неочевидным и промышленно выполнимым и направлен на решение поставленной полезной моделью технической задачи.
Конструкция топливной форсунки, предлагаемой в соответствии с заявляемой полезной моделью, поясняется чертежами (фиг. 1, фиг. 2). Топливная форсунка включает корпус форсунки 1, распылитель 2 с корпусом распылителя 21 и иглой распылителя 22, центрирующие штифты 3, управляющий клапан 4 с камерой 41, электромагнитный актуатор 5 с якорем 51.
На верхнем торце 211 корпуса распылителя 21 выполнены два глухих отверстия 212, имеющих в поперечном сечении круглую форму и частично выходящие на наружную цилиндрическую поверхность 213. В нижней части корпуса распылителя 21 имеются сопловые отверстия 214.
Топливная форсунка работает следующим образом.
При сборке форсунки в глухие отверстия 212 установлены центрирующие штифты 3. Выступающие над верхним торцом 211 корпуса распылителя 21 части центрирующих штифтов 3 входят в отверстия 11 корпуса форсунки. Кромки глухих отверстий 212, образованные их пересечением с наружной цилиндрической поверхностью 213 корпуса распылителя, являются оптическими маркерами и служат для дополнительного контроля правильности углового положения распылителя при сборке.
После подачи управляющего сигнала на электромагнитный актуатор 5 происходит перемещение якоря 51, сопровождающееся сливом топлива из камеры 41 управляющего клапана 4. Игла распылителя 22 поднимается, открывая поступление топлива к сопловым отверстиям 214. Происходит впрыск. После прекращения подачи управляющего сигнала на электромагнитный актуатор 5 якорь 51 возвращается в исходное положение, слив из камеры 41 прекращается, игла распылителя 22 опускается, закрывая поступление топлива к сопловым отверстиям 214. Впрыск прекращается.
Наличие центрирующих штифтов 3 позволяет, во-первых, уменьшить величину осевого усилия прижатия корпуса распылителя 21 к корпусу форсунки 1 при сборке форсунки и, во-вторых, обеспечивает удобное и надежное угловое ориентирование распылителя 2 при ручной сборке форсунок и не требует специальных физических данных от слесаря-сборщика, в частности, остроты зрения.
Расположение глухих отверстий 212, обеспечивающее их частичный выход на наружную цилиндрическую поверхность 213 корпуса распылителя 21, позволяет ввести оптический контроль углового положения распылителя 2 при автоматической сборке форсунки. Выполнение глухих отверстий 212 круглыми в поперечном сечении позволяет получать их сверлением и обойтись без расширения номенклатуры применяемого оборудования и необходимых специалистов: использовать имеющиеся сверлильные станки без привлечения фрезерных станков и фрезеровщиков. Это уменьшает общую трудоемкость изготовления деталей.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение технологичности конструкции топливной форсунки за счет оригинального расположения штифтовых отверстий на корпусе распылителя, позволяющего достаточно просто организовать как ручную, так и автоматическую сборку форсунки и не требующего расширения номенклатуры оборудования, применяемого для изготовления деталей форсунки.
Предлагаемая конструкция топливной форсунки внедрена и выпускается серийно Алтайским заводом прецизионных изделий.