Способ впрыскивания топлива в дизель и устройство для его осуществления

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(60) 3006-86 Мг 1492075 (11) в дизвль и УСТРОЙСТВО для ЕГО осу(46) 15.06.94, Бюл.1 Г 9 2 щнствлвнияТСХНИЧССКИЙ УНИВСРСИТСТ телестроеъшю и позволяет повысить(72) А.К. Каракаев надежность, срок службы, стабиль(53) 621.436.0 З 8.5 (О 88.8) ность процесса впрыска топлива и(56) Авторское свидетельство СССР упростить регулирование топливной П 1201543, кл. Р 02 М 59/44, 1983. системы дизеля. Устройство содержитнасос 1 с полостью 2 всасывания, соединенный через нагнетательный клапан, имеющий запорный орган 3 и седло 4, через штуцер 5, нагнетательньт трубопровод 6 с подьтольной полостью 7 форсунки. Форсунка имеет распьшитель 8 с сопловьпчи отверстиями 9,корпус 10, глухой колпак 11, надыгольную полость 12 н запорную иглу 13, нагруженную через штангу 14 пружиной 15 и давленем топлива.На седле 14 выполнены пазы 16. Игла выполнена с внутреннм колодцем 19,соединенным каналами 20 с ппдьтольной полостью 7. Колодец перекрыт штангой 14, выполненной в виде кони 4ческого запорного органа, установленного на седло 21 иглы 13. Топливо насосом 1 подается в нагнетательный трубопровод 6 и к форсунке, повышая давлене в ней. При достижении давления начала открытия иглы 13 последняя открывается н происходит впрыск топлива в камеру сгорания. После достижения иглой 13 упора и соответствующего повышения давления штанга 14 отрывается от иглы 13 и топливо поступает в надыгопьную полость 12, что сокращает продолжительность впрьюка и интенсифицирует впрьюкиване топлива. 2 с. и 1 э.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к двигателестроенню для использования в топливных системах дизеля.Цель изобретения - повышене надежности, срока службы, стабильности процесса впрыска топлива н упрощение регулировки топливной системы.На чертеже изображена принципиальная схема устройства для впрыскивания топлива в дизель.Устройство состоит из впрыскиваюшего насоса 1 с полостью 2 всасьта ния, соединенного через нагнетательный клапан, имеющий запорный орган3 и седло 4, через штуцер 5, нагнетательный трубопровод 6 с подыгольной полостью 7 форсунки без слвной магистрали, состоящей из распылителя 8 с сопловыми отверстиями 9, корпуса 10, глухого колпака 11, которые образуют замкнутую надыгольную полость 12, н запорной иглы 13,нагруженной через штангу 14 пружиной 15 н давлением топлива в надьтольной полости 12. На седле 4 вьшолненьх каналы 16 в виде пазов, постоянно сообщающе полость штуцера 5 через зазор между разгрузочным пояском 17 запорного органа 3 и седлом 4 с надплунерной полостью 18. Игла выполнена с внутренним колодцем 19,соединенньн каналами 20 с подыгольной полостью 7. Сверху колодец перекрыт штангой 14, выполненной в виде конического запорного органа, герметично прижимающегося к игле по запорному коническому седлу 21, на которн выполнен дроссельный проход 22, причем отношение площади дрос сального прохода к площади кольцевого зазора между иглой 13 и распьг лнтелем 8 вьшолнено в пределах 0,515.Ход штанги 14 Ь больше хода иглы 13 у, а дифференциальная площадьИГЛЫ больше ДНФФВРЗНЦИЗЛЬ ной площади штанги 19 по уплотнительному диаметру.б 5-запорных поверхностей на штанге и иглее, (а гад) г, ад,. где ф, диаметр иглы по направляющей части а, - диаметр иглы по запорному корпусу а, - уплотнительный диаметр штанги Ед - площадь штанги по уплотни тельному диаметру. Способ осуществляют следующм образом.Топлво насосом 1 подается через надплуниерную полость, через зазор между разгрузочным пояском 17 и седлом 4, каналы 16 в полость штуцера,повышая остаточное давление в нагнетательном трубопроводе 6. Когда разгрузочный поясок 17 выходит из каналов 16 и из направляющей седла 4, то интенсивная волна давления идет по трубопроводу 6 в подьтольную полость 7 форсунки, повышая давление топлива в ней. Часть топлива через зазор между распылителем 8 н иглой 13 и через дроссельный проход 22 поступает в надыгольную полость 12,повышая давление в ней. Когда давле 5ние в подыгольной полости 7 становится равным давлению начала открытия иглы 13 (Рфд), запорная игла 13 открывается, сжимая пружину 15 и топливо в надыгольной полости 12,и начинается впрыскивание топлива через сопловые отверстия 9.Интенсивное повышение давления в надьшольиой полости 12 начинается после достиженя иглой 13 упора,но после того, когда усиле от давления топлва на штангу 14 в колодце 19 становится равы суммарному усилию от воздействия пружины и давленя топлива в надыгольной полости 12 на штангу 14 сверху. Для этого ход.штанги 14 выполнен больше хода иглы 13, т.е. Ь у, причем штанга 14 не поднимается раньше иглы 13,так как 59 7 Ед. После начала движения иглы резко увеличивается площадь иглы, на которую действует давление топлива снизу, на величинупоэтому штанга 14 начинает отрываться от иглы 13 после достижения иглой упора.В результате повышения давления в надьтольной полости 12 за время впрыска посадка иглы 13 и штанги 14 происходит под действием совместных усилий пружины 15 и повысившегося давления топлива в полости 12,что сокращает продолжительность впрыска, а значит интенсифицируется впрыскивание топлва.Для обеспечения повторяемости всех последующх циклов необходимо в периоды между впрыскамм разгрузить надыгольную полость 12 так, чтобы игла открывалась при необходимости Рфд. Съшжешае давления в полости 12 происходит при посадке иглы 13, когда объем полости 12 увеличивается на величину равную освобождаемой иглой 13 при опускании от упора на величину у. В периоды межщу впрыскам снижение давления в полости 12 осуществляется путем отвода топлива через зазор между иглой 13 и распылителем 8 через дроссельный проход 22 в надыгольную полость 7, откуда через нагнетательный трубопровод 6, полость штуцера 5, каналы 16, зазор между пояском 17 и седлом 4 и надплунжер 975При уменьшении частоты вращения время между впрыскаии увеличивается,растет время разгрузки и разгрузка подыгольной полости 7 через каналы 16, что приводит и к уменьшению давленя в надыгольной полости 12. Это снижает давление подъема и посадки иглы 13. На режимах малых нагрузок и частот вращения игла 13 не поднМЗЗТСЯ до упора, но штанга 14 может оторваться от иглы 13 за счет сил инерции. Но в любом случае давление а полости 12 определяется в основном перетечками топлва из подьшольной полости 7 в надыгольную 12 через зазор межщу распылителем 8 и иглой 13 и через дроссельный проход 22, отношение площади которой к площади зазора в распьшителе вьщол нено в пределах 0,5-1,5, причем боль шие значения этого отношения рекомендуются при малых зазорах между распьшителем и иглой.Надежность и срок службы повышаются, так как у 4 Ь. Это приводит к тому, что изза меньшей массы иглы меньше ударные нагрузки иглы о корпус форсунки, в результате чего уменьшается износ ударных поверхностей на игле, корпусе и распьшителе форсунки. Уменьшению масс подвижных деталей способствует 11 Наличие колодца 19 в игле при сохранени остальных параметров иглы такими же, как в известном устройстве.Из-за меньшей высоты подъема при достижении упора игла не колебается, что приводит к стабильности впрыскиваия и дозированя топлива как по циклам, так н по цилиндрам,так как закон движеня иглы определяет стабильность спрыскивання и дозирования. Отсутствие колебаня иглы в каждом цкле также повышает надежность и срок службы форсунок,так как меньше изнашиваются направляющие прецизионные поверхности иглы и распьшителя из-за меньшей частоты движения иглы.Повышению надежности и срока службы способствует также меньшая ударная нагрузка при достижении штангой упора, так как после достижения иглой упора масса подвияг ныи деталей, движущихся далъШе.УМеНЪшается и определяется только массой штанги и части пружин.Уменьшение износа ударных поверхностей на штанге, упорах на игле И На К 0 РПУСе Форсунки также способствует повышеню стабильности впрыскиваня и дознрованя и объясняется СЛЕДУЮЩИМ. В процессе эксплуатации эти поверхности изнашиваютсяпричем у разных форсунок по-разному, что приводит со временем к разным измеНВНЯМ Параметров у и Ь. Это приводит к возрастанию неравномерности впрыскивания по форсункам. С уменьшением износов повышается стабильность впрыскивания и дозирования,меньше становится разрегулировка форсунок, что также способствует повыению надежности и срока службы форсунок и устройства в целом.Таким образом, предлагаемое устройство повышает надежность и срок службы топлвной системы, стабильность спрыскивания и доэированя топлива, упрощает регулировку топливной системы.1. Способ впрыскивания топлива в ДИЗЕЛЬ С использованием впрыскивающего насоса с корректирующим нагнетательным клапаном и форсунки без сливной магистрали с распьшитепем иглой, нагруженной пружиной через штангу, подыгольной и надыголъной полостями, заключающийся в том, что топливо подают насосом в подыгольную и надыгольную полости с последующим снжением давленя в последней путем отвода топлва в промежутках между циклами впрыска через нагнетательный клапан, причем повьг шене давленя в надыгольной полости производят путем подачи в нее топлива из подыгольной полости через зазор между распьшнтелем и иглой, а по достижении иглой упора увеличивают интенсивность повышения давления в надытольной полости за счетувеличения проходного сечения для прохода топлива из подыгольной полости в надьтольную при сжатии пружины, о т л н ч а ю ш и й с я тем,что, с целью повышения надежности,срока службы, стабильности процесса впрыска и упрощения регулировкн,уве личение проходного сечения для прохода топлива по достижении иглой упора производят при помощи дополнительного клапанного элемента и его седла в игле, посадку клапанного элемента на седло осуществляют при падении давленя в подьтольной полости для ускорения скорости посадки иглы. 2. Устройство для впрыскиваня топлива в дизель, содержащее впрыскивающй насос и форсунку без сливной магистрали, имеющую распьшитель с сопловми отверстиями, нагруженную через штангу пружиной и давлением топлива, запорную иглу, надыгольную и подыгольную полости, выполненный в игле канал для сообщения надьтольной и подытольной полостей и клапанный элемент для разобщеня послед НИХ ПРИЧЕМ ДЛЯ СОЕДИНВНЯ ПОЛОСТЕЙ ФОРСУНКИ С ПОЛОСТЬЮ ВСЗСЫВЗНИЯ на соса его нагнетательный клапан выполнен корректирующим, в седле или запорном органе клапана выполнены каналы для сообщения полости штуцера насоса с его надплунжерной полостью,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения надежности, срока службы, стабильности процесса впрыска и упрощения регулировки, клапанный элемент выполнен совместно со штангой в виде конческого запорного органас дифференциальной площадкой, а канал иглы вполнен в виде колодца с коническим седлом для запорного органа,снабженным дросселирующм проходом для топлива.3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отношение площади проходного сеченя дросселирующего прохода к площади кольцевого заэора между иглой н распылителем равно 0,5-1,5.Ответственный за выпуск Э.З.ФаИ 3 ова