RU2632639C1 - Форсунка с ультразвуковым излучателем - Google Patents
Форсунка с ультразвуковым излучателем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2632639C1 RU2632639C1 RU2016126832A RU2016126832A RU2632639C1 RU 2632639 C1 RU2632639 C1 RU 2632639C1 RU 2016126832 A RU2016126832 A RU 2016126832A RU 2016126832 A RU2016126832 A RU 2016126832A RU 2632639 C1 RU2632639 C1 RU 2632639C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- ultrasonic
- fuel
- needle
- transducer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/34—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by ultrasonic means or other kinds of vibrations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена топливная форсунка для ДВС, содержащая составной корпус 1 с топливным каналом высокого давления 7, распылитель 3 с иглой 2, штангу 5. В верхней части корпуса 1 форсунки закреплен ультразвуковой излучатель, размещенный внутри цилиндрической втулки 10 и состоящий из ультразвуковой накладки 11 с концентрирующим излучателем 12 и механизмом крепления 13, уплотнительного кольца, ультразвукового преобразователя на пьезоэлементах 15, отражающей накладки 16 с гайкой 17 для крепления, пьезоэлектрического преобразователя 18 для обратной связи с плоскими шайбами 19, 20 и гайкой 21 для крепления, причем ультразвуковой преобразователь 15 и пьезоэлектрический преобразователь 18 электрически соединены с клеммой 22, соединенной с электронным блоком управления ДВС, механизм крепления содержит закрепительную втулку 23, уплотнительное кольцо 14, которые механически фиксируют ультразвуковую накладку 11 с концентрирующим излучателем 12 внутри цилиндрической втулки 10. Технический результат - обеспечение мелкодисперсного и равномерного распыла топлива. 2 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам впрыска и распыливания топлива в различных тепловых двигателях, а также может быть использовано для распыливания жидких топлив, технологических жидкостей и растворов в распылительных аппаратах, где требуется высокая точность поддержания заданного расхода топлива.
Известна гидромеханическая форсунка фирмы Robert Bosch GmbH, содержащая составной корпус, распылитель с иглой, проставку с прецизионными торцами, один торец которой контактирует с иглой распылителя, а в другой торец одета короткая штанга – тарелка, и вместе поджаты пружиной в сторону иглы распылителя. Силу предварительной затяжки пружины в сторону иглы распылителя регулируют подбором комплекта шайб. Предохранительные фильтры устанавливают на входе в форсунку [Габитов И.И., Грехов Л.В., Неговора А.В. Техническое обслуживание и диагностика топливной аппаратуры автотракторных дизелей // М.: Легион-Автодата, 2008. - 248 с., стр. 62].
Недостатком этой форсунки является невозможность мелкодисперсного и равномерного распыления топлива в течение всего срока эксплуатации форсунки из-за образования серо-парафиновых и других топливных отложений на рабочих поверхностях механизмов форсунки.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является форсунка с штангой ЯЗДА (для автомобилей КамАЗ). Форсунка содержит составной корпус с топливным каналом высокого давления, распылитель с иглой, размещенный на этом корпусе и образующий с торцом форсунки беспрокладочное прецизионное герметичное соединение, штангу, проставку с прецизионными торцами, одним торцом контактирующую с иглой, а другим - с поджатой пружиной в сторону иглы распылителя.
Поджатая пружина действует на иглу через штангу и проставку, размещенные в глухом канале, который выходит к игле распылителя и служит одновременно для размещения пружины распылителя форсунки. На входе в форсунку устанавливается предохранительный фильтр, предназначенный для отсева из топлива частиц стружки, окалин, фильтрующих материалов и случайных загрязнений, попавших в топливо. Топливо от топливного насоса высокого давления (ТНВД) под давлением поступает в кольцевое сопло, и топливо распыляется в камеру сгорания. При снижении давления в распылителе игла закрывает сопло [Габитов И.П., Грехов Л.В., Неговора А.В. Техническое обслуживание и диагностика топливной аппаратуры автотракторных дизелей // М.: Легион-Автодата, 2008. - 248 с., стр. 62].
Недостатком технического решения прототипа является необходимость изготовления с высочайшей точностью всех прецизионных деталей форсунки и невозможность мелкодисперсного и равномерного распыления топлива в течение всего срока эксплуатации форсунки из-за образования серо-парафиновых и других топливных отложений на рабочих поверхностях механизмов форсунки. Другим недостатком при образовании отложений на рабочих поверхностях форсунки является уменьшение диапазона регулирования расхода топлива на выходе сопла.
Исходя из вышеизложенного задачей предлагаемого изобретения является повышение точности управления процессом впрыскивания топлива в камеру сгорания, а именно обеспечение мелкодисперсного и равномерного распыла топлива с заданным диапазоном размеров капель в течение всего срока эксплуатации форсунки и расширение ее функциональных возможностей (поддержание постоянства характеристик распыла при использовании топлива с различными вязкостями).
Поставленная задача достигается тем, что в отличие от прототипа в верхней части корпуса форсунки напротив топливного канала высокого давления, рядом со штуцером подвода топлива закреплен ультразвуковой излучатель, размещенный внутри цилиндрической втулки и состоящий из ультразвуковой накладки с концентрирующим излучателем и механизмом крепления, уплотнительного кольца, ультразвукового преобразователя на пьезоэлементах, отражающей накладки с гайкой для крепления, пьезоэлектрического преобразователя для обратной связи с плоскими шайбами и гайкой для крепления, причем ультразвуковой преобразователь на пьезоэлементах и пьезоэлектрический преобразователь электрически соединены гибкой проводкой с клеммой, соединенной с электронным блоком управления двигателем и расположенной в торце втулки, механизм крепления содержит закрепительную втулку и уплотнительное кольцо, которые механически фиксируют ультразвуковую накладку с концентрирующим излучателем внутри цилиндрической втулки.
Техническая сущность заявляемого изобретения поясняются чертежами (фиг. 1 и фиг. 2). На фиг. 1 изображен общий вид в разрезе предлагаемой форсунки, а на фиг. 2 показаны разрезы А-А и Б-Б на фиг. 1 (ее совершенствуемая изобретением часть).
Предлагаемая топливная форсунка для двигателя внутреннего сгорания состоит (см. фиг. 1) из корпуса 1 с закрепленным на нем распылителем 3 с иглой 2. Штанга 5 со стороны проставки с прецизионными торцами контактирует с иглой 2. Между проставкой штанги 5 и корпусом форсунки 1 установлена пружина запирания 6 иглы распылителя 3. При работе форсунки топливо подается через штуцер 9 с фильтром по каналу 7 высокого давления в полость распылителя. Напротив топливного канала 7 высокого давления, рядом со штуцером 9 закреплен ультразвуковой излучатель 8.
Конструктивно ультразвуковой излучатель собирается в цилиндрической втулке 10 с внешней и внутренней мелкой резьбой и с хвостовиком для ключа. Состоит из: ультразвуковой накладки 11 с концентрирующим излучателем 12 и механизмом крепления 13; уплотнительного кольца 14; ультразвукового преобразователя на пьезоэлементах 15; отражающей накладки 16 с гайкой 17; пьезоэлектрического преобразователя 18 для обратной связи с плоскими шайбами 19, 20 и гайкой 21. Ультразвуковой преобразователь 15 и пьезоэлектрический преобразователь 18 электрически соединены гибкой проводкой с клеммой 22, соединенной с электронным блоком управления двигателем и расположенной в торце втулки 10. Закрепительная втулка 23 с внешней резьбой и хвостовиком для ключа и уплотнительное кольцо 14 механически фиксируют ультразвуковую накладку 11 с концентрирующим излучателем 12 внутри цилиндрической втулки 10.
Ультразвуковой излучатель собирается внутри цилиндрической втулки 10 в следующей последовательности. В механизм крепления 13 ультразвуковой накладки 11 последовательно друг за другом устанавливается металлическое уплотнительное кольцо 14, ультразвуковой пьезопреобразователь 15, отражающая накладка 16, далее с помощью гайки 17 эти элементы стягиваются с требуемым (заданным) усилием. Для формирования различных алгоритмов управления ультразвуковым пьезопреобразователем 15 поверх гайки 17 последовательно друг за другом устанавливается плоская шайба 19, пьезоэлектрический преобразователь для обратной связи 18, плоская шайба 20, и с помощью гайки 21 эти элементы также стягиваются с требуемым (заданным) усилием в законченную конструкцию ультразвукового излучателя. Цилиндрическая втулка 10, соосно топливному каналу 8 высокого давления и рядом с входным штуцером подачи топлива, вворачивается в корпус форсунки.
Принципы работы подобной топливной форсунки уже достаточно давно и хорошо известны из уровня техники и поэтому лишь кратко рассмотрены выше. Закрепленный на торце форсунки ультразвуковой излучатель не изменяет существующие принципы работы форсунок, его задача - генерирование упругих ультразвуковых волн в каналах распылителя, в целях обеспечения мелкодисперсного и равномерного распыла топлива с заданным диапазоном размеров капель в течение всего срока эксплуатации форсунки и расширение ее функциональных возможностей (поддержание постоянства характеристик распыла при использовании топлива с различными вязкостями).
Такое выполнение форсунки обеспечивает пульсацию хода и разжижение топлива в топливном канале высокого давления и распылителе, что приводит к увеличению ее поверхностной энергии и более тонкому ее дроблению. Ультразвуковой излучатель 8 в топливном канале 7 высокого давления генерирует упругие ультразвуковые волны и образует кавитационные пузырьки, что разрушает на рабочих поверхностях канала топливопровода и механизмах распылителя твердые и жидко-твердые серо-парафиновые и другие топливные отложения. Благодаря этому геометрические размеры и чистота рабочих поверхностей форсунки останутся заданными заводскими и не изменятся в течение всего периода эксплуатации форсунки. Кроме того, генерируемые ультразвуковые волны с кавитационными пузырьками разжижают топливо, благодаря чему происходит лучшее мелкодисперсное распыление топлива на носике форсунки, что обеспечивает стабильность термодинамических процессов горения в камерах сгорания. Все это увеличивает КПД двигателя и улучшает запуск двигателя в условиях низких температур, например в холодное зимнее время.
Claims (1)
- Топливная форсунка для двигателей внутреннего сгорания, содержащая составной корпус с топливным каналом высокого давления, распылитель с иглой, размещенный на этом корпусе и образующий с торцом форсунки беспрокладочное прецизионное герметичное соединение, штангу, проставку с прецизионными торцами, одним торцом контактирующую с иглой, а другим - с поджатой пружиной в сторону иглы распылителя, отличающаяся тем, что в верхней части корпуса форсунки напротив топливного канала высокого давления, рядом со штуцером подвода топлива закреплен ультразвуковой излучатель, размещенный внутри цилиндрической втулки и состоящий из ультразвуковой накладки с концентрирующим излучателем и механизмом крепления, уплотнительного кольца, ультразвукового преобразователя на пьезоэлементах, отражающей накладки с гайкой для крепления, пьезоэлектрического преобразователя для обратной связи с плоскими шайбами и гайкой для крепления, причем ультразвуковой преобразователь на пьезоэлементах и пьезоэлектрический преобразователь электрически соединены гибкой проводкой с клеммой, соединенной с электронным блоком управления двигателем и расположенной в торце втулки, механизм крепления содержит закрепительную втулку, уплотнительное кольцо, которые механически фиксируют ультразвуковую накладку с концентрирующим излучателем внутри цилиндрической втулки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016126832A RU2632639C1 (ru) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | Форсунка с ультразвуковым излучателем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016126832A RU2632639C1 (ru) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | Форсунка с ультразвуковым излучателем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2632639C1 true RU2632639C1 (ru) | 2017-10-06 |
Family
ID=60040616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016126832A RU2632639C1 (ru) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | Форсунка с ультразвуковым излучателем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2632639C1 (ru) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4466571A (en) * | 1981-06-24 | 1984-08-21 | Muehlbauer Reinhard | High-pressure liquid injection system |
RU1090U1 (ru) * | 1994-05-30 | 1995-11-16 | Леонид Михайлович Макаров | Устройство ультразвукового распыления топлива в двигателях внутреннего сгорания |
-
2016
- 2016-07-04 RU RU2016126832A patent/RU2632639C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4466571A (en) * | 1981-06-24 | 1984-08-21 | Muehlbauer Reinhard | High-pressure liquid injection system |
RU1090U1 (ru) * | 1994-05-30 | 1995-11-16 | Леонид Михайлович Макаров | Устройство ультразвукового распыления топлива в двигателях внутреннего сгорания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6659365B2 (en) | Ultrasonic liquid fuel injection apparatus and method | |
US4466571A (en) | High-pressure liquid injection system | |
US3731876A (en) | Injection spray systems | |
US2949900A (en) | Sonic liquid sprayer | |
US3361353A (en) | Method and apparatus for injection of liquid fuels | |
CN102597487A (zh) | 具有改进的周向喷射均匀性的可变面积燃料喷射器 | |
RU2632639C1 (ru) | Форсунка с ультразвуковым излучателем | |
EP0202381A1 (en) | Ultrasonic vibration method and apparatus for atomizing liquid material | |
RU2479355C1 (ru) | Центробежная форсунка | |
RU2003127398A (ru) | Клапанная форсунка для впрыскивания топлива | |
US20020179731A1 (en) | Ultrasonically enhanced continuous flow fuel injection apparatus and method | |
US20030042326A1 (en) | Apparatus and method to selectively microemulsify water and other normally immiscible fluids into the fuel of continuous combustors at the point of injection | |
US2088007A (en) | Method and apparatus for injecting fuel into internal combustion engines | |
US3008653A (en) | Fuel injection nozzle | |
RU169289U1 (ru) | Поршневой насос с электромагнитным приводом | |
RU2614672C1 (ru) | Форсунка вихревая | |
RU2363857C2 (ru) | Электрогидравлическая форсунка | |
RU2015399C1 (ru) | Система подачи водотопливной эмульсии в цилиндр двигателя внутреннего сгорания | |
CN112781072A (zh) | 一种主燃油喷嘴雾化结构 | |
RU20933U1 (ru) | Механическая форсунка | |
RU2480615C2 (ru) | Форсунка для дизеля | |
JP2718885B2 (ja) | リターンノズルを備えた燃焼機の燃焼量調整装置 | |
JPS62129173A (ja) | 液体の振動霧化装置 | |
TWI587925B (zh) | 多激擾靜電輔助噴霧造粒噴嘴裝置 | |
SU925413A1 (ru) | Струйна форсунка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180705 |