Область техники

Полезная модель относится к моторостроению, в частности к строительству двигателей, может быть использована в топливной аппаратуре дизелей тепловозов и предназначена для повышения давления впрыска топлива путем создания на внешней боковой поверхности иглы радиального выступа, который провоцирует создание в месте проточки иглы гидравлического удара, сила, вектор и импульс которого значительно усиливают давление топлива, устраняя при этом пропуски и неравномерности впрыскивания топлива на режимах холостого хода и малых нагрузок, обеспечивая при этом надлежащее охлаждение иглы распылителя. Предшествующий уровень техники

Известен распылитель форсунки специальной конструкции двигателя внутреннего сгорания для дизельного и газодизельного процесса, который имеет корпус с каналами подачи топлива к дифференциальной площадке иглы, каналы, которые охлаждают топливом запорный конус иглы, а также центрирующее отверстие распылителя, причем в двух из трех каналов подачи топлива установлены клапанные механизмы, которые имеют каждый пружину, клапан, пробку, стопорное кольцо; при этом камера охлаждения иглы выполнена по контуру распределительной части запорного конуса 2 иглы распылителя, каналы подачи для впрыскивания топлива и охлаждения между собой разделены, центрирующее отверстие распылителя форсунки выполнено на одной оси с каналом линии высокого давления и с возможностью осуществления подачи топлива от корпуса распылителя к линии охлаждения иглы (патент Украины UA 30267 F02M 45/00, от 25.02.2008г.)

Недостатком данной конструкции является неудовлетворительное обеспечение высокого давления впрыскивания топлива при малых циклических подачах на режимах неноминальных нагрузок, не надежная работоспособность распылителя при впрыскивании малых циклических подач топлива, а также вероятность разрушения конуса иглы и седла конуса распылителя при впрыскивании

топлива.

Известен распылитель форсунки специальной конструкции двигателя внутреннего сгорания для дизельного и газодизельного процесса, который имеет корпус распылителя с каналами подачи топлива к дифференциальной площадке иглы и каналы, которые охлаждают топливом, запорный конус иглы, а также центрирующее отверстие распылителя, в котором размещенная игла, в двух из трех каналов подачи топлива установлены клапанные механизмы, которые имеют каждый пружину, клапан, пробку, стопорное кольцо; камеру охлаждения иглы, которая выполнена по контуру

распределительной части и запорного конуса иглы распылителя, каналы подачи для впрыскивания топлива и охлаждения между собой разделены, центрирующее отверстие распылителя выполнено на одной оси с каналом линии высокого давления и с возможностью осуществления подачи топлива от корпуса распылителя до линии охлаждения распылителя (патент Украины JSfe UA 62362 F02M 45/00, от 04.02.201 1г.).

Однако эта конструкция распылителя не обеспечивает надежную работоспособность из-за возможности разрушения конуса иглы и седла конуса распылителя при впрыскивании топлива, недостаточное обеспечение высокого давления впрыскивания топлива при малых циклических подачах на режимах неноминальных нагрузок, не устраняя при этом пропуски и неравномерности впрыскивания топлива на режимах холостого хода и малых нагрузок.

Как наиболее близкое техническое решение этот патент принят автором за прототип.

Раскрытие изобретения

Задачей полезной модели является предотвращение

разрушения конуса иглы и седла конуса распылителя при впрыскивании топлива, обеспечение повышения давления впрыскивания топлива при малых циклических подачах топлива на режимах неноминальных нагрузок, надежного охлаждения и повышения работоспособности распылителя на всем жизненном цикле, при работе двигателя по газодизельному и дизельному циклу в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузки, надлежащего торможения потока топлива при работе распылителя форсунки в цикле работы двигателя.

Поставленная задача решается тем, что в распылителе форсунки специальной конструкции двигателя внутреннего сгорания для дизельного и газодизельного процесса, который содержит корпус с каналами подачи топлива к дифференциальной площадке иглы, каналы, которые выполнены с возможностью охлаждения топливом запорного конуса иглы, а также центрирующее отверстие распылителя, в котором размещенная игла, при этом в двух из трех каналов подачи топлива установлены клапанные механизмы, каналы 5 подачи для впрыскивания топлива и охлаждения между собой разделены, центрирующее отверстие распылителя форсунки выполнено в одной оси с каналом линии высокого давления и с возможностью осуществления подачи топлива от корпуса распылителя форсунки к линии охлаждения распылителя, на

цилиндрической боковой поверхности хвостовой части иглы по внешнему диаметру выполнена проточка меньшего диаметра с возможностью образования на внешней поверхности иглы радиального выступа.

Краткое описание чертежей На чертеже фиг. 1 - представлен разрез А-А распылителя с гидродинамическим запорным устройством форсунки специальной конструкции двигателя внутреннего сгорания для дизельного и газо дизельного процесса две проекции.

На чертеже также представлен разрез Б-Б распылителя Лучший вариант осуществления изобретения

В корпусе 1 , распылителя форсунки специальной конструкции двигателя внутреннего сгорания для дизельного и газодизельного процесса, установлена игла 2, которая

опирается на запорный конус 3, через дифференциальную площадку 4, колодца 5 корпуса 1 распылителя соединяется с тремя отверстиями высокого давления 6, в двух из которых расположены запорные клапанные узлы 7. Они состоят из пружины 8, клапана 9, с двумя сверлениями 10, втулки 1 1 со сверлением 12, пробки 13 со сверлениями 14, стопорным кольцом 15. Канал подачи топлива 16 соединен с расточкой 17. В колодце 18 за иглой выполнены сопловые отверстия 19. На цилиндрической боковой поверхности хвостовой части иглы 2 по внешнему диаметру выполненная проточка 20 меньшего диаметра, которая создает на наружной боковой поверхности иглы радиальный выступ 21 , который выполнен с возможностью взаимодействия с внутренним диаметром центрирующего отверстия 22 в корпусе распылителя, в котором размещена игла 2.

Распылитель форсунки специальной конструкции работает следующим образом: из линии подачи топлива высокого давления 17 топливо подается в канал подачи топлива 16, поступает в колодец 5 корпуса 1 распылителя, к дифференциальной площадке 4 иглы 2. В результате подъема иглы 2 высвобождается ее проточка 20, которая выполнена на цилиндрической боковой поверхности хвостовой части иглы 2 по внешнему диаметру на боковой поверхности иглы 2. На радиальном выступе топливо создает гидравлический удар в объеме между запорными клапанными узлами 7 поверхностью 22, и запорным конусом 3 иглы 2. Радиальный выступ 21 , выполненный на хвостовой части иглы 2 поток топлива мгновенно тормозит и создается гидравлический удар. Сила, вектор и концентрированные импульсы давления топлива действуют между запорным конусом 3 иглы 2 и запорными клапанными узлами 7 в отверстиях высокого давления, в колодце 18 за иглой, корпуса 1 распылителя. Значительная сила, вектор и импульсы давления топлива передвигают запорные клапанные узлы 7 и иглу 2 вверх., топливо поступает в каналы, которые выполнены с возможностью охлаждения топливом запорного конуса 3 иглы 2, а также центрирующего отверстия распылителя. Далее топливо поступает к распыливающим отверстиям 19 корпуса 1 распылителя. Промышленная применимость

В этом случае значительная концентрация модулируемых импульсов давления потока топлива приводит к тому, что происходит стабильное впрыскивание 1 % зажигающей порции топлива от номинальной мощности дизеля при частотах вращения от минимальной п=300мин-' до максимальной п=1000мин-' Пропуски впрыскивания практически отсутствуют, что подтверждается актами исследований. Охлаждение иглы 2 корпуса 1 распылителя форсунки для предупреждения залипания при повышении температуры сгорания топлива в цилиндре двигателя осуществляется с помощью постоянного омывания иглы 2 охлаждающим рабочим телом за счет создания дополнительной турбулентности и снижения скорости потока топлива. Конструкция распылителя с проточкой, которая выполнена на цилиндрической боковой поверхности хвостовой части иглы по внешнему диаметру на боковой наружной поверхности иглы, с радиальным выступом с гидродинамическим запорным клапанным устройством предусматривает высокую степень унификации и взаимозаменяемости с деталями серийных форсунок (ноу-хау), предназначенная для тепловозных, корабельных, транспортных, автомобильных, и других

двигателей, которые работают по дизельному или газодизельному циклу.

При выходе из строя на газодизеле газовой аппаратуры распылитель предложенной конструкции к двигателю внутреннего сгорания для дизельного и газо дизельного процесса автоматически осуществляет переход работы газодизеля на дизельный цикл.

Использование подачи топлива распылителем предложенной конструкции к двигателю внутреннего сгорания для дизельного и газодизельного процесса на широко известных дизелях K6S310DR и ГДГ50 тепловозов ЧМЕЗ и ТЭМ показало эффективность и целесообразность выше приведенной полезной модели.

Расчетные, экспериментальные и эксплуатационные исследования влияния предложенной конструкции

распылителя форсунки на топливную экономичность двигателей маневровых и магистральных тепловозов, которые работают по дизельному циклу, позволили установить, что снижение среднеэксплуатационных затрат топлива находится в пределах 1,5-2%.

Полученные результаты стендовых и экспериментальных 1 исследований тепловозов ЧМЕЗ, ЧМЕЗГ, ТЭМ2, ТЕМ 18Г, 2ТЕ10(Л, В, М, Ут) показали эффективность энергосберегающих технологий с использованием распылителя с гидродинамическим запорным устройством форсунки специальной конструкции двигателя внутреннего сгорания для дизельного и газодизельного процесса. Распылитель с гидродинамическим запорным устройством форсунки специальной конструкции двигателя внутреннего сгорания для дизельного и газодизельного процесса может быть изготовлен на стандартном машиностроительном предприятии с типовым технологическим процессом.