Розпилювач форсунки спеціальної конструкції до двигуна внутрішнього згоряння для дизельного та газодизельного процесу

Реферат: Розпилювач форсунки спеціальної конструкції до двигуна внутрішнього згоряння для дизельного та газодизельного процесу містить корпус з каналами підводу палива до диференційного майданчика голки, канали виконані з можливістю охолодження паливом запірного конуса голки, а також центрувальний отвір розпилювача в якому розміщена голка. В двох з трьох каналах підводу палива встановлені клапанні механізми. Канали підводу для впорскування палива та охолодження між собою розділені. Центрувальний отвір розпилювача форсунки виконаний в одній осі з каналом лінії високого тиску та з можливістю здійснювання підводу палива від форсунки до лінії охолоджування розпилювача. На циліндричній бічній поверхні хвостової частини голки по зовнішньому діаметру виконана проточка меншого діаметра з можливістю утворення на тілі голки торцевого уступу. UA 83118 U (12) UA 83118 U UA 83118 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до моторобудування, зокрема до двигунобудування, може бути використана в паливній апаратурі дизелів тепловозів і призначена для підвищення тиску впорскування палива шляхом утворення на тілі голки радіального виступу, що провокує створення в місті проточки голки гідравлічного удару, сила, вектор та імпульс якого значно посилює тиск палива усуваючи при цьому пропуски та нерівномірності впорскування палива на режимах холостого ходу та малих навантажень, забезпечуючи належне охолодження голки розпилювача. Відомий розпилювач форсунки спеціальної конструкції до двигуна внутрішнього згорання для дизельного та газодизельного процесу, який має корпус з каналами підводу палива до диференційного майданчика голки, канали, що охолоджують паливом запірний конус голки, а також центрувальний отвір розпилювача, у двох з трьох каналів підводу палива встановлені клапанні механізми, що мають кожен пружину, клапан, пробку, стопорне кільце; камера охолодження голки виконана по контуру розподільної частини та запірного конуса голки розпилювача, канали підводу для впорскування палива та охолодження між собою розділені, центрувальний отвір розпилювача форсунки виконаний на одній осі з каналом лінії високого тиску та з можливістю здійснення підводу палива від корпусу розпилювача до лінії охолодження голки (пат. UA 30267 F02M 45/00, від 25.2.2008 р.). Недоліком даної конструкції є недостатнє забезпечення високого тиску впорскування палива при малих циклічних подачах на режимах неномінальних навантажень, ненадійна працездатність розпилювача при впорскуванні малих циклічних подач палива, також можливість руйнування конуса голки та сідла конуса розпилювача при впорскуванні палива. Відомий розпилювач форсунки спеціальної конструкції до двигуна внутрішнього згорання для дизельного та газодизельного процесу, який має корпус розпилювача з каналами підводу палива до диференційного майданчика голки та канали, що охолоджують паливом запірний конус голки, а також центрувальний отвір розпилювача в якому розміщена голка, в двох з трьох каналів підводу палива встановлені клапанні механізми, що мають кожен пружину, клапан, пробку, стопорне кільце; камера охолодження голки виконана по контуру розподільної частини та запірного конуса голки розпилювача, канали підводу для впорскування палива та охолодження між собою розділені, центрувальний отвір розпилювача виконаний на одній осі з каналом лінії високого тиску та з можливістю здійснення підводу палива від корпусу розпилювача до лінії охолодження розпилювача (пат. UA 62362 F02M 45/00, від 04.02.2011 р.). Проте, ця конструкція розпилювача не забезпечує надійної працездатності через можливість руйнування конуса голки та сідла конуса розпилювача при впорскуванні палива, недостатнє забезпечення високого тиску впорскування палива при малих циклічних подачах на режимах неномінальних навантажень, не усуваючи при цьому пропуски та нерівномірності впорскування палива на режимах холостого ходу та малих навантажень. Як найбільш близьке технічне рішення цей патент прийнятий автором за прототип. Задачею корисної моделі є запобігання руйнування конуса голки та сідла конуса розпилювача при впорскуванні палива, забезпечення підвищення тиску впорскування палива при малих циклічних подачах палива на режимах непом і пальних навантажень, надійного охолодження та підвищення працездатності розпилювача на усьому життєвому циклу, при роботі двигуна по газодизельному та дизельному циклу в широкому діапазоні зміни частоти обертання і навантаження, належного гальмування потоку палива при роботи розпилювача форсунки в циклі роботи двигуна. Поставлена задача вирішується тим, що в розпилювачі форсунки спеціальної конструкції до двигуна внутрішнього згоряння для дизельного та газодизельного процесу, що містить корпус з каналами підводу палива до диференційного майданчика голки, канали виконані з можливістю охолодження паливом запірного конуса голки, а також центрувальний отвір розпилювача в якому розміщена, голка, при цьому в двох з трьох каналах підводу палива встановлені клапанні механізми, канали підводу для впорскування палива та охолодження між собою розділені, центрувальний отвір розпилювача форсунки виконаний в одній осі з каналом лінії високого тиску та з можливістю здійснювання підводу палива від корпусу розпилювача форсунки до лінії охолоджування розпилювача, на циліндричній бічній поверхні хвостової частини голки по зовнішньому діаметру виконана проточка меншого діаметра з можливістю утворення на тілі голки радіального виступу. На кресленні фіг. 1 - представлений розріз А-А розпилювача з гідродинамічним запірним пристроєм форсунки спеціальної конструкції до двигуна внутрішнього згоряння для дизельного та газодизельного процесу. На кресленні фіг. 2 - представлений розріз Б-Б розпилювача. 1 UA 83118 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В корпусі 1, розпилювача форсунки спеціальної конструкції до двигуна внутрішнього згоряння для дизельного та газодизельного процесу, встановлена голка 2, котра спирається на запірний конуса 3, через диференційний майданчик 4, колодязя 5 корпусу 1 розпилювача з'єднується з трьома отворами високого тиску 6, в двох з яких розташовані запірні клапанні вузли 7. Вони складаються з пружини 8, клапана 9, з двома свердліннями 10, втулки (проставки) 11 з свердленням 12, пробки 13 з свердленнями 14, стопорним кільцем 15. Канал підводу палива 16 з'єднаний з розточкою 17. В позаголковому колодязі 18 виконані соплові отвори 19. На циліндричній бічній поверхні хвостової частині голки 2 по зовнішньому діаметру виконана проточка 20 меншого діаметру, яка створює на тілі голки радіальний виступ 21, що виконаний з можливістю взаємодії з внутрішнім діаметром центрувального отвору 22 в корпусі розпилювача в якому розміщена голка. Розпилювач форсунки спеціальної конструкції працює таким чином: З лінії підводу палива високого тиску 17 паливо подається до каналу підводу палива 16, надходить в колодязь 5 корпусу 1 розпилювача до диференційного майданчика 4 і голки 2 та до запірних клапанів 7 діє на диференційний майданчик 4 голки 2. В результаті підйому голки 2 вивільняється її проточка 20, що виконана на циліндричній бічній поверхні хвостової частини голки по зовнішньому діаметру на тілі голки. На радіальному виступі паливо створює гідравлічний удар в об'ємі між запірними клапанними вузлами 7 поверхнею 22 та запірним конусом 3 голки 2. Радіальний виступ 21, виконаний на хвостовій частині голки потік палива миттєво гальмує з подальшим створенням гідравлічного удару. Сила, вектор та концентровані імпульси тиску палива діють між запірним конусом 3 голки 2 та запірними клапанними вузлами 7, в отворах високого тиску, позаголковому колодязі 18 корпусу 1 розпилювача. Значна сила, вектор та імпульси тиску палива пересувають запірні клапанні вузли 7 та голку 2 догори, канали, що виконані з можливістю охолодження паливом запірного конуса 3 голки 2, а також центрувального отвору розпилювача. Далі паливо надходить до розпилюючих отворів 19 корпуса ї розпилювача. В цьому випадку значна концентрація модульованих імпульсів тиску потоку палива приводить до того, що відбувається стабільне впорскування 1 % запальної дози палива від -1 номінальної потужності дизеля при частотах обертання від мінімального n=300 хв до -1 максимального n=1000 хв . Пропуски вприскування практично відсутні, що підтверджується актами досліджень. Охолоджування голки 2 корпуса 1 розпилювача форсунки для попередження злипання при підвищенні температури згоряння палива в циліндрі двигуна здійснюється за допомогою постійного омивання голки 2 охолоджуючим робочим тілом за рахунок створення додаткової турбулентності і зниження швидкості потоку палива. Конструкція розпилювача з проточкою, що виконана на циліндричній бічній поверхні хвостової частини голки по зовнішньому діаметру на тілі голки, з радіальним виступом з гідродинамічним запірним клапанним пристроєм передбачає високий ступінь уніфікації і взаємозамінності з деталями серійних форсунок (ноу-хау), призначена для тепловозних, судових транспортних, автомобільних, та інших двигунів, що працюють по дизельному або газодизельному циклу. При виході з ладу на газодизелі газової апаратури розпилювач запропонованої конструкції до двигуна внутрішнього згоряння для дизельного та газодизельного процесу автоматично здійснює перехід роботи газодизеля на дизельний цикл. Використання паливоподачі розпилювачем запропонованої конструкції до двигуна внутрішнього згоряння для дизельного та газодизельного процесу на широковідомих дизелях K6S310DR та ГДГ50 тепловозів ЧМЕЗ та ТЭМ показало ефективність і доцільність вище наведеної корисної моделі. Розрахункові, експериментальні і експлуатаційні дослідження впливу запропонованої конcтрукції розпилювача форсунки на паливну економічність двигунів маневрових та магістральних тепловозів, які працюють по дизельному циклу, дозволили встановити, що зниження середньо-експлуатаційних витрат палива знаходяться в межах 1,52 %. Отримані результати стендових та експериментальних досліджень тепловозів ЧМЕЗ, ЧМЕЗГ, ТЭМ2, ТЕМ18Г, 2ТЕ10(Л,В,М,Ут) показали ефективність енергозберігаючих технологій з використанням розпилювача з гідродинамічним запірним пристроєм форсунки спеціальної конструкції до двигуна внутрішнього згоряння для дизельного та газодизельного процесу. Розпилювач з гідродинамічним запірним пристроєм форсунки спеціальної конструкції до двигуна внутрішнього згоряння для дизельного та газодизельного процесу може бути виготовлений на стандартному машинобудівному підприємстві за типовим технологічним процесом. 60 2 UA 83118 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Розпилювач форсунки спеціальної конструкції до двигуна внутрішнього згоряння для дизельного та газодизельного процесу, що містить корпус з каналами підводу палива до диференційного майданчика голки, канали виконані з можливістю охолодження паливом запірного конуса голки, а також центрувальний отвір розпилювача, в якому розміщена голка, в двох з трьох каналах підводу палива встановлені клапанні механізми, канали підводу для впорскування палива та охолодження між собою розділені, центрувальний отвір розпилювача форсунки виконаний в одній осі з каналом лінії високого тиску та з можливістю здійснювання підводу палива від форсунки до лінії охолоджування розпилювача, який відрізняється тим, що на циліндричній бічній поверхні хвостової частини голки по зовнішньому діаметру виконана проточка меншого діаметра з можливістю утворення на тілі голки торцевого уступу. 3 UA 83118 U 4 UA 83118 U Комп’ютерна верстка С. Чулій 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