Распылитель для дизельной форсунки
SPRAYER FOR DIESEL INJECTOR

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в дизелях.
Известен транспортный дизель, содержащий поршень с неразделенной симметричной камерой сгорания, цилиндр, головку цилиндра, топливный насос высокого давления, форсунку с распылителем, установленную под наклоном и со смещением относительно центральной оси камеры сгорания. В распылителе выполнены распыливающие отверстия различной геометрией проточной части и различными диаметрами, ориентированные на ближние и дальние стенки камеры сгорания (см. CN 101818712 (A) Diesel engine combustion system, F02M 61/14; F02M 61/16; F02F 3/26, опубл. 01.09.2010).
Эта известная система позволяет оптимально согласовать геометрические параметры топливных факелов с формой камеры сгорания, эффективно использовать распределение воздушного заряда, а также уменьшить уровень вредных выбросов и улучшить топливную экономичность дизеля. Основной недостаток известного дизеля в том, что применение форсунки, распыливающие отверстия которой отличаются геометрией проточной части и диаметрами, обеспечивает неравномерное распределение топлива по всему объему камеры сгорания. Это приводит к тому, что топливный факел, достигающий ближние стенки камеры сгорания, имеет меньшую ширину и длину, чем факел, достигающий дальние стенки камеры сгорания.
Техническая задача изобретения направлена на улучшение качества смесеобразования и сгорания в неразделенной симметричной камере сгорания транспортного дизеля с аккумуляторной топливоподающей аппаратурой при наклонном положении форсунки относительно оси цилиндра и центральном расположении носка распылителя в камере сгорания.
расп
1
расп
2
расп
1
2
1
2
Техническая задача достигается тем, что распылитель для дизельной форсунки содержит корпус с запирающей иглой, подыгольный объем, распыливающие отверстия, входные кромки которых расположены в подыгольном объеме. Согласно изобретению выходные кромки распыливающих отверстий расположены равномерно в плоскости, перпендикулярной центральной оси камеры сгорания, а оси отверстий образуют угол «шатра» распыливания γ, который отклонен от оси распылителя на угол γ. Оси отверстий отклонены от оси распылителя на угол β,  который равен углу (γ/2)-γ, и на угол β, равный углу (γ/2)+γ. Угол β меньше угла β. При этом диаметр отверстия, размещенного под углом β, меньше диметра отверстия, размещенного под углом β.
Такое размещение отверстий, отклонение их осей от оси распылителя позволяет обеспечить рациональное распределение топлива в объеме неразделенной симметричной камере сгорания дизеля.
Предлагаемое изобретение поясняется рисунками, где на фиг. 1 схематично представлена конструкция транспортного дизеля; на фиг. 2 схематично представлен общий вид распылителя форсунки для дизеля; на фиг. 3 представлена схема носка распылителя с пронумерованными распыливающими отверстиями; на фиг. 4 представлены фотоснимки результатов экспериментальных исследований процесса впрыскивания дизельного топлива в камере постоянного объема при испытании аккумуляторной топливной аппаратуры с двумя различными распылителями; на фиг. 5 представлена диаграмма динамики изменения длин топливных факелов, при использовании распылителя с разными диаметрами отверстий; на фиг. 6 представлена диаграмма динамики изменения длин топливных факелов, при использовании распылителя с одинаковыми диаметрами отверстий.
1
2
расп
На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: β, β - соответствующие углы, образованные осями распыливающих отверстий и осью форсунки; γ - угол наклона оси форсунки с распылителем к центральной оси камеры сгорания; γ - угол «шатра» распыливания, образованный осями распыливающих отверстий распылителя.
Транспортный дизель (Фиг. 1) содержит поршень 1 с выполненной в нем камерой сгорания 2, цилиндр 3, и его головку 4, насос высокого давления 5, аккумулятор 6, топливопроводы 7, электрогидравлическую форсунку 8 с распылителем 9, геометрическая ось 10 которого наклонена относительно геометрической оси 11 камеры сгорания 2 на угол γ.
Дизель четырехтактный и работает по известной схеме.
В конце такта сжатия из насоса высокого давления по топливопроводу топливо поступает в аккумулятор, далее по топливопроводу топливо поступает к форсунке и распылителю. При подаче электрического импульса на соленоид электромагнитный клапан открывается сила давления топлива, прижимающую иглу форсунки, в камере управления снижается, игла под действием давления топлива в распылителе поднимается и топливо поступает в камеру сгорания дизеля через распыливающие отверстия.
2
1
На фиг. 2 показан распылитель, содержащий корпус 12 с запирающей иглой 13, подыгольный объем 14, распыливающие отверстия 15 и 16, входные кромки которых расположены соответственно в подыгольном объеме 14. При этом распыливающие отверстия 15 с большим углом отклонения β от оси распылителя имеют увеличенные диаметры в сравнении с отверстиями 16 с меньшим углом отклонения β.
2
1
Результаты экспериментальных исследований процесса впрыскивания электрогидравлической форсункой с двумя типами распылителей, имеющие по 8 распыливающих отверстий (Фиг. 3), в камере постоянного объема со скоростной видеосъемкой (Фиг. 4) показывают, что у распылителя под номером 2, отверстия которого под номерами 19, 20, 21 и 22 имеют увеличенные диаметры в сравнении с отверстиями по позициям 17, 18 и 23, 24, топливные факелы, в частности, под отверстиями с позициями 17, 20, 21 и 24 развиваются более равномерно (Фиг. 5) по сравнению с распылителем под номером 1, распыливающие отверстия которого имеют одинаковые диаметры (Фиг. 6). При этом у распылителя под номером 1 распыливающие отверстия выполнены одинакового диаметра, равного 0,30 мм, а у распылителя под номером 2 отверстия 19, 20, 21 и 22 (Фиг. 3) с осями, направленными под углом β, равным 90-100 градусов от оси распылителя, отверстия имеют большие диаметры - до 0,40-0,50 мм, а отверстия 17, 18, 24 и 23 с осями, направленными под углом β, равным 30-35 градусов от оси распылителя, имеют меньшие диаметры, равные 0,30 мм.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает рациональное распределение топлива по всему объему камеры сгорания дизеля при установке форсунки под наклоном к оси цилиндра и расположении носка распылителя в центре камеры сгорания. Это позволит улучшить индикаторные показатели рабочего цикла форсированного транспортного дизеля при сравнительно несложной и недорогостоящей модернизации распылителя форсунки.