Распылитель с сопловыми отверстиями на запорном конусе

 

Использование: двигателестроение, в частности топливная аппаратура дизелей . Сущность изобретения: распылитель содержит запорную иглу и корпус с колодцем и сопловыми отверстиями (СО), выходящими на запорный конус При этом fHo (fc+Тнс) (fH Н нс) ИЛИ (fHO - fnc) fc fH, a в пределе когда fHC н, fno (fc - М 2fH или (fHO - fn) fc fH, где fHo. f и fHc - площади между запорными поверхностями корпуса и иглы при максимальном ходе иглы соответственно по большему, меньшему диаметрам запирания и по диаметру запорного конуса непосредственно после СО; fc - суммарная площадь СО. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (с1)ю F 02 M 61/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕ НТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а

Л

М С

С (У @ваа1 (но 1нс) fñ н, а в пределе, когда 1нс = fu.

f» (f, + f ) 21„или (2) (21) 4706173/06 (22) 15.06.89 (46) 23,06.93. Бюл. ¹ 23 (71) Павлодарский индустриальный институт (72) А. К, Кара каев (56) Высоцкий Ш.Л„Гальперович Л.Г., Гринглаз Я.А. Проектирование систем впрыска топлива судовых дизелей. М.: Судостроение, 1967, с,43, рис.18. (54) РАСПЫЛИТЕЛЬ С СОПЛОВЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ НА ЗАПОРНОМ КОНУСЕ (57) Использование: двигателестроение, в

Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для впрыскивания топлива в дизель.

Целью изобретения является повышение эффективности впрыскивания топлива.

Поставленная цель достигается тем, что в распылителе с сопловыми отверстиями на запорном конусе, содержащем корпус с колодцем или без колодца и с топливоподводящим каналом, иглу с запорным конусом, размещенную в корпусе с возможностью осевого перемещения, карман, образованный иглой и корпусом и сообщенный с топливоподводящим каналом.

1но (fc + fu() (fu + fuс) иЛи

„„5ЫÄÄ 1822905 А1 частности топливная аппаратура дизелей. Сущность изобретения: распылитель содержит запорную иглу и корпус с колодцем и сопловыми отверстиями (СО), выходя-, щими на запорный конус. При этом f o 5 (1с+Тн,) (fu -I f«) или(f»- fuo) fo 5 fu, а в пределе. когда fuc = fu, fuo (fo 1н) 2fí или (fuo — fu) < тс < fí, гдЕ fuo, 4 И 1нс площади между запорными поверхностями корпуса и иглы при максимальном ходе иглы соответственно по большему, меньшемудиаметрам запирания и по диаметру запорного конуса непосредственно после СО; fc— суммарная площадь СО. 1 ил. где 1но fu и 1нс — площади между запорными поверхностями корпуса и иглы при максимальном ходе ее соответственно пФ большему, меньшему диаметрам запирания и по диаметру запорного конуса непосредственно после сопловых отверстий; 1с — суммарная площадь сопловых отверстий.

В топливной системе движение топлива крайне нестационарно, причем процесс до выходных кромок сопловых отверстий являетсяя вол новы м. П ри расчете нестационарного движения жидкостей по волновому уравнению прошедшая через стык (Р,р) и отраженная от стыка (Polyp) волны давлений зависят от величины прямой падающей волны давления (Рпвд) на стык и от площади канала до и после стыка:

Рпр (1+ сост) Рпвд, Ротр = G Рпад, сост (3) 1822905

c c тно + тнс ) fc (4) (но +тн fc Г"с = (1„. + f. + f, 40 (12) тно тно

f„+ fíñ f o+2 где аст — коэффициент отражения стыка; f> и

f2 — площади каналов до и после стыка.

Из (3) видно, что с уменьшением площади после стыка увеличивается величина прошедшей волны давления через стык при прочих равных условиях, увеличивается также величина отраженной волны давления, которая складываясь с прямой падающей волной давления на стык, и приводит к увеличению прошедшей через стык волны давления.

В распылителе прошедшая последовательно через стыки fnc u fc волна давления, отразившись от глухого дна колодца и пройдя в обратном направлении через стыки f < и тнс, а при 1н = тнс пройдя обратно через стык f «, будет дополнительно повышать давление перед сопловыми отверстиями, так как эта отраженная от глухого дна колодца волна давления складывается с прямой 20 прошедшей через стык f» волной давления и увеличивает величину падающей волны давления в районе сопловых отверстий, т,е.

ВЕЛИЧИНУ ПряМОй ВОЛНЫ даВЛЕНИя (Рпад.cTc), падающей на стык в районе сопловых отверстий, и повышать давление впрыскивания, При этом коэффициент отражения стыка в районе сопловых отверстий в общем случае равен

30 а в случае, когда сопловые отверстия пр«мыкают непосредственно к колодцу распы- 35 лителя (1нс = fH).

По мере увеличения разностей (1нс-1с) или (тн-1с) коэффициенты ортражения (4) и (5) увеличиваются, что приводит к повышению давления впрыскивания (Э)

Рвпр = Рпр.стс = (1+ г стс)Рпад.стс. (6) где Рпр.стс — прошедшая через стык в районе сопловых отверстий волна давления, равная

ДаВЛЕНИЮ ВПРЫСКИВаНИЯ; Рлад cTc — ВОЛНа

50 давления, падающая на этот стык, Как видно из(4) и (5), при 1нс = fc а при f> =- fc

1но f»î сТс —,н„+ f — f + 2 С (8) Анализ уравнений (4), (5),(7) и (8) показывает, что с уменьшением суммарной площади сопловых отверстий (fc) повышаются коэффициенты отражения, что приводит к повышению давления впрыскивания согласно (6).

При условиях (7) и (8) коэффициенты отражения уменьшаются по сравнению с (4) и (5), и согласно (6) уменьшается давление впрыскивания, однако сокращается продолжительность впрыскивания (ран ) из-за увеличения fc до f c(7) или fc до fi> (8), что также повышает эффективность впрыскивания изза повышения интенсивности впрыскивания, так как для дизелей одним из важнейших способов повышения экономичности работы является сокращение Ънр. в особенности ее конечной стадии, что сильнее проявляется по мере увеличения быстроходности дизеля, Например, при сокращении Ъпр. всего на 1 поворота кулачкового вала насоса (1 п,к.в.) зкономия топлива повышается на 2-3 .Ñëåäóåò также отметить, что с увеличением диаметра сопловых отверстий распылители менее склонны к закоксовыванию.

Из вышеизложенного следует, что при заявленных соотношениях размеров повышается эффективность впрыскивания топлива или за счет повышения давления, или за счет сокращения продолжительности впрыскивания.

Сущность изобретения поясняется чертежом, Распылитель состоит из запорной иглы

1 и корпуса 2 с колодцем 3 и сопловыми отверстиями 4, выходящими на запорный конус. При этом но = л(бо — 0,5у sins) у sin(r/2); (9) нс = л(<1нс 0,5у з! п т)у а|п(т/2); (10) н = л(як - 0,5 у sins) у sin (г/2), (11) fc = I _#_dc /4: к = Як /4, 2, 2 где у — максимальный ход иглы; i — число сопловых отверстий; т -- угол запорного конуса; бк — диаметр колодца распылителя.

Площадь канала колодца f может быть больше fH (как показано на чертеже), меньше fH или равна нулю (f, =- О).

Впрыскивание топлива осуществляется следующим образом.

Топливо через кольцевой канал между иглой и корпусом поступает, проходя сечение 1но, к сопловым отверст«ям и к сечению

1нс, откуда через сеч.n«e f, ïnnàäàåò в коло1822905 дец 3. По мере сужения канала между конусами на игле и корпусе распылителя повышается давление перед сопловыми отверстиями согласно (3), а прошедшая через стыки fHC u fH волна давления, отразившись от глухого дна колодца и пройдя в обратном направлении через стыки fH и fHc, (а при fH = =4нс пройдя только через стык fH ), будет дополнительно повышать давление перед сопловыми отверстиями, так как эта отраженная от глухого дна колодца волна давления складывается с прямой прошедшей через стык fHo волной давления и повышает давление впрыскивания согласно (6).

Площадь колодца fHe может быть больше (как показано на чертеже), равна или меньше fH, а также равна нулю (4» = О), т.е. эффективность впрыскивания повышается даже тогда, когда поток после fH расширяется в колодце распылителя, так как время движения отраженной от донышка колодца волны давления до сопловых отверстий на запорном конусе приблизительно на три rioрядка меньше продолжительности впрыскивания, За время впрыскивания отраженные от глухого донышка колодца волны давления три порядка раз (свыше

1000 раэ) буду подходить к сопловым отверстиям и, складываясь с прямыми волнами давления в районе сопловых отверстий на запорном конусе, повышать давление впрыскивания, т,е. эффективность впрыскивания топлива, Таким образом, заявляемые соотношения размеров способствуют повышению эффективности впрыскивания по сравнению с прототипом или за счет повышения давления впрыскивания, или эа счет сокращения продолжительности впрыскивания, При данных соотношениях размеров запорного узла можно существенно уменьшить механическую нагруженность привода топливо-впрыскивающего насоса при про5 чих равных условиях, так. как необходимое давление впрыскивания достигается при меньшем давлении, создаваемом плунжером. что, в свою очередь, повышает надежность и срок службы топливной системы.

10 Изобретение может быть использовано . на всех типах дизелей, применяемых в различных областях, (формула изобретения

15 Распылитель с сопловыми отверстиями на запорном конусе, содержащий корпус с колодцем и топливоподводящим каналом, иглу с запорным конусом, размещенную в корпусе с возможностью осевого переме20 щения, карман, образованный иглой и кор1 пусом и сообщенный с топливоподводящим каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности впрыскивания топлива.

25 но — (fc + тнс) -(fH + fHc} или (f о нс) fc « fH, 30 а в пределе, когда 1нс - fí

Уно «=(тс+ fH) « 2fH или (fHo - f H) + fc fH, где f Ho fH u fHc — площади между запорными конусными поверхностями корпуса и иглы

35 при максимальном ходе ее соответственно по большему, меньшему диаметрам запирвния и по диаметру запорного конуса непос-. редственно после сопловых отверстий; f — суммарная площадь сопловых отверстий.

4,0

1822905

° I

Составитель А,Каракаев

Техред M. Моргентал Корректор С, Юско

Редактор А.Бер

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2175 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государс-венного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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