RU2635956C1

RU2635956C1 - Nozzle for supplying fuel emulsions into diesel combustion chamber

Info

Publication number: RU2635956C1
Application number: RU2016125569A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Михайлович Приходько; Михаил Георгиевич Шатров; Валерий Иванович Мальчук; Борис Александрович Кудряшов; Сергей Дмитриевич Скороделов
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2017-11-17

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: nozzle containing a body, a hollow sprayer (4) with a locking conical seat (5), spray holes (6) and channels for feed of the main and pilot fuels, is proposed. The sprayer (4) accommodates a locking needle (11) with conical locking surface made at its lower part. In the body of the needle (11), an axial channel (22) is formed, terminating in the holes (27). In the lower part of the locking needle (11), a groove is formed on the conical surface to form an additional cone (28) and a mixing cavity (30) in the form of So split guaranteed during the operational cycle.

EFFECT: invention allows to correct the mass composition of the mixture supplied to the diesel combustion chamber during the working cycle and to improve the flow of the characteristics of the mixture mass composition and their stability during operation, the invention allows to ensure the identical operational cycles in different cylinders of the multi-cylinder diesel due to the possibility of regulating dynamics of additive input.

2 cl, 6 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в конструкциях дизельных двигателей.The invention relates to transport engineering and can be used in the construction of diesel engines.

В дизелях получили большое распространение топливные системы, включающие топливный насос ТНВД с механическим приводом плунжера, топливопровод и форсунку с подпружиненной запирающей иглой в распылителе [1]. Эти системы приемлемы для подачи в камеру сгорания традиционного, альтернативного топлива и их смесей [2].In diesel engines, fuel systems are widely used, including a fuel pump of a high-pressure fuel pump with a mechanical plunger drive, a fuel line and a nozzle with a spring-loaded locking needle in the atomizer [1]. These systems are suitable for feeding traditional, alternative fuel and their mixtures into the combustion chamber [2].

Недостаток этих систем состоит в том, что конструкции не позволяют изменять массовый состав смесей с учетом многорежимности, а также в процессе впрыскивания, что необходимо для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик дизеля в условиях совместного применения традиционных, альтернативных топлив и присадок [2; 3].The disadvantage of these systems is that the designs do not allow changing the mass composition of the mixtures, taking into account multi-mode, as well as in the injection process, which is necessary to ensure high operational characteristics of the diesel engine in the conditions of joint use of traditional, alternative fuels and additives [2; 3].

Известна принятая в качестве прототипа форсунка для дизеля для подачи двух видов топлива в двигатель, состоящая из корпуса с закрепленным в нем распылителем, в полости которого установлена подпружиненная запирающая игла, имеющая направляющую, цилиндрическую и коническую запирающую поверхности. В корпусе и полом распылителе выполнены связанные между собой соответствующие каналы подвода основного и запального топлив. При этом в теле иглы выполнен центральный канал, связанный с каналами подвода запального топлива, а в нижней части иглы с выходом на ее коническую запирающую поверхность - радиальные каналы, которые при подъеме иглы сообщаются с распыливающими отверстиями. Канал подвода основного топлива связан с полостью распределительной полости - карманом распылителя и при подъеме иглы также сообщается посредством кольцевого канала с распыливающими отверстиями, образуя совместно с запальным топливом смесь с определенным коэффициентом состава смеси Ксм [4].A known nozzle for a diesel engine adopted as a prototype for supplying two types of fuel to an engine, consisting of a housing with a nozzle fixed in it, in the cavity of which a spring-loaded locking needle is installed, having a guide, cylindrical and conical locking surfaces. The corresponding channels for supplying the main and ignition fuels are made in the casing and the hollow atomizer. At the same time, a central channel is made in the needle body, connected to the channels for supplying ignition fuel, and in the lower part of the needle with access to its conical locking surface, there are radial channels, which, when the needle is raised, communicate with spray holes. The main fuel supply channel is connected to the cavity of the distribution cavity — the atomizer pocket, and when the needle is raised, it also communicates via an annular channel with spray holes, forming together with the ignition fuel a mixture with a certain mixture composition coefficient Kcm [4].

Недостаток прототипа состоит в том, что в эксплуатационных условиях происходит приработка запирающих конусов иглы и седла, уменьшение подачи присадки в полость смешения при увеличении ее поступления в кольцевой канал между корпусом распылителя и запирающей иглой. Согласно конструкции [4] поперечное сечение отмеченного кольцевого канала в разы больше, чем поперечное сечение полости смешения смесей, расположенной в зазоре запирающих конусов корпуса распылителя и запирающей иглы. В результате массовая доля присадки в кольцевом канале будет существенно меньше, чем в предусмотренной конструкцией полости смешения, что приведет к существенному уменьшению динамики ввода присадки в камеру сгорания дизеля практически на всех режимах и ухудшению воспламенения смеси. Кроме этого, отмеченное перераспределение присадки по объемам распылителя существенно скажется на характеристиках двигателя при неустановившихся режимах, что в значительной степени проявится при уменьшении нагрузки с рабочего режима до режима холостого хода. Оценка токсичности дизеля на неустановившихся режимах предусмотрена, в частности, Европейским тестом ETC.The disadvantage of the prototype is that in operating conditions there is a running-in of the locking cones of the needle and the saddle, a decrease in the filing of the additive in the mixing cavity with an increase in its entry into the annular channel between the atomizer body and the locking needle. According to the design [4], the cross section of the marked annular channel is several times larger than the cross section of the mixing cavity of the mixtures located in the gap of the locking cones of the atomizer body and the locking needle. As a result, the mass fraction of the additive in the annular channel will be significantly less than in the mixing cavity provided for by the design, which will lead to a significant decrease in the dynamics of the introduction of the additive into the combustion chamber of a diesel engine in almost all modes and a deterioration of the mixture ignition. In addition, the noted redistribution of the additive over the spray volumes will significantly affect the characteristics of the engine under unsteady conditions, which will largely manifest itself when the load is reduced from the operating mode to the idle mode. Assessment of diesel toxicity in transient modes is provided, in particular, by the European ETC test.

Технической задачей, решаемой изобретением, является получение возможности коррекции массового состава смеси, подаваемой в камеру сгорания дизеля в процессе рабочего цикла, и улучшение протекания характеристик массового состава смеси и их стабильность в процессе эксплуатации.The technical problem solved by the invention is to obtain the possibility of correcting the mass composition of the mixture supplied to the combustion chamber of the diesel engine during the working cycle, and improving the flow characteristics of the mass composition of the mixture and their stability during operation.

Дополнительной технической задачей изобретения является обеспечение идентичности рабочих циклов в различных цилиндрах многоцилиндрового дизеля путем заданной и идентичной динамики ввода присадки в зонах смешения смеси и воздуха.An additional technical objective of the invention is to ensure the identity of duty cycles in the various cylinders of a multi-cylinder diesel engine by predetermined and identical dynamics of additive input in the mixing zones of the mixture and air.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в форсунке для подачи топливных эмульсий в камеру сгорания дизеля, содержащей корпус с каналами подвода каждого вида топлива, основного и запального, полый распылитель с запирающим коническим седлом, распыливающими отверстиями, каналами подвода каждого вида топлива, сообщенными с соответствующими каналами подвода топлива в корпусе форсунки, и подпружиненную запирающую иглу, размещенную в полости распылителя и выполненную с направляющей и цилиндрической поверхностями, а также запирающей конической поверхностью с обратным конусом, ограниченным конической поверхностью и кромкой, при этом в распылителе выполнена распределительная полость, связанная с каналами подвода одного из видов топлив и с распыливающими отверстиями посредством кольцевого канала, образованного цилиндрическими поверхностями запирающей иглы и распылителя, а также посредством зазора между их коническими поверхностями, в теле запирающей иглы выполнен осевой канал, сообщенный радиальными каналами с каналами подвода другого вида топлива посредством кольцевой полости между цилиндрическими поверхностями запирающей иглы и распылителя, соответственно, а также дополнительные радиальные каналы, выполненные в нижней части запирающей иглы и выходящие одним концом в осевой канал, а другим - в зазор между коническими поверхностями запирающей иглы и распылителя, согласно изобретению в нижней части запирающей иглы выполнена проточка с образованием дополнительного конуса, ограниченного конической поверхностью, меньшее основание которого сопряжено с большим основанием обратного конуса и которое при этом меньше, чем большее основание упомянутого обратного конуса, причем коническая поверхность дополнительного конуса совместно с запирающим коническим седлом распылителя и выходными кромками дополнительных каналов запирающей иглы образует полость смешения в виде гарантированного в течение эксплуатационного цикла работы зазора S_o, значение которого в исходном положении запирающей иглы определяют из следующего соотношения:The solution of the technical problem is achieved by the fact that in the nozzle for supplying fuel emulsions to the diesel combustion chamber, comprising a housing with channels for supplying each type of fuel, main and pilot, a hollow atomizer with a locking conical seat, spraying holes, channels for supplying each type of fuel, communicated with the corresponding fuel supply channels in the nozzle body, and a spring-loaded locking needle placed in the spray cavity and made with a guide and cylindrical surfaces, and same locking conical surface with a reverse cone bounded by a conical surface and an edge, while the spray cavity has a distribution cavity connected to the supply channels of one of the types of fuels and with spray holes through an annular channel formed by the cylindrical surfaces of the locking needle and spray, and also through the gap between their conical surfaces, an axial channel is made in the body of the locking needle, communicated by radial channels with channels for supplying another type of fuel by means of an annular cavity between the cylindrical surfaces of the locking needle and spray, respectively, as well as additional radial channels made in the lower part of the locking needle and extending at one end into the axial channel and the other into the gap between the conical surfaces of the locking needle and spray, according to the invention in the lower part of the locking needle is made a groove with the formation of an additional cone bounded by a conical surface, the smaller base of which is associated with a large base of the opposite about the cone and which is smaller than the larger base of the inverse cone, the conical surface of the additional cone together with the locking conical seat of the spray gun and the outlet edges of the additional channels of the locking needle forms a mixing cavity in the form of a gap S _o guaranteed during the operating cycle, the value of which in the initial position of the locking needle is determined from the following ratio:

,

где y_max - максимальный подъем запирающей иглы распылителя, [мм];where y _max - the maximum rise of the locking needle of the sprayer, [mm];

- угол, образованный осью распылителя и образующей дополнительного конуса нижней части запирающей иглы, [град];

- the angle formed by the axis of the sprayer and forming an additional cone of the lower part of the locking needle, [deg];

Δy_д - допустимое увеличение максимального перемещения запирающей иглы в результате приработки запирающих конических поверхностей запирающей иглы и распылителя, [мм],Δy _d is the allowable increase in the maximum displacement of the locking needle as a result of running-in of locking conical surfaces of the locking needle and atomizer, [mm],

при этом число k дополнительных радиальных каналов подвода топлива в полость смешения подбирают, исходя из выражения:the number k of additional radial channels for supplying fuel to the mixing cavity is selected based on the expression:

k=(1÷3)n, k = (1 ÷ 3) n,

где n - число распыливающих отверстий распылителя.where n is the number of spray holes of the atomizer.

Решение дополнительной технической задачи достигается тем, что в хвостовике запирающей иглы с двух сторон выполнены прямоугольные пазы, допускающие ее осевое перемещение в прямоугольной прорези проставки, установленной с фиксацией в корпусе форсунки.The solution of an additional technical problem is achieved by the fact that rectangular grooves are made in the shank of the locking needle on both sides, allowing its axial movement in the rectangular slot of the spacer installed with fixation in the nozzle body.

Решение поставленной технической задачи становится возможным благодаря выполнению в нижней части запирающей иглы дополнительного конуса, коническая поверхность которого совместно с запирающим коническим седлом распылителя и выходными кромками дополнительных радиальных каналов запирающей иглы образуют полость смешения. Последняя представляет собой гарантированный в течение цикла работы зазор S_o. В результате становится возможным совершенствовать и стабилизировать объемно-энергетический баланс в распылителе и характеристики массового состава смеси, поступающей в камеру сгорания дизеля. При этом учитывается условие многорежимности дизеля, а также эксплуатационные износы запирающих конических поверхностей корпуса распылителя и его запирающей иглы.The solution of the technical problem becomes possible due to the implementation of an additional cone in the lower part of the locking needle, the conical surface of which together with the locking conical nozzle seat of the spray gun and the outlet edges of the additional radial channels of the locking needle form a mixing cavity. The latter is a gap S _o guaranteed during the cycle of operation. As a result, it becomes possible to improve and stabilize the volume-energy balance in the atomizer and the characteristics of the mass composition of the mixture entering the diesel combustion chamber. In this case, the condition of diesel multi-mode is taken into account, as well as the operational wear of the locking conical surfaces of the atomizer body and its locking needle.

Решение дополнительной технической задачи становится возможным благодаря выполнению в хвостовике запирающей иглы с двух сторон прямоугольных пазов, которые допускают ее осевое перемещение в прямоугольной прорези проставки, установленной с фиксацией в корпусе распылителя. В результате достигается совершенствование и стабилизация протекания характеристик массового состава смеси, поступающей в зоны смешения окислителя и энергоносителя в различные цилиндры многоцилиндрового дизеля благодаря одинаковым по времени темпам ввода присадки в камеру сгорания каждого цилиндра дизеля.The solution of an additional technical problem becomes possible due to the execution of a locking needle in the shank on both sides of the rectangular grooves, which allow its axial movement in the rectangular slot of the spacer installed with fixation in the sprayer body. As a result, improvement and stabilization of the flow of the characteristics of the mass composition of the mixture entering the mixing zones of the oxidizer and energy carrier in the various cylinders of the multi-cylinder diesel are achieved due to the same time for introducing the additive into the combustion chamber of each diesel cylinder.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена форсунка, продольный разрез; на фиг. 2 - выносной элемент I на фиг. 1 (запорная игла в верхнем положении); на фиг. 3 - выносной элемент I на фиг. 1 (запорная игла в положении на седле); на фиг. 4 дано сеч. А-А на фиг. 3 без запирающей иглы; на фиг. 5 изображен выносной элемент II на фиг. 1; на фиг. 6 представлено сеч. Б-Б на фиг. 5.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a nozzle, a longitudinal section; in FIG. 2 - remote element I in FIG. 1 (locking needle in the upper position); in FIG. 3 - remote element I in FIG. 1 (locking needle in position on the saddle); in FIG. 4 given sec. AA in FIG. 3 without locking needle; in FIG. 5 shows the extension element II in FIG. one; in FIG. 6 is a sectional view. Bb in FIG. 5.

На чертежах использованы следующие обозначения:The following notation is used in the drawings:

S_o - гарантированный зазор между конической поверхностью дополнительного конуса запирающей иглы и коническим седлом распылителя в исходном положении;S _o - guaranteed gap between the conical surface of the additional cone of the locking needle and the conical seat of the spray gun in the initial position;

ОХ₁-ОХ₄ и ОУ₁-ОУ₄ - плоскости расположения осей распыливающих отверстий распылителя и дополнительных радиальных отверстий запирающей иглы;OX ₁ -OX ₄ and OU ₁ -OU ₄ - the plane of the axes of the spray holes of the spray gun and additional radial holes of the locking needle;

α - угол относительного смещения плоскостей OX₁-ОХ₄ и ОУ₁-ОУ₄ расположения осей распыливающих отверстий распылителя и дополнительных радиальных отверстий запирающей иглы соответственно.α is the angle of relative displacement of the planes OX ₁ -OX ₄ and OU ₁ -OU _{4 of the} location of the axes of the spraying holes of the sprayer and the additional radial holes of the locking needle, respectively.

Форсунка для подачи топливных эмульсий в камеру сгорания дизеля содержит корпус 1 с каналами 2 и 3 подвода каждого вида топлива - запального и основного (см. фиг. 1, 2 и 3), полый распылитель 4 с запирающим коническим седлом 5, распыливающими отверстиями 6, а также каналами 7, 8 и 9 подвода каждого вида топлива, сообщенными с соответствующими каналами 2 и 3 подвода топлива в корпусе 1 форсунки. В полости распылителя 4 размещена подпружиненная с помощью пружины 10 запирающая игла 11, выполненная с направляющей и цилиндрической поверхностями 12 и 13 соответственно. В нижней части запирающей иглы 11 выполнена запирающая коническая поверхность 14 с обратным конусом 15, ограниченным конической поверхностью 16 и запирающей кромкой 17. При этом в распылителе 4 выполнена распределительная полость 18, связанная с каналами 3 и 9 подвода одного из видов топлива, а также с распыливающими отверстиями 6 посредством кольцевого канала 19, образованного цилиндрическими поверхностями 13 и 20 запирающей иглы 11 и распылителя 4 соответственно, а также посредством зазора 21 между коническими поверхностями 14 и седла 5.The nozzle for supplying fuel emulsions to the diesel combustion chamber contains a housing 1 with channels 2 and 3 for supplying each type of fuel - ignition and main (see Fig. 1, 2 and 3), a hollow atomizer 4 with a locking conical seat 5, spray holes 6, as well as channels 7, 8 and 9 for supplying each type of fuel, in communication with the corresponding channels 2 and 3 for supplying fuel in the housing 1 of the nozzle. In the cavity of the atomizer 4 there is a locking needle 11 spring-loaded with a spring 10 and made with a guide and a cylindrical surface 12 and 13, respectively. In the lower part of the locking needle 11, a locking conical surface 14 is made with a reverse cone 15 bounded by a conical surface 16 and a locking edge 17. At the same time, a distribution cavity 18 is made in the atomizer 4, connected with channels 3 and 9 for supplying one of the types of fuel, as well as spray holes 6 through the annular channel 19 formed by the cylindrical surfaces 13 and 20 of the locking needle 11 and the nozzle 4, respectively, and also through the gap 21 between the conical surfaces 14 and the saddle 5.

В теле запирающей иглы 11 выполнен осевой канал 22, сообщенный с каждым из радиальных каналов 23 и с каналами 7 и 8 подвода другого вида топлива посредством кольцевой полости 24 между цилиндрическими поверхностями 25 и 26 запирающей иглы 11 и распылителя 4 соответственно. Кроме этого, в нижней части запирающей иглы 11 выполнены дополнительные радиальные каналы 27, выходящие одним концом в осевой канал 22, а другим - в зазор 21 между соответствующими коническими поверхностями 14, 16 и седлом 5 запирающей иглы 11 и распылителя 4. Подвод основного топлива осуществляется к распределительной полости 18 и кольцевому каналу 19 распылителя 4, а запального топлива - присадки, к кольцевой полости 24 и осевому каналу 22 запирающей иглы 11.An axial channel 22 is made in the body of the locking needle 11, which is in communication with each of the radial channels 23 and with the channels for supplying another type of fuel by means of an annular cavity 24 between the cylindrical surfaces 25 and 26 of the locking needle 11 and the atomizer 4, respectively. In addition, in the lower part of the locking needle 11 there are additional radial channels 27 extending at one end into the axial channel 22, and the other into the gap 21 between the corresponding conical surfaces 14, 16 and the seat 5 of the locking needle 11 and the atomizer 4. The main fuel is supplied to the distribution cavity 18 and the annular channel 19 of the atomizer 4, and the ignition fuel additives, to the annular cavity 24 and the axial channel 22 of the locking needle 11.

При этом в нижней части запирающей иглы 11 выполнена проточка с образованием дополнительного конуса 28, ограниченного конической поверхностью 29. Причем меньшее основание дополнительного конуса 28 сопряжено с большим основанием обратного конуса 15, но при этом оно меньше, чем большее основание упомянутого обратного конуса 15. Причем коническая поверхность 29 дополнительного конуса 28 совместно с запирающим коническим седлом 5 распылителя 4 и выходными кромками дополнительных радиальных каналов 27 запирающей иглы 11 образуют полость 30 смешения топлив, расположенную у большего основания обратного конуса 15, выполненную в виде гарантированного в течение эксплуатационного цикла работы зазора S, где

.At the same time, a groove is made in the lower part of the locking needle 11 with the formation of an additional cone 28 bounded by the conical surface 29. Moreover, the smaller base of the additional cone 28 is associated with a large base of the inverse cone 15, but it is smaller than the larger base of the inverse cone 15. Moreover the conical surface 29 of the additional cone 28 together with the locking conical seat 5 of the atomizer 4 and the output edges of the additional radial channels 27 of the locking needle 11 form a mixing cavity 30 fuel located at the larger base of the inverse cone 15, made in the form of a gap S, guaranteed during the operational cycle, where

.

При этом принципиально важно, что в исходном положении запирающей иглы 11, то есть когда ее запирающая коническая поверхность 14 прижата к запирающему коническому седлу 5 распылителя 4, коническая поверхность 29 запирающей иглы 11 и запирающее коническое седло 5 обеспечивают гарантированный зазор S_o, что достигается наличием обратного конуса 15 и дополнительного конуса 28. Значение гарантированного зазора S_o в исходном положении запирающей иглы 11 для нового распылителя с учетом приработки запирающих конусов иглы 11 и распылителя 4 определяют из следующего соотношения:It is fundamentally important that in the initial position of the locking needle 11, that is, when its locking conical surface 14 is pressed against the locking conical seat 5 of the atomizer 4, the conical surface 29 of the locking needle 11 and the locking conical seat 5 provide a guaranteed clearance S _o , which is achieved by the presence of the return cone 15 and the additional cone 28. The value of the guaranteed clearance S _o in the initial position of the locking needle 11 for a new spray, taking into account the running-in of the locking cones of the needle 11 and spray 4, is determined from the following ratio:

,

где Δу_д - допустимое увеличение максимального перемещения запирающей иглы 11 в результате приработки запирающих конических поверхностей 14, 16 и запирающего конического седла 5 упомянутой иглы 11 и распылителя 4 соответственно;where Δy _d is the allowable increase in the maximum displacement of the locking needle 11 as a result of running-in of the locking conical surfaces 14, 16 and the locking conical seat 5 of the aforementioned needle 11 and the atomizer 4, respectively;

Sк - значение зазора S в запирающем конусе поверхностей 5 и 29 без учета перемещения у запирающей иглы 11 и ее изменения максимального перемещения Δу_д.Sk - the value of the gap S in the locking cone of the surfaces 5 and 29 without taking into account the movement of the locking needle 11 and its change in maximum displacement Δy _d .

Число k дополнительных радиальных каналов 27 подвода топлива в полость 30 смешения должно быть увязано с числом распыливающих отверстий 6. Это число подбирают, исходя из выражения:The number k of additional radial channels 27 for supplying fuel to the mixing cavity 30 should be related to the number of spray holes 6. This number is selected based on the expression:

k=(1÷3)n, где n - число распыливающих отверстий 6 распылителя 4.k = (1 ÷ 3) n, where n is the number of spray holes 6 of the sprayer 4.

Если оси распыливающих отверстий 6 распылителя 4 расположены, например, в плоскостях 0-X₁÷0-Х₄, то при k=n оси дополнительных радиальных каналов 27 могут быть расположены в плоскостях 0-У₁÷0-У₄ с относительным угловым смещением α (см. фиг. 4). На фиг. 4:0-X₁÷0-X₄ - это проекции плоскостей, в которых расположены распыливающие отверстия 6, на поверхность запирающего конического седла распылителя 4; 0-У₁÷0-У₄ - это проекции плоскостей, в которых расположены дополнительные радиальные каналы 27, на поверхность запирающего конического седла 5 распылителя 4.If the axis of the spray holes 6 of the sprayer 4 are located, for example, in the planes 0-X ₁ ÷ 0-X ₄ , then for k = n the axes of the additional radial channels 27 can be located in the planes 0-Y ₁ ÷ 0-Y ₄ with a relative angular offset α (see Fig. 4). In FIG. 4: 0-X ₁ ÷ 0-X ₄ are the projections of the planes in which the spray holes 6 are located on the surface of the locking conical seat of the spray gun 4; 0-Y ₁ ÷ 0-Y ₄ are the projections of the planes in which the additional radial channels 27 are located on the surface of the locking conical seat 5 of the spray gun 4.

В частном случае для фиксирования относительного углового смещения плоскостей расположения осей распыливающих отверстий 6 и дополнительных радиальных отверстий 27 в верхней части запирающей иглы 11 на ее хвостовике 31 с двух сторон могут быть выполнены пазы 32 (см. фиг. 5 и 6), под которые в корпусе 1 форсунки предусмотрена проставка 33, фиксируемая при ее установке в определенной позиции, с выполненной в ней прямоугольной прорезью 34. При этом запирающая игла 11 имеет возможность перемещаться в осевом направлении в упомянутой прямоугольной прорези 34.In the particular case, to fix the relative angular displacement of the axes of the arrangement of the axes of the spray holes 6 and the additional radial holes 27 in the upper part of the locking needle 11 on its shank 31, grooves 32 can be made on both sides (see Figs. 5 and 6), under which the nozzle body 1 is provided with a spacer 33, which is fixed when it is installed in a certain position, with a rectangular slot 34 made in it. In this case, the locking needle 11 has the ability to move axially in said rectangular gap and 34.

Форсунка для подачи топливных эмульсий в камеру сгорания дизеля работает следующим образом.An injector for supplying fuel emulsions to a diesel combustion chamber operates as follows.

Рабочий цикл форсунки делится на этапы. Первый этап - с момента начала подвода топлива к полости 30 смешения до момента начала движения запирающей иглы 11 распылителя 4 от запирающего конического седла 5 к упору - плоскости разъема корпуса 1 форсунки и распылителя 4. Второй этап - с момента начала движения запирающей иглы 11 до момента достижения ею упора. Третий этап - с момента достижения запирающей иглой 11 упора до момента начала посадки запирающей иглы 11 на запирающее коническое седло 5. Четвертый этап - это перемещение запирающей иглы 11 от упора к упомянутому седлу 5.The nozzle duty cycle is divided into stages. The first stage - from the moment the fuel supply to the mixing cavity 30 begins until the moment of starting the movement of the locking needle 11 of the nozzle 4 from the locking conical seat 5 to the stop - the plane of the connector body of the nozzle body 1 and the atomizer 4. The second stage - from the moment the locking needle 11 starts to move achieving her emphasis. The third stage is from the moment the locking needle 11 reaches the stop until the moment the locking needle 11 begins to fit onto the locking conical seat 5. The fourth stage is the movement of the locking needle 11 from the stop to the said saddle 5.

На заданном режиме работы дизеля запальное топливо, в частности традиционное дизельное, от соответствующего насоса высокого давления ТНВД1 (на чертеже не показан) по каналам 2, 7 и 8 подвода в корпусе 1 форсунки и распылителе 4 соответственно поступает в кольцевую полость 24 и далее по каналам 23, 22 и 27 - в полость 30 смешения топлив, расположенную у большого основания обратного конуса 15 и образованную конической поверхностью 29 дополнительного конуса 28 запирающей иглы 11, конической поверхностью запирающего конического седла 5 распылителя 4 и выходными кромками дополнительных радиальных каналов 27 запирающей иглы 11 (см. фиг. 1 и 2).At a given operating mode of the diesel engine, the ignition fuel, in particular traditional diesel fuel, from the corresponding high-pressure pump TNVD1 (not shown in the drawing) through the supply channels 2, 7 and 8 in the nozzle body 1 and the atomizer 4, respectively, enters the annular cavity 24 and then through the channels 23, 22, and 27 — into the fuel mixing cavity 30 located at the large base of the inverse cone 15 and formed by the conical surface 29 of the additional cone 28 of the locking needle 11, the conical surface of the locking conical seat 5 of the atomizer 4 and the outlet GOVERNMENTAL edges additional radial channels 27 of the locking needle 11 (see. Figs. 1 and 2).

При этом в полости 30 смешения образуется смесь, характеризующаяся коэффициентом массовой доли присадки Кп, который определяется по формуле:In this case, a mixture is formed in the mixing cavity 30, characterized by the coefficient of the mass fraction of the additive Kp, which is determined by the formula:

Кп=Gп/Gт+Gп, Kp = Gp / Gt + Gp,

где Gп и Gт - массы присадки - запального топлива и основного топлива - топливной эмульсии, в смеси соответственно.where Gп and Гт are the additive masses - ignition fuel and main fuel - fuel emulsion, in a mixture, respectively.

В процессе подачи насосом ТНВД1 запального топлива в полость 30 смешения в ней происходит смешение запального топлива с основным, которое находилось в полости 30 смешения после завершения предыдущего цикла. В результате коэффициент Кп в полости 30 смешения будет увеличиваться, и эта смесь переменного значения Кп по зазору между запирающим коническим седлом 5 и дополнительным конусом 28 распылителя 4 и запирающей иглы 11 соответственно поступает в кольцевой канал 19.In the process of pump pump injection pump ignition fuel into the mixing cavity 30, it mixes the ignition fuel with the main one, which was in the mixing cavity 30 after completion of the previous cycle. As a result, the coefficient Kp in the mixing cavity 30 will increase, and this mixture of variable Kp values in the gap between the locking conical seat 5 and the additional cone 28 of the sprayer 4 and the locking needle 11, respectively, enters the annular channel 19.

Принципиальная особенность предлагаемой конструкции форсунки состоит в том, что в исходном положении, то есть когда коническая запирающая поверхность 14 запирающей иглы 11 прижата к запирающему коническому седлу 5 распылителя 4 (см. фиг. 3), поперечное сечение зазора между дополнительным конусом 28 и запирающим коническим седлом 5 в разы меньше поперечного сечения кольцевого канала 19. При этом величина зазора S_o между дополнительным конусом 28 и запирающим коническим седлом 5 при рассмотренном исходном положении запирающей иглы 11 регламентируется соотношением:A fundamental feature of the proposed nozzle design is that in the initial position, that is, when the conical locking surface 14 of the locking needle 11 is pressed against the locking conical seat 5 of the nozzle 4 (see Fig. 3), the cross section of the gap between the additional cone 28 and the locking conical the saddle 5 is several times smaller than the cross section of the annular channel 19. Moreover, the gap S _o between the additional cone 28 and the locking conical saddle 5 with the considered initial position of the locking needle 11 is the ratio:

,

где Sк - значение зазора S в запирающем конусе конической поверхности седла 5 и конической поверхности 29 дополнительного конуса 28 без учета перемещения у запирающей иглы 11 и изменения ее максимального перемещения Δу_д, [мм];where Sк is the value of the gap S in the locking cone of the conical surface of the saddle 5 and the conical surface 29 of the additional cone 28 without taking into account the movement of the locking needle 11 and changing its maximum displacement Δy _d , [mm];

ΔУ_Д - допустимое увеличение максимального перемещения запирающей иглы 11 в эксплуатационных условиях в результате приработки запирающих конических поверхностей 16, 14 и запирающего конического седла 5, обратного конуса 15 и конической поверхности 14 запирающей иглы 11 и распылителя 4 соответственно, [мм].ΔU _D is the allowable increase in the maximum displacement of the locking needle 11 under operating conditions as a result of running-in of the locking conical surfaces 16, 14 and the locking conical saddle 5, the inverse cone 15 and the conical surface 14 of the locking needle 11 and the atomizer 4, respectively, [mm].

В результате даже во время первого этапа рабочего цикла форсунки в зазоре между запирающим коническим седлом 5 распылителя 4 и дополнительным конусом 28 запирающей иглы 11 будет находиться практически одно запальное топливо, которое затем поступает в кольцевой канал 19, где происходит смешение компонентов смеси, уменьшение значений коэффициента Кп в нем и распределение смеси переменного значения Кп по длине кольцевого канала 19.As a result, even during the first stage of the nozzle’s working cycle, in the gap between the locking conical seat 5 of the atomizer 4 and the additional cone 28 of the locking needle 11 there will be almost one ignition fuel, which then enters the annular channel 19, where the mixture components are mixed, reducing the coefficient values Kp in it and the distribution of the mixture of variable Kp along the length of the annular channel 19.

Выбор значения зазора Sk обусловлен следующим.The choice of the gap value Sk is due to the following.

Рассмотренная схема проточной части распылителя 4, в котором входные кромки распыливающих отверстий 6 расположены на запирающем конусе 5 (схема распылителя дизеля В-2), с энергетической точки зрения имеет значимые преимущества в сравнении с традиционным распылителем конструкции фирмы «ВОСН», входные кромки распыливающих отверстий которого расположены в подыгольном объеме. Так исследования МАДИ [3, 5] показали, что на частичных подъемах запирающей иглы 11 распылителя 4 потери давления в проточной части конструкции при течении топлива от сечения А-А (см. фиг. 2 и 3) до распыливающих отверстий у распылителя дизеля В-2 в 1,5…1,7 раза меньше, чем у распылителя фирмы «ВОСН», что проявляется в интервале перемещения У=0,05…0,12 мм запирающей иглы 11. Это объясняется наличием у распылителя фирмы «ВОСН» дополнительных потерь, которые имеют место при втекании топлива в подыгольный объем.The considered flow path diagram of the sprayer 4, in which the input edges of the spray holes 6 are located on the locking cone 5 (the circuit of the spray gun B-2), from the energy point of view, has significant advantages in comparison with the traditional sprayer of the VOSN design, the input edges of the spray holes which are located in the game room. So MADI studies [3, 5] showed that on partial rises of the locking needle 11 of the sprayer 4 pressure loss in the flow part of the structure when the fuel flows from section AA (see FIGS. 2 and 3) to the spray holes at the B- diesel sprayer 2 1.5 ... 1.7 times less than that of the VOSN sprayer, which is manifested in the range of movement Y = 0.05 ... 0.12 mm of the locking needle 11. This is explained by the presence of additional losses in the VOSN sprayer that occur when fuel is flowing into the podpigulnoe volume.

Предлагаемая конструкция распылителя в сравнении со схемой распылителя дизеля В-2 и прототипом имеет увеличенную длину проточной части распылителя от сечения А-А до распыливающих отверстий 6 (см. фиг. 2, 3).The proposed design of the sprayer in comparison with the spray pattern of the diesel engine B-2 and the prototype has an increased length of the flow path of the spray from section AA to the spray holes 6 (see Fig. 2, 3).

Таким образом, в опытной конструкции в сравнении со схемой распылителя дизеля В-2 могут наблюдаться дополнительные гидравлические потери. Очевидно, что для уменьшения потерь давления в отмеченном гидравлическом тракте может быть обеспечено увеличением зазора S между конической поверхностью седла 5 и конической поверхностью 29 дополнительного конуса 28 соответственно распылителя 4 и запирающей иглы 11. Значение зазора S складывается из наличия начального зазора S_o и увеличения расстояния между конической поверхностью седла 5 и конической поверхностью 29 дополнительного конуса 28 вследствие подъема запирающей иглы 11 в процессе рабочего цикла. В свою очередь, значение S_o определяется из условия обеспечения минимальных потерь давления в проточной части распылителя 4, т.е. значением S_к, и допустимого увеличения перемещения запирающей иглы 11 в результате приработки запирающих конических поверхностей 14, 16 и запирающего конического седла 5 упомянутой иглы 11 и распылителя 4.Thus, in the experimental design, additional hydraulic losses can be observed in comparison with the circuit of the atomizer of the V-2 diesel engine. Obviously, to reduce pressure losses in the marked hydraulic path, it can be ensured by increasing the gap S between the conical surface of the saddle 5 and the conical surface 29 of the additional cone 28 of the nozzle 4 and the locking needle 11, respectively. The value of the gap S is the sum of the initial clearance S _o and the increase in the distance between the conical surface of the saddle 5 and the conical surface 29 of the additional cone 28 due to the lifting of the locking needle 11 during the working cycle. In turn, the value of S _o is determined from the condition of ensuring minimum pressure loss in the flow part of the sprayer 4, i.e. value S _k , and a permissible increase in the displacement of the locking needle 11 as a result of running-in of the locking conical surfaces 14, 16 and the locking conical seat 5 of the aforementioned needle 11 and the atomizer 4.

По результатам обработки данных, проведенных расчетными исследованиями, представленных в таблице (см. с. 12), может быть произведена оценка влияния начального значения зазора S_к на гидравлические потери в зазоре конической поверхности седла 5 и конической поверхности 29 дополнительного конуса 28 распылителя 4 и запирающей иглы 11 соответственно.According to the results of processing the data carried out by the calculation studies presented in the table (see p. 12), the influence of the initial value of the gap S _k on hydraulic losses in the gap of the conical surface of the saddle 5 and the conical surface 29 of the additional cone 28 of the sprayer 4 and the locking can be estimated needles 11 respectively.

Исследования проводились по методике МАДИ [3, 5]. В качестве исходных были расход Q через форсунку и величина Sк. При этом была принята схема распылителя дизеля В-2 с диаметром dиц=4,2 мм и диаметром d_ВК конической поверхности 29, на которой расположены выходные кромки дополнительных радиальных каналов 27, равным d_ВК=3,0 мм. Здесь в таблице ΔР - потери напора от сечения А-А до сечения расположения входных кромок дополнительных радиальных каналов 27, из которых осуществляется подача присадки в полость 30 смешения. Значение ΔР в таблице представлено в процентном соотношении от полного напора в сечении А-А. Здесь величина ΔР рассматривается как функция зазора S_к, то есть ΔР=f(S_к) при заданном расходе через форсунку.The studies were carried out according to the MADI technique [3, 5]. The initial flow rate was Q through the nozzle and the value of Sк. In this case, a V-2 diesel atomizer circuit was adopted with a diameter dits = 4.2 mm and a diameter d _{VK of the} conical surface 29, on which the output edges of the additional radial channels 27 are located, equal to d _VK = 3.0 mm. Here in the table ΔP is the pressure loss from section AA to the section of the location of the input edges of the additional radial channels 27, from which the additive is fed into the mixing cavity 30. The ΔP value in the table is presented as a percentage of the total pressure in section AA. Here, ΔР is considered as a function of the gap S _k , i.e., ΔР = f (S _k ) at a given flow rate through the nozzle.

Из таблицы следует, что потери напора ΔР зависят от значения зазора S_к, что вполне логично и отвечает законам гидравлики. В частности, при заданном расходе Q=30 мм /мс и зазоре S_к=0,04 мм значение потерь напора ΔР превышает 25%, а при зазоре S_к=0,08 мм потери напора составят ΔР=4,06%. Принятое значение Q имеет место в реальных условиях у дизелей ММЗ, ЯМЗ при Рфо=17, 5 МПа и среднем положении запирающей иглы 11 распылителя 4. Исследования показали, что уровень значения потерь напора ΔР=1-2% может быть обеспечен для дизелей ЯМЗ, ММЗ при S_к≥0,33 У_max [мм].From the table it follows that the pressure loss ΔP depends on the value of the clearance S _k , which is quite logical and meets the laws of hydraulics. In particular, at a given flow rate Q = 30 mm / ms and a gap S _k = 0.04 mm, the pressure loss ΔP exceeds 25%, and with a gap S _k = 0.08 mm the pressure loss will be ΔP = 4.06%. The accepted value of Q takes place in real conditions for diesels MMZ, YaMZ at Rfo = 17.5 MPa and the average position of the locking needle 11 of the sprayer 4. Studies have shown that the level of pressure loss ΔP = 1-2% can be provided for diesels YaMZ, MMZ at S _to ≥0.33 U _max [mm].

По завершении рассмотренного ранее первого этапа рабочего цикла форсунки на границе кольцевого канала 19 и кольцевого зазора между запирающим коническим седлом 5 и дополнительным конусом 28 соответственно распылителя 4 и запирающей иглы 11 будет присутствовать смесь с максимальным значением Кп, но при этом не равным значению Кп=1. Причем значение Кп по длине кольцевого канала 19 уменьшается и в сечении на определенном удалении от границы кольцевого канала 19 и кольцевого зазора между запирающим коническим седлом 5 и дополнительным конусом 28 будет присутствовать только основное топливо.At the end of the first stage of the nozzle’s working cycle considered earlier, at the boundary of the annular channel 19 and the annular gap between the locking conical seat 5 and the additional cone 28 of the atomizer 4 and locking needle 11, respectively, a mixture will be present with the maximum value of Кп, but not equal to Кп = 1 . Moreover, the value of Kp along the length of the annular channel 19 decreases and in the section at a certain distance from the boundary of the annular channel 19 and the annular gap between the locking conical seat 5 and the additional cone 28, only the main fuel will be present.

В результате подачи к форсунке присадки - запального топлива, давление Рф в ней начинает увеличиваться. При равенстве давлений Рф=Рфо, где Рфо - это давление начала движения запирающей иглы 11, последняя поднимается, открывая доступ смеси топлив из полости 30 смешения в зазор 21 между запирающими коническим седлом 5 и конической поверхностью 14 соответственно распылителя 4 и запирающей иглы 11 и далее - к распыливающим отверстиям 6 и камеру сгорания дизеля. При этом в начале впрыскивания в камеру сгорания энергоносителя из полости 30 смешения к распыливающим отверстиям 6 будет поступать практически одно запальное топливо. Это принципиальная особенность предлагаемой конструкции форсунки.As a result of filing an additive - ignition fuel to the nozzle, the pressure Rf in it begins to increase. When the pressures are equal, Rf = Rfo, where Rfo is the pressure of the beginning of movement of the locking needle 11, the latter rises, allowing the mixture of fuels from the mixing cavity 30 to enter the gap 21 between the locking conical seat 5 and the conical surface 14 of the atomizer 4 and the locking needle 11 and so on - to the spray holes 6 and the combustion chamber of the diesel engine. In this case, at the beginning of the injection into the combustion chamber of the energy carrier from the mixing cavity 30, almost one ignition fuel will flow to the spray holes 6. This is a fundamental feature of the proposed nozzle design.

С некоторым смещением по времени по отношению к насосу ТНВД1 другой насос высокого давления - насос ТНВД2 начинает подавать основное топливо к форсунке. Давление в ней начинает увеличиваться с большей интенсивностью, чем от подачи только присадки насосом ТНВД1, запирающая игла 11 увеличивает скорость перемещения, и в полость 30 смешения из кольцевого канала 19 увеличивается подача смеси переменного массового состава с убывающим значением коэффициента Кп.With a certain time offset in relation to the pump TNVD1, another high-pressure pump - the pump TNVD2 begins to supply the main fuel to the nozzle. The pressure in it begins to increase with greater intensity than from the injection of only the additive by the pump TNVD1, the locking needle 11 increases the speed of movement, and the mixture flow of variable mass composition with a decreasing coefficient Kp increases into the mixing cavity 30 from the annular channel 19.

В процессе нагнетания основного топлива насосом ТНВД2 в полость 30 смешения массовая доля присадки - запального топлива будет падать, то есть коэффициент Кп в ней будет уменьшаться и в определенный момент в полости 30 смешения может присутствовать только основное топливо, что характерно для третьего этапа рабочего цикла форсунки и что зависит от конструктивных и режимных параметров системы подачи. К этому моменту времени подача запального топлива насосом ТНВД1 заканчивается.In the process of injection of the main fuel by the pump TNVD2 into the mixing cavity 30, the mass fraction of the additive - ignition fuel will fall, that is, the coefficient Kp in it will decrease and at some point only the main fuel may be present in the mixing cavity 30, which is typical for the third stage of the nozzle working cycle and that depends on the design and operational parameters of the feed system. At this point in time, the supply of ignition fuel by the pump TNVD1 ends.

В период интенсивного нагнетания основного топлива насосом ТНВД2 смесь из полости 30 смешения по зазору 21 между запирающим коническим седлом 5 распылителя 4 и конической поверхностью 14 запирающей иглы 11 поступает в распыливающие отверстия 6 и камеру сгорания дизеля. Кроме этого, во время впрыскивания, когда dРф/dϕ>0 (здесь ϕ - угол поворота вала насоса), часть смеси из полости 30 смешения в результате свойства сжимаемости топлива в полостях форсунки с запальным топливом будет поступать по дополнительным радиальным каналам 27 в осевой канал 22 запирающей иглы 11. При этом массовый состав смеси по длине осевого канала 22 будет меняться. При удалении сечения от пересечения осевого канала 22 с дополнительными радиальными каналами 27 коэффициент Кп увеличивается и в определенном сечении осевого канала 22 коэффициент Кп=1, то есть в смеси присутствует только запальное топливо-присадка.During the period of intensive injection of the main fuel by the pump TNVD2, the mixture from the mixing cavity 30 along the gap 21 between the locking conical seat 5 of the spray gun 4 and the conical surface 14 of the locking needle 11 enters the spray holes 6 and the diesel combustion chamber. In addition, during injection, when dРф / dϕ> 0 (here ϕ is the angle of rotation of the pump shaft), part of the mixture from the mixing cavity 30 as a result of the compressibility of the fuel in the cavities of the nozzle with ignition fuel will flow through additional radial channels 27 into the axial channel 22 of the locking needle 11. In this case, the mass composition of the mixture along the length of the axial channel 22 will change. When the section is removed from the intersection of the axial channel 22 with the additional radial channels 27, the coefficient Kp increases and in a certain section of the axial channel 22 the coefficient Kp = 1, that is, only the ignition fuel additive is present in the mixture.

В процессе окончания подачи основного топлива при dРф/dϕ<0 давление Рф уменьшается. В этот период в полость 30 смешения поступает основное топливо из кольцевого канала 19, а также смесь из осевого канала 22 и дополнительных радиальных каналов 27 с несколько нарастающим значением коэффициента Кп. В результате в камеру сгорания дизеля впрыскивается смесь, значение Кп которой может несколько увеличиваться.At the end of the main fuel supply at dРф / dϕ <0, the pressure Рф decreases. During this period, the main fuel enters the mixing cavity 30 from the annular channel 19, as well as the mixture from the axial channel 22 and additional radial channels 27 with a slightly increasing coefficient Kp. As a result, a mixture is injected into the combustion chamber of the diesel engine, the Kp value of which may increase somewhat.

Однако это увеличение незначительное, так как полости каналов, в которых находится запальное топливо, как правило, ограничены наличием обратных клапанов (на чертеже не показаны).However, this increase is insignificant, since the cavity of the channels in which the pilot fuel is located is usually limited by the presence of check valves (not shown in the drawing).

Заканчивается процесс впрыскивания топлива в камеру сгорания дизеля посадкой запирающей иглы 11 на запирающее коническое седло 5. При движении запирающей иглы 11 от упора к коническому седлу 5 распылителя 4 значение коэффициента Кп практически меняется незначительно.The process of injecting fuel into the diesel combustion chamber is completed by landing of the locking needle 11 on the locking conical seat 5. When the locking needle 11 moves from the stop to the conical saddle 5 of the atomizer 4, the value of the coefficient Kp practically does not change significantly.

Принципиальная особенность рассматриваемой конструкции форсунки состоит в том, что дополнительные радиальные каналы 27 выполнены в плоскостях ОУ₁…ОУ₄, которые расположены симметрично относительно друг друга. При этом симметричность радиальных каналов 27 - важное условие хорошей подвижности запирающей иглы 11 в процессе рабочего цикла. В противном случае суммарное усилие, обусловленное истечением топлива из дополнительных радиальных каналов 27, будет обеспечивать повышение силы трения в направляющей поверхности 12 запирающей иглы 11 и цилиндрической поверхности 26 распылителя 4.A fundamental feature of the nozzle design in question is that the additional radial channels 27 are made in the OU ₁ ... OU ₄ planes, which are located symmetrically relative to each other. Moreover, the symmetry of the radial channels 27 is an important condition for the good mobility of the locking needle 11 during the working cycle. Otherwise, the total force due to the outflow of fuel from the additional radial channels 27 will increase the friction force in the guide surface 12 of the locking needle 11 and the cylindrical surface 26 of the sprayer 4.

Кроме этого, для рассмотренной системы, когда входные кромки распыливающих отверстий 6 расположены на запирающем коническом седле 5, скорость нарастания подачи запального топлива в камеру сгорания дизеля зависит от взаимного расположения плоскостей, в которых выполнены распыливающие отверстия 6 и дополнительные радиальные каналы 27. Максимальное значение dGп/dϕ будет наблюдаться, когда плоскости расположения осей распыливающих отверстий 6 и дополнительных радиальных каналов 27 имеют нулевое относительное смещение, т.е. угол α=0 (см. фиг. 4). Поэтому важным условием обеспечения одинаковых значений dGп/dϕ в различных распыливающих отверстиях 6 является определенное соотношение числа радиальных каналов 27 и распыливающих отверстий 6, а именно число k дополнительных радиальных каналов 27 подвода топлива в полость 30 смешения подбирают из выражения: k=(1÷3)n, где n - число распыливающих отверстий 6.In addition, for the considered system, when the input edges of the spray holes 6 are located on the locking conical seat 5, the slew rate of the supply of ignition fuel to the diesel combustion chamber depends on the relative position of the planes in which the spray holes 6 and additional radial channels 27 are made. Maximum value of dGп / dϕ will be observed when the planes of the axes of the spray holes 6 and the additional radial channels 27 have a zero relative displacement, i.e. angle α = 0 (see Fig. 4). Therefore, an important condition for ensuring the same values of dGп / dϕ in different spray holes 6 is a certain ratio of the number of radial channels 27 and spray holes 6, namely, the number k of additional radial channels 27 for supplying fuel to the mixing cavity 30 is selected from the expression: k = (1 ÷ 3 ) n, where n is the number of spray holes 6.

Поскольку в реальных условиях производства и эксплуатации форсунок углы α между плоскостями расположения осей распыливающих отверстий 6 и дополнительных радиальных каналов 27 подвода присадки в полость 30 смешения (см. фиг. 4) могут быть различными для различных форсунок многоцилиндрового дизеля, поэтому динамика ввода присадки - параметр dGп/dϕ, в различных цилиндрах дизеля может существенно отличаться. Это ведет к неидентичности рабочих циклов дизеля в различных цилиндрах и, как результат, к ухудшению его эксплуатационных характеристик, включая неравномерность частоты вращения вала двигателя на переходных режимах и режимах холостого хода. В частном случае выполнение в верхней части хвостовика 31 с двух сторон пазов 32, а также установка в корпусе 1 форсунки фиксируемой проставки 33 с прорезью 34 позволяет перемещаться запирающей игле 11 в зоне пазов 32 в предусмотренной для них прорези 34. При этом проставка 33 строго фиксирована от осевых перемещений в корпусе 1 форсунки. Такое исполнение позволяет путем доводки рабочего процесса дизеля, предусматривающей вариацию величин углов α, добиться значений dGп/dϕ, при которых с учетом многорежимности будут наблюдаться показатели дизеля, отвечающие европейским стандартам.Since in real conditions of production and operation of nozzles, the angles α between the planes of the axes of the spray holes 6 and the additional radial channels 27 for supplying the additive into the mixing cavity 30 (see Fig. 4) can be different for different nozzles of a multi-cylinder diesel, therefore, the dynamics of the additive input is a parameter dGп / dϕ, in different cylinders of the diesel engine can differ significantly. This leads to the non-identicalness of the diesel operating cycles in different cylinders and, as a result, to the deterioration of its operational characteristics, including the unevenness of the engine shaft speed during transient and idle modes. In a particular case, the execution in the upper part of the shank 31 on two sides of the grooves 32, as well as the installation of a nozzle 33 of a fixed spacer 33 with a slot 34 in the housing 1, allows the locking needle 11 to move in the area of the grooves 32 in the slot 34 provided for them. The spacer 33 is strictly fixed from axial movements in the housing 1 of the nozzle. This design allows, by adjusting the diesel working process, which involves varying the values of the angles α, to achieve values of dGп / dϕ, at which, taking into account multi-mode, diesel indicators meeting European standards will be observed.

Таким образом, изобретение позволяет получить возможность коррекции массового состава смеси, подаваемой в камеру сгорания дизеля в процессе рабочего цикла, и улучшить протекание характеристик массового состава смеси в процессе впрыскивания и их стабильности в процессе эксплуатации. При этом дополнительно достигается обеспечение идентичности рабочих циклов в различных цилиндрах многоцилиндрового дизеля путем заданной и идентичной динамики ввода присадки в зонах смешения смеси и воздуха.Thus, the invention allows to obtain the possibility of correcting the mass composition of the mixture supplied to the combustion chamber of the diesel engine during the working cycle, and to improve the flow characteristics of the mass composition of the mixture during injection and their stability during operation. At the same time, ensuring the identity of duty cycles in various cylinders of a multi-cylinder diesel engine is achieved by preset and identical dynamics of additive input in the mixing zones of the mixture and air.

Источники информацииInformation sources

1. Топливные системы и экономичность дизелей / И.В. Астахов, Л.Н. Голубков, В.И. Трусов и др. – М.; Машиностроение, 1990, c. 11.1. Fuel systems and diesel efficiency / I.V. Astakhov, L.N. Golubkov, V.I. Trusov et al. - M .; Engineering, 1990, c. eleven.

2. Работа дизелей на нетрадиционных топливах / В.А. Марков, A.И. Гайворонский, Л.В. Грехов, Н.А. Иващенко – М.; «Легион-Авто дата», 2008, с. 298.2. The operation of diesel engines on non-traditional fuels / V.A. Markov, A.I. Gaivoronsky, L.V. Sins, N.A. Ivashchenko - M .; Legion Auto Date, 2008, p. 298.

3. Топливоподача и зональное смесеобразование в дизелях / B.И. Мальчук – М.; МАДИ, 2009, с. 163.3. Fuel supply and zone mixture formation in diesel engines / B.I. Malchuk - M .; MADI, 2009, p. 163.

4. А.С. СССР №1530801, Мкл. F02M 43/04, опубл. 1989 г. (прототип).4. A.S. USSR No. 1530801, Mcl. F02M 43/04, publ. 1989 (prototype).

5. Гидравлический расчет дизельных распылителей, отличающихся расположением распыливающих отверстий. / В.И. Мальчук, C.Д. Скороделов. / Вестник МАЛИ - 2013 г. - Вып. 4 (35) - с. 31-37.5. Hydraulic calculation of diesel sprayers, characterized by the location of the spray holes. / IN AND. Malchuk, C.D. Skorodelov. / Bulletin of MALI - 2013 - Issue. 4 (35) - p. 31-37.

Claims

1. An injector for supplying fuel emulsions to a diesel combustion chamber, comprising a housing with main and pilot fuel supply channels, a hollow atomizer with a locking conical seat, spray holes, each fuel supply channel communicating with respective fuel supply channels in the nozzle body, and a spring-loaded a locking needle placed in the spray cavity and made with a guide and cylindrical surfaces, as well as a locking conical surface with a reverse cone bounded by a cone the surface and the edge, while in the sprayer there is a distribution cavity connected with the supply channels of one of the types of fuels and with the spray holes through the annular channel formed by the cylindrical surfaces of the locking needle and sprayer, as well as by the gap between their conical surfaces in the body of the locking needle an axial channel is made, communicated by radial channels with channels for supplying a different type of fuel by means of an annular cavity between the cylindrical locking surfaces needle and spray, respectively, as well as additional radial channels made in the lower part of the locking needle and extending at one end into the axial channel and the other into the gap between the conical surfaces of the locking needle and spray, characterized in that a groove is made in the lower part of the locking needle with the formation of an additional cone bounded by a conical surface, the smaller base of which is conjugated with a large base of the inverse cone and which is smaller than the larger base of the said inverse cone, and the conical surface of the additional cone together with the locking conical seat of the spray gun and the output edges of the additional radial channels of the locking needle form a mixing cavity in the form of a gap S _o guaranteed during the operating cycle, the value of which in the initial position of the locking needle is determined from the following relation:

S _o ≥0.33⋅y _max + sinγ⋅Δy _d , [mm],

where y _max - the maximum rise of the locking needle of the sprayer, [mm];

γ is the angle formed by the axis of the sprayer and forming the additional cone of the lower part of the locking needle, [deg];

Δy _d is the allowable increase in the maximum displacement of the locking needle as a result of running-in of locking conical surfaces of the locking needle and atomizer, [mm],

the number k of additional radial channels for supplying fuel to the mixing cavity is selected based on the expression:

k = (1 ÷ 3) n,

where n is the number of spray holes of the atomizer.

2. The nozzle according to claim 1, characterized in that in the shank of the locking needle, rectangular grooves are made on both sides, allowing its axial movement in the rectangular slot of the spacer installed with fixation in the nozzle body.