Форсунка для двигателя внутреннего сгорания

онных участков запорной иглы и распылителя, причем на фиг.1 дополнительная камера .выполнена в распылителе, а на фиг.2 и 3 - в распылителе и в запорной игле.Форсунка содержит корпус 1 с топливо- подводящим каналом 2, распылитель 3 с кольцевой проточкой 4 и каналом 5, запорную иглу 6, перекрывающую колодец 7 и сопловые Отверстия 8. Игла 6 запирается пружинным механизмом или жидкостью, в качестве которой может быть использовано рабочее топливо. Подыгольная камера 9 постоянно сообщена с каналом 5, расположе. на ближе к колодцу 7 и разобщена от дополнительной камеры 10 прецизионным участком 11, длина сопряжения х которого . меньше, например равна 0,2 - 0,8 максимального хода иглы упх. Диаметр б 2 прецизионного участка 12 равен 1,0-2,0 диаметрам первого участка б 1, Запорная игла имеет. одну 13 (фиг.1,2) или две 13 и 14 (фиг,3) дифференциальные площадки. Объем Ч 2.камеры 10 равен 0,2-1,0 объема Ч 1 камеры 9, Корпус 1 является для иглы упором, ограничивающим ее давление. Поверхность 15 камеры Ч 2 выполнена со скосом для повышения надежности форсунки.Впрыскивание топлива осуществляется следующим образом. Топливо от впрыскивающего насоса через канал 12, кольцевую проточку 4 и кабрал 5 в распылителе 5 поступает в камеру 9 и сжимается в ней с повышением давления. Часть топлива через прецизионный участок 11 попадает в полость 10, в которой также сжимается. Когда усилие от давления топлива на иглу снизу станет больше усилия от воздействия запирающего механизма, определяемого затяжкой пружины или давлением запирающей жидкости, игла поднимается и.часть топлива через колодец 7 поступает к сопловым . отверстиям 8, Когда ух, топливо поступает в камеру 10 через сечение между иглой и распылителем, определяемое диаметром б 1 и высотой (у - х), Максимальное проходное сечение будет при достижении иглой упора, когда высота сечения будет равна (увах-х)На режимах малых нагрузок и частот вращения, включая и режимы холостого хода, сжатие и повышение давления топлива перед распыливанием осуществляют в основном в камере 9, На режимах средни и больших нагрузок и частот вращения, например, на режимах выше 0,3-0,4 от номинала, сжатие и повышение давления топлива осуществляют: в начальной стадии в камере 9, а по мере движения иглы вверх, когда ух, в двух камерах 9 и 10,Сжатие и повышение давления топлива перед поступлением в колодец на режимах малых нагрузок и частот вращения, включаяи режимы холостого хода, в камере 9 способствует повышению давления впрыскивания топлива, т.е. эффективности5 впрыскивания. Одновременно это способствует стабильности впрыскивания, так кактопливо на указанных режимах сжимается вмалом объеме,С увеличением нагрузки и частоты вращения камеры 9 и 10 сообщаются междусобой, что позволяет в этих камерах сжимать большее количество топлива без резкого повышения давления в них, чтоспособствует также эффективному и ста 15 бильному впрыскиванию топлива и на режимах средних и больших нагрузок и частотвращения, Вышеуказанное можно обьяснить анализом уравнения баланса топлива(уравнения сплошности движения топлива),20 До начала движения иглы уравнениесплошности движения топлива будет следующее;а Ч 1 - 1 т Ст - Чп 1-2,б Рф 1б 1(1)25 б Рь 1 1откуда -- = (т.Ст Чп 1-2) (2)б 1 а Ч 1где а - коэффициент сжимэемости топлива;Ч 1 - объем подыгольной камеры; б - площадь проходного сечения канала 5 на выхо 30 де в камеру 9: Ст - скорость движениятОПЛИВа В ВЫХОДНОМ СЕЧЕНИИ КаНаЛа 5; Чп 1-2 секундный расход перетечек топлива из камеры 9 в камеру 10 через сопряженную поверхность 11; Рф 1 - давление топлива в35 камере 9;1- время,Из уравнения (2) видно, что давлениеРф 1 возрастает с уменьшением Ч 1 при прочих равных условиях. Чп 1-2 тем больше, чемменьше длина сопряженной поверхности40 11,Когда Рф 1 станет равным Рфо, игла начинает двигаться и уравнение сплошностидвижения топлива будет следующим: 45. бРф 1аЧ 1 . =ттСт - Чп 1-2 4 стсСсбт- 11 Си, (3)где рс 1 с Сс - секундный расход топливачерез сопловые отверстия;б 1 = л б 1 /4 - площадь поперечного се 2чения иглы по первому прецизионному участку 11; С - скорость движения иглы,Из уравнения (3)-- (т, С,-чп 1-2-И, сХб Рь 1й аЧ 1х Сс - 11Си. (4)По мере увеличения перетечек топливадавления Рф 1 уменьшается.Перетечки будут большими по мере движения иглы вверх, существенно увеличиваются при ух и будут максимальными приу=у вахДавление в рабочей полости 10 определяется следующим образом,При неподвижной игле6 Рьгайаг - ф - = Чп 1-г Чпг,61(Чп 1-г - Чпг),61 аЧггде Чг - объем камеры 10: Рфг - давлениетоплива в камере 10;Чпг - секундный расход перетечек топлива из камеры 10 в.надыгольную полостьчерез вторую сопряженную поверхность 12,который определяется давлениями Рфг идавлением топлива в надыгольной полости,например, давлением запирающей жидкости при гидрозапирании форсунок.При движении иглы давление в рабочейполости 10 определяется следующим образомб Рфг 25айаг = Чп 1-г Чпг 1 гСи, (7)61 откуда61 аЧг(Чп 1-г - Чпг - 1 гСи) (8)где 1 г =,71 бг /4 - площадь поперечного сегчения иглы по второму прецизионному участку 12.С увеличением Чп 1-г и с уменьшениемЧпг (8) давление в камере 10 возрастает.,причем на Рфг влияет и площадь 1 г.В этой связи, е зависимости от назначения двигателя, особенностей эксплуатациитопливной системы и двигателя расстояниемежду рабочими полостями выполненоменьшим, например, равным 0,2 - 0,8 максимального хода иглы, причем с каналом 5сообщена только одна камера 9., расположенная ближе к колодцу распылителя, аЧг =(0,21,0)Ч 1; бг = (1,02,0) 61, Варьируяэтими параметрами в указанных пределахпри создании и доводке топливной аппаратуры для конкретного двигателя добиваются стабильного и эффективноговпрыскивания топлива в цилиндр двигателяв зависимости от режима его работы, чегоневозможно добиться в прототипе и аналогах,Следует также отметить, чтс защищаемая форсунка значительно проще в изготов-. лении, сборке и эксплуатации, а также при ремонте и техобслуживании, что подтверждает достоверность достижения технического результата, причем не представляет трудностей создание форсунок на существующих серийных производствах и, более того, можно использовать серийные заготовкииглы и распылителя. Одним из важнейших преимуществ защищаемой форсунки является возможность использования на всех типах топливной аппаратуры, например, при гидрозапирании форсунок, форсунках без сливной магистрали, при широко распространенном пружинном запирании форсунок, в насосфорсунках, в топливных системах с электромагнитным управлением форсунок, в аккумуляторной топливной аппаратуре, причем форсунки могут быть нормально закрытыми, т,е, многодырчатыми, штифтовыми, клапанными, клапанно-сопловыми, с отъемным сопловым наконечником.Таким образом, изобретение позволяет стабильно и эффективно впрыскивать топливо в широком диапазоне режимов с одновременным упрощением форсунки, не происходит снижения Рфо с увеличением угловой частоты вращения, что имеет местЬ в прототипе. Если в прототипе разделитель, диаметр которого больше диаметра направляющей части иглы, ухудшает технологичность иглы и вынуждает выполнять распылитель составным, т.е. с отьемным сопловым наконечником, то согласно нашему решению технология изготовления иглы упрощается, а распылитель можно выполнить как цельным, так и составным,Формула изобретения 1, Форсунка для двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус с каналом подвода. топлива, закрепленный на корпусе распылитель с седлом, сопловыми отверстиями и полостью, разделенной перемычкой, и иглу с дифференциальной площадкой, двухступенчатой направляющей и запорной частями, размещенную в полости распылителя с образованием подыгольной, дополнительной и надыгольной камер, разобщенных направляющей частью, причем дифференциальная площадка выполнена между направляющей и запорной частями и выходит в положительную полость, сообщенную с каналом подвода топлива и сопловыми отверстиями, а кромка, образованная пересечением поверхностей направляющей части и дифференциальной площадки, расположена на уровне перемычки при положении иглы на седле, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности впрыскивания и упрощения конструкции, расстояние между подыгольной и дополнительной камерами меньше максимального хода иглы, а диаметр ступе.Савин ед акэа 23 О, Тираж . Подписное ВМИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035; Москва, Ж, Раушская наб 4 й одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ни направляющей части со стороны надыгольной камеры составляет 1,0-2,0 диаметра. ступени со стороны подыгольнойкамеоы,2. Форсунка по п,1, от л и ч а юща яс я тем, что объем дополнительной камеры равен 0,2 - 1,0 объема подыгольной камеры.