CS223905B1

CS223905B1 - Vstřikovač pro vznětové motory

Info

Publication number: CS223905B1
Application number: CS694281A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Indra
Original assignee: Jaromir Indra
Priority date: 1981-09-22
Filing date: 1981-09-22
Publication date: 1983-11-25

Description

(54) Vstřikovač pro vznětové motory

Vynález se týká vstřikovače pro vznětové motory, jehož diferenciální jehla, zalepovaná svým větším průměrem do tělesa a spočívající svým kuželovité zakončeným menším průměrem v sedle nad výstřikovými otvory, s přívodem vytlačovaného paliva do prostoru mezi sedlo a spodní konec zalepované části diferenciální jehly, je tlačena směrem do sedla pružným elementem, skládajícím se z ocelové pružiny a kapalného paliva vyplňujícího dokonale uzavřený prostor nad zalepovanou částí diferenciální jehly.

Z požadavků měkkého spalování vznětových motorů, ekonomické přeměny energie i malého obsahu škodlivin ve výfukových plynech vyplývají požadavky na průběh výstřiku paliva. K dosažení měkkého spalování se požaduje, aby v prvé fázi výstřiku, v průběhu prodlevy vznícení bylo do spalovacího prostoru vstřiknuto pokud možno malé množství paliva. Je známa řada návrhů i praktických provedení k dosažení tohffto efektu. Jsou to například škrcené vstřikovací trysky, vstřikovací trysky se dvěma jehlami uspořádanými vedle sebe nebo v sobě, různá zařízení ke změně velikosti síly zatěžující diferenciální jehlu, speciální tvary vaček pohánějících píst vstřikovacího čerpadla a podobně. Tyto známé úpravy jsou složité, drahé, v provozu málo spolehlivé a mnohdy ztěžují realizaci dalších požadavků na průběh výstřiku.

K docílení ekonomické přeměny tepelné energie v mechanickou práci je třeba, aby převážná část paliva byla vstříknuta v co nejkratSím údobí. Tento požadavek je zpravidla realizován vhodnou volbou průměru a rychlosti pístu ve vstřikovacím čerpadle a vhodnou velikos tí výstřikových otvorů ve vstřikovací trysce.

K dosažení nízkého obsahu škodlivin ve výfukových plynech se mimo jiné zejména požaduje, aby poslední fáze výstřiku, kdy diferenciální jehla vstřikovací trysky klesá do sedla, proběhla co nejrychleji. K realizaci tohoto požadavku je také známa řada návrhů i praktic223905 kých provedení, jako například přivádění stlačeného paliva z výtlačného potrubí nad diferenciální jehlu a podobně. I v těchto případech jde vesměs o úpravy, které značně komplikují konstrukci vstřikovacího zařízení v neprospěch jeho provozní spolehlivosti.

Cílem vynálezu je vstřikovač, který by zajištoval dříve uvedené požadavky na spalovací proces jednoduchým způsobem a bez potřeby zvláětních přídavných zařízení.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že se poměr síly předepnuté ocelové pružiny, při diferenciální jehle spočívající v sedle, vyjádřené v Newtonech, a průřezu lapované části diferenciální jehly, vyjádřeného ve čtverečních metrech, pohybuje v rozsahu hodnot 4.10^ až 7.1()6, přičemž celková konstanta pružného elementu, daná součtem konstanty ocelové pružiny a konstanty hydraulické pružiny se pohybuje v rozmezí 6 až 12 miliónů poměru průřezu zalapované části diferenciální jehly, vyjádřeného ve čtverečních metrech, a maximálního zdvihu diferenciální jehly, vyjádřeného v metrech, kde je konstanta hydraulické pružiny dána součinem modulu stlačitelnosti paliva a čtverce průřezu zalepované části diferenciální jehly, poděleným objemem paliva vyplňujícího prostor, uzavřený ve vstřikovací nad diferenciální jehlou.

Příklad vstřikovače podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkresu.

V tělese i je svým větším průměrem Dj zalepována diferenciální jehla 2, která svým kuželovité zakončeným menším průměrem spočívá v sedle 11 . vytvořeném v tělese J. nad výstřikovými otvory 12. K přívodu paliva do prostoru 13 mezi sedlo 11 a zalepovanou část jehly 2 slouží kanál 14.

V uzavřeném prostoru 15 nad diferenciální jehlou 2, vyplněném kapalným palivem o objemu V_A, je uložena předepnutá ocelová pružina J, tlačící diferenciální jehlu 2 do sedla 11. Maximální zdvih diferenciální jehly 2 je omezen dorazem osazeného čela 21 na plochu 16.

Ocelová pružina J má konstantu Cp, jejíž velikost je dána jejím materiálem a jejími geometrickými rozměry. Konstanta hydraulické pružiny, reprezentované palivem o objemu V_A v uzavřeném prostoru 15. je dána výrazem ^ch = kde je n modul stlačitelnosti paliva, a

Sj = —·“— průřez lapované části diferenciální jehly 2 ³ 4 _v *

V_A je objem paliva, vyplňujícího prostor 15.

Silou F_q předepnuté ocelové pružiny J je určen nejnižší kterého je třeba k nadzvednutí diferenciální jehly 2 ze sedla, tlak paliva v prostoru i], tzv. otvírací tlak. Aby se diferenciální jehla zvedla o maximální zdvih je třeba, aby tlak paliva v prostoru 13 vyvodil na ni ze spodu sílu + c.1^^, kde je c = c_p + c_h. Klesne-li ku konci výstřiku tlak paliva v prostoru 13 na tuto hodnotu, potom při jeho dalším poklesu se diferenciální jehla 2 ®ačne vracet směrem k sedlu 11. čili probíhá zavírací proces. Zmíněný tlak paliva je tedy tlakem na začátku zavíracího procesu.

Zkouškami bylo prokázáno, že měkkého spalování lze docílit nejen vstřiknutím malého množství jemně rozprášeného paliva v údobí prodlevy vznícení, ale i vstřiknutím většího množství paliva hrubě rozprášeného, z kterého je ku konci prodlevy vznícení schopna prudce shořet jen malá část. Nejjednodušším prostředkem k realizaci hrubšího rozprášení paliva na začátku výstřiku je snížení otvíracího tlaku trysky. Potřebné snížení otvíracího tlaku je podle vynálezu definováno podmínkou —=(447) . 10⁶, ^Sj kde je síla F_Q vyjádřena v Newtonech a průřez Sj ve čtverečních metrech. Aby se přitom zajistila potřebná vysoká hodnota tlaku paliva na začátku zavíracího procesu diferenciální jehly 2, je podle vynálezu třeba, aby se celková konstanta pružného členu pohybovala v rozmezí hodnot c = (6 ♦ 12) . 10⁶ . —^2— ^hmax kde průřez Sj je vyjádřen v metrech čtverečních a zdvih hm_ax v metrech.

Claims

pSedmět vynálezu

Vstřikovač pro vznětové motory, jehož diferenciální jehla, zalapovaná svým větším průměrem do tělesa a spočívající svým kuželovité zakončeným menším průměrem v sedle nad výstřikovými otvory, s přívodem vytlačovaného paliva do prostoru mezi sedlo a spodní konec žalapováné části diferenciální jehly, je tlačena do sedla pružným elementem, skládajícím se z ocelové pružiny a kapalného paliva vyplňujícího dokonale uzavřený prostor nad zalapovanou částí diferenciální jehly, vyznačující se tím, že se poměr síly (P_Q) předepnuté ocelové pružiny (3), při diferenciální jehle (2) spočívající v sedle (11), vyjádřené v Newtonech, a průřezu (Sj) lapované části diferenciální jehly (2), vyjádřeného ve čtverečních metrech, pohybuje v rozmezí hodnot 4.10^ až 7.10^, přičemž celková konstanta pružného elementu (c), daná součtem konstanty (c_p) ocelové pružiny (3) a konstanty (c_h) hydraulické pružiny, se pohybuje v rozmezí 6 až 12 miliónů poměru průřezu (SJ zalepované části diferenciální ' jehly (2), vyjádřeného ve čtverečních metrech, a maximálního zdvihu diferenciální jehly (2), vyjádřeného v metrech, kde je konstanta (c_h) hydraulické pružiny dána součinem modulu stlačitelnosti paliva (c) a čtverce průřezu (Sj) zalapovaná části diferenciální jehly (2), poděleným objemem paliva (V_A) vyplňujícího prostor (15), uzavřený ve vstřikovací nad diferenciální jehlou (2).