Форсунка пневматической системы топливоподачи для двигателя внутреннего сгорания

.Т.,ели ГД 100Недра,Ьр, апр г,а Фи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Генкин Г,И Аксенов ДСтрунге Б.Н. Газовые двигаи агрегаты на их базе. Л.:1970.(54) ФОРСУНКА ПНЕТОПЛИВОПОДАЧИ ДПЯНЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение позволяет повысить топливную экономичность и снизить токсичность отработавших газов путем исключения повторного открытия клапа на. В зоне перемещения тарелки 8 клапана 6 в корпусе 1 форсунки выполнена расточка глубиной, равной 0,8-1,2 максимальной высоты подъема клапана, с образованием дополнительной щели137 13 между корпусом и тарелкой. Диаметр тарелки в 1,2-2,0 раза больше диаметра горловины 3 седла. Наличие щели 13 создает дополнительное сопротивление вытеканию тоцливовоздушной смеси и более резкому нарастанию давления в канале форсунки. Давление смеси в начале и конце подачи существенно отличается, Путем изменения диамет 0294ра тарелки при сохранении определенного соотношения основной 14 и дополнительной 13 щелей обеспечивается требуемая из условий работы форсунки разность давлений открытия и закрытия клапана для исключения повторного его открытия на такте впуска или продувки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к машиностроению, в частности к форсункам пневматической системы топливоподачи длядвигателей внутреннего сгорания,Цель изобретения - повышение топ- Бливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов путемисключения повторного открытия клапана.На фиг1 показана форсунка пневматической системы топливоподачи, общий вид; на фиг.2 - диаграммы давлений во впускном канале форсунки; нафиг.3 - диаграммы изменения силы,действующей на тарелку клапана.Форсунка содержит корпус 1, в котором выполнены седло 2 с диаметромй, горловины 3, канал 4 подвода топливовоздушной смеси, расточка 5 диаметром й и глубиной Ь =0 8-1 2 макРУ Усимальной высоты подъема клапана 6,Стержень 7 клапана 6 выполнен диаметром й, тарелка 8 - диаметром й,Клапан 6 имеет упор 9, удерживаемыйна стержне 7 клапана 6 стопорным25кольцом 10, ограничитель 11 хода клапана 6, пружину 12. Дополнительнаящель 13 для прохода топливовоэдушнойсмеси выполнена с площадью проходногосечения, составляющей 0,5-1,0 площади проходного сечения основной щели 14,Форсунка работает следующим образом.С ростом величины давления топливовоздушной смеси в канале 4 подвода 35смеси растет сила, действующая на тарелку 8 клапана 6, Активная площадьтарелки 8 клапана, на которую воздействует сила давления топливовоздушной смеси, пропорциональна диаметру 2й горловины 3 седла 2 клапана 6,При превышении силой давления топли"вовоздушной смеси усилия затяжки пру"жины 12, поддерживающей клапан 6 взакрытом состоянии, тарелка 8 отрывается от седла 2 и топливовоэдушнаясмесь поступает из канала 4 форсунки.При наличии дополнительной щели13 между стенкой расточки 5 и тарелкой 8 с площадью сечения, меньшейили равной площади проходного сечения щели 13, образуется дополнительное гидравлическое сопротивление,препятствующее вытеканию топливовоз"душной смеси, за счет которого смесь,выходя из щели 13, не просто обтекает тарелку 8 клапана 6, а воздействует на нее, В этом случае при неизменном давлении в канале 4 форсункии увеличении активной площади тарелки 8 клапана 6 возрастает сила, действующая на тарелку 8 клапана 6 иудерживающая его в открытом состоянии,Следовательно, при уменьшении давления в канале 4 форсунки в конце процесса топливоподачи, клапан 6 находится в открытом состоянии при давлении меньшем, чем в момент открытия. Так, например, площадь тарелки 8 клапана 6, на которую воздействует сила давления топливовоздушной смеси в момент открытия клапана 6, составляет1370294 При избыточной величине давления открытия клапана , =3,0 10 Па и подаче в канале 4 в среду с постоянным противодавлением сила, действующая5 на тарелку клапана, составляет(,= 1, й, =3,0 10 0,37. 10 =11,1 Н. После открытия клапана 6 активная площадь тарелки 8 клапана 6, на которую действует сила давления вытекающей топливовоздушной смеси, увеличивается и составляет 15 20 При неизмененном давлении в полости форсунки, равном у, =.3,0 1 О Па, 25 за счет увеличения активной площади тарелки клапана возрастает сила давления топливовоздушной смеси на та- релку 301=к г -3 э 0 10 0,88 10 =26,4 Н,При уменьшении давления в полости 1форсунки в конце процесса топливопоачи клапан находится в открытом со 35 стоянии до тех пор, пока сила, действующая на тарелку клапана, превышает 11,1 Н. При дальнейшем уменьшении силы клапан закрывается. Давление в канале форсунки в момент закрытия клапана составляет На фиг.З показано изменение величины силы, действующей на тарелку 8 форсунки-прототипа (ломаная линия с 45 точками 15-17) и предлагаемой форсунки (ломаная линия с точками 18,15, 21,19 и 20). Для клапана 6 форсункипрототипа точка 15 соответствует началу подьема клапана. На участке меж ду точками 15 и 16 возрастает сила,действукщая на тарелку клапана эа счет увеличения давления в процессе топливоподачи, На участке между точками 16 и 17 происходит уменьшение си гы, действующей на тарелку клапанав конце процессе топливоподачи вследствие падения давления величины подачи в канале форсункн, Я - уровень величины остаточной силы, действую 10 Па. 5На фиг.2 приведены кривые, описывающие изменение величины давления в каналах форсунки-прототипа и представляющие собой ломаную линию с точками 15-17 и предлагаемой форсунки с точками 18,15,19 и 20 при подаче в среду с постоянным противодавлением и одинаковым давлением затяжки пружины 12 клапана 6 форсунки.В полости форсунки-прототипа величина давления изменяется следующим образом, Точка 15 - давление открытия клапана форсунки, На участке где й, - диаметр тарелки клапана,при а =11 мм 43142 гг Ь, =а,Л,=11,1/0,88 10: 1,3 между точками 15 и 16 в процессе топливоподачи имеет место повышение давления. На участке между точками 16 и 17 окончание процесса топливоподачи сопровождается падением давления,Точка 17 характеризует величину1давления закрытия клапана.уровень величины остаточного давления в канале форсунки. В данной форсунке величина давления открытия клапана соответствует давлению его закрытия. В зависимости дт давления в канале, в котором осуществляется пода 4 а, клапан прижимается к седлу при повышении давления в нем, или открывается при понижении давления ниже (3В канале предлагаемой форсунки на участке между точками 15 и 16 происходит повышение давления. Точка 15 характеризует величину давления открытия клапана форсунки, На участке между точками 15-19 происходит повышение давления в процессе топливоподачи, Точка 20 характеризует величину давления закрытия клапана форсунки,- уровень величины остаточного давления в канале форсунки,Повышение давления в канале форсунки в процессе топливоподачи с аэродинамическим сопротивлением истечению топливовоздушной смеси. Более резкое нарастание давления в канале форсунки предлагаемой конструкции на участке топливоподачи связано с наличием дополнительного сопротивления вытеканию топливовоздушной смеси - щели между стенкой расточки и тарелкой клапана.щей на тарелку клапана после его закрытия,Сила, действующая на тарелку клапана в предлагаемой конструкции форФ5сунки в процессе топливоподачи изменяется следующим образом. На участкемежду точками 18-15 происходит возрастание величины силы, действующейна тарелку клапана, за счет увеличения давления в полости форсунки. Точка 15 характеризует величину силы,соответствующей началу подъема клапана, На участке между точками 15-21происходит возрастание величины силы, 15действующей на тарелку клапана, засчет увеличения активной площади тарелки клапана ( о, =сопэс) . На участкемежду точками 21-16 - возрастание силы за счет увеличения давления на 20участке топливоподачи, На участкемежду точками 19-20 - уменьшение си-.лы, действующей на тарелку клапана вконце процесса топливоподачи. Точка20 - закрытие клапана форсунки. а- 25уровень остаточной силы, действующейна тарелку клапана после его закрытия.Работа предлагаемой форсунки отличается от работы форсунки-прототи ппа, Основными отличиями являются существленная разность остаточных давлений в каналах форсунок при одинако.вых давлениях затяжки пружины и существенное отличие давлений топливовоздушной смеси в канале предлагаемой форсунки в началеи конце подачи.В прототипе давление топливовоздушной смеси в начале и конце подачиодинаково.40 Путем изменения диаметра тарелки клапана при сохранении указанного отношения площадей проходных сечений дополнительной и основной щелей обес печивается требуемая разность давлений открытия и закрытия клапана для исключения повторного его открытия на такте впуска или продувки.Для форсунки с диаметром тарелки клапана Й,=11 мм и диаметром горловины седла д,=7,5 мм,- установленной на двигателе с максимальным разряжением, в цилиндре двигателя на такте впуска 6 =0,5 10 Па, сила, отрыва 55 ющая тарелку клапана от седла, составляета,ьр К, =0,5 10 0,37 10=1,85 Н. Сила остаточного давления топливовоздушной смеси в полости форсунки=4,8 Н,Суммарная сила, действующая на тарелку клапана и стремящаяся оторвать ее от седла на такте впускаас м =а 1+аг =1 85+4 8=6 65 Н,Получено значение силы, необходимой для открытия клапана форсунки1а, =11,1 Н, Следовательно имеется запас по силе, прижимающей тарелку клапана к седлу, равныйь а=11,1-6,65=4,45 н,который позволяет поднять уровень остаточного давления в полости форсунки, т,е, заканчивать процесс топливоподачи при некотором избыточном противодавлении в цилиндре двигателя - на такде сжатия. Так, для форсунки с укаэанными размерами противодавление в конце процесса топливоподачи составляет=ЬаЯк =4,45/0,88 10 =0,510 Па,При известном уровне давления подачи и выбранном уровне противодавления со стороны цилиндра двигателя для форсунки предлагаемой конструкции должно быть выдержано соотношениеГкд Ьмйгде Ь - разность давлений в каналефорсунки и в цилиндре двигателя в начале процессатопливоподачи;разность давлений в каналефорсунки и в цилиндре двигателя в конце процессатопливоподачи.Данное соотношение обеспечивает надежное удержание клапана форсунки в закрытом состоянии на такте впуска, при завершении процесса топливоподачи на такте сжатия.формула изобретения1форсунка пневматической системы топливоподачи для двигателя внут7 1370294 Фиг оставитель В.Ерохоехред М.Дидык орректор И.Муска актор И.Касард 505 Подписинного комитета СССРений и открытий35, Раушская наб., д, 4/5 Тираж НИИПИ Государств по делам изобре 13035, Москва, ЖЗаказ 3 е водстненно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,реннего сгорания, содержащая корпус,канал подвода топливовоздушной смеси,седло клапана с горловиной, клапанс тарелкой, при подъеме которого образуется основная щель между седломклапана и тарелкой для подхода прохода топливовоздушной смеси, ограничитель высоты подъема клапана, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов путем исключения повторного открытия клапана, в корпусе выполнена расточка с образованием дополнительной щели между корпусом и тарелкой клапана, причем расточка размещена в зоне перемещения тарелки, а диаметр последней в 1,2-2,0 раза больше диаметра горловины седла.2. Форсунка по п.1, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что глубина расточки выполнена равной 0,8-1,2 максимальной высоты подъема клапана. 3. Форсунка по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что площадь проходного сечения дополнительной щели составляет 0,5-1,0 площади проходиного сечения основной щели при максимальной высоте подъема клапана.