RU2215178C2 - Electromagnetic nozzle for internal combustion engine - Google Patents
Electromagnetic nozzle for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215178C2 RU2215178C2 RU2000103370/06A RU2000103370A RU2215178C2 RU 2215178 C2 RU2215178 C2 RU 2215178C2 RU 2000103370/06 A RU2000103370/06 A RU 2000103370/06A RU 2000103370 A RU2000103370 A RU 2000103370A RU 2215178 C2 RU2215178 C2 RU 2215178C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- needle valve
- valve
- control chamber
- nozzle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания, в частности, к производству форсунок для впрыска топлива в цилиндр ДВС. The invention relates to an internal combustion engine, in particular, to the production of nozzles for injecting fuel into an internal combustion engine cylinder.
Известна электромагнитная форсунка для двигателей внутреннего сгорания, содержащая игольчатый клапан для закрытия сопла, имеющего на переднем конце распыливающее отверстие. В корпусе форсунки выполнена балансировочная камера для подачи топлива под давлением к головке клапана. Нагнетательная магистраль содержит прорезь для подачи топлива от нагнетательного отверстия к балансировочной камере. Выпускной тракт образован отверстием, обеспечивающим выход топлива из балансировочной камеры. Открывание и закрывание отверстия осуществляется соленоидным клапаном. Подъем якоря соленоидного клапана осуществляется электромагнитом, имеющим управляемый упор якоря. Положение упора регулируется подъемным управляющим механизмом. При этом открытая зона отверстия увеличивается и уменьшается при подъеме якоря. Подъем игольчатого клапана осуществляется так, что открытая зона прорези, обращенная к балансировочной камере, будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от скорости потока через выпускной тракт. Благодаря этому открытие сопла может увеличиваться или уменьшаться (см. патент WO 9708452 А1, кл. 6 F 02 М 47/00). Known electromagnetic nozzle for internal combustion engines containing a needle valve to close the nozzle having a spray hole at the front end. A balancing chamber is made in the nozzle body for supplying fuel under pressure to the valve head. The discharge line contains a slot for supplying fuel from the discharge opening to the balancing chamber. The exhaust path is formed by an opening providing fuel exit from the balancing chamber. Opening and closing of the hole is carried out by a solenoid valve. The solenoid valve armature is lifted by an electromagnet having a controlled arm support. The stop position is adjusted by a lifting control mechanism. In this case, the open area of the hole increases and decreases when the anchor is raised. The needle valve is lifted so that the open slot area facing the balancing chamber will increase or decrease depending on the flow rate through the exhaust path. Due to this, the opening of the nozzle can increase or decrease (see patent WO 9708452 A1, CL 6 F 02
Малые размеры гнезда под размещение форсунки у дизельных двигателей предусматривают применение удлиненных конструкций форсунок с размещением электромагнитных приводов над впускными и выпускными клапанами и размещение управляющей камеры игольчатого клапана в корпусе форсунки, как описано выше в известной форсунке. При этом возникает необходимость размещать удлиненный игольчатый клапан, соразмерный по длине с длиной корпуса форсунки. Такое выполнение форсунки содержит известные технологические трудности изготовления игольчатого клапана, выполнения балансировочной (управляющей) камеры и несет в себе невысокую надежность работы из-за значительной массы игольчатого клапана. The small size of the socket for the placement of the nozzle in diesel engines involves the use of elongated nozzle designs with the placement of electromagnetic actuators above the inlet and outlet valves and the placement of the control chamber of the needle valve in the nozzle body, as described above in the known nozzle. In this case, it becomes necessary to place an elongated needle valve commensurate in length with the length of the nozzle body. This embodiment of the nozzle contains well-known technological difficulties in the manufacture of the needle valve, the implementation of the balancing (control) chamber and carries a low reliability due to the significant weight of the needle valve.
Известна форсунка для впрыска топлива в двигателе внутреннего сгорания, содержащая игольчатый клапан, установленный в корпусе распылителя, корпус форсунки, в котором предусмотрена напорная камера, сообщенная с топливоподводящим каналом корпуса форсунки через основной дроссель и с разгрузочной камерой через дополнительный дроссель. Предусмотрено электронное управляющее устройство для регулирования слива топлива из напорной камеры и давления в камере. Предусмотрены средства механического и гидравлического нагружения игольчатого клапана из напорной камеры. A nozzle for injecting fuel in an internal combustion engine is known, comprising a needle valve installed in the atomizer body, an atomizer body in which a pressure chamber is provided in communication with the fuel supply channel of the nozzle body through the main orifice and with the discharge chamber through an additional orifice. An electronic control device is provided for controlling the discharge of fuel from the pressure chamber and the pressure in the chamber. Means of mechanical and hydraulic loading of the needle valve from the pressure chamber are provided.
Осуществляя средствами управления сообщение и разобщение напорной камеры с разгрузочной камерой, устанавливают требуемое давление в напорной камере и тем самым регулирование усилия запирания игольчатого клапана форсунки, чем устанавливают впрыскивание топлива требуемой продолжительности и в требуемый момент угла поворота вала двигателя (см. патент WO 9637697 А1, кл. 6 F 02 М 47/06). By controlling and communicating the pressure chamber with the unloading chamber, the required pressure in the pressure chamber is set and, therefore, the nozzle needle valve closing force is controlled, which sets the injection of fuel of the required duration and at the required moment of the angle of rotation of the engine shaft (see patent WO 9637697 A1, C. 6 F 02
Недостатком известной форсунки является размещение напорной камеры на противоположной распылителю стороне корпуса форсунки и выполнение средства гидравлического нагружения игольчатого клапана со значительной массой, кроме того, в форсунке предусмотрена линия дренажа топлива из пружинной полости, в которую просачивается топливо из распылителя по зазору игольчатого клапана и по зазору средства гидравлического нагружения игольчатого клапана из напорной камеры. A disadvantage of the known nozzle is the placement of the pressure chamber on the opposite side of the nozzle body of the nozzle and the execution of means for hydraulically loading the needle valve with a significant mass, in addition, the nozzle provides a drainage line for fuel from the spring cavity into which fuel is leaking from the atomizer through the gap of the needle valve and the gap means of hydraulic loading of the needle valve from the pressure chamber.
Предусматривается работа этой форсунки при постоянном высоком давлении (100 МПа и более) и, следовательно, наличиии постоянных утечек топлива через малые (микронные) зазоры, которые при этом приобретают функцию щелевого фильтра: накапливают механические отложения в зазоре пары и частично или полностью блокируют перемещение игольчатого клапана, вызывают подтекание форсунки (негерметичное запирание игольчатого клапана) и отказы в работе. Для обеспечения надежного функционирования форсунки требуются очень тонкая фильтрация топлива (осаждение частиц размером более 0,0045 мм), увеличение зазора в прецизионных сопряжениях игольчатого клапана, средства его гидравлического нагружения свыше 0,0045 мм и увеличение слива просочившегося топлива. This nozzle is designed to operate at a constant high pressure (100 MPa or more) and, consequently, the presence of constant fuel leaks through small (micron) gaps, which at the same time acquire the function of a slit filter: they accumulate mechanical deposits in the vapor gap and partially or completely block the movement of the needle valves cause leakage of the nozzle (leaky locking of the needle valve) and malfunctions. To ensure reliable operation of the nozzle, very fine fuel filtration is required (particle precipitation larger than 0.0045 mm), an increase in the gap in precision mates of the needle valve, means of its hydraulic loading in excess of 0.0045 mm, and an increase in the discharge of leaked fuel.
Целью предлагаемого изобретения является снижение инерционных масс гидравлического привода игольчатого клапана, повышение надежности работы форсунки за счет устранения в конструкции форсунки линии дренажа и фильтрующего эффекта в рабочих зазорах игольчатого клапана и его гидравлического привода. The aim of the invention is to reduce the inertial mass of the hydraulic drive of the needle valve, increasing the reliability of the nozzle by eliminating the drainage line in the nozzle design and filtering effect in the working gaps of the needle valve and its hydraulic drive.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой электромагнитной форсунке для двигателя внутреннего сгорания, содержащей корпус с центральной расточкой, подводящим каналом высокого давления, выходящим на прилегающий торец, упорным торцем, линией низкого давления, распылитель с глухим перекрываемым каналом, из которого выходят распыливающие каналы, каналом подвода топлива с входом на прилегающем торце в полость перед перекрываемым каналом, в которую выходит канал подвода топлива, и запорный игольчатый клапан с упорным торцем, размещенный в распылителе с возможностью осевого перемещения до взаимодействия упорного торца с упором корпуса форсунки и перекрытия глухого канала, из которого выходят распыливающие каналы, и охвата игольчатого клапана полостью перед перекрываемым глухим каналом, промежуточный элемент с торцами для прилегания распылителя и корпуса форсунки с каналом, сообщающим между собой подводящие каналы высокого давления корпуса форсунки и распылителя, и центральной расточкой, в которой размещен игольчатый клапан противоположной запирающей стороной, упругий элемент, взаимодействующий с игольчатым клапаном и размещенный в расточке корпуса форсунки, камеру управления для гидравлического нагружения игольчатого клапана в направлении запирания распылителя, которая гидравлически связана с топливоподводящим каналом, питающим ее каналом ограниченного поперечного сечения и с линией низкого давления через перекрываемый канал ограниченного поперечного сечения, средство гидравлического нагружения игольчатого клапана из камеры управления, управляющий клапан, прилегающий к запорной поверхности перекрываемого канала, выходящего из камеры управления, держатель управляющего клапана, второй упругий элемент, нагружающий управляющий клапан посредством держателя управляющего клапана, нажимного упора упругого элемента управляющего клапана до полного разобщения камеры управления от линии низкого давления, и электромагнитный привод управляющего клапана, размещенный в расточке корпуса форсунки с противоположной распылителю стороны и включающий электромагнит, якорь и звено привода, связанное с якорем и управляющим клапаном и нагружающим управляющий клапан посредством нажимного упора второго упругого элемента, камера управления размещена у упорного торца игольчатого клапана, обращенного к упругому элементу, ограничена торцем игольчатого клапана в объеме и охватывает по меньшей мере часть его площади, а игольчатый клапан частью у упорного торца сопряжен разделительной поверхностью с промежуточным элементом, образуя средство гидравлического нагружения игольчатого клапана из камеры управления и питающий камеру управления кольцевой щелевой канал на длине сопряжения по разделительной поверхности игольчатого клапана, причем игольчатый клапан выполнен с возможностью и элементами подключения камеры управления к топливоподводящему каналу через канал меньшего проходного сечения, чем кольцевой щелевой канал, в положении взаимодействия игольчатого лапана упорным торцем с упором корпуса открытой форсунки. Игольчатый клапан выполнен ступенчатым, сопряжен с промежуточным элементом большим диаметром ступенчатой части и в камере управления размещен упругий элемент игольчатого клапана. Игольчатый клапан выполнен ступенчатым, сопряжен с промежуточным элементом меньшим диаметром ступенчатой части и упругий элемент игольчатого клапана размещен в камере, подключенной к топливоподводящему каналу и к камере управления питающим ее щелевым каналом. Элемент подключения камеры управления к подводящему каналу высокого давления в положении взаимодействия игольчатого клапана с ограничивающим его перемещение упором размещен на игольчатом клапане и включен параллельно кольцевому щелевому каналу. Элемент подключения камеры управления к подводящему каналу высокого давления размещен на упорном торце игольчатого клапана и выполнен в виде канавки ограниченной ширины и глубины. Элемент подключения камеры управления к подводящему каналу высокого давления в положении взаимодействия игольчатого клапана с упором размещен на ограничивающем перемещение игольчатого клапана упоре и включен последовательно кольцевому щелевому каналу. Камера управления последовательно связана с промежуточной камерой ограниченного объема, выполненной с питающим ее каналом ограниченного проходного сечения и охватом торца уступа ступенчатой части игольчатого клапана. The problem is achieved in that in the proposed electromagnetic nozzle for an internal combustion engine, comprising a housing with a central bore, a high pressure feed channel facing the adjacent end face, a thrust end, a low pressure line, a spray gun with a blind overlapping channel from which the spray channels exit, a fuel supply channel with an entrance at an adjacent end to the cavity in front of the blocked channel into which the fuel supply channel exits, and a shut-off needle valve with a persistent end, axially displaced in the nozzle with the possibility of axial movement until the thrust end interacts with the stop of the nozzle body and closes the blind channel from which the spray channels exit, and covers the needle valve with a cavity in front of the blocked blind channel, an intermediate element with ends to fit the spray gun and nozzle body with the channel communicating between themselves the supply channels of the high pressure of the nozzle body and the atomizer, and the central bore, in which the needle valve of the opposite locking device is located a cartridge, an elastic element that interacts with the needle valve and is located in the nozzle body bore, a control chamber for hydraulically loading the needle valve in the direction of locking the atomizer, which is hydraulically connected to the fuel supply channel supplying it with a limited cross-section channel and with a low pressure line through an overlapped limited channel cross-section, means of hydraulic loading of the needle valve from the control chamber, control valve adjacent to the shut-off valve the surface of the blocked channel exiting the control chamber, the control valve holder, the second elastic element loading the control valve by the control valve holder, the pressure stop of the elastic element of the control valve until the control chamber is completely disconnected from the low pressure line, and the electromagnetic control valve actuator located in a nozzle body bore on the opposite side of the nozzle and including an electromagnet, an armature and a drive link associated with the armature and control the control valve by means of the pressure stop of the second elastic element, the control chamber is located at the thrust end of the needle valve facing the elastic element, bounded by the end of the needle valve in the volume and covers at least part of its area, and the needle valve part at the thrust end is paired with a separation surface with an intermediate element, forming a means of hydraulic loading of the needle valve from the control chamber and the annular slot channel feeding the control chamber along the mating length along the dividing surface of the needle valve, and the needle valve is made with the possibility and elements of connecting the control chamber to the fuel supply channel through a channel of a smaller passage section than the annular slot channel, in the position of interaction of the needle valve with a stop face with an open nozzle body stop. The needle valve is made stepwise, is interfaced with an intermediate element with a large diameter of the step part, and an elastic element of the needle valve is placed in the control chamber. The needle valve is made stepwise, is interfaced with an intermediate element with a smaller diameter of the step part, and the elastic element of the needle valve is placed in a chamber connected to the fuel supply channel and to the control chamber of the slot channel feeding it. The element for connecting the control chamber to the inlet channel of the high pressure in the position of interaction of the needle valve with the stop restricting its movement is placed on the needle valve and is connected in parallel with the annular slotted channel. The element for connecting the control chamber to the inlet channel of the high pressure is placed on the thrust end of the needle valve and is made in the form of a groove of limited width and depth. The element for connecting the control chamber to the inlet channel of the high pressure in the position of interaction of the needle valve with the stop is placed on the stop restricting the movement of the needle valve and is connected in series with the annular slotted channel. The control chamber is sequentially connected with an intermediate chamber of limited volume, made with a feed channel of a limited flow area and coverage of the end face of the step of the step of the needle valve.
Предлагаемая электромагнитная форсунка изображена на чертежах, где:
на фиг. 1 представлена принципиальная схема электромагнитной форсунки с закрытым положением игольчатого клапана, сопряженного ступенчатой частью с разделительной поверхностью с промежуточным элементом и охваченного со стороны упругого элемента камерой управления по упорному торцу и замкнутой камерой, размещенной на входе питающего канала камеры управления, выполненного в виде охватывающей игольчатый клапан кольцевой щели на длине сопряжения игольчатого клапана с промежуточным элементом, по торцу ступенчатой части, в которую выходит подводящий канал высокого давления форсунки;
на фиг. 2 представлена электромагнитная форсунка (фрагмент) с закрытым положением игольчатого клапана, сопряженного ступенчатой частью с разделительной поверхностью, в варианте выполненной большего диаметра, с промежуточным элементом и охваченной со стороны упругого элемента по всей площади сечения ступенчатой части камерой управления с размещенным в ней упругим элементом и замкнутой камерой по площади уступа ступенчатой части, ограничивающего вторую часть подклапанной камеры, которая размещена на входе питающего канала камеры управления, выполненного в виде охватывающего игольчатый клапан кольцевой щели на длине его сопряжения с промежуточным элементом, и в которую выходит подводящий канал высокого давления форсунки;
на фиг. 3 представлен фрагмент открытой электромагнитной форсунки по фиг. 1 в зоне сопряжения игольчатого клапана с промежуточным элементом, где он показан поднятым к упору с образованием элемента (канала) подключения камеры управления на выходе питающего канала в виде кольцевой щели, выполненного с ограниченным проходным сечением на промежуточном элементе на торце для упора игольчатого клапана;
на фиг. 4, 5, 6 представлен фрагмент закрытой (фиг. 4) и открытой (фиг. 5, 6) форсунки по фиг. 2 с поднятым до взаимодействия с упором положением игольчатого клапана и образованием элемента (канала) подключения камеры управления на выходе питающего ее канала, выполненного на игольчатом клапане, на упорном торце - на выходе кольцевой щели (фиг. 4, 5) и в варианте в виде дополнительного сообщающего канала меньшего проходного сечения, чем проходное сечение кольцевого щелевого канала (фиг. 6), и показан сообщающий (подводящий) канал второй части подклапанной камеры, выполненный с меньшим проходным сечением, чем топливоподводящий канат распылителя.The proposed electromagnetic nozzle is shown in the drawings, where:
in FIG. 1 is a schematic diagram of an electromagnetic nozzle with a closed position of a needle valve mated by a stepped part with a dividing surface with an intermediate element and covered from the side of the elastic element by a control chamber along the thrust end and a closed chamber located at the inlet of the feed channel of the control chamber made in the form of a covering needle valve annular gap on the length of the pairing of the needle valve with the intermediate element, at the end of the stepped part into which the root nozzle pressure channel;
in FIG. 2 shows an electromagnetic nozzle (fragment) with the closed position of the needle valve paired with a stepped part with a dividing surface, in an embodiment of a larger diameter, with an intermediate element and covered from the side of the elastic element over the entire cross-sectional area of the stepped part by a control chamber with an elastic element and closed by the camera on the step area of the stepped part, limiting the second part of the sub-valve chamber, which is located at the inlet of the supply channel of the control chamber, made in the form of an annular gap covering the needle valve along the length of its interface with the intermediate element, and into which the nozzle enters the high-pressure supply channel;
in FIG. 3 shows a fragment of the open electromagnetic nozzle of FIG. 1 in the area where the needle valve is connected to the intermediate element, where it is shown raised to the stop with the formation of the control chamber connection element (channel) at the outlet of the supply channel in the form of an annular gap made with a limited passage section on the intermediate element at the end face for the needle valve stop;
in FIG. 4, 5, 6, a fragment of the closed (FIG. 4) and open (FIG. 5, 6) nozzle of FIG. 2 with the position of the needle valve raised to interact with the stop and the formation of an element (channel) for connecting the control chamber at the outlet of the channel supplying it, made on the needle valve, at the thrust end - at the output of the annular gap (Fig. 4, 5) and in the form an additional communicating channel of a smaller passage section than the passage section of the annular slot channel (Fig. 6), and the communicating (supply) channel of the second part of the subvalvular chamber, made with a smaller passage section than the fuel supply cable, is shown ylitelya.
Электромагнитная форсунка (фиг. 1) содержит корпус 1, распылитель 2 с игольчатым клапаном 3, промежуточный элемент 4, размещенный между корпусом форсунки 1 и распылителем 2, упругий элемент 5, взаимодействующий с игольчатым клапаном 3 посредством элемента 6, размещенным с упругим элементом S в первой надклапанной камере 7. Игольчатый клапан 3 охватывает подклапанная камера 8, в которую выходит подводящий канал высокого давления 9, 10, 11, 12 форсунки. Подводящий канал 10, 11, 12 сообщающим каналом 13 выходит также в первую надклапанную камеру 7. Распылитель 2 на выходе подклапанной камеры 8 имеет коническую запорную поверхность 14, к которой прилегает игольчатый клапан 3 элементом запирания 15 и перекрывает сообщение камеры 8 с распыливающими каналами 16 распылителя 2. При этом игольчатый клапан 3 размещен в распылителе 2 и в промежуточном элементе 4 с возможностью относительного перемещения и разделения над игольчатым клапаном полости на первую 7 и вторую 17 камеры с последовательно сообщенным с подводящими каналами форсунки щелевым каналом 18 ограниченного проходного сечения, выполненного в виде зазора по разделительной поверхности сопряжения малого диаметра ступенчатого элемента 19 игольчатого клапана 3 и промежуточного элемента 4. Вторая надклапанная камера 17, ограниченная ступенчатым упорным торцем 20 (фиг. 3) игольчатого клапана 3, каналом 21, 22, 23, 24 (фиг. 1), перекрываемым на выходе по седлу 25 электроуправляемым клапаном 26, сообщена с линией низкого давления (линией слива) 27, 28, 29, 30, 31. Электроуправляемый клапан 26 связан с электромагнитным приводом, включающим электромагнит 32, якорь 33 и звено связи 34, 38, 35, 37. Электроуправляемый клапан 26 прижат к седлу 25 упругим элементом 36 через подвижную опору 38 и держатель 34 клапана 26. Для установления усилия прижатия электроуправляемого клапана 26 к седлу 25 и запирания выхода канала сообщения 21, 22, 23, 24 второй надклапанной камеры 17 с линией низкого давления 27, 28, 29, 30, 31 предусмотрены жесткий регулируемый упор 39, элемент опоры 40 упругого элемента 36 и элемент фиксации 41 упора 39. Для возврата якоря 33 в исходное положение предусмотрен упругий элемент 42. The electromagnetic nozzle (Fig. 1) contains a
Вторая надклапанная камера 17, охватывающая ступенчатый упорный торец 20 игольчатого клапана 3, вместе с полостью канала 21, 22, 23, 24 составляют камеру управления 43 (фиг. 3), связанную щелевым каналом 18 с первой надклапанной камерой 7 и далее с подводящим каналом высокого давления 13, 10, 11, 12 посредством сообщающего канала 13 (фиг. 1). The second
Промежуточный элемент 4 на упорном торце 44 (фиг. 1, 3), который ограничивает перемещение игольчатого клапана 3 при полном подъеме, образуя его упор, имеет канавку 45 (фиг.3), открытую во вторую надклапанную камеру 17 и выходящую в канал 21. Этой канавкой камера управления 43 сообщена с подводящим каналом 18 при упоре игольчатого клапана 3 торцем 20 ступенчатой части в торец 44 промежуточного элемента 4 и с перепускным каналом 21. The
В варианте (фиг. 2, 4, 5, 6) игольчатый клапан 3 частью 19 у упорного торца 20, сопряженной с промежуточным элементом 4, может быть выполнен большим диаметром, чем частью 46, сопряженной с распылителем 2. Элементы 19 и 4 сопряжены разделительными поверхностями с образованием щелевого канала 18 ограниченного проходного сечения между ними. При этом подклапанная камера выполнена из двух частей: части 8, охватывающей игольчатый клапан перед запирающими элементами 14, 15, и части 47, охватывающей ступенчатый торец 48 элемента 19 каналом 13, сообщенной с подводящим каналом 10 (фиг. 2, 4, 5), а надклапанная камера 7, в которой размещен упругий элемент 5 и непосредственно взаимодействует с игольчатым клапаном 3, ограничена ступенчатым торцем 20, 49. Камера 7 сообщена со второй частью 47 подклапанной камеры ступенчатой части 19 игольчатого клапана 3 щелевым каналом 18 ограниченного проходного сечения между разделительными поверхностями сопряжения игольчатого клапана 3 и промежуточного элемента 4 и сообщена с линией низкого давления перекрываемым каналом 24. Игольчатый клапан 3 на упорном торце 20 имеет выполненный паз 50 ограниченной глубины и ширины, образующий перепускной канал ограниченного меньшего проходного сечения, чем щелевой канал 18, при поднятом игольчатом клапане до упора 44 (фиг. 4, 5). In the embodiment (Fig. 2, 4, 5, 6), the
Такое выполнение форсунки реализует выполнение камеры управления 43 в виде охватывающей упорный торец 20 и ступенчатый торец 49 игольчатого клапана 3 надклапанной камеры 7, ограниченной ступенчатой частью 19 игольчатого клапана 3 большего диаметра, чем направляющая часть 46 игольчатого клапана, сопряженная с распылителем 2. This embodiment of the nozzle implements the execution of the
В варианте (фиг. 6) надклапанная камера 7 может иметь дополнительный сообщающий канал 51 со второй частью 47 подклапанной камеры, выполненный меньшего проходного сечения, чем щелевой канал 18. In the embodiment (Fig. 6), the
В варианте (фиг. 6) вторая часть 47 подклапанной камеры может быть сообщена с подводящим каналом 10, 11, 12 каналом 52, проходное сечение которого ограничено, меньше минимального проходного сечения подводящего канала 9, 10, 11, 12. In the embodiment (Fig. 6), the
Работает электромагнитная форсунка следующим образом. The electromagnetic nozzle operates as follows.
В исходном состоянии электромагнитной форсунки (фиг. 1, 2) нагруженный упругим элементом 5 игольчатый клапан 3 запирает подклапанную камеру 8 распылителя 2, а электроуправляемый клапан 26 - камеру управления 43, перекрывая выход канала 24 в линию низкого давления 27, 28, 29, 30, 31. Якорь 33 электромагнита 32 занимает исходное положение с рабочим зазором h0.In the initial state of the electromagnetic nozzle (Fig. 1, 2), the
При подключении форсунки к источнику высокого давления топлива в канале 9, 10, 13, 11, 12 и камерах 7, 8, 43 (фиг. 1, 3) устанавливается давление источника топлива, игольчатый клапан 3 со стороны полостей подклапанной и надклапанной камер испытывает гидравлическую нагрузку с превышением усилия на ступенчатый торец со стороны первой и второй надклапанных камер. Превышающим гидравлическим усилием дополнительно к нагрузке упругого элемента 5 усиливается запирание распылителя 2. When connecting the nozzle to a source of high pressure fuel in the
Подачей управляющего потенциала напряжения на соленоид электромагнита 32 возбуждают индуктивное сцепление якоря 33 с электромагнитом 32 по рабочему зазору h0. Устанавливается нарастание усилия в звене привода 34, 38, 35, 37, 33 электроуправляемого клапана 26, противодействующего усилию прижатия его к седлу 25 упругим элементом 36, до величины усилия отрыва клапана 26 от седла 25. Звено 34, 38, 35, 37 привода электроуправляемого клапана усилием магнита страгивается с исходного положения в сторону уменьшения рабочего зазора ho магнита, отрывая клапан 26 с седла 25. Открывается перепускной канал 21, 22, 23, 24 камеры управления 43, которая становится сообщенной с линией низкого давления 27, 28, 29, 30, 31.By applying the control potential of the voltage to the solenoid of the electromagnet 32, the inductive coupling of the
С момента открытия клапаном 26 камеры управления 43 во второй надклапанной камере 17 начнет уменьшаться давление при одновременном перетекании топлива в линию низкого давления из камеры управления 43 и в камеру управления 43 из первой надклапанной камеры 7 по щелевому каналу ограниченного проходного сечения 18. Проходное сечение канала 18 выбирают таким образом, чтобы при открытом электроуправляемом клапане 26 давление в полости камеры 17 понижалось до величины, достаточной для снижения усилия от давления топлива на игольчатый клапан 3 со стороны камеры управления 43 до значения, при котором усилием от давления подводимого топлива в подклапанную камеру 8 игольчатый клапан 3 страгивается, раскрывая элементы уплотнения 14, 15 распылителя 2. Последний открывается, осуществляя впрыскивание топлива форсункой. From the moment the
С момента начала перемещения игольчатого клапана 3 и раскрытия элементов запирания 14, 15 начнется вытекание топлива из камеры 8 (впрыскивание топлива) под высоким давлением источника давления (положение игольчатого клапана 3 практически совпадает с показанным на фиг. 1, 3). From the moment the
Игольчатый клапан 3 перемещается до упора ступенчатым торцем 20 в упорный торец 44 промежуточного элемента 4. The
При этом из первой надклапанной камеры 7 по щелевому каналу 18 осуществляется перетекание топлива в полость второй надклапанной камеры 17, в канал 45 (фиг. 3) на торце 44 промежуточного элемента 4 и далее на слив по каналу 21, 22, 23, 24. В камере 17 удерживается более низкое давление, чем камерах 7, 8, вследствие чего игольчатый клапан 3 находится прижатым давлением топлива камеры 8 к упорному торцу 44 (поднятым до упора). In this case, from the
Продолжительность впрыскивания топлива устанавливают продолжительностью подключения электромагнита к источнику управляющего потенциала напряжения. The duration of fuel injection is set by the duration of the connection of the electromagnet to the source of the voltage control potential.
С момента отключения электромагнита (снятия на зажимах электромагнита управляющего потенциала) возбужденное усилие на якоре электромагнита начнет уменьшаться. В некоторый момент времени усилие сцепления якоря 33 с электромагнитом 32 сравняется с противодействующим ему усилием упругого элемента 36 электроуправляемого клапана 26, замыкающихся на звене связи 38, 35, 37 якоря 33 с клапаном 26. В последующий период понижения усилия на якоре 33 усилие упругого элемента 36 превысит усилие электромагнита в сумме с усилием упругого элемента 42 и звено привода клапана 26-33, 37, 35, 38, 34 вместе с клапаном 26 начнут перемещаться к седлу 25 до момента посадки клапана 26 на седло 25. С этого момента камера управления 43 будет разобщена от линии низкого давления, слив топлива с камеры управления будет приостановлен, элементы привода управляющего клапана будут заторможены, преодолев инерционные усилия торможения, и якорь 33 упругим элементом 42 будет установлен в исходное положение с рабочим зазором h0. При этом поступление топлива с камеры 7 в полость камеры 17 будет продолжаться с одновременным повышением давления в камере управления 43 (с момента ее разобщения от линии низкого давления) и гидравлического усилия, действующего на игольчатый клапан 3 со второй надклапанной камеры 17 (управляющей камеры 43). С момента выравнивания на игольчатом клапане 3 усилий, действующих на него с подклапанной 8 и надклапанных 7, 17 камер, в сумме с усилием упругого элемента 5, а затем некоторого превышения усилия, действующего в направлении потока топлива в камере 8, игольчатый клапан 3 усилием упругого элемента 5 начнет перемещаться в направлении потока до момента посадки на коническую поверхность 14 распылителя 2 кромки 15 элементов запирания игольчатого клапана 3 и перекрытия подклапанной камеры 8.From the moment the electromagnet is turned off (removing the control potential at the electromagnet terminals), the excited force at the electromagnet anchor will begin to decrease. At some point in time, the force of adhesion of the
С этого момента впрыск топлива форсункой будет приостановлен до последующего подключения электромагнита к источнику управляющего потенциала напряжения. From this moment, the fuel injection by the nozzle will be suspended until the next connection of the electromagnet to the voltage control potential source.
После посадки игольчатого клапана 3 на седло 14 (остановки движения игольчатого клапана) давление топлива в надклапанных камерах 7, 17 будет увеличиваться и повысится до подводимого к форсунке уровня к началу осуществления последующего цикла работы, следующего за подачей управляющего сигнала. After the
Форсунка по фиг. 2 работает аналогично форсунке по фиг. 1. Отличие составляет выполнение камеры управления 43, которая у форсунки по фиг. 2 охватывает весь ступенчатый торец 20, 49 игольчатого клапана 3 и видоизменяет ее силовую гидравлическую схему. При срабатывании электроуправляемого клапана 26 надклапанная камера 7 сообщается с линией низкого давления и давление топлива понижается в этой камере, охватывая полностью площадь игольчатого клапана по сечению элемента 19 наибольшего диаметра. Питание камеры 7 осуществляется по щелевому каналу 18 из второй части подклапанной камеры 47 (фиг. 4, 5, 6), которая сообщена с каналом 10, и в ней поддерживается уровень подводимого давления топлива. The nozzle of FIG. 2 operates similarly to the nozzle of FIG. 1. The difference is the implementation of the
При открытой форсунке и подъеме игольчатого клапана до упора в торец 20 перетекание топлива в камеру 7 и поддержание в ней требуемого перепада давления для удержания игольчатого клапана на упоре осуществляется по каналу 18 и далее по пазу 50 на упорном торце 20. Вместо паза 50 на упорном торце игольчатый клапан 3 может быть выполнен с каналом 51 (фиг. 6), сообщающим камеры 7 и 47, дополнительно к щелевому каналу 18, а при упоре игольчатого клапана в торец 20 - только с этим дополнительным каналом меньшего проходного сечения, чем щелевой канал 18. When the nozzle is open and the needle valve is lifted all the way to the
Для более тонкого управления скоростью подъема-посадки игольчатого клапана (скоростью открытия-закрытия форсунки) предусматривают выполнение сообщающего канала 13 (фиг. 4) в виде канала 52 (фиг. 6), проходное сечение которого ограничено и меньше минимального проходного сечения подводящего канала 9, 10, 11, 12. Возникающее некоторое дросселирование потока топлива при перетекании его в камеру 47 уменьшает гидравлическое усилие, действующее в противоположном потоку впрыскивания топливе направлении. При этом осуществляется замедление страгивания подъема игольчатого клапана при открытии форсунки и ускорение ее закрытия. For finer control of the speed of lifting and landing of the needle valve (the speed of opening and closing of the nozzle), a communicating channel 13 (Fig. 4) is provided in the form of a channel 52 (Fig. 6), the passage section of which is limited and less than the minimum passage section of the
Выполнение электромагнитной форсунки по заявляемые гидравлическим и конструктивным схемам позволяет упростить е конструктивное исполнение, уменьшить количество прецизионных элементов и уменьшить инерционные подвижные массы гидроуправляемых элементов до массы запорного игольчатого клапана, исключив поршневое средство гидравлического запирания игольчатого клапана, повысить гидравлическую управляемость форсунки и, что очень существенно, ликвидировать перетекание топлива (дренаж) в зазоре прецизионной пары распылитель-игольчатый клапан, а следовательно, явление облитерации (заращивания) зазора пары с ухудшением (потерей подвижности игольчатого клапана. Тем самым устраняют существенные препятствия применения аккумуляторных топливных систем: необходимость осуществления очень тонкой фильтрации топлива (менее 0,0045 мм размера частиц) и отказы форсунок по причине образования негерметичности запирания распылителя из-за ухудшения подвижности игольчатого клапана. The implementation of the electromagnetic nozzle according to the claimed hydraulic and structural schemes allows to simplify its design, reduce the number of precision elements and reduce the inertial moving masses of the hydraulic elements to the mass of the locking needle valve, eliminating the piston means for hydraulic locking of the needle valve, to increase the hydraulic controllability of the nozzle and, which is very important, eliminate the flow of fuel (drainage) in the gap of a precision spray-needle pair valve, and therefore, the phenomenon of obliteration (overgrowing) of the pair gap with deterioration (loss of mobility of the needle valve. This eliminates significant obstacles to the use of battery fuel systems: the need for very fine fuel filtration (less than 0.0045 mm particle size) and nozzle failures due to formation of leakage of locking the sprayer due to the deterioration of the mobility of the needle valve.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000103370/06A RU2215178C2 (en) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | Electromagnetic nozzle for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000103370/06A RU2215178C2 (en) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | Electromagnetic nozzle for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000103370A RU2000103370A (en) | 2001-12-10 |
| RU2215178C2 true RU2215178C2 (en) | 2003-10-27 |
Family
ID=31988001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000103370/06A RU2215178C2 (en) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | Electromagnetic nozzle for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2215178C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451820C1 (en) * | 2010-10-05 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество холдинговая компания "Коломенский завод" | Nozzle for ice |
| US9157404B2 (en) | 2009-05-07 | 2015-10-13 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injector having pressure sensor |
| RU2766162C2 (en) * | 2017-03-16 | 2022-02-08 | Фишер Контролз Интернешнел Ллс | Valve with built-in balancing channel |
-
2000
- 2000-02-10 RU RU2000103370/06A patent/RU2215178C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9157404B2 (en) | 2009-05-07 | 2015-10-13 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injector having pressure sensor |
| RU2573097C2 (en) * | 2009-05-07 | 2016-01-20 | Роберт Бош Гмбх | Fuel nozzle with pressure transmitter |
| RU2451820C1 (en) * | 2010-10-05 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество холдинговая компания "Коломенский завод" | Nozzle for ice |
| RU2766162C2 (en) * | 2017-03-16 | 2022-02-08 | Фишер Контролз Интернешнел Ллс | Valve with built-in balancing channel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1041272B1 (en) | Fuel injector | |
| EP0798459B1 (en) | Injection nozzle | |
| JP3980069B2 (en) | Fuel injection device for an internal combustion engine | |
| US5628293A (en) | Electronically-controlled fluid injector system having pre-injection pressurizable fluid storage chamber and direct-operated check | |
| US8662411B2 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engines | |
| EP1686257B1 (en) | Fuel injector with injection rate control | |
| US20030015599A1 (en) | Fuel injector with injection rate control | |
| US4785787A (en) | Fuel injection mechanism for an internal combustion engine | |
| US20030057293A1 (en) | Control valve for an injector of a fuel Injection system for internal combustion engines with pressure amplification in the control chamber | |
| GB2312924A (en) | Direct-operated, velocity-controlled nozzle valve for a fuel injector | |
| US6450778B1 (en) | Pump system with high pressure restriction | |
| JP4173821B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
| US6308689B1 (en) | Injection valve for an internal combustion engine | |
| JPH06213103A (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
| US6520151B2 (en) | Fuel injection system with common actuation device and engine using same | |
| RU2215178C2 (en) | Electromagnetic nozzle for internal combustion engine | |
| RU2262617C2 (en) | Fuel-injection device with built-in flow-rate limiter | |
| US5645224A (en) | Modulating flow diverter for a fuel injector | |
| EP0779430B1 (en) | Injector | |
| CN110546376B (en) | Fuel injection valve | |
| US5282574A (en) | Hydraulic flow shutoff device for a unit fuel pump/injector | |
| EP0974750B1 (en) | Fuel-injection pump having a vapor-prevention accumulator | |
| RU2178828C2 (en) | Internal combustion engine electromagnetic nozzle | |
| EP2829718B1 (en) | Injector Arrangement | |
| RU2263225C2 (en) | Device for injecting fuel under high pressure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060211 |