Форсунка дизеля с электрическим управлением

 

Использование: для подачи топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания с использованием электронного (микропроцессорного ) управления и топливного аккумулятора высокого давления. Сущность изобретения: предлагается форсунка с электрическим управлением для системы распределенного импульсного впрыскивания топлива. Электромагнит 13 размещен над встроенным аккумулятором 12 высокого давления и соединяется с иглой 6, имеющей различные варианты каналов подвода топлива , посредством тонкого прецизионного компенсатора 9. В момент закрытия форсунки якорь 16 электромагнита имеет возможность перемещения относительно иглы при посадке ее на седло, чем снижается жесткость удара и повышается работоспособность запорного конуса. Для увеличения быстродействия якорь электромагнита размещается в газовой среде, т.е. снимается демпфирующее влияние топлива на движение якоря. Размещение электромагнитного привода в верхней части форсунки дает возможность обеспечить малые поперечные габариты нижней части форсунки, определяющей ее монтаж в головке (крышке) цилиндров . 5 ил. СлиЬ Ё ON О CJ 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

csi>s F 02 М51/00.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ слаб

Ра (21) 4824432/06 (22} 10,05,90 (46) 07,07,92. Бюл, ¹ 25 (71) Коломенский филиал Всесоюзного заочного политехнического института (72) М,Г.Крупский, B.E.Êóçèí и А.С,Овечкин (53) 621.43,038(088.8) (56) Патент ФРГ ¹ 2210213, кл. F 02 М 51/06, 1973. (54) ФОРСУНКА ДИЗЕЛЯ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ (57) Использование: для подачи топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания с использованием электронного (микропроцессорного) управления и топливного аккумулятора высокого давления. Сущность изобретения: предлагается форсунка с электрическим управлением для системы распределенного импульсного впрыскивания топлива. Электромагнит 13 размещен над встроенным аккумулятором 12 высокого давления и соединяется с иглой 6, имеющей различные варианты каналов подвода топлива, посредством тонкого прецизионного компенсатора 9. В момент закрытия форсунки якорь 16 электромагнита имеет возможность перемещения относительно иглы при посадке ее на седло, чем снижается жесткость удара и повышается работоспособность запорного конуса. Для увеличения быстродействия якорь электромагнита раз.мещается в газовой среде, т.е. снимается демпфирующее влияние топлива на дви„„5U „„1746038 А1 жение якоря, Размещение электромагнитного привода в верхней части форсунки дает возможность обеспечить малые поперечные габариты нижней части форсунки, определяющей ее монтаж в головке (крышке) цилиндров. 5 ил.

1746038

15

55

Изобретение относится к дизелестроеwe, в частности к форсункам с электрическим управлением подачей топлива в дизель.

Известна аналогическая форсунка, содержащая корпус с линией высокого давления и аккумулятором, закрепленный на нем сопловой наконечник с посадочным седлом и карманом, запирающий орган с уплотняющим конусом и возвратной пружиной, электромагнитный управляющий привод запирающего органа, включающий электромагнит с сердечником и якорь, прецизионный компенсатор, перемещающийся в направляющей и разгружающий орган от сил давления топлива, дроссаль на подводе топлива к карману.

Известна форсунка с электрическим управлением, содержащая корпус, в котором размещен распылитель с сопловыми отверстиями и разгруженным от сил давления топлива подпружиненным запорным органом, контактирующим в замкнутом корпусе с толкателем, снабженным прецизионным элементом и сопряженным с якорем электромагнита, обьемы над толкателем. и под запорным элементом сообщены с топливоподводящей магистралью.

Прототипом к предлагаемому техническому решению является форсунка дизеля с электрическим управлением, содержащая корпус, закрепленный на нем распылитель, имеющий карман, подпружиненную иглу с запорным конусом, распыливающие отверстия и дроссель, размещенные в корпусе электромагнит с якорем, прецизионный компенсатор со штангой, связанной с якорем, расположенной коаксиально относительно него и жестко связанной с иглой распылителя, штуцер слива топлива, аккумуляторную полость, образованную в корпусе, сообщенную со штуцером слива прецизионным компенсатором, IlpM этом аккумуляторная полость также разобщена с карманом распылителя посредством иглы и сообщена с ним через дроссель.

Недостатки форсунки заключаются в относительно малой надежности запорного конуса и ограничениях по габаритам при установке ее на ДВС, Жесткая сборка подвижных частей конструкции хотя и имеет демпфирующие звенья, но снижает работоспособность запорного конуса иглы вследствие жесткого удара, наклады вая ограничения на скорость посадки иглы и площадь контактных поверхностей, В прототипе электромагнит вместе с катушкой и якорем находится в зоне высокого давления топлива питающей магистрали, что требует значительные поперечные размеры корпуса форсунки по условиям прочности, ведет к наложению ограничений на применение специальных магнитомягких материалов электромагнита и, как следствие, к ухудшению быстродействия и точности дозировки цикловой подачи.

Значительные поперечные размеры корпуса затрудняют размещение форсунки в головке (крышке} цилиндров дизелей особенно малых размерностей

Рассматриваемая форсунка во избежание значительных утечек нуждается в наличии минимальных зазоров прецизионных и сочленяемых деталей, что усложняет конструкцию и повышает требование к точности изготовления, Быстродействие данной форсунки снижается в результате работы подвижной части электромагнита. в топливе, так как жидкость оказывает демпфирующее влияние при движении в ней якоря.

Цель изобретения — увеличение надежности и уменьшение габаритов форсунки, .Указанная цель достигается .тем, что электромагнит и якорь форсунки расположены между прецизионным компенсатором и штуцером слива, якорь электромагнита подпружинен и имеет возможность перемещения относительно штанги, а она снабжена буртом, взаимодействующим с торцом якоря.

При этом дроссель может быть выполнен в виде каналов в игле распылителя.

Кроме того, с целью увеличения быстродействия возможна форсунка, у которой каналы в игле выполнены аксиальными, карман распылителя расположен под запорным конусом, а распыливающие отверстия — над ним.

С той же целью для снижения влияния демпфирующего воздействия топлива при движении якоря электромагнита возможна форсунка, у которой между прецизионным компенсатором и якорем размещен сальник, а полость между компенсатором и сальником сообщена со штуцером слива, т,е.. якорь осуществляет движение в газовой среде.

На фиг. 1 изображена конструкция форсунки; на фиг. 2 — нижняя часть форсунки, дроссель которой выполнен в виде каналов в игле распылителя; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4- нижняя часть форсунки, каналы в игле которой выполнены аксиальными, карман распылителя расположен под запорным конусом, а распыливающие отверстия — над ним; на фиг. 5 — верхняя часть форсунки, у которой между прецизионным компенсатором и якорем размещен саль1746038 ник, а полость между компенсатором и сальником сообщена со штуцером слива.

Форсунка содержит сопловой наконечник 1 с распыливающими отверстиями 2 карманов 3, каналом 4 подвода топлива с встроенным в нем дросселем.5, запирающий орган в виде иглы 6, прижатый пружиной 7 к седлу 8, прецизионный компенсатор

9 на штанге. который перемещается по направляющей 10, размещенной в корпусе 11 форсунки, снабженной аккумулятором 12, электромагнит 13 со стопором 14, обмотку

15 электромагнита, якорь 16, поджатый пружиной 17 и упирающийся в бурт 18 прецизионного компенсатора со штангой 9, гайку

19, сочленяющую сопловой наконечник 1 и корпус 11 форсунки, гайку 20, сочлененную: электромагнитом 13 с корпусом 11 форсунки, штуцер 21 слива- топлива, ввернутый в электромагнит 13, и штуцер 22 подвода топлива, ввернутый в корпус 11 форсунки.

Форсунка также содержит запирающую иглу 23 с дросселем 24, выполненным в виде каналов в игле распылителя, запирающую иглу 25 с каналом 26 подвода топлива и сальник 27.

Форсунка работает следующим образом, В исходном состоянии при отсутствии тока в обмотке 15 и наличии давления топлива на входе в форсунку игла 6. запирает форсунку. Закрытое состояние обеспечивается усилием пружины 7. При равенстве диаметров d1 и бг игла разгружена от сил давления топлива . Если d» dz, то усилие пружины 7 должно преодолевать силу давления топлива, действующую на иглу со стороны кармана 3.

При подаче на обмотку 15 электромагнита 13 командного электрического импульса якорь 16, преодолевая усилие пружины 7, притягивается к стопору 14 электромагнита

13 и через бурт 18 поднимает иглу 6. В результате форсунка отпирается и осуществляется впрыскивание. Длительность вспрыскивания прямо пропорциональна длительности командного электрического импульса.

1lo окончании командного электрического импульса игла 6 поддействием пружины 7 возвращается в исходное состояние, при этом распыливающие отверстия 2 и карманы 3 разобщаются и форсунка запирается. Более быстрому возврату иглы способствует перепад давления топлива,, обусловленный наличием дросселя 5.

Наличие подвижной связи (якорь-компенсатор) позволяет в момент посадки. иглы

6 на седло 8 снять удар якоря 16, который затем устанавливается в исходное состояние пружиной 17.

Форсунка проста конструктивно, не нуждается в гидроплотности по направляющей иглы и может быть выполнена практически для всего диапазона размерностей дизелей (от автомобильных и тракторных до тепловозных и судовых). Последнее достигается за счет обеспечения малых поперечных габаритов нижней части форсунки, определяющей ее монтаж в головке (крышке) цилиндров.

Иглы форсунки может быть значител ьно облегчена за счет выполнения в ней каналов

10 подвода топлива к карману соплового наконечника, являющихся одновременно дросселем, Быстродействие форсунки существенно увеличивается при выполнении каналов в

20 игле аксиальными, при этом карман распылителя расположен над запорным конусом, а распыливающие отверстия над ним. .Объясняется такой факт тем, что в этом хода иглы

Быстродействие форсунки можно значительно увеличить, если полость магнита, в которой размещен якорь, изолировать от

30 топлива и тем самым уменьшить сопротивление его движению.

Указанное достигается, если между прецизионным компенсатором и якорем размещен сальник, а полость между

35 компенсатором и сальником сообщена со штуцером слива.

Путем гибкого регулирования характеристик впрыскивания топлива при помощи предложенной форсунки возможно оптими40 зировать работу широкого класса дизелей на различных режимах работы по эксплуатационным. экономическим и экологическим показателям.

Формула изобретения

1. Форсунка дизеля с электрическим управлением, содержащая корпус, закрепленный на нем распылитель, имеющий карман, подпружиненную иглу с запорным конусом, распыливающие отверстия и дроссель, раз50 мещенный в корпусе электромагнит с якорем, прецизионный компенсатор со штангой, связанной с якорем, расположенной коаксиально относительно него и жестко связанной с иглой распылителя, штуцер слива топлива, аккумуляторную полость, образованную в корпусе, сообщенную со штуцером подачи топлива и разобщенную со штуцером слива прецизионным компенсатором, при этом аккумуляторная полость также разобщена с карманом распылителя случае за счет возрастания посадочного ди25 аметра уменьшается потребная величина

1746038 стиг. ф

Составитель А. Овечкин

Техред М.Моргентал Корректор С . Черни

Редактор Е. Савина

Заказ 2379 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 посредством иглы и сообщена с ним через дроссель, о т л и ч à ю щ а я с я тем, что, с целью увеяичения надежности и уменьшения габаритов форсунки, электромагнит и якорь расположены между прецизионным компенсатором и штуцером слива, якорь подпружинен и имеет возможность перемещения относительно штанги, а она снабжена буртом, взаимодействующим с торцом якоря.

2, Форсунка по и. 1. о т л и ч а ю щ а яс я тем, что дроссель выполнен в виде каналов в игле распылителя.

3. Форсунка по и. 2, о тл и ч а ю щая с я тем, что каналы в игле выполнены аксиальными, карман распылителя расположен под запорным корпусом, а рас5 пыливающие отверстия — над ним.

4. Форсунка по пп. 1-3, о т л и ч а ющ а я с я тем, что между прецизионным компенсатором и якорем размещен

10 сальник, а полость между компенсатором и сальником сообщена со штуцером слива.