Результат интеллектуальной деятельности: Распылитель для дизельной форсунки

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в дизелях.

Известен транспортный дизель, содержащий поршень с неразделенной симметричной камерой сгорания, цилиндр, головку цилиндра, топливный насос высокого давления, форсунку с распылителем, установленную под наклоном и со смещением относительно центральной оси камеры сгорания. В распылителе выполнены распыливающие отверстия различной геометрией проточной части и различными диаметрами, ориентированные на ближние и дальние стенки камеры сгорания (см. CN 101818712 (A) Diesel engine combustion system, F02M 61/14; F02M 61/16; F02F 3/26, опубл. 01.09.2010).

Эта известная система позволяет оптимально согласовать геометрические параметры топливных факелов с формой камеры сгорания, эффективно использовать распределение воздушного заряда, а также уменьшить уровень вредных выбросов и улучшить топливную экономичность дизеля. Основной недостаток известного дизеля в том, что применение форсунки, распыливающие отверстия которой отличаются геометрией проточной части и диаметрами, обеспечивает неравномерное распределение топлива по всему объему камеры сгорания. Это приводит к тому, что топливный факел, достигающий ближние стенки камеры сгорания, имеет меньшую ширину и длину, чем факел, достигающий дальние стенки камеры сгорания.

Техническая задача изобретения направлена на улучшение качества смесеобразования и сгорания в неразделенной симметричной камере сгорания транспортного дизеля с аккумуляторной топливоподающей аппаратурой при наклонном положении форсунки относительно оси цилиндра и центральном расположении носка распылителя в камере сгорания.

Техническая задача достигается тем, что распылитель для дизельной форсунки содержит корпус с запирающей иглой, подыгольный объем, распыливающие отверстия, входные кромки которых расположены в подыгольном объеме. Согласно изобретению выходные кромки распыливающих отверстий расположены равномерно в плоскости, перпендикулярной центральной оси камеры сгорания, а оси отверстий образуют угол «шатра» распыливания γ_расп, который отклонен от оси распылителя на угол γ. Оси отверстий отклонены от оси распылителя на угол β₁, который равен углу (γ_расп/2)-γ, и на угол β₂, равный углу (γ_расп/2)+γ. Угол β₁ меньше угла β₂. При этом диаметр отверстия, размещенного под углом β₁, меньше диметра отверстия, размещенного под углом β₂.

Такое размещение отверстий, отклонение их осей от оси распылителя позволяет обеспечить рациональное распределение топлива в объеме неразделенной симметричной камере сгорания дизеля.

Предлагаемое изобретение поясняется рисунками, где на фиг. 1 схематично представлена конструкция транспортного дизеля; на фиг. 2 схематично представлен общий вид распылителя форсунки для дизеля; на фиг. 3 представлена схема носка распылителя с пронумерованными распыливающими отверстиями; на фиг. 4 представлены фотоснимки результатов экспериментальных исследований процесса впрыскивания дизельного топлива в камере постоянного объема при испытании аккумуляторной топливной аппаратуры с двумя различными распылителями; на фиг. 5 представлена диаграмма динамики изменения длин топливных факелов, при использовании распылителя с разными диаметрами отверстий; на фиг. 6 представлена диаграмма динамики изменения длин топливных факелов, при использовании распылителя с одинаковыми диаметрами отверстий.

На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: β₁, β₂ - соответствующие углы, образованные осями распыливающих отверстий и осью форсунки; γ - угол наклона оси форсунки с распылителем к центральной оси камеры сгорания; γ_расп - угол «шатра» распыливания, образованный осями распыливающих отверстий распылителя.

Транспортный дизель (Фиг. 1) содержит поршень 1 с выполненной в нем камерой сгорания 2, цилиндр 3, и его головку 4, насос высокого давления 5, аккумулятор 6, топливопроводы 7, электрогидравлическую форсунку 8 с распылителем 9, геометрическая ось 10 которого наклонена относительно геометрической оси 11 камеры сгорания 2 на угол γ.

Дизель четырехтактный и работает по известной схеме.

В конце такта сжатия из насоса высокого давления по топливопроводу топливо поступает в аккумулятор, далее по топливопроводу топливо поступает к форсунке и распылителю. При подаче электрического импульса на соленоид электромагнитный клапан открывается сила давления топлива, прижимающую иглу форсунки, в камере управления снижается, игла под действием давления топлива в распылителе поднимается и топливо поступает в камеру сгорания дизеля через распыливающие отверстия.

На фиг. 2 показан распылитель, содержащий корпус 12 с запирающей иглой 13, подыгольный объем 14, распыливающие отверстия 15 и 16, входные кромки которых расположены соответственно в подыгольном объеме 14. При этом распыливающие отверстия 15 с большим углом отклонения β₂ от оси распылителя имеют увеличенные диаметры в сравнении с отверстиями 16 с меньшим углом отклонения β₁.

Результаты экспериментальных исследований процесса впрыскивания электрогидравлической форсункой с двумя типами распылителей, имеющие по 8 распыливающих отверстий (Фиг. 3), в камере постоянного объема со скоростной видеосъемкой (Фиг. 4) показывают, что у распылителя под номером 2, отверстия которого под номерами 19, 20, 21 и 22 имеют увеличенные диаметры в сравнении с отверстиями по позициям 17, 18 и 23, 24, топливные факелы, в частности, под отверстиями с позициями 17, 20, 21 и 24 развиваются более равномерно (Фиг. 5) по сравнению с распылителем под номером 1, распыливающие отверстия которого имеют одинаковые диаметры (Фиг. 6). При этом у распылителя под номером 1 распыливающие отверстия выполнены одинакового диаметра, равного 0,30 мм, а у распылителя под номером 2 отверстия 19, 20, 21 и 22 (Фиг. 3) с осями, направленными под углом β₂, равным 90-100 градусов от оси распылителя, отверстия имеют большие диаметры - до 0,40-0,50 мм, а отверстия 17, 18, 24 и 23 с осями, направленными под углом β₁, равным 30-35 градусов от оси распылителя, имеют меньшие диаметры, равные 0,30 мм.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает рациональное распределение топлива по всему объему камеры сгорания дизеля при установке форсунки под наклоном к оси цилиндра и расположении носка распылителя в центре камеры сгорания. Это позволит улучшить индикаторные показатели рабочего цикла форсированного транспортного дизеля при сравнительно несложной и недорогостоящей модернизации распылителя форсунки.