RU2451205C2 - Diesel engine spray injector nozzle - Google Patents

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed injector comprises case with channel feeding fuel from high-pressure line, spraying orifice and shutoff valve arranged inside said case. Shutoff part of said valve is made up of cylinder. Valve top part is provided with bottom position limiter. Annular groove is made at valve bottom. Shutoff valve bottom has inclined grooves. Sprayer case has channel directed tangentially to shutoff valve annular groove and swirling chamber terminating in spraying orifice.

EFFECT: higher quality of fuel spray, longer life.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системе подачи топлива дизелей преимущественно с непосредственным впрыскиванием топлива в камеру сгорания.The invention relates to the field of engine building and can be used in a diesel fuel supply system mainly with direct injection of fuel into a combustion chamber.

Известен распылитель форсунки для впрыскивания топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с каналом подвода топлива и седлом, носок с колодцем, закручивающее устройство, выполненное в виде последовательно размещенных под колодцем винтовых пазов и камеры закручивания. Запорная игла установлена в полости корпуса распылителя с образованием подыголочной камеры, сообщенной с каналом подвода топлива. Винтовые пазы входят в камеру закручивания и сообщены с колодцем. Распылитель снабжен втулкой. Винтовые пазы выполнены на наружной боковой поверхности носка. Втулка закреплена на носке с образованием камеры закручивания и соплового отверстия между внутренней поверхностью втулки и наружной поверхностью носка. Внутренняя поверхность втулки выполнена суживающейся. Торцовая поверхность носка выполнена в форме конуса с вершиной, направленной к сопловому отверстию. Торцовая поверхность втулки со стороны соплового отверстия снабжена уступом. Суммарная площадь поперечного сечения винтовых пазов составляет 0,6-1,2 от площади проходного сечения соплового отверстия, а отношение максимального внутреннего диаметра втулки к диаметру соплового отверстия изменяется в пределах от 2 до 4. Втулка изготовлена из керамического материала (Патент РФ №2132480, заявл. 20.05.1999, публ. 27.06.1999).Known atomizer nozzles for injecting fuel into an internal combustion engine, comprising a hollow body with a fuel supply channel and a seat, a sock with a well, a twisting device made in the form of screw grooves and a twisting chamber successively placed under the well. A locking needle is installed in the cavity of the atomizer body with the formation of a sub-needle chamber in communication with the fuel supply channel. Screw grooves enter the twisting chamber and communicate with the well. The sprayer is equipped with a sleeve. Screw grooves are made on the outer side surface of the sock. The sleeve is mounted on the toe with the formation of a twisting chamber and a nozzle hole between the inner surface of the sleeve and the outer surface of the sock. The inner surface of the sleeve is made tapering. The end surface of the sock is made in the form of a cone with the apex directed to the nozzle hole. The end surface of the sleeve from the nozzle hole side is provided with a ledge. The total cross-sectional area of the screw grooves is 0.6-1.2 of the area of the orifice of the nozzle hole, and the ratio of the maximum inner diameter of the sleeve to the diameter of the nozzle hole varies from 2 to 4. The sleeve is made of ceramic material (RF Patent No. 2132480, Declared May 20, 1999, publ. June 27, 1999).

Недостатком распылителя является наличие конической запорной части и дифференциальной площадки. В данной конструкции распылителя давление топлива в конечной фазе процесса впрыскивания ниже, чем давление при подъеме иглы. В результате истечение топлива в конечной фазе происходит при пониженном давлении, что ухудшает качество распыливания топлива и, как следствие, снижается экономичность дизеля. Многократные ударные нагрузки, возникающие при посадке запорного клапана в зоне запорного конуса, приводят к износу конических поверхностей запорного клапана и корпуса распылителя, что снижает срок эксплуатации распылителя.The disadvantage of the atomizer is the presence of a conical locking part and a differential pad. In this atomizer design, the fuel pressure in the final phase of the injection process is lower than the pressure when lifting the needle. As a result, the outflow of fuel in the final phase occurs at reduced pressure, which impairs the quality of atomization of the fuel and, as a result, reduces the efficiency of the diesel engine. Multiple shock loads that occur when the shut-off valve is planted in the area of the shut-off cone leads to wear on the tapered surfaces of the shut-off valve and the spray gun housing, which reduces the life of the spray gun.

Из известных, наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является распылитель форсунки, содержащий корпус, снабженный каналом для подвода топлива от линии высокого давления, распыливающие отверстия. Запорный клапан установлен во внутренней полости корпуса распылителя и выполнен с осевым и радиальным каналами. Верхний радиальный канал запорного клапана выполнен в пределах полости высокого давления и соединен топливоподводящим каналом с линией высокого давления. Запорный клапан, запорная часть которого выполнена в виде цилиндра, снабжен в верхней части ограничителем нижнего положения. В нижней части клапан снабжен заглушкой осевого канала. В нижней части корпуса распылителя выполнена подклапанная полость, соединенная топливоподводящим каналом с линией низкого давления системы питания дизеля (Патент РФ №2211363, публ. 27.08.2003. Бюл. №24).Of the known, the closest to the claimed technical essence and the achieved positive effect is an atomizer nozzle containing a housing provided with a channel for supplying fuel from the high pressure line, spray holes. The shut-off valve is installed in the internal cavity of the spray housing and is made with axial and radial channels. The upper radial channel of the shutoff valve is made within the high-pressure cavity and is connected by the fuel supply channel to the high-pressure line. The shut-off valve, the shut-off part of which is made in the form of a cylinder, is equipped with a lower position limiter in the upper part. In the lower part, the valve is equipped with an axial channel plug. In the lower part of the sprayer housing, a valveless cavity is made, connected by a fuel supply channel to the low pressure line of the diesel power system (RF Patent No. 2211363, publ. 08/27/2003. Bull. No. 24).

К недостаткам распылителя можно отнести отсутствие центробежного эффекта при впрыскивании топлива, который оказывает положительное влияние на мелкость распыливания топлива, форму и угол раскрытия струи.The disadvantages of the atomizer include the lack of a centrifugal effect when injecting fuel, which has a positive effect on the fineness of fuel atomization, the shape and angle of the jet.

Задачей изобретения является повышение топливной экономичности дизеля путем улучшения качества распыливания топлива за счет центробежного эффекта при истечении топлива, а также увеличение срока эксплуатации распылителя, в связи с отсутствием конических запорных поверхностей, которые подвергаются значительными ударными нагрузками.The objective of the invention is to increase the fuel economy of a diesel engine by improving the quality of fuel atomization due to the centrifugal effect when the fuel runs out, as well as increasing the life of the atomizer due to the absence of conical locking surfaces that are subjected to significant shock loads.

Задача решается за счет того, что распылитель форсунки для дизеля, содержащий корпус, снабженный каналом для подвода топлива от линии высокого давления, распыливающим отверстием и установленным во внутренней полости корпуса запорным клапаном, запорная часть которого выполнена в виде цилиндра, верхняя часть клапана снабжена ограничителем нижнего положения, в нижней части клапана выполнена кольцевая проточка, согласно изобретению в нижней части запорного клапана выполнены наклонные пазы, а в корпусе распылителя выполнен канал, направленный касательно к кольцевой проточке на запорном клапане, и камера закручивания, заканчивающаяся распыливающим отверстием.The problem is solved due to the fact that the nozzle nozzle for a diesel engine containing a housing provided with a channel for supplying fuel from the high pressure line, a spray hole and a shut-off valve installed in the inner cavity of the housing, the shut-off part of which is made in the form of a cylinder, the upper part of the valve is equipped with a lower limiter position, an annular groove is made in the lower part of the valve, according to the invention, inclined grooves are made in the lower part of the shut-off valve, and a channel is made in the atomizer body, directed tangent to the annular groove on the shut-off valve, and a swirl chamber ending with a spray hole.

Техническая сущность заявляемого изобретения поясняется фиг.1-3, где показан заявляемый объект - распылитель форсунки для дизеля.The technical essence of the claimed invention is illustrated in figures 1-3, which shows the inventive object is a spray nozzle for a diesel engine.

Заявляемый распылитель форсунки для дизеля содержит корпус 1, снабженный каналом 2 для подвода топлива от линии высокого давления в полость 3 распылителя и каналом 4, направленным касательно к кольцевой проточке 10, выполненной в нижней части клапана 8. Канал 4 перекрыт технологической заглушкой 5. В нижней части корпуса 1 выполнена камера закручивания 6, заканчивающаяся распыливающим отверстием 7.The inventive nozzle nozzle for a diesel engine comprises a housing 1 provided with a channel 2 for supplying fuel from the high pressure line to the cavity 3 of the atomizer and a channel 4 directed tangentially to the annular groove 10 made in the lower part of the valve 8. Channel 4 is blocked by a technological plug 5. In the lower parts of the housing 1 made a twisting chamber 6, ending with a spray hole 7.

Во внутренней полости корпуса 1 установлен цилиндрический запорный клапан 8, имеющий в верхней своей части ограничитель 9 хода нижнего положения. В нижней части запорного клапана 8 на его цилиндрической поверхности выполнены кольцевая проточка 10 и наклонные пазы 11.In the inner cavity of the housing 1, a cylindrical shutoff valve 8 is installed, having in its upper part a limiter 9 of the lower position stroke. In the lower part of the shutoff valve 8, an annular groove 10 and inclined grooves 11 are made on its cylindrical surface.

Запорный клапан верхней частью взаимодействует с упругим элементом форсунки в виде винтовой пружины (на чертеже не показано).The shut-off valve interacts with the upper part with the elastic element of the nozzle in the form of a helical spring (not shown in the drawing).

Заявленный распылитель форсунки для дизеля работает следующим образом.The claimed atomizer nozzle for a diesel engine operates as follows.

Топливо подается по топливоподающему каналу 2 в полость 3 и канал 4. При достижении давления топлива в камере 3 уровня давления начала впрыскивания запорный клапан 8, преодолевая усилия пружины (на чертеже не показана), перемещается вверх и воздействует на ограничитель верхнего положения (на чертеже не показан) и останавливается. В этот момент происходит соединение кольцевой проточки 10 с каналом 4. Топливо из канала 4 и кольцевой проточки 10 по наклонным каналам 11 поступает в камеру закручивания 6 и распиливающее отверстие 7. В камере закручивания распылителя топливо постоянно совершает интенсивное вращательное движение с большой угловой скоростью. По мере продвижения вращающегося топлива к распыливающему отверстию угловая скорость вращения топлива многократно возрастает за счет уменьшения диаметра отверстия. Происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания.Fuel is supplied through the fuel supply channel 2 to the cavity 3 and channel 4. When the fuel pressure in the chamber 3 reaches the injection pressure level, the shut-off valve 8, overcoming the spring forces (not shown), moves up and acts on the upper position limiter (not shown shown) and stops. At this moment, the annular groove 10 is connected to the channel 4. Fuel from the channel 4 and the annular groove 10 through the inclined channels 11 enters the swirl chamber 6 and the saw hole 7. In the swirl chamber of the atomizer, the fuel constantly makes intensive rotational motion with a high angular velocity. As the rotating fuel advances towards the spray hole, the angular velocity of the fuel increases many times by reducing the diameter of the hole. Fuel is injected into the combustion chamber.

В процессе впрыскивания, за счет движения топлива по наклонным пазам 11, возникает вращательное движение запорного клапана 8. В результате этого износ цилиндрической поверхности клапана 8 в районе канала 4 будет равномерным по всей окружности, что повысит срок эксплуатации распылителя.During the injection process, due to the movement of fuel along the inclined grooves 11, a rotational movement of the shut-off valve 8 occurs. As a result, the wear of the cylindrical surface of the valve 8 in the region of the channel 4 will be uniform over the entire circumference, which will increase the life of the sprayer.

При прекращении подачи топлива насосом высокого давления и снижении давления топлива в полости 3 клапан усилием пружины перемещается вниз, перекрывая канал 4. Истечение топлива в цилиндр дизеля прекращается. Перемещение запорного клапана 8 вниз происходит до момента соприкосновения ограничителя хода 9 с корпусом распылителя 1.When the fuel supply is cut off by the high-pressure pump and the fuel pressure in the cavity 3 decreases, the valve moves downward by the force of the spring, blocking channel 4. The outflow of fuel into the diesel cylinder stops. The shut-off valve 8 moves down until the stroke limiter 9 is in contact with the spray gun housing 1.

Поверхность соприкосновения данных деталей имеет большую площадь, чем у конических поверхностей запорного клапана с запорным конусом. Поэтому удельные ударные нагрузки оказываются значительно ниже, и, как следствие, уменьшение износа взаимодействующих поверхностей. Износ контактных поверхностей ограничителя хода иглы и корпуса распылителя в заявляемой конструкции не влияет на герметичность и гидроплотность распылителя в целом в отличие от распылителей, имеющих коническую запорную поверхность.The contact surface of these parts has a larger area than that of the tapered surfaces of the shut-off valve with a shut-off cone. Therefore, the specific shock loads are much lower, and, as a result, a decrease in the wear of interacting surfaces. The wear of the contact surfaces of the needle travel stop and the sprayer housing in the inventive design does not affect the tightness and water tightness of the sprayer as a whole, in contrast to sprayers having a tapered locking surface.

Таким образом, использование центробежного эффекта обеспечивает более качественное распыливание топлива, при этом повышается экономичность дизеля, а выполнение запорной части клапана в виде цилиндра повышает надежность и срок эксплуатации распылителя.Thus, the use of the centrifugal effect provides better atomization of the fuel, while increasing the efficiency of the diesel engine, and the execution of the locking part of the valve in the form of a cylinder increases the reliability and service life of the atomizer.

Claims (1)

Распылитель форсунки для дизеля, содержащий корпус, снабженный каналом для подвода топлива от линии высокого давления, распыливающим отверстием и установленным во внутренней полости корпуса запорным клапаном, запорная часть которого выполнена в виде цилиндра, верхняя часть клапана снабжена ограничителем нижнего положения, в нижней части клапана выполнена кольцевая проточка, отличающийся тем, что в нижней части запорного клапана выполнены наклонные пазы, а в корпусе распылителя выполнен канал, направленный касательно к кольцевой проточке на запорном клапане, и камера закручивания, заканчивающаяся распыливающим отверстием. A nozzle nozzle for a diesel engine comprising a body provided with a channel for supplying fuel from the high pressure line, a spray hole and a shut-off valve installed in the inner cavity of the body, the shut-off part of which is made in the form of a cylinder, the upper part of the valve is equipped with a limiter for the lower position, and the lower part of the valve is made annular groove, characterized in that in the lower part of the shut-off valve, inclined grooves are made, and a channel directed tangentially to the annular protrusion is made in the atomizer body chke on the shut-off valve, and twisting the camera ending the spray orifice.

Images