DK155290B

DK155290B - Braendselsindsproejtningspumpe til en forbraendingsmotor, og som er forsynet med en mekanisme til regulering af tidspunktet for braendselsindsproejtningen

Info

Publication number: DK155290B
Application number: DK161982A
Authority: DK
Inventors: Dirk Bastenhof
Original assignee: Semt
Priority date: 1981-04-16
Filing date: 1982-04-07
Publication date: 1989-03-20
Also published as: FI70300C; BR8202126A; YU84482A; CS261858B2; DK155290C; YU45861B; SU1192636A3; KR830010291A; JPH0413552B2; NO821235L; EP0063523B2; FI821295L; ES8304266A1; IN157868B; US4705006A; EP0063523A1; PL137665B1; AU8267482A; NO156801C; FR2504203A1

Description

i

DK 155290 B

Den foreliggende opfindelse angår en brændselsindsprøjtningspumpe til en forbrændingsmotor, og som er forsynet med en mekanisme til regulering af tidspunktet for brændslets fortrængning ud af pumpen og mod injektoren. Opfindelsen angår mere specielt en indsprøjt-5 ningspumpe, der har et brændselstilgangskammer, der gennem tilgangsåbninger kan fyldes med brændsel, og hvis volumen kan varieres ved hjælp af et stempel af den art, der er forsynet med et hoved med en skrueformet skråflade, og som er forskydelig i dette kammer langs en retliniet frem- og tilbagegående bevægelse, nemlig mellem en 10 nederste dødpunktstilling og en øverste dødpunktstilling, og som er indrettet til at lukke tilgangsåbningerne ved begyndelsen af hvert slag mod stemplets øverste dødpunktstilling.

Der kendes indsprøjtningspumper af denne art (EP-A-0,020.249), som 15 er forsynet med en mekanisme, der tillader regulering af tidspunktet for fortrængningen af det brændsel, der skal indsprøjtes. Disse kendte mekanismer omfatter i det væsentlige et kammer til akkumulering af en forudbestemt mængde brændsel, der fortrænges af stemplet efter lukningen af tilgangsåbningerne. I dette kammer er der for-20 skydeligt anbragt et stempel, som bevæges tilbage, efterhånden som fortrængningsstemplet bevæger sig fremefter for at forhindre, at der i dette kammer tilvejebringes et tryk, som er tilstrækkeligt til at åbne pumpens udstrømningsventil. Denne åbning finder sted, når akkumulatorens stempel når sin endestilling. For at tidspunktet for 25 brændslets fortrængning mod injektoren skal kunne reguleres, er det nødvendigt, at denne endestilling af stemplet er variabel.

Denne reguleringsmekanisme er kompliceret og pladskrævende. Mekanismen kompliceres yderligere i væsentlig grad, såfremt reguleringen 30 skal foretages som funktion af visse motorparametre.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at sikre en regulering af tidspunktet for brændslets fortrængning ud af pumpen, som er meget simpel og langt mindre pladskrævende, selv om reguleringen 35 skal tilvejebringes som funktion af forskellige motorparametre.

Indsprøjtningspumpen ifølge den foreliggende opfindelse omfatter et brændselstilgangskammer, der gennem tilgangsåbninger kan fyldes med brændsel, og hvis volumen kan varieres ved hjælp af et stempel af

DK 155290 B

2 den art, der er forskydeligt efter en retliniet bevægelse frem og tilbage mellem en nederste dødpunktstilling og en øverste dødpunkt-stilling, og som er indrettet til at lukke tilgangsåbningerne ved begyndelsen af hvert slag mod den øverste dødpunktstilling, hvilken 5 brændsel sindsprøjtningspumpe er forsynet med en mekanisme til regulering af tidspunktet for brændslets fortrængning ud af pumpen mod injektoren, hvilken reguleringdsmekanisme omfatter en ventil til åbning og lukning af en omløbskanal, der er indrettet til at forbinde brændsel skammeret med et merllemrum, der står i forbindelse 10 med brændselskilden for fyldning af kammeret, hvilken ventil er forsynet med et styresystem, og denne brændselspumpe er ifølge opfindelsen kendetegnet ved, at ventilens styresystem er udformet på en sådan måde, at strømningen af brændslet fra brændselstilgangskammeret og ind i omløbskanalen medfører lukningen af ventilen som 15 følge af et styresignal til lukning af ventilen som funktion af vinkelstillingen af et til motoren hørende roterende organ, f.eks. krumtapakslen, og at åbningen af ventilen er bestemt af undertrykket i brændselstilgangskammeret, der tilvejebringes af stemplets bevægelse til dettes nederste dødpunktstilling efter fortrængningen af 20 brændslet ud af indsprøjtningspumpen.

Brændselsindsprøjtningspumpen ifølge opfindelsen vil herefter blive forklaret nærmere under henvisning til den medfølgende tegning, hvor der er vist et tværsnit gennem brændselsindsprøjtningspumpen med en 25 skematisk angivelse af styresystemet til reguleringsmekanismen.

Brændselsindsprøjtningspumpen, der er vist på tegningen, består væsentligst af et hult, cylindrisk legeme 1, hvori der er monteret et aks i alt gi ideligt stempel 2, som er forsynet med et hoved af 30 typen med en skrueformet skråflade 3. Stemplet 2 er forskydeligt inden i legemet 1 følgende en retliniet bevægelse frem og tilbage mellem en nedre og øvre dødpunktstilling. Legemet 1 afgrænser ovenover stemplet 2's trykflade 4 et tilgangskammer 5. Dette kammer bliver fyldt med brændsel ved hjælp af åbninger 6, som strækker sig 35 gennem siden af det cylindriske legeme 1 i nærheden af stemplet 2's nedre dødpunkt for at kunne lukkes af stemplet ved begyndelsen af stemplets opadrettede slag. 7 betegner generelt en udstrømningsven-til, der er beregnet til at åbne og lukke en brændselsafgangskanal 8 fra tilgangskammeret 5 og følgelig fra brændselsindsprøjtningspumpen

DK 155290 B

3 mod injektoren. Der er endvidere vist et hus 9, der omslutter den ovenfor beskrevne del af brændsel sindsprøjtningspumpen, således at der er dannet er indre, ringformet mellemrum 10, hvori tilgangsåbningerne 6 udmunder. Dette mellemrum 10 står i forbindelse med det 5 ydre ved hjælp af en kanal 11, som sikrer, at det fødes med brændsel.

Mekanismen til regulering af tidspunktet for brændselsindsprøjtningen, gennem afgangskanalen 8, mod injektoren er væsentligst dannet 10 af en ventil 13 til at åbne og lukke en omløbskanal 14, som er beregnet til at forbinde kammeret 5 med mellemrummet 19. Ventilen 13 er forsynet med et styrestempel 15, der er monteret gi ideligt og tætnende i en cylindrisk boring 16, som er udført i pumpens øverste del. Den del af boringen 16, som er placeret ovenover stemplet 15, 15 står i forbindelse med en hydraulisk styrekreds 17, der har en elektrisk styret omstillingsventil 18, som gør det muligt at forbinde den øverste del af boringen 16 skiftevis med en hydraulikkilde 19 med lavt tryk og med en hydraulik-kil de 20 med et relativt højt tryk.

20

En elektrisk kreds 21 til styring af omstillingsventilen 18 omfatter, monteret i serie, væsentligst en detektor 23, en forsinkelsesmekanisme 24 og en overhastighedsafbryder 25. Detektoren 23 samvirker med et organ 26, som er tilknyttet et roterende svinghjul 27, 25 der er forbundet med krumtapakslen (ikke vist). Forsinkelsesmekanismen 24 er tilvejebragt for at forsinke elektriske signaler, der dannes af detektoren 23 som funktion af én eller flere motorparametre, som f.eks. lufttrykket før motoren, stillingen af brændsel s-pumpernes tandstang, forbrændingscyklussens maksimal tryk eller endda 30 motorhastigheden.

Lavtrykskilden 19 kan f.eks. tilvejebringe et fluid under et tryk på 1 til 5 bar. Trykket af fluidet fra kilden med relativt højere tryk 20 kan være i størrelsesordenen 20 bar.

35

Herefter vil driften af den ovenfor beskrevne brændselsindsprøjtningspumpe blive beskrevet og især af driften af mekanismen til regulering af tispunktet for brændsel sindsprøjtningen mod injektoren.

DK 155290 B

4

Ved sin forskydning mod sin øvre dødpunktstin ing dækker stemplet 2 tilgangsåbningerne 6 og fortsætter sit opadrettede slag. Under denne første periode af stemplet 2's opadrettede slag er omstillingsventilen 18 i en stilling således, at fluidet, der stammer fra høj-5 trykskilden 20, virker på stemplet 15 i ventilen 13. Sidstnævnte holdes følgelig åben. Dette betyder, at pumpens tilgangskammer 5 står i forbindelse med mellemrummet 10 gennem omløbskanalen 14. Brændslet, der forskydes ved hjælp af stemplet 2, strømmer således ind i mellemrummet 10. I kammeret 5 forbliver der et relativt lavt 10 tryk, som er utilstrækkeligt til at åbne udstrømningsventilen 7, som er placeret i afgangskanalen 8, der fører mod injektoren.

Til et givet tidspunkt, der er bestemt ved det til svinghjulet 27 hørende organ 26's passage forbi detektoren 23, sendes et elektrisk 15 signal til omsti 11ingsventilen 18, som derefter skifter stilling. Ventilen 13's stempel 15 vil ikke mere være udsat for fluid under et kraftigt tryk, der er tilvejebragt af kilden 20, og er kun udsat for lavtryksfluidet fra kilden 19. Trykfaldet ovenover stemplet 14 medfører ventilen 13's lukning. Stemplet 2 fortsætter sit slag mod 20 sin øvre dødpunktstilling, hvorved trykket forøges inden i kammeret 5, hvilket bevirker, at udstrømningsventilen 7 åbnes. Dette betyder, at brændselsfortrængningen mod injektoren begynder. Fortrængningen ophører, når den skrueformede skråflade 3 passerer forbi en tilgangsåbning 6.

25

Ventilen 13 åbnes igen under stemplet 2's nedadrettede slag mod sin nedre dødpunktstilling, når åbningerne 6 igen dækkes. under indflydelse af undertrykket, der således dannes i kammeret 5. Denne åbning af ventilen 13 under stemplet 2's nedadrettede slag bidrager til en 30 god fyldning af kammeret 5 mellem brændselsfortrængningerne. Det høje tryk ovenover ventilen 13's stempel 15 bliver derpå langsomt påført igen for påny at blokere ventilen 13 i sin åbne stilling.

Tidspunktet for detektoren 23's dannelse af styresignalet til 35 omsti11ingsventilen 18 kan vælges relativt nær tidspunktet for fortrængningens begyndelse, som er bestemt ved samvirket mellem stemplet 2 og tilgangsåbningerne 6. For derefter at kunne variere begyndelsestidspunktet for fortrængningen, indenfor en relativt vigtig reguleringszone efter ventilen 13's lukning, er det

DK 155290 B

5 tilstrækkeligt, ved hjælp af forsi nkelsesmekanismen 24, at indføre en forsinkelse mellem tidspunktet for detektoren 23's dannelse af signalet og tidspunktet for trykfaldet ovenover ventilen 13's stempel. Denne forsinkelse kan vælges som funktion af motorhastig-5 heden, som funktion af lufttrykket før motoren, som funktion af stillingen for brændselsindsprøjtningspumpens tandstang, som funktion af forbrændingscyklussens maksimaltryk eller som funktion af en helt anden motorparameter.

10 Brændselsindsprøjtningspumpen ifølge opfindelsen kan ligeledes virke i tilfælde af overhastighed. Det er i så fald tilstrækkeligt at undgå, at trykket ovenover ventilen 13's stempel 15 falder.

I tilfælde af svigt i reguleringssystemet ifølge opfindelsen kan 15 systemet sættes ud af drift ved at afbryde den hydrauliske kreds fra kilden 20 med det relativt høje tryk. Tidspunktet for brændselsfor-trængningen mod injektoren bliver i så fald bestemt gennem samvirket mellem stemplet 2 og tilgangsåbningerne 6, d.v.s. at motoren virker med den klart største fortrængning, som bestemmes mekanisk. Meka-20 niske midler, der er indstillelige under en kortvarig standning, gør det i dette tilfælde muligt at forskyde fortrængningen bagud og sikre, at motoren fortsætter med at dreje, skønt fortrængningen vil blive fast.

25 Det fremgår af ovenstående beskrivelse, at de mål, som er særprægede for opfindelsen, muliggør en regulering af tidspunktet for indsprøjtningen eller med andre ord en regulering af forindsprøjtningen inden for et betragteligt værdiområde, uden at de anvendte organers konstruktion bliver kompleks og pladskrævende. Desuden er det 30 fordelagtigt, at indsprøjtningens afslutning bliver bestemt ved den skrueformede skråflade 3's passage forbi tilgangsåbningerne 6 og ikke ved åbningen af ventilen 13. På den anden side er det ikke nødvendigt, at ventilen 13 skal overvinde et stort tryk for at åbnes.

35

Et væsentligt karakteristisk træk ved den foreliggende opfindelse er, at de bevægelige dele kun bevæges, når de er påvirket af lave tryk, hvilket især er vigtigt for pålideligheden.

Claims

16. Tætheden er ikke nødvendig i tilfælde af, at der er tilvejebragt et brændsel i det hydrauliske system 17, 19 og 20. Selv i tilfælde 15 med anvendelse af olie i det hydrauliske system kan en lille utæthed tolereres. Det kan tænkes at udelade den hydrauliske styrekreds og styre ventilen direkte ved hjælp af et elektrisk signal, f.eks. ved hjælp af en solenoide. 20 Patentkrav.

1. Brændselsindsprøjtningsspumpe til en forbrændingsmotor, og som har et brændselstilgangskammer (5), der gennem tilgangsåbninger (6) kan fyldes med brændsel, og hvis volumen kan varieres ved hjælp af 25 et stempel (2) af den art, der er forsynet med et hoved med en skrueformet skråflade, og som er forskydeligt efter en retliniet bevægelse frem og tilbage mellen en nederste dødpunktstilling og en øverste dødpunktstilling, og som er indrettet til at lukke tilgangsåbningerne (6) ved begyndelsen af hvert slag mod den øverste 30 dødpunktstilling, hvilken brændselsindsprøjtningspumpe er forsynet med en mekanisme til regulering af tidspunktet for brændslets fortrængning ud af pumpen mod injektoren, hvilken reguleringsmkanisme omfatter en ventil (13) til åbning og lukning af en omløbskanal (14), der er indrettet til at forbinde brændselstil-35 gangskammeret (5) med et mellemrum (10), der står i forbindelse med brændselskilden for fyldning af kammeret, hvilken ventil er forsynet med et styresystem, kendetegnet ved, at ventilens (13) styresystem (17-27) er udformet på en sådan måde, at strømningen af brændslet fra brændselstilgangskammeret (5) og ind i omløbskanalen DK 155290 B (14) medfører lukningen af ventilen (13) som følge af et styresignal til lukning af ventilen som funktion af vinkel stillingen af et til motoren hørende roterende organ (27), f.eks. krumtapakslen, og at åbningen af ventilen er bestemt af undertrykket i brændselstil -5 gangskammeret (5), der tilvejebringes af stemplets (2) bevægelse til dettes dødpunktstilling efter fortrængningen af brændslet ud af indsprøjtningspumpen.

2. Indsprøjtningspumpe ifølge krav 1, kendetegnet ved, 10 at ventilens (13) styresystem (17-27) omfatter en hydraulisk styrekreds (17-20), der er forsynet med en omstillingsventil (18), hvis elektriske kredsløb omfatter en detektor (23) til detektering af vinkel stillinger for det til motoren hørende roterende organ (27).

3. Indsprøjtningspumpe ifølge krav 1 , kendetegnet ved, at styremekanismen til lukning af ventilen (13) omfatter en solenoide, der er indrettet til at blive magnetiseret ved hjælp af et elektrisk signal, der tilvejebringes af en detektor (23) til detektering af vi nkel sti 11 i nger for motorens roterende organ (27). 20

4. Indsprøjtningspumpe ifølge et af kravene 2 eller 3, kendetegnet ved, at en forsinkelsesmekanisme (24), der virker som funktion af en driftsparameter for motoren, er monteret i kedsen for signalet fra detektoren (23). 25

5. Indsprøjtningspumpe ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at ventilens (13) styresystem omfatter et afbryderorgan (25), der er monteret i styremekanismen for lukningen af ventilen (13). 30

6. Indsprøjtningspumpe ifølge et af kravene 4 og 5, kendetegnet ved, at den hydrauliske kreds (17-27) omfatter en kilde (19) med fluid under lavt tryk og en kilde (20) for fluid med et forholdsvis højt tryk, hvilke to kilder (19,20) ved hjælp af 35 omstillingsventilen (18) skiftevis kan stå i forbindelse med ar-bejdskammeret for et stempel (15) til styring af ventilen (13).

7. Indsprøjtningspumpe ifølge krav 6, kendetegnet ved, at ventilen er lukket, når stemplets (15) arbejdskammer er forbundet DK 155290 B med kilden (19) for fluid under lavt tryk.

8. Indsprøjtningspumpe ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at ventilen (13) er åben, når stemplets (15) arbejdskammer er 5 forbundet med kilden (20) for fluid under relativt højt tryk.

9. Indsprøjtningspumpe ifølge et eller flere af kravene 2 og 4-8, kendetegnet ved, at omstillingsventilen (18) udgøres af en elektroventil eller en piézo-elektrisk ventil med flere passager.

10 15 20 25 30 35