RU2084684C1 - Controllable nozzle for injection fuel in internal combustion engine - Google Patents
Controllable nozzle for injection fuel in internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2084684C1 RU2084684C1 RU94024159A RU94024159A RU2084684C1 RU 2084684 C1 RU2084684 C1 RU 2084684C1 RU 94024159 A RU94024159 A RU 94024159A RU 94024159 A RU94024159 A RU 94024159A RU 2084684 C1 RU2084684 C1 RU 2084684C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shape memory
- spring
- housing
- nozzle
- metal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности, к устройствам для подачи топлива в цилиндр двигателя. The invention relates to the field of engine engineering, in particular, to devices for supplying fuel to the engine cylinder.
Известны форсунки с регулируемым давлением впрыска [1] в этих форсунках регулировка давления начала впрыска производится изменением преднатяга пружины форсунки с помощью регулировочного винта. Known nozzles with adjustable injection pressure [1] in these nozzles, the pressure of the beginning of injection is adjusted by changing the preload of the nozzle spring using the adjusting screw.
Недостатком таких форсунок является невозможность регулировки давления впрыска непосредственно во время работы двигателя. The disadvantage of such injectors is the inability to adjust the injection pressure directly during engine operation.
Известны форсунки с регулированием процесса впрыска [2] Такие форсунки разрабатываются с микропроцессорным управлением на основе гидроприводных насос-форсунок, имеющих электромагнитный привод распределительных золотников. Known nozzles with regulation of the injection process [2] Such nozzles are developed with microprocessor control based on hydraulic pump nozzles having an electromagnetic drive of distribution spools.
Недостатком таких форсунок является повышенная сложность изготовления и недостаточная надежность в эксплуатации. The disadvantage of such nozzles is the increased complexity of manufacture and lack of reliability in operation.
Судя по литературным и патентным данным, регулируемое давление впрыска возможно получить только в форсунках аккумулирующего типа, с дифференциальным поршнем, в насос-форсунках с гидроприводом, в форсунках с электромагнитным управлением. Недостаток таких форсунок сложность изготовления и недостаточная надежность. Judging by the literature and patent data, an adjustable injection pressure can only be obtained in accumulator-type nozzles, with a differential piston, in hydraulic pump nozzles, in electromagnetic nozzles. The disadvantage of such nozzles is the difficulty of manufacturing and lack of reliability.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемой форсунке является устройство для регулирования зазора в приводе клапанов ДВС [3] В этом устройстве на торце стержня клапана свободно установлен поршенек, причем пространство под поршеньком заполнено несжимаемым, но деформируемым эластомерным материалом. По периферии направляющей поверхности толкателя в зоне расположения эластомера выполнены радиальные сверления, в которых размещены регулирующие плунжеры. Перемещение этих плунжеров по резьбе изменяет объем, занимаемый эластомером, что приводит к изменению зазора между толкателем и торцом клапана. Это устройство может быть применено для регулирования давления впрыска при размещении эластомера в пространстве между кромкой регулировочного болта форсунки и верхней тарелкой, фиксирующей пружину в корпусе форсунки. The closest in technical essence to the inventive nozzle is a device for regulating the gap in the engine valve actuator [3] In this device, a piston is freely mounted on the end of the valve stem, and the space under the piston is filled with an incompressible but deformable elastomeric material. On the periphery of the guide surface of the pusher in the area where the elastomer is located, radial drilling is made in which control plungers are placed. Moving these plungers along the thread changes the volume occupied by the elastomer, which leads to a change in the gap between the plunger and the valve end. This device can be used to control the injection pressure when placing the elastomer in the space between the edge of the nozzle adjustment bolt and the upper plate that fixes the spring in the nozzle body.
Недостатком такого технического решения является то, что регулировка сжатия пружины, а следовательно и давления впрыска, ведется не автоматически. Кроме того, эластичный материал не выдерживает высоких давлений, реализуемых в современных системах впрыска топлива. The disadvantage of this technical solution is that the adjustment of the compression of the spring, and therefore the injection pressure, is not automatic. In addition, the elastic material does not withstand the high pressures realized in modern fuel injection systems.
Задачей заявляемого изобретения является устранение отмеченных недостатков в разработанной конструкции форсунки двигателя внутреннего сгорания с регулируемым давлением впрыска. The task of the invention is to eliminate the noted deficiencies in the developed design of the nozzle of an internal combustion engine with adjustable injection pressure.
Задача достигается тем, что в форсунке двигателя внутреннего сгорания, содержащей корпус, запорную иглу, размещенную внутри корпуса пружину, концы которой закреплены в тарелках, одна из которых прижата к верхнему концу штанги иглы, а вторая прижата к нижнему концу регулировочного болта, размещенного в верхней части корпуса, согласно изобретению верхняя тарелка снабжена полой вставкой, в полости которой размещен, по меньшей мере, один элемент, выполненный из материала с памятью формы. The task is achieved by the fact that in the nozzle of the internal combustion engine comprising a housing, a locking needle, a spring placed inside the housing, the ends of which are fixed in plates, one of which is pressed to the upper end of the needle rod, and the second is pressed to the lower end of the adjustment bolt located in the upper the upper plate is provided with a hollow insert in the cavity of which at least one element is made of material with shape memory.
Задача достигается также тем, что в полости вставки размещены несколько элементов, выполненных из разных металлов с памятью формы и каждый элемент выполнен из металла со своей температурой перехода из одной формы в другую. The task is also achieved by the fact that several elements are made in the cavity of the insert made of different metals with shape memory and each element is made of metal with its own temperature of transition from one form to another.
Задача достигается также тем, что концентрично полой вставки внутри корпуса размещен нагреватель и датчик температуры, связанные через управляющее устройство с датчиками основных параметров работы двигателя. The task is also achieved by the fact that a concentric hollow insert inside the housing contains a heater and a temperature sensor connected through a control device with sensors of the main parameters of the engine.
Задача достигается также тем, что пружина выполненная из материала с памятью формы. The task is also achieved by the fact that the spring is made of material with shape memory.
Задача достигается также тем, что обе тарелки, в которых размещены концы пружины, выполнены из металлов с памятью формы. The task is also achieved by the fact that both plates, in which the ends of the spring are placed, are made of metals with shape memory.
Снабжение верхней тарелки полой вставкой, размещение в полости вставки элементов, выполненных из металлов или элементов из различных металлов с памятью формы, размещение концентрично полой вставки внутри корпуса нагревателя, выполнение пружины из металла с памятью формы, выполнение тарелок из металлов с памятью формы эти признаки определяют новизну данного технического решения. Supply of the upper plate with a hollow insert, placement of elements made of metals or elements of various metals with shape memory in the insert cavity, placement of a concentrically hollow insert inside the heater body, execution of a spring of metal with shape memory, execution of plates of metals with shape memory the novelty of this technical solution.
В дальнейшем изобретение поясняется примерами его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором схематично изображены различные варианты форсунки с регулируемым давлением впрыска. The invention is further illustrated by examples of its specific implementation with reference to the accompanying drawing, which schematically shows various versions of the nozzle with an adjustable injection pressure.
Во всех рассматриваемых вариантах конструкций форсунки используются отдельные элементы или детали, выполненные из металлов с памятью формы. При достижении некоторой определенной температуры изделия из металлов с памятью формы принимают определенную, наперед заданную геометрическую форму. При уменьшении температуры ниже определенной величины геометрическая форма изделия возвращается к первоначальной. In all considered variants of nozzle designs, individual elements or parts made of metals with shape memory are used. When a certain temperature is reached, metal products with shape memory take on a specific, predetermined geometric shape. When the temperature decreases below a certain value, the geometric shape of the product returns to its original one.
Описанный процесс характеризуется малой инерционностью, высокой чувствительностью к изменению температуры и большим рабочим усилием (более 800 МПа у некоторых металлов). Изделия из металлов с памятью формы выдерживают несколько миллионов рабочих циклов без видимых отклонений от заданных геометрических параметров. Начало восстановления формы зависит от свойства металлов с памятью, а точнее от состава компонентов, входящих в сплав. Например, у никелида титана T 46 H 54 начало восстановления формы происходит при 75oC, а у никелида титана T 45 H 55 при 35oC. Известны устройства, в которых используются детали, выполненные из металлов с памятью формы, например, устройства по а.с. NN 1100423, 1148678, 1137264, 11162215, 1558579, 1560597 и др. Линейные размеры деталей, выполненных из металлов с памятью формы, могут меняться при изменении температуры на 15%
Форсунка двигателя внутреннего сгорания с регулируемым давлением впрыска содержит корпус распылителя 1, внутри которого размещена запорная игла 2, к верхнему концу штанги иглы прилегает нижняя тарелка 3, связанная через пружину 4 с верхней тарелкой 5, снабженной полой вставкой 6, в полости которой размещены элементы 7, выполненные из металлов с памятью формы. В верхней части корпуса размещен регулировочный болт 8. Во внутренней полости корпуса концентрично полой вставке 6 размещен электрический нагреватель 9 и датчик температуры (на чертеже не показан), которые через управляющее устройство (на чертеже также не показан) связаны с датчиками основных параметров работы двигателя (частота вращения, нагрузка, температура уходящих газов и т.д.).The described process is characterized by low inertia, high sensitivity to temperature changes and a large working force (more than 800 MPa for some metals). Metal products with shape memory can withstand several million duty cycles without visible deviations from predetermined geometric parameters. The beginning of shape restoration depends on the properties of metals with memory, and more precisely, on the composition of the components included in the alloy. For example, for titanium nickelide T 46 H 54, the onset of shape recovery occurs at 75 o C, and for titanium nickelide T 45 H 55 at 35 o C. Known devices that use parts made of metals with shape memory, for example, devices for A.S. NN 1100423, 1148678, 1137264, 11162215, 1558579, 1560597, etc. The linear dimensions of parts made of metals with shape memory can vary with temperature by 15%
The nozzle of an internal combustion engine with an adjustable injection pressure contains a spray gun housing 1, inside of which a locking needle 2 is placed, a lower plate 3 is connected to the upper end of the needle rod, connected through a spring 4 to an upper plate 5 provided with a hollow insert 6, in the cavity of which there are elements 7 made of metal with shape memory. An adjustment bolt is placed in the upper part of the casing 8. An electric heater 9 and a temperature sensor (not shown) are placed in the inner cavity of the casing with a concentrically hollow insert 6, which are connected via sensors (not shown) to sensors of the main engine operation parameters ( speed, load, flue gas temperature, etc.).
Как варианты, каждый элемент 7 выполнен из металла со своей определенной температурой перехода из одной геометрической формы в другую, пружина выполнена из металла с памятью формы и обе тарелки 3 и 5 выполнены из металлов с памятью формы. Во всех вариантах каждый элемент, выполненный из металла с памятью формы, "настроен" на определенную температуру перехода в другую форму (например, при 50, 55, 60.80oC).As options, each element 7 is made of metal with its specific transition temperature from one geometric shape to another, the spring is made of metal with shape memory and both plates 3 and 5 are made of metal with shape memory. In all cases, each element made of metal with shape memory is “tuned” to a certain temperature of transition to another shape (for example, at 50, 55, 60.80 o C).
Форсунка работает следующим образом. При подаче в корпус 1 топлива от топливного насоса (показано стрелкой 10) игла 2 поднимается только при определенном давлении топлива, зависящем от затяжки пружины 4. В статическом состоянии (при неработающем двигателе) затяжка пружины 4 осуществляется с помощью регулировочного болта 8. При работе двигателя возрастает температура корпуса распылителя 1, следовательно возрастает и температура элемента (или элементов) 7. Как только температура элемента 7 станет больше температуры перехода элемента 7 в другую геометрическую форму, он увеличивается в размере и перемещает тарелку 5, при этом сжимается пружина 4 и увеличивается давление топлива, при котором производится подъем иглы 2. При размещении в полости вставки 6 нескольких элементов 7, с разными температурами перехода из одной геометрической формы в другую, по мере роста температуры корпуса 1 и полой вставки 6 и самих элементов 7 они будут последовательно увеличиваться в размерах, при этом последовательно будет увеличиваться давление затяжки пружины 4 и давление впрыска. The nozzle works as follows. When fuel is supplied to the housing 1 from the fuel pump (shown by arrow 10), the needle 2 rises only at a certain fuel pressure, depending on the tightening of the spring 4. In the static state (with the engine idle), the spring 4 is tightened with the adjusting bolt 8. When the engine is running the temperature of the atomizer housing 1 increases, therefore the temperature of the element (or elements) also increases. 7. As soon as the temperature of element 7 becomes higher than the temperature of transition of element 7 to another geometric shape, it increases I am in size and moves the plate 5, while the spring 4 is compressed and the fuel pressure increases, at which the needle 2 is raised. When several elements 7 are placed in the insert cavity 6, with different temperatures of transition from one geometric shape to another, as the temperature rises the housing 1 and the hollow insert 6 and the elements 7 themselves, they will sequentially increase in size, while the tightening pressure of the spring 4 and the injection pressure will sequentially increase.
Форсунка может работать также следующим образом. При установке в корпусе форсунки электрического нагревателя 9 и датчика температуры (например, термопара), соединенных с управляющим устройством, управляющее устройство обрабатывает поступающие в него сигналы от датчиков основных параметров двигателя и на основании этих сигналов управляет длительностью и моментом подключения электрического нагревателя 9 к источнику напряжения, а также величиной напряжения. В качестве управляющего устройства может быть использована ЭВМ, связанная с системой использованных механизмов. При росте, например, нагрузки, управляющее устройство подает команду на включение нагревателя 9 и нагрузка нагревателя устанавливается такой, чтобы один или же несколько элементов 7 изменили свою геометрическую форму, обеспечив оптимальное давление затяжки пружины 4, а следовательно и оптимальную величину давления впрыска. The nozzle may also work as follows. When an electric heater 9 and a temperature sensor (for example, a thermocouple) are installed in the nozzle body and connected to the control device, the control device processes the signals received from the sensors of the main engine parameters and, based on these signals, controls the duration and time of connecting the electric heater 9 to the voltage source , as well as the magnitude of the voltage. As a control device, a computer connected to the system of mechanisms used can be used. When, for example, the load increases, the control device gives a command to turn on the heater 9 and the heater load is set so that one or several elements 7 change their geometric shape, ensuring the optimum tightening pressure of the spring 4, and therefore the optimal injection pressure.
Форсунка может также работать следующим образом. При выполнении пружины 4 из металла с памятью формы, при достижении во время работы двигателя определенной температуры в корпусе форсунки 1, большей температуры перехода из одной геометрической формы в другую, пружина 4 стремится вспомнить новую форму (т.е. расшириться), что приводит к увеличению давления впрыска. The nozzle may also work as follows. When the spring 4 is made of metal with shape memory, when the engine reaches a certain temperature in the nozzle housing 1, a higher transition temperature from one geometric shape to another, the spring 4 tends to recall a new shape (i.e., expand), which leads to increase injection pressure.
Форсунка также может работать следующим образом. При выполнении тарелок 3 и 5 из металлов с памятью формы, во время работы двигателя при изменении, например, нагрузки, растет температура корпуса форсунки 1. Как только температура размещенных внутри корпуса тарелок 3 и 5 станет больше, чем температура перехода металла из одной формы в другую, тарелки 3 и 5 последовательно увеличиваются в размере (вдоль оси форсунки) и в результате этого увеличивается затяжка пружины 4, а следовательно возрастает давление впрыска. The nozzle may also work as follows. When plates 3 and 5 are made of metal with shape memory, while the engine is operating, for example, when the load changes, the temperature of the nozzle body increases 1. As soon as the temperature of the plates 3 and 5 placed inside the body becomes higher than the transition temperature of the metal from one form to another, plates 3 and 5 sequentially increase in size (along the axis of the nozzle) and as a result, the tightening of the spring 4 increases, and therefore the injection pressure increases.
По сравнению с прототипом, повышенная эффективность работы форсунки, упрощена конструкция. Compared with the prototype, the increased efficiency of the nozzle, simplified design.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94024159A RU2084684C1 (en) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | Controllable nozzle for injection fuel in internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94024159A RU2084684C1 (en) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | Controllable nozzle for injection fuel in internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94024159A RU94024159A (en) | 1996-03-27 |
| RU2084684C1 true RU2084684C1 (en) | 1997-07-20 |
Family
ID=20157784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94024159A RU2084684C1 (en) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | Controllable nozzle for injection fuel in internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2084684C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105240179A (en) * | 2015-10-23 | 2016-01-13 | 无锡惠发特精密机械有限公司 | Oil injector of diesel engine |
-
1994
- 1994-06-29 RU RU94024159A patent/RU2084684C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Каталог "Топливная аппаратура дизелей серийного производства". Ярославский завод топливной аппаратуры, НТЦ, 1991, с. 27. 2. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. / Справочник. - Л.: Машиностроение, 1990, с. 193. 3. Патент Великобритании N 1328644, кл. F 01 L 1/20, 1973. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105240179A (en) * | 2015-10-23 | 2016-01-13 | 无锡惠发特精密机械有限公司 | Oil injector of diesel engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5419492A (en) | Force balanced electronically controlled fuel injector | |
| US5899136A (en) | Low leakage plunger and barrel assembly for high pressure fluid system | |
| DE3379070D1 (en) | Fuel injection device for compression ignition internal combustion engines | |
| GB2201753A (en) | Piezoelectric fuel injection control valve | |
| US5884848A (en) | Fuel injector with piezoelectric and hydraulically actuated needle valve | |
| KR19990088648A (en) | Fuel injector | |
| US5605289A (en) | Fuel injector with spring-biased control valve | |
| WO1996032585A1 (en) | Fuel injection rate shaping apparatus for a unit injector | |
| EP2184490B1 (en) | Valve assembly for fuel pump | |
| KR20010101060A (en) | Valve for controlling liquids | |
| KR960011097A (en) | Pilot injection quantity control mechanism and pilot injection quantity control method of fuel injection device | |
| WO1997006364A1 (en) | Open nozzle fuel injector having drive train wear compensation | |
| RU2084684C1 (en) | Controllable nozzle for injection fuel in internal combustion engine | |
| US6254103B1 (en) | Seal | |
| US2813752A (en) | Two stage fuel injection nozzle | |
| SU820669A3 (en) | Fuel feeding device | |
| JPS58152161A (en) | Controlling device of fuel injection | |
| RU2084683C1 (en) | Device for automatic control of beginning injection of fuel into internal combustion engine | |
| US5462030A (en) | Encapsulated adjustable rate shaping device for a fuel injection system | |
| EP1464828B1 (en) | Thermal compensator unit for use in a metering device | |
| RU2064073C1 (en) | Nozzle of internal combustion engine | |
| KR100665934B1 (en) | Control element for controlling injection systems | |
| SU1744300A1 (en) | Internal combustion engine atomizer | |
| JPH0347460A (en) | Fuel injection nozzle | |
| JP2571109B2 (en) | Fuel injection pressure control device |