RU219925U1 - Топливная форсунка - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к системам подачи топлива в двигатели внутреннего сгорания, в том числе к топливным форсункам. Топливная форсунка включает корпус форсунки и распылитель, корпус которого притянут к корпусу форсунки гайкой распылителя так, что контакт между корпусом форсунки и корпусом распылителя происходит по уплотнительным поверхностям, ограниченным участками заданной формы и размеров, расположенными ниже уплотнительных поверхностей. Уплотнительные поверхности корпусных деталей образованы алмазоподобным покрытием. Алмазоподобное покрытие может быть нанесено на торцовую поверхность одной из двух сопрягаемых корпусных деталей или на обе сопрягаемые корпусные детали.

Description

Полезная модель относится к системам подачи топлива в двигатели внутреннего сгорания, в том числе к топливным форсункам.

Топливная форсунка (далее - форсунка) конструктивно обычно включает набор корпусных деталей, расположенных последовательно вдоль оси форсунки и прижатых торцами друг к другу за счет осевого усилия, возникающего при затяжке гайки распылители. Минимальный набор таких корпусных деталей содержит корпус форсунки и корпус распылителя. В форсунках систем аккумуляторного типа может добавляться, например, корпус управляющего клапана.

Во всех случаях важным является отсутствие утечек топлива по стыкам - местам контакта торцов корпусных деталей. Осевое усилие ограничивается допустимым моментом затяжки гайки распылителя.

Известно, что для уплотнения стыков типа «металл по металлу» (части корпусов с опорами скольжения или качения) с соблюдением точности взаимного расположения стыкуемых деталей используются герметизирующие составы, в том числе бакелит, белила, сурик и т.д. (Фаттахов Р.А. и др. Уплотнительные устройства. Метод, указания к выполнению курсовых и дипломных проектов конструкторского направления для студентов инженерно-технических специальностей. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2007. - 26 с).

К недостаткам известного решения относится невозможность его применения при сборке форсунок, во-первых, из-за риска попадания частиц герметизирующих составов во внутренние полости форсунок, и, во-вторых, из-за риска промывания герметизирующего состава топливом под высоким давлением. По опыту производства форсунок, заявителю известны случаи промывания топливом канавок на торцах стальных деталей, не имевших никакого покрытия. Это особенно вероятно для систем аккумуляторного типа при давлении топлива от 160 МПа и более.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели - является топливная форсунка, включающая корпус форсунки и распылитель, корпус которого притянут к корпусу форсунки гайкой распылителя так, что контакт между корпусом форсунки и корпусом распылителя происходит по уплотнительным поверхностям, ограниченным участками заданной формы и размеров, расположенными ниже уплотнительных поверхностей (URL: https://azpi.ru/catalog/sistema-vpryska-common-rail/zapasnye-chasti/ (дата опубл.: 03.12.2018)). Упомянутые поверхности часто называют уплотнительными, так как по ним происходит уплотнение стыка корпусных деталей. Ограничение площади уплотнительных поверхностей позволяет повысить удельное давление в контакте при фиксированном моменте затяжки гайки распылителя. По известному решению, занижение, например, на нижнем торце корпуса форсунки выполняют механической обработкой с помощью специальной торцовой фрезы.

К недостаткам известного решения относится трудоемкость операции.

На фиг.1 показан фрагмент операционной карты обработки корпуса форсунки, по которой происходит выполнение в том числе упомянутых занижений;

на фиг.2 - типичная форма занижения, выполняемого на форсунках, находящихся в серийном производстве заявителя. Штриховкой выделена зона обработки.

Общая продолжительность операции составляет более 7 мин, при этом фактическая продолжительность фрезерования занижения составляет 25 с.

Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является устранение недостатков прототипа: создание конструкции топливной форсунки, требующей меньшей продолжительности процесса изготовления.

Техническим результатом осуществления предлагаемой полезной модели является улучшение технологичности конструкции топливной форсунки.

Поставленная задача решается за счет использования в конструкции форсунки корпусных деталей, в которых уплотнительные поверхности на торцах образованы нанесением алмазоподобного покрытия. На те места на торцах, которые не должны участвовать в контакте (не являются уплотнительными), покрытие не наносят.

Из уровня техники известно, что возможно нанесение алмазоподобных покрытий - так называемых DLC-покрытий - общей толщиной, по крайней мере до 20 мкм (см., например, пат. RU 2593561, 16.05.2012). Для создания уплотнительных поверхностей заданной формы и размеров такая толщина покрытия является избыточной: учитывая твердость DLC-покрытий, контакт сопрягаемых деталей по плоскостям и ограниченное осевое усилие сжатия, вероятность продавливания покрытия следует считать пренебрежимо малой. Принципиально необходимо, чтобы уплотнительная поверхность хоть сколько-то возвышалась над остальной поверхностью.

Скорость нанесения алмазоподобных покрытий определяется необходимыми характеристиками покрытий и, в отдельных случаях может составлять до 12 мкм ч (Соловьев А.А. Устройства со скрещенными электрическими и магнитными полями для нанесения тонкопленочных покрытий на подложки большой площади: дисс. канд. техн. наук. - Томск: 2007. - 218 с).

Операция нанесения покрытия является финишной: после нее поверхность механически не обрабатывают.

При этом нанесение покрытия выполняют в камере специальной установки одновременно на нескольких десятках деталей.

Покрытие может быть нанесено как на одну из каждых двух контактирующих поверхностей, так и на обе.

Способ ограничения зоны нанесения покрытия на торцы корпусных деталей может быть любым, известным из уровня техники, и не является предметом охраны по настоящей заявке.

Известно, что алмазоподобные покрытия могут иметь твердость, значительно превышающую как твердость известных герметизирующих составов типа бакелита, сурика, белил и пр., так и твердость материала корпусной детали. Это является гарантией отсутствия промывания топливом высокого давления канавки в стыке и последующей течи топлива из-под стыка.

Новизной в топливной форсунке, предлагаемой в качестве настоящей полезной модели, является применение в конструкции деталей, включающая корпус форсунки и распылитель, корпус которого притянут к корпусу форсунки гайкой распылителя так, что контакт между корпусными деталями происходит по торцовым уплотнительным поверхностям, которые сформированы алмазоподобным покрытием.

Указанный признак является новым, существенным, неочевидным и промышленно выполнимым и направлен на решение поставленной полезной моделью технической задачи.

Конструкция топливной форсунки, предлагаемой в соответствии с заявляемой полезной моделью, поясняется чертежами.

На фиг.3 показан нижний торец корпуса топливной форсунки, серийно выпускаемой заявителем, на которой штриховкой выделена зона нанесения алмазоподобного покрытия (уплотнительная поверхность).

Топливная форсунка работает следующим образом.

В процессе изготовления корпусных деталей - корпуса форсунки и корпуса распылителя - на одну или на обе детали наносят алмазоподобное покрытие, образующее одну или две уплотнительных поверхности заданной формы и размеров.

После сборки форсунки контакт корпусных деталей происходит по поверхностям с нанесенным покрытием.

Пример осуществления полезной модели

Наносили алмазоподобное покрытие на нижний торец корпуса форсунки модели А-04-001-00-00-01. В камеру установки загружали одновременно 260 корпусов форсунок. Продолжительность процесса нанесения составляла 75 мин, минимальная толщина нанесенного покрытия 11 мкм.

Продолжительность покрытия одной детали: 17,3 с.

Выигрыш, по времени, по сравнению с традиционной технологией, составил 7,7 с. В условиях крупносерийного производства это имеет значение. Дополнительно имеет место экономия режущего и мерительного инструмента.

Предлагаемая конструкция топливной форсунки готовится к внедрению на Алтайском заводе прецизионных изделий.

Claims (1)

1. Топливная форсунка, включающая корпус форсунки и распылитель, корпус которого притянут к корпусу форсунки гайкой распылителя так, что контакт между корпусом форсунки и корпусом распылителя происходит по уплотнительным поверхностям, ограниченным участками заданной формы и размеров, расположенными ниже уплотнительных поверхностей, отличающаяся тем, что уплотнительные поверхности корпуса распылителя и корпуса форсунки образованы алмазоподобным покрытием, при этом алмазоподобное покрытие нанесено на обе контактирующие поверхности корпуса распылителя и корпуса форсунки.

Images