RU2363857C2 - Electrohydraulic nozzle - Google Patents

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention is related to the field of propulsion engineering, in particular to accumulator systems of fuel supply into cylinders of mostly diesel engines. Electrohydraulic nozzle comprises body with fuel-supplying and drain channels installed in it, sprayer with needle fixed in body, which is connected by means of spring-loaded beam with control piston, which is arranged precisely with the possibility of displacement in piston bushing, electromagnet that interacts with valve, control chamber communicated to fuel-supplying and drain throttles and installed in cavity of control piston bushing between control piston and valve seat. Nozzle is additionally equipped with cartridge with electromagnet and valve installed in it. Cartridge comprises drain opening and cavity for installation of valve seat equipped with inlet and drain throttles, control piston bushing and combined with nozzle body, for instance by means if threaded joint. Drain channels of nozzle body and cartridge have outlet into gap between cartridge, control piston bushing and valve seat. Control piston bushing is equipped with fuel supply channel, one outlet of which communicates to fuel supplying channel of nozzle body, and with the other outlet - to inlet throttle of valve seat. Nozzle body, control piston bushing and valve seat are mutually oriented with the help of pins, for instance.

EFFECT: invention makes it possible to simplify nozzle design with appropriate reduction of its prime cost in production.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к аккумуляторным системам топливоподачи в цилиндры преимущественно дизельных двигателей.The invention relates to the field of engine building, and in particular to battery systems for supplying fuel to the cylinders of mainly diesel engines.

Известна электрогидравлическая форсунка, являющаяся составной частью аккумуляторной системы впрыскивания топлива, содержащая корпус, распылитель с иглой, управляющий поршень в управляющей камере с седлом для электромагнитного клапана и электромагнитный клапан. Управляющая камера с фланцем установлена в корпусе форсунки с образованием кольцевой полости, из которой высокое давление подается в управляющую камеру через отверстие в стенке управляющей камеры (см. ЕР №1143136 А2, F02M 47/02). Недостатком этой форсунки является наличие глухого прецизионного отверстия для управляющего поршня в управляющей камере, что затрудняет его обработку и тем самым повышает себестоимость изделия.Known electro-hydraulic nozzle, which is an integral part of a battery fuel injection system, comprising a housing, a spray with a needle, a control piston in a control chamber with a seat for the solenoid valve and an electromagnetic valve. A control chamber with a flange is installed in the nozzle body to form an annular cavity, from which high pressure is supplied to the control chamber through an opening in the wall of the control chamber (see EP No. 1143136 A2, F02M 47/02). The disadvantage of this nozzle is the presence of a blind precision hole for the control piston in the control chamber, which complicates its processing and thereby increases the cost of the product.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является электрогидравлическая форсунка, содержащая корпус с размещенными в нем топливоподающими и сливными каналами и сквозной осевой полостью, сообщенной с этими каналами, закрепленный на корпусе распылитель с иглой, соединенной посредством подпружиненной штанги с управляющим поршнем, который составляет прецизионную пару с втулкой поршня, размещенной в осевой полости корпуса форсунки, управляющую камеру, сообщенную с топливоподводящим и сливным каналами и размещенную в полости втулки между управляющим поршнем и седлом клапана.The closest technical solution to the claimed invention is an electro-hydraulic nozzle containing a housing with fuel supply and drain channels placed therein and a through axial cavity communicated with these channels, a spray gun mounted on the housing with a needle connected via a spring-loaded rod to the control piston, which makes up a precision pair with a piston bushing located in the axial cavity of the nozzle body, a control chamber in communication with the fuel supply and drain channels and placed w in the cavity of the sleeve between the control piston and the valve seat.

Седло клапана и втулка управляющего поршня выполнены раздельными, втулка выполнена с фланцем на торце со стороны седла, а седло образовано двумя соосными цилиндрическими ступенями с опорным фланцем между ними, одна из ступней которого размещена в полости втулки, ограничивая торцом управляющую камеру, причем фланец втулки сопряжен с опорным фланцем седла и зафиксирован в осевой полости корпуса форсунки с помощью крепежного элемента с наружной резьбой, ввинченного в корпус (см. патент RU №2221930, F02M 51/06). Эта конструкция принята за прототип по отношению к заявляемой электрогидравлической форсунке.The valve seat and the control piston sleeve are separate, the sleeve is made with a flange at the end from the seat side, and the seat is formed by two coaxial cylindrical steps with a support flange between them, one of the feet of which is placed in the sleeve cavity, limiting the control chamber by the end face, and the sleeve flange is conjugated with a support flange of the seat and fixed in the axial cavity of the nozzle body using a fastening element with an external thread screwed into the body (see patent RU No. 2221930, F02M 51/06). This design is taken as a prototype in relation to the inventive electro-hydraulic nozzle.

Недостатком конструкции прототипа является то, что в ней уплотняющие поверхности управляющей камеры расположены глубоко в корпусе форсунки, что требует для обеспечения высокой точности и чистоты упомянутых поверхностей высокоточного и дорогостоящего оборудования.The disadvantage of the prototype design is that in it the sealing surfaces of the control chamber are located deep in the nozzle body, which requires high-precision and expensive equipment to ensure high accuracy and cleanliness of the mentioned surfaces.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции форсунки с соответствующим снижением ее себестоимости в производстве.The aim of the invention is to simplify the design of the nozzle with a corresponding reduction in its cost in production.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая электрогидравлическая форсунка содержит корпус с размещенными в нем топливоподающими и сливными каналами, закрепленный на корпусе распылитель с иглой, связанной посредством подпружиненной штанги с управляющим поршнем, который выполнен прецизионно с возможностью перемещения во втулке поршня, электромагнит, взаимодействующий с клапаном, управляющую камеру, сообщенную с топливоподводящим и сливным дросселями, размещенную в полости втулки управляющего поршня между управляющим поршнем и седлом клапана, и отличается тем, что она снабжена стаканом с установленными в нем электромагнитом и клапаном, при этом стакан содержит сливное отверстие и полость для установки седла клапана, снабженного впускным и сливным дросселями, втулку управляющего поршня и объединенным с корпусом форсунки, например, резьбовым соединением, сливные каналы корпуса форсунки и стакана имеют выход в зазор между стаканом, втулкой управляющего поршня и седлом клапана, втулка управляющего поршня снабжена топливоподающим каналом, одним выходом сообщающимся с топливоподающим каналом корпуса форсунки, а другим выходом - с впускным дросселем седла клапана, причем корпус форсунки, втулка управляющего поршня и седло клапана взаимно сориентированы при помощи, например, штифтов.This goal is achieved by the fact that the proposed electro-hydraulic nozzle comprises a housing with fuel supply and drain channels located therein, a nozzle mounted on the housing with a needle connected by a spring-loaded rod to the control piston, which is made precisely with the possibility of movement in the piston bushing, an electromagnet interacting with the valve the control chamber in communication with the fuel supply and drain chokes, located in the cavity of the sleeve of the control piston between the control piston m and a valve seat, and differs in that it is equipped with a glass with an electromagnet and a valve installed in it, the glass containing a drain hole and a cavity for mounting a valve seat equipped with an inlet and a drain throttles, a control piston sleeve and an integral nozzle body, for example , threaded connection, the drain channels of the nozzle body and the nozzle have an exit into the gap between the nozzle, the control piston bushing and the valve seat, the control piston bushing is equipped with a fuel supply channel, one output in common communicating with the fuel supply channel of the nozzle body, and the other outlet with the inlet throttle of the valve seat, the nozzle body, the control piston bushing and the valve seat being mutually oriented using, for example, pins.

Предлагаемая электрогидравлическая форсунка показана на чертеже, где на фиг.1 изображен ее общий вид, на фиг.2 показан вид А и на фиг.3 приведено возможное исполнение впускного дросселя.The proposed electro-hydraulic nozzle is shown in the drawing, where Fig. 1 shows its general view, Fig. 2 shows a view A, and Fig. 3 shows a possible design of the inlet throttle.

Форсунка состоит из корпуса форсунки 1 с каналами подвода топлива 2 и слива топлива 3 (см. фиг.1 и 2). К корпусу 1 накидной гайкой 4 прикреплен распылитель 5 с иглой 6. Игла 6 через штангу 7, поджатую пружиной 8, взаимодействует с управляющим поршнем 9, площадь сечения которого больше площади сечения иглы 6 в зоне действия высокого давления. Управляющий поршень 9 прецизионно размещен во втулке управляющего поршня 10. Втулка управляющего поршня 10 с одного торца контактирует с корпусом форсунки 1, а с другой - с седлом клапана 11. Корпус форсунки 1 объединен со стаканом 12 резьбовым соединением, при стягивании которого уплотняются между собой корпус форсунки 1, втулка управляющего поршня 10 и седло клапана 11. Корпус форсунки 1, втулка уплотняющего поршня 10 и седло клапана 11 зафиксированы от проворота друг относительно друга штифтами 13 в количестве не менее двух на один стык. К стакану 12 с одной стороны гайкой электромагнита 14 закреплены клапан 15 и электромагнит 16. Седло клапана 11 снабжено впускным 17 и сливным 18 дросселями. Причем пропускная способность впускного дросселя 17 ниже пропускной способности сливного дросселя 18. Втулка управляющего поршня 10 и седло клапана 11 установлены с кольцевым зазором 19 в стакане 12. Стакан 12 снабжен сливным отверстием 20, соединяющим надклапанную полость с кольцевым зазором 19. Во втулке управляющего поршня 10 выполнен канал 21, одним выходом сообщающийся с каналом подвода топлива 2, а другим - с впускным дросселем 17 седла клапана 11. Во втулке управляющего поршня 10 между управляющим поршнем 9 и седлом клапана 11 сформирована управляющая камера 22, сообщающаяся с впускным 17 и сливным 18 дросселями.The nozzle consists of the body of the nozzle 1 with channels for supplying fuel 2 and draining the fuel 3 (see figures 1 and 2). A nozzle 5 with a needle 6 is attached to the housing 1 with a union nut 4. The needle 6, through the rod 7, pressed by the spring 8, interacts with the control piston 9, the cross-sectional area of which is larger than the cross-sectional area of the needle 6 in the high pressure zone. The control piston 9 is precision-positioned in the sleeve of the control piston 10. The sleeve of the control piston 10 contacts the nozzle body 1 from one end and the valve seat 11 on the other. The nozzle body 1 is connected to the nozzle 12 by a threaded joint, which tightens the housing together when pulled together. the nozzle 1, the control piston sleeve 10 and the valve seat 11. The nozzle body 1, the sealing piston sleeve 10 and the valve seat 11 are fixed against rotation by pins 13 in an amount of at least two per joint. The valve 15 and the electromagnet 16 are fixed to the glass 12 on one side by the nut of the electromagnet 14. The valve seat 11 is equipped with an inlet 17 and a drain 18 throttles. Moreover, the capacity of the inlet throttle 17 is lower than the capacity of the drain throttle 18. The sleeve of the control piston 10 and the valve seat 11 are installed with an annular gap 19 in the glass 12. The glass 12 is equipped with a drain hole 20 connecting the overvalve cavity with the annular gap 19. In the sleeve of the control piston 10 a channel 21 is made, communicating with the fuel supply channel 2 with one output and the valve seat 11 with the inlet throttle 17. The control is formed in the sleeve of the control piston 10 between the control piston 9 and the valve seat 11 schaya chamber 22, which communicates with the inlet 17 and drain 18 throttles.

Описанная форсунка работает следующим образом. При наличии в форсунке топлива под давлением (подаваемого к боковому каналу корпуса форсунки 1 от аккумулятора через подводящий штуцер - на чертеже не показаны) она остается в закрытом состоянии до момента подачи импульса на электромагнит 16, управляющий клапаном 15. При этом открывается сливной дроссель 18. Т.к. его пропускная способность выше, чем у впускного дросселя 17, давление в управляющей камере 22 становится ниже давления в распылителе 5. Сила от давления топлива на иглу 6 превышает силу от давления топлива на управляющий поршень 9 вместе с силой предварительного поджатия пружины 8. Распылитель 5 открывается, происходит срабатывание форсунки, т.е. впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Топливо, вытекающее в процессе работы форсунки через сливной дроссель 18 по сливному отверстию 20, попадает в кольцевой зазор 19 и из него в канал слива 3. Описанный процесс повторяется при подаче очередного сигнала от управляющего электронного блока (на чертеже не показан) на электромагнит 16.The described nozzle operates as follows. If there is fuel under pressure in the nozzle (supplied to the side channel of the nozzle 1 from the battery through the supply nozzle - not shown in the drawing), it remains closed until a pulse is applied to the electromagnet 16, which controls valve 15. This opens the drain throttle 18. Because its throughput is higher than that of the inlet throttle 17, the pressure in the control chamber 22 becomes lower than the pressure in the atomizer 5. The force from the fuel pressure on the needle 6 exceeds the force from the fuel pressure on the control piston 9 together with the force of the pre-compression of the spring 8. The atomizer 5 opens , the nozzle is triggered, i.e. fuel injection into the combustion chamber of the engine. The fuel flowing out during the operation of the nozzle through the drain throttle 18 through the drain hole 20 enters the annular gap 19 and out of it into the drain channel 3. The described process is repeated when the next signal from the control electronic unit (not shown) is applied to the electromagnet 16.

Изображенный на фиг.3 вариант выполнения впускного дросселя 17 на втулке управляющего поршня 10 принципиально (по работоспособности форсунки) не отличается от варианта, изображенного на фиг.1 и 2, но в производственных условиях предприятия - изготовителя форсунок может по технологическим причинам оказаться предпочтительным.The embodiment of the intake throttle 17 shown in FIG. 3 on the control piston bushing 10 does not fundamentally (in terms of injector performance) differ from the embodiment depicted in FIGS. 1 and 2, but may be preferable for technological reasons in the production conditions of the nozzle manufacturer.

Предлагаемая электрогидравлическая форсунка проще конструкции прототипа, т.к. в ней отсутствуют уплотняемые поверхности сложной формы с ограниченным доступом для обработки, а корпус предлагаемой форсунки и другие детали, например стакан и седло клапана, просты в изготовлении (не требуют дорогостоящего оборудования для внутреннего шлифования в глухих отверстиях).The proposed electro-hydraulic nozzle is simpler than the prototype design, because it does not have compactable surfaces of complex shape with limited access for processing, and the body of the nozzle of the proposed nozzle and other details, such as a glass and valve seat, are easy to manufacture (do not require expensive equipment for internal grinding in blind holes).

Claims (2)

1. Электрогидравлическая форсунка, содержащая корпус с размещенными в нем топливоподающими и сливными каналами, закрепленный на корпусе распылитель с иглой, связанной посредством подпружиненной штанги с управляющим поршнем, который выполнен прецизионно с возможностью перемещения во втулке поршня, электромагнит, взаимодействующий с клапаном, управляющую камеру, сообщенную с топливоподводящим и сливным дросселями, размещенную в полости втулки управляющего поршня между управляющим поршнем и седлом клапана, отличающаяся тем, что она снабжена стаканом с установленными в нем электромагнитом и клапаном, при этом стакан содержит сливное отверстие и полость для установки седла клапана, снабженного впускным и сливным дросселями, втулку управляющего поршня и объединен с корпусом форсунки, например, резьбовым соединением, сливные каналы корпуса форсунки и стакана имеют выход в зазор между стаканом, втулкой управляющего поршня и седлом клапана, втулка управляющего поршня снабжена топливоподающим каналом, одним выходом сообщающимся с топливоподающим каналом корпуса форсунки, а другим выходом - с впускным дросселем седла клапана, причем корпус форсунки, втулка управляющего поршня и седло клапана взаимно сориентированы при помощи, например, штифтов.1. An electro-hydraulic nozzle comprising a housing with fuel supply and drain channels placed therein, a spray gun mounted on the housing with a needle connected by a spring-loaded rod to a control piston, which is made precisely with the possibility of movement in the piston bushing, an electromagnet interacting with a valve, a control chamber, communicated with the fuel supply and drain chokes, located in the cavity of the sleeve of the control piston between the control piston and the valve seat, characterized in that it sleep it is filled with a glass with an electromagnet and a valve installed in it, while the glass contains a drain hole and a cavity for installing a valve seat equipped with an inlet and a drain throttles, a control piston bushing and is combined with the nozzle body, for example, by a threaded connection, the drain channels of the nozzle body and glass have exit to the gap between the glass, the control piston bushing and the valve seat, the control piston bushing is equipped with a fuel supply channel, one output communicating with the fuel supply channel of the nozzle body, and the other exit - with an inlet throttle of the valve seat, the nozzle body, the control piston bushing and the valve seat being mutually oriented using, for example, pins. 2. Электрогидравлическая форсунка по п.1, отличающаяся тем, что впускной дроссель выполнен на втулке управляющего поршня в зоне, контактирующей с седлом клапана. 2. Electro-hydraulic nozzle according to claim 1, characterized in that the inlet throttle is made on the sleeve of the control piston in the area in contact with the valve seat.

Images