Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с многоточечным электронным впрыском топлива

 

Использование: двигателестроение, в частности конструкция крепления и фиксации форсунок для впрыска топлива в бензиновых двигателях с впрыском топлива во впускной тракт отдельной форсункой. Сущность изобретения: бензиновый ДВС с многоточечным электронным впрыском топлива во впускной тракт имеет отдельную для каждого цилиндра форсунку 1 с кольцевыми проточками с обоих концов, в которых расположены уплотнительные резиновые кольца 2 и 3, имеющие в свободном состоянии круглое сечение. Каждая форсунка 1 входит одним концом в отверстие бобышки 4 топливопровода 5, крепящегося на впускной трубе 9 двигателя, а другим концом - в отверстие впускной трубы 9 так, что резиновые уплотнительные кольца 2 и 3 форсунки 1 образуют с обоими указанными отверстиями соединения с натягом. На работающем двигателе форсунка 1 зафиксирована в продольном направлении уплотнительного кольца 3 форсунки 1 в специальный упорный буртик 12 в отверстии под форсунку впускной трубы, а между торцом форсунки 1 и дном отверстия под форсунку в бобышке топливопровода 5 обеспечен зазор α . 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к конструкции крепления и фиксации форсунок для впрыска топлива в бензиновых двигателях с впрыском топлива во впускной тракт отдельной форсункой на каждый цилиндр.

Известны бензиновые многоцилиндровые двигатели с электронным впрыском топлива во впускной тракт через отдельные на каждый цилиндр форсунки, например, фирмы "Мерседес-Бенц", в которых используется система впрыска бензина фирмы "Bosch". В этих двигателях каждая форсунка одним концом со стороны электрического разъема входит в специальное отверстие в бобышке топливопровода, а другим концом в отверстие во впускной трубе. Крепление форсунок должно обеспечить герметичность соединения с обеих сторон и фиксацию форсунки в продольном направлении. Форсунки имеют с обеих сторон кольцевые проточки, в которых установлены резиновые кольца круглого сечения, входящие с натягом в отверстия бобышек топливопровода и впускной трубы. Для облегчения сборки отверстия в бобышках топливопровода и отверстия во впускной трубе имеют фаски. При монтаже форсунки резиновые кольца, расположенные в кольцевых проточках ее корпуса, деформируются (сжимаются), приобретая в сечении форму эллипса, и герметизируют соединения форсунки с топливопроводом и с впускной трубой.

Форсунки со стороны, входящей в топливопровод, и бобышки топливопровода, в которых выполнены отверстия под форсунки, имеют пазы, в которые входят скобы, обеспечивающие фиксацию форсунок в продольном направлении (см. например, ДЕ заявку N 3428597, кл. F 16 37/14, 1986). Как видно, эта конструкция требует выполнения проточек на корпусах форсунок и на бобышках топливопровода, а также наличия скобы для обеспечения продольной фиксации форсунки.

Задачей изобретения является упрощение и удешевление конструкции крепления и фиксации впрыскивающих форсунок, удешевление и упрощение сборки и повышение удобства монтажа форсунок на двигателе, а также увеличение срока службы резинового кольца форсунки, закрепляющего ее во впускной трубе двигателя.

Задача решается за счет того, что в бензиновом двигателе внутреннего сгорания (ДВС) с многоточечным электронным впрыском топлива во впускной тракт через отдельную для каждого цилиндра форсунку, имеющую с обоих концов кольцевые проточки с расположенными в них уплотнительными резиновыми кольцами круглого сечения в свободном состоянии и входящую одним концом в отверстие бобышки топливопровода, крепящегося на впускной трубе двигателя, а другим концом в отверстие впускной трубы, так что резиновые уплотнительные кольца форсунки образуют с обоими указанными отверстиями герметичные соединения с натягом, согласно изобретению форсунки фиксируется в продольном направлении на работающем двигателе давлением топлива в топливопроводе до упора торца резинового уплотнительного кольца форсунки в специальный упорный буртик в отверстии под форсунку впускной трубы, а между торцом форсунки и дном отверстия под форсунку в бобышке топливопровода обеспечен зазор. Размеры отверстия в бобышках топливопровода и отверстий во впускной трубе обеспечивают натяг в посадке уплотнительного резинового кольца форсунки в отверстии бобышки топливопровода больший, чем натяг в посадке другого резинового уплотнительного кольца форсунки в отверстии впускной трубы. Отверстие под корпус распыливающей части форсунки в прокладке между впускной трубой и головкой цилиндров имеет минимальный диаметр, необходимый для свободного прохождения распыливающей части форсунки.

Давление топлива в топливопроводе не дает форсунке на работающем двигателе смещаться в сторону топливопровода. Буртик в отверстии под форсунку впускной трубы не дает форсунке смещаться в сторону впускной трубы. Фиксация форсунок происходит при подключении топливопровода к давлению топлива, но уже с момента их установки на двигатель продольное перемещение форсунок ограничено дном отверстия в бобышке топливопровода и буртиком в отверстии впускной трубы.

Такая фиксация форсунки упрощает и удешевляет конструкцию, так как не нужно делать пазов на форсунке и бобышке топливопровода под скобу, фиксации форсунки, не нужно самой этой скобы и операции ее установки в процессе сборки. Зазор между торцом форсунки и дном отверстия под форсунку в бобышке топливопровода исключает продольную деформацию форсунок, которая могла бы помешать нормальной работе форсунок.

Увеличенный натяг в посадке резинового уплотнительного кольца форсунки в отверстии бобышки топливопровода по сравнению с натягом в посадке другого резинового уплотнительного кольца форсунки в отверстии впускного трубопровода позволяет ввести удобный монтаж конструкции: сначала все форсунки вставляются в отверстия бобышек топливопровода до упора в дно отверстий, а потом все форсунки одновременно входят своими нижними концами в отверстия впускной трубы при установке топливопровода на впускную трубу.

Такое соотношение указанных натягов облегчает также демонтаж конструкции, т.е. снятие форсунок вместе с топливопроводом с впускной трубы.

Прокладка между впускной трубой и головкой цилиндров двигателя за счет выполнения в ней отверстий под корпуса форсунок по минимуму, необходимому для свободного прохождения распыляющей части корпусов форсунок через эти отверстия, обеспечивает защиту резинового уплотнительного кольца форсунки, расположенного в отверстии впускной трубы, от прямого воздействия высокотемпературных тепловых потоков впускного тракта ДВС, тем самым повышая его долговечность.

На фиг. 1 изображено положение форсунки на двигателе до подачи давления топлива в топливопровод; на фиг. 2 фиксация форсунки во впускной трубе на работающем двигателе в увеличенном масштабе.

Форсунка 1 имеет с обоих концов выточки, в которых расположены уплотнительные резиновые кольца 2 и 3, имеющие в свободном состоянии круглое сечение. Один конец форсунки 1 с резиновым кольцом 2 входит в отверстие бобышки 4 топливопровода 5 так, что резиновое уплотнительное отверстие в бобышке 4 топливопровода 5 имеет заходную фаску 6.

В результате сборки с натягом поперечное сечение уплотнительного резинового кольца 2 становится эллипсным, обеспечивая герметичность соединения форсунки 1 с топливопроводом 5, а торец 7 форсунки 1 упирается в дно 8 отверстия в бобышке 4 топливопровода 5, исключая перемещение форсунки 1 в сторону топливопровода 6 (см. фиг. 1).

Во время установки топливопровода 5 на впускную трубу 9 другой конец форсунки 1 с резиновым уплотнительным кольцом 3 входит в отверстие во впускной трубе 9, имеющее для облегчения сборки заходную фаску 10. В результате сборки с натягом поперечное сечение резинового уплотнительного кольца 3 становится эллипсным, обеспечивая герметичность соединения форсунки 1 с впускной трубой 9, а нижний торец 11 уплотнительного резинового кольца 3 не доходит до специального упорного буртика 12, и между ними будет зазор α (см. фиг. 1), предохраняющий форсунку 1 от продольной деформации.

Зазор a получается за счет того, что на двигателе в сборе расстояние от дна 8 отверстия в бобышке 4 топливопровода 5 до буртика 12 в отверстии впускной трубы 9 больше расстояния от торца 7 форсунки 1 до торца 11 уплотнительного резинового кольца 3 в отверстии впускной трубы, уже имеющего эллипсное сечение за счет посадки с натягом, и зависит от точности выполнения размеров топливопровода 5, впускной трубы 9 и форсунки 1, образующих эту размерную цепочку. Зазор a колеблется на практике в пределах 0-0,5 мм.

На работающем двигателе, когда к топливопроводу 5 подключено топливо под давлением, это давление дожимает форсунку 1 до упора резинового уплотнительного кольца 3 в буртик 12 в отверстии впускной трубы 9, и зазор a, предохраняющий форсунку 1 от продольной деформации, образуется между дном 8 отверстия в бобышке 4 топливопровода 5 и торцом 7 форсунки 1. Так происходит окончательная фиксация форсунки 1 в продольном направлении, ибо перемещение ее в сторону впускной трубы 9 исключено упором резинового уплотнительного кольца 3 в буртик 12 отверстия впускной трубы 9, а перемещение форсунки 1 в сторону топливопровода на работающем двигателе исключено давлением топлива на торец 7 форсунки 1.

Размер отверстия в бобышке 4 топливопровода 5 обеспечивает в сборе с резиновым кольцом 2 форсунки 1 больший натяг, чем натяг в соединении резинового кольца 3 форсунки 1 с отверстием во впускной трубе 9, что увеличивает надежность соединения форсунок 1 с топливопроводом 5 в процессе монтажа и демонтажа узла, позволяя сначала закрепить все форсунки 1 в топливопроводе 5, а затем монтировать весь узел на впускной трубе 9. Демонтаж идет в обратном порядке.

Впускная труба 9 с топливопроводом 5 и форсунками 1 устанавливается на головку цилиндров 13 через прокладку 14. Прокладке 14 имеет отверстия для прохождения распыливающей части корпусов форсунок 1. Эти отверстия выполняются по минимальному диаметру, обеспечивающему свободный проход распыливающей части корпусов форсунок 1.

Благодаря тому что диаметр отверстий в прокладке 14 головки цилиндров 13 меньше наружного диаметра уплотнительного резинового кольца 3, прокладка 14 защищает уплотнительные резиновые кольца 3 от тепловых потоков, имеющих место во впускном тракте работающего двигателя и повышает тем самым долговечность уплотнительных резиновых колец 3.

В целом предлагаемая конструкция проста в изготовлении и надежна в эксплуатации.

Это техническое решение применено на новом двигателе АО "ЗМЗ" модели ЗМЗ-406.10 и успешно работает на опытных образцах этих двигателей.

Формула изобретения

1. Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с многоточечным электронным впрыском топлива во впускной тракт через отдельную для каждого цилиндра форсунку, имеющую с обеих концов кольцевые проточки с расположенными в них уплотнительными резиновыми кольцами круглого сечения в свободном состоянии и входящую одним концом в отверстие бобышки топливопровода, крепящегося на впускной трубе двигателя, а другим концом в отверстие впускной трубы так, что резиновые уплотнительные кольца форсунки образуют с обоими указанными отверстиями герметичные соединения с натягом, отличающийся тем, что на работающем двигателе форсунка зафиксирована в продольном направлении давлением топлива в топливопроводе до упора торца резинового уплотнительного кольца форсунки в специальный упорный буртик в отверстии под форсунку впускной трубы, а между торцем форсунки и дном отверстия под форсунку в бобышке топливопровода обеспечен зазор.

2. Бензиновый ДВС по п.1, отличающийся тем, что натяг в посадке резинового уплотнительного кольца форсунки в отверстии бобышки топливопровода больше, чем натяг в посадке другого уплотнительного резинового кольца форсунки в отверстии впускной трубы.

3. Бензиновый ДВС по п.1, отличающийся тем, что отверстия под форсунки в прокладке между головкой цилиндров и впускной трубой двигателя имеют минимальный диаметр, необходимый для свободного прохождения распыливающей части форсунок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2