RU154578U1

RU154578U1 - PISTON ENGINE FUEL INJECTOR

Info

Publication number: RU154578U1
Application number: RU2014120736/06U
Authority: RU
Inventors: Борис Прокопьевич Жилкин; Леонид Валерьевич Плотников; Александр Васильевич Решетников; Николай Александрович Мажейко; Александр Алексеевич Старостин; Константин Анатольевич Бусов
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Топливная форсунка поршневого двигателя, содержащая корпус, в котором размещены игла распылителя, седло с распыливающим отверстием и электронный блок управления двигателем, отличающаяся тем, что на корпусе форсунки, на выходе из распыливающего отверстия, установлено управляющее кольцо с приводом, при этом высота кольца составляет не более 20 внутренних диаметров распыливающего отверстия.A fuel injector for a piston engine comprising a housing in which a sprayer needle is located, a seat with a spray hole and an electronic engine control unit, characterized in that a control ring with a drive is installed at the nozzle body at the outlet of the spray hole, and the ring height is not more than 20 internal diameters of the spray hole.

Description

Полезная модель относится к области систем подачи топлива или горючей смеси для поршневых двигателей внутреннего сгорания.The utility model relates to the field of fuel supply systems or combustible mixtures for reciprocating internal combustion engines.

Технические характеристики системы топливоподачи, обеспечивающие высокое качество распиливания топлива в широком диапазоне чисел оборотов во многом определяют эффективность и экономичность работы поршневого двигателя. При этом качество распыливания топлива форсункой определяется мелкостью и однородностью его дисперсии, а также равномерным распределением топлива по всему объему камеры сгорания поршневого двигателя. Повысить качество распыливания топлива и соответственно улучшить полноту сгорания и снизить расход топлива можно за счет совершенствования конфигурации распыливающих каналов (отверстий) топливной форсунки поршневых двигателей, согласуя ее с термическими условиями процесса.Technical characteristics of the fuel supply system, providing high quality sawing fuel in a wide range of revolutions, largely determine the efficiency and efficiency of the piston engine. Moreover, the quality of fuel atomization by the nozzle is determined by the fineness and uniformity of its dispersion, as well as by the uniform distribution of fuel throughout the entire volume of the combustion chamber of the piston engine. Improving the quality of atomization of fuel and, accordingly, improving the completeness of combustion and reducing fuel consumption can be achieved by improving the configuration of the spraying channels (holes) of the fuel nozzle of piston engines, coordinating it with the thermal conditions of the process.

В общем случае топливная форсунка поршневого двигателя состоит из корпуса, иглы распылителя, пружины, седла, распыливающего канала и электронного блока управления двигателем.In the general case, the fuel injector of a piston engine consists of a housing, a spray needle, a spring, a saddle, a spray channel and an electronic engine control unit.

Известна топливная форсунка фирмы Bosch для дизельного двигателя с системой Common Rail, показанная в книге: Системы управления дизельными двигателями. Перевод с немецкого. Первое русское издание. - М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. - 480 с. (см. раздел «Форсунка» на стр. 296-299). Форсунка состоит из корпуса, электромагнитного клапана, пружины, иглы распылителя, седла, распыливающего канала и управляется электронным блоком управления двигателем. В момент впрыска топлива электронный блок управления двигателем подает электрическое напряжение на электромагнитный клапан, в котором создается магнитное поле. За счет этого игла распылителя в противодействии давлению пружины поднимается над седлом и тем самым открывает распыливающий канал форсунки. Вследствие разницы давлений среды в форсунке и камере сгорания топливо впрыскивается в камеру сгорания. В момент штатного окончания впрыска топлива электронный блок управления двигателем отключает электрическое напряжение с электромагнитного клапана, и игла распылителя под действием усилия пружины опускается на седло форсунки и перекрывает поток топлива. Недостаток рассматриваемой топливной форсунки состоит в том, что она формирует одну постоянную форму распыливаемого топлива, подобранную для конкретного двигателя. При этом для других двигателей (с отличающейся конфигурацией камеры сгорания) необходимо либо изменять профили (геометрические размеры) распыливающего канала форсунки, либо создавать новую форсунку, обеспечивающую для этого двигателя новую оптимальную форму струи распыливаемого топлива с целью распределения топлива по всему объему камеры сгорания и улучшения полноты сгорания топлива. Другим недостатком является отсутствие оперативного управления формой струи распыла на разных эксплуатационных режимах работы двигателя. Как известно форма струи распыливаемого топлива должна быть различной - оптимальной для конкретных условий работы двигателя (кн. Свиридов Ю. В. Смесеобразование и сгорание в дизелях. Л., Машиностроение. 1972. 234 с. см. раздел «Проблемы смесеобразования и сгорания в дизелях» на стр. 5-10), чего рассматриваемая форсунка не обеспечивает. Это приводит к неполноте сгорания топлива и соответственно к увеличению удельного расхода топлива двигателя.Known fuel injector company Bosch for a diesel engine with a Common Rail system, shown in the book: Control systems for diesel engines. Translation from German. The first Russian edition. - M.: ZAO “KZhI“ Driving ”, 2004. - 480 p. (see the “Injector” section on pages 296-299). The nozzle consists of a housing, a solenoid valve, a spring, a spray needle, a saddle, a spray channel and is controlled by an electronic engine control unit. At the time of fuel injection, the electronic engine control unit supplies electric voltage to the electromagnetic valve, in which a magnetic field is created. Due to this, the needle of the sprayer in counteracting the pressure of the spring rises above the seat and thereby opens the spraying channel of the nozzle. Due to the difference in pressure between the nozzle and the combustion chamber, fuel is injected into the combustion chamber. At the time of the regular end of fuel injection, the electronic engine control unit disconnects the voltage from the solenoid valve, and the sprayer needle lowers onto the nozzle seat under the action of the spring force and shuts off the fuel flow. The disadvantage of the fuel injector in question is that it forms one permanent form of atomized fuel, selected for a particular engine. At the same time, for other engines (with a different configuration of the combustion chamber), it is necessary either to change the profiles (geometric dimensions) of the spray channel of the nozzle, or to create a new nozzle that provides for this engine a new optimal shape of the sprayed fuel jet in order to distribute the fuel throughout the volume of the combustion chamber and improve completeness of fuel combustion. Another disadvantage is the lack of operational control of the shape of the spray jet at different operating modes of the engine. As you know, the shape of the sprayed fuel jet must be different — optimal for specific engine operating conditions (Prince Yu. V. Sviridov. Mixture formation and combustion in diesel engines. L., Mechanical engineering. 1972. 234 pp. See the section “Problems of mixture formation and combustion in diesel engines.” ”On page 5-10), which the nozzle in question does not provide. This leads to incomplete combustion of the fuel and, accordingly, to an increase in the specific fuel consumption of the engine.

Прототипом предлагаемой топливной форсунки является автомобильная форсунка фирмы Bosch, описанная в кн. Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей. - М.: Легион-Автодата, 2004. - 344 с. (см. раздел «Форсунки дизелей» на стр. 70-84). Форсунка состоит из корпуса, электромагнитного клапана, пружины, иглы распылителя, седла, распыливающего канала и управляется электронным блоком управления двигателем. В момент впрыска топлива электронный блок управления двигателем подает электрическое напряжение на электромагнитный клапан, в котором создается магнитное поле. За счет этого игла распылителя, противодействуя давлению пружины, поднимается над седлом и открывает распыливающий канал форсунки. Вследствие разницы давлений в форсунке и камере сгорания топливо впрыскивается в камеру сгорания. В момент окончания впрыска топлива электронный блок управления двигателем отключает электрическое напряжение с электромагнитного клапана, и игла распылителя под действием усилия пружины опускается на седло форсунки и перекрывает поток топлива. Рассматриваемая форсунка имеет те же недостатки, что и форсунка, описанная выше, во-первых, она формирует одну постоянную форму распыливаемого топлива на всех режимах работы двигателя. При этом для других двигателей (с отличающейся конфигурацией камеры сгорания) необходимо либо изменять конфигурацию (геометрические размеры) распыливающего канала, либо создавать новую форсунку с новой оптимальной формой струи распыливаемого топлива. Во-вторых, известно, что на разных эксплуатационных режимах работы двигателя форма струи распыливаемого топлива должна быть различной - оптимальной для конкретных условий, что рассматриваемая форсунка не обеспечивает. Это приводит к неполноте сгорания топлива и соответственно к увеличению удельного расхода топлива двигателя.The prototype of the proposed fuel injector is a Bosch automobile nozzle, described in book. Sins L.V., Ivashchenko N.A., Markov V.A. Fuel equipment and diesel control systems. - M.: Legion-Avtodata, 2004 .-- 344 p. (see the “Diesel Injectors” section on pages 70-84). The nozzle consists of a housing, a solenoid valve, a spring, a spray needle, a saddle, a spray channel and is controlled by an electronic engine control unit. At the time of fuel injection, the electronic engine control unit supplies electric voltage to the electromagnetic valve, in which a magnetic field is created. Due to this, the spray needle, counteracting the pressure of the spring, rises above the seat and opens the spray channel of the nozzle. Due to the pressure difference in the nozzle and the combustion chamber, fuel is injected into the combustion chamber. When the fuel injection is finished, the electronic engine control unit disconnects the voltage from the solenoid valve, and the sprayer needle lowers onto the nozzle seat under the action of the spring force and shuts off the fuel flow. The nozzle in question has the same disadvantages as the nozzle described above, firstly, it forms one constant form of atomized fuel in all engine operating modes. In this case, for other engines (with a different configuration of the combustion chamber), it is necessary either to change the configuration (geometric dimensions) of the spray channel, or to create a new nozzle with a new optimal shape of the sprayed fuel jet. Secondly, it is known that at different operating modes of the engine, the shape of the sprayed fuel jet must be different — optimal for specific conditions, which the nozzle in question does not provide. This leads to incomplete combustion of the fuel and, accordingly, to an increase in the specific fuel consumption of the engine.

Задачи полезной модели состоят в том, чтобы улучшить полноту сгорания топлива в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания на всех режимах его работы и снизить удельный расход топлива.The objectives of the utility model are to improve the completeness of fuel combustion in the combustion chamber of an internal combustion engine in all modes of operation and to reduce specific fuel consumption.

Указанные задачи решаются топливной форсункой содержащей корпус, в котором размещены игла распылителя, седло с распыливающим отверстием и электронный блок управления двигателем, при этом на корпусе форсунки на выходе из распыливающего отверстия установлено управляющее кольцо с приводом, при этом высота кольца составляет не более 20 внутренних диаметров распыливающего отверстия.These tasks are solved by a fuel nozzle containing a housing in which the sprayer needle, a saddle with a spray hole and an electronic engine control unit are located, while a control ring with a drive is installed on the nozzle body at the outlet of the spray hole, while the ring height is no more than 20 internal diameters spray hole.

Технический результат, достигаемый применением предлагаемой топливной форсунки, заключается изменении формы струи распыливаемого топлива в зависимости от конфигурации камеры сгорания и/или эксплуатационного режима работы двигателя, т.е. в улучшении распределения топлива по объему камеры сгорания, что приведет к более полному сгоранию топлива и соответственно снижению удельного расхода топлива двигателя. Это достигается тем, что на корпусе форсунки на выходе из распыливающего отверстия установлено управляющее кольцо с приводом, при этом высота кольца составляет не более 20 внутренних диаметров (калибров) распыливающего отверстия. Эти меры позволяют изменять геометрию в зоне устья струи (длину распыливающего отверстия) автоматически в процессе эксплуатации или вручную при доводке двигателя.The technical result achieved by the application of the proposed fuel injector consists in changing the shape of the sprayed fuel jet depending on the configuration of the combustion chamber and / or the operating mode of the engine, i.e. in improving the distribution of fuel over the volume of the combustion chamber, which will lead to more complete combustion of the fuel and, accordingly, lower specific fuel consumption of the engine. This is achieved by the fact that a control ring with a drive is installed on the nozzle body at the outlet of the spray hole, and the ring height is not more than 20 internal diameters (calibers) of the spray hole. These measures allow you to change the geometry in the area of the jet mouth (length of the spray hole) automatically during operation or manually when refining the engine.

Установка управляющего кольца с приводом позволяет изменять геометрию рабочего пространства в устье струи (конфигурацию распыливающего отверстия) автоматически в процессе эксплуатации или вручную при доводке двигателя. Это приводит к изменению формы струи распыливаемого топлива, что улучшает распределение топлива по объему камеры сгорания, что способствует более полному сгоранию топлива и соответственно снижению удельного расхода топлива двигателя (кн. Разлейцев Н. Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. - Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1980. 169 с, см. раздел «1.3 Характеристики распыливания топлива» на стр. 23-27). Предлагаемая форсунка предназначена для реализации способа распыла топлива путем перегрева, то есть до распыления топлива форсункой осуществляется его подогрев в условиях постоянного объема до температуры выше критической для самой тяжелой фракции, содержащейся в топливе, но ниже температуры термического разложения самой легкой фракции. Другими словами, при подаче топлива необходим предварительный его разогрев до температуры выше точки кипения на 70-80°C (без этого нет эффекта распыла).Installing a control ring with a drive allows you to change the geometry of the working space at the mouth of the jet (configuration of the spray hole) automatically during operation or manually when refining the engine. This leads to a change in the shape of the sprayed fuel jet, which improves the distribution of fuel over the volume of the combustion chamber, which contributes to a more complete combustion of fuel and, accordingly, a decrease in the specific fuel consumption of the engine (Prince Razleitsev N.F. Modeling and optimization of the combustion process in diesel engines. - Kharkov: Vishcha school, Publishing House at Kharkiv University, 1980. 169 s, see section “1.3 Fuel atomization characteristics” on pages 23-27). The proposed nozzle is designed to implement a method of atomizing fuel by overheating, that is, before atomizing the fuel, the nozzle heats it up to a temperature above the critical temperature for the heaviest fraction contained in the fuel, but below the thermal decomposition temperature of the lightest fraction. In other words, when supplying fuel, it is necessary to preheat it to a temperature above the boiling point of 70-80 ° C (without this, there is no spray effect).

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой топливной форсунки поршневого двигателя, содержащая электронный блок управления двигателем 1, иглу распылителя 2, седло 3, распиливающее отверстие 4, управляющее кольцо 5, привод 6, корпус форсунки 7. На фиг. 2 изображен увеличенный вид схемы топливной форсунки в области распыливающего отверстия и управляющего кольца, содержащего иглу распылителя 2, седло 3, распыливающее отверстие 4, управляющее кольцо 5, привод 6. На фиг. 2 показано крайнее положение управляющего кольца (положение А) - кольцо прижато к седлу (короткое распыливающее отверстие). На фиг. 3 изображен увеличенный вид схемы топливной форсунки в области распыливающего отверстия и управляющего кольца, содержащего иглу распылителя 2, седло 3, распыливающее отверстие 4, управляющее кольцо 5, привод 6. На фиг. 3 показано крайнее управляющего кольца (положение Б) - кольцо максимально удалено от седла форсунки (длинное распыливающее отверстие). На фиг. 4 представлено полученное экспериментально изображение формы распыла воды с помощью форсунки с кольцом, находящимся в положении А (см. фиг. 2), при распыливании в атмосферу из состояния насыщения при начальной температуре 250°C и давлении 4 МПа. На фиг. 5 представлено полученное экспериментально изображение формы распыла с кольцом, находящимся в положении Б (см. фиг. 3), при распыливании в атмосферу из состояния насыщения при начальной температуре 250°C и давлении 4 МПа. Из рисунков видно, что в зависимости от положения управляющего кольца существенно изменяется форма струи распыла, что указывает на возможность управления формой струи за счет изменения геометрии рабочего пространства в устье струи (за счет изменения длины распыливающего отверстия).In FIG. 1 shows a diagram of a proposed piston engine fuel injector comprising an electronic engine control unit 1, a spray needle 2, a seat 3, a saw hole 4, a control ring 5, a drive 6, an injector body 7. FIG. 2 is an enlarged view of a fuel injector circuit in the region of the spray hole and the control ring containing the spray needle 2, seat 3, spray hole 4, control ring 5, drive 6. FIG. 2 shows the extreme position of the control ring (position A) - the ring is pressed against the seat (short spray hole). In FIG. 3 is an enlarged view of a fuel injector circuit in the region of the spray hole and the control ring containing the spray needle 2, seat 3, spray hole 4, control ring 5, drive 6. FIG. Figure 3 shows the extreme control ring (position B) - the ring is the most distant from the nozzle seat (long spray hole). In FIG. 4 presents an experimentally obtained image of the form of water spray using a nozzle with a ring in position A (see Fig. 2), when spraying into the atmosphere from a saturation state at an initial temperature of 250 ° C and a pressure of 4 MPa. In FIG. 5 shows an experimentally obtained image of a spray form with a ring in position B (see FIG. 3) when spraying into the atmosphere from a saturation state at an initial temperature of 250 ° C and a pressure of 4 MPa. It can be seen from the figures that, depending on the position of the control ring, the shape of the spray jet changes significantly, which indicates the possibility of controlling the shape of the jet by changing the geometry of the working space at the mouth of the jet (by changing the length of the spray hole).

Предлагаемая топливная форсунка поршневого двигателя содержит электронный блок управления двигателем 1, иглу распылителя 2, седло 3, распыливающее отверстие 4, управляющее кольцо 5, привод 6, корпус форсунки 7. Управляющее кольцо является неотъемлемой частью топливной форсунки и устанавливается на седле форсунки. При этом высота кольца составляет не более 20 диаметров распыливающего отверстия.The proposed fuel injector of a piston engine contains an electronic engine control unit 1, a spray needle 2, a seat 3, a spray hole 4, a control ring 5, a drive 6, a nozzle body 7. The control ring is an integral part of the fuel nozzle and is mounted on the nozzle seat. Moreover, the height of the ring is not more than 20 diameters of the spray hole.

Устройство работает следующим образом. В момент впрыска топлива электронный блок управления двигателем 1 подает сигнал на подачу топлива форсункой, после чего игла распылителя 2, поднимается над седлом 3 и открывает проход топлива к распыливающему отверстию 4 форсунки -происходит впрыск топлива через распыливающее отверстие 4 и управляющее кольцо 5. В момент окончания впрыска топлива электронный блок управления двигателем 1 подает сигнал на прекращение подачи топлива форсункой, после чего игла распылителя 2 опускается на седло 3 и перекрывает поток топлива. В процессе эксплуатации двигателя с помощью управляющего кольца 5 с приводом 6 может осуществляться автоматическое изменение геометрии рабочего пространства (длины распыливаюещго отверстия 4) в зависимости от режима работы двигателя. Это приводит к изменению формы струи распыливаемого топлива, что улучшает распределение топлива по объему камеры сгорания, что способствует более полному сгорания топлива и соответственно снижению удельного расхода топлива двигателя (кн. Разлейцев Н. Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. - Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1980. 169 с, см. раздел «1.3 Характеристики распыливания топлива» на стр. 23-27). Положение управляющего кольца 5 в процессе эксплуатации двигателя определяется электронным блоком управления двигателем 1 в зависимости от его режима работы (например, от частоты вращения коленчатого вала). Изменение геометрии рабочего пространства (длины распыливающего отверстия 4) с помощью управляющего кольца 5 может осуществляться вручную при доводке двигателя перед началом эксплуатации с целью получения оптимальной формы струи распыливающего топлива для данного двигателя. Привод 6 управляющего кольца 5 может быть реализован в виде электрического привода (шаговый двигатель), пневматического привода (электропневмоцилиндр), механического привода (реечная передача) с системой управления от электронного блока управления двигателем 1. Привод 6 управляющего кольца 5 устанавливается на корпус форсунки 1. При этом высота управляющего кольца должна составлять не более 20 внутренних диаметров распыливающего отверстия 4, для того чтобы не создавать значительного гидравлического сопротивления при впрыске топлива.The device operates as follows. At the time of fuel injection, the electronic engine control unit 1 gives a signal to supply fuel to the nozzle, after which the needle of the sprayer 2 rises above the seat 3 and opens the fuel passage to the spraying hole 4 of the nozzle - fuel is injected through the spraying hole 4 and the control ring 5. At the moment the end of the fuel injection, the electronic engine control unit 1 gives a signal to stop the fuel supply by the nozzle, after which the needle of the sprayer 2 lowers onto the seat 3 and blocks the fuel flow. During operation of the engine using the control ring 5 with the drive 6 can automatically change the geometry of the working space (the length of the spray hole 4) depending on the operating mode of the engine. This leads to a change in the shape of the sprayed fuel jet, which improves the distribution of fuel over the volume of the combustion chamber, which contributes to a more complete combustion of the fuel and, accordingly, a decrease in the specific fuel consumption of the engine (Prince Razleitsev NF Modeling and optimization of the combustion process in diesel engines. - Kharkov: Vishcha school, Publishing House at Kharkiv University, 1980. 169 s, see section “1.3 Fuel atomization characteristics” on pages 23-27). The position of the control ring 5 during operation of the engine is determined by the electronic engine control unit 1 depending on its operating mode (for example, on the crankshaft speed). Changing the geometry of the working space (the length of the spray hole 4) using the control ring 5 can be carried out manually when the engine is refined before starting operation in order to obtain the optimal shape of the spray fuel jet for this engine. The drive 6 of the control ring 5 can be implemented in the form of an electric drive (stepper motor), a pneumatic drive (electro-pneumatic cylinder), a mechanical drive (rack and pinion) with a control system from the electronic engine control unit 1. The drive 6 of the control ring 5 is mounted on the nozzle body 1. Moreover, the height of the control ring should be no more than 20 internal diameters of the spray hole 4, so as not to create significant hydraulic resistance during fuel injection.

Возможность осуществления предлагаемой полезной модели и достижения полезных эффектов в виде улучшения полноты сгорания топлива и уменьшении удельного расхода топлива двигателем основывается на следующем.The possibility of implementing the proposed utility model and achieving beneficial effects in the form of improving the completeness of fuel combustion and reducing specific fuel consumption by the engine is based on the following.

Улучшение полноты сгорания топлива осуществляется за счет оптимальной подгонки формы струи распыливаемого топлива к конфигурации камеры сгорания и режиму работы двигателя.Improving the completeness of combustion of the fuel is carried out due to the optimal fit of the jet shape of the sprayed fuel to the configuration of the combustion chamber and the engine operation mode.

Уменьшение удельного расхода топлива двигателя достигается за счет того, что при использовании предлагаемой топливной форсунки происходит более полное и равномерное распределение распыливаемого топлива по всему объему камеры сгорания, а соответственно происходит более полное сгорание топлива, что приведет к уменьшению удельного расхода топлива двигателя.The decrease in specific fuel consumption of the engine is achieved due to the fact that when using the proposed fuel injector, a more complete and uniform distribution of atomized fuel occurs over the entire volume of the combustion chamber, and accordingly, a more complete combustion of fuel occurs, which will lead to a decrease in specific fuel consumption of the engine.

Изменение формы струи распыливаемого топлива и более полное и равномерное распределение топлива по объему камеры сгорания в предлагаемой топливной форсунке поршневого двигателя проверено экспериментально на установке, обеспечивающей стационарное истечение воды в течение нескольких десятков секунд из сосуда высокого давления. Длина управляющего кольца равнялась 0,7 мм, диаметр цилиндрического канала составлял 0,5 мм. Управляющее кольцо, с целью создания разных геометрических условий на выходе из распыливающего отверстия крепились к седлу либо с помощью прижимного фланца (длинное распыливающее отверстие), либо приваривались к свободному концу седла (короткое распыливающее отверстие). В данном случае начальное давление в сосуде (давление впрыска) составляло 4 МПа. Результаты экспериментов представлены на фиг. 4 и фиг. 5 в виде изображений, демонстрирующих формы распыла струи воды с коротким распыливающим отверстием (см. фиг. 2) и длинным распыливающим отверстием (см. фиг. 3), при ее распыливании в атмосферу из состояния насыщения при начальной температуре 250°С и давлении 4 МПа. Из рисунков видно, что в зависимости от конфигурации (длины) распыливающего отверстия (положения управляющего кольца) существенно изменяется форма струи распыливаемой воды, что указывает на возможность управления формой струи и более полном и равномерном распределении топлива по объему камеры сгорания, что приведет к более полному сгоранию топливу и соответственно уменьшению удельного расхода топлива двигателя.The change in the shape of the sprayed fuel jet and a more complete and uniform distribution of fuel over the volume of the combustion chamber in the proposed fuel nozzle of the reciprocating engine is tested experimentally in a plant that provides stationary outflow of water for several tens of seconds from a pressure vessel. The length of the control ring was 0.7 mm; the diameter of the cylindrical channel was 0.5 mm. The control ring, in order to create different geometric conditions at the outlet of the spray hole, was attached to the saddle either using the pressure flange (long spray hole), or welded to the free end of the saddle (short spray hole). In this case, the initial pressure in the vessel (injection pressure) was 4 MPa. The experimental results are shown in FIG. 4 and FIG. 5 in the form of images showing spray patterns of a water jet with a short spray hole (see FIG. 2) and a long spray hole (see FIG. 3), when sprayed into the atmosphere from a saturated state at an initial temperature of 250 ° C and pressure 4 MPa It can be seen from the figures that, depending on the configuration (length) of the spraying hole (position of the control ring), the shape of the sprayed water jet changes significantly, which indicates the possibility of controlling the shape of the spray and a more complete and uniform distribution of fuel throughout the combustion chamber, which will lead to a more complete combustion of fuel and, accordingly, a decrease in specific fuel consumption of the engine.

Таким образом, приведенные экспериментальные данные свидетельствуют об изменении формы струи распыливаемой жидкости (более полном и равномерно распределении ее по объему рабочего пространства (камеры сгорания) двигателя, за счет изменения конфигурации (длины) распыливающего отверстия (установки управляющего кольца с приводом).Thus, the experimental data presented indicate a change in the shape of the sprayed liquid jet (more complete and even distribution of it over the volume of the working space (combustion chamber) of the engine, due to a change in the configuration (length) of the spraying hole (installation of a control ring with a drive).

Изложенное доказывает возможность достижения полезного технического результата при использовании предлагаемой топливной форсунки в поршневом двигателе.The above proves the possibility of achieving a useful technical result when using the proposed fuel nozzle in a piston engine.

Claims

A fuel injector for a piston engine comprising a housing in which a sprayer needle is located, a seat with a spray hole and an electronic engine control unit, characterized in that a control ring with a drive is installed at the nozzle body at the outlet of the spray hole, the ring height being not more than 20 internal diameters of the spray hole.