RU2102628C1

RU2102628C1 - Spray tip of nozzle for internal combustion engine

Info

Publication number: RU2102628C1
Application number: RU96106156A
Authority: RU
Inventors: Валентин Михайлович Гундоров; Игорь Львович Индрупский; Вадим Михайлович Костылев; Павел Леонидович Новожилов
Original assignee: Валентин Михайлович Гундоров; Игорь Львович Индрупский; Вадим Михайлович Костылев; Павел Леонидович Новожилов
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; fuel injection devices of diesel engines. SUBSTANCE: spray tip has cone with conical seat and needle with throttling-shutoff and buffer cones. Owing to making of circular groove on buffer cone surface which adjoins directly the base of throttling-shutoff cone over locking edge line, service life of nozzle is increased. EFFECT: high manufacturability of construction. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, конкретно к топливовпрыскивающей аппаратуре дизелей. The invention relates to the field of engine engineering, specifically to fuel-injection equipment of diesel engines.

Известен распылитель форсунки дизеля, содержащий корпус с коническим седлом и размещенную в нем иглу с запирающей кромкой, образованной пересечением двух конических поверхностей, примыкающей к поверхности седла и обеспечивающей по линии их контакта запирание топлива [1] При этом между углами конусов иглы и седла имеется определенная разность: угол конуса иглы, расположенного ниже запирающей кромки (в направлении потока топлива), на 0,5-4^o больше угла седла корпуса распылителя, а угол конуса иглы, расположенного выше запирающей кромки, на 10-20^o меньше угла седла.Known spray nozzle of a diesel engine containing a housing with a conical seat and a needle placed in it with a locking edge formed by the intersection of two conical surfaces adjacent to the surface of the seat and providing fuel locking along the contact line [1] There is a certain angle between the corners of the needle and saddle cones difference: the angle of the needle cone located below the locking edge (in the direction of fuel flow) is 0.5-4 ^o more than the angle of the seat of the atomizer body, and the angle of the needle cone located above the locking edge is 10-2 0 ^o less than the angle of the saddle.

Указанное соотношение углов конусов иглы и седла корпуса распылителя предполагает для конуса иглы, расположенного ниже запирающей кромки, выполнение двух функций: обеспечение дросселирования потока топлива, а также его запирание, т.е. этот конус является дроссельно-запорным, по поверхности которого происходит в дальнейшем приработка иглы с седлом корпуса распылителя. The specified ratio of the angles of the cones of the needle and the saddle of the atomizer body assumes for the needle cone located below the locking edge, two functions: providing throttling of the fuel flow, as well as its locking, i.e. this cone is a throttle-locking, on the surface of which thereafter, the running-in of the needle with the seat of the atomizer body occurs.

В результате этой приработки зона их контакта перемещается от запирающей кромки вниз при соответствующем уменьшении диаметра действительной окружности запирания. Такое явление при износе конусов распылителя приводит к снижению давления начала впрыскивания Pфо, потере способности к дробящему впрыскиванию и нарушению герметичности форсунки, что резко ухудшает мощностные, экономические и экологические показатели дизеля и является критерием исчерпания ресурса распылителя. As a result of this running-in, the zone of their contact moves from the locking edge downward with a corresponding decrease in the diameter of the actual locking circle. Such a phenomenon, when the sprayer cones are worn, leads to a decrease in the injection start pressure Pfo, loss of the ability to crush injection and a violation of the tightness of the nozzle, which sharply worsens the power, economic and environmental performance of the diesel engine and is a criterion for the exhaustion of the sprayer resource.

В связи с изложенным актуальной является проблема повышения ресурсов распылителя за счет уменьшения интенсивности приработки запирающего сопряжения иглы с седлом корпуса путем изменения конструкции распылителя. In connection with the foregoing, the problem of increasing the resources of the sprayer by reducing the running-in time of the locking pairing of the needle with the saddle of the body by changing the design of the sprayer is relevant.

Попыткой такого решения является известная конструкция распылителя [2] Отличительной особенностью данной конструкции является выполнение конуса иглы, расположенного выше запирающей кромки, с углом, максимально приближенным к углу седла. В этом случае, при посадке иглы на седло, топливо, находящееся в узком щелевом зазоре между седлом и упомянутым конусом иглы, выполняет роль гидравлического буфера, ослабляющего ударную нагрузку и, за счет этого, снижающего износ в сопряжении дроссельно-запорного конуса иглы с седлом. Из гидравлики известно, что жидкость, находящаяся в узких щелевых зазорах, приобретает свойства квазитвердого тела, обладающего высокой несущей способностью и выдерживающего значительные сжимающие нагрузки [3]
Однако отмеченный, теоретически обоснованный положительный эффект не может быть достигнут в известной реальной конструкции распылителя, т.к. выполнение запирающей кромки иглы геометрически точной круглой формы путем пересечения конусов с углами, максимально близкими по величине, технологически неосуществимо.An attempt to such a solution is the known atomizer design [2]. A distinctive feature of this design is the implementation of the needle cone located above the locking edge, with an angle as close to the angle of the saddle. In this case, when the needle is planted on the seat, the fuel located in the narrow gap between the seat and the needle cone acts as a hydraulic buffer that weakens the shock load and, thereby, reduces wear in the conjugation of the needle throttle-lock cone with the seat. It is known from hydraulics that a liquid located in narrow slotted gaps acquires the properties of a quasi-solid body with a high bearing capacity and withstanding significant compressive loads [3]
However, the noted theoretically substantiated positive effect cannot be achieved in the well-known real atomizer design, since the execution of the locking edge of the needle of a geometrically accurate round shape by intersecting the cones with angles as close as possible in magnitude is not technologically feasible.

Целью изобретения является разработка технологичной конструкции распылителя с повышенным его ресурсом. The aim of the invention is the development of technological design of the atomizer with its increased resource.

Цель достигается тем, что в распылителе, включающем корпус с коническим седлом и размещенную в нем иглу, содержащую дроссельно-запорный конус с углом, большим угла седла, контактирующий своим основанием с седлом по линии запирающей кромки, и буферный в форме усеченного корпуса, примыкающий малым основанием к основанию дроссельно-запорного конуса и расположенный с зазором относительно седла, согласно изобретению на поверхности буферного конуса выполнена кольцевая канавка, прилегающая непосредственно к основанию дроссельно-запорного конуса по линии запирающей кромки. The goal is achieved by the fact that in the atomizer, comprising a housing with a conical seat and a needle placed in it, containing a throttle-locking cone with an angle greater than the angle of the saddle, contacting its base with the saddle along the line of the locking edge, and a buffer in the form of a truncated housing, adjacent small according to the invention, an annular groove is made on the surface of the buffer cone, which is adjacent directly to the base of the throttle-locking cone noosa along the line of the locking edge.

На фиг. 1 в разрезе изображен предлагаемый распылитель. Распылитель включает корпус 1 с коническим седлом 2, имеющим угол α переходящим в колодец 3. В корпусе 1 размещена игла 4, содержащая дроссельно-запорный конус 5 с углом b большим a контактирующий своим основанием с седлом 2 по линии запирающей кромки 6. К основанию конуса 5 иглы 4 примыкает буферный конус 7 с образованием зазора 8 между его боковой поверхностью и седлом 2. Для повышения эффективности буферный конус 7 предпочтительнее выполнять с углом g большим угла a седла 2. In FIG. 1 is a sectional view of the atomizer according to the invention. The sprayer includes a housing 1 with a conical seat 2 having an angle α turning into a well 3. In the housing 1 there is a needle 4 containing a throttle-locking cone 5 with an angle b large a contacting its base with the seat 2 along the line of the locking edge 6. To the base of the cone 5 of the needle 4 adjoins the buffer cone 7 with the formation of a gap 8 between its side surface and the seat 2. To increase the efficiency of the buffer cone 7, it is preferable to perform with an angle g greater than the angle a of the saddle 2.

Принципиальной особенностью конструкции является то, что на поверхности буферного конуса 7 иглы 4 выполнена кольцевая канавка 9, прилегающая непосредственно к основанию дроссельно-запорного конуса 5 по линии запирающей кромки 6. A fundamental design feature is that on the surface of the buffer cone 7 of the needle 4, an annular groove 9 is made adjacent directly to the base of the throttle-locking cone 5 along the line of the locking edge 6.

Данное техническое решение позволяет раздельно, технологически независимо друг от друга выполнять буферный конус и запирающую кромку, гарантируя геометрически точную ее форму, принципиально необходимую для обеспечения работоспособности распылителя. This technical solution allows separate, technologically independent from each other to execute a buffer cone and a locking edge, guaranteeing its geometrically accurate shape, which is fundamentally necessary for ensuring the operability of the sprayer.

В процессе эксплуатации первоначальное запирание топлива иглой 4 осуществляется по запирающей кромке 6 дроссельно-запорного конуса 5, контактирующей с седлом 2. В дальнейшем происходит постепенная приработка конуса 5 с седлом 2, которая в конечном счете приводит к исчерпанию ресурса распылителя. Однако наличие буферного конуса 7 иглы 4, расположенного с зазором 8 относительно седла 2, резко ослабляет ударную нагрузку при контактировании конуса 5 с седлом 2 за счет демпфирующего действия щелевого зазора 8, заполненного топливом. Особенно эффективно демпфирующее действие буферного конуса 7 в случае выполнения его с углом g большим угла a седла 2. В результате этого явления соответственно снижается интенсивность приработки сопряжения поверхности дроссельно-запорного конуса 5 с седлом 2, что обеспечивает увеличение ресурса работы распылителя. During operation, the initial locking of the fuel with the needle 4 is carried out along the locking edge 6 of the throttle-locking cone 5 in contact with the seat 2. Subsequently, the cone 5 is gradually run in with the seat 2, which ultimately leads to the exhaustion of the atomizer resource. However, the presence of the buffer cone 7 of the needle 4, located with a gap 8 relative to the seat 2, sharply reduces the shock load when the cone 5 is in contact with the seat 2 due to the damping effect of the gap gap 8 filled with fuel. The damping effect of the buffer cone 7 is especially effective if it is executed with an angle g greater than the angle a of the seat 2. As a result of this phenomenon, the running-in time of the interface between the surface of the throttle-locking cone 5 and the seat 2 decreases, which ensures an increase in the service life of the atomizer.

В случае необходимости, для еще большего увеличения ресурса распылителя, на поверхности дроссельно-запорного конуса 5 иглы 4 может быть выполнена кольцевая канавка 10 (фиг. 2), разделяющая ее на запирающий 11 и дросселирующий 12 пояски и устанавливающая таким образом границу возможного уменьшения диаметра окружности запирания. If necessary, to further increase the life of the spray gun, an annular groove 10 (Fig. 2) can be made on the surface of the throttle-locking cone 5 of the needle 4, dividing it into a locking 11 and throttling belt 12 and thus setting the boundary for a possible reduction in the diameter of the circle locking.

Испытание предлагаемой конструкции распылителя подтвердило простоту реализации и высокую эффективность технического решения. Testing of the proposed atomizer design confirmed the simplicity of implementation and the high efficiency of the technical solution.

Claims

1. The nozzle atomizer for an internal combustion engine, comprising a housing with a conical seat and a needle placed therein, containing a throttle-locking cone with an angle greater than the angle of the saddle, contacting its base with the saddle along the line of the locking edge, and a buffer in the form of a truncated cone, adjacent a small base to the base of the throttle-locking cone and located with a gap relative to the seat, characterized in that an annular groove is made on the surface of the buffer cone adjacent directly to the base of the throttle a locking cone along the line of the locking edge.

2. The sprayer according to claim 1, characterized in that the buffer cone is made with an angle greater than the angle of the saddle.

3. The sprayer according to claim 1, characterized in that an annular groove is made on the surface of the throttle-locking cone, dividing it into locking and throttling belts.