RU2136948C1 - Spray tip of nozzle for injection of fuel by colliding jet method - Google Patents
Spray tip of nozzle for injection of fuel by colliding jet method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2136948C1 RU2136948C1 RU98102491A RU98102491A RU2136948C1 RU 2136948 C1 RU2136948 C1 RU 2136948C1 RU 98102491 A RU98102491 A RU 98102491A RU 98102491 A RU98102491 A RU 98102491A RU 2136948 C1 RU2136948 C1 RU 2136948C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- locking
- fuel
- needle
- nozzle
- differential valve
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000007921 spray Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности, может использоваться в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. The invention relates to the field of engine engineering, in particular, can be used in internal combustion engines with compression ignition.
В современных силовых установках транспортных средств, в частности в дизелях, наиболее широко распространены форсунки для впрыскивания топлива с гидравлическим управлением подъема запорной иглы и многосопловыми распылителями. Как правило, применяют распылители с радиально расходящимися сопловыми отверстиями. Топливо, впрыскиваемое такими распылителями, распространяется вдоль оси сопловых отверстий, что влечет за собой образование зон с высокой неравномерностью концентрации топлива и воздуха. Известна также форсунка для двигателя внутреннего сгорания, распылитель которой имеет в своем корпусе компенсационную полость, сообщающуюся с топливоподводящим каналом, поршень, пружину и запорную иглу форсунки, но данный распылитель не удовлетворяет требованиям впрыскивания топлива методом соударяющихся струй, так как поршень не может выполнять роль дифференциального клапана, а в сочетании с пружиной не обеспечивает условия открытия при давлении, превосходящем давление подъема запорной иглы форсунки. In modern power plants of vehicles, in particular in diesel engines, nozzles for fuel injection with hydraulic control of lifting the locking needle and multi-nozzle sprayers are most widespread. As a rule, spray nozzles with radially diverging nozzle openings are used. The fuel injected by such atomizers spreads along the axis of the nozzle openings, which entails the formation of zones with a high uneven concentration of fuel and air. A nozzle for an internal combustion engine is also known, the nozzle of which has a compensation cavity in its body that communicates with the fuel supply channel, a piston, a spring and the nozzle lock needle, but this nozzle does not satisfy the requirements of fuel injection by the method of impacting jets, since the piston cannot act as a differential valve, and in combination with a spring, does not provide opening conditions at a pressure exceeding the lifting pressure of the nozzle locking needle.
Кроме того, известны распылители, обеспечивающие впрыскивание топлива методом соударяющихся струй. При асинхронном изменении параметров струй распространение происходит в общем случае по эллиптическому полому конусу с изменяющимся углом при вершине. Применение данных распылителей позволяет значительно увеличить использование объема камеры сгорания, снизить неравномерность концентрации топлива, что позволяет в целом улучшить показатели дизеля. Однако при гидравлическом управлении подъемом иглы указанное изменение параметров происходит только на этапах подъема и опускания запорной иглы форсунки, когда изменяется разность давлений топлива у соплового отверстия в седле и у отверстия в носике распылителя. Экспериментальные исследования показали высокую эффективность данных распылителей на режимах работы дизеля, обусловливающих незначительное время нахождения запорной иглы на упоре в сравнении с общим временем впрыскивания (режимы малых подач топлива). Недостатки, связанные с отсутствием всережимного управления развитием топливного факела, снижают эффективность применения данного способа впрыскивания на режимах средних и высоких нагрузок. In addition, there are known atomizers providing fuel injection by the method of colliding jets. With an asynchronous change in the parameters of the jets, propagation occurs in the general case over an elliptical hollow cone with a varying angle at the apex. The use of these sprayers can significantly increase the use of the volume of the combustion chamber, reduce the uneven concentration of fuel, which generally improves the performance of the diesel engine. However, with hydraulic control of raising the needle, this change in parameters occurs only at the stages of raising and lowering the nozzle shutter needle when the difference in fuel pressure at the nozzle hole in the seat and at the hole in the nozzle of the nozzle changes. Experimental studies have shown the high efficiency of these nozzles in diesel operation modes, which result in a short residence time of the locking needle in focus as compared to the total injection time (low fuel delivery modes). The disadvantages associated with the lack of all-mode control of the development of the fuel torch, reduce the effectiveness of the application of this method of injection at medium and high loads.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является распылитель форсунки, обеспечивающий впрыскивание топлива методом соударяющихся струй. Однако данный распылитель работает неэффективно на режимах средних и высоких нагрузок, обусловливающих значительное время нахождения запорной иглы на упоре в сравнении с общим временем впрыскивания. The closest technical solution, selected as a prototype, is an atomizer nozzle that provides fuel injection by the method of colliding jets. However, this sprayer works inefficiently at medium and high loads, which determine the significant time spent by the locking needle on the stop in comparison with the total injection time.
Настоящее изобретение направлено на повышение эффективности рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания при впрыскивании топлива в камеру сгорания методом соударяющихся струй. The present invention is aimed at improving the efficiency of the working process of an internal combustion engine when fuel is injected into the combustion chamber by the method of colliding jets.
Решение поставленной задачи достигается тем, что распылитель снабжен пружиной, регулировочным винтом и дифференциальным клапаном с запорной конической поверхностью, корпус распылителя имеет компенсационную полость с запорной конической поверхностью для дифференциального клапана, выполненную параллельно оси запорной иглы и сообщающуюся с топливоподводящим каналом, при этом запорная игла имеет кольцевую проточку, соединенную каналом с компенсационной полостью дифференциального клапана, который размещен в компенсационной полости и удерживается в нижнем положении пружиной. The solution to this problem is achieved by the fact that the sprayer is equipped with a spring, an adjusting screw and a differential valve with a locking conical surface, the sprayer body has a compensation cavity with a locking conical surface for the differential valve, made parallel to the axis of the locking needle and communicating with the fuel supply channel, while the locking needle has an annular groove connected by a channel to the compensation cavity of the differential valve, which is located in the compensation cavity and held down by the spring.
Сопоставительный анализ заявляемого решения и выбранного в качестве прототипа показывает, что предлагаемые мероприятия позволяют увеличить долю времени, в течение которого происходит изменение параметров струй за период впрыскивания, а следовательно, увеличивается временной диапазон, в течение которого факел изменяет свою форму, а также позволяют определять момент промежуточной посадки запорной иглы и ее подъема за один ход плунжера топливного насоса высокого давления (ТНВД) в зависимости от режима работы дизеля, обеспечивая тем самым эффективность рабочего процесса дизеля при впрыскивании топлива методом соударяющихся струй. A comparative analysis of the proposed solution and chosen as a prototype shows that the proposed measures can increase the fraction of time during which the parameters of the jets change during the injection period, and therefore, the time range during which the torch changes its shape and also allows you to determine the moment intermediate landing of the locking needle and its lifting in one stroke of the plunger of the high pressure fuel pump (TNVD), depending on the mode of operation of the diesel engine, thereby ensuring m performances of the process in the diesel engine fuel injection by the colliding jets.
Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что распылитель форсунки для впрыскивания топлива методом соударяющихся струй в камеру сгорания снабжен пружиной, регулировочным винтом и дифференциальным клапаном с запорной конической поверхностью, корпус распылителя имеет компенсационную полость с запорной конической поверхностью для дифференциального клапана, выполненную параллельно оси запорной иглы и сообщающуюся с топливоподводящим каналом, при этом запорная игла имеет кольцевую проточку, соединенную каналом с компенсационной полостью дифференциального клапана, который размещен в компенсационной полости и удерживается в нижнем положении пружиной, жесткость которой обеспечивает открытие клапана при давлении топлива, превосходящем давление подъема запорной иглы форсунки. The claimed technical solution differs from the prototype in that the injector nozzle for injecting fuel by the method of colliding jets into the combustion chamber is equipped with a spring, an adjusting screw and a differential valve with a locking conical surface, the atomizer body has a compensation cavity with a locking conical surface for the differential valve, parallel to the axis of the locking needle and communicating with the fuel supply channel, while the locking needle has an annular groove connected by a channel to expansion cavity of the differential valve, which is located in the compensation cavity and is held in the lower position by a spring, the rigidity of which ensures the valve opens at a fuel pressure exceeding the lifting pressure of the nozzle shutter needle.
Таким образом, отличия, связанные с наличием в распылителе пружины, регулировочного винта и дифференциального клапана с запорной конической поверхностью, компенсационной полости в корпусе распылителя с запорной конической поверхностью для дифференциального клапана, выполненной параллельно оси запорной иглы и сообщающейся с топливоподводящим каналом, наличие кольцевой проточки на запорной игле, соединенной каналом с компенсационной полостью дифференциального клапана, а также отличия, связанные с жесткостью пружины, обеспечивающей открытие клапана только при давлении, превышающем давление подъема запорной иглы, позволяют сделать вывод с соответствии заявляемого решения критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемое техническое решение, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия". Thus, the differences associated with the presence of a spring, an adjusting screw and a differential valve with a locking conical surface, a compensation cavity in the sprayer body with a locking conical surface for the differential valve, parallel to the axis of the locking needle and communicating with the fuel supply channel, the presence of an annular groove on a locking needle connected by a channel to the compensation cavity of the differential valve, as well as differences associated with the stiffness of the spring, providing Access the valve only if a pressure exceeding the pressure raising shut-off needle, allow to conclude accordance with the claimed solution to the criterion "novelty". The features that distinguish the claimed technical solution are not identified in other technical solutions when studying this and related areas of technology and, therefore, provide the claimed solution with the criterion of "significant differences".
На фиг. 1 изображен общий вид распылителя, на фиг. 2 - осциллограмма процесса топливоподачи: зависимость давления Pf топлива в кармане распылителя и величины подъема иглы Y от угла поворота кулачкового вала насоса.In FIG. 1 shows a general view of the atomizer; FIG. 2 is an oscillogram of the fuel supply process: the dependence of the fuel pressure P f in the atomizer pocket and the magnitude of the needle lift Y on the angle of rotation of the cam shaft of the pump.
Распылитель форсунки для двигателя внутреннего сгорания состоит из регулировочного винта 1, пружины клапана 2, дифференциального клапана 5, корпуса 6, запорной иглы 7. Запорная игла 7 имеет кольцевую проточку 4, соединенную каналом 3 в корпусе распылителя 6 с полостью над дифференциальным клапаном. В корпусе распылителя 6 имеются компенсационная полость 8, соединенная с топливоподводящим каналом, в которой дифференциальный клапан 5 под действием пружины 2 прижимается к запорной конической поверхности, образуя герметичное соединение, а также сопловые отверстия 9, расположенные попарно таким образом, что каждая пара имеет одно отверстие в запорном конусе седла распылителя, а второе в колодце распылителя, что обеспечивает впрыскивание топлива методом соударяющихся струй. The nozzle atomizer for an internal combustion engine consists of an adjusting screw 1, a valve spring 2, a differential valve 5, a housing 6, a locking needle 7. The locking needle 7 has an annular groove 4 connected by a channel 3 in the atomizer 6 body with a cavity above the differential valve. In the spray gun housing 6 there is a compensation cavity 8 connected to the fuel supply channel, in which the differential valve 5 is pressed against the locking conical surface by the action of the spring 2, forming a tight connection, as well as nozzle openings 9 arranged in pairs so that each pair has one hole in the locking cone of the nozzle seat, and the second in the nozzle well, which provides fuel injection by the method of colliding jets.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
1. При впрыскивании топлива методом соударяющихся струй изменение формы топливного факела, а именно "раскрытие" и "схлопывание" полого конуса топливного факела, происходит на этапах подъема и опускания запорной иглы, когда существует изменение разности давлений топлива на входе во встречные сопловые отверстия. Данное устройство обеспечивает минимум два этапа подъема и опускания иглы (фиг. 1). В исходном положении дифференциальный клапан 5 закрыт. В начале процесса топливоподачи движение плунжера топливного насоса создает давление в кармане распылителя, необходимое для подъема иглы (фиг. 2), при этом некоторая часть топлива проникает между корпусом распылителя и запорной иглой через кольцевую проточку 4 в игле и канал 3 в корпусе распылителя в полость над дифференциальным клапаном 8 под определенным давлением, величина которого зависит от режима работы дизеля. Увеличивающееся давление топлива после выхода иглы на упор заставляет открыться дифференциальный клапан 5. Появившийся дополнительный объем разгружает топливную магистраль, давление в кармане распылителя падает и игла 7 опускается в седло. Высокая скорость движения плунжера 5 обеспечивает быстрое восстановление давления топлива и вторичный подъем иглы. В связи с тем, что давление открытия дифференциального клапана значительно превосходит давление закрытия, он остается открытым до окончания процесса впрыскивания. С увеличением числа оборотов вала ТНВД увеличивается давление в кармане распылителя. При этом возрастает давление в полости над дифференциальным клапаном, которое приводит к увеличению давления его открытия. Тем самым осуществляется изменение момента начала вторичного подъема иглы за период впрыскивания в зависимости от режима работы дизеля. 1. When injecting fuel by the method of colliding jets, a change in the shape of the fuel plume, namely, “opening” and “collapsing” of the hollow cone of the fuel plume, occurs at the stages of raising and lowering the shut-off needle when there is a change in the difference in fuel pressure at the entrance to the opposing nozzle openings. This device provides at least two stages of raising and lowering the needle (Fig. 1). In the initial position, the differential valve 5 is closed. At the beginning of the fuel supply process, the movement of the plunger of the fuel pump creates the pressure in the nozzle pocket necessary to lift the needle (Fig. 2), while some of the fuel penetrates between the nozzle body and the shut-off needle through an annular groove 4 in the needle and channel 3 in the nozzle body into the cavity above the differential valve 8 under a certain pressure, the value of which depends on the mode of operation of the diesel engine. The increasing fuel pressure after the needle reaches the stop causes the differential valve 5. The additional volume that appears unloads the fuel line, the pressure in the spray pocket drops and the needle 7 lowers into the saddle. The high speed of the movement of the plunger 5 provides a quick restoration of fuel pressure and a secondary needle lift. Due to the fact that the opening pressure of the differential valve significantly exceeds the closing pressure, it remains open until the end of the injection process. With an increase in the number of revolutions of the injection pump shaft, the pressure in the spray pocket increases. This increases the pressure in the cavity above the differential valve, which leads to an increase in the pressure of its opening. Thereby, a change is made in the moment of the start of the secondary needle lift during the injection period, depending on the mode of operation of the diesel engine.
2. При посадке запорной иглы форсунки в седло дифференциальный клапан выполняет демпфирование возникающих волн давления в системе, так как в этот момент он находится в промежуточном положении, а значение давления, при котором происходит посадка его в седло, меньше давления посадки запорной иглы форсунки. 2. When the nozzle shutter needle is inserted into the seat, the differential valve damps the resulting pressure waves in the system, because at this moment it is in the intermediate position, and the pressure value at which it is planted in the saddle is less than the nozzle shutter needle's landing pressure.
3. При поддержании остаточного давления в системе топливо из компенсационной полости под воздействием пружины 2 вытесняется дифференциальным клапаном 5, тем самым создавая необходимое остаточное давление в трубопроводе высокого давления. 3. While maintaining the residual pressure in the system, fuel from the compensation cavity under the influence of the spring 2 is displaced by the differential valve 5, thereby creating the necessary residual pressure in the high pressure pipe.
Применение данной конструкции распылителя позволит эффективно использовать преимущества впрыскивания топлива методом соударяющихся струй на всех режимах работы дизеля, повысить экономичность и его энергетические показатели. The use of this design of the sprayer will allow you to effectively use the advantages of fuel injection by the method of colliding jets at all operating modes of the diesel engine, to increase efficiency and its energy performance.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98102491A RU2136948C1 (en) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | Spray tip of nozzle for injection of fuel by colliding jet method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98102491A RU2136948C1 (en) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | Spray tip of nozzle for injection of fuel by colliding jet method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2136948C1 true RU2136948C1 (en) | 1999-09-10 |
Family
ID=20202171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98102491A RU2136948C1 (en) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | Spray tip of nozzle for injection of fuel by colliding jet method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2136948C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2273762C2 (en) * | 2001-09-03 | 2006-04-10 | Военный автомобильный институт | Nozzle of internal combustion engine |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2238059A1 (en) * | 1973-07-17 | 1975-02-14 | Cav Ltd | |
| DE2433691A1 (en) * | 1974-07-12 | 1976-01-29 | Int Harvester Co | Needle valve for fuel injection in combustion engine - with opening of very large section and rapidly adjustable fuel throughput for optimum jet preparation |
| FR2432095A1 (en) * | 1978-06-19 | 1980-02-22 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | INTERNAL COMBUSTION, DIRECT INJECTION AND AIR COMPRESSION ENGINE |
| WO1987002419A1 (en) * | 1985-10-11 | 1987-04-23 | Orbital Engine Company Proprietary Limited | Differential pressure fuel/air metering device |
| RU2064073C1 (en) * | 1993-06-21 | 1996-07-20 | Рязанское высшее военное автомобильное инженерное училище | Nozzle of internal combustion engine |
| RU2078245C1 (en) * | 1995-04-14 | 1997-04-27 | Военный автомобильный институт | Injector nozzle |
| RU2081342C1 (en) * | 1993-04-22 | 1997-06-10 | Московский государственный автомобильно-дорожный институт | High-speed diesel engine |
| RU2083865C1 (en) * | 1993-09-14 | 1997-07-10 | Рязанское высшее военное автомобильное инженерное училище | Method of fuel injection |
| RU2098654C1 (en) * | 1992-12-28 | 1997-12-10 | Сергей Юрьевич Платонов | Atomizer |
-
1998
- 1998-02-10 RU RU98102491A patent/RU2136948C1/en active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2238059A1 (en) * | 1973-07-17 | 1975-02-14 | Cav Ltd | |
| DE2433691A1 (en) * | 1974-07-12 | 1976-01-29 | Int Harvester Co | Needle valve for fuel injection in combustion engine - with opening of very large section and rapidly adjustable fuel throughput for optimum jet preparation |
| FR2432095A1 (en) * | 1978-06-19 | 1980-02-22 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | INTERNAL COMBUSTION, DIRECT INJECTION AND AIR COMPRESSION ENGINE |
| WO1987002419A1 (en) * | 1985-10-11 | 1987-04-23 | Orbital Engine Company Proprietary Limited | Differential pressure fuel/air metering device |
| RU2098654C1 (en) * | 1992-12-28 | 1997-12-10 | Сергей Юрьевич Платонов | Atomizer |
| RU2081342C1 (en) * | 1993-04-22 | 1997-06-10 | Московский государственный автомобильно-дорожный институт | High-speed diesel engine |
| RU2064073C1 (en) * | 1993-06-21 | 1996-07-20 | Рязанское высшее военное автомобильное инженерное училище | Nozzle of internal combustion engine |
| RU2083865C1 (en) * | 1993-09-14 | 1997-07-10 | Рязанское высшее военное автомобильное инженерное училище | Method of fuel injection |
| RU2078245C1 (en) * | 1995-04-14 | 1997-04-27 | Военный автомобильный институт | Injector nozzle |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2273762C2 (en) * | 2001-09-03 | 2006-04-10 | Военный автомобильный институт | Nozzle of internal combustion engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2677709B2 (en) | High pressure unit fuel injector with variable effective spill area | |
| CN100422545C (en) | Oil spray nozzle | |
| RU2136948C1 (en) | Spray tip of nozzle for injection of fuel by colliding jet method | |
| GB2367330A (en) | Common-rail fuel injector | |
| US4693420A (en) | Air-assist fuel injection nozzle | |
| RU2135816C1 (en) | Nozzle spray tip for injecting fuel by colliding jet method | |
| RU2006658C1 (en) | Sprayer of nozzle | |
| SU1719705A1 (en) | Injector sprayer of internal combustion engine | |
| RU2211363C1 (en) | Diesel engine nozzle spray tip | |
| GB2057057A (en) | Fuel injector for diesel engine | |
| RU2138674C1 (en) | Nozzle for injection of fuel by fuel and air jets colliding method | |
| KR100394857B1 (en) | Injector for direct injection type diesel engine | |
| JP3748116B2 (en) | Fuel injection device | |
| JPS6036779Y2 (en) | Suction-back piston device | |
| RU2136917C1 (en) | Method of organization of working process of diesel engine | |
| RU2814907C1 (en) | Electrohydraulic nozzle with additional control chamber for increased stability of operation | |
| RU2359147C2 (en) | Method of fuel feed | |
| JPH0343413Y2 (en) | ||
| US5961304A (en) | Injection pump for diesel-cycle internal combustion engines | |
| RU1830427C (en) | Device for internal combustion engine fuel injection | |
| JP3849224B2 (en) | Fuel injection valve | |
| JP2004519590A (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
| SU1758271A1 (en) | Fuel supply system for diesel engine | |
| RU2291318C2 (en) | Diesel engine fuel system | |
| GB2172652A (en) | A fuel injector for compression ignition engines |