устройство впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ВПРЫСКА ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, в частности в дизель, содержащее распылитель предварительного впрыска и распылитель основного впрыска, выполненные с распыливающими отверстиями, корпуса распылителей, две иглы, размещенные в соответствующих распылителях, причем распылители расположены в центральной зоне головки цилиндра двигателя и выполнены с возможностью подачи различных топлив, а оси смежных отверстий каждого из распылителей расположены под углом одна к другой с углом раскрытия по потоку, отличающееся тем, что корпуса распылителей выполнены за одно целое в виде одной детали, количество распыливающих отверстий в распылителе основного впрыска вдвое больше числа распыливающих отверстий распылителя предварительного впрыска, проекция оси каждого из отверстий распылителя предварительного впрыска расположена на биссектрисе угла, образованного осями смежных отверстий распылителя основного впрыска.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждое из отверстий распылителя предварительного впрыска выполнено в виде расположенных последовательно по потоку цилиндрического участка и участка в виде усеченного конуса, сопряженного с цилиндрическим по меньшему диаметру, причем длина участка в виде усеченного конуса на 80% меньше толщины стенки распылителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам впрыска для двигателя внутреннего сгорания, а именно для дизельного двигателя, использующего основное топливо впрыска и топливо предварительного впрыска, которое может отличаться от основного топлива впрыска.

Использование в дизельных двигателях топлив с малой способностью к самовоспламенению (топливо с низким петановым числом) приводит к замене при малой скорости и малом заряде топлива с малой способностью к самовоспламенению топливом, способность которого к самовоспламенению выше. Это имеет недостатком значительный рост эксплуатационной стоимости двигателей.

Для устранения этого недостатка известны двигатели, снабженные устройством предварительного впрыска топлива с высокой способностью к самовоспламенению, причем предварительный впрыск используется с момента, когда условия работы двигателя не позволяют больше обеспечить хорошее сгорание топлива с низким петановым числом.

Известно устройство, в котором показана камера сгорания с несколькими форсунками для впрыска основного топлива с малой способностью к самовоспламенению и одной дополнительной форсункой для впрыска топлива с высокой способностью к самовоспламенению. Тем не менее диапазон работы с топливом с малой способностью к самовоспламенению, гарантируемый известными к настоящему времени системами, остается недостаточным.

Задача может быть поставлена следующим образом.

Работа двигателя с высоким зарядом и с топливом с малой способностью к самовоспламенению, но сравнительно дешевым является удовлетворительной.

Если заряд двигателя постепенно уменьшается, наступает момент, когда хорошее сгорание требует дополнительного впрыска горючего с высокой способностью к самовоспламенению, но дорогого.

Целью изобретения является реализация устройства впрыска, в котором можно было бы максимально "задержать" момент при необходимости использования в предварительном впрыске топлива с высокой способностью к самовоспламенению, причем количество топлива предвпрыска должно быть минимально возможным по экономическим соображениям, т.е. устройство впрыска должно обеспечить работу двигателя с топливом с малой способностью к самовоспламенению внутри более широкого диапазона.

Устройство впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания, в частности для дизельного двигателя, имеет два распылителя, объединенных в одном корпусе или расположенных в раздельных корпусах, один из которых служит для предварительного впрыска топлива, а другой для впрыска основного топлива, причем топлива могут быть различными или одним и тем же, упомянутые распылители располагаются вблизи один от другого и в центральной области головки, снабженной отверстиями для распыления топлива, которые могут быть как эквидистантными, так и неэквидистантными и контролируемыми различными иглами. Распылитель предварительного впрыска имеет ряд отверстий, оси которых опираются на первый конус, а распылитель основного впрыска имеет ряд отверстий, число которых вдвое больше соответствующего числа распылителя предварительного впрыска, а оси опираются на второй конус, причем относительное осложнение конусов, угол каждого из конусов и ориентация осей отверстий на конусах выбираются таким образом, чтобы зона, расположенная на половине длины струй основного впрыска, расстояние между каждой струей предварительного впрыска и двумя связанными струями основного впрыска были бы минимальны и равны между собой.

По другому признаку изобретения распылительные отверстия предварительного впрыска имеют в направлении потока топлива цилиндрический участок и участок в виде усеченного конуса, причем расширение конического участка располагается со стороны камеры сгорания, а длина конического участка на 80% меньше толщины стенки.

На фиг. 1 дана схема, показывающая распределение струй предварительного впрыска и основного впрыска внутри камеры сгорания; на фиг.2 схематичный вид в перспективе, показывающий относительное расположение основных струй и струй предварительного впрыска; на фиг.3 частичное сечение распылителя.

Фиг.1 показывает половину поперечного сечения камеры сгорания 1 двигателя внутреннего сгорания, снабженного предлагаемым устройством. Вблизи центра камеры сгорания схематично показаны распылитель основного впрыска 2 и распылитель предварительного впрыска 3. Распылитель основного впрыска снабжен рядом эквидистантных осевых отверстий 4а-7а, расположенных под углом А, а распылитель предварительного впрыска снабжен рядом эквидистантных осевых отверстий 8а и 9а, расположенных под углом B. Число отверстий распылителя основного впрыска вдвое больше соответствующего числа распылителя предварительного впрыска.

В процессе работы топливо впрыскивается в форме струй, схематизированных позициями 4b-7b для основного впрыска и 8b, 9b для предварительного впрыска. Относительная ориентация двух комплексов отверстий, а также угол конусов, на которые опираются оси отверстий, выбираются так, чтобы минимизировать расстояние между струями 8b и 9b и зонами 4с-7с, расположенными на половине длин струй основного впрыска (см. фиг.2).

В зависимости от размеров камеры сгорания может оказаться полезным увеличение или уменьшение числа распылительных отверстий, сохраняя при этом соотношение 1/2 между числом отверстий предварительного и основного впрысков.

Фиг. 3 показывает частичное сечение стенки распылителя предварительного впрыска напротив осевого отверстия 8а. Отверстие состоит из двух участков: один цилиндрический 10, за которым следует в направлении потока топлива конический 11, расширяющийся участок которого обращен к камере сгорания. Наличие конического участка позволяет получить наилучшее распыление топлива, распределяемого в конусе с углом С, большим, чем тот, который был бы получен с цилиндрическим отверстием.

Распределение струй предварительного впрыска и основного впрыска, соединенное с использованием конических отверстий предварительного впрыска, позволяет расширить рабочий диапазон с единственным топливом, с малой способностью к самовоспламенению к малым зарядам и малым скоростям, когда оно используется одновременно в предварительном и основном впрысках. Когда предел работы с единственным топливом достигнут, следует использовать топливо предварительного впрыска с повышенной способностью к самовоспламенению.

Для впрыска используют предпочтительно два распылителя, объединенных в одном корпусе.