CS257072B1

CS257072B1 - Fuel injection equipment, in particular for direct fuel injection engines

Info

Publication number: CS257072B1
Application number: CS866149A
Authority: CS
Inventors: Karel Kocian
Original assignee: Karel Kocian
Priority date: 1986-08-22
Filing date: 1986-08-22
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS614986A1

Abstract

Řešení se týká automobilového oboru a je využitelný u vozidel se vznětovými motory s přímým vstřikem paliva. Je řešen problém zdokonalení tvorby směsi a jejího spalování. Podstata řešení spočívá v tom, že mezi vstřikovacím čerpadlem a skříní motoru je uložen prvek z izolačního materiálu a trysky jsou ve hlavách válců uloženy odizolované vůči jejich kovovým částem, přičemž hřídel pohonu vstřikovacího čerpadla je s hřídelem pohonu rozvodu motoru spojen přes odizolovanou spojku a přičemž na vstřikovací čerpadlo je napojen zdroj vysokého napětí, napojený na generátor.The solution relates to the automotive industry and is applicable to vehicles with diesel engines with direct fuel injection. The problem of improving the mixture formation and its combustion is solved. The essence of the solution lies in the fact that an element made of insulating material is placed between the injection pump and the engine housing and the nozzles are placed in the cylinder heads insulated from their metal parts, while the injection pump drive shaft is connected to the engine timing drive shaft via an insulated coupling and a high voltage source connected to a generator is connected to the injection pump.

Description

Vynález se týká zařízení pro vstřikování paliva, zejména pro spalovací motory s přímým vstřikem paliva.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection apparatus, in particular for direct injection internal combustion engines.

Zařízení pro vstřikování paliva je tvořeno vstřikovacím čerpadlem, které je uloženo na skříni motoru a je vysokotlakým potrubím propojeno se vstřikovacími tryskami, uloženými, v hlavách válců. Při chodu motoru je palivo vytlačováno vstřikovacím čerpadlem pod vysokým tlakem přes vstřikovací trysky do spalovacích prostorů. Kvalita rozprášení paliva a jeho příprava k optimálnímu proboření je závislá na konstrukci vstřikovací trysky, velikosti vstřikovacího tlaku, rychlosti vstřikování, víření vzduchu ve spalovacím prostoru, předvstřiku. Optimalizace vstřikovacích trysek pri zajištění kvality vstřikování paprsků paliva do spalovacího prostoru v celém rozsahu otáček a zatížení motoru vyžaduje dlouhodobý výzkum.*The fuel injection device consists of an injection pump which is mounted on the engine housing and is connected to the injection nozzles in the cylinder heads via a high-pressure line. When the engine is running, fuel is forced out by the injection pump under high pressure through the injection nozzles into the combustion chamber. The quality of the fuel atomization and its preparation for optimum penetration depends on the design of the injection nozzle, the size of the injection pressure, the injection rate, the turbulence of the air in the combustion chamber, the pre-injection. Long-term research is required to optimize the injection nozzles while ensuring the quality of fuel injection into the combustion chamber over the entire engine speed and load range.

Velikost vstřikovacího tlaku má na spalování příznivý vliv, zapříčiňuje však zvýšení nároků na kvalitu materiálu a složitost, vstřikovací trysky. Jeho zvyšování nepříznivě namáhá vysokotlaké potrubí, zhoršuje trvanlivost a bezpečnost vstřikovacího čerpadla i vstřikovacích trysek a zvyšuje nároky na pohon vstřikovacího čerpadla. Zvyšování výkonu klade zvýšené nároky na rychlost vstřikování, jehož optimální doba je krátká a je nutno dopravit do válce až dvojnásobek dodávky paliva. Víření vzduchu ve spalovacím prostoru v malých otáčkách je nedostatečné a nepříznivě ovlivňuje kvalitu spalování. Velikost předvstřiku má rozhodující vliv na hluk motoru.The magnitude of the injection pressure has a positive effect on the combustion, but it also increases the demands on material quality and the complexity of the injection nozzle. Increasing it adversely affects the high pressure pipeline, deteriorates the durability and safety of the injection pump and injection nozzles, and increases the demands on the injection pump drive. Increasing the performance places increased demands on the injection speed, whose optimum time is short and has to be delivered to the cylinder up to twice the fuel supply. Air turbulence in the combustion chamber at low speed is insufficient and adversely affects combustion quality. The amount of pre-injection has a decisive influence on the engine noise.

Cílem vynálezu je zdokonalení tvorby směsi a procesu jejího spalování při provozu vznětových motorů.The object of the invention is to improve the formation of the mixture and the combustion process thereof in the operation of compression-ignition engines.

Zařízení pro vstřikování paliva, zejména pro motory s přímým vstřikem paliva, sestává ze vstřikovacího čerpadla, uloženého na skříni motoru, vstřikovacích trysek uložených ve hlavách válců a vysokotlakého potrubí, které spojuje vstřikovací trysky se vstřikovacím čerpadlem. Podstata vynálezu spočívá v tom, že mezi vstřikovacím čerpadlem a skříní motoru je uložen prvek z izolačního materiálu a trysky jsou ve hlavách válců uloženy odizolované vůči jejich kovovým částem, přičemž hřídel pohonu vstřikovacího čerpadla je s hřídelem pohonu rozvodu motoru spojen přes odizolovanou spojku a přičemž na vstřikovací čerpadlo je napojen zdroj vysokého napětí, napojený na generátor.The fuel injection device, in particular for direct fuel injection engines, consists of an injection pump mounted on the engine housing, injection nozzles mounted in the cylinder heads and a high-pressure line connecting the injection nozzles to the injection pump. SUMMARY OF THE INVENTION An insulating material element is disposed between the injection pump and the engine housing and the nozzles are insulated from their metal parts in the cylinder heads, the injection pump drive shaft being connected to the engine timing drive shaft via a stripped coupling. the injection pump is connected to a high voltage source connected to the generator.

Zařízení podle vynálezu umožňuje zlepšení rozpadu palivového paprsku až na jeho atomizací a tak zlepšení přístupu vzduchu k palivu. Elektrické výboje napomáhají k rozbití a rozprášení paliva v oblasti ukončování vstřiku a uzavírání vstřikovací trysky a k proboření paliva.The device according to the invention makes it possible to improve the disintegration of the fuel jet up to its atomization and thus to improve the air access to the fuel. Electric discharges help to break and disperse fuel in the region of stopping and closing the injection nozzle and fueling the fuel.

Docílí se zlepšení spalovaní paliva, tím dojde ke snížení spotřeby a emise uhlovodíků ve spalinách. Je zabezpečeno spalování i při nedostatečném víření vzduchové rjáplně ve spalovacím prostoru a malých přebytcích vzduchu. Zkrátí se doba tvoření směsi, zlepší se její homogennost a je umožněno změnšit úhel předvstřiku, Čímž se sníží emise kysličníků dusíku. Zkrátí se prodleva vznícení paliva, zmenší se množství paliva připraveného ke vznícení a tím se sníží hluk spalování.The combustion of fuel is improved, thereby reducing the consumption and emission of hydrocarbons in the flue gas. Combustion is ensured even with insufficient turbulence of the air chamber in the combustion chamber and small excess air. The formation time of the mixture is shortened, its homogeneity is improved and the pre-injection angle can be reduced, thereby reducing nitrogen oxide emissions. The ignition delay of the fuel is reduced, the amount of fuel ready to ignite is reduced, and thus the combustion noise is reduced.

Sníží se předávané teplo ze spalovacího prostoru zmenšením rychlostí proudění ve spalovacím prostoru a na základě zmenšení úhlu předvstřiku dojde ke snížení hodnot spalovacího tlaku a tím se sníží tepelné a mechanické namáhání. V důsledku menšího základního předvstřiku a možnosti zapálení vstřikovaného paliva výbojem se zlepší startovatelnost motorů.The transferred heat from the combustion chamber is reduced by reducing the flow velocities in the combustion chamber, and by reducing the pre-injection angle, the combustion pressure values are reduced, thereby reducing thermal and mechanical stresses. Due to the smaller pre-injection and the possibility of ignition of the injected fuel by the discharge, the engine startability is improved.

Zařízení podle vynálezu je schématicky znázorněno na přiloženém výkrese.The device according to the invention is shown schematically in the attached drawing.

Zařízení sestává ze vstřikovacího čerpadla £, které je uloženo na skříni £ motoru, mezi níž a vstřikovacím čerpadlem £ je uložen prvek £, kupříkladu deska z izolačního materiálu. Vstřikovací čerpadlo £ je vysokotlakým potrubím £ propojeno se vstřikovacími tryskami £, uloženými ve hlavách £ válců odizolované, kupříkladu v izolačních vložkách £ , od kovových částí hlav £ válců. Vstřikovací trysky £ směřují do spalovacích prostorů £ v pístech £. Hřídel £0 náhonu vstřikovacího čerpadla £ je s hřídelem ££ pohonu motoru (nezakresleno) motoru, spojen přes odizolovanou spojku 12. Na vstřikovací čerpadlo 1. je vodičem 13 napojen zdroj 14 střídavého nebo stejnosměrného vysokého napětí, kupříkladu transformátor, který je vodičem 15 napojen na generátor 16«The device consists of an injection pump 6, which is mounted on the motor housing 4, between which an element 8, for example a board of insulating material, is arranged between the injection pump 6 and the injection pump. The injection pump 4 is connected to the injection nozzles 4, which are embedded in the cylinder heads 6, insulated, for example in insulating liners 6, from the metal parts of the cylinder heads 8 by means of a high-pressure line. The injection nozzles 8 are directed into the combustion spaces 4 in the pistons. The injection pump drive shaft 60 is connected to a motor drive shaft 60 (not shown) via a stripped clutch 12. The AC pump 14 is connected by a conductor 13 with an AC or DC high voltage source 14, for example a transformer which is connected with a conductor 15. for generator 16 «

Vstřikovací čerpadlo 1. je od všech dalších přívodů a spojů (nezakresleno), které jsou na ně napojeny, odizolováno. Taktéž potrubí odpadu paliva (nezakresleno) je od vstřikovacích trysek 5. odizolováno.The injection pump 1 is insulated from all other inlets and connections (not shown) connected thereto. Also, the fuel waste pipe (not shown) is insulated from the injectors 5.

Při chodu motoru, je vysoké napětí ze zdroje 14, buzeného generátorem 16 přivedeno na vstřikovací čerpadlo .1, ze kterého je vedeno přes vysokotlaké potrubí .4 do vstřikovacích trysek 5, kterými se vystřikuje do spalovacích prostorů pístů 9 paprsek paliva s elektrickým nábojem, který napomáhá jeho rozpadu, atomizaci, následkem polarizování a vzdalování jednotlivých částí paliva od sebe, v důsledku souhlasného elektrického náboje, který částice paliva nesou. Tím se dosáhne zlepšeného promísení paliva a vzduchu. Zlepšené rozprášení paliva urychlí jeho rozklad a urychlí a zkvalitní proces tvoření směsi.When the engine is running, the high voltage from the generator 14 excited by the generator 16 is fed to the injection pump 1, from which it is led through the high-pressure line 4 to the injection nozzles 5, which injects an electric charge fuel jet into the combustion chamber. it assists in its decay, atomization, as a result of polarization and spacing of individual parts of the fuel from each other, due to the consistent electrical charge carried by the fuel particles. This results in improved mixing of fuel and air. Improved atomization of the fuel will accelerate its decomposition and accelerate and improve the process of forming the mixture.

V případě, že je vodivé spojení mezi stěnami spalovacího prostoru a hmotou motoru, dojde v okamžiku vznícení paliva k vytvoření vodivého prostředí mezi špičkou vstřikovací trysky 5 a stěnami spalovacího prostoru .8 a tím k vytvoření elektrického výboje nebo výbojů, jejichž počet je dán frekvencí generátoru 16 nebo konstrukcí zdroje 14 vysokého napětí.If there is a conductive connection between the combustion chamber walls and the engine mass, at the moment of fuel ignition, a conductive environment is created between the nozzle tip 5 and the combustion chamber walls 8, thereby generating an electric discharge or discharges, the number of which is determined by the generator frequency. 16 or the construction of a high voltage source 14.

Výboje urychlí promíchávání a hoření »paliva, což bude probíhat po célou dobu, kdy ve spalovacím prostoru bude vodivé prostředí. Pak výboje ustanou.The discharges will accelerate mixing and combustion of the fuel, which will take place over a period of time in which there is a conductive environment in the combustion chamber. Then the discharges cease.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A fuel injection apparatus, in particular for direct fuel injection engines, comprising an injection pump mounted on an engine housing, injection nozzles mounted in cylinder heads and a high-pressure line connecting the injection nozzles to an injection pump, characterized in that between the injection pump ( 1) and an insulating material element (3) is housed in the engine housing (2) and the nozzles (5) are insulated from their metal parts in the cylinder heads (6), the shaft (10) of the injection pump drive (1) being with the shaft (11) the engine timing drive is connected via a stripped coupling (12) and wherein a high voltage source (14) connected to the generator (16) is connected to the injection pump (1).