Способ работы дизельной форсунки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре. Изобретение позволяет повысить надежность работы дизельной форсунки при малой подаче топлива и в режиме газодизеля. Предложен а) способ работы дизельной форсунки путем подачи топлива через топливоподающий канал в подыгольную полость, дросселирующий канал и цилиндрический зазор между внешней поверхностью запорной иглы и внутренней поверхностью корпуса форсунки, причем топливо в цилиндрическом зазоре центральной части иглы используют для гидрозапирания и охлаждения форсунки, а также б) устройство для осуществления способа работы дизельной форсунки. Устройство содержит полый корпус с топливоподающим каналом, запорную иглу, размещенную в корпусе коаксиально внутренней поверхности, цилиндрический зазор между внешней поверхностью иглы и внутренней поверхностью корпуса, подыгольную полость, образованную нижней частью запорной иглы с корпусом, дросселирующий канал, соединяющий подыгольную полость с цилиндрическим зазором, а также каналы гидрозапирания и охлаждения форсунки. Каналы гидрозапирания и охлаждения форсунки совмещены и выполнены путем расширения цилиндрического зазора в центральной части запорной иглы объемом не менее двух минимальных цикловых подач топлива. Дросселирующий канал, образованный зазором между корпусом и уплотняющим пояском на игле, выполнен длиной не менее половины диаметра запорной иглы. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для работы в системе подачи топлива дизельных двигателей.

Известен способ работы дизельной форсунки путем подачи топлива через топливоподающий канал в подыгольную полость, дросселирующий канал, цилиндрический зазор между внешней поверхностью запорной иглы и внутренней поверхностью корпуса, в радиальные сквозные отверстия и сообщенный с ними осевой канал в игле (см. патент РФ 2006657, 5 F 02 M 47/02).

Устройство для осуществления известного способа (смотри тот же патент) содержит полый корпус с топливоподающим каналом, запорную иглу, образующую подыгольную полость с корпусом, втулку, размещенную на игле и имеющую радиальные сквозные отверстия, сообщенные с осевым каналом, выполненным по всей длине иглы.

Для осуществления известного способа работы дизельной форсунки используется сложное устройство для реализации гидрозапирания и охлаждения, а эффективность процессов гидрозапирания и охлаждения недостаточна, что приводит к снижению плотности распылителя и его перегреву.

Из известных способов наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ работы дизельной форсунки путем подачи топлива через топливоподающий канал в подыгольную полость, дросселирующий канал, цилиндрический зазор между внешней поверхностью запорной иглы и внутренней поверхностью корпуса форсунки, а также в полость между верхней частью иглы и уплотняющим элементом (см. патент РФ 2162543, 7 F 02 M 61/00).

Устройство для осуществления известного способа (см. патент РФ 2162543, 7 F 02 M 61/00) содержит полый корпус с топливоподающим каналом, запорную иглу, размещенную в корпусе коаксиально внутренней поверхности, цилиндрический зазор между внешней поверхностью иглы и внутренней поверхностью корпуса, подыголную полость, образованную нижней частью запорной иглы с корпусом, дросселирующий канал, соединяющий подыгольную полость с цилиндрическим зазором, нажимную штангу, взаимодействующую с запорной иглой и размещенную в корпусе форсунки коаксиально, уплотняющий элемент, выполненный из эластомера и жестко связанный с наружной боковой поверхностью нажимной штанги и внутренней поверхностью корпуса форсунки, причем между нижней торцевой поверхностью уплотняющего элемента и верхней торцевой поверхностью иглы выполнен зазор с образованием герметичной топливной полости.

При работе такой дизельной форсунки в случае малого цилиндрического зазора, выполненного по всей длине запорной иглы между внешней поверхностью иглы и внутренней поверхностью корпуса, топливо будет слабо просачиваться и не успевать перетекать в зазор между нижней торцевой поверхностью уплотняющего элемента и верхней торцевой поверхностью иглы, кроме того, возможно заклинивание запорной иглы за счет малого теплоотвода. В случае большого цилиндрического зазора будет неустойчивая работа запорной иглы за счет изменения положения ее в корпусе.

Устройство для осуществления известного способа работы конструктивно сложно, требует наличия дополнительных элементов, таких как уплотняющий элемент, выполненный из эластомера. Кроме того, известное устройство работает неустойчиво в режиме малой подачи топлива (холостой ход) и в режиме газодизеля.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение надежности работы дизельной форсунки при малой подаче топлива (холостой ход) и в режиме газодизеля, когда форсунка подает запальное топливо примерно 10%, а 90% - газовое топливо.

Техническая задача решается за счет того, что в способе работы дизельной форсунки путем подачи топлива через топливоподающий канал в подыгольную полость, дросселирующий канал и цилиндрический зазор между внешней поверхностью запорной иглы и внутренней поверхностью корпуса форсунки топливо в цилиндрическом зазоре центральной части иглы используют для гидрозапирания и охлаждения форсунки.

В устройстве для осуществления заявляемого способа работы дизельной форсунки, содержащем полый корпус с топливоподающим каналом, запорную иглу, размещенную в корпусе коаксиально внутренней поверхности, цилиндрический зазор между внешней поверхностью иглы и внутренней поверхностью корпуса, подыгольною полость, образованную нижней частью запорной иглы с корпусом, дросселирующий канал, соединяющий подыгольную полость с цилиндрическим зазором, а также каналы гидрозапирания и охлаждения форсунки, каналы гидрозапирания и охлаждения форсунки совмещены и выполнены путем расширения цилиндрического зазора в центральной части запорной иглы объемом не менее двух минимальных цикловых подач топлива, а дросселирующий канал, образованный зазором между корпусом и уплотняющим пояском на игле, выполнен длиной не менее половины диаметра запорной иглы.

Техническая сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где показан общий вид заявляемого устройства для осуществления способа работы дизельной форсунки.

Дизельная форсунка содержит полый корпус 1 с топливоподающим каналом 2, запорную иглу 3, размещенную коаксиально внутренней поверхности 4 корпуса 1, цилиндрический зазор 5 между внешней поверхностью иглы 3 и внутренней поверхностью 4 корпуса 1, подыгольную полость 6, образованную нижней частью 7 запорной иглы 3 с корпусом 1, дросселирующий канал 8, соединяющий подыгольную полость 6 с цилиндрическим зазором 5, а также каналы гидрозапирания и охлаждения форсунки. Эти каналы совмещены и выполнены формированием путем расширения части 11 цилиндрического зазора 5, расположенной в центральной части запорной иглы 3, между нижним уплотняющим пояском 9 и верхним пояском 10. При этом эта часть 11 цилиндрического зазора выполнена объемом не менее двух минимальных цикловых подач топлива. Нижний уплотняющий поясок 9 запорной иглы 3 образует с корпусом 1 дросселирующий канал 8 и выполнен длиной не менее половины диаметра запорной иглы 3.

Дизельная форсунка работает следующим образом.

Топливо от насоса высокого давления (на чертеже не показан) поступает в подыгольную полость 6 через топливоподающий канал 2. В подыгольной полости 6 повышается давление. При этом часть топлива через дросселирующий канал 8, проникает в цилиндрический зазор 5 и образует между уплотняющими поясками 9 и 10 гидрозапирающий канал 11. Давление в подыгольной полости 6 повышается до тех пор, пока не превысит давление начальной затяжки пружины 12, воздействующей на запорную иглу 3. При этом игла приподнимается и через отверстие 13 происходит впрыск топлива в камеру сгорания (на чертеже не показано). После этого, за счет падения давления в подыгольной полости 6 и воздействия пружины 12, запорная игла 3 опускается и закрывает проход топлива к отверстию 13.

При объеме гидрозапирающего канала 11 не менее двух минимальных цикловых подач и свойстве топлива как несжимаемой жидкости при последующих циклах топливо не перетекает через дросселирующий канал. В результате улучшается работа форсунки при малых подачах топлива и появляется возможность снизить обороты холостого хода дизеля. Это очень важно для маневровых тепловозов, которые по условиям эксплуатации более 60% времени работают на холостом ходу. Улучшение работы при малых подачах и выполнении гидрозапирающим каналом функций охлаждения (при малой длине уплотнительного пояска и сравнительно большом объеме цилиндрического зазора, заполненного топливом) обеспечивает охлаждение и надежную работу форсунки в газодизельном режиме, когда топливо впрыскивается через форсунку в качестве запального. При этом требуется хороший распыл при малой подаче топлива и высокой температуре. При таком режиме известные форсунки могут длительно работать только со специальным охлаждением, что усложняет конструкцию форсунок. Заявляемый способ надежен в работе и не требует усложнения устройства для его осуществления.

Формула изобретения

1. Способ работы дизельной форсунки путем подачи топлива через топливоподающий канал в подыгольную полость, дросселирующий канал и цилиндрический зазор между внешней поверхностью запорной иглы и внутренней поверхностью корпуса форсунки, отличающийся тем, что топливо в цилиндрическом зазоре центральной части иглы используют для гидрозапирания и охлаждения форсунки.

2. Устройство для осуществления способа работы дизельной форсунки, содержащее полый корпус с топливоподающим каналом, запорную иглу, размещенную в корпусе коаксиально внутренней поверхности, цилиндрический зазор между внешней поверхностью иглы и внутренней поверхностью корпуса, подыгольную полость, образованную нижней частью запорной иглы с корпусом, дросселирующий канал, соединяющий подыгольную полость с цилиндрическим зазором, а также каналы гидрозапирания и охлаждения форсунки, отличающееся тем, что каналы гидрозапирания и охлаждения форсунки совмещены и выполнены путем расширения цилиндрического зазора в центральной части запорной иглы объемом не менее двух минимальных цикловых подач топлива, а дросселирующий канал, образованный зазором между корпусом и уплотняющим пояском на игле, выполнен длиной не менее половины диаметра запорной иглы.

РИСУНКИ

Рисунок 1