CS248667B1 - Vstřikovací zařízení pro vstřikování paliva do motorů, zejména naftových motorů - Google Patents

Abstract

Řešení se týká vstřikovacího zařízeni pro vstřikování paliva do motorů. Zařízeni řeší mechanickou regulaci cyklové dodávky a elektronickou regulaci počátku vstřiku paliva tím, že přívodní potrubí (10) vystupující z regulačního čerpadla (5) je ve vstřikovací (11) spojeno se zpětným ventilem (14) a diferenciálním prostorem (15) akumulátoru (17), diferenciální prostor (15) je spojen prostřednictvím odpouštěcího potrubí (36) s elektromagnetickým ventilem (38), který je dále spojen s odpadním potrubím (40), přičemž hydraulický válec (16) akumulátoru (17) je propojen pojistným potrubím (56) s odpadním potrubím (40). Řešeni lze využit u vstřikovacích zařízení pro naftové motory všech velikosti i aplikaci.

Description

Vynález se týká vstřikovacího zařízení paliva do motorů, zejména naftových motorů s mechanickou regulací cyklové dodávky a elektronickou regulací počátku vstřiku paliva.

Jsou známé vstřikovací zařízení sestávající ze vstřikovacího čerpadla, ve kterém se palivs stlačí a dopravuje pomocí vstřikovacího potrubí ke vstřikovačům. Ve vstřikovači je umístěna vstřikovací tryska, přes kterou je palivo vstřikováno do,spalovacího prostoru motoru. Vstřikovací čerpadlo, zpravidla pístové, musí přesně dávkovat vstříknuté množství paliva do válce motoru. Toto množství je řízeno ovládací pákou mechanického nebo hydraulického regulátoru. Počátek vstřiku paliva bývá pevně stanoven a je den polohou vačkového hřídele čerpadla vůči klikovému hřídeli motoru. Existují ruční nebo automatické přesuvníky vstřiku, které mechanickým způsobem natáčejí vačkovým hřídelem čerpadla vůči klikovému hřídeli motoru, a tím mění počátek vstřiku. U automatického přesuvníku je počátek vstřiku měněn v závislosti na otáčkách motoru. Nevýhodou uvedeného vstřikovacího zařízení je značný vliv vstřikovacího potrubí na průběh vstřiku paliva a na rovnoměrnost dávkování paliva do jednotlivých válců motoru. Déle jsou známá vstřikovací zařízení sestávající z palivového čerpadla, které je spojeno s akumulátorem, z něhož jsou napájeny jednotlivé vstřikovače. Ze vstřikovačů je palivo dávkováno do příslušných válců motoru, přičemž tlak vstřikovaného paliva je stejný jako tlak v akumulátoru, nebo v případě, že vstřikovače obsahují násobiče tlaku, je palivo vstřikováno do válce motoru tlakem vyšším, než je tlak v akumulátoru. Cyklové dávka a okamžik vstřiku jsou řízeny elektronicky prostřednictvím elektromagnetických ventilů. Průběh vstřiku není ovlivněn vstřikovacím potrubím. Seřízení jednotlivých vstřikovačů na rovnoměrný průběh dávkování je obtížné, zařízení je komplikované a energeticky málo účinné při částečných zatíženích spalovacího motoru. Další nevýhodou jsou obtíže při startu motoru v důsledku nutnosti zajištění akumulačního tlaku v palivové soustavě.

Uvedené nedostatky řeší vstřikovací zařízení pro vstřikování paliva do motorů, zejména naftových motorů s mechanickou regulací cyklové dodávky a elektronickou regulací počátku

- 2 248 887 vstřiku paliva podle vynálezu*sestávájící z regulačního čerpadla , vstřikovačú, elektronického ovládacího zařízení, přívodního potrubí, odpadního potrubí a vedení elektrických signélůj jehož podstatou je , že přívodní potrubí vystupující z regulačního čerpadla je ve vstřikovači spojeno se zpětným ventilem a diferenciálním prostorem akumulátoru, diferenciální prostor je spojen prostřednictvím odpouštěcího potrubí 8 elektromagnetickým ventilem , který je déle spojen s odpadním potrubím, přičemž hydraulický válec akumulátoru je propojen pojistným potrubím s odpadním potrubím·

Zařízení podle vynálezu umožňuje spolehlivý provoz a elektronickou regulaci vstřikovacích parametrů. Při dosažení vysokých vstřikovacích tlaků je energetické účinnost srovnatelná s klasickými pístovými vstřikovacími čerpadly. Výše vstřikovacích tlaků je nastavitelná seřízením akumulátoru. Regulační čerpadlo je mechanicky příznivěji namáháno než klasické vstřikovací čerpadlo.

Na připojených výkresech je znázorněn příklad konkrétního provedení zařízení podle vynálezu, kde na obr. 1 je celkové schematické uspořádání zařízení pro čtyřválcový motor, na obr. 2 je schematické znázornění jednoho vstřikovače připojeného na přívodní potrubí a palivovou soustavu, na obr. 3 je možné provedení pneumatického akumulátoru, na obr. 4 je diagram závislosti vytlačovaných objemů paliva regulačním čerpadlem a vetřikovačem v souvislosti s úhlovým natočením hří« dele regulačního čerpadla.

Vetřikovací zařízení pro vstřikování paliÝa do motorů, zejména naftových motorů s mechanickou regulací cyklové dodávky a elektronickou regulací počátku vstřiku paliva, sestává z palivové nádrže 1 , sacího potrubí 2 , napájecího čerpadla £ , filtru £, regulačního čerpadla jehož hřídel 6 je spojen neznézorněnýím převodem s klikovým hřídelem neznázorněného motoru. Hřídel 6 je opatřen rotačními částmi snímače polohy J a snímače rychlosti otáčení 6 . Regulační čerpadlo 2 J^e déle. opatřeno regulačním prvkem 9 spojeným s neznázorněným ústrojím regulace regulovaných objemů paliva V^. Regulační čerpadlo 2 je spojeno přívodními potrubími 10 s příslušnými vstřikovači

- 3 248 887

11» Z jednotlivých vstřikovačů 11 jsou svedena 3běrná potrubí 12 do palivové nádrže 1 . Snímač polohy J a snímač rychlosti otáčení 8 jsou spojeny vedeními elektrického signálu 59 s elektronickým ovládacím zařízením 13. které je elektrickými přívody 42 spojeno s jednotlivými vstřikovači 11. Přívod ní potrubí 10 je ve vstřikovači 11 spojeno se zpětným ventilem 14 a současně s diferenciálním prostorem 15 hydraulického válce 16 akumulátoru 17. V hydraulickém válci 16 je suvně uložen velký píst 18, který je pevně spojen s malým pístem suvně uloženým v malém válci 20. Malý píst 19 a malý válec vytvétejt* výtlačný prostor 32 , který je spojen výtlačným potrubím 21 s přívodním prostorem 22 vstřikovací trysky 23 a s výstupní stranou zpětného ventilu 14. Vstřikovací tryska 23 sestává z tělesa 24 , ve kterém je suvně uložena diferenciální jehla 25 dotlačována do sedla 26 tryskovou pružinou 27 přes podložku 26. Tryskové pružina 27 je svým druhým koncem opřena o seřizovači podložku 280· Malý píst 19 mé na svém povrchu vytvořen zápich 29₎ v jehož místě je malý píst 19 provrtán radiálním kanálem 30, do něhož ústí axiální kanál 31. Malý válec 20 má vytvořeno odlehčení 33. které je spojeno přepouětěcím potrubím 34 s pružinovým prostorem 35 trysky 23. Diferenciální prostor 15 je spojen odpouštěcím potrubím 36 s elektromagnetickým ventilem 36. Šoupátko 37 elektromagnetického ventilu 38 mé vytvořenu drážku 39. Z elektromagnetického ventilu 38 vychází odpadní potrubí 40.ústící do sběrného potrubí 12. Šoupátko 37 je spojeno s elektromagnetem 41. který je opatřen elektrickým přívodem 42. Hydraulický válec 16 přechází ve své horní části v akumulátor 17. který může být pružinový, hydraulický, pneumatický nebo kombinovaný. U pružinového akumulátoru 17 je akumulační pružina 43 rozepřena mezi velkým pístem 16 a akumulační podložkou 44. Pneumatický akumulátor 17 je tvořen dolní přírubou 45 e horní přírubou 46, mezi kterými je vzduchotěsně sevřena membrána 47. S membránou 47 je pomocí dolní příložky 48 a horní příložky 49 pevně spojen velký píst 16. Membrána 47 a horní příruba 46 tvoří akumulační prostor £0, který je akumulačním potrubím 51 spojen s redukčním ventilem 52. Redukční ventil 52 je pomocí pří· vodu tlakového média 53 spojen s neznázoměným zdrojem tlakového média. U motorů disponujících zdrojem tiskového vzduchu

- 4 248 887 lze s výhodou tohoto tlakového vzduchu využít k činnosti pneumatického akumulátoru 17. Ve stěně hydraulického válce 16 je ve vzdáleno8ti t od dna 55 diferenciálního prostoru 15 umístěna pojistná potrubí 56.ústící do odpadního potrubí £0· Vzdálenost £ je rovna nebo je větší než maximální zdvih velkého píe tu 18. Dolní příruba 45 má proveden větrací otvor 54.

Funkce vstřikovacího zařízení pro vstřikování paliva do motorů,, zejména naftových motorů a mechanickou regulací cyklové dodávky a elektronickou regulací počátku vstřiku palivy je následující. Napájecí čerpadlo £ dopravuje palivo z palivové nádrže 1 přes filtr £ do regulačního čerpadla £. Regulační čerpadlo £ je poháněno hřídelem 6 a dopravuje do přívodního potrubí 10 regulované objemy tak, že jejich výtlak úhlově předchází vstřikovaným objemům V , vstřikovaným, do příslušných o

válců neznázorněného motoru. Ve vstřikovači 11 je v údobí před dopravou paliva z příslušného vývodu regulačního čerpadle £ do přívodního potrubí 10 poloha jednotlivých součástí následující. Zpětný ventil 14 je uzavřen, diferenciální jehla 25 je dosednuta de sedla 26, velký píst 18 společně s malým pístem 19 jsou v dolní poloze, akumulátor 17 uvolněn, šoupátko 37 elektromagnetického ventilu 38 se nachází v dolní uzavřené poloze, elektromagnetem 41 neprochází elektrický proud. Palivo dopravované přívodním potrubím 10 z regulačního čerpadle £ proudí do diferenciálního prostoru 15 a současně přes tlakem pálivé otevřený zpětný ventil 14 do výtlačného potrubí 21, přívodního prostoru 22 a výtlačného prostoru £2, čímž se velký píst 18 a malý píst 19 počnou posouvat vzhůru za současného akumulování energie v akumulátoru 17. Geometrické poměry diferenciální jehly 25 a silové poměry tryskové pružiny 27 jsou voleny tak, aby tlak paliva dopravovaného regulačním čerpadlem £ nezpůsobil zvednutí diferenciální jehly 25 ze sedla 26. Posunem malého pístu 19 vzhůru se současně přeruší propojení výtlačného prostoru 32 prostřednictvím axiálního kanálu £1 , radiálního kanálu £0, zépichu 2£ a odlehčení ££ a přepouštěcím potrubím 34. V pružinovém prostoru ££ zůstává tlak přibližně rovný tlaku paliva vyvozovanému regulačním Čerpadlem £. Velký píst 18 a malý píst 1£ se posunou o dráhu úměrnou regulovanému objemu paliva · Po skončení dodávky regu—

- 5 248 887 loveného objemu paliva z regulačního čerpadla £ zůstává dvojice velký píst 18 a malý píst 19 v klidové poloze, přičemž akumulátor 17 má akumulovánu energii právě ukončeného posunutí. Elektrickým signálem z elektronického ovládacího zařízení 13 je vybuzen elektromagnet 41 elektromagnetického vehtílu 38. čímž se Šoupátko 37 přesune do horní polohy a drážka 39 propojí odpouštěcí potrubí 36 s odpadníú potrubím 40. Palivo dosud umístěné v diferenciálním prostoru 15 náhle unikne odpadním potrubím 40 a sběrným potrubím 12 zpět do palivové nádrže 1 a akumulátor 17 tlačí velký píst 18 a malý píst 19 směrem dolů, čímž paliva umístěné ve výtlačném prostoru 32 je výtlačným potrubím 21 přes přívodní prostor 22 vytlačováno otevřenou vstřikovací tryskou 23 do spalovacího prostoru motoru. V údobí výtlaku paliva vstřikovací tryskou 23 panuje ve výtlačném potrubí 21 tlak přibližně rovný síle působení akumulátoru 17 dělené plochou malého pístu 19. což je tlak podstatně vyšěí než tlak vyvozovaný regulačním čerpadlem 5, čímž je zaručeno bezpečné zvednutí diferenciální jehly 25 ze sedla 26. V uvedeném údobí je zpětný ventil 14 uzavřen. Konec výtlaku paliva vstřikovací tryskou 23 nastane v okamžiku dosažení takové polohy malého pístu 19. kdy dojde k propojení výtlačného prostoru 32 s přepouštěcím potrubím 34 , čímž v pružinovém prostoru 35 náhle stoupne tlak, který diferenciální jehlu 25 rázně zatlačí do sedla 26. Popsaný děj se pravidelně opakuje v jednotlivých vstřikovačích 11, a to u dvoudobého cyklu motoru každou otáčku klikového hřídele a u čtyřdobého cyklu motoru každé dvě otáčky klikového hřídele. Velikost vstřikovaných objemů V_a určuje nastavení regulačního prvku _9 regulačního čerpadla 5, , velikost předstihu vstřiku cel určuje předem nastavený program v elektronickém ovládacím zařízení 13. Maximální vstřikovaný objem V. je docílen při výtlaku maximálního regulovaného objemu _mex z regulačního čerpadla V případě selhání funkce elektromagnetického ventilu 38 je třeba zabránit nadměrnému zatížení akumulátoru 17 v důsledku vyplnění diferenciálního prostoru 15 objemem paliva větším, než je maximální regulovaný objem V. · V takovém případě velký píst 18

- 6 248 887 vykoná dráhu větší než vzdálenost l, čímž odkryje svojí dolní hranou kanál pojistného potrubí £6 a přebytečná palivo z diferenciálního prostoru 15 odtéká odpadním potrubím 40 a sběrným potrubím 12 zpět do palivová nádrže 1 ·

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Vstřikovací zařízení pro vstřikování paliva do motorů, zejména naftových motorů a mechanickou regulací cyklové dodávky a elektronickou regulací počátku vstřiku paliva, sestávající z regulačního čerpadla, vstřikovečů, elektronického ovládacího zařízení, přívodního potrubí, odpadního potrubí a vedení elektrických signálů, vyznačující ae tím, že přívodní potrubí /10/ vycházející z regulačního čerpadla /5/ je ve vstřikovači /11/ spojeno se zpětným ventilem /14/ a diferenciálním prostorem /15/ akumulátoru /17/, diferenciální prostor /15/ je spojen prostřednictvím odpouštěcího potrubí /36/ s elektromagnetickým ventilem /38/, který je déle spojen s odpadním potrubím /40/, přičemž hydraulický válec /16/ akumulátoru /17/ je propojen pojistným potrubén/56/ s odpadním potrubím /404