РАСПЫЛИТЕЛЬ ТОПЛИВА ФОРСУНКИ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Распылитель форсунки предназначен для использования в двигателестроении, в частности топливовпрыскивающей аппаратуре двигателей внутреннего сгорания, а также любой другой топливовпрыскивающей аппаратуре, использующей жидкое топливо.
Известен распылитель форсунок для впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания.
Электромагнитный клапан для впрыска топлива, содержащий корпус с полостью, закрепленный в корпусе распылитель, выполненный с направляющим цилиндрическим каналом коническим седлом и по меньшей мере одним распыливающим отверстием сообщенным через седло с направляющим цилиндрическим каналом, запорный орган с шарообразным запорным элементом размещенным в полости корпуса с возможностью осевого перемещения и перекрытия распыливающего отверстия и завихрительные канавки, в распылителе выполнена кольцевая канавка расположенная между коническим седлом и направляющим цилиндрическим каналом, на внутренней поверхности последнего (МПК F 02 М 61/10, пат. №2023900, Бюл. №23 от 23.06.90).
Недостатками указанной конструкции распылителя являются:
- наличие зазора между запорным органом с шарообразным запорным элементом и направляющим цилиндрическим каналом создает достаточно большой поток топлива не в вихревых канавках, а в осевом направлении, что значительно снижает завихрение потока и как следствие ухудшаются характеристики распила топлива;
- данная конструкция распылителя не позволяет плавно влиять на проливные характеристики форсунки.
Известен распылитель форсунки для впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с соосно расположенным коническим седлом, предсопловым каналом и соплом, размеренную в полости иглу с запорной частью, образованной двумя коническими поверхностями, сопряженными запорной кромкой с конической поверхностью седла, и вихревые канавки, выполненные на одной из конических поверхностей распылителя, причем диаметр предсоплового канала по меньшей мере равен диаметру сопла (МПК F 02 M 61/10, А.С. 1573230, Бюл. №40 от 23.06.90).
Недостатками указанной конструкции распылителя являются:
- наличие зазора в момент впрыска между коническими поверхностями, поэтому большая часть топлива пойдет не в вихревые канавки, а в осевом направлении, что значительно уменьшает завихрение потока и как следствие ухудшает характеристики распыла топлива;
- данная конструкция распылителя не позволяет плавно влиять на проливные характеристики форсунки.
Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого распылителя форсунки является распылитель форсунки для дизельного двигателя, который содержит полый корпус с каналом подвода топлива и седлом, носок с колодцем, закручивающее устройство, выполненное в виде последовательно размеренных под колодцем винтовых пазов,
камеры закручивания и запорную иглу, установленную в корпусе распылителя с образованием подигольной камеры, сообщенной с каналом подвода топлива, причем винтовые пазы выходят в камеру закручивания и сообщены с колодцем, и с целью повышения эффективности распыливания распылителе снабжен втулкой, винтовые пазы выполнены на наружной боковой поверхности носка, причем втулка закреплена на носке с образованием камеры закручивания между внутренней поверхностью втулки и наружной поверхностью носка (МПК F 02 M 61/10, A.c. 1687838, Бюл. №40 от 30.10.91).
К недостаткам распылителя Форсунки дизельного двигателя относятся;
- камера закручивания представляет собой усеченную коническую поверхность большим основанием наружу, что при распылении будет разбивать струю топлива на расходящиеся струи, количество которых будет соответствовать количеству винтовых пазов, что ухудшает характеристики распыливания топлива;
- данная конструкция распылителя не позволяет влиять на проливные характеристики жиклера и соответственно осуществлять регулировку проливных характеристик форсунки.
Заявляемое изобретение решает задачу широкого спектра формы Факела распыла топлива с мелко дисперсной равномерной струей и одновременно позволяет плавно регулировать и устанавливать проливные характеристики форсунки. Поставленная задача достигается тем, что:
- по первому варианту распылитель топлива форсунки для двигателя внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с каналом подвода топлива и седлом, закручивающее устройство, выполненное в виде параллельно расположенных винтовых пазов и камеры закручивания, запорное устройство, установленное в полом корпусе, причем винтовые пазы выходят в камеру закручивания, в седле
расположена втулка распылителя внешним буртом взаимодействующей с упругим элементом, в которой расположен закручивающий струм топлива элемент с параллельно расположенными винтовыми пазами и имеющий на торце обращенном к седлу конус, взаимодействующий с отверстием жиклера расположенном в седле, а противоположный торец закручивающего струю топлива элемента выходит в камеру закручивания, ограниченную внутренним буртом втулки распылителя, при этом внутренний диаметр бурта втулки распылителя меньше или равен диаметру сердцевины закручивающего струю топлива элемента, а проекции верхнего входа каждого винтового паза на нижний выход винтового паза не должны перекрываться, причем нижним торием внешнего бурта втулка распылителя взаимодействует с внутренним буртом резьбовой втулки, крепящейся на внешней резьбе полого корпуса, при этом Форма Факела распыла может устанавливаться, при заданном давлении топлива, не только углом закручивания параллельных винтовых пазов но и толщиной внутреннего бурта втулки распылителя;
- по второму варианту распылитель топлива форсунки для двигателя внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с каналом подвода топлива и седлом, запорное устройство установленное в полом корпусе, в седле установлено дифференцирующее устройство, содержащее втулку распылителя, внешним буртом взаимодействующую с упругим элементом, в которой расположен дифференцирующий струю топлива штиФт запрессованный во втулку с прямыми продольными оси пазами, которая запрессована во втулку распылителя, причем дифференцирующий штиФт имеет на торце обращенном к седлу конус, взаимодействующий с отверстием жиклера расположенном в седле, а на противоположном конце конус дифференцирующий струю топлива, при этом втулка распылителя внешним торием взаимодействует с внутренним торием бурта резьбовой втулки, крепящейся на внешней резьбе полого корпуса распылителя, причем Форма Факела распыла,
при заданном давлении топлива, устанавливается углом дифференцирующего конуса;
- по третьему варианту распылитель топлива форсунки для двигателя внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с каналом подвода топлива и седлом, закручиваюшее устройство, выполненное в виде параллельно расположенных винтовых пазов и камеры закручивания, установленное в полом корпусе, причем винтовые пазы выходят в камеру закручивания, закручивающий струю топлива элемент с параллельно расположенными винтовыми пазами запрессован в осевую расточку седла и имеет на торце, обращенном в камеру закручивания, образованной пространством между ним и внутренним буртом резьбовой втулки, конус, взаимодействущий с отверстием, выполняющим роль жиклера, и расположенном в резьбовой втулке, крепящейся на внешней резьбе полого корпуса, при этом внутренний диаметр бурта втулки распылителя меньше или равен диаметру сердцевины закручивающего струю топлива элемента, а упругий элемент расположен между внутренним торцем бурта резьбовой втулки и седлом, при этом Форма Факела распила при заданном давлении топлива может устанавливаться не только углом закручивания параллельных винтовых пазов, но и длиной отверстия в резьбовой втулке. В седле за запорным устройством может быть расположен внутренний бурт с отверстием, а в торце закручивающего струю топлива элемента, обращенном к соосному с ним отверстию, находится колодец, причем между отверстием и закручивающим струю топлива элементом имеется зазор для прохода топлива.
На Фиг.1, 2 изображен общий вид распылителя топлива форсунки для двигателя внутреннего сгорания по первому варианту.
На Фиг.3 изображен общий вид распылителя топлива Форсунки для двигателя внутреннего сгорания по второму варианту,
На Фиг.4, 5 изображен общий вид распылителя топлива форсунки
для двигателя внутреннего сгорания по третьему варианту.
На Фиг.6 изображен частный случай Фиг.4, 5.
Распылитель топлива Форсунки для двигателя внутреннего -сгорания по первому варианту содержит полый корпус 1 Фиг.1, 2 с каналом подвода топлива 2 Фиг.1 и седлом 3, закручивающее устройство, выполненное в виде параллельно расположенных винтовых пазов 4 Фиг.1, 2 и камеры закручивания Б Фиг.1, запорное устройство 6, установленное в полом корпусе 1 Фиг.1, 2,причем винтовые пазы выходят в камеру закручивания Б Фиг.1, расположенную в седле 3 Фиг.1 втулку распылителя 7 Фиг.1, 2 внешним буртом 8 Фиг.1, взаимодействующую с упругим элементом 9, в которой расположен закручивающий струю топлива элемент 10 Фиг.1, 2 с параллельно расположенными винтовыми пазами 4 и имеющий на торце, обращенном к седлу 3 Фиг.1, конус 11 взаимодействующий с отверстием жиклера 12, расположенном в седле 3, а противоположный торец закручивающего струю топлива элемента 10 Фиг.1, 2 выходит в камеру закручивания Б Фиг.1, ограниченную внутренним буртом 13 Фиг.1, 2 втулки распылителя 7, при этом внутренний диаметр "а" Фиг.2 отверстия внутреннего бурта 13 Фиг.1, 2 меньше или равен диаметру сердцевины "б" Фиг.2 закручивающего струю топлива элемента 10 Фиг.1, 2, а проекции верхнего входа каждого винтового паза 4 на нижний выход винтового паза 4 не должны перекрываться, причем нижним торием внешнего бурта 8 Фиг.1 втулка распылителя 7 Фиг.1, 2 взаимодействует с внутренним торием бурта 14 Фиг.1 резьбовой втулки 15 Фиг.1, 2, крепящейся на внешней резьбе полого корпуса 1.
Распылитель топлива Форсунки для двигателя внутреннего сгорания по первому варианту работает следующим образом:
При открывании форсунки запорное устройство 6 Фиг.1 поднимается вверх и топливо по каналу подвода топлива 2 через зазор
между запорным устройством 6 и седлом 3 попадает в отверстие жиклера 12, где при помощи конуса 11 закручивающего элемента 10 Фиг.1, 2, частично перекрывающего отверстие жиклера 12 Фиг.1, устанавливается необходимый пролив топлива. при этом втулка распылителя 7 Фиг.1, 2 внешним буртом взаимодействует с одной (верхней) стороны с упругим элементом 9 Фиг.1, а с другой (нижней стороны) с внутренним торцем бурта 14 резьбовой втулки 15 Фиг.1, 2, крепящейся на внешней резьбе полого корпуса 1, которая определяет плавность установки величины пролива топлива. Далее топливо попадает в винтовые пазы 4 Фиг.1, 2 закручивающего элемента 10, затем в камеру закручивания Б Фиг.1 и через выходное отверстие внутреннего бурта 13 Фиг.1, 2 втулки распылителя 7 закрученная струя выходит наружу и за счет центробежных сил разрывается в мелкую дисперсионную пыль, причем конус распыла топлива может определяться не только углом закручивания винтовых пазов 4, но и толщиной внутреннего бурта втулки распылителя 7, определяющего длину выходного отверстия внутреннего бурта 13, которая устанавливается в процессе отработки необходимой Формы струи топлива.
Распылитель топлива Форсунки для двигателя внутреннего сгорания по второму варианту содержит полый корпус 1 Фиг.3 с каналом подвода топлива 2 и седлом 3, запорное устройство 6 установленное в полом корпусе 1, дифференцирующее устройство» содержащее втулку распылителя 7, внешним (верхним) буртом 8 взаимодействующую с упругим элементом 9, в которой расположен дифференцирующий струю топлива штифт 16, запрессованный во втулку 17 с прямыми осевыми пазами или (отверстиями), которая запрессована во втулку распылителя 7, причем дифференцирующий штифт 16 имеет на торце обращенном к седлу конус 11, взаимодействующий с отверстием жиклера 12, расположенном в седле, а на противоположном конце конус 18, дифференцирующий струю топлива, при этом втулка распылителя 7 внешним
торием взаимодействует с внутренним торием 14 бурта резьбовой втулки 15, крепящейся на внешней резьбе полого корпуса 1.
Распылитель топлива форсунки для двигателя внутреннего сгорания по второму варианту работает следующим образом:
При открывании Форсунки запорное устройство 6 Фиг.3 поднимается вверх и топливо по каналу подвода топлива 2 через зазор между запорным устройством 6 и седлом 3 попадает в отверстие жиклера 12, где при помощи конуса 11 дифференцирующего штифта 16 входящего в отверстие жиклера 12 регулирует поток топлива, которое затем через прямые пазы втулки 17 попадает на дифференцирующий струю топлива конус 18. При этом втулка распылителя 7 внешним буртом 8 взаимодействует с одной стороны с упругим элементом 9, а с другой с внутренним торцем бурта 14 резьбовой втулки 15, крепящейся на внешней резьбе полого корпуса 1 и определяющих плавность установки величины пролива топлива, а Форма Факела распыла топлива выбирается углом дифференцирующего конуса 18.
Распылитель топлива Форсунки для двигателя внутреннего сгорания по третьему варианту содержит полый корпус 1 Фиг.4, 5 с каналом подвода топлива 2 Фиг.4 и седлом 3, закручивающее устройство, выполненное в виде параллельно расположенных винтовых пазов 4 Фиг.4, 5 и камеры закручивания 5 Фиг.4, запорное устройство 6, установленное в полом корпусе 1 Фиг.4, 5, причем винтовые пазы 4 выходят в камеру закручивания, закручивающий струю топлива элемент 10 с параллельно расположенными винтовыми пазами 4 запрессован в осевую расточку седла 3 Фиг.4, и имеет на торце обращенном в камеру закручивания 5, образованной пространством между ним и внутренним буртом резьбовой втулки 15 Фиг.4, 5, конус 11 Фиг.4, взаимодействующий с отверстием 19 Фиг.4, 5 выполняющим роль жиклера и расположенном в резьбовой втулке 15, крепящейся на внешней резьбе полого корпуса 1, при этом внутренний диаметр "в" Фиг.5 отверстия
19 Фиг.4, 5 резьбовой втулки 15 меньше или равен диаметру сердцевины "г" Фиг.5 закручивающего струю топлива элемента 10 Фиг.4, 5, а проекции верхнего входа каждого винтового паза 4 на нижний выход винтового паза 4 не должны перекрываться, причем упругий элемент 9 Фиг.4 расположен между внутренним торием 14 бурта резьбовой втулки 15 Фиг.4, 5 и седлом 3 Фиг.4. В седле 3 Фиг.4, 6 за запорным устройством 6 может быть расположен внутренний бурт 20 Фиг.6 с отверстием 21, а в верхнем торце, закручивающего струю топлива элемента 10 Фиг.4, 5, 6, соосно с отверстием 21 Фиг.6 находится колодец 22, причем между закручивающим струю топлива элементом 10 Фиг.4, 5, 6 и колодцем 22 Фиг.6 имеется зазор для прохода топлива.
Распылитель топлива Форсунки для двигателя внутреннего сгорания по третьему варианту работает следующим образом:
При открывании Форсунок запорное устройство 6 Фиг.4 поднимается вверх и топливо по каналу подвода топлива 2 через зазор между запорным устройством 6 и седлом 3 попадает в винтовые пазы закручивающего струю топлива элемента 4 Фиг.4, 5 затем в камеру закручивания 5, а затем в выполняющее роль жиклера отверстие 19 Фиг.4, 5 резьбовой втулки 15, закрученная струя топлива выходит наружу и за счет центробежных сил разрывается в мелко дисперсионную пыль, причем Форма Факела распыла топлива может устанавливаться не только углом закручивания винтовых пазов, но и длиной отверстия 19 в резьбовой втулке 15. Причем резьбовая втулка 1Б одновременно внутренним буртом 14 Фиг.4 взаимодействует с упругим элементом 9 и выполняющим роль жиклера отверстием 19 Фиг.4, 5 с конусом 11 Фиг.4 элемента 4, и при этом определяет плавность установки величины пролива топлива. при расположении в седле Фиг.4, 6 за запорным устройством 6 внутреннего бурта 20 Фиг.6 с отверстием 21, а в верхнем торце закручивающего струю топлива элемента 10
Фиг.4, 5, 6, соосно с отверстием 21 Фиг.6, колодца 22 струя топлива проходя через отверстие 21 взаимодействует с колодцем 22 создается эффект ультразвукового свистка, возникающие при этом ультразвуковые колебания способствуют более полному перемешиванию топлива с воздухом и соответственно более полному сгоранию топлива в двигателе, что усиливает эффективность использования топлива.
По представленному техническому решению изготовлены опытные образцы, проведены испытания подтвердившие поставленный технический результат.