DK174029B1 - Brændselsventil til en forbrændingsmotor samt ventilglider hertil - Google Patents

Description

i DK 174029 B1

Opfindelsen angår en brændselsventil til en forbrændingsmotor, navnlig en stor totakts dieselmotor, med et ventilhus til montering i et cylinderdæksel, og med en gennemgående brændselspassage, der fører ned til en 5 forstøver, samt med en i et gliderstyr længdeforskydelig ventilglider, der er påvirket i retning af sit ventilsæde af en primær trykfjeder og i modsat retning af brændslets tryk i brændselspassagen, og hvor et i ventilhuset aksialt forskydeligt stempel har et første 10 stempelareal, der er påvirket af brændselstrykket i brændselspassagen og ved et brændselstryk større end ventilens åbningstryk fremkalder en forskydning af stemplet med medfølgende øgning af brændselsventilens lukketryk.

15 Fra DK-B 152619 (eller det tilsvarende japanske patent 1851989) kendes en brændselsventil af denne type, hvor det forskydelige stempel er monteret på fjederstyret for den primære trykfjeder. På stempelsiden modsat trykfjederen er der et trykkammer, som via en 20 drøvlepassage er forbundet med brændselspassagen.

Trykket i brændselspassagen forplanter sig med nogen tidsforsinkelse ind i kammeret, så kammertrykket efter ventilens åbning opbygges til så højt tryk, at stemplet forskydes og trykker den primære fjeder sammen, hvorved 25 ventilens lukketryk hæves. Stempelbevægelserne er baseret på brændselsstrømning gennem en snæver drøvlepassage, hvilket giver upræcise bevægelser og risiko for fejlfunktion som følge af urenheder i brændslet.

Opfindelsen har til formål at anvise en meget 30 driftssikker ventil med præcis omstilling til højere lukketryk.

Dette opnås med en ventil af nævnte art, der er ejendommelig ved, at et opadvendende andet areal er afspærret fra brændselstrykket, indtil stemplet for-35 skydes ved brændselstrykket større end åbningstrykket, 2 DK 174029 B1 at det andet areal efter forskydningen er blotlagt for brændselstrykket og påvirker ventilglideren med en supplerende lukkekraft, og at en sekundær trykfjeder påvirker stemplet med en kraft i retning af udgangs-5 stillingen, hvor stemplet af spærrer brændselstrykket fra nævnte andet areal.

Efter initieringen af brændselsleveringen fra brændselspumpen vokser brændselstrykket på det første stempelareal. Når ventilens åbningstryk opnås, forskydes 10 ventilglideren bort fra sit ventilsæde, og brændslet strømmer til forstøveren og ud gennem forstøverhullerne.

Ved højere motorbelastninger leverer pumpen en så stor brændselsmængde, at trykket i brændselspassagen fortsætter med at vokse op over åbningstrykket som følge af 15 strømningsmodstanden i forstøverhullerne. Det stigende tryk påvirker det første stempelareal med en voksende kraft, der er modsatrettet trykkraften fra den sekundære trykfjeder. Når kraften på stempelarealet overvinder fjederkraften, forskydes stemplet i retning af den 20 sekundære trykfjeder, bort fra udgangsstillingen. Ved forskydningen blotlægges det andet stempelareal, hvorved brændselstrykket herpå frembringer en supplerende lukkekraft i tillæg til lukkekraften fra den ene eller begge trykfjedrene.

25 Det omslagstryk, ved hvilket stemplet forskydes, er bestemt af størrelsen af det første stempelareal og af den sekundære trykfjeders forspændingskraft. Omslagstrykket er således veldefineret, hvilket fremmer ensartet drift af flere brændselsventiler på motoren 30 samt præcis virkning af brændselsventilerne.

Det er også en fordel, at den supplerende lukkekraft fremkommer momentant ved stemplets forskydning, i stedet for den gradvist stigende lukkekraft frembragt med brændselsventilen kendt fra ovennævnte danske 35 patentskrift. Endvidere er den primære trykfjeder 3 DK 174029 B1 upåvirket af den supplerende lukkekraft og kan dimensioneres mindre end i en tilsvarende brændselsventil af konventionel type, hvor trykfjederen må dimensioneres ud fra den ønskede lukkekraft, og hvor en større 5 lukkekraft også hæver ventilens åbningstryk, hvilket giver en uønsket øgning af motorens minimale omdrej -ningstal. Ved brændselsventilen ifølge opfindelsen kan åbningstrykket fastlægges uafhængigt af det ønskede lukketryk og kan eksempelvis være dimensioneret til 10 opnåelse af et meget lavt minimalt omdrejningstal for motoren ved lav motorbelastning. Det ønskede lukketryk opnås så ved at give det opadvendende andet areal en passende størrelse, idet den supplerende lukkekraft er ligefremt proportional med størrelsen af det andet 15 areal. Muligheden for at udforme brændselsventilen med et lavere åbningstryk end i de konventionelle ventiler giver flere fordele. Den mekaniske belastning af den primære trykfjeder og af ventilsædet bliver mindre, hvilket øger driftssikkerheden af brændselsventilen og 20 muliggør en kompakt udformning af denne til en motor med højt maksimaltryk i cylinderen ved fuld motorbelastning.

Det høje lukketryk er primært påkrævet i motorens øvre belastningsområde, hvor maksimaltrykket i cylinderen er højt. Mens brændselsventilen står åben, 25 forplanter cylindertrykket sig ind gennem forstøverhullerne og påvirker hele den nedre ende af ventilglideren med en kraft i åbningsretningen. Den supplerende lukkekraft sikrer ventilens lukning mod det høje cylindertryk og giver en veldefineret ventillukning, der 30 modvirker efterløft af ventilglideren umiddelbart efter ventillukningen. Det er således muligt at mindske eller undgå brændselssavling og de deraf følgende driftsproblemer i form af forøget brændselsforbrug og forurening af cylinderelementerne med aflejringer fra delvis 35 uforbrændt brændsel. Det specifikke brændselsforbrug 4 DK 174029 B1 bliver også forbedret af det højere lukketryk, fordi ventilen lukker, inden brændselstrykket bliver så lavt, at forstøvningen bliver mangelfuld.

Det foretrækkes, at trykket i brændselskanalen ved-5 varende påvirker det første stempelareal i en retning rettet modsat fjederkraften fra den sekundære trykfjeder, at forskydningen af stemplet bort fra udgangsstillingen blotlægger et tillægsareal til det første stempelareal, og at brændselstrykket på tillægsarealet 10 hindrer tilbageføring af stemplet til udgangsstillingen, indtil brændselstrykket er faldet væsentligt under ventilens lukketryk. Tillægsarealet til det første stempelareal øger den kraft, hvormed brændselstrykket skubber stemplet bort fra udgangsstillingen. Når først 15 stemplets forskydning er indledt, sikrer tillægsarealet en veldefineret stempelbevægelse, som er upåvirket af mindre trykfluktuationer i brændselspassagen.

I en foretrukken udførelsesform er det opadvenden-de andet areal udformet på ventilglideren, stemplet er 20 monteret forskydeligt uden på ventilglideren og inden i gliderstyret, og stemplets nedre ringformede endeflade afspærrer i udgangsstillingen nævnte andet areal. Placeringen af stemplet uden på ventilglideren giver plads til, at den sekundære trykfjeder udformes som en 25 forholdsvis kraftig fjeder med større diameter end ventilglideren. Den større fjederkraft fra den sekundære trykfjeder skal modsvares af et tilsvarende større areal af det første stempelareal, og dermed får produktionstolerancer ved fremstillingen af stemplet en relativt 30 mindre indflydelse på omslagstrykket, og brændselsventilens omstilling til større lukketryk bliver mere præcis. Når brændselsventilen står i lukket stilling fremkommer den for åbningstrykket bestemmende fjederkraft som summen af fjederkræfterne fra den primære og 35 den sekundære trykfjeder. Den forholdsvis kraftige 5 DK 174029 B1 sekundære trykfjeder giver således den yderligere fordel, at den primære trykfjeder får forholdsvis små dimensioner, hvilket letter dennes indbygning i ventilhuset .

5 Udførelsesformen kan videreudvikles til et enkelt design, hvor det radialt yderste ringformede område af den nedre endeflade udgør det første stempelareal, og det radialt inderste ringformede område udgør tillægsarealet, der bliver blotlagt ved stemplets for-10 skydning bort fra det andet areal.

En alternativ udførelsesform kan være udformet således, at det opadvendende andet areal er udformet på stemplet, der er monteret forskydeligt inden i ventilglideren, og at den sekundære trykfjeder påvirker 15 stemplet med en opadrettet kraft og er beliggende mellem stemplet og bunden af ventilgliderens centrale brændselspassage. Denne udførelsesform giver mulighed for en anderledes udformning af de oven over ventilglideren beliggende komponenter i brændselsventilen, og ventilen 20 kan om ønsket samles ved at indføre alle komponenterne enkeltvis fra oven ned i ventilhuset.

Da den sekundære trykfjeder overfører brændselstrykkets nedadrettede kraftpåvirkning på stemplet til ventilglideren, kan brændselsventilens udformning 25 hensigtsmæssigt forenkles derved, at nævnte andet areal og nævnte tillægsareal er et og samme areal beliggende på stemplets øvre ende som et opstående ringformet areal, der i udgangsstillingen ligger tryktætnende an mod en nedadvendende flade på en i ventilhuset stationær 3 0 komponent.

For at opnå en yderligere forenkling af stemplet foretrækkes, at et opadvendende ringformet areal beliggende radialt inden for nævnte andet areal udgør det første stempelareal, og at et hulrum over det første 6 DK 174029 B1 areal står vedvarende i forbindelse med brændselspassagen.

Når brændselsventilen anvendes i en stor totakts dieselmotor kan de ovennævnte arealer hensigtsmæssigt 5 udlægges således, at forskydningen af stemplet bort fra udgangsstillingen sker, når brændselstrykket er mindst 10%, fortrinsvis mindst 50%, større end det ligevægtstryk, der netop udbalancerer de på ventilglideren indvirkende fjederkræfter, når denne står i sin fuldt 10 åbne stilling, at lukketrykket bliver mindst 30% større som følge af forskydningen, og at tilbageføringen af stemplet til udgangsstillingen sker ved et brændselstryk, der er højst 70% af ventilens lukketryk. Med denne adskillelse af de forskellige aktiveringstryk opnås en 15 entydig, præcis ventilfunktion i forbindelse med brændsel leveret fra en kamaktiveret brændselspumpe, og tryksvingninger i brændselspassagen fremkaldt af ventilens åbning og lukning er hindret i at virke forstyrrende ind på stemplets indstillinger til hen-20 holdsvis højt og lavt lukketryk. Afstanden fra åbningstrykket til oms lags trykket, hvor stemplet forskydes bort fra sin udgangsstilling, har indflydelse på det motor-dellastpunkt, hvor brændselsventilen begynder at give større lukkekraft. Ved meget lav motorbelastning leverer 25 brændselspumpen en så ringe brændselsmængde per motorcyklus, at trykket i brændselspassagen ikke bliver tilstrækkeligt højt til, at stemplet forskydes, men samtidig er maksimaltrykket i motorcylinderen heller ikke så stort, at der er behov for den supplerende 30 lukkekraft. Hvis brændselsventilen er udformet således, at stempelforskydningen først sker ved et brændsel s tryk, der er over 50% større end nævnte ligevægtstryk, bliver den supplerende lukkekraft først aktiv ved højere motorbelastninger, hvilket mindsker ventilsliddet ved 35 drift ved lavere motorbelastninger.

7 DK 174029 B1

Opfindelsen angår endvidere en ventilglider til en brændselsventil til en forbrændingsmotor, hvor brændselsventilen har et ventilhus til montering i et cylinderdæksel og en gennemgående brændselspassage, der 5 fører ned til en forstøver, samt et gliderstyr, hvori ventilglideren er længdeforskydeligt monterbar og i monteret stilling er påvirket i retning af sit ventilsæde af en primær trykfjeder og i modsat retning af brændslets tryk i brændselspassagen, og hvor et i 10 ventilhuset aksialt forskydeligt stempel har et første stempelareal, der er påvirket af brændselstrykket i brændselspassagen og ved et brændselstryk større end ventilens åbningstryk fremkalder en forskydning af stemplet med medfølgende øgning af brændselsventilens 15 lukketryk. Ventilglideren er ifølge opfindelsen ejendommelig ved at være udformet med et diameterspring, der danner en opadvendende anlægsflade for det aksialt forskydelige stempel.

Eksempler på udførelsesformer for opfindelsen 20 beskrives herefter nærmere med henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 i længdesnit viser et udsnit af en første udførelsesform for en brændselsventil ifølge opfindelsen, 25 fig. la et forstørret udsnit af en detalje ved brændselsventilen i fig. 1, fig. 2 og 3 billeder svarende til fig. 1 af en anden og tredie udførelsesform for brændselsventilen, fig. 4 et delvis længdesnit gennem brændsels-30 ventilen i fig. 3, vist i sin helhed, og fig. 5 et groft diagram over typiske trykforløb i en brændselsventil ifølge opfindelsen og i en konventionel brændselsventil.

Det i fig. 1 viste nedre afsnit af brændsels-35 ventilen 1 har et langstrakt ydre hus 2, der ligesom i 8 DK 174029 B1 udførelsesformen vist i fig. 4 har en øvre sideværts udragende monteringsflange 3, hvormed ventilen på kendt måde kan monteres i et ikke vist cylinderdæksel i en dieselmotor og tilsluttes en ikke vist brændselspumpe 5 eller tilsvarende kilde for periodisk levering af brændsel under højt tryk. Motoren kan eksempelvis være en totakts krydshovedmotor til fremdrivning af et skib eller til stationær kraftproduktion. Brændslet kan typisk være heavy fuel olie.

10 En generelt med 4 betegnet brændselspassage kan ved tilslutningen 5 forbindes med en trykledning fra brændselskilden. Brændselspassagen passerer fra tilslutningen 5 ned gennem ventilen til en central boring 6 i forstøveren 7, hvorfra brændslet kan strømme ud 15 gennem forstøverhuller 8, når brændselsventilen står åben. Brændselspassagen indeholder et trykkammer 9 med et opadvendende ventilsæde, der er stationært beliggende på et ventilstyr 10. En længdeforskydelig ventilglider 11 har ved sin nedre ende en nål 12 med et modsvarende 20 nedadvendende ventilsæde. I brændselsventilens lukkede stilling trykker en primær trykfjeder 13 og en sekundær trykfjeder 14 de to ventilsæder an mod hinanden, så brændselspassagen er afspærret, hvilket både hindrer brændslet i at strømme ned i forstøverens boring 6 og 25 hindrer cylindertrykket i at presse gas fra det ikke viste forbrændingskammer ind gennem forstøverhullerne og op i ventilen.

Gliderstyret 10 er presset stationært ned mod forstøveren 7 ved hjælp af et fjederhus 15, et mellem-30 stykke 16 og en i ventilhuset stationær komponent 17, der kan indeholde en cirkulationsventil for forvarmet brændsel. Brændselspassagen 4 forløber centralt ned gennem mellemstykket 16 og fortsætter ned i et langstrakt øvre fjederstyr 18 for den primære trykfjeder og 35 videre centralt gennem et glidertrykstykke 19 og over 9 DK 174029 B1 i ventilglideren som et centralt bundhul, der via to skråboringer 20 ved nålen 12 står i strømningsforbindelse med trykkammeret 9.

Den nedre ende af fjederstyret 18 har reduceret 5 diameter og er indsat i en opadvendende boring i giidertrykstykket, så dette ved ventilens åbning kan forskydes opefter til anlæg mod et nedadvendende stop 21 ved diameterspringet på fjederstyret 18. Fjederstyret 18 har ved sin overende omkring brændselspassagen et 10 fremspring, der presses tryktætnende an mod undersiden af mellemstykket 16 af trykfjederen 13, hvis nedre ende trykker ned på en radialt udragende krave 22 på glider-trykstykket 19, der overfører fjederens lukkekraft til ventilglideren 11.

15 Den primære trykfjeder med fjederstyret 18 og kraven 22 ligger optaget i fjederhuset 15 i et øvre hulrum, der af en mellembund 23 er adskilt fra fjederhusets nedre hulrum, hvori den sekundære trykfjeder 14 er indsat. Mellembunden har et centralt gennemgangshul 20 for fri passage af glidertrykstykket 19, der ligger oven over og i forlængelse af ventilglideren 11. Den nedre endeflade på glidertrykstykket er af den primære trykfjeder 13 presset tryktætnende an mod en opstående ringformet tætneflade på ventilgliderens øvre ende.

25 Den sekundære trykfjeder 14 trykker sit øvre fjederstyr 24 stationært op mod undersiden af mellembunden, og det nedre fjederstyr for denne fjeder udgøres af en radialt fremstående krave 25 på et stempel 26, der har facon som et rørformet omdrejningslegeme med et 30 nedre cirkulærcylindrisk afsnit 27, hvis udvendige føringsflade er optaget i gliderstyrets boring, og hvis inderside 28 udgør styreflade for ventilglideren 11.

Som det tydeligst vises i fig. la ligger afsnittet 21'3 nedre ringformede endeflade 29 tryktætnende an mod 35 oversiden af et rundtgående radialt fremstående parti 10 DK 174029 B1 30 på ventilglideren i området umiddelbart over skråboringerne 20, når brændselsventilen indtager den på tegningen viste lukkede stilling. Endefladen 29 rager ud forbi partiet 30 med et radialt yderste ringformet 5 område, som udgør et nedadvendende første stempelareal 31, der vedvarende er udsat for det øjeblikkelige brændselstryk i trykkammeret 9. Brændselstrykket på stempelarealet 31 påvirker stemplet med en opadrettet kraft, der modvirker trykkraften fra den sekundære 10 fjeder 14. Når trykket i kammeret 9 bliver tilstrækkeligt stort til at den opadrettede kraft på stempelarealet 31 overvinder den sekundære fjeders trykkraft, forskydes stemplet opefter, indtil det støder mod den nedre ende af fjederstyret 24. Ved forskydningen blot-15 lægges det radialt inderste ringformede område af stemplets endeflade 29. Dette inderste område virker som tillægsareal 32 til det første stempelareal, og brændselstrykket på det blotlagte tillægsareal påfører stemplet en yderligere opadrettet kraft.

20 Oversiden af partiet 30 udgør et i ventilgliderens lukkeretning virkende, opadvendende andet areal 33, der ved stemplets forskydning påføres brændselstrykket i kammeret 9 og dermed en supplerende lukkekraft. I fig. la ses, at tillægsarealet 32 og det andet areal 33 25 indbyrdes har et radialt indefter svagt divergerende forløb, der frembringer en slags ventiIsædevirkning mellem endefladen 29 og yderranden af partiet 30, så afgrænsningen af det første stempelareal 31 og afspærringen af det andet areal 33 i den lukkede ventil-30 stilling er præcise.

Størrelsen af den første stempelareal 31 afhænger af diameterforskellen mellem yderdiametrene af stempel-afsnittet 27 og af ventilgliderens parti 30. Tillægsarealet 32's størrelse afhænger af diameterforskellen 35 mellem inderdiameteren af stempelafsnittets inderside DK 174029 B1 11 i 28 og yderdiameteren af partiet 30, og størrelsen af det andet areal 33 afhænger af diameterforskellen mellem yderdiametrene af partiet 30 og af det cylindriske ventilgliderafsnit, der ligger ud for stemplets inder-5 side 28. Når brændselsventilen står i den viste lukkede stilling, er ventilglideren påført en i åbningsretningen virkende kraft fremkaldt af påvirkningen af brændsels-trykket i kammeret 9 på et åbningsareal, der afhænger af diameterforskellen mellem yderdiametrene af nålen 12, 10 af stempelafsnittet 27 samt af di ameter overgangen 49 mellem den øvre og den nedre centrale boring i glider-trykstykket 19.

I den efterfølgende beskrivelse af andre udførelsesformer anvendes for enkelheds skyld de samme henvis-15 ningstal som ovenfor for elementer med samme virkemåde.

Den anden udførelsesform vist i fig. 2 afviger fra den første derved, at brændselspassagen 4 forløber ned gennem ventilhuset 15 i stedet for centralt gennem fjederstyret og ventilglideren. Det øvre fjederstyr 18' 2 0 for den primære trykfjeder strækker sig i ét stykke helt op til den stationære komponent 17 og har et opad åbent, centralt beliggende bundhul 34, hvorfra brændselspassagen afgrenes i et passende antal delpassager, der fører ned til trykkammeret 9. Hver delpassage omfatter en øvre 25 skråboring 35 i fjederstyret 18', en langsgående boring 36 gennem væggen af fjederhuset 15 og i gliderstyret 10' en nedre skråboring 37, der forbinder boringen 36 med trykkammeret.

Den i fig. 3 og 4 viste tredie udførelsesform 30 adskiller sig fra den første derved, at stemplet 26'' og den sekundære trykfjeder 14'' er indbygget i ventilglideren il''. Den primære trykfjeder 13' s nedre fjederstyr 38 er længdeforskydeligt monteret uden på et trykrør 39, der presser en stationær komponent i form 35 af et trykstykke 40 ned mod oversiden af gliderstyret 12 DK 174029 B1 10. Fjederkraften på fjederstyret 38 overføres på velkendt vis til ventilglideren via en opslidset trykbøsning 41, der ligger an mod gliderens overside.

Ventilglideren 11' ' har en øvre og en nedre 5 udboring, hvoraf den øvre har størst diameter, og stemplet 26' ' er udformet som et rørformet omdrejningslegeme med et øvre afsnit 42 med en yderdiameter d1 og et nedre afsnit 43 med mindre yderdiameter d2, så de samvirkende føringsflader på ventilglideren og stemplet 10 styrer begge stempelafsnit, når stemplet forskydes aksialt. Ventilgliderens nedre afsnit 44 samvirker med en føringsflade i gliderstyret 10 og har mindre yderdiameter d2 end et øvre gliderafsnit 45, der med en ringformet frigang omgives af gliderstyret. Frigangen 15 leder op til hulrummet omkring den primære trykfjeder og står via et drænhul 46 i drænende forbindelse med hulrummet under stemplets øvre afsnit 42.

Den sekundære trykfjeder 14'' er beliggende i brændselspassagen 4 mellem bunden af den centrale boring 20 i ventilglideren og en nedadvendende anlægsflade på stemplet 26''. Et hulrum 47 ved oversiden af stemplets øvre afsnit 42 står vedvarende i forbindelse med den centrale brændselspassage 4. Et opadvendende ringformet areal ved bunden af hulrummet har yderdiameteren d4 og 25 udgør det første stempelareal 31'', og et omkringliggende opstående ringformet areal 48 ved den øverste ende af stemplet 26'' udgør både det andet areal og tillægsarealet. Størrelsen af det andet areal og af tillægsarealet afhænger af differencen mellem diametrene 3 0 d-j^ og d4, størrelsen af det første stempelareal af differencen mellem diametrene d^ og d2, og ventilgliderens åbningsareal af differencen mellem diametrene d2 og d3 samt af yderdiameteren d5 af nålen 12.

I den viste lukkede ventilstilling presser den 3 5 sekundære trykfjeder stemplet 26' ' op mod undersiden af 13 DK 174029 B1 trykstykket 40, så det ringformede areal 48 er afspærret fra brændselstrykket. Når ventilen er åbnet, og brændselstrykket på det første stempelareal 31'' er tilstrækkeligt højt, forskydes stemplet nedad til anlæg mod 5 det opadvendende bryst ved overgangen mellem ventilgliderens nedre og øvre afsnit 44, 45. Samtidig blottes arealet 48 for brændselstrykket, hvilket har den dobbelte virkning, at brændselstrykket herpå dels øger den nedadrettede kraft på stemplet, dels påvirker 10 ventilglideren med en supplerende lukkekraft.

I fig. 5 ses et en grov skitse af et diagram over trykforløbene med videre i en kendt brændselsventil af konventionel type og i et eksempel på en brændsel s vent il ifølge opfindelsen. Eksemplet svarer til ventilud-15 formningen vist i fig. 3 og 4 og skal kun anskueliggøre ventilens virkemåde, idet det er klart, at de virksomme arealer kan tilpasses efter den aktuelle anvendelse, eksempelvis så størrelsen af den supplerende lukkekraft bliver større eller mindre end vist.

2 0 Brændselstrykket i passagen 4 er vist ved kurverne a, a' som funktion af krumtappens vinkelstilling. Der er indtegnet vandrette linier b, b' gennem åbningstrykkene, hvortil skal bemærkes, at linien b er trinformet med et øvre liniestykke, der ikke repræsenterer et 25 aktivt åbningstryk, men afspejler at stempelforskydningen mindsker ventilens effektive åbningsareal. Der er ligeledes indtegnet vandrette linier c, c' gennem lukketrykkene. Kurverne d, d' viser ventilgliderens forskydning i forhold til ventilsædet på gliderstyret 30 10, og kurven h viser stemplets forskydning i forhold til ventilsædet. Kurverne gældende for den konventionelle ventil er markeret med punkteret linie (a', b', c' og d'), mens kurverne for ventilen ifølge opfindelsen er markeret i fuldstreg (a, b, c, d og h).

14 DK 174029 B1

Ved den konventionelle ventil er åbningstrykket b' og lukketrykket c' bestemt af ligevægten mellem kraften fra trykfjederen og kraften frembragt af brændselstrykket a' på undersiden af ventilglideren. I ventilens 5 åbne stilling påvirker brændselstrykket a' også arealet på undersiden af nålen 12, hvilket er grunden til, at lukketrykket c' er lavere end åbningstrykket b'.

Ved ventilen ifølge opfindelsen sker ventilåbningen ved samme brændselstryk som i den konventionelle ventil.

10 Stemplet 26'' følger med i ventilgliderens åbningsbevægelse bort fra ventilsædet, og kurverne d og h er derfor sammenfaldende, mens brændselstrykket stiger op til omslagstrykket markeret ved punktet e. I løbet af ventilgliderens forskydning til den fuldt åbne stilling, 15 trykkes fjederen 13 sammen, og fjederkraften på glideren vokser. Ventilglideren opnår sin fuldt åbne stilling, når brændselstrykket er steget til det ligevægtstryk, der netop udbalancerer fjederkraften på glideren i den fuldt åbne gliderstilling, hvor gliderens øvre endeflade 2 0 ligger an mod det nedadvendende stop 21'' på trykstykket 40. Når brændsels trykket efterfølgende overstiger omslagstrykket e, forskydes stemplet bort fra sin udgangsstilling, hvorved ventilglideren udover lukke-kraften fra fjederen eller fjedrene også udsættes for 25 brændsels trykket a på det i lukkeretningen virkende andet areal. Den af stempelforskydningen frembragte ændring af lukketrykket er illustreret ved afstanden f.

Som følge af det højere lukketryk lukker ventilen ifølge opfindelsen tidligere og ved højere brændselstryk end 30 den kendte ventil. Når brændselstrykket er faldet til punktet j, overvinder den sekundære trykfjeder kraften fra brændselstrykket på det første stempelareal og tillægsarealet, og stemplet forskydes tilbage til sin udgangsstilling.

35

Claims (11)

1. Brændselsventil (1) til en forbrændingsmotor, navnlig en stor totakts dieselmotor, med et ventilhus (2) til montering i et cylinderdæksel, og med en gennem- 5 gående brændselspassage (4), der fører ned til en forstøver (7), samt med en i et gliderstyr (10) længdeforskydelig ventilglider (11, 11"), der er påvirket i retning af sit ventilsæde af en primær trykfjeder (13) og i modsat retning af brændslets tryk i brændsels-10 passagen, og hvor et i ventilhuset aksialt forskydeligt stempel (26, 26'') har et første stempelareal (31, 31''), der er påvirket af brændselstrykket (a) i brændselspassagen og ved et brændselstryk større end ventilens åbningstryk fremkalder en forskydning af stemplet 15 med medfølgende øgning af brændselsventilens lukketryk, kendetegnet ved, at et opadvendende andet areal (33) er afspærret fra brændselstrykket, indtil stemplet forskydes ved brændselstrykket (e) større end åbningstrykket, at det andet areal (33, 48) efter 20 forskydningen er blotlagt for brændselstrykket og påvirker ventilglideren (11, 11'') med en supplerende lukkekraft, og at en sekundær trykfjeder (14, 14'') påvirker stemplet med en kraft i retning af udgangsstillingen, hvor stemplet (26, 26'') afspærrer brænd-25 selstrykket fra nævnte andet areal.

2. Brændselsventil ifølge krav 1, kendetegne t ved, at trykket i brændselskanalen (4) vedvarende påvirker det første stempelareal (31, 31'') i en retning rettet modsat fjederkraften fra den sekundære trykfjeder 30 (14, 14''), at forskydningen af stemplet bort fra udgangsstillingen blotlægger et tillægsareal (32) til det første stempelareal, og at brændselstrykket på tillægsarealet hindrer tilbageføring af stemplet til udgangsstillingen, indtil brændselstrykket (a) er faldet 35 væsentligt under ventilens lukketryk (g). DK 174029 B1

3. Brændselsventil ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det opadvendende andet areal (33) er udformet på ventilglideren (11), at stemplet (26) er monteret forskydeligt uden på ventilglideren og 5 inden i gliderstyret, og at stemplets nedre ringformede endeflade (29) i udgangsstillingen afspærrer nævnte andet areal.

4. Brændselsventil ifølge krav 3,kendeteg-n e t ved, at det radialt yderste ringformede område 10 af den nedre endeflade (29) udgør det første stempelare- i al (31), og at det radialt inderste ringformede område udgør tillægsarealet (32), der bliver blotlagt ved stemplets forskydning bort fra det andet areal.

5. Brændselsventil ifølge et af kravene 1 - 4, 15 kendetegnet ved, at et glidertrykstykke (19) er beliggende oven over og i forlængelse af ventilglideren (11) og overfører trykkraften fra den primære trykfjeder (13) til ventilglideren, at den sekundære trykfjeders (14) øvre fjederstyr (24) ligger aksialt 20 uforskydeligt monteret inden i ventilhuset og har en central gennemgående boring, hvori ventilgliderens øvre ende rager op og ligger an mod den nedre ende af gliderstykstykket, og at stemplet (26) har en radialt fremstående krave (25), som udgør det nedre fjederstyr 25 for den sekundære trykfjeder.

6. Brændselsventil ifølge krav 5, kendetegne t ved, at brændselspassagen (4) forløber centralt ; ned gennem glidertrykstykket (19) og ned i ventilgli deren (11) , hvori skråboringer (20) fører fra den 30 centrale passage til ydersiden af ventilglideren i området mellem nævnte andet areal (33) og ventilsædet.

7. Brændselsventil ifølge krav 1 eller 2, k e n - detegnet ved, at det opadvendende andet areal er udformet på stemplet (26''), der er monteret for-35 skydeligt inden i ventilglideren (11''), og at den ti DK 174029 B1 sekundære trykfjeder (14,f) påvirker stemplet med en opadrettet kraft og er beliggende mellem stemplet og bunden af ventilgliderens centrale brændselspassage.

8. Brændselsventil ifølge krav 7, kendeteg-5 n e t ved, at nævnte andet areal og nævnte tillægsareal er et og samme areal beliggende på stemplets øvre ende som et opstående ringformet areal (48) , der i udgangsstillingen ligger tryktætnende an mod en nedadvendende flade på en i ventilhuset stationær komponent (40). 10

9, Brændselsventil ifølge krav 7 eller 8, ken detegnet ved, at et opadvendende ringformet areal beliggende radialt inden for nævnte andet areal udgør det første stempelareal (31''), og at et hulrum (47) over det første areal står vedvarende i forbindelse med 15 brændselspassagen (4).

10. Brændselsventil ifølge et af kravene 1-9, kendetegnet ved, at det første stempelareal (31, 31''), det andet areal (33) og tillægsarealet (32) er udformet således, at forskydningen af stemplet (26, 20 26'') bort fra udgangsstillingen sker, når brændselstrykket er mindst 10%, fortrinsvis mindst 50%, større end det ligevægtstryk, der netop udbalancerer de på ventilglideren indvirkende fjederkræfter, når denne står i sin fuldt åbne stilling, at lukketrykket (g) bliver 25 mindst 30% større som følge af forskydningen, og at tilbageføringen af stemplet til udgangsstillingen sker ved et brændselstryk (h) , der er højst 70% af ventilens lukket ryk.

11. Ventilglider (11, 11'') til en brændselsventil 30 (1) til en forbrændingsmotor, hvor brændselsventilen har et ventilhus (2) til montering i et cylinderdæksel og en gennemgående brændselspassage (4) , der fører ned til en forstøver (7) , samt et gliderstyr (10) , hvori ventilglideren er længdeforskydeligt monterbar og i 35 monteret stilling er påvirket i retning af sit ventilsæ- DK 174029 B1 de af en primær trykfjeder (13) og i modsat retning af brændslets tryk i brændselspassagen, og hvor et i ventilhuset aksialt forskydeligt stempel (26, 26'') har et første stempelareal (31, 31''), der er påvirket af 5 brændselstrykket (a) i brændselspassagen og ved et brændselstryk større end ventilens åbningstryk fremkalder en forskydning af stemplet med medfølgende øgning af brændselsventilens lukketryk, kendetegnet ved, at ventilglideren (11, 11') er udformet med et 10 diameterspring, der danner en opadvendende anlægsflade for det aksialt forskydelige stempel (26, 26'') .