Игла распылителя электроуправляемой форсунки

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам подачи топлива дизельных двигателей. Игла распылителя электроуправляемой форсунки включает иглу распылителя (1), управляющий поршень (2), шток (3) и упор для пружины, выполненный в виде отдельной детали – штанги (4). Игла, шток и управляющий поршень расположены последовательно и соосно таким образом, что касаются друг друга опорными торцами, образуя кинематически и динамически замкнутую цепь деталей. На торце (11) иглы распылителя и торце (21) управляющего поршня, контактирующих со штоком, выполнены хвостовики (12 и 22). На обоих торцах штока выполнены центральные отверстия (31 и 32). Сочетание размеров хвостовиков и отверстий соединения с зазорами. Шток имеет ступенчатую конструкцию, выполненную различными диаметрами. В предлагаемой конструкции предпочтительным является количество участков различного диаметра от 3 до 7. Штанга установлена на иглу распылителя свободно по диаметру с упором в торец. Игла распылителя и управляющий поршень установлены в шток до упора. После установки иглы распылителя и управляющего поршня наружная кромка стыков соединений проварена лазерной сваркой с перекрытием точек не менее 90%. Технический результат – увеличение надежности соединения иглы распылителя электроуправляемой форсунки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к системам подачи топлива дизельных двигателей.

В связи с ужесточением экологических требований к выбросам вредных веществ с отработавшими газами, в дизельных двигателях получили широкое распространение аккумуляторные системы подачи топлива, укомплектованные электроуправляемыми форсунками.

В таких форсунках управление моментом подачи и количеством подаваемого топлива осуществляется, как правило, за счет разгрузки иглы распылителя от осевого усилия, действующего от давления топлива в направлении закрытия распылителя. Упомянутая разгрузка может произойти при срабатывании клапана с управляющим поршнем, выполненного и приводимого в действие известным способом, например, с помощью электромагнитного или иного актуатора. Благодаря постоянно действующему на иглу снизу давлению топлива, стремящемуся поднять иглу, то есть открыть распылитель, при снятии запирающего усилия подъемная сила открывает распылитель, и происходит впрыск топлива в камеру сгорания. Закрытие распылителя осуществляется при восстановлении запирающего осевого усилия на иглу распылителя от давления топлива. Для стабильной работы форсунки необходимо постоянное кинематическое и динамическое замыкание силовой цепи «управляющий поршень - игла распылителя». Для гарантированного закрытия распылителя в то время, когда отсутствует давление топлива, в конструкции форсунки предусмотрена пружина сжатия, действующая через упор на иглу распылителя. Упор может быть выполнен в виде конструктивного элемента на управляющем поршне или в виде отдельной детали - штанги.

Известна конструкция электромагнитной форсунки для впрыска топлива в камеру сгорания дизельного двигателя (Пат. DE 4427378 С2, 11.07.1996), в которой кинематическое замыкание поршня с иглой распылителя обеспечивается за счет гильзы, установленной коаксиально на концевые участки управляющего поршня и иглы распылителя. В вариантах исполнения конструкции концевые участки на поршне и игле распылителя выполняются таким образом, что после сборки образуют замковое соединение или шарнирное соединение. Гильза может выполняться в виде детали, состоящей из одной или двух частей, служить опорой для пружины или быть несущей деталью для устанавливаемой коаксиально ей штанги. Недостатком известной конструкции является технологическая сложность выполнения изготовления соединяемых деталей и их сборки, обеспечивающей жесткое беззазорное соединение.

Известна конструкция иглы распылителя для форсунки системы топливоподачи Common Rail (Пат. DE 102009001325 А1, 09.09.2010), в которой управляющий поршень и игла распылителя расположены на расстоянии друг от друга, а компонент, соединяющий их в единое целое, представляет собой цилиндр, заполненный эластичным материалом и предназначенный для компенсирования биения запорного конуса иглы распылителя относительно демпфирования вибраций в процессе работы форсунки. Недостатком известной конструкции является усложнение технологии сборки иглы распылителя с поршнем, связанное с применением специального эластичного материала и возможными ограничениями по методу соединения деталей в неразъемный узел.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению - прототипом - является конструкция бездренажной форсунки с длинной иглой распылителя (Пат. DE 102007043540 А1, 07.05.2009).

Известная конструкция включает иглу распылителя, управляющий поршень и конструктивный элемент, выполненный в виде пальца и предназначенный для соединения между собой иглы распылителя и управляющего поршня, причем упомянутый палец может представлять собой отдельную деталь или составную часть иглы. Если палец выполнен в виде отдельной детали, его устанавливают в отверстия, находящиеся на торцах иглы распылителя и управляющего поршня, с натягом или по резьбе. Роль штанги выполняет управляющий поршень, имеющий кольцевой выступ, на который опирается одним торцом пружина. Недостатком известной конструкции является возможность разрушения соединения при ослаблении натяга в эксплуатации, что может быть обусловлено изменением температурных условий или вибрациями, негативно влияющими на прочность резьбовых соединений.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является устранение недостатков прототипа, а именно - повышение надежности соединения.

Поставленная задача решается за счет исключения натяга и резьбы в соединении и соединения иглы с поршнем с малым зазором с последующей лазерной сваркой круговым швом с перекрытием точек не менее 90%.

Конструкция иглы распылителя электроуправляемой форсунки, обеспечивающая решение поставленной задачи показана на фиг. 1.

Игла распылителя электроуправляемой форсунки включает иглу распылителя 1, управляющий поршень 2, шток 3 и штангу 4. Игла 1, шток 3 и управляющий поршень 2 расположены последовательно и соосно таким образом, что касаются друг друга опорными торцами, образуя кинематически и динамически замкнутую цепь деталей. На торце 11 иглы распылителя 1 и торце 21 управляющего поршня 2, контактирующих со штоком 3, выполнены хвостовики 12 и 22, соответственно. На обоих торцах штока 3 выполнены центральные отверстия 31 и 32 и, диаметр которых обеспечивает в сочетании с размерами хвостовиков 12 и 22 диаметральные зазоры в соединениях. При этом глубина отверстий 31 и 32 достаточна для обеспечения осевого зазора между торцами хвостовиков 12 и 22 и внутренними торцами отверстий 31 и 32, который обеспечивает контакт иглы распылителя 1 со штоком 3 по торцу 1 и контакт управляющего поршня со штоком 3 по торцу 21. Шток 3 имеет ступенчатую конструкцию, выполненную различными диаметрами. В предлагаемой конструкции предпочтительным является количество участков различного диаметра от 3 до 7. Штанга 4 установлена на иглу распылителя 1 с диаметральным зазором, с упором в торец. В собранной конструкции штанга 4 опирается на торец 13 иглы распылителя 1. Игла распылителя 1 и управляющий поршень 2 установлены в шток 3 до упора. После установки иглы распылителя 1 и управляющего поршня 2 наружная кромка стыков соединений проварена лазерной сваркой с перекрытием точек не менее 90%.

Игла распылителя электроуправляемой форсунки может быть изготовлена в различных вариантах исполнения, различающихся особенностями, не изменяющими существо предлагаемого изобретения, например, количеством ступеней штока, имеющих различный диаметр, высотой штанги и т.п.

Игла распылителя электроуправляемой форсунки в вариантном исполнении, установленная в электроуправляемую форсунку, показана на фиг. 2. Игла распылителя электроуправляемой форсунки работает следующим образом.

Игла распылителя 1 устанавливается в корпус распылителя 5 до упора, что соответствует закрытому состоянию распылителя 5. При этом управляющий поршень 2 находится внутри корпуса управляющего клапана 6, в нижнем положении. В полости 61 корпуса управляющего клапана 6 находится топливо под высоким давлением. Отверстие 62 для слива топлива из полости 61 корпуса управляющего клапана 6 закрыто элементом любого типа, известного из практики разработки и производства электроуправляемых форсунок, например, шариком 63, кинематически и динамически связанным с актуатором 7.

При подаче управляющего импульса на актуатор 7 открывается слив топлива из полости 61 корпуса управляющего клапана 6, давление в этой полости уменьшается. За счет разницы в диаметрах иглы распылителя 1 и управляющего поршня 2 создается подъемная сила, действующая на иглу распылителя 1 в направлении движения из корпуса распылителя 5. При этом в распылителе 5 открываются сопловые отверстия (на фиг. 2 не показаны), и происходит впрыск топлива.

При прекращении подачи управляющего импульса на актуатор 7 отверстие 62 слива топлива из полости 61 корпуса управляющего клапана 6 закрывается шариком, давление в полости 61 восстанавливается. Усилие от давления топлива на торец 22 управляющего поршня 2 становится больше подъемной силы, действующей снизу на иглу распылителя 1. Игла распылителя 1 опускается - садится - на упор в корпусе распылителя 5, истечение топлива из корпуса распылителя - впрыск - прекращается.

Наличие участков различного диаметра в предлагаемой конструкции иглы распылителя электроуправляемой форсунки позволяет получить переменную по длине жесткость, что, в свою очередь, позволяет компенсировать такие производственные дефекты, как биение запорной части иглы распылителя 1 относительно боковой поверхности управляющего поршня 2, а также компенсировать вибрации собранной конструкции при работе форсунки.

Прочность соединений в эксплуатации обеспечивается наличием шва лазерной сварки с перекрытием точек не менее 90%. Для особо тяжелых условий эксплуатации, в вариантах исполнения конструкции, может быть применен двойной шов.

Предлагаемая в качестве изобретения конструкция иглы распылителя электроуправляемой форсунки изготовлена и прошла испытания на Алтайском заводе прецизионных изделий. Планируется внедрение конструкции в серийное производство.

1. Игла распылителя электроуправляемой форсунки, включающая расположенные соосно иглу распылителя, управляющий поршень, конструктивный элемент для соединения их между собой, выполненный в виде отдельной детали - штока, и упор для пружины, отличающаяся тем, что на торцах иглы распылителя и управляющего поршня, контактирующих со штоком, выполнены хвостовики, на которые при сборке устанавливается с диаметральными зазорами шток, после сборки соединения фиксируются лазерной сваркой с перекрытием точек не менее 90%, а упор для пружины выполнен в виде отдельной детали - штанги, устанавливаемой с диаметральным зазором на иглу распылителя.

2. Игла распылителя электроуправляемой форсунки по п. 1, отличающаяся тем, что сварочный шов выполняется двойным.

3. Игла распылителя электроуправляемой форсунки по п. 1, отличающаяся тем, что количество участков различного диаметра на штоке может быть от 3 до 7.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, точнее к топливной системе дизеля. Распылитель содержит корпус (1) и запирающую иглу (2).

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Герметизирующая конструкция включает в себя уплотнительное кольцо и упорное кольцо 21.

Изобретение относится к системам подачи топлива двигателей внутреннего сгорания. Распылитель топливной форсунки включает иглу 2 распылителя и корпус 1 распылителя.

Изобретение относится к фильтрам для жидкости, функционирующим в зонах высокого давления. Представлен фильтр для жидкости, состоящий из корпуса (7) фильтра, содержащего все его детали; фильтрующего элемента, улавливающего посторонние примеси, присутствующие в фильтруемой жидкости; прочного опорного элемента, предотвращающего деформацию фильтрующего элемента; крышки корпуса (9) фильтра и других компонентов.

Изобретение относится к способам и системам сохранения положения топливной форсунки с помощью хомута топливной форсунки в дизельном двигателе внутреннего сгорания.

Изобретение относится к управлению двигателем внутреннего сгорания. Техническим результатом является улучшение воспламеняемости в двигателе внутреннего сгорания с прямым впрыском в цилиндры.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен топливный клапан (50) для впрыска газообразного топлива в камеру сгорания ДВС с турбонаддувом и воспламенением от сжатия.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен топливный инжектор, содержащий корпус сопла 102, имеющий одно или несколько сопел 104, каждое из которых выполнено с возможностью распылять топливо и выполненный с возможностью движения для изменения положения распыления от первого положения до второго положения.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложены способы и системы для непосредственного впрыска топлива.

Изобретение относится к устройствам впрыска топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит корпус (1) с внутренней расточкой, две гидравлические полости (6 и 12) разделены подпружиненным клапаном (9), нижняя часть корпуса жестко соединена с конической втулкой (16), жестко соединенной с диффузором (17), а с его цилиндрической частью соосно установлен конический клапан (20) для запирания отверстий диффузора (18).

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Герметизирующая конструкция включает в себя уплотнительное кольцо и упорное кольцо 21.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложено инжекционное устройство для впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, содержащее корпус 12; поршень 28, выполненный с возможностью перемещения в корпусе под действием давления текучей среды в сопряженной камере, которое действует на поршень снаружи.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитной катушке. Технический результат – повышение удельной мощности, снижение зависимости сопротивления электромагнитной катушки от температуры.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен распылитель клапанной форсунки ДВС, состоящий из цилиндрического корпуса 1 распылителя с каналами 2 подвода топлива.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен топливный клапан (50) для впрыскивания жидкого топлива с низкой температурой воспламенения в камеру сгорания двухтактного ДВС с турбонаддувом и самовоспламенением.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена топливная форсунка для впрыскивания топлива в ДВС, имеющая впускной канал (11) для жидкости, дозирующее отверстие (12) для жидкости и ведущий от впускного канала (11) к дозирующему отверстию (12) продолговатый, имеющий форму полого цилиндра проточный канал (13), ограниченный корпусом форсунки (14) и втулкой (15).

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен клапан для дозирования текучей среды, прежде всего жидкости, имеющий расположенное в потоке текучей среды, окруженное седлом (12) дозирующее отверстие (11), управляющую дозирующим отверстием (11) иглу (13) с запорной головкой (131), которая для открытия и закрытия дозирующего отверстия (11) взаимодействует со своим седлом (12), пьезоэлектрический привод (14), который воздействует на иглу (13) для открытия дозирующего отверстия (11), и упругий возвратный элемент (15), который воздействует на иглу (13) своим усилием для закрытия дозирующего отверстия (11).

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена топливная форсунка, содержащая клапанный механизм 303 и седло 305 клапанного механизма, являющиеся постоянно намагниченными; привод 311 форсунки для приведения в действие клапанного механизма; и пружину 323, смещающую клапанный механизм в закрытое положение к седлу клапанного механизма.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен клапан (10) впрыска топлива для периодического впрыска топлива в камеру сгорания ДВС, имеющий корпус (12) клапана, который задает продольную ось (14) и снабжен пространством (16) высокого давления.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложен гидравлический связующий механизм для топливных форсунок, имеющий стаканообразный корпус (31) с дном (311) и боковой стенкой (312), установленный в стаканообразном корпусе (31) с возможностью направленного осевого перемещения в нем поршень (33), заполненный жидкостью зазор (35) между поршнем (33) и дном (311) стаканообразного корпуса, расположенную с обращенной от поршня (33) наружной стороны стаканообразного корпуса (31) мембрану (36), которая ограничивает гидравлически сообщающуюся с зазором (35) компенсационную полость (37), и воздействующий на мембрану (36) своим аксиально направленным усилием упругий элемент (40).

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Герметизирующая конструкция включает в себя уплотнительное кольцо и упорное кольцо 21.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам подачи топлива дизельных двигателей. Игла распылителя электроуправляемой форсунки включает иглу распылителя, управляющий поршень, шток и упор для пружины, выполненный в виде отдельной детали – штанги. Игла, шток и управляющий поршень расположены последовательно и соосно таким образом, что касаются друг друга опорными торцами, образуя кинематически и динамически замкнутую цепь деталей. На торце иглы распылителя и торце управляющего поршня, контактирующих со штоком, выполнены хвостовики. На обоих торцах штока выполнены центральные отверстия. Сочетание размеров хвостовиков и отверстий соединения с зазорами. Шток имеет ступенчатую конструкцию, выполненную различными диаметрами. В предлагаемой конструкции предпочтительным является количество участков различного диаметра от 3 до 7. Штанга установлена на иглу распылителя свободно по диаметру с упором в торец. Игла распылителя и управляющий поршень установлены в шток до упора. После установки иглы распылителя и управляющего поршня наружная кромка стыков соединений проварена лазерной сваркой с перекрытием точек не менее 90. Технический результат – увеличение надежности соединения иглы распылителя электроуправляемой форсунки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх