RU2240439C1 - Nozzle of multifuel diesel engine - Google Patents

Nozzle of multifuel diesel engine Download PDF

Info

Publication number
RU2240439C1
RU2240439C1 RU2003109424/06A RU2003109424A RU2240439C1 RU 2240439 C1 RU2240439 C1 RU 2240439C1 RU 2003109424/06 A RU2003109424/06 A RU 2003109424/06A RU 2003109424 A RU2003109424 A RU 2003109424A RU 2240439 C1 RU2240439 C1 RU 2240439C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
locking
channels
needle
conical surface
edges
Prior art date
Application number
RU2003109424/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003109424A (en
Inventor
В.И. Мальчук (RU)
В.И. Мальчук
Original Assignee
Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет) filed Critical Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет)
Priority to RU2003109424/06A priority Critical patent/RU2240439C1/en
Publication of RU2003109424A publication Critical patent/RU2003109424A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2240439C1 publication Critical patent/RU2240439C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mechanical engineering; diesel engines.
SUBSTANCE: proposed nozzle of multifuel diesel engine has body with channels to supply main fuel and additional spray tip combined with body and provided with corresponding channels for main fuel and addition. Spring-loaded needle is installed in inner space of body provided with conical surface in contact with locking conical surface of spray tip body and forming with spray tip body pocket space and underneedle space and is provided with axial channel to supply additional which can communicate with underneedle space through radial inclined channels whose outlet edges are located on locking conical surface of locking needle and communicate through additional radial channels with ring channel formed between surfaces of spray tip body and locking needle and communicating with pocket space by main fuel supply channels and atomizing crifices of first group made in spray tip body whose inlet edges are arranged in underneedle space. Spray tip body is provided additionally with atomizing orifices of second group whose inlet edges are located on locking conical surface of spray tip in zone between sections with diameter Do.e. of location of outlet edges of radial inclined channels and diameter Dl.e. of location of locking edge of spray tip locking needle.
EFFECT: provision of simultaneous correction of mixture content and re-distribution of fuels among zones of combustion chamber.
5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области автотракторного машиностроения, в частности к двигателестроению, и может быть использовано при производстве дизелей.The invention relates to the field of automotive engineering, in particular to engine building, and can be used in the manufacture of diesel engines.

Известна форсунка для дизеля, которая содержит корпус с каналами для подвода запального и основного топлив, карман, дополнительную полость, выполненную у основания запирающей кромки распылителя и связанную с карманом кольцевым каналом, а также с каналом подвода основного топлива, и распыливающие отверстия (см. патент РФ № 2029128, М.кл. F 02 M 43/04, опубл. 1995 г.).Known nozzle for a diesel engine, which contains a housing with channels for supplying ignition and main fuels, a pocket, an additional cavity made at the base of the locking edge of the atomizer and connected with the pocket by an annular channel, as well as with the main fuel supply channel, and spray holes (see patent RF No. 2029128, M.C. F 02 M 43/04, publ. 1995).

Данная конструкция хотя и позволяет осуществлять совместную независимую подачу основного и запального топлив и изменение состава смеси, поступающей в камеру сгорания дизеля за время рабочего цикла, а также улучшать экологические характеристики дизеля, не позволяет организовать рациональное перераспределение используемых двух топлив по зонам камеры сгорания с учетом режима работы двигателя, особенностей конструкции камеры сгорания и расположения форсунки в ней.Although this design allows joint independent supply of the main and pilot fuels and a change in the composition of the mixture entering the diesel combustion chamber during the working cycle, as well as improving the environmental characteristics of the diesel engine, it is not possible to organize a rational redistribution of the two fuels used in the zones of the combustion chamber, taking into account the mode engine operation, design features of the combustion chamber and the location of the nozzle in it.

Известна форсунка для дизеля, выбранная в качестве прототипа, которая содержит корпус с каналами подвода основного и запального топлив, распылитель с каналом подвода основного топлива, сообщенным с полостью кармана между корпусом распылителя и поверхностью подпружиненной иглы, и с каналом подвода запального топлива, сообщенным с центральным осевым каналом и радиальными каналами, выполненными в теле иглы. При этом полость кармана имеет возможность сообщаться посредством канала кольцевого сечения с полостью, расположенной у основания запирающей кромки иглы. Для подачи топливной смеси в камеру сгорания в форсунке выполнены распыливающие отверстия (см. А.С. СССР № 1530801, М.кл. F 02 M 43/04, опубл. 1989 г.).Known nozzle for a diesel engine, selected as a prototype, which contains a housing with channels for supplying primary and pilot fuels, a spray with a channel for supplying primary fuel in communication with a pocket cavity between the body of the sprayer and the surface of the spring-loaded needle, and with a channel for supplying pilot fuel in communication with a central axial channel and radial channels made in the body of the needle. In this case, the pocket cavity has the ability to communicate through an annular channel with a cavity located at the base of the locking edge of the needle. To supply the fuel mixture to the combustion chamber, spray nozzles are made in the nozzle (see AS USSR No. 1530801, Mcl F 02 M 43/04, publ. 1989).

Недостаток указанной конструкции состоит в том, что она хотя и дает возможность изменять состав смеси, подаваемой в камеру сгорания в процессе рабочего цикла, но при этом не позволяет осуществлять коррекцию распределения используемых двух топлив по зонам камеры сгорания.The disadvantage of this design is that although it makes it possible to change the composition of the mixture supplied to the combustion chamber during the working cycle, it does not allow for the correction of the distribution of the two fuels used over the zones of the combustion chamber.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является достижение возможности одновременных как коррекции состава смеси, подаваемой в дизель за время рабочего цикла, так и перераспределения используемых топлив по зонам камеры сгорания, обеспечивая в заданный момент времени подачу смеси с различным составом в различные зоны камеры сгорания.The technical problem to which the invention is directed is to achieve the possibility of simultaneously correcting the composition of the mixture supplied to the diesel during the duty cycle, and redistributing the fuels used in the zones of the combustion chamber, providing at a given point in time a mixture with different composition in different zones of the chamber combustion.

Решение указанной технической задачи становится возможным благодаря тому, что в форсунке многотопливного дизеля, содержащей корпус с каналами подвода основного топлива и присадки и совмещенный с ним распылитель, в корпусе которого выполнены соответствующие каналы для подвода основного топлива и присадки, а в его внутренней полости установлена подпружиненная запирающая игла, выполненная с конической поверхностью, контактирующей с запирающей конической поверхностью корпуса распылителя, образующая с корпусом распылителя полость кармана и подыгольный объем и выполненная с осевым каналом для подвода присадки, имеющим возможность сообщения с подыгольным объемом с помощью радиальных наклонных каналов, выходные кромки которых размещены на запирающей конической поверхности запирающей иглы, а посредством дополнительных радиальных каналов - с кольцевым каналом, образованным между поверхностями корпуса распылителя и запирающей иглы и сообщенным с полостью кармана каналами подвода основного топлива, и распыливающие отверстия первой группы, выполненные в корпусе распылителя, входные кромки которых расположены в подыгольном объеме, согласно изобретению в корпусе распылителя дополнительно выполнены распыливающие отверстия второй группы, входные кромки которых расположены на запирающей конической поверхности распылителя в зоне между сечениями с диаметром Dкр расположения выходных кромок радиальных наклонных каналов и диаметра Dзк расположения запирающей кромки запирающей иглы распылителя.The solution of this technical problem becomes possible due to the fact that in the nozzle of a multi-fuel diesel engine containing a housing with channels for supplying the main fuel and additives and a sprayer combined with it, in the body of which there are corresponding channels for supplying the main fuel and additives, and a spring-loaded one is installed in its internal cavity a locking needle made with a conical surface in contact with the locking conical surface of the atomizer body, forming a karma cavity with the atomizer body on and under the needle volume and made with an axial channel for supplying an additive having the ability to communicate with the needle volume using radial inclined channels, the output edges of which are placed on the locking conical surface of the locking needle, and by means of additional radial channels with an annular channel formed between the housing surfaces the sprayer and the locking needle and the main fuel supply channels connected to the pocket cavity, and the spraying holes of the first group, made in the spray housing ator, front edges of which are located in a sub-screen, according to the invention in case the sprayer further adapted spattering openings of the second group, input edges are arranged on the locking conical surface atomizer in the zone between the sections with the diameter D cr arrangement outlet edges of the radial inclined channels and diameter D Visc location locking edge of the nozzle locking needle.

Решение указанной технической задачи достигается также за счет того, что согласно варианту исполнения в форсунке на конической поверхности запирающей иглы в зоне расположения выходных кромок радиальных наклонных каналов дополнительно выполнена профилированная кольцевая проточка.The solution of this technical problem is also achieved due to the fact that according to an embodiment in the nozzle on the conical surface of the locking needle in the area of the output edges of the radial inclined channels, a profiled annular groove is additionally made.

Кроме этого, решение поставленной технической задачи достигается также тем, что согласно вариантам исполнения в форсунке профилированная кольцевая проточка дополнительно выполнена в зоне расположения выходных кромок радиальных наклонных каналов запирающей иглы на запирающей конической поверхности корпуса распылителя либо самостоятельно, либо в сочетании с профилированной кольцевой проточкой на конической поверхности запирающей иглы в той же зоне расположения.In addition, the solution of the technical problem is also achieved by the fact that according to the versions in the nozzle, the profiled annular groove is additionally made in the area of the output edges of the radial inclined channels of the locking needle on the locking conical surface of the atomizer body, either independently or in combination with a profiled circular groove on the conical the surface of the locking needle in the same location zone.

Согласно изобретению в следующем варианте исполнения в форсунке профилированная кольцевая проточка дополнительно выполнена на конической поверхности запирающей иглы в зоне расположения входных кромок распыливающих отверстий второй группы.According to the invention, in the next embodiment, in the nozzle, the profiled annular groove is additionally made on the conical surface of the locking needle in the area of the entrance edges of the spray holes of the second group.

Согласно изобретению в другом варианте исполнения в форсунке профилированная кольцевая проточка дополнительно выполнена на запирающей конической поверхности корпуса распылителя в зоне расположения входных кромок распыливающих отверстий второй группы.According to the invention, in another embodiment, in the nozzle, the profiled annular groove is additionally made on the locking conical surface of the atomizer body in the area of the entrance edges of the spray holes of the second group.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет того, что в корпусе распылителя наряду с распыливающими отверстиями первой группы выполнены отверстия второй группы, входные кромки которых расположены на запирающей конической поверхности корпуса распылителя и при этом размещены в зоне между двумя сечениями, определяемыми диаметрами Dкр и Dзк. При работе форсунки с такими конструктивными особенностями в разных ее полостях в результате смешения основного топлива с присадкой образуются топливные смеси, характеризующиеся различными составами, а именно составами с коэффициентами K1 и K2. Присадка к основному топливу поступает как в зону смешения в кольцевом канале распылителя, так и в зону размещения входных кромок распыливающих отверстий второй группы, определяемую двумя сечениями с соответствующими диаметрами, а также в подыгольный объем с распыливающими отверстиями первой группы. При этом в зависимости от высоты подъема запирающей иглы, а иначе от периода рабочего цикла, значения коэффициентов K1 и К2 будут изменять свое значение. В результате в различные зоны камеры сгорания, в которые под соответствующими углами α и β ориентированы своими геометрическими осями распыливающие отверстия первой и второй групп, будут впрыскиваться струи топливной смеси, различные по составу, соответствующие значения коэффициентов K1 и К2 которых также при этом будут переменными в течение периода рабочего цикла.The solution of the technical problem is achieved due to the fact that in the sprayer housing along with the spraying holes of the first group, holes of the second group are made, the input edges of which are located on the locking conical surface of the sprayer housing and are located in the area between two sections determined by the diameters D cr and D zk . When the nozzle with such design features in different cavities as a result of mixing the main fuel with the additive, fuel mixtures are formed, characterized by different compositions, namely, compositions with coefficients K 1 and K 2 . The additive to the main fuel enters both the mixing zone in the annular channel of the atomizer and the zone of placement of the input edges of the spray holes of the second group, defined by two sections with the corresponding diameters, as well as in the needle room with the spray holes of the first group. Moreover, depending on the lifting height of the locking needle, and otherwise on the period of the working cycle, the values of the coefficients K 1 and K 2 will change their value. As a result, in different zones of the combustion chamber, into which the spray holes of the first and second groups are oriented at the corresponding angles α and β, jet of fuel mixture will be injected, different in composition, the corresponding values of the coefficients K 1 and K 2 which will also be variables during the work cycle period.

Таким образом, предлагаемая форсунка отвечает концепции, разработанной в МАДИ (ГТУ) и изложенной в научной литературе (см. Луканин В.Н., Мальчук В.И. “Концепция зонального смесеобразования и методы ее реализации в многотопливном дизеле.// Совершенствование рабочих процессов и конструкции автомобильных и тракторных двигателей.”// Сборник научных трудов МАДИ - М. - 1989 г., с.5-12).Thus, the proposed nozzle meets the concept developed at MADI (GTU) and set forth in the scientific literature (see V. Lukanin, V. I. Malchuk, “The concept of zone mixture formation and methods for its implementation in a multi-fuel diesel engine. // Improving work processes and design of automobile and tractor engines. ”// Collection of scientific works of MADI - M. - 1989, p.5-12).

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез форсунки; на фиг.2 изображен выносной элемент I на фиг.1; на фиг.3-6 представлены различные варианты исполнения форсунки на выносном элементе I.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal section of a nozzle; figure 2 shows the remote element I in figure 1; figure 3-6 presents various embodiments of the nozzle on the remote element I.

На чертежах приняты следующие обозначения:In the drawings, the following notation:

α и β - углы наклона геометрических осей распыливающих отверстий первой и второй групп соответственно по отношению к геометрической оси форсунки; пунктирными линиями отмечены сечения форсунки, определяющие диаметры Dзк и Вкр.α and β are the angles of inclination of the geometric axes of the spray holes of the first and second groups, respectively, with respect to the geometric axis of the nozzle; dotted lines mark the nozzle sections defining the diameters D zk and B cr .

Форсунка для многотопливного дизеля содержит корпус 1 с каналами 2 и 3 подвода основного топлива и присадки соответственно, распылитель 4, в корпусе 5 которого выполнены соответствующие каналы 6 и 7 для подвода основного топлива и присадки, а в его внутренней полости (не показана) установлена запирающая игла 8, подпружиненная посредством пружины 9. Запирающая игла 8 выполнена с запирающей конической поверхностью 10 (см. фиг.2), контактирующей с запирающей конической поверхностью 11 корпуса 5 распылителя 4 и образующая с корпусом 5 полость кармана 12 и подыгольный объем 13. В запирающей игле 8 выполнен осевой канал 14, сообщенный с каналом 7 для подвода присадки в корпусе 5 с помощью радиальных каналов 15 и кольцевой проточки 16 и который, кроме этого, имеет возможность сообщаться с подыгольным объемом 13 с помощью радиальных наклонных каналов 17. При этом выходные кромки 18 последних размещены на запирающей конической поверхности 10 запирающей иглы 8. Кроме этого, осевой канал 14 запирающей иглы 8 сообщается посредством дополнительных радиальных каналов 19 с кольцевым каналом 20, образованным между соответствующими цилиндрическими поверхностями 22 и 21 корпуса 5 распылителя 4 и запирающей иглы 8. При этом кольцевой канал 20 сообщается с полостью кармана 12 и каналами 2 и 6, предусмотренными для подвода основного топлива. В нижней части корпуса 5 распылителя 4 выполнены распыливающие отверстия 23 первой группы, входные кромки 24 которых расположены в подыгольном объеме 13. Согласно изобретению в корпусе 5 распылителя 4 дополнительно выполнены распыливающие отверстия 25 второй группы, входные кромки 26 которых расположены на запирающей конической поверхности 11 корпуса 5 распылителя 4 в зоне между сечениями с диаметром Dкр расположения выходных кромок 18 радиальных наклонных каналов 17 и диаметра Dзк расположения запирающей кромки 27 запирающей иглы 8 распылителя 4. Геометрические оси распыливающих отверстий 23 и 25 первой и второй групп соответственно расположены под соответствующими углами α и β наклона по отношению к геометрической оси форсунки.The nozzle for a multi-fuel diesel engine contains a housing 1 with channels 2 and 3 for supplying the main fuel and additives, respectively, a sprayer 4, in the housing 5 of which the corresponding channels 6 and 7 are made for supplying the main fuel and additives, and a locking device is installed in its internal cavity (not shown) the needle 8, spring-loaded by means of the spring 9. The locking needle 8 is made with a locking conical surface 10 (see figure 2) in contact with the locking conical surface 11 of the housing 5 of the atomizer 4 and forming the cavity of the pocket 12 with the housing 5 and the needle volume 13. In the locking needle 8, an axial channel 14 is made, communicated with the channel 7 for supplying the additive in the housing 5 using radial channels 15 and the annular groove 16 and which, in addition, has the ability to communicate with the needle volume 13 using radial inclined channels 17. The output edges 18 of the latter are located on the locking conical surface 10 of the locking needle 8. In addition, the axial channel 14 of the locking needle 8 is communicated through additional radial channels 19 with an annular channel 20 formed between respective cylindrical surfaces 22 and 21 of the atomizer housing 5 and 4 the locking needles 8. In this case, the annular passageway 20 communicates with the cavity pocket 12 and channels 2 and 6, provided for supplying main fuel. In the lower part of the housing 5 of the sprayer 4 there are made spray holes 23 of the first group, the inlet edges 24 of which are located in the needle room 13. According to the invention, in the housing 5 of the sprayer 4 there are additionally made spray holes 25 of the second group, the inlet edges 26 of which are located on the locking conical surface 11 of the housing 5 of the nozzle 4 in the zone between the cross-sections with a diameter D cr of the outlet edges 18 of the radial oblique channels 17 and a diameter D c of the location of the locking edge 27 of the locking needle 8 of the spray 4. The geometric axis of the spray holes 23 and 25 of the first and second groups, respectively, are located at the corresponding angles α and β of inclination with respect to the geometric axis of the nozzle.

Согласно варианту (см. фиг.3) форсунка может быть выполнена так, что на запирающей поверхности 10 запирающей иглы 8 в зоне расположения выходных кромок 18 радиальных наклонных каналов 17 дополнительно выполнена профилированная кольцевая проточка 28.According to a variant (see FIG. 3), the nozzle can be made so that on the locking surface 10 of the locking needle 8 in the area of the output edges 18 of the radial inclined channels 17, a profiled annular groove 28 is additionally made.

Согласно другому возможному варианту форсунка может конструктивно иметь профилированную кольцевую проточку 29, которая дополнительно выполнена в зоне расположения выходных кромок 18 радиальных наклонных каналов 17 запирающей иглы 8 на запирающей конической поверхности 11 корпуса 5 распылителя 4, причем как самостоятельно (см. фиг.4), так и в комплексе с профилированной кольцевой проточкой 28 запирающей иглы 8 (на чертежах описанный вариант не показан). При этом выходные кромки 18 радиальных наклонных каналов 17 могут располагаться в зоне профилированной кольцевой проточки 29 как полностью, так и частично.According to another possible embodiment, the nozzle may structurally have a profiled annular groove 29, which is additionally made in the area of the output edges 18 of the radial inclined channels 17 of the locking needle 8 on the locking conical surface 11 of the housing 5 of the sprayer 4, both independently (see figure 4), and in combination with a profiled annular groove 28 of the locking needle 8 (in the drawings the described option is not shown). In this case, the output edges 18 of the radial inclined channels 17 can be located in the area of the profiled annular groove 29 both fully and partially.

Согласно еще одному варианту в форсунке на конической поверхности 10 запирающей иглы 8 в зоне расположения входных кромок 26 распыливающих отверстий 25 второй группы также может быть выполнена профилированная кольцевая проточка 30 (см. фиг.5).According to another embodiment, a profiled annular groove 30 can also be made in the nozzle on the conical surface 10 of the locking needle 8 in the area of the inlet edges 26 of the spray holes 25 of the second group (see FIG. 5).

В качестве развития описанного выше варианта одновременно с профилированной кольцевой проточкой 30 запирающей иглы 8 на конической поверхности 11 корпуса 5 распылителя 4 выполнена дополнительно профилированная проточка 31.As a development of the option described above, simultaneously with the profiled annular groove 30 of the locking needle 8, an additional profiled groove 31 is made on the conical surface 11 of the housing 5 of the atomizer 4.

При совместной подаче основного топлива и присадки форсунка работает следующим образом.When supplying the main fuel and the additive together, the nozzle works as follows.

На рабочих режимах дизеля основное топливо и присадка одновременно или с некоторым относительным запаздыванием, что определяется характеристиками впрыскивания, которые должна обеспечить топливная аппаратура, подаются насосами (на чертежах не показаны) к корпусу 1 форсунки и по соответствующим каналам 2 и 3 подвода достигают корпуса 5 распылителя 4. Далее основное топливо по каналу 6 через полость кармана 12 и кольцевой канал 20, а присадка по каналу 7 посредством кольцевой проточки 16 и радиальных каналов 15 и затем по осевому каналу 14 поступают к запирающим коническим поверхностям 10 и 11. В результате подачи топлив к распылителю 4 в полостях его корпуса 5 происходит повышение давления, при превышении которым усилия затяжки пружины 9 происходит подъем запирающей иглы 8. В результате к распыливающим отверстиям 23 и 25 первой и второй групп соответственно поступает энергоноситель. При этом в месте выхода радиальных каналов 19 в кольцевой канал 20 образуется смесь топлива и присадки, состав которой можно характеризовать коэффициентом K1 и которая по зазору между запирающими коническими поверхностями 10 и 11 достигает распыливающих отверстий 25 второй группы и далее впрыскивается в камеру сгорания дизеля. Во время этого процесса часть смеси, минуя распыливающие отверстия 25 второй группы, по зазору между запирающими коническими поверхностями 10 и 11 поступает в подыгольный объем 13 и к распыливающим отверстиям 23 первой группы. Одновременно с описанным процессом (или с некоторым относительным смещением по времени) по осевому каналу 14 и радиальным наклонным каналам 17 запирающей иглы 8 в зазор между запирающими коническими поверхностями 10 и 11 в зоне, расположенной ниже (по течению топлива) распыливающего отверстия 25 второй группы, поступает дополнительное количество присадки, которая смешивается со смесью с коэффициентом K1. В результате в упомянутом зазоре образуется новая смесь, состав которой можно характеризовать коэффициентом К2 и в которой содержание присадки увеличено по сравнению с составом смеси K1. Новая смесь состава К2 достигает подыгольного объема 13 и далее через распиливающие отверстия 23 первой группы поступает в камеру сгорания дизеля. Соотношение углов α и β наклона геометрических осей соответствующих распыливающих отверстий 23 и 25 первой и второй групп диктуется как конкретными конструктивными особенностями камеры сгорания того или иного дизеля, так и другими соображениями, касающимися выбора зон камеры сгорания, в которую следует подавать тот или иной состав топливной смеси. Следовательно, отмеченное соотношение углов α и β может быть любым, конструктивно оправданным.In diesel operating conditions, the main fuel and additive at the same time or with some relative delay, which is determined by the injection characteristics that the fuel equipment should provide, are pumped (not shown) to the nozzle body 1 and reach the atomizer body 5 through the corresponding supply channels 2 and 3 4. Next, the main fuel through channel 6 through the cavity of the pocket 12 and the annular channel 20, and the additive through channel 7 through the annular groove 16 and the radial channels 15 and then through the axial channel 14 to the locking conical surfaces 10 and 11. As a result of the supply of fuels to the atomizer 4 in the cavities of its body 5, an increase in pressure occurs, above which the tightening forces of the spring 9 rise, the locking needle 8 rises. As a result, the spray holes 23 and 25 of the first and second groups, respectively energy comes in. At the same time, at the exit point of the radial channels 19, a mixture of fuel and additives is formed in the annular channel 20, the composition of which can be characterized by a coefficient K 1 and which reaches the spray holes 25 of the second group in the gap between the locking conical surfaces 10 and 11 and is then injected into the diesel combustion chamber. During this process, part of the mixture, bypassing the spray holes 25 of the second group, through the gap between the locking conical surfaces 10 and 11 enters the needle room 13 and to the spray holes 23 of the first group. Simultaneously with the described process (or with some relative time offset) along the axial channel 14 and the radial inclined channels 17 of the locking needle 8 into the gap between the locking conical surfaces 10 and 11 in the area located below (downstream of the fuel) spray hole 25 of the second group, an additional quantity of additive is added, which is mixed with the mixture with a coefficient of K 1. As a result, a new mixture is formed in the said gap, the composition of which can be characterized by a coefficient of K 2 and in which the content of days increased in comparison with the composition of the mixture K 1 . A new mixture of composition K 2 reaches the needle volume 13 and then through the sawing holes 23 of the first group enters the diesel combustion chamber. The ratio of the angles α and β of the inclination of the geometric axes of the corresponding spray holes 23 and 25 of the first and second groups is dictated by both the specific design features of the combustion chamber of a particular diesel engine and other considerations regarding the choice of zones of the combustion chamber into which one or another composition of the fuel mixtures. Therefore, the noted ratio of angles α and β can be any structurally justified.

После окончания подачи насосами топлива и присадки давление в полостях корпуса 5 распылителя 4 уменьшается, запирающая игла 8 садится на запирающую коническую поверхность 11 корпуса 5 распылителя 4 и процесс впрыскивания энергоносителя в камеру сгорания дизеля заканчивается.After the supply of fuel and additives by the pumps, the pressure in the cavities of the housing 5 of the sprayer 4 decreases, the locking needle 8 sits on the locking conical surface 11 of the housing 5 of the sprayer 4 and the process of injecting energy into the diesel combustion chamber ends.

Изменением соотношения эквивалентных проходных сечений каналов 17 и 19, выполненных в теле запирающей иглы 8, можно достичь оптимальных значений коэффициентов К1 и K2 смеси, подаваемой в различные зоны камеры сгорания дизеля посредством соответствующих распыливающих отверстий 23 и 25 первой и второй групп и в соответствии со значениями углов α и β наклона их геометрических осей по отношению к оси форсунки. Кроме этого, осуществляя относительное смещение по времени интенсивности подачи насосами топлива и присадки, можно обеспечить изменение состава смеси в процессе рабочего цикла. При этом предлагаемая система позволяет подавать в различные зоны камеры сгорания различные объемы смеси аналогично известным топливовпрыскивающим системам (см., например, патент РФ № 2081342, М.кл. F 02 М 61/00, опубл. 1997 г.).By changing the ratio of the equivalent passage sections of the channels 17 and 19, made in the body of the locking needle 8, it is possible to achieve optimal values of the coefficients K 1 and K 2 of the mixture supplied to various zones of the combustion chamber of the diesel by means of the corresponding spray holes 23 and 25 of the first and second groups and in accordance with the values of the angles α and β of the slope of their geometric axes with respect to the axis of the nozzle. In addition, by performing a relative time offset of the fuel supply rate of the fuel and the additive, it is possible to ensure a change in the composition of the mixture during the duty cycle. Moreover, the proposed system allows you to apply in different zones of the combustion chamber different volumes of the mixture similarly to the well-known fuel-injection systems (see, for example, RF patent No. 2081342, Mcl F 02 M 61/00, publ. 1997).

Таким образом, предлагаемое изобретение в сравнении с известными конструкциями форсунок позволяет осуществлять совместную и раздельную (независимую) подачу топлива и присадки. При этом в качестве присадки может быть любой альтернативный дизельному топливу энергоноситель (пропан, бутан, спирты, диметиловый эфир) или любая присадка в жидкой фазе (вода и т.д.), что существенно расширяет возможности по оптимизации топливно-энергетических и экологических характеристик дизелей, использующих альтернативные энергоносители. В зависимости от решаемых задач каждое из указанных топлив может выполнять роль либо основного топлива, либо присадки.Thus, the proposed invention, in comparison with the known nozzle designs, allows for the joint and separate (independent) supply of fuel and additives. Moreover, the additive can be any alternative energy source for diesel fuel (propane, butane, alcohols, dimethyl ether) or any additive in the liquid phase (water, etc.), which significantly expands the possibilities for optimizing the fuel, energy and environmental characteristics of diesel engines using alternative energy sources. Depending on the tasks to be solved, each of these fuels can play the role of either the main fuel or additives.

Особенностью предлагаемой форсунки является также и то, что она позволяет осуществлять вариант подачи в дизель только одного компонента смеси. Для этого достаточно отключить один из насосов. При этом аппаратура работает по известной схеме.A feature of the proposed nozzle is also the fact that it allows the option of supplying to the diesel engine only one component of the mixture. To do this, just turn off one of the pumps. In this case, the equipment operates according to a well-known scheme.

В частности, при подаче топлива к распылителю 4 только по каналам 3, 7 и 14 давление в полости кармана 12 поднимается благодаря наличию дополнительных радиальных каналов 19 и подача топлива в камеру сгорания осуществляется через распыливающие отверстия 23 и 25 первой и второй групп соответственно. При этом необходимая интенсивность впрыскивания обеспечивается в данном случае тем, что в канале 2 предусмотрено наличие обратного клапана (на чертеже не показан).In particular, when fuel is supplied to the atomizer 4 only through channels 3, 7 and 14, the pressure in the cavity of the pocket 12 rises due to the presence of additional radial channels 19 and the fuel is supplied to the combustion chamber through the spray holes 23 and 25 of the first and second groups, respectively. In this case, the necessary injection rate is ensured in this case by the fact that a check valve is provided in channel 2 (not shown in the drawing).

Однако работа форсунки по такой схеме при изменении частоты вращения вала двигателя и фиксированных положениях реек насосов обеспечивает в различных зонах камеры сгорания вполне определенные характеристики впрыскивания и состава смеси. При этом полученные зависимости характеристик впрыскивания и состава смеси от частоты вращения вала двигателя могут быть не оптимальными с позиции рабочего процесса конкретного дизеля.However, the operation of the nozzle according to this scheme when changing the frequency of rotation of the engine shaft and the fixed positions of the pump rails provides well-defined characteristics of the injection and composition of the mixture in various zones of the combustion chamber. Moreover, the obtained dependences of the injection characteristics and the composition of the mixture on the rotational speed of the engine shaft may not be optimal from the standpoint of the working process of a particular diesel engine.

В случае, когда согласно варианту выполнения форсунки на конической поверхности 10 запирающей иглы 8 в зоне расположения выходных кромок 18 радиальных наклонных каналов 17 дополнительно выполнена профилированная кольцевая проточка 28 (см. фиг.3), появляется возможность оптимизировать изменения скоростных характеристик. Указанная профилированная кольцевая проточка 28 позволяет увеличить пропускную способность радиальных наклонных каналов 17 на частичных подъемах запирающей иглы 8 по сравнению с максимальными значениями подъема последней. Тем самым обеспечивается относительная коррекция объемных подач компонентов топлива и состава смеси по соответствующим распыливающим отверстиям 23 и 25 первой и второй групп при изменении частоты вращения вала насоса.In the case when, according to an embodiment of the nozzle, on the conical surface 10 of the locking needle 8 in the area of the output edges 18 of the radial inclined channels 17, a profiled annular groove 28 is additionally made (see FIG. 3), it becomes possible to optimize the changes in the speed characteristics. The specified profiled annular groove 28 allows you to increase the throughput of the radial inclined channels 17 at the partial elevations of the locking needle 8 in comparison with the maximum lifting values of the latter. This provides a relative correction of the volumetric feeds of the fuel components and the composition of the mixture according to the corresponding spray holes 23 and 25 of the first and second groups when changing the speed of the pump shaft.

В случае варианта выполнения профилированной кольцевой проточки 29 на запирающей конической поверхности 11 корпуса 5 распылителя 4 (см. фиг.4) в зоне расположения выходных кромок 18 радиальных наклонных каналов 17 запирающей иглы 8 как самостоятельно, так и одновременно с профилированной кольцевой проточкой 28 запирающей иглы 8 появляется дополнительная возможность обеспечения относительного увеличения степени самокоррекции подачи топлива в камеру сгорания через распыливающие отверстия 23 первой группы по сравнению с подачей через распыливающие отверстия 25 второй группы. В случае других вариантов выполнения форсунки, а именно, когда профилированная кольцевая проточка 30 выполняется на запирающей поверхности 10 запирающей иглы 8 (см. фиг.5) либо самостоятельно, либо одновременно с профилированной кольцевой проточкой 31 на запирающей конической поверхности 11 корпуса 5 распылителя 4 в зоне расположения входных кромок 26 распыливающих отверстий 25 второй группы (см. фиг.6), то в этих случаях с уменьшением частоты вращения вала двигателя и при заданном фиксированном положении реек насоса становится возможным обеспечить относительное увеличение самокоррекции подачи топлива через распыливающие отверстия 25 второй группы в сравнении с распыливающими отверстиями 23 первой группы.In the case of the embodiment of the profiled annular groove 29 on the locking conical surface 11 of the housing 5 of the nozzle 4 (see Fig. 4) in the area of the output edges 18 of the radial inclined channels 17 of the locking needle 8, both independently and simultaneously with the profiled annular groove 28 of the locking needle 8 there is an additional opportunity to provide a relative increase in the degree of self-correction of the fuel supply to the combustion chamber through the spray holes 23 of the first group compared to the supply through the spray guides holes 25 of the second group. In the case of other embodiments of the nozzle, namely, when the profiled annular groove 30 is performed on the locking surface 10 of the locking needle 8 (see Fig. 5), either independently or simultaneously with the profiled annular groove 31 on the locking conical surface 11 of the housing 5 of the nozzle 4 in the location of the input edges 26 of the spray holes 25 of the second group (see Fig.6), in these cases, with a decrease in the frequency of rotation of the motor shaft and for a given fixed position of the pump rails, it becomes possible to provide there is a relative increase in self-correction of fuel supply through the spray holes 25 of the second group in comparison with the spray holes 23 of the first group.

Таким образом, конструкция форсунки, выполненная в соответствии с предлагаемым изобретением, учитывая и варианты, решает поставленную техническую задачу, а именно дает возможность осуществлять как коррекцию топливной смеси по составу за период рабочего цикла, так и перераспределение используемых топлив по зонам камеры. Оптимизация указанных характеристик топливоподачи возможна для каждой конкретной конструкции камеры сгорания того или иного дизеля.Thus, the design of the nozzle, made in accordance with the invention, taking into account the options, solves the technical problem, namely, it makes it possible to carry out both correction of the fuel mixture in composition over the period of the working cycle, and the redistribution of the used fuels in the zones of the chamber. Optimization of the specified characteristics of the fuel supply is possible for each specific design of the combustion chamber of a particular diesel engine.

Claims (5)

1. Форсунка многотопливного дизеля, содержащая корпус с каналами подвода основного топлива и присадки и совмещенный с ним распылитель, в корпусе которого выполнены соответствующие каналы для подвода основного топлива и присадки, а в его внутренней полости установлена подпружиненная запирающая игла, выполненная с конической поверхностью, контактирующей с запирающей конической поверхностью корпуса распылителя, образующая с корпусом распылителя полость кармана и подыгольный объем и выполненная с осевым каналом для подвода присадки, имеющим возможность сообщения с подыгольным объемом с помощью радиальных наклонных каналов, выходные кромки которых размещены на запирающей конической поверхности запирающей иглы, а посредством дополнительных радиальных каналов - с кольцевым каналом, образованным между поверхностями корпуса распылителя и запирающей иглы и сообщенным с полостью кармана каналами подвода основного топлива, и распыливающие отверстия первой группы, выполненные в корпусе распылителя, входные кромки которых расположены в подыгольном объеме, отличающаяся тем, что в корпусе распылителя дополнительно выполнены распыливающие отверстия второй группы, входные кромки которых расположены на запирающей конической поверхности распылителя в зоне между сечениями с диаметром Dкр расположения выходных кромок радиальных наклонных каналов и диаметра Dзк расположения запирающей кромки запирающей иглы распылителя.1. A nozzle of a multi-fuel diesel engine, comprising a housing with channels for supplying the main fuel and additives and a nozzle combined with it, in the body of which there are corresponding channels for supplying the main fuel and additives, and a spring-loaded locking needle mounted on a conical surface in contact with it with a locking conical surface of the atomizer body, forming a pocket cavity and a needle-like volume with the atomizer body and made with an axial channel for supplying the additive; allowing communication with the needle volume using radial inclined channels, the output edges of which are placed on the locking conical surface of the locking needle, and by means of additional radial channels, with an annular channel formed between the surfaces of the atomizer body and the locking needle and main fuel supply channels communicated with the pocket cavity , and the spray holes of the first group, made in the body of the spray gun, the input edges of which are located in the needle room volume, characterized in that the sprayer holes of the second group are additionally made in the sprayer body, the input edges of which are located on the locking conical surface of the sprayer in the area between the sections with a diameter D cr of the outlet edges of the radial oblique channels and a diameter D s of the locking edge of the locking needle of the sprayer. 2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что на конической поверхности запирающей иглы в зоне расположения выходных кромок радиальных наклонных каналов дополнительно выполнена профилированная кольцевая проточка.2. The nozzle according to claim 1, characterized in that on the conical surface of the locking needle in the area of the output edges of the radial inclined channels is additionally made profiled annular groove. 3. Форсунка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что профилированная кольцевая проточка дополнительно выполнена на запирающей конической поверхности корпуса распылителя в зоне расположения выходных кромок радиальных наклонных каналов запирающей иглы.3. The nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the profiled annular groove is additionally made on the locking conical surface of the atomizer body in the area of the output edges of the radial inclined channels of the locking needle. 4. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что профилированная кольцевая проточка дополнительно выполнена на конической поверхности запирающей иглы в зоне расположения входных кромок распыливающих отверстий второй группы.4. The nozzle according to claim 1, characterized in that the profiled annular groove is additionally made on the conical surface of the locking needle in the area where the input edges of the spray holes of the second group are located. 5. Форсунка по п.1 или 4, отличающаяся тем, что профилированная кольцевая проточка дополнительно выполнена на запирающей конической поверхности корпуса распылителя в зоне расположения входных кромок распыливающих отверстий второй группы.5. The nozzle according to claim 1 or 4, characterized in that the profiled annular groove is additionally made on the locking conical surface of the atomizer body in the area of the entrance edges of the spray holes of the second group.
RU2003109424/06A 2003-04-04 2003-04-04 Nozzle of multifuel diesel engine RU2240439C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003109424/06A RU2240439C1 (en) 2003-04-04 2003-04-04 Nozzle of multifuel diesel engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003109424/06A RU2240439C1 (en) 2003-04-04 2003-04-04 Nozzle of multifuel diesel engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003109424A RU2003109424A (en) 2004-10-10
RU2240439C1 true RU2240439C1 (en) 2004-11-20

Family

ID=34310649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003109424/06A RU2240439C1 (en) 2003-04-04 2003-04-04 Nozzle of multifuel diesel engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2240439C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114542340A (en) * 2022-03-30 2022-05-27 重庆红江机械有限责任公司 Dual-fuel nozzle
CN115288898A (en) * 2022-07-20 2022-11-04 天津大学 Fuel injector

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114542340A (en) * 2022-03-30 2022-05-27 重庆红江机械有限责任公司 Dual-fuel nozzle
CN115288898A (en) * 2022-07-20 2022-11-04 天津大学 Fuel injector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4429674A (en) Multicylinder internal combustion engine
RU2429417C2 (en) Multimode fuel injector, combustion chamber and jet engine
US5884611A (en) Effervescent injector for diesel engines
CN101506509B (en) Concurrent injection of liquid and gaseous fuels in an engine
US5450724A (en) Gas turbine apparatus including fuel and air mixer
US20030115884A1 (en) Fuel nozzle for a gas turbine engine
US3904119A (en) Air-fuel spray nozzle
RU2502020C2 (en) Swirler to mix fuel and air
CN101787922B (en) Oil injection timing control policy of diesel engine double-swirl combustion system
GB2297151A (en) Fuel injector arrangement for a turbine
US3469793A (en) Fuel injection system
KR100240609B1 (en) Pilot/main fuel injection method diesel engines
CN110318911A (en) A kind of natural gas engine gas injection apparatus with fountain nozzle arrangements
CN101012787B (en) Fuel injection device
CN109072848A (en) Improve the tradition directly method of injector and improved injector assembly
US9746185B2 (en) Circumferential biasing and profiling of fuel injection in distribution ring
RU2240439C1 (en) Nozzle of multifuel diesel engine
US5146741A (en) Gaseous fuel injector
CN103388530A (en) Fuel injector with mixing circuit
RU50260U1 (en) MULTI-FUEL DIESEL INJECTOR
US5497743A (en) Injector for separate control of flow and momentum
CN100510370C (en) Engine natural gas mixer
US11680514B2 (en) Liquid injection nozzle
RU2341678C2 (en) Diesel two-fuel feed jet
RU2204048C2 (en) Composite fuel supply system for diesel engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160405