Форсунка для усунення пропуску вприску палива

Реферат: Форсунка для усунення пропуску вприску палива в двигун внутрішнього згорання і нерівномірності вприскування палива по циклах і циліндрах на режимах холостого ходу і малих навантажень містить корпус, порожнистий розпилювач, основний клапан, сідло, додатковий клапан, направляючу втулку з осьовими наскрізними отворами. UA 68179 U (54) ФОРСУНКА ДЛЯ УСУНЕННЯ ПРОПУСКУ ВПРИСКУ ПАЛИВА UA 68179 U UA 68179 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до моторобудування, зокрема до двигунобудування, може бути використана в паливній апаратурі дизелів тепловозів і призначена для усунення пропусків вприску палива і нерівномірності вприску палива. Відома форсунка подвійної подачі палива в двигун внутрішнього згорання, яка містить корпус, в якому розміщені порожнистий розпилювач з двома групами сопел, порожнина якого сполучена з каналом підведення палива, основний клапан, виконаний у вигляді підпружиненої голки, встановленої в порожнини розпилювача, додатковий клапан і підпружинений запірний елемент, виконаний у вигляді розподільного плунжера зі штоком, при чому голка виконана заодно з додатковим клапаном, який виконаний як підпружинений запірний елемент, а розподільний плунжер має нижню і верхню частини, які підпружинені пружинами різного зусилля і мають між торцями зазор, крім того голка під запірним конусом облаштована золотником, а хвостовик золотника виконаний з тангенціальними напрямними, дві третини нижньої частини яких мають зріз під кутом 65 градусів, при цьому зазор між торцями верхньої і нижньої частин розподільного плунжера менший, ніж довжина прецизійного з'єднання хвостовика золотника під запірним конусом голки з перед сопловим каналом нижнього ряду соплових отворів розпилювача, (пат. UA 6164 F02M45/00 15.04.2005) Наведена конструкція форсунки не забезпечує надійного вприскування мінімальної дози палива на неномінальних режимах без погіршення процесу паливоподачі. Відома форсунка для ступеневого вприскування палива в двигун внутрішнього згорання, що містить корпус, порожнистий розпилювач, основний клапан у вигляді підпружиненої голки, встановленої в корпусі порожнистого розпилювача з можливістю взаємодії з сідлом, розташованим по напряму потоку палива, порожнистий розпилювач, виконаний з каналами підведення палива до диференційної площадки голки, та додатковий клапан, виконаний з плоскою запірною поверхнею, додатковий клапан забезпечений по центру направляючою втулкою з осьовими наскрізними отворами - динамічний розсікач - і прецизійно встановлений в корпусі форсунки, після центруючого отвору порожнистого розпилювача, з можливістю контакту плоскою запірною поверхнею додаткового клапана з плоскою торцевою поверхнею порожнистого розпилювача, при цьому в корпусі порожнистого розпилювача паралельно до його центруючого отвору виконаний глухий отвір-компенсатор зняття внутрішньої напруги, виконаний з можливістю контакту відкритим кінцем отвору з плоскою запірною поверхнею додаткового клапана, крім того, в стінці порожнистого розпилювача виконаний похилий наскрізний канал між центруючим отвором порожнистого розпилювача і плоскою торцевою поверхнею розпилювача - модулятор імпульсів тиску палива, похилий наскрізний канал виконаний з можливістю контакту з плоскою запірною поверхнею додаткового клапана (UA 50994 F02M45/00 25.06.2010). Недоліком даної конструкції є недостатнє забезпечення належного гальмування потоку палива при роботи форсунки в циклі роботи двигуна по газодизельному та дизельному циклу в широкому діапазоні зміни частоти обертання і навантаження. Як найбільш близьке технічне рішення ця конструкція прийнята авторами за найближчий аналог. Задачею корисної моделі є забезпечення належного гальмування потоку палива при роботи форсунки в циклі роботи двигуна по газодизельному та дизельному циклу, а також усунення пропуску вприскування палива і нерівномірності вприскування палива по циклами і циліндрам двигуна внутрішнього згорання на режимах холостого ходу і малих навантажень. Поставлена задача вирішується тим, що в форсунці для усунення пропуску вприску палива і нерівномірності вприскування палива по циклами і циліндрам двигуна внутрішнього згорання на режимах холостого ходу і малих навантажень, що містить корпус, порожнистий розпилювач, основний клапан у вигляді підпружиненої голки, встановленої в корпусі порожнистого розпилювача з можливістю взаємодії з сідлом, розташованим по напряму потоку палива, порожнистий розпилювач виконаний з каналами підведення палива до диференційної площадки голки, та додатковий клапан (що виконує функцію соплового наконечнику), виконаний з плоскою запірною поверхнею, додатковий клапан - (сопловий наконечник) забезпечений по центру направляючою втулкою з осьовими наскрізними отворами - динамічний розсікач, і прецизійно встановлений в корпусі форсунки, після центруючого отвору порожнистого розпилювача, з можливістю контакту плоскою запірною поверхнею клапана з плоскою торцевою поверхнею порожнистого розпилювача, при цьому в корпусі порожнистого розпилювача паралельно його центруючого отвору виконаний глухий отвір компенсатор зняття внутрішньої напруги, виконаний з можливістю контакта з плоскою запірною поверхнею додаткового клапана (соплового наконечника), крім того, в стінці порожнистого розпилювача виконаний похилий наскрізний канал між центруючим отвором, порожнистого розпилювача і плоскою торцевою поверхнею розпилювача - що є модулятором імпульсів тиску палива, похилий наскрізний канал 1 UA 68179 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 виконаний з можливістю контакту з плоскою запірною поверхнею додаткового клапана (соплового наконечника), осьові наскрізні отвори направляючої втулки додаткового клапанасоплового наконечника мають на стінках отворів спіральні напрямні, які виконані з можливістю створення вихрового потоку палива при роботі форсунки по дизельному та газодизельному циклам. На фіг. 1 зображена конструктивна схема форсунки - подовжній розріз. На фіг.2 зображений порожнистий розсікач - розріз. Форсунка містить корпус 1 з каналами 2, по яких паливо поступає в приймальну порожнину 3 і діє на диференціальний майданчик 4 навантаженої підпружиненої голки 5, що містить запірний конус 6, який спирається на сідло 7, і плавно переходить в центруючий отвір 8 порожнистого розпилювача 9, при цьому центруючий отвір 8 з'єднаний похилим наскрізним каналом 10 модулятором імпульсів тиску палива, з торцевою поверхнею 11 порожнистого розпилювача 9. У корпусі порожнистого розпилювача 9, паралельно його стінці виконаний глухий отвір 12 компенсатор зняття внутрішньої напруги, отвір виконаний з можливістю контакту відкритим кінцем з плоскою запірною поверхнею 13 додаткового клапана - соплового наконечника 14 який розташований після центруючого отвору 8 порожнистого розпилювача 9, при цьому додатковий клапан - сопловий наконечник 14 забезпечений по центру направляючою втулкою 15, втулка виконана з двома осьовими отворами 16, і виконує функцію динамічного розсікача. Додатковий клапан - сопловий наконечник 14 прецизійно встановлений в корпусі 1 форсунки в нижній частині має наскрізний отвір 17, який далі з'єднується з каналом 18 для проходу палива. На буртику 19 додаткового клапана (сопловий наконечник) - 14 розташовано теплоізолююче кільце 20, при цьому осьові наскрізні отвори направляючої втулки 15 соплового наконечника 14 мають на стінках отворів 16 спіральні напрямні 21, які виконані з можливістю створення вихрового потоку палива при роботі форсунки по дизельному та газодизельному циклам. Форсунка працює таким чином: При невеликих циклових подачах палива, відповідних режимам холостого ходу і малим навантаженням, паливо по паливоподаючим каналам 2 подають у в приймальну порожнину 3, яке впливаючи на диференціальний майданчик 4 голки 5, долаючи зусилля затягування пружини форсунки (не показана) відриваючи голку від сідла 7 порожнистого розпилювача 9, відкриває доступ палива до центруючого отвору 8, де частина палива подається в наскрізний похилий канал 10 - модулятор імпульсів тиску палива, після підняття голки 5 форсунки, у паливі при відбитті від плоскої запірної поверхні 13 додаткового клапана-соплового наконечника 14 виникають прямі і зворотні хвилі тиску, вектор коливання яких приводить до різкого зростання модульованих імпульсів тиску в закритій порожнині каналу подачі палива і у похилом наскрізному каналі 10. В каналі відбиваючись від глухого кута здійснюється концентрація модульованих прямих і відбитих імпульсів тиску палива, а інша частина подається до осьових отворів 16 соплового наконечника 14 які мають додаткові спіральні напрямні 21, виконані на стінках отворів, що створюють вихровий потік при роботі форсунки при дизельному та газодизельному циклах. Здійснюється гідродинамічне гальмування потоку палива і модулюються імпульси тиску палива, а сумарна величина двох частин потоку концентрованих імпульсів дозволяє підвищити тиск вприскування палива через розпилюючі отвори 17, паливний канал 18 і далі в циліндр двигуна внутрішнього згорання. Під час роботи форсунки на всіх режимах, за рахунок наскрізного похилого каналу 10 і модуляції імпульсів тиску палива при проходженні потоку палива крізь отвори соплового наконечника зі спіральними напрямними, здійснюється постійне охолоджування запірного конуса 6 голки 5 форсунки. Введення в конструкцію соплового наконечника 14 спіральних напрямних на стінках отворів направляючої втулки, дозволяє зняти концентрацію залишкової напруги порожнистого розпилювача у всьому діапазоні частоти оборотів і навантажень. При цьому голка форсунки, за весь період вприскування в результаті зростання модуляції імпульсів тиску палива притиснута до упору. Осьові наскрізні отвори 16 направляючої втулки 15, що виконані по центру додаткового клапана - соплового наконечника 14 і мають спіральні напрямні, є компенсатором внутрішніх напружень, працюють як динамічний розсікач, підвищують працездатність порожнистого розпилювача 9. Для запобігання заклинювання голки 5, форсунки паливо в каналі модуляції імпульсів тиску палива прохолоджує запірний конус голки. Технічним результатом, що отримується при здійсненні запропонованого рішення, є зниження середньо-експлуатаційної витрати палива при експлуатації дизелів магістральних тепловозів. Використання подачі палива запропонованою форсункою для усунення пропуску вприскування палива і усунення нерівномірності вприскування палива по циклах і циліндрах на 2 UA 68179 U 5 10 режимах холостого ходу і малих навантажень на широко відомих дизелях ряда потужності 10Д100 показало ефективність і доцільність запропонованої корисної моделі. Розрахункові, експериментальні і експлуатаційні дослідження впливу конструкції форсунки дозволили встановити, що зниження середньої експлуатаційної витрати палива знаходиться у межах 1,5-2,0%. Отримані результати стендових і експериментальних досліджень дизелів потужного ряда потужності Д100, а також дизелів 10Д100 встановлених на тепловозах серії 2ТЭ10, показали ефективність енергозберігаючих технологій з використанням запропонованої конструкції форсунки. Крім того, конструкція форсунки допускає високий рівень уніфікації і взаємозамінності з деталями серійних форсунок і може використовуватися в різних двигунах, наприклад транспортних, автомобільних, тепловозах, суднових і інших двигунах, які працюють по дизельному циклу. Форсунка для усунення пропуску вприскування палива може бути виготовлена на стандартному машинобудівному устаткуванні з використанням типових технологічних процесів. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 Форсунка для усунення пропуску вприску палива в двигун внутрішнього згорання і нерівномірності вприскування палива по циклах і циліндрах на режимах холостого ходу і малих навантажень, що містить корпус, розміщений в корпусі порожнистий розпилювач, основний клапан у вигляді підпружиненої голки, встановленої в корпусі порожнистого розпилювача з можливістю взаємодії з сідлом, розташованим по напряму потоку палива, порожнистий розпилювач, виконаний з каналами підведення палива до диференційної площадки голки, та додатковий клапан, виконаний з плоскою запірною поверхнею, який забезпечений по центру направляючою втулкою з осьовими наскрізними отворами - динамічним розсікачем, додатковий клапан прецизійно встановлений в корпусі форсунки після центруючого отвору порожнистого розпилювача, з можливістю контакту плоскою запірною поверхнею додаткового клапана з плоскою торцевою поверхнею порожнистого розпилювача, при цьому в корпусі порожнистого розпилювача, паралельно до його центруючого отвору, виконано глухий отвір-компенсатор зняття внутрішньої напруги, виконаний з можливістю контакту відкритим кінцем отвору з плоскою запірною поверхнею додаткового клапана, крім того, в стінці порожнистого розпилювача виконаний похилий наскрізний канал між центруючим отвором порожнистого розпилювача і плоскою торцевою поверхнею розпилювача - модулятор імпульсів тиску палива, похилий наскрізний канал виконаний з можливістю контакту з плоскою запірною поверхнею додаткового клапана, який відрізняється тим, що осьові отвори направляючої втулки динамічного розсікача - соплового наконечника мають на стінках отворів спіральні напрямні, які виконані з можливістю створення вихрового потоку палива при роботі форсунки по дизельному та газодизельному циклах. 3 UA 68179 U 4 UA 68179 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5