DK147951B - Braendstofindsproejtningsanlaeg til dieselmotorer - Google Patents

Description

i 147951 i 5 Opfindelsen angår et brændstofindsprøjtningsanlæg til dieselmotorer og af den i krav l’s indledning angivne art.

Et sådant ventilstyret brændstofanlæg er kendt fra 10 beskrivelsen til schweizisk patent nr. 489 707· "Ved denne kendte udførelse er ventilerne anbragt i et pumpelegeme, i hvilket der i en boring er ført et pumpestempel, der sædvanligt betegnes som dykstempel.

I stempellegemet er der udformet et trykrum, der over 15 en trykventil er sluttet til en transportledning, som fører til en indsprøjtningsventil. Sugeventiler er anbragt i en indgangskanal i pumpelegemet9 hvilken kanal er sluttet til en tilførselsledning. En overstrømningsventil styrer strømningen af brænd-20 stoffet i en overstrømningskanal i pumpelegemet, hvilken kanal er forbundet med en overstrømningsledning.

Dykstemplet er drevet over en knastskive på styreakslen og et drivstempel, der også driver ventillegemet i sugeventilen i overstrømningsventilen over hver 25 en svingelig styrevægtstang. Styrevægtstangen for o-verstrømningsventilen er ofte anbragt svingeligt på en exeenterskive på en excenteraksel, så svingningsaksen på styrevægtstangen er indstillelig ved drejning af excenterakslen om dens hovedakse.

30

Derved kan slaglængden for overstrømningsventilen og dermed afslutningen af transporten og transportvinklen påvirkes. Excenterakslen kan herved stå i virksom forbindelse med motorens omløbstalsregulator, 147951 2 1 så at transportmængden under hele driften bliver styret afhængig af lasten. Styrevægtstangen, der driver sugeventilen, er svingelig om en fast svingningsakse og anbragt således i forhold til drivstemplet, 5 at indsprøjtningens begyndelse finder sted et forudbestemt tidsinterval før det øverste dødpunkt for arb ej ds st empiet.

Dieselmotorer med høj ydelse kræver store brændstof-10 mængder også i delbelastningsområdet. Af termodynamiske grunde bliver disse brændstofmængder i forhold til det øverste dødpunkt indsprøjtet tidligere for at kunne opfylde kravene til et mere økonomisk forbrug og skærpede spildegasforskrifter.

15 Tidligere forlægning af indsprøjtnings- og tændpunk-tet medfører, at motorens forhold under koldstart bliver påvirket uheldigt på grund af stærk forbrændingsstøj, d.v.s. en stærk bankning. Tillige danner de med bankningen forbundne, stejle trykgradienter 20 og de høje maksimumstryk under forbrændingen en forøget påvirkning på og forøget slid af motorens drivværk.

Fra dansk patentskrift nr. 135-^32 kendes et brænd-25 stofindsprøjtningsanlæg til dieselmotorer, hvor det er muligt at opnå en driftform med lave omdrejningstal og alligevel indsprøjte en relativ stor brændstofmængde i cylindrene. Der muliggøres også tilpasning af brændstofmængder til belastninger ved lavere 30 omdrejningstal end driftsomløbstallet. Dette sker ved en indstillingsmekanisme, der samtidig forskyder begyndelsestidspunktet og afslutningstidspunktet for brændstofindsprøjtningen under drift, uden at ændre på brændstofmængden. Herved kan man få en hurtig 3 147951 1 acceleration af motoren, som det f.eks. er nødvendigt i nødstilfælde ved hurtig omstyring af et skib f.eks. til fuld kraft bak.

5 Den foreliggende opfindelse tager sigte på at angive et indsprøjtningsanlæg af den i krav l’s indledning angivne art, ved hvilken en midlertidig forsinket indstilling af brændstoftransportens begyndelse i en startdriftsperiode, og en tilsluttende tilbagestil-10 ling til den for den normale drift gunstigste indstilling af brændstoftransportens begyndelse, er mulig.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at indsprøjtningsanlægget er udformet som angivet i krav l's kendeteg-15 nende del. Ved denne udformning opnår man, at der under startdrift kan fås en forsinket indstilling af brændstoftransportens begyndelse og dermed af tændingstidspunktet under en opvarmningsperiode for motoren. Derved kan man undgå de stejle trykgradienter, 20 der ellers optræder ved høje ydelser, og de høje maksimumstryk under forbrænding, samt den dermed forbundne bankning og den forøgede påvirkning af motorens drivværk. Til trods herfor bliver det tidligere tændingstidspunkt og de dermed forbundne fordele 25 bibeholdt under motorens normale drift. Anlægget har tillige den fordel, at det er enkelt, billigt og pålideligt, og det kan anvendes i en række forskellige udførelsesformer.

30 Hensigtsmæssigt kan anlægget være udformet som angivet i krav 2. Stempel-cylinder-aggregatet kan herved være pneumatisk eller hydraulisk virkende. Til store dieselmotorer, såsom marine-dieselmotorer og stationære diesel-kraftanlæg, må der foretrækkes et 147951 4 1 pneumatisk aggregat, der lader sig integrere godt i den pneumatiske fjernstyring af motoren. Indstillingen af endestillingen på svingningsvægtstangen kan iværksættes ved hjælp af anslag/ og disse er hen-5 sigtsmæssigt indstillelige inden for forholdsvis vide grænser. Dermed kan ændringer i endestillingen af svingningsvægtstangen og dermed af transportens begyndelse, såvel for startdrift som også til normaldrift, gennemføres på enkel måde.

10

Som tidsmålekobling anvendes fortrinsvis en udløbsåbning, som angivet i krav 3j der kan have et drøvle-organ, en ventil, en glider eller en blænde, og over hvilken, der sker en tømning af arbejdsmediet fra 15 trykrummet i aggregatet, når dette står i startdriftsstilling. Tømningen begynder med begyndelsen af startdriften og foregår under denne driftstilstand med en sådan hastighed, at trykket i aggregatets trykrum efter forløbet af den forudbestemte startsdrifttid ne-20 top er faldet til en værdi, ved hvilken den kraft, der påvirker stemplet på trykrumssiden, er mindre end en tilbagestillings-fjederkraft, der virker på det andet stempel. Dette bevirker, at stemplet udfører et tilbagestillingsslag og bevæger svingningsvægtstangen 25 tilbage til den normale driftsstilling.

Kravene 4-6 angiver praktiske foranstaltninger ved anlægget ifølge opfindelsen, især til indstilling af dette.

30

Opfindelsen forklares herefter nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken 5 147951 1 fig. 1 viser en udførelsesform for et brænd stofindsprøjtningsanlæg ifølge opfindelsen, delvis vist som blokdiagram, og delvist i snit, 5 fig. 2 en udførelsesform for indstillingsmekanismen i normaldriftsstilling, med et i snit vist stempel-cylinder-aggregat som ind-stillingsmekansime, en styreventil og en 10 tømmeindretning som tidsmålekobling, og fig. 3 mekanismen i fig. 2 i startdriftsstilling.

I fig. 1 har brændstofpumpen et pumpelegeme 1, et i 15 dette udformet trykrum 2, en sugeventil 3, en overstrømningsventil 4 og en trykventil 5. Sugeventilen 3 befinder sig i en indgangskanal 6, der er tilsluttet til en ikke vist tilførselsledning. Overstrømningsventilen 4 er anbragt i en overstrømningskanal 7, 20 der er tilsluttet til en ikke vist overstrømningsledning. Trykventilen 5 er indskudt i en udstrømnings-kanal 8, til hvilken der er tilsluttet en ikke vist transportledning, der fører til en ligeledes ikke vist brændstof-indsprøjtningsventil. Et dykstempel 9 25 er anbragt i en i forhold til trykventilen 5 aksial boring i pumpelegemet 1 forskydelig mod en fjederkraft fra en skruefjeder. Dykstemplet er drevet over en styreaksel 10 med en knastskive 10', en rulle 11 og et drivstempel 12. Drivstemplet 12 driver tillige et 30 ventillegeme 13 i sugeventilen 3 over en styrevægtstang 15 og en stødstang 16 samt et ventillegeme 14 i overstrømningsventilen 4 over en styrevægtstang 17 og en stødstang 18. Styrevægtstangen 17 er på i og for sig kendt måde anbragt svingelig på en exeen- 147951 6 1 teraksel 23, hvorved svingningsaksen for styrevægtstangen 15 kan indstilles ved drejning om hovedaksen og tillige løftestillingen for sugeventilen 3 og dermed transportens begyndelse kan påvirkes. En med 5 excenterakslen 23 fast forbundet svingningsvægt stang 24 er svingelig om en hovedakse for excenterakslen 23 mellem to endestillinger 24^ og 24g. Endestillingen 24^ er normaldriftsstilling og svarer til en vinkelstilling af excenterskiven 22, i hvilken 10 sugeventilslaget fremkalder en transportbegyndelse under normal drift, hvorimod en stilling 24g er startdriftsstilling og svarer til en vinkelstilling for excenterskiven 22, i hvilken sugeventilslaget fremkalder en transportbegyndelse ved startdrift.

15

Svingningsvægtstangen 24 er forbundet med en indstillingsmekanisme 25, der bevæger den i et arbejdsslag fra en normaldriftsstilling 24^ til en startdriftsstilling 24g og i et tilbagestillingsslag fra denne 20 stilling 24g tilbage til den normale driftsstilling

2V

Afstemningen af indstillingsmekanismen 25 på de ved en beregning bestemte endestillinger 24^ og 24g for 25 svingningsvægtstangen 24 iværksættes ved hjælp af to indretninger 26 og 27, af hvilke indretningen 26 tjener til indstilling af startdriftsstilling 24g og indretningen 27 til indstilling af normaldriftsstilling 24n· Indretningerne 26 og 27 er indstillelige 30 i et område mellem fastsatte grænser.

Indstillingsmekanismen 24 er desuden forbundet med en styreindretning 28, der afgiver styresignaler SA og Sjj ferrtilbagestillingsslaget for indstillingsmeka- 7 147951 1 nismen 25.

En tidsmålekobling 29 står i forbindelse med styreindretningen 28 og afgiver efter forløbet af .en ønsket 5 startdriftstid et signal SD, der frigiver et tilbagestillingssignal S^.

Når der på styreindretningen 29 pålægges et signal S, der kan være et ved motorstart automatisk fremit) bragt signal eller et ved manuel indkobling af en signalkilde frembragt signal, bliver arbejdsslaget for indstillingsindretningen 25 udløst, og svingningsvægtstangen 24 bringes hen i sin startdriftsstilling 24g. Tillige bliver S tilført til tidsmålekoblingen 15 29, idet signalet indleder målingen af startdrifts- tiden og efter udløbet af den ønskede starttid afgiver et signal SD til styreindretningen 28, hvorved denne tilfører et tilbagestillingssignal til indstillingsslag, så at svingningsvægtstangen 24 bliver 20 bevæget tilbage til sin normale stilling 24^.

Der kan også findes en indretning 30, der står i forbindelse med tidsmålekoblingen 29, til indstilling af startdriftstiden. Denne indretning 30 kan også 25 have den funktion at modtage driftsparametre, der beskriver den øjeblikkelige motorbelastning eller brændstofkvaliteten og at udregne og justere startdriftstiden ved hjælp af disse parametre og tilføre denne tid til tidsmålekoblingen 29 i form af et signal S^.

30

Ifølge fig. 2 og 3 findes der et med luft som arbejds-medium fungerende stempel-cylinder-aggregat 31, der 147951 8 1 virker som indstillingsmekanisme, en pneumatisk styreventil 35, der virker som styreindretning, og en udtømningsindretning 4l, hvis udløbstværsnit er indstillelig, og som virker som tidsmålekobling. Et af to lede-5 lementer 33, 34 bestående stangsystem overfører bevægelsen af en stempelstang i aggregatet 31 til en svingningsvægtstang 24, der ikke er vist i fig. 2 og 3. Et anslag 36, der består af to møtrikker og er indstillelig på stempelstangen 32, begrænser det på 10 tegningen mod højre rettede arbejdsslag for et stempel 37 og tjener derved til indstilling af startdriftsstillingen 24g for svingningsvægtstangen 24. Et med ydergevind forsynet, andet aggregat 31, er fastholdt med en møtrik 39 i forhold til aggregatet 31. Ansla-15 get begrænser det på tegningen mod venstre rettede tilbagestillingsslag og tjener således til indstilling af normaldriftsstilling 24^ for svingningsvægtstangen 24.

20 Den som styreindretning 28 bestemte styreventil 35 er i fig. 2 vist i sin normale stilling og i fig. 3 i sin startstilling. I den normale stilling forbinder styreventilen over en ledning 48 et under tryk stående trykrum 40 i aggregatet 31 med tømmeindretningen 25 41, hvorimod styreventilen i sin startstilling for binder trykrummet 40 med en ikke vist trykkilde, der over en ledning 42 er tilsluttet til ventilen 35- Styreventilen 35 er ved hjælp af et startsignal S, der tilføres automatisk over en ledning 43 eller ma-30 nuelt ved hjælp af en trykknap 44 forskydelig fra sin normalstilling til sin startstilling. I startstillingen for ventilen 35 bliver trykrummet 40 stødagt igt sat under tryk, idet stemplet 37 udfører sit ved hjælp af anslag begrænsede arbejdsslag og tillige 147951 9 1 svinger svingvægtstangen 24 hen i sin startdriftsstilling 24g. Derved undviger luft på den anden side af stemplet 37 over en udluftningsboring 47 i aggregatet 31. Så snart signalet S bliver afbrudt, bliver 5 styreventilen 35 ved hjælp af sin tilbagestillingsfjeder 46 stillet tilbage til sin normalstilling, i hvilken der sker en tømning af trykrummet 40 lidt efter lidt over tømmeindretningen og dermed fås et jævnt trykfald i trykrummet 40. Afløbstværsnittet for 10 indretningen 4l er indstillet således, at trykket i trykrummet efter forløbet af den ønskede startdriftstid netop er faldet til en værdi, ved hvilken den på stemplet 37 på trykrumssiden virkende kraft er mindre end den kraft, der udøves af en tilbagestillingsfje-15 der 45 på den anden stempelside. Stemplet 37 vil så udføre et tilbagestillingsslag og vende tilbage til den i fig. 2 viste normalstilling, idet samtidig svingningsvægtstangen 24 når hen i sin normaldrifts- -stilling 24n.

20

Indstillingsmekanismen 25 til svingning af svingningsvægtstangen 24 kan have en elektromagnet med en retlinet forskydelig kerne eller en elektrisk indstillingsmotor. Styreindretningen 28 og indretninger-25 ne 29 og 30 er så elektriske og/eller elektroniske koblinger, idet visse indgangsstørrelser f.eks. den tidsmæssige stilling for drivstemplet 12 må tilføres som elektriske signaler.

30

Claims (3)

147951 ίο

1. Brændstofindsprøjtningsanlæg til dieselmotorer med en ventilstyret brændstofpumpe (1) med en pumpecylinder med et dykstempel (9)* der via en drivmekanisme drives af en styreaksel (10), samt om-5 fattende en overstrømningsventil (4), der fastlægger brændstoftransportens afslutning og en sugeventil (3), der fastlægger transportens begyndelse,og hvis ventillegeme drives af en drivmekanisme over en om en excen-teraksels excenterakse (22, 23) svingeligt lejret 10 svingningsvægtstang (24), som er fast forbundet med exeenterakslen (22, 23), og som sammen med denne er svingelig om dennes hovedakse til to stillinger, hvor den ene er svingningsvægtstangens driftsstilling (24^) og den anden er startstillingen (24g), samt yderlige-15 re en indstillingsmekanisme (25) aktiveret af en styremekanisme, til at føre svingningsvægtstangen (24) fra én stilling til den anden, kendetegnet v e d , at svingningsvægtstangen (24) via indstillingsmekanismen (25) og som funktion af et motorstartsig-20 nal (S^), uafhængigt af overstrømningsventilens (4) øjeblikkelige stilling er svingelig fra driftsstillingen (24n) til startstillingen (24β) og efter udløb af en forudindstillelig startfase-periode, som er u-afhængig af motoromdrejningstallet, er tilbagesvinge-25 lig til driftsstillingen (24^) som funktion af et tilbagestillingssignal (SR), og hvor startfase-perioden er overvåget af en indstillelig tidsmålekobling (29), der styrer en styreindretning (28), som udløser tilbagestillingssignalet (Sn), hvorhos driftsstillingen 30 (24jj) for svingnings vægt stangen (24) svarer til den 147951 1 af excenterakslens (22, 23) indstillinger, hvor sugeventilslaget efter udløb af startfasen fremkalder en tidsforskudt brændstoftransport, og hvorhos startstillingen (24s) for svingningsvægtstangen (24) sva-5 rer til den af exeenterakslens (22, 23) vinkelstillinger, hvor sugeventilslaget fremkalder en start-fase-brændstoftransport.

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet 10 v e d , at indstillingsmekanismen (25) har et af et trykmedium påvirket stempelcylinder-aggregat (31), og at der til fastlæggelse af svingningsvægtstangens (24) startstilling (24g) på stempelstangen findes et indstilleligt anslag (36), der begrænser arbejdsslaget 15 (31), og at der til fastlæggelse af svingningsvægt stangens (24) driftsstilling (24^) på cylinderen findes et andet indstilleligt anslag (38), der begrænser stemplets (37) tilbagestillingsslag. 20'

3. Anlæg ifølge krav 1 eller 2, kendeteg net ved, at styreindretningen (28) har en styreventil (35), der som funktion af et startsignal (S) er forskydelig fra en driftsstilling til en startstilling, hvor styreventilen frembringer en forbin-25 delse mellem et trykrum (40) i aggregatet (31) og en trykkilde, for stødagtigt at sætte trykrummet (40) under tryk, og at styreventilen (35) ved afbrydelse af startsignalet (S) automatisk vender tilbage til sin driftsstilling, hvor styreventilen frembringer en 30 forbindelse af det under tryk stående trykrum (40) med en udløbsåbning (4l) og indleder tømningen af trykrummet, hvorefter styreventilen forbliver i sin