RU2456470C2 - Diesel injector spray nozzle for biofuel - Google Patents

Diesel injector spray nozzle for biofuel Download PDF

Info

Publication number
RU2456470C2
RU2456470C2 RU2010139509/06A RU2010139509A RU2456470C2 RU 2456470 C2 RU2456470 C2 RU 2456470C2 RU 2010139509/06 A RU2010139509/06 A RU 2010139509/06A RU 2010139509 A RU2010139509 A RU 2010139509A RU 2456470 C2 RU2456470 C2 RU 2456470C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
fuel
biofuel
insert
holes
Prior art date
Application number
RU2010139509/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010139509A (en
Inventor
Николай Владимирович Бышов (RU)
Николай Владимирович Бышов
Владимир Михайлович Корнюшин (RU)
Владимир Михайлович Корнюшин
Алексей Николаевич Бачурин (RU)
Алексей Николаевич Бачурин
Михаил Владимирович Жигунов (RU)
Михаил Владимирович Жигунов
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева"
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 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева"
Priority to RU2010139509/06A priority Critical patent/RU2456470C2/en
Publication of RU2010139509A publication Critical patent/RU2010139509A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2456470C2 publication Critical patent/RU2456470C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: diesel injector spray nozzle for biofuel includes housing (1) and needle (2). Needle (2) is located in housing (1). Annular groove (3) is made on inner surface of housing (1). There is well (6) and fuel spray holes (5) in lower part of housing (1). Inner part of holes (5) is provided with fuel flow shapers. The latter contribute to carbon formation reduction. Each shaper can be made in the form of insert (7) with screw channels, which is then continued to conical chamber (8) and to nozzle holes (5). Insert (7) is made in the form of a screw with double-threaded winding and turns of rectangular section.
EFFECT: possibility of achieving finer biofuel spray is provided.
5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, к узлам систем питания дизельных двигателей, в частности к топливным форсункам, впрыскивающим масляное биотопливо.The invention relates to engine building, to nodes of diesel engine power supply systems, in particular to fuel injectors injecting oil biofuel.

Известно устройство распылителя бесштифтовой однодырчатой форсунки с закручиванием топлива (патент на полезную модель РФ №42076 U1 от 22.07.2004 г., кл. F02M 61/10), содержащее полый корпус с каналом подвода топлива и седлом, закручивающее устройство, выполненное в виде параллельно расположенных винтовых пазов и камеры закручивания, запорное устройство, установленное в полом корпусе, причем винтовые пазы выходят в камеру закручивания, в седле расположена втулка распылителя, внешним буртом взаимодействующая с упругим элементом, в которой расположен закручивающий струю топлива элемент с параллельно расположенными винтовыми пазами, имеющий на торце, обращенном к седлу, конус, взаимодействующий с отверстием жиклера, расположенным в седле, а противоположный торец закручивающего струю топлива элемента выходит в камеру закручивания, ограниченную внутренним буртом втулки распылителя.A device is known for a pinless single-hole nozzle atomizer with fuel swirling (patent for utility model of the Russian Federation No. 42076 U1 dated July 22, 2004, class F02M 61/10), comprising a hollow body with a fuel feed channel and a saddle, a twisting device made in parallel located screw grooves and a twisting chamber, a locking device mounted in a hollow body, and the screw grooves extending into the twisting chamber, the nozzle sleeve is located in the saddle, interacting with the elastic element with the outer shoulder in which akruchivayuschy jet fuel element having parallel helical grooves having at the end facing the seat, the cone cooperating with the nozzle orifice located in the saddle, and the opposite end of the swirl stream of the fuel element goes into the twisting chamber defined by the internal shoulder of the sleeve dispenser.

Известно также устройство распылителя штифтовой форсунки с закручиванием топлива (патент на изобретение РФ №2132480 С1 от 20.05.1997 г., кл. F02M 61/10, F02M 61/18), содержащее полый корпус с каналом подвода топлива и седлом, носок с колодцем, закручивающее устройство, выполненное в виде последовательно размещенных под колодцем винтовых пазов и камеры закручивания, и запорную иглу, установленную в полости корпуса распылителя с образованием подыголочной камеры, сообщенной с каналом подвода топлива, причем винтовые пазы входят в камеру закручивания и сообщены с колодцем, а распылитель снабжен втулкой, винтовые пазы выполнены на наружной боковой поверхности носка, причем втулка закреплена на носке с образованием камеры закручивания и соплового отверстия между внутренней поверхностью втулки и наружной поверхностью носка конической формы, снабженной уступом.It is also known a pin nozzle atomizer with fuel swirling (patent for the invention of the Russian Federation No. 2132480 C1 of 05.20.1997, class F02M 61/10, F02M 61/18), containing a hollow body with a fuel feed channel and a saddle, a sock with a well a twisting device made in the form of screw grooves and a twisting chamber sequentially placed under the well, and a locking needle installed in the cavity of the atomizer body to form a sub-needle chamber in communication with the fuel supply channel, moreover, the screw grooves enter the twisting chamber and s with a well, a sprayer provided with a sleeve, screw grooves formed on the outer side surface of the sock, and the sleeve is fixed to the toe to form a twisting chamber and the nozzle orifice between the inner surface of the sleeve and the outer surface of the conical shape of the sock provided with a shoulder.

Недостатком данных устройств является невозможность их применения на дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива, а только на двигателях с разделенными камерами сгорания, так как их конструкции предлагаются бесштифтовые однодырчатые и штифтовые, которые по своим характеристикам имеют худшее распыление топлива по сравнению с бесштифтовыми многодырчатыми.The disadvantage of these devices is the impossibility of their use on diesel engines with direct fuel injection, but only on engines with separate combustion chambers, since their designs offer pinless single-pin and pin-type, which in their characteristics have worse fuel atomization compared to pinless multi-hole.

Известно также наиболее близкое по конструкции устройство бесштифтовых многодырчатых распылителей, имеющих корпус, иглу распылителя, кольцевую канавку и отверстия для распыливания (справочник В.Г.Кислов и др. «Топливная аппаратура тракторных и комбайновых двигателей», стр.154, М.: Машиностроение, 1981 г.). Недостатками этого устройства при работе на масляном биотопливе являются:Also known is the closest in design device pinless multi-hole sprayers having a housing, a spray needle, an annular groove and spray holes (reference VG Kislov and others. "Fuel equipment of tractor and combine engines", p. 154, M .: Mechanical engineering , 1981). The disadvantages of this device when working on oil biofuels are:

- топливо распыляется недостаточно качественно ввиду слабой турбулентности струй, выходящих из отверстий распылителя;- fuel is not sprayed well enough due to the weak turbulence of the jets leaving the nozzle openings;

- увеличивается продолжительность топливоподачи, ухудшается равномерность структуры топливного факела, уменьшается угол раскрытия факела, увеличивается его дальнобойность;- the duration of the fuel supply increases, the uniformity of the structure of the fuel flame decreases, the angle of the opening of the flame decreases, its range increases;

- происходит закоксовывание сопловых каналов распылителя;- coking of nozzle channels of the atomizer occurs;

- образуется повышенный нагар на цилиндро-поршневой группе двигателя в связи с неполным сгоранием топлива.- an increased carbon deposit is formed on the cylinder-piston group of the engine due to incomplete combustion of fuel.

Техническая задача изобретения - повышение эффективности распыливания масляного биотоплива за счет создания его закручивания.The technical task of the invention is to increase the efficiency of atomization of oil biofuels by creating its twisting.

Технический результат от использования изобретения заключается в возможности достижения более тонкого распыла биотоплива, что повышает экономичность работы дизеля, снижает объем вредных выбросов в атмосферу и уменьшает нагарообразование.The technical result from the use of the invention lies in the possibility of achieving a finer atomization of biofuel, which increases the efficiency of diesel operation, reduces the amount of harmful emissions into the atmosphere and reduces carbon formation.

Указанный технический результат достигается тем, что в распылителе, содержащем корпус, на внутренней поверхности которого выполнена кольцевая канавка, а в его нижней части - отверстия для распыления топлива, в корпусе расположена игла, внутренняя часть отверстий распылителя снабжена формирователями потока топлива, каждый формирователь выполнен в виде вставки с винтовыми каналами, переходящей в коническую камеру и далее в сопловые отверстия, вставка выполнена в форме винта с двухзаходной навивкой и витками прямоугольного сечения, коническая камера имеет форму, сужающуюся по направлению к сопловому отверстию, и угол наклона стенок, равный 60°, на внешней части отверстий распылителя выполнены фаски, площади сечения сопловых отверстий увеличены на 20%. При прохождении через вставку, струя топлива закручивается и далее, проходя через коническую суживающуюся камеру, увеличивает свою угловую скорость вращения по мере приближения к сопловому отверстию и тем самым усиливает центробежный эффект, благодаря чему улучшается качество его распыления и одновременно происходит самоочищение сопловых отверстий от отложений и нагара.The specified technical result is achieved in that in the sprayer containing the housing, on the inner surface of which an annular groove is made, and in its lower part there are holes for spraying fuel, a needle is located in the housing, the inside of the sprayer holes is provided with fuel flow formers, each former is made in in the form of an insert with screw channels passing into a conical chamber and further into nozzle openings, the insert is made in the form of a screw with two-way winding and turns of rectangular cross section, conic The chamber has a shape that tapers towards the nozzle hole, and the wall has an angle of inclination of 60 °, chamfers are made on the outside of the nozzle openings, and the sectional areas of the nozzle holes are increased by 20%. When passing through the insert, the fuel jet spins and then passes through the conical tapering chamber, increases its angular velocity of rotation as it approaches the nozzle hole and thereby enhances the centrifugal effect, thereby improving the quality of its atomization and at the same time self-cleaning nozzle holes from deposits and soot.

На фиг.1 изображен заявляемый распылитель форсунки дизеля для биотоплива, где 1 - корпус; 2 - игла распылителя; 3 - кольцевая канавка; 4 - канал подачи топлива; 5 - отверстия распылителя. Увеличенный вид отверстий распылителя представлен на фиг.2, где 6 - колодец распылителя; 7 - вставка. Отверстия распылителя в разрезе и конструкция вставки показаны на фиг.3 и 4, где 8 - коническая камера.Figure 1 shows the inventive spray nozzle of a diesel engine for biofuel, where 1 is a housing; 2 - a spray needle; 3 - annular groove; 4 - fuel supply channel; 5 - spray holes. An enlarged view of the holes of the sprayer is shown in figure 2, where 6 is the well of the sprayer; 7 - insert. The openings of the atomizer in section and the design of the insert are shown in Figs. 3 and 4, where 8 is a conical chamber.

Представленный распылитель форсунки дизеля для биотоплива содержит корпус 1, внутри которого располагается игла 2 и кольцевая канавка 3, в нижней части имеются отверстия 5 для распыления топлива. Во внутренней части отверстий 5 со стороны колодца распылителя 6 расположены формирователи потока топлива (не обозначены), состоящие из вставки 7 и конической камеры 8.The presented spray nozzle of a diesel engine for biofuel contains a housing 1, inside of which there is a needle 2 and an annular groove 3, in the lower part there are openings 5 for spraying fuel. In the inner part of the holes 5 from the side of the well of the sprayer 6 are the formers of the fuel flow (not indicated), consisting of an insert 7 and a conical chamber 8.

Вставка выполнена в форме винта с двухзаходной навивкой и витками прямоугольного сечения, запрессовывается во входную часть соплового канала с применением посадки H7/s6. Вставка изготовлена на стандартном оборудовании из того же материала, что и корпус распылителя, - из нержавеющей стали 18Х2Н4ВА.The insert is made in the form of a screw with two-way winding and rectangular turns, it is pressed into the inlet of the nozzle channel using the fit H7 / s6. The insert is made on standard equipment from the same material as the atomizer body, made of stainless steel 18X2H4VA.

Диаметр D вставки вдвое больше диаметра соплового отверстия dThe diameter D of the insert is twice the diameter of the nozzle hole d

D=2×d,D = 2 × d

так как при D<2×d получаем меньшую угловую скорость закручиваемого потока топлива и, следовательно, меньшую эффективность распылителя. При D>2×d увеличиваются длина винтовых каналов и угол их наклона, что приводит к повышению путевых и местных потерь напора топлива.since for D <2 × d we obtain a lower angular velocity of the swirling fuel flow and, therefore, lower efficiency of the atomizer. At D> 2 × d, the length of the screw channels and their angle of inclination increase, which leads to an increase in the traveling and local losses of the fuel head.

Суммарная площадь сечения винтовых каналов на вставке S1=2×(b×h) должна быть в пределах 1…1,2 площади сечения соплового отверстия SThe total cross-sectional area of the screw channels on the insert S 1 = 2 × (b × h) should be within 1 ... 1.2 of the cross-sectional area of the nozzle hole S

S1=2×(b×h)=(1…1,2)×S,S 1 = 2 × (b × h) = (1 ... 1,2) × S,

которое, в свою очередь, должно быть на 20% больше площади сечения сопловых отверстий дорабатываемых распылителей. При соотношении площадей S1<(1…1,2)×S происходит увеличение продолжительности впрыскивания, что приводит к повышению давления топлива и увеличивает удельный расход топлива по мощности двигателя. При соотношении площадей S1>(1…1,2)×S эффективность распыливания топлива ухудшается за счет снижения центробежного эффекта при впрыскивании.which, in turn, should be 20% larger than the cross-sectional area of the nozzle openings of the finished sprayers. When the ratio of the areas S 1 <(1 ... 1,2) × S, an increase in the duration of injection occurs, which leads to an increase in fuel pressure and increases the specific fuel consumption for engine power. When the ratio of the areas S 1 > (1 ... 1,2) × S, the atomization efficiency of the fuel is deteriorated by reducing the centrifugal effect during injection.

Шаг Т винтовой поверхности равен длине вставки и 1/2 длины отверстия распылителя LThe pitch T of the screw surface is equal to the length of the insert and 1/2 of the length of the nozzle opening L

T=1/2×L,T = 1/2 × L,

так как при этом получается оптимальная длина винтовых каналов, угол их наклона и соблюдаются прочностные характеристики стенок сопловых отверстий.since this gives the optimum length of the screw channels, their angle of inclination and the strength characteristics of the walls of the nozzle openings are observed.

Угол наклона стенок конической камеры равен 60°, с наружной стороны соплового отверстия выполнена фаска.The angle of inclination of the walls of the conical chamber is 60 °; a chamfer is made on the outside of the nozzle hole.

Распылитель работает следующим образом.The sprayer operates as follows.

При подаче топлива по каналу 4 в кольцевую канавку 3 и достижении в последней давления, равного начальному давлению впрыскивания, поднимается запорная игла 2 и топливо поступает в колодец 6 и далее через винтовые каналы вставки 7 закручивается в конической камере 8, совершая винтообразное движение в сторону соплового отверстия 5. Увеличенная площадь сечения сопловых отверстий обеспечивает оптимальную пропускную способность для более вязкого биотоплива.When fuel is supplied through channel 4 to the annular groove 3 and the last pressure is equal to the initial injection pressure, the locking needle 2 rises and the fuel enters the well 6 and then, through the screw channels of the insert 7, is twisted in a conical chamber 8, making a helical movement towards the nozzle openings 5. The increased cross-sectional area of the nozzle openings provides optimal throughput for more viscous biofuels.

Благодаря суживающейся конической форме камеры 8 угловая скорость вращения потока увеличивается по мере приближения к сопловому отверстию, и по выходу из соплового отверстия под действием центробежных сил топливо дробится на мельчайшие капли, образующие симметричный факел с широким углом раскрытия.Due to the tapering conical shape of the chamber 8, the angular velocity of rotation of the flow increases as it approaches the nozzle orifice, and upon exit from the nozzle orifice under the action of centrifugal forces, the fuel is crushed into tiny droplets forming a symmetrical torch with a wide opening angle.

Фаска позволяет снизить потери напора потока топлива в распылителе, на выходе обеспечивает протекание струи с наименьшим отражением от стенок канала, что позволяет уменьшить зону разрежения за входной частью 8 соплового канала и тем самым устранить условия, способствующие крекинг-процессу топлива и закоксовыванию соплового канала.The chamfer allows you to reduce the pressure loss of the fuel flow in the atomizer; at the outlet, the jet flows with the smallest reflection from the channel walls, which reduces the rarefaction zone behind the inlet part 8 of the nozzle channel and thereby eliminates the conditions conducive to cracking of the fuel and coking of the nozzle channel.

Применение предложенной конструкции многодырчатого распылителя для бесштифтовых форсунок дает следующий результат:The application of the proposed design of a multi-hole atomizer for pinless nozzles gives the following result:

- улучшается качество распыления масляного биотоплива, повышается равномерность структуры топливного факела, увеличивается угол раскрытия факела;- improves the quality of atomization of oil biofuels, increases the uniformity of the structure of the fuel flame, increases the angle of opening of the flame;

- увеличивается моторесурс двигателя за счет уменьшения закоксовывания сопловых каналов (самоочищение) и уменьшения нагара на цилиндро-поршневой группе;- increases engine life by reducing the coking of the nozzle channels (self-cleaning) and reducing carbon deposits on the cylinder-piston group;

- снижается расход топлива дизелем и сокращается объем вредных выбросов в окружающую среду;- diesel fuel consumption is reduced and the amount of harmful emissions into the environment is reduced;

- появляется возможность качественного перевода работы дизельного двигателя на масляное биотопливо при доработке штатной топливной форсунки.- it becomes possible to qualitatively transfer the operation of a diesel engine to oil biofuel when finalizing a standard fuel injector.

Claims (5)

1. Распылитель форсунки дизеля для биотоплива, содержащий корпус, в котором расположена игла, на внутренней поверхности которого выполнена кольцевая канавка, а в его нижней части имеется колодец и отверстия для распыления топлива, отличающийся тем, что внутренняя часть отверстий распылителя снабжена формирователями потока топлива, способствующими уменьшению нагарообразования.1. A spray nozzle of a diesel engine for biofuel, comprising a housing in which a needle is located, an annular groove is made on its inner surface, and in its lower part there is a well and holes for spraying fuel, characterized in that the inner part of the nozzle openings is provided with fuel flow formers, contributing to the reduction of carbon formation. 2. Распылитель форсунки дизеля для биотоплива по п.1, отличающийся тем, что каждый формирователь выполнен в виде вставки с винтовыми каналами, переходящий в коническую камеру и далее в сопловые отверстия.2. The spray nozzle of a diesel engine for biofuel according to claim 1, characterized in that each former is made in the form of an insert with screw channels, passing into a conical chamber and then into nozzle openings. 3. Распылитель форсунки дизеля для биотоплива по п.1, отличающийся тем, что на внешней части отверстий распылителя выполнены фаски.3. The atomizer of the diesel nozzle for biofuel according to claim 1, characterized in that the chamfers are made on the outer part of the holes of the atomizer. 4. Распылитель форсунки дизеля для биотоплива по п.2, отличающийся тем, что коническая камера имеет форму, сужающуюся по направлению к сопловому отверстию, и угол наклона стенок, равный 60°.4. The spray nozzle of the diesel engine for biofuel according to claim 2, characterized in that the conical chamber has a shape that tapers towards the nozzle hole and a wall angle of 60 °. 5. Распылитель форсунки дизеля для биотоплива по п.2, отличающийся тем, что вставка выполнена в форме винта с двухзаходной навивкой и витками прямоугольного сечения. 5. The spray nozzle of the diesel engine for biofuel according to claim 2, characterized in that the insert is made in the form of a screw with two-way winding and turns of rectangular cross section.
RU2010139509/06A 2010-09-24 2010-09-24 Diesel injector spray nozzle for biofuel RU2456470C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010139509/06A RU2456470C2 (en) 2010-09-24 2010-09-24 Diesel injector spray nozzle for biofuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010139509/06A RU2456470C2 (en) 2010-09-24 2010-09-24 Diesel injector spray nozzle for biofuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010139509A RU2010139509A (en) 2012-03-27
RU2456470C2 true RU2456470C2 (en) 2012-07-20

Family

ID=46030641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010139509/06A RU2456470C2 (en) 2010-09-24 2010-09-24 Diesel injector spray nozzle for biofuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2456470C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU3847A1 (en) * 1925-05-25 1927-10-31 ков С.И. Вишн Injector for internal combustion engines
SU1312230A1 (en) * 1985-09-25 1987-05-23 Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова Internal combustion engine fuel injector
GB2376047A (en) * 2001-05-31 2002-12-04 Finch Ltd Fuel injector with a protectively coated tip
RU77360U1 (en) * 2008-05-23 2008-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный лесотехнический университет" THE SPRAY NOZZLE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU3847A1 (en) * 1925-05-25 1927-10-31 ков С.И. Вишн Injector for internal combustion engines
SU1312230A1 (en) * 1985-09-25 1987-05-23 Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова Internal combustion engine fuel injector
GB2376047A (en) * 2001-05-31 2002-12-04 Finch Ltd Fuel injector with a protectively coated tip
RU77360U1 (en) * 2008-05-23 2008-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный лесотехнический университет" THE SPRAY NOZZLE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010139509A (en) 2012-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6783085B2 (en) Fuel injector swirl nozzle assembly
JP2008267387A (en) Combustion chamber for self ignition internal combustion engine and method for controlling the same
CN108730089B (en) Engine fuel sprayer
CN101825045A (en) Combustion system of diesel engine
RU2456470C2 (en) Diesel injector spray nozzle for biofuel
CN102235283A (en) Fuel nozzle
CN204921139U (en) Directly spout formula diesel engine burner
RU101099U1 (en) FILTER-FREE INJECTOR INJECTOR FOR OIL BIOFUEL
RU190852U1 (en) Diesel Injector Sprayer
CN213235301U (en) Oil injector, fuel supply system and diesel engine
CN203035421U (en) Conical spray injector nozzle matching parts
CN201092922Y (en) Whirlpool umbrella spray injection nozzle matching parts
CN203702421U (en) Improved disturbance nozzle fuel injector
RU2132480C1 (en) Diesel engine nozzle spray tip
CN105526035A (en) Oil injection nozzle with slightly-protruding structures in spraying hole
US20200224571A1 (en) Reductant nozzle
CN202065107U (en) Injection nozzle
CN210889174U (en) Direct injection type diesel engine combustion system
CN101749160A (en) Fuel injection nozzle of opposite-spraying atomizing internal combustion engine
CN104011371A (en) Common rail injector equipped with a spiral spray nozzle
US20190301408A1 (en) Combustion system for an internal combustion engine
CN217109540U (en) High viscosity fuel oil flame projecting head
RU2451205C2 (en) Diesel engine spray injector nozzle
SU1710814A1 (en) Injector atomizer for internal combustion engine
CN201092921Y (en) Gap hole type injector nozzle matching parts

Legal Events

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

Effective date: 20140925