DK149141B - Braendselslinjektor til forbraendingsmotorer - Google Patents

Description

149141

Opfindelsen angår en brændselsinjektor til forbrændingsmotorer, med et i injektorens ydre hus fast anbragt hult gliderstyr, hvis forreste ende er udformet som en fortil lukket forstøver, der til indsprøjt-5 ning af forstøvet brændsel har et eller flere tværgående forstøverhuller i sin sidevæg, en i styret aksialt forskydelig ventilglider til åbning og lukning af forstøverhullerne, hvilken glider har et aksialt forløbende indre hulrum, som indgår i en strømningspassage, 10 gennem hvilken brændsel under tryk kan strømme til forstøverhullerne, når glideren efter en vis bagudgående vandring fra sin lukkestilling indtager sin åbningsstilling, hvor den blotter hullerne, samt en på glideren mod brændselstrykket virkende lukkefjeder til fast-15 holdelse af glideren i dennes lukkestilling.

Fra den offentliggjorte danske patentansøgning nr. 4958/80 kendes en injektor af denne art, hvor gliderens indvendige hulrum er cylindrisk og udmunder i gliderens forreste endeflade, som i luk-20 kestillingen ligger et lille stykke bag forstøverens endevæg, således at der mellem forstøverens ende- og sidevæg og endefladen af glideren er et kammer, hvis tværsnitsareal er større end tværsnitsarealet af det cylindriske hulrum i glideren. Når det under højt 25 tryk tilførte brændsel strømmer ud af hulrummets munding, rammer brændselsstrømmen vinkelret ind på kammerets endeflade, hvorved der opstår turbulens i kammeret. Det heraf betingede energitab medfører en nedsættelse af brændslets udstrømningshastighed gen-30 nem forstøverhullerne og dermed dårligere forstøvning og forringet brændselsøkonomi. Et yderligere energitab opstår ved, at brændslets strømningshastighed først aftager, når det strømmer fra hulrummet ind i kammeret, inden det igen accelereres i for-35 støverhullerne.

2 1A9U1

Brændselsinjektoren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at den nævnte strømningspassage ved sit udløb gennem glideren slutter med et afsnit, der er afbøjet udefter mod forstøverens inderside, og hvis 5 tværsnitsareal aftager gradvis i retning fremefter mod forstøverhullerne.

Det har vist sig, at de ovenfor påpegede mangler ved den kendte injektor herved er afhjulpet i væsentlig grad, og at brændselsøkonomien tilsvaren-10 de er forbedret. Dette antages at hænge sammen med, at det energislugende turbulensfænomen er helt eller i hovedsagen elimineret ved, at brændselsstrømmen dirigeres udad i stedet for aksialt mod forstøverens endevæg, samt at den gradvise indsnævring 15 af strømningstværsnittet medfører en tilsvarende kontinuerlig acceleration af brændslet i det afsluttende afsnit af strømningspassagen.

Når forstøveren har flere forstøverhuller placeret inden for et givet vinkelområde med deres indre ' 20 mundinger beliggende i et fælles normalplan til forstøverens akse, kan det mod forstøverens inderside afbøjede slutafsnit af strømningspassagen udmunde i en åbning i gliderens sideflade, hvilken åbning i glideroverfladen spænder over mindst samme vinkelområde som 25 forstøverhullerne. Denne udførelsesform giver bl.a. mulighed for, at man ved drejning af glideren i forhold til forstøveren kan afspærre et eller flere forstøverhuller ved lav motorbelastning og derved opnå en bedre forstøvning af det tilsvarende reducerede brændsels-50 kvantum.

I en anden udførelsesform, hvor flere forstøverhuller er placeret aksialt forsat i forstøverens væg, kan det mod forstøverens inderside afbøjede slutafsnit af strømningspassagen udgøres af individuelle boringer 3 1491A1 gennem gliderens væg, hvilke boringer i gliderens åbningsstilling flugter med hver sit forstøverhul.

I sidstnævnte udførelsesform kan de parvis samhørende boringer i glideren og forstøverhuller 5 i forstøvervæggen være ulige store. Denne foranstaltning muliggør kompensation for eventuelle tolerance-unøjagtigheder i den aksiale placering af samhørende huller i glideren og forstøveren.

I de hidtil omtalte udførelsesformer, hvor ^ 0 gliderens indre hulrum udmunder i den cylindriske glideroverflade, kan der fra det indre hulrum udgå en tværrettet trykaflastningsåbning, som udmunder i gliderens overflade stort set diametralt over for mundingen eller mundingerne af strømningspassagens ^ afbøjede slutafsnit. Herved kan man helt eller delvis udligne det sidetryk på glideren, som ellers ville blive fremkaldt ved afbøjningen af brændselsstrømmen.

I en tredje udførelsesform er indsnævringen 9Ω og afbøjningen af strømningspassagens slutafsnit tilvejebragt ved hjælp af en med forstøveren koak-sial kegle, der er fastgjort i forstøverens endevæg, og hvis spids rager ind i gliderens indre hulrum, der er åbent ved sin forreste ende. Udførelses-25 formen har den fordel, at gliderhulrummet kan være rotationsymmetrisk, således at strømningsforbindelsen fra hulrummet til forstøverhullerne er sikret uanset gliderens vinkelstilling i forhold til forstøveren. Som følge heraf er der ikke behov for særlige foranstaltninger til at sikre glideren mod drejning i forhold til forstøveren. Endvidere giver brændselstrømmens afbøjning ikke anledning til noget sidetryk på glideren.

149141 4

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til den skematiske tegning, på hvilken fig. 1 er et aksialt snit gennem en udførel-5 sesform for injektoren, fig. 2 et aksialt snit i større skala gennem den forreste del af den i fig. 1 viste injektor, med glideren vist i lukkestillingen, fig. 3 et til fig. 2 svarende snit gennem en 10 anden udførelsesform for brændselsinjektoren, fig. 4 et snit efter linien IV-IV i fig. 2, når glideren er forskudt bagud til sin åbningsstilling, fig. 5 et sidebillede i større skala af den 15 forreste del af forstøveren ifølge fig. 3, fig. 6 et tilsvarende sidebillede af den tilhørende glider, og fig. 7 et til fig. 2 og 3 svarende længdesnit i en tredje udførelsesform for opfindelsen.

20 Den i fig. 1, 2 og 4 anskueliggjorte brænd selsinjektor har et langstrakt ydre hus 1, som ved sin bageste ende har et hoved 2, ved hjælp af hvilket injektoren på kendt måde kan monteres i et ikke vist cylinderdæksel til en forbrændingsmotor, 25 specielt en dieselmotor, og tilsluttes en ikke vist brændselspumpe. I hovedet 2 er der en brændselsolietilgang 3, som er i strømningsforbindelse med en gennemgående kanal 4 i et centralt trykrør 5, hvis forreste ende under indflydelse af ikke viste 30 trykfjedre, som påvirker den udadvendende endeflade af hovedet 2, holdes i tæt anlæg mod den bageste ende af et trykstykke 6. Et fremadvendende bryst på trykstykket 6 ligger an mod et rørformet gliderstyr 7, der ved sin bageste ende har tæt 5 149141 pasning i huset 1, og som er fastholdt mod drejning i huset ved hjælp af en tap 8, som indgriber i en langsgående rille i den forreste ende af styret. Mellem gliderstyrets og husets cylindriske pas-5 flader er der indskudt en tætningsring 9,

Til den forreste ende af gliderstyret 7 er en forstøver 10 fastgjort, f.eks. ved elektronstrålesvej sning eller med prespasning. Forstøverens forreste ende rager ind i den ikke viste motorcylinders 10 forbrændingskammer, når injektoren er monteret på cylinderdækslet. Forstøveren 10 er lukket ved sin forreste ende og har et stykke bag denne fire forstøverhuller 11 i sin væg, se fig. 2 og 4.

Den førnævnte fjederkraft på hovedet 2 holder via 15 delene 5, 6 og 7 en fremadvendende konisk flade 12 på forstøveren i tæt anlæg mod en indvendig konisk flade på huset 1.

En generelt med 13 betegnet glider er aksialt forskydelig indvendig i gliderstyret 7 og 20 omfatter et cylindrisk forreste afsnit 14, som med tæt pasning rager ind i forstøveren 10 til styring af hullerne 11's åbning og lukning. Gliderafsnittet 14's bageste ende er fastgjort i den forreste ende af et midterafsnit 15, der er styret indven-25 dig i styret 7, og som fortsætter i et bagudvenden-de endeafsnit 16 med radial frigang i gliderstyret, se fig. 1. Glideren 13 er belastet fremefter til sin i fig. 1 og 2 viste lukkestilling, hvor dens forreste afsnit 14 afspærrer forstøverhullerne 30 li, ved hjælp af en lukkefjeder 17, se fig. 1, som bagtil ligger mod trykrøret 5 gennem en skive 18 og fortil mod en bøsning 19, som er forskydelig langs trykrøret, og som overfører fjederkraften til en opslidset trykbøsning 20, hvis forreste endefla-35 de ligger an mod bagsiden af glideren 13. Detaljer 6 149141 ved den beskrevne konstruktion til overføring af fjederen 17's lukkekraft til glideren 13 er vist i dansk patentskrift nr. 128 023.

Tilgangskanalen 4 for det tilførte brændsel 5 fortsætter i en central kanal 21 gennem trykstykket 10 til en central kanal 22 i et ventillegeme 23, som med tæt pasning er aksialt forskydeligt indvendig i glideren 13's midterafsnit 15. Kanalen 22 er lukket ved ventillegemet 23's for-10 reste ende og står gennem tværgående boringer 24 i forbindelse med et kammer 25, der indvendig i glideren 13 støder op til ventillegemets forreste koniske sædeflade, som under påvirkning af en relativt svag trykfjeder 26, se fig. 1, holdes i 15 anlæg mod en modstående konisk sædeflade, der omgiver en kort kanal 27 i glideren.

Kanalen 27 er også lukket i bunden og står gennem tværgående boringer 28 i strømningsforbindelse med et ringformet kammer 29, der støder op til 20 en konisk sædeflade 30 på den forreste ende af gliderens midterafsnit 15. Den koniske flade 30 fastlægger sammen med en modstående, komplementært konisk sædeflade 31 på gliderstyret 7 den i fig. 2 viste lukkestilling, som glideren indtager 25 under påvirkning af lukkefjederen 17.

På nedstrømssiden af de koniske sædeflader 30 og 31 er et ringformet kammer 32 afgrænset mellem gliderafsnittet 14 og de omgivende dele af gliderstyret 7 og forstøveren 10. Kammeret 32 30 står gennem aflange slidser 33 i gliderafsnittet 14 i forbindelse med et centralt hulrum 34 i gliderafsnittet 14.

Som det bedst ses i fig. 2, er hulrummet 34 sammensat af et bageste, cylindrisk afsnit 34a, 35 hvori slidserne 33 udmunder, og et forreste ko- 7 149141 nisk afsnit 34b, som slutter et stykke bag gliderafsnittet 14's fremadvendende endeflade 35. Fra det koniske afsnit 34b af hulrummet udgår et generelt V-formet slutafsnit 36, se fig. 4, som er rettet 5 skråt fremefter og udmunder i en åbning i den cylindriske overflade af gliderafsnittet 14. Som det ses af fig. 4, har åbningen i glideroverfladen en sådan vinkeludstrækning, at slutafsnittet 36 har forbindelse til samtlige forstøverhuller 11, når glideren 10 fra den i fig. 2 viste lukkestilling er forskudt bagud til sin åbningsstilling, hvor åbningen og forstøverhullerne flugter med hinanden.

For at sikre den korrekte, i fig. 4 viste indbyrdes vinkelstilling af glideren og forstøve-15 ren er der i gliderstyret 7 fastgjort en tværgående styretap 37, som indgriber i en langsgående rille i gliderens bageste afsnit 16.

Den af hensyn til gliderbevægelsen nødvendige strømningsforbindelse mellem hulrummet 34 og det 20 mellem gliderens endeflade 35 og forstøveren 10's endevæg afgrænsede kammer 38 er tilvejebragt ved hjælp af en radial boring 39, hvis inderste ende udmunder i hulrumsafsnittet 34b, og hvis yderste ende er i forbindelse med kammeret 38 gennem en 25 rille 40 i gliderens overflade.

Som forklaret i det førnævnte danske patentskrift nr. 128 023, kan der i intervallerne mellem brændselsindsprøjtningsperioderne opretholdes en konstant cirkulation af - eventuelt forvarmet -30 brændsel gennem en væsentlig del af brændselsinjektoren ved hjælp af en forpumpe, som leverer brændsel ved et lavt tryk, som er utilstrækkeligt til at overvinde fjederen 26's kraft. Brændslet strømmer da fra kanalen 21 gennem en ikke vist tvær-35 gående boring i den forreste del af trykstykket 6 8 149141 til det ringformede rum 41 indvendig i huset 1 bag gliderstyret 7 og fra rummet 41 gennem en ikke vist afgangsåbning tilbage til forpumpen.

Når brændselspumpen er i drift, vil brænd-5 selsoliens tryk,’ som virker i kammeret 25 på forsiden af ventillegemet 23, på et vist tidspunkt af pumpens arbejdscyklus overstige det nævnte relativt lave tryk og derved présse ventillegemet 23 tilbage og lukke boringen i trykstykket 6.

10 Brændslet kan da strømme videre gennem kanalen 27 og boringerne 28 til kammeret 29 på forsiden af glideren 13's midterafsnit 15. Glideren forbliver dog lukket, indtil trykket i kammeret 29 er ste-- get til en værdi, hvor det kan overvinde kraften fra 15 lukkefjederen 17. Når dette sker, begynder glideren 13 at bevæge sig bagud fra den i fig. 2 viste lukkestilling og frigiver derved brændslets strømning videre mellem sædefladerne 30 og 31 til kammeret 32 og fra dette til hulrummet 34. Når glideren har bevæ-20 get sig så langt tilbage, at udsparingen 36 flugter aksialt med forstøverhullerne 11 som vist i fig. 4, starter indsprøjtningen af forstøvet brændsel.

De komponenter af den i fig. 3 og fig. 5-6 25 anskueliggjorte udføre Ises form, som ikke er vist i deres helhed i disse figurer, kan være udført nøjagtigt som vist i fig. 1. For så vidt sådanne komponenter er vist i udsnit i fig. 3, er de betegnet med samme henvisningstal som i fig. 2.

30 Den med 42 betegnede forstøver afviger fra forstøveren 10 ved, at de til forstøverhullerne 11 svarende huller 43 i forstøverens sidevæg, foruden at være orienteret i forskellige retninger ud fra forstøverens akse, også ligger i forskellig 35 afstand fra forstøverens indvendige endeflade, således som det bedst ses i fig. 5.

9 149141

Den med forstøveren 42 samvirkende del 44 af glideren er kortere end den tilsvarende gliderdel 14 ifølge fig. 2, og er mekanisk forbundet med gliderens midterafsnit 15 ved hjælp af en stilk 5 45, hvis forreste ende er formet som en i den ba geste ende af gliderdelen 44 fastgjort tynd plade 46.

Gliderdelen 44 har et til hulrummet 34 svarende, bagtil åbent hulrum 47, hvis forreste af-10 snit 47b er udformet ganske som det tilsvarende koniske afsnit 34b af hulrummet 34. Fra afsnittet 47b udgår fire boringer 48, se især fig. 6, der er placeret således, at deres mundinger i gliderdelen 44's overflade ligger ud for den indvendige 15 munding af hver sit hul 43 i forstøveren 42, når glideren er forskudt bagud fra sin i fig. 3 viste lukkestilling til åbningsstillingen, hvor forstøvningen og indsprøjtningen af brændslet begynder, således som det er forklaret ovenfor under omtalen 20 af fig. 1.

Det vil ses, at brændslets strømning fra kammeret 32 til gliderdelen 44's hulrum 47 sker på begge sider af det pladelignende forbindelseselement 46, og det skal for fuldstændigheds 25 skyld nævnes, at hver af de i henholdsvis fig. 2 og 3 viste forstøvere kunne kombineres med en glider udformet som vist i den anden figur. Også udførelsesformen i fig. 3 forudsætter, at glideren er hindret i at drejes i forhold til forstøveren 30 for at sikre den korrekte indbyrdes placering af hullerne 43 og 48 i gliderens åbningsstilling.

Hvis den i fig. 2 og 4 viste udsparing 36 i glideroverfladen erstattes af individuelle boringer gennem gliderens væg, og hvis den i fig. 1 35 viste styretap 37 og den tilhørende rille i 10 149141 gliderafsnittet 16 udelades, er det ved drejning af glideren i forhold til forstøveren muligt at bringe et større eller mindre antal boringer i glideren til at flugte med forstøverhullerne, når 5 glideren indtager sin åbningsstilling, og dermed ændre det effektive totalareal af forstøverhullerne. .

Den i fig. 7 viste forstøver 49 kan være forsynet med et eller flere forstøverhuller 50 svarende til forstøveren 10's huller 11. Forstø-10 veren afviger fra den i fig. 2 viste ved, at en i dens indre indragende tap 51 er fastgjort tætsluttende, f.eks. ved nitning, i midten af forstøverens endevæg 52. Den længst indragende del af tappen 51 er formet som en omdrejningskegle 53, 15 der i gliderens lukkestilling, som vist i fig. 7, rager ind i det indvendige hulrum 54 af gliderens forreste afsnit 55. Hulrummet 54 er sammensat af et bageste, cirkulærcylindrisk afsnit 54a og et konisk, fremefter divergerende forreste 20 afsnit 54b, der udmunder i gliderafsnittets endeflade 56 med et lille spillerum fra keglen 53.

Analogt med udførelsesformen i fig. 2 er der en strømningsforbindelse fra et ringformet kammer 32 på nedstrømssiden af en ventilsædeflade 30 på glider-25 afsnittet 15 til det indre hulrum 54 gennem aflange skråtstillede slidser 57 i gliderafsnittet 55.

Når glideren fra sin i fig. 7 viste lukkestilling er forskudt så langt mod højre, at forstø-30 verhullerne 50 er frilagt, bliver brændselsstrømmen gennem hulrummet 54 til hullerne afbøjet gradvis udefter af den stationære kegle 53, og samtidig vokser brændslets strømningshastighed som følge af, at keglen 53 har større topvinkel end den koni-35 ske væg af hulrumsafsnittet 54b, således at passagen mellem disse to komponenter gradvis indsnævres i retning mod hullerne 50.

Claims (3)

149141

1. Brændselsinjektor til forbrændingsmotorer, med et i injektorens ydre hus (1) fast anbragt, hult gliderstyr (7), hvis forreste ende er udformet som en fortil lukket forstøver (10), der til indsprøjtning af forstø- 5 vet brændsel har et eller flere tværgående forstøverhuller (11) i sin sidevæg, en i styret aksialt forsky-delig ventilglider (13) til åbning og lukning af forstøverhullerne, hvilken glider har et aksialt forløbende indre hulrum (34) , som indgår i en strømningspassa-10 ge, gennem hvilken brændsel under tryk kan strømme til forstøverhullerne, når glideren efter en vis bagudgåen-de vandring fra sin lukkestilling indtager sin åbningsstilling, hvor den blotter hullerne, samt en på glideren mod brændselstrykket virkende lukkefjeder (17) 15 til fastholdelse af glideren i dennes lukkestilling, kendetegnet ved, at nævnte strømningspassage ved sit udløb gennem glideren slutter med et afsnit (34b, 36), der er afbøjet udefter mod forstøverens (10) inderside, og hvis tværsnitsareal aftager gradvis i 20 retning fremefter mod forstøverhullerne (11).

2. Brændselsinjektor ifølge krav 1, og hvor flere forstøverhuller (11) er placeret inden for et givet vinkelområde med deres indre mundinger beliggende i et fælles normalplan til forstøverens (10) akse, 25 kendetegnet ved, at det mod forstøverens inderside afbøjede slutafsnit (36) af strømningspassagen udmunder i en åbning i gliderens sideflade, hvilken åbning spænder over mindst samme vinkelområde som forstøverhullerne (11).

3. Brændselsinjektor ifølge krav 1, og hvor flere forstøverhuller (430 er placeret aksialt forsat i forstøverens (42) væg, kendetegnet