Форсунка для двигателя внутреннего сгорания

Форсунка для двигателя внутреннего сгорания

Реферат

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре ДВС. Форсунка имеет сквозной канал для прохода топлива, выходящий в сопло. Работающая на сжатие пружины действует на продольно перемещаемый ползунок клапана в направлении его закрытия. Первый поршень, находящийся с одного конца пружины сжатия, совместно с неподвижным компонентом определяет границы первой камеры давления, которая сообщается с каналом для прохода топлива посредством другого канала. Границы второй камеры давления определяются первым поршнем и вторым поршнем. Когда первый поршень под давлением топлива в первой камере перемещается из крайнего положения при минимальном объеме в камере, открывается соединение для прохождения потока между двумя камерами, при этом во второй камере создается давление. Создание давления в камерах приводит к автоматическому нагружению пружины сжатия. Когда форсунка находится в закрытом положении, топливо, заключенное во второй камере, удерживает пружину сжатия в нагруженном состоянии. Изобретение позволяет создать увеличенное давление открытия при повышенных нагрузках двигателя. 6 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к форсунке, предназначенной для двигателя внутреннего сгорания, в частности для большого двухтактного дизельного двигателя, содержащей наружный корпус для монтажа в крышке цилиндра и сквозной канал для прохода топлива, выходящий в сопло, а также содержащей клапан, который имеет возможность перемещения в продольном направлении в своей направляющей детали, при этом на него осуществляется воздействие в направлении седла посредством предварительно нагруженной и работающей на сжатие пружины, а также в противоположном направлении посредством давления топлива в топливном канале, первый поршень, который может перемещаться в корпусе в осевом направлении, располагается с одного конца пружины сжатия и имеет первую поверхность, которая обращена в направлении от пружины, и совместно с неподвижным компонентом определяет границы первой камеры давления, которая сообщается с топливным каналом посредством другого канала, при этом упомянутая пружина сжатия смещает первый поршень в направлении крайнего положения с минимальным объемом топлива в первой камере давления.

В такой форсунке, описанной в датском патенте N 152619, соответствующем японскому патенту N 1851989, канал, идущий от канала для прохода топлива к первой камере давления, конструируется в виде дроссельного канала, так что давление в камере с задержкой отслеживает текущее давление в канале для прохода топлива. Когда в течение периода впрыска давление топлива повышается, также повышается давление в камере, при этом первый поршень прижимается в направлении пружины, работающей на закрытие, и повышает усилие, с которым пружина действует на клапан в направлении его седла, что увеличивает давление закрытия форсунки.

При этом решается проблема, заключающаяся в том, что давление закрытия, то есть давление, при котором клапан перемещается к своему седлу в конце периода подачи, обычно меньше давления открытия, то есть давления в канале для прохода топлива, при котором клапан приподнимается со своего седла в начале периода подачи. Более низкое давление закрытия имеет место вследствие того, что в закрытом положении форсунки давление топлива действует на эффективную площадь клапана, которая меньше, чем в том случае, когда клапан находится в открытом положении, если давление также действует на площадь клапана под поверхностью седла.

В форсунке, описанной в датском патенте, первый поршень в течение периода подачи и непосредственно после него совершает непрерывные регулировочные перемещения, которые могут привести к незначительному износу направляющей поверхности поршня и последующим повышенным утечкам из камеры давления. После окончания каждого периода подачи пружина сжатия перемещает первый поршень обратно в его крайнее положение при минимальном объеме топлива в камере давления, так что на давление открытия форсунки не влияет гидравлическое нагружение пружины сжатия.

Известно, что давление сжатия в цилиндре двигателя зависит от нагружения двигателя, так что при полной нагрузке давление значительно выше, чем при низкой нагрузке. Например, при полной нагрузке давление сжатия может составлять порядка 120 бар (118 кгс/см²), в то время как при холостой нагрузке давление сжатия составляет порядка 40 бар (39,5 кгс/см²).

Когда клапан находится в закрытом положении, давление в цилиндре двигателя распространяется через отверстия сопла и далее к зоне клапана под поверхностью седла, то есть к части клапана, расположенной с сопловой стороны седла. Следовательно текущее давление сжатия действует на клапан с силой в направлении открытия. Таким образом давление сжатия, повышающееся при нагружении двигателя, приводит к падению давления открытия в известных форсунках при повышенных нагрузках двигателя. В типичной форсунке, предназначенной для больших двухтактных дизельных двигателей, давление открытия может, например, падать от 400 бар (395 кгс/см²) в режиме холостого хода до 325 бар (320 кгс/см²) при полной нагрузке двигателя. Более низкое давление открытия при полной нагрузке не способствует распылению топлива в начале периода впрыска.

При малых нагрузках двигателя давление топлива в форсунке определяется ее давлением открытия, когда топливные насосы подают такое небольшое количество топлива, что сопротивление потоку внутри сопла не оказывает влияния на давление топлива. Напротив, количество топлива, подаваемое насосами при более высоких нагрузках двигателя, настолько велико, что сопротивление потоку внутри сопла становится решающим в отношении давления топлива в форсунке, то есть в этом случае давление топлива значительно выше, чем давление открытия форсунки.

В известных форсунках давление открытия определяется предварительным нагружением пружины сжатия. Изготовление пружин осуществляется с определенными производственными допусками, которые приводят к тому, что не все топливные форсунки в двигателе внутреннего сгорания будут отрегулированы на одно и то же давление открытия. Изменения давления открытия форсунок часто становятся более выраженными после продолжительного периода работы двигателя, поскольку в течение работы пружины ослабевают, то есть теряют некоторую часть своего усилия. Таким образом имеются определяемые временем изменения давления открытия форсунок, которые вынуждают проводить через постоянные промежутки времени контроль и подтягивание пружин сжатия, с тем чтобы сохранить удовлетворительную работу двигателя. Это нежелательно и связано с большой трудоемкостью.

Задача изобретения заключается в создании форсунки, которая имеет увеличенное давление открытия при повышенных нагрузках двигателя и которая требует незначительного технического обслуживания.

В соответствии с этой задачей форсунка согласно изобретению отличается тем, что пружина находится в обеспечивающей передачу усилия связи со вторым поршнем, имеющим вторую поверхность, которая обращена в направлении от пружины и образует торцевую стенку во второй камере давления, что при перемещении в направлении из упомянутого крайнего положения первый поршень открывает обеспечивающее прохождение потока соединение между первой и второй камерами давления, что вторая камера давления имеет большую эффективную площадь поперечного сечения, чем первая камера, и зауженный дренажный канал соединяет вторую камеру давления с дренажом.

Как упомянуто выше, при увеличении нагрузок на двигатель давление в канале для прохода топлива растет вследствие сопротивления течению внутри сопла. Поэтому также увеличивается давление в первой камере, которое вызывает такое перемещение первого поршня, что соединение, обеспечивающее прохождение потока между первой и второй камерами давления, открывается и определенное количество топлива втекает во вторую камеру давления. Поскольку эта камера давления имеет большую эффективную площадь поперечного сечения, чем первая камера, создаваемое во второй камере давление приведет к возврату первого поршня в его крайнее положение при минимальном объеме топлива, и в то же время количество топлива во второй камере давления ограничивается, так как первый поршень перекрывает соединение между камерами. Когда второй поршень находится в обеспечивающем передачу усилия соединении с пружиной, последняя по мере заполнения камер соответственно укорачивается, за счет чего усилие пружины увеличивается. Если не учитывать небольшое количество топлива, уходящее вследствие дренирования, топливо удерживается заключенным в камере давления до тех пор, пока форсунка снова не должна быть приведена в действие для возобновления впрыскивания топлива, а следовательно сохраняется повышенная сила пружины, которая приводит как к более высокому рабочему давлению форсунки, так и к более высокому давлению закрытия.

Если в течение последующего периода впрыска наивысшее давление в канале для прохода топлива становится выше из-за увеличения нагрузки двигателя, давление топлива в первой камере давления создаст усилие, действующее на первый поршень, которое больше противоположного усилия, создаваемого пружиной, что приводит к перемещению первого поршня, так что соединение, обеспечивающее прохождение потока между камерами остается открытым до тех пор, пока давление, создаваемое во второй камере давления, не приведет к увеличению усилия пружины несколько большему, чем давление топлива, действующее на эффективную площадь поперечного сечения первой камеры давления. После этого увеличенная сила пружины вновь возвратит первый поршень в его крайнее положение с блокировкой соединения между камерами.

Суженный дренажный канал обеспечивает непрерывный дренаж небольшого количества топлива из второй камеры давления. Этим гарантируется, что нагружение пружины также уменьшается, когда уменьшается нагрузка двигателя, а следовательно уменьшается и наивысшее давление в канале для прохода топлива. Если нагрузка не уменьшается, то количество топлива, ушедшего вследствие дренирования, будет восполнено новым топливом в течение последующего периода впрыска, поскольку дренирование топлива приводит к небольшому снижению давления во второй камере, так что первый поршень вновь может открыть соединение, обеспечивающее прохождение потока.

Давление открытия форсунки при определенной нагрузке в верхнем нагрузочном диапазоне двигателя зависит от эффективной площади поперечного сечения первой камеры. Поскольку такая площадь может быть выполнена с весьма малыми допусками, все форсунки двигателя сами по себе будут отрегулированы на одно и то же давление открытия и закрытия, так как определяемые изготовлением различные изменения характеристик пружин, работающих на сжатие, а также разное ослабление пружин в течение периода их работы, будут уравнены сжатием пружин до тех пор, пока они не будут иметь одно и то же усилие, которое регулируется на наивысшее давление топлива в форсунке. Эта регулировка выполняется автоматически в течение работы двигателя, а за счет этого устраняется значительная часть потребности проведения периодической ручной регулировки форсунок.

Можно сконструировать соединение, обеспечивающее прохождение потока, с боковыми отверстиями, которые могут быть открыты или закрыты первым поршнем при его перемещении, но предпочтительно, чтобы первый поршень имел посадочную часть, которая блокирует соединение между первой и второй камерами давления посредством контакта с соответствующей посадочной частью на неподвижном компоненте. Такие посадочные части, как установлено, весьма надежны в форсунках на протяжении многих лет, причем они обеспечивают хорошее перекрытие, способное противостоять большой разности давлений.

Дренажный канал соответствующим образом может быть выполнен настолько ограниченным по размерам, что объем, уходящий в дренаж при полной нагрузке двигателя в течение цикла его работы, находится в диапазоне от половины до одной двадцатой объема топлива во второй камере давления. Если уходящее в дренаж количество топлива составляет больше половины, будет затруднительно, особенно при невысоких нагрузках двигателя, добиться желаемого повышения давления открытия, и, кроме того, перемещения поршня будут большими и частыми, поскольку вторая камера давления должна будет повторно заполняться при каждом периоде впрыска, а также при постоянной нагрузке двигателя. Если дренируемый объем составляет менее одной двадцатой, то при резком уменьшении нагрузки двигателя давление открытия будет неприемлемым образом падать. Упомянутые дренажные соотношения применяются при полной нагрузке двигателя.

В одном из вариантов осуществления конструкции эффективная площадь поперечного сечения первой камеры давления может быть меньше, чем площадь открытия клапана. В результате этого первый поршень при малых нагрузках двигателя будет оставаться в крайнем верхнем положении, если давление топлива определяется давлением открытия форсунки, создаваемым только предварительным механическим нагружением пружины. Только тогда, когда при увеличении нагрузки двигателя давление топлива повышается, давление на эффективную площадь поперечного сечения первой камеры приведет к созданию силы, которая может преодолеть силу пружины и переместить первый поршень из его крайнего положения.

Предпочтительно, чтобы вторая камера давления имела эффективную площадь поперечного сечения, в несколько раз большую эффективной площади поперечного сечения первой камеры. Это приводит к тому, что давление во второй камере будет в соответствующее количество раз меньше давления в первой камере, когда сила второго поршня, действующая на пружину, а следовательно и на первый поршень, уравновешивает противоположно направленную силу, создаваемую топливом и действующую на первый поршень. Таким образом большая площадь эффективного поперечного сечения второй камеры приводит к закрытию этой камеры при преимущественно низком давлении в камере, а это приводит к относительно небольшому перепаду давления в дренажном канале и последующему незначительному дренированию топлива из второй камеры давления. Большая площадь второй камеры также обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что камера заполняется большим объемом топлива при определенном перемещении второго поршня и соответствующем сжатии пружины. Эти два обстоятельства способствуют тому, что когда форсунка находится в закрытом положении между двумя периодами впрыска, происходит лишь незначительное изменение силы пружины.

Можно расположить оба поршня у конца пружины, наиболее близкого к соплу, если компонент, который неподвижен по отношению к первому поршню, образуется клапаном. В результате такой конструкции поршни принимают участие в регулировочных перемещениях клапана. В этом случае поршни будут действовать в качестве увеличителей массы клапана, которые приводят к замедленным регулировочным перемещениям в форсунке. Поскольку это обычно считается недостатком, первый поршень, как вариант, может быть образован у противоположного конца пружины. Но это приводит к недостатку, заключающемуся в том, что соединение между двумя камерами, обеспечивающее прохождение потока, получается удлиненным и его довольно трудно выполнить. В предпочтительном варианте осуществления конструкции, который позволяет избежать этих недостатков и прост в изготовлении, форсунка образована так, что известным самим по себе способом работающая на сжатие пружина устанавливается между двумя направляющими, которые имеют возможность перемещения в продольном направлении на центральном осевом элементе, который неподвижно установлен в корпусе, что второй поршень образован в верхней направляющей пружины, которая расположена противоположно соплу и имеет нижнюю трубчатую стенку, которая плотно для выдерживания давления охватывает осевой элемент, и верхнюю трубчатую стенку, которая имеет больший внутренний диаметр, чем нижняя стенка, и плотно для выдерживания давления охватывает первый поршень, а также промежуточный элемент, соединяющий стенки друг с другом, с его верхней поверхностью, составляющей вторую поверхность, что первый поршень выполнен кольцеобразным и заключен между упорным элементом и верхней стенкой второго поршня, и имеет нижний, направленный внутрь буртик, верхняя поверхность которого составляет первую поверхность, которая во внутреннем направлении переходит в посадочную часть, и соответствующая посадочная часть осевого элемента обращена вниз и располагается между сквозным каналом, идущим к каналу для прохода топлива, и нижней зоной с уменьшенным диаметром, образующей между двумя камерами соединение для прохождения потока.

Дренажный канал может быть образован как независимый элемент, например в виде небольшой расточки через второй поршень во вторую камеру, однако предпочтительно, чтобы дренажный канал состоял из уплотненных для выдерживания давления кольцеобразных щелей между двумя стенками второго поршня, и соответственно первым поршнем и осевым элементом, но эти кольцевые щели трудно выполнить так, чтобы они были непроницаемы в отношении действия давления. В то же время количество дренирующего топлива будет оказывать смазывающее действие на поверхности, скользящие одна по другой.

Ниже более подробно будет разъяснен пример варианта осуществления конструкции со ссылками на чертежи, на которых на фиг. 1 представлено частичное сечение в продольном направлении форсунки, выполненной согласно изобретению, на фиг. 2 в большем масштабе представлена часть фиг. 1, показывающая работающую на сжатие пружину со взаимосвязанными с ней элементами, на фиг. 3 представлена диаграмма, показывающая взаимосвязь нагрузки двигателя и давления открытия соответственно для форсунок известного типа и форсунки согласно изобретению.

На фиг. 1 представлена форсунка, в целом обозначенная позицией 1, имеющая наружный корпус 2, устанавливаемый в крышке цилиндра. Корпус выполнен удлиненным и у своего верхнего конца имеет монтажный элемент 3, который выступает в боковом направлении и посредством болтов, закрепленных в крышке, прижимает контактную поверхность 4, находящуюся в нижнем конце корпуса, к соответствующей контактной поверхности, образованной в крышке. Топливный насос, который не показан, или подобный ему источник периодической подачи топлива под высоким давлением посредством напорного трубопровода подсоединен к топливному входу 5 в верхней части форсунки, откуда канал 6 проходит через центральную часть форсунки вниз к соплу 7 с центральной полостью 8, из которой отверстия сопла, которые не показаны, проходят по радиусу для впрыска топлива в цилиндр двигателя.

Канал для прохода топлива может иметь клапан, который открывается для циркуляции подогретого топлива в форсунке между периодами впрыска. Топливный канал проходит через неподвижный компонент в форме осевого элемента 9, который вверху контактирует с элементом 10, неподвижно установленным в корпусе, а внизу контактирует с промежуточным элементом 11, который жестко прижат к направляющей 12 ползунка, неподвижно установленной в корпусе. Ползунок 13 клапана устанавливается таким образом, чтобы он имел возможность перемещения в продольном направлении в центральной расточке 12' своей направляющей, и одним своим концом охватывает отходящую вниз цилиндрическую часть 11', выполненную на промежуточном элементе. Направляющая расточка центрирует клапан, так что кольцеобразная посадочная коническая поверхность 14, расположенная у нижнего конца клапана и образованная в виде иглы, соосна с соответствующим седлом на направляющей 12 ползунка. Когда клапан находится в закрытом положении, с посадочной поверхностью, прижатой к седлу клапана на направляющей ползунка, кончик иглы выступает в центральную полость сопла и здесь подвергается воздействию давления в цилиндре двигателя, которое через сопловые отверстия распространяется в полость и действует на ползунок клапана, создавая силу в направлении открытия. Нижний конец ползунка клапана и направляющая 12 ползунка определяют границы камеры давления 15, которая сообщается с каналом 6 для прохода топлива через наклонные расточки 16. Нижняя кольцеобразная торцевая поверхность ползунка клапана, которая во внутреннем направлении ограничена иглой, подвергается воздействию давления топлива в камере 15, когда давление топлива действует на ползунок клапана, создавая силу в направлении открытия. Площадь отверстия ползунка клапана по существу определяется разностью наружного диаметра цилиндрической части 11' и внутреннего диаметра направляющей расточки 12'.

Ползунок клапана также нагружается и в направлении закрытия, то есть в направлении вниз к седлу клапана, посредством работающей на сжатие пружины 17, верхний конец которой контактирует с верхней направляющей 18 пружины, установленной на осевом элементе 9 с возможностью перемещения, а ее нижний конец удерживается с помощью нижней направляющей 19, также с возможностью перемещения направляемой на осевом элементе 9 посредством упорной втулки с прорезью, нижняя торцевая поверхность которой находится в контакте с верхним буртиком на ползунке 13 клапана. Таким образом усилие пружины через направляющую 19 и упорную втулку 20 передается к ползунку 13 клапана.

Кольцеобразный первый поршень 21 установлен вокруг верхней части осевого элемента 9 с возможностью перемещения в осевом направлении. Внутренний диаметр поверхности скольжения 22 (фиг. 2) поршня согласуется с противоположной направляющей поверхностью 23 на осевом элементе таким образом, что кольцевая цель между поверхностями получается достаточно узкой, с тем чтобы поршень с обеспечением уплотнения охватывал осевой элемент. Направляющая поверхность 23 заканчивается внизу в цилиндрическом углублении, выполненном в осевом элементе и через канал 24 сообщающемся с центральным топливным каналом 6 в осевом элементе. Углубление внизу переходит в цилиндрическую часть 25 с наружным диаметром, меньшим чем у направляющей поверхности 23. Под частью 25 осевой элемент имеет кольцеобразную, коническую посадочную часть 26, направленную вниз.

Первый поршень 21 имеет нижний, направленный внутрь буртик 27 с конической верхней посадочной частью 26', которая может примыкать к посадочной части 26 с обеспечением уплотнения для выдерживания давления. В зоне на уровне углубления и цилиндрической части 25 первый поршень и осевой элемент определяют границы первой камеры давления 28 с эффективной площадью поперечного сечения, определяемой разностью диаметров части 25 и направляющей поверхности 23. Эффективная площадь поперечного сечения находится на верхней поверхности буртика 27, то есть на первой поверхности, обращенной в сторону от пружины, так что давление топлива, подаваемого по каналу 24 в первую камеру давления, действует на первый поршень с силой, направленной вниз.

Второй поршень 29 образован за одно целое с верхней направляющей 18 пружины и содержит кольцеобразный промежуточный элемент 30, который удерживает нижнюю трубчатую стенку 31 и верхнюю трубчатую стенку 32. Внутренняя сторона нижней стенки 31 уплотнена для выдерживания давления и имеет возможность перемещения в продольном направлении в контакте с цилиндрической второй направляющей поверхностью 33 осевого элемента 9, внутренняя сторона верхней стенки 32 уплотнена для выдерживания давления и имеет возможность осевого перемещения в контакте с наружной стороной первого поршня 21. Первый и второй поршни совместно с осевым элементом 9 определяют границы второй камеры давления 34 с эффективной площадью поперечного сечения, определяемой разностью диаметров цилиндрических внутренних сторон нижней стенки 31 и верхней стенки 32. Цилиндрическое углубление, выполненное в наружной стороне осевого элемента и расположенное непосредственно под посадочной частью 26, образует между двумя камерами давления соединение 35 для прохождения потока, когда первый поршень смещен с посадочной части 26.

Нижняя сторона буртика 27 может иметь один или более выступы или кольцеобразный выступ с вырезами для удержания части второй камеры давления 34, которая располагается в радиальном направлении выровненной с выступами, в состоянии сообщения с соединением 35 для прохождения потока, когда выступ примыкает к верхней стороне промежуточного элемента 30. В альтернативном варианте осуществления конструкции, который не показан, выступ может быть кольцеобразным, а внутренняя сторона нижней стенки 31 может иметь меньший диаметр, чем внутренняя сторона буртика 27, при этом часть второй камеры давления, наиболее близко расположенная к соединению 35, имеет верхнюю эффективную площадь поперечного сечения, которая открыта в направлении соединения 35, когда выступ на буртике 27 примыкает к верхней стороне промежуточного элемента 30 и блокирует соединение с остальной частью камеры давления 34. При соответствующем увеличении давления в соединении 35 для прохождения потока эта эффективная площадь приведет к перемещению второго поршня 29 от первого поршня 21 с одновременным открытием полной эффективной площади поперечного сечения второй камеры давления.

Вторая камера давления 34 находится в постоянном контакте с ограниченным дренажным каналом, состоящим из уплотненной для выдерживания давления кольцеобразной щели между внутренней стороной верхней стенки 32 и цилиндрической наружной стороной первого поршня, и из уплотненной для выдерживания давления щели между внутренней стороной нижней стенки 31 и направляющей поверхностью 33 на осевом элементе.

Ниже следует описание того, как два поршня автоматически создают желаемое усилие работающей на сжатие пружины 17. Когда двигатель остановлен и в канале 6 для прохода топлива отсутствует давление, два поршня занимают положение, показанное на фигуре, при этом работающая на сжатие пружина 17, которая создает предварительную нагрузку, обеспечиваемую на заводе-изготовителе, прижимает второй поршень 29 вверх для его примыкания к первому поршню 21, который передает усилие пружины осевому элементу 9 через посадочные части 26, 26'.

Когда производится запуск двигателя и нагрузка увеличивается, то в течение каждого периода впрыска давление в канале 6 для прохода топлива повышается до наивысшего значения, которое при низких нагрузках соответствует давлению открытия форсунки, а при более высоких нагрузках определяется сопротивлением потоку в отверстиях сопла. Следовательно при увеличении нагрузок на двигатель максимальное давление в канале для прохода топлива увеличивается.

Давление в канале 6 через канал 24 распространяется к первой камере давления 28, а когда давление здесь достигает уровня, при котором направленная вниз сила, действующая на первый поршень, преодолевает предварительно установленную силу пружины, первый поршень перемещается к пружине, которая сжимается между направляющими 18 и 19, причем одновременно топливо через соединение 35 втекает во вторую камеру, где давление создается до такого уровня, при котором первый поршень 21 возвращается в состояние контакта с посадочной частью 26, при этом второй поршень 29 остается в положении, при котором происходит дополнительное нагружение пружины.

Если при последующих периодах впрыска давление в канале 6 для прохода топлива повышается до более высокого уровня, перемещения поршня повторяются, при этом происходит нагружение пружины 17, которое находится в линейной зависимости от максимального давления в канале 6.

Через уплотненные для выдерживания давления кольцеобразные щели небольшое количество топлива непрерывно дренирует из второй камеры давления, при этом топливо пропускается к дренажному отверстию, которое не показано, через внутреннюю полость в корпусе 2. Таким образом в форсунке согласно изобретению достигается усилие пружины, а следовательно и давление открытия, которое повышается с увеличением нагрузки на двигатель, что показано на фиг. 3. Этим обеспечивается возможность уменьшения давления открытия при небольших нагрузках на двигатель, поскольку форсунка автоматически создает высокое давление открытия, требуемое при полной нагрузке. Следовательно работающая на сжатие пружина может быть заранее выполнена с предварительным нагружением, позволяющим получить при малых нагрузках давление открытия порядка 200 бар (197 кгс/см²), которое обеспечивает устойчивую работу двигателя при частичных нагрузках, и в то же время давление открытия при полных нагрузках, более высокое, чем в известных форсунках, за счет чего обеспечивается хорошее распыление топлива в начале периода впрыска.

Вместо вышеуказанного прохождения по центру топливный канал 6, как хорошо известно, может содержать определенное количество каналов, которые проходят в неподвижном промежуточном элементе вдоль наружной стороны пружины, и которые выходят в камеру давления 15 по новым каналам в направляющей клапана. При такой конструкции площадь открытия клапана определяется нижней кольцеобразной торцевой поверхностью, окружающей иглу.

Формула изобретения

1. Форсунка 1 для двигателя внутреннего сгорания, в частности для большого двухтактного дизельного двигателя, содержащая наружный корпус 2 для монтажа в крышке цилиндра и сквозной топливный канал 6, выходящий в сопло 7, а также содержащая ползунок 13 клапана, выполненный с возможностью продольного перемещения в направляющей 12 ползунка, при этом ползунок подвергается воздействию в направлении к его седлу клапана посредством предварительно нагруженной пружины сжатия 17, а в противоположном направлении посредством давления топлива в топливном канале, первый поршень 21, выполненный с возможностью осевого перемещения в корпусе, расположен с одного конца пружины сжатия и имеет первую поверхность, которая обращена от пружины и совместно с неподвижным компонентом 9 определяет границы первой камеры давления 28, которая сообщается с топливным каналом через канал 24, причем упомянутая пружина сжатия смещает первый поршень в направлении к крайнему положению с минимальным объемом топлива в первой камере давления, отличающаяся тем, что пружина находится в обеспечивающей передачу усилия связи со вторым поршнем 29, имеющим вторую поверхность, которая обращена в сторону от пружины и образует торцевую стенку во второй камере давления 34, и при движении в направлении из упомянутого крайнего положения первый поршень 21 открывает соединение 35 для потока между первой и второй камерами давления, при этом вторая камера давления 34 имеет большую эффективную площадь поперечного сечения, чем первая камера (28), и ограниченный дренажный канал соединяет вторую камеру давления с дренажом.

2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что первый поршень 21 имеет посадочную часть 26', которая блокирует соединение 35 для потока между первой и второй камерами давления посредством контакта с соответствующей частью 26 на неподвижном компоненте.

3. Форсунка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что дренажный канал имеет такой ограниченный размер, что объем, дренируемый при полной нагрузке двигателя в течение цикла двигателя, находится в диапазоне от половины до одной двадцатой объема топлива во второй камере давления 34.

4. Форсунка по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что эффективная площадь поперечного сечения первой камеры давления 28 меньше, чем площадь открытия ползунка клапана.

5. Форсунка по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что вторая камера давления 34 имеет эффективную площадь поперечного сечения, которая в несколько раз больше эффективной площади поперечного сечения первой камеры 28.

6. Форсунка по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что известным самим по себе способом пружина сжатия установлена между двумя направляющими 18, 19, выполненными с возможностью продольного перемещения на центральном осевом элементе 9, который неподвижен в корпусе, второй поршень 29 образован в верхней направляющей 18 пружины, которая расположена противоположно соплу 7 и имеет нижнюю трубчатую стенку 31, которая с уплотнением для выдерживания давления охватывает осевой элемент, и верхнюю трубчатую стенку 32, которая имеет больший внутренний диаметр, чем нижняя стенка, и с уплотнением для выдерживания давления охватывает первый поршень 21, и промежуточный элемент 30, взаимосвязывающий стенки, причем его верхняя поверхность образует вторую поверхность, при этом первый поршень 21 выполнен кольцеобразным и заключен между осевым элементом и верхней стенкой второго поршня, и имеет нижний, направленный вовнутрь буртик 27, верхняя поверхность которого образует первую поверхность, которая во внутреннем направлении сливается с посадочной частью 26', и соответствующая посадочная часть 26 осевого элемента обращена вниз и расположена между сквозным каналом 24, идущим к топливному каналу 6, и нижней зоной с уменьшенным диаметром, образующей соединение 35 для потока между двумя камерами.

7. Форсунка по п. 6, отличающаяся тем, что дренажный канал состоит из уплотненных для выдерживания давления кольцеобразных щелей между двумя стенками 31, 32 второго поршня и соответственно первым поршнем 21 и осевым элементом 9.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3