RU2008509C1

RU2008509C1 - Injector for internal combustion engine

Info

Publication number: RU2008509C1
Authority: RU
Inventors: М.Л. Карась; А.А. Коколев
Original assignee: Институт проблем машиностроения АН Украины
Priority date: 1990-12-26
Filing date: 1990-12-26
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: mechanical engineering; diesel engines. SUBSTANCE: injector has body, spray tip with needle and check valve with sealing end surface and spring. Novelty in design is that check valve has additional side sealing surface arranged in above-the-needle space. Sealing end surface of valve is arranged in valve space to place inlet channel in communication with valve space. Additional side sealing surface of valve provides possibility of separation of bypass channel from above-the-needle space and outlet channel. EFFECT: enhanced reliability of operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в любых типах двигателей, работающих на жидком топливе, с внутренним смесеобразованием. The invention relates to engine building and can be used in any type of liquid fuel engine with internal mixture formation.

Известна форсунка для дизеля [1] , содержащая корпус с подводящим и отводящим каналами, распылитель, иглу, нагруженную пружиной и размещенную в полости корпуса, сообщенной с надыгольной полостью. Топливо, просачиваясь по зазору между иглой и корпусом, поступает в надыгольную полость и отводится в сливную магистраль. Known nozzle for a diesel engine [1], comprising a housing with inlet and outlet channels, a spray gun, a needle, loaded with a spring and placed in the cavity of the housing in communication with the needle cavity. Fuel, seeping through the gap between the needle and the body, enters the supra needle cavity and is diverted to the drain line.

Известна форсунка [2] , содержащая корпус с подводящим и отводящим каналами, распылитель, иглу, нагруженную пружиной, обратный клапан, разделяющий подыгольную полость с подводящим каналом. Обратный клапан служит для повышения давления в подыгольной полости между дополнительной и основной фазами впрыска. Клапан предназначен для более легкого открытия иглы и подачи в камеру сгорания основной порции топлива. Known nozzle [2], comprising a housing with inlet and outlet channels, a spray gun, a needle loaded with a spring, a check valve that separates the needle cavity with the inlet channel. The non-return valve is used to increase the pressure in the needle room between the additional and main injection phases. The valve is designed to more easily open the needle and feed the main portion of fuel into the combustion chamber.

Недостатком известных устройств является возможность образования повторных неуправляемых впрысков топлива, следующих в конце основного впрыска. Повышение остаточного давления в подыгольной полости способствует развитию этих подвпрысков. Интенсивность повторного впрыска низкая, поэтому топливо впрыскивается в цилиндр в виде крупных капель. К этому моменту в рабочей полости цилиндра происходит интенсивное диффузионное горение основной зоны впрыскнутого топлива. Капли топлива подвергаются интенсивному термическому воздействию. Отсутствие в камере сгорания зон с достаточным содержанием свободного кислорода приводит к распаду молекул топлива, их крекингу с образованием частиц твердого углерода (сажа), продуктов неполного сгорания, окиси углерода. A disadvantage of the known devices is the possibility of the formation of repeated uncontrolled fuel injections, following at the end of the main injection. An increase in the residual pressure in the puffer cavity contributes to the development of these injections. The re-injection rate is low, so fuel is injected into the cylinder in the form of large droplets. At this point, intense diffusion combustion of the main zone of the injected fuel takes place in the working cavity of the cylinder. Drops of fuel are subjected to intense heat. The absence of zones with a sufficient content of free oxygen in the combustion chamber leads to the decomposition of fuel molecules, their cracking with the formation of solid carbon particles (soot), products of incomplete combustion, carbon monoxide.

По этой причине наличие дополнительных подвпрысков топлива приводит к снижению экономичности двигателя, повышению токсичности отходящих газов и интенсивному закоксовыванию сопловых отверстий в распылителе. For this reason, the presence of additional fuel injections reduces the efficiency of the engine, increases the toxicity of the exhaust gases and intensive coking of the nozzle openings in the atomizer.

Уменьшение эффекта дополнительного впрыска топлива в конце основного впрыска способствует снижение остаточного давления и увеличение скорости посадки иглы на запорное седло. Чрезмерное снижение остаточного давления в нагнетательном трубопроводе приводит к снижению интенсивности топливоподачи, выражается снижением максимального давления впрыска. Reducing the effect of additional fuel injection at the end of the main injection contributes to a decrease in residual pressure and an increase in the speed of the needle landing on the locking seat. An excessive decrease in the residual pressure in the discharge pipe leads to a decrease in the fuel supply intensity, expressed as a decrease in the maximum injection pressure.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является топливо-впрыскивающая форсунка двигателя внутреннего сгорания [3] . The closest technical solution to the invention is a fuel-injection nozzle of an internal combustion engine [3].

Недостатком этого решения является то, что закон перемещения иглы распылителя в этой схеме не согласуется ни с величиной цикловой подачи топлива, но со скоростным режимом работы двигателя. Это проявляется или в слишком раннем запирании иглы при больших цикловых подачах на режимах, близких к максимальному крутящему моменту, или в запаздывании воздействия управляющего давления при повышенных частотах и малых цикловых подачах. Кроме того, осложнена задача подбора необходимой характеристики жиклеров и получения идентичности управляющего сигнала при массовом производстве форсунок. The disadvantage of this solution is that the law of movement of the atomizer needle in this scheme does not agree with the magnitude of the cyclic fuel supply, but with the high-speed mode of the engine. This is manifested either in the too early locking of the needle at large cyclic feeds at regimes close to the maximum torque, or in the delay of the control pressure at high frequencies and small cycle feeds. In addition, the task of selecting the necessary characteristics of the nozzles and obtaining the identity of the control signal in the mass production of nozzles is complicated.

Цель изобретения - повышение экономичности и снижение токсичности выхлопных газов. The purpose of the invention is to increase efficiency and reduce toxicity of exhaust gases.

Поставленная цель достигается тем, что форсунка, содержащая корпус с распылителем, подводящим, перепускным и отводящим каналами, подпружиненную углу, установленную в корпусе с образованием надыгольной и подыгольной полостей, подпружиненный обратный клапан с торцовой запорной поверхностью, причем надыгольная полость сообщена с отводящим каналом, а подыгольная полость - с перепускным каналом, снабжена клапанной полостью, сообщенной с перепускным и подводящим каналами, обратный клапан выполнен с дополнительной боковой запорной поверхностью, причем торцовая запорная поверхность установлена в клапанной полости с возможностью сообщения подводящего канала с клапанной полостью, а дополнительная боковая запорная поверхность установлена в надыгольной полости с возможностью разобщения перепускного канала от надыгольной полости и отводящего канала. This goal is achieved in that the nozzle, comprising a housing with a spray gun, inlet, bypass and outlet channels, a spring-loaded corner, installed in the housing with the formation of needle and needle cavities, a spring-loaded check valve with an end locking surface, and the needle cavity is in communication with the outlet channel, and podgyolny cavity - with a bypass channel, equipped with a valve cavity in communication with the bypass and supply channels, the check valve is made with an additional lateral locking surface moreover, an end locking surface is installed in the valve cavity with the possibility of communication of the inlet channel with the valve cavity, and an additional lateral locking surface is installed in the supra needle cavity with the possibility of separation of the bypass channel from the supra needle cavity and the discharge channel.

На чертеже показана форсунка. The drawing shows a nozzle.

Форсунка для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, распылитель 2 с иглой 3, гайку 4, пружину 5 нагружения иглы 3. Между корпусом 1 форсунки и распылителем 2 размещен ограничитель хода 6 иглы. Распылитель 2 с ограничителем ориентируется относительно корпуса форсунки 1 штифтом 7. Пружина 5 крайними витками опирается на седла 8 и 9. Обратный клапан 10 с пружиной 11 размещен в корпусе 1. Торцовая запорная поверхность 12 клапана 10 перекрывает подводящий канал 13. Полость 14 клапана 10 сообщается с подыгольной полостью 15 перепускным каналом 16. Полость 17, в которой размещен обратный клапан 10 с пружиной 11, сообщена с отводящим каналом 18 через канал 19, выполненный в седле 9 надыгольной полости 20, в которой размещена пружина 5. В то же время полость 17 сообщена с полостью 15 посредством канала 21. The nozzle for the internal combustion engine contains a housing 1, a spray gun 2 with a needle 3, a nut 4, a spring 5 for loading the needle 3. Between the housing 1 of the nozzle and the spray gun 2 there is a needle stop 6. The atomizer 2 with a stop is oriented relative to the nozzle body 1 by a pin 7. The spring 5 rests on the seats 8 and 9 with extreme turns. The non-return valve 10 with the spring 11 is placed in the housing 1. The end closure surface 12 of the valve 10 overlaps the inlet channel 13. The cavity 14 of the valve 10 is communicated with the needle cavity 15 bypass channel 16. The cavity 17, in which the check valve 10 is located with the spring 11, is in communication with the outlet channel 18 through the channel 19, made in the saddle 9 of the needle cavity 20, in which the spring 5 is placed. At the same time, the cavity 17Posted in General with cavity 15 via channel 21.

Форсунка работает следующим образом. The nozzle works as follows.

Волна давления топлива, сформированная топливным насосом высокого давления (ТНВД) в момент подачи, поступает к форсунке по подводящему каналу 13, воздействуя на торцовую запорную поверхность 12 обратного клапана 10 открывая его. Перемещение клапана ограничено верхней плоскостью седла 9. При открытии клапана 10 его торец, обращенный к полости 17, перекрывает канал 21, разобщая надыгольную полость 17 с перепускным каналом 16, сообщенным с подыгольной полостью 15. Топливо из клапанной полости 14 поступает по перепускному каналу 16 в полость 15. Игла 3 под действием избыточного усилия со стороны топлива поднимается до верхнего упора и происходит впрыск топлива через распыливающие отверстия в цилиндр двигателя. В момент отсечки топливоподачи ТНВД давление в нагнетательном трубопроводе и соответственно в подводящем канале 13 падает. Под действием пружины 11 обратный клапан 10 садится на торцовую запорную поверхность. При этом открывается канал 21, сообщающий полость 15 с полостями 17, 20 и отводящим каналом 18. Давление в канале 16 и полости 15 падает до давления в полости 20. Под действием пружины 5 игла 3 резко закрывается. При этом отсутствуют какие-либо возмущающие усилия, способные приподнять иглу от нижнего ее положения, и соответственно исключается повторное попадание топлива в камеру сгорания. Топливо, просачивающееся через запорную поверхность 12 в клапанную полость 14 в результате волновых процессов, происходящих в нагнетательном трубопроводе и канале 13, отводится по каналу 21 в полость 20 и далее в отводящий канал 18. Уровень остаточного давления в нагнетательном трубопроводе определяется усилием сжатия пружины 11 и площадью запорной поверхности 12 клапана 10 и не зависит от величины цикловой подачи. The wave of fuel pressure generated by the high-pressure fuel pump (TNVD) at the time of supply, enters the nozzle through the inlet channel 13, acting on the end locking surface 12 of the check valve 10 opening it. The movement of the valve is limited by the upper plane of the seat 9. When the valve 10 is opened, its end facing the cavity 17 overlaps the channel 21, separating the needle cavity 17 with the bypass channel 16 in communication with the needle cavity 15. Fuel from the valve cavity 14 enters the bypass channel 16 into cavity 15. The needle 3, under the action of excessive force from the fuel side, rises to the upper stop and fuel is injected through the spray holes in the engine cylinder. At the time of cutting off the fuel injection pump, the pressure in the discharge pipe and, accordingly, in the inlet channel 13 drops. Under the action of the spring 11, the check valve 10 sits on the end closure surface. This opens the channel 21, communicating the cavity 15 with the cavities 17, 20 and the outlet channel 18. The pressure in the channel 16 and the cavity 15 drops to the pressure in the cavity 20. Under the action of the spring 5, the needle 3 closes abruptly. In this case, there are no disturbing forces capable of lifting the needle from its lower position, and, accordingly, re-entry of fuel into the combustion chamber is excluded. Fuel leaking through the locking surface 12 into the valve cavity 14 as a result of wave processes occurring in the discharge pipe and channel 13 is discharged through the channel 21 into the cavity 20 and then into the discharge channel 18. The level of residual pressure in the discharge pipe is determined by the compression force of the spring 11 and the area of the locking surface 12 of the valve 10 and does not depend on the magnitude of the cyclic feed.

(56) 1. Вихерт М. М. и Мазниг М. В. Топливная аппаратура автомобильных дизелей. М. : Машиностроение, 1978, с. 51-56. (56) 1. Wiechert M.M. and Maznig M.V. Fuel equipment of automotive diesel engines. M.: Mechanical Engineering, 1978, p. 51-56.

2. Лышевский А. С. Системы питания дизелей. М. : Машиностроение, 1981, с. 215. 2. Lyshevsky A. S. Diesel power systems. M.: Mechanical Engineering, 1981, p. 215.

3. Заявка ФРГ N 2500644, кл. F 02 M 61/04, опублик. 1976. 3. The application of Germany N 2500644, CL F 02 M 61/04, published. 1976.

Claims

INJECTOR FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE, comprising a housing with a spray gun, inlet, bypass and outlet channels, a spring-loaded needle installed in the housing with the formation of a needle and needle cavity, a spring-loaded check valve with an end locking surface, the needle cavity being connected to the outlet channel - with a bypass channel, characterized in that, in order to increase efficiency and reduce toxicity of exhaust gases, it is equipped with a valve cavity communicated with bypass nal and supply channels, the check valve is made with an additional lateral locking surface, and the end locking surface is installed in the valve cavity with the possibility of communication of the inlet channel with the valve cavity, and the additional lateral locking surface is installed in the needle cavity with the possibility of separation of the bypass channel from the needle cavity and the outlet channel.