FI104013B - Suihkutuslaitteisto - Google Patents

Description

! 104013

Suihkutuslaitteisto

Keksinnön kohteena on suihkutuslaitteisto polttomoottorei-ta, erityisesti dieselmoottoreita varten, varustettuna suih-kutusventtiileillä polttoainetta tahi sytytysöljyä ja korkea-5 paineiseksi puristettua polttokaasua varten.

Sekä kaksitahtisten että nelitahtisten moottorien kohdalla tunnetaan rakenteita, joissa suihkutetaan lähellä syttymis-yläkuolokohtaa suuttimien avulla korkeapaineiseksi puristettua polttokaasua, jonka toisesta suuttimesta tahi toisesta 10 suuttimen osasta tuleva sytytysöljysuihke sytyttää.

Keksinnön tavoitteena on aikaansaada moottoreita varten oleva suihkutuslaitteisto, jonka avulla on saavutettavissa erityisen suotuisa suihkutuskäyttäytyminen, ja jolloin suih-kutusventtiilit on saatettavissa pieneen tilaan.

15 Tämä tavoite saavutetaan keksinnön mukaisesti patenttivaa timuksen 1 tunnusmerkkien mukaan. Alivaatimukset sisältävät muita edullisia tunnusmerkkejä.

Keksinnön avulla pääasiallisesti saavutettavat edut ovat siinä, että kummatkin suihkutussuuttimet on koottu yhteen 20 pitimeen ja siten saavutetaan pienen tilantarpeen puitteissa tehokas suihkutusjärjestelmä polttokaasua ja polttoainetta tahi sytytysöljyä varten. Tämä saavutetaan olennaisesti siten, että suurten teräsjousien tilalla käytetään suutin-neuloihin kohdistuvaa hydraulista kuormitusta.

25 Se ongelma, kuinka laitteisto saadaan käyttövarmasti ava- t tuksi sen lyhyen ajan puitteissa, joka tarvitaan, jotta oikea kaasumäärä säätäisin virtaamaan ulos, saadaan ratkaistuksi siten, että kierteillä varustetun, ohjausreunoihin kiinnitetyn suihkutuspumpun avulla ja kaksoismäntäjärjestelmää käyt-30 täen lasketaan sitä hydraulista painetta, joka vaikuttaa kaasukäyttöä varten olevaan suihkutusventtiiliin. Tarpeelli- T t sesta ohjausajasta riippuen nostetaan suurempaa näistä kum- « mastakin kaksoismännästä enemmän tai vähemmän voimakkaasti, Λ vastaten tässä ajassa pumpattua ohjausmäärää, jonka jälkeen 35 se putoaa sitten takaisin ohjauspumpun pumppauksen päättyessä ja sulkee kaasusuuttimen ohjausneulaventtiilin.

Jotta kummankin neulan hydrauliselle kuormitukselle saataisiin mahdollisimman yksinkertainen järjestelmä, saadaan 2 104013 neulojen halkaisijan ja ohjausmäntien halkaisijan sopivalla valinnalla yksi ja sama hydraulinen sulkemispaine.

Lisäksi on ilmennyt edulliseksi se, että sytytettävä polttoaine suihkutetaan aina siihen suuntaan, johon sytytyspolt-5 toaineen vaikutuksesta syntyy sytytyspolttopiste. Tämä johtaa polttoaineen ja ilman hyvään sekoittumiseen. Näin kuvattua toivomusta tuskin saadaan normaalisti järjestetyksi kahdella erilaisella suihkutussuuttimella ja tähänkin asti vain hyvin vaikeasti kaksoissuuttimilla tai moninkertaissuuttimilla.

10 Siksi ehdotetaankin keksinnön mukaisesti, että kaasusuuttimi- en ja etusuihkusuuttimien suihkukerrokset, jotka puolestaan myös puhtaassa dieselkäytössä voivat olla pääsuutin, ohjataan siten, että suihkut osuvat yhteen kolmiulotteisesti yhteisellä tasolla ja sillä olevalle ympyräviivalle tahi etäisyysvii-15 valle.

Kummatkin suihkutussuuttimet on sijoitettu vierekkäin samaan suuttimenpitimeen, sen ollessa koottu yhteen kaksoismän-tälaitteiston sekä vastaavin painerei'in ja kanavin varustetun segmentin kanssa kierreholkin avulla, joka on liitetty 20 liitoselementtiin, johon on sijoitettu syöttökanavat.

Keksinnön suoritusmuotoesimerkki esitetään piirustuksessa ja sitä selitetään seuraavassa lähemmin. Piirustuksessa kuvio 1 esittää pitkittäisleikkauksena pidintä, jossa on molemmat suihkutusventtiilit, 25 kuvio 2 esittää poikkileikkausta pitkin kuvion 1 viivaa : II - II, kuvio 3 esittää poikkileikkausta pitkin kuvion 2 viivaa III - III, kuvio 4 esittää päältä nähtynä polttokaasujen ja polttoai-30 neiden tahi sytytysöljyjen suihkukuvaa, ja kuvio 5 esittää sivulta nähtynä suihkukuvaa, jossa suihkut ·, osuvat yhteen tietyssä tasossa.

• —

Suihkutuslaitteisto käsittää olennaisesti pitimeen 1 yh-teenkoottuna kaksi suihkutusventtiiliä 2 ja 3, joihin kuuluu 35 suutinneulat 4 ja 5, ja jotka avaavat tahi sulkevat suutin-elementissä 35 ja 34 olevat suihkutusreiät 36, 37.

Toinen suihkutusventtiili 2 on polttoaineen tahi syty-tysöljyn sylinteriin syöttämistä varten ja toinen suihkutusventtiili 3 polttokaasun sylinteriin syöttämistä varten.

3 104013

Segmentti 8 liittää pitimen 1 kierreholkin 9 avulla lii-toselementtiin 10. Liitoselementissä on kanavat 11 ja 12 sulkemispaineen S ja ohjauspaineen Z syöttämiseksi segmenttiin 8, jossa kanavat kulkevat edelleen.

5 Suihkutusventtiilissä 3 on kaksoismäntälaitteisto D, joka on sovitettu koaksiaalisesti suutinneulan 5 suhteen, ja johon toisaalta on saatavissa sulkemispaine S kanavan 11 avulla ja toisaalta ohjauspaine Z kanavan 12 avulla.

Laitteistoon D kuuluu halkaisijaltaan suurempi ensimmäinen ίο mäntä 30 ja halkaisijaltaan pienempi mäntä 31, joka lepää suutinneulaa 5 vasten.

Kummankin männän 30 ja 31 väliseen tilaan R tulee ohjaus-painetta Z varten oleva kanava 12, jolloin kanava 11 päätyy suuremman männän 30 päässä olevaan tilaan 13. Muut kanavat 14 15 ovat polttokaasun toimittamiseksi venttiilille 3, ja päätyvät suutinneulan 5 alapuolella olevaan rengastilaan 16.

Pitimessä 1 oleva toinen venttiili 2, joka on polttoaineen tahi sytytysöljyn syöttöä varten, käsittää suutinneulan 4, jonka pää 17 työntyy tilaan 18, joka on liitettynä kanavaan 20 19, jonka kautta suutinneula 4 on saatettavissa suljentapai- neen S alaiseksi kanavasta 11 käsin. Näiden kummankin kanavan 11 ja 19 yhdistämiseksi on liitoselementin 10 ja segmentin 8 välissä poikkikanava 20, esim. jyrsinura. Polttoaineen tahi sytytysöljyn syöttö venttiilille 2 tapahtuu rengastilassa 21 25 toisen kanavan 23 kautta.

Pitimessä 1 on esitettynä kaksi suutinneulaa 4 ja 5. Esim. suurempien moottorien kohdalla voidaan ajatella, että yhden venttiilineulan 5 sijaan niitä on useampia, jotka voivat sijaita esim. samankeskisesti suutinneulan 4 ympärillä. 30 Korkean paineen alaiseksi puristettu polttokaasu virtaa kahden kaasukanavan 14 läpi suuttimen 5 sekä suutinneulan rengastilaan 16 ja vaikuttaa siellä suutinneulan 5 olakkeeseen 5a, jolloin tarkoituksena on nostaa sitä ylöspäin. Väliseg-^ mentissä 8 vaikuttaa neulaan 5 pieni mäntä 31, jota suurempi 35 mäntä 30 painaa, kanavan 11 kautta johdetun suljentäpäineen S alaisena ja polttokaasunpainetta G vasten.

Kun ohjauspumppu P johtaa tietyn määrän ohjausöljyä kanavan 12 ja siihen liittyvän kanavan 12a kautta kaksoiemäntien väliseen tilaan R, niin tällöin liikkuu siellä vallitsevan 4 104013 paineen johdosta suurempi mäntä 30 pienemmästä männästä 31 poispäin siten, että suutinneulaan vaikuttaa enää vain suhteellisen pieni voima, joka syntyy ohjausöljynpaineesta ja pienen männän 31 otsapinnasta. Näin ollen voi syntyvä kaasun-5 paine G nostaa neulaa 5 ylöspäin edellä mainitun olakkeen 5a avulla. Kun ohjauspumppu P on päättänyt pumppauksensa, painuu suuri mäntä 30 heti jälleen alaspäin johdosta 11 tulevan sul-jentapaineen avulla ja neula 5 sulkeutuu, jolloin johdosta 14 tuleva kaasunsyöttö loppuu.

ίο Suutinneulan 4 yläpuolella oleva tila 18 on liitetty sul- kemispaineen kanavaan 11, esim. kanavaan 19 liittyvän poikit-taiskanavan 20 avulla siten, että neula 4 pysyy sylinterin kaasunpainetta vastaan tiiviisti istukassaan 32. Kun nyt pumpataan sytytysöljymäärä tai myös normaali dieselöljymäärä is kanavan 23 kautta, joka on suutinneulan 4 olakkeen 4a alapuolella, niin silloin siellä kasvava paine liikuttaa suutin-neulaa ylöspäin ja tällöin tapahtuu sytytysöljyn suihkutus tai dieselpolttoaineen suihkutus.

Kuten kuviot 4 ja 5 lähemmin esittävät, on sytytysöljy-20 suuttimissa 34 sekä kaasusuuttimissa 35 määritetyllä tavalla suunnatut suihkutusreiät 36 ja 37, jotka kulloinkin ovat laajassa määrin tasaisesti jaetut. Suihkutusrei'istä 36 ulostu-levat kaasusuihkut 38 sekä suihkutusrei'istä 37 ulostulevat polttoainesuihkut 39 osuvat siksi yhteen ympyräviivalla K 25 yhteisessä tasossa E yhdellä alueella tahi yhdessä pisteessä.

Ympyrän keskipiste M on kummankin suutinneulan 4 ja 5 välissä siten, että suihkut osuvat toisiinsa suunnilleen samalla etäisyydellä keskipisteestä M.

*

Claims (8)

1. Suihkutuslaitteisto polttomoottoreita, erityisesti dieselmoottoreita varten, varustettuna suihkutusventtiileillä (2, 3) polttoainetta tahi sytytysöljyä ja korkeapaineiseksi 5 puristettua polttokaasua varten, tunnettu siitä, että venttiilien (2, 3) kumpaankin suutinneulaan (4, 5) vaikuttaa yhteinen hydraulinen sulkemispaine (S), joka toisaalta vaikuttaa kaksoismäntälaitteiston (D) avulla polttokaasua varten olevan toisen suihkutussuuttimen (35) suutinneulaan (5) ja ίο toisaalta välittömästi polttoainetta tahi sytytysöljyä varten olevan toisen suuttimen (34) suutinneulaan (4) , ja että laitteiston (D) kumpaankin mäntään (30, 31) vaikuttaa määritetty ohjauspaine (Z), joka vaikuttaa sulkemispainetta (S) ja polt-tokaasun (G) painetta vastaan suihkutustapahtuman aikana, ja is että ohjauspaineen (Z) avulla on ohjattavissa toisen suutin-neulan (5) avautumis- ja sulkeutumistila, jolloin toiseen suutinneulaan (4) on saatettavissa paineen vaikutus kanavan (23) kautta syötetyn polttoaineen tahi sytytysöljyn avulla sen avaamiseksi sulkemispainetta vastaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suihkutuslaitteisto, tunnettu siitä, että kaksoismäntälaitteistossa (D) on halkaisijaltaan suurtempi mäntä (30), joka on yhteistoiminnassa halkaisijaltaan pienemmän männän (31) kanssa siten, että suurempi mäntä (30) on liikutettavissa sulkemispainetta (S) 25 vastaan ja lepää suutinneulaa (5) vasten, ja on polttokaasua syötettäessä siirrettävissä ohjauspainetta (Z) vastaan suu-tinneulan (5) avautumisaseman saavuttamiseksi.

3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad 30 av att den för stängningstrycket (30) avsedda, tili insprutningsventilens (3) större kolv (30) ledande kanalen ' (11) med hjälp av en tvärsgäende kanal (20) (fräsning) är , 104013 ansluten till en karial (19) sora leder till den andra insprutningsventilen (2).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että sulkemispaineen (S) suihkutusventtiilin (3) 30 suuremmalle männälle (30) johtava kanava (11) on liitetty poikkikanavan (20) (jyrsinnän) avulla kanavaan (19), joka johtaa toiselle suihkutusventtiilille (2) . 9 ·

4. Anordning enligt nägot av patentkraven 1 - 3, kannetecknad av att munstyckshällaren (1) har tvä munstycks- 5 nälar (4, 5) bredvid varandra, varvid den ena munstycksnälen (5) är konst ruerad för matning av gas ooh den andra munstycksnälen (4) för matning av bränsle eller tändolja.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laitteisto, . tunnettu siitä, että suuttimenpitimessä (1) on vierekkäin 35 kaksi suutinneulaa (4, 5), jolloin toinen suutinneula (5) on rakennettu kaasun syöttöä varten ja toinen suutinneula (4) polttoaineen tahi sytytysöljyn syöttöä varten.

5. Anordning enligt nägot av patentkraven 1 - 4, kännetecknad av att munstyckshällaren (1) häller sig ihop med io det segment (8) sora innehäller dubbelkolvsanordningen (D) samt stängnings- och styrtryckskanalerna (12 och 18) med hjälp av en gängad hylsa (9) som skjuter ut bakom munstycks-hällarens (1) fläns och som är ansluten tili ett förbindningselement (10) som innehäller matarkanalerna för is stängnings- och styrtryck (11, 12).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että suuttimenpidin (1) pysyy yhdessä kak- 104013 soismäntälaitteiston (D) sekä sulkemia- ja ohjauspainetta varten olevat kanavat (12 ja 18) sisältävän segmentin (8) kanssa kierreholkin (9) avulla, joka työntyy suuttimenpitimen (1) laipan taakse, ja joka on liitetty liitoselementtiin 5 (10) , jossa on sulkemis- ja ohjauspaineen syöttökanavat (11, 12) .

6. Anordning enligt nägot av patentkraven 1 - 5, kännetecknad av att kring munstycksnälen för förbränningsgas (5) koncentriskt är anordnade ett flertal munstycksnälar (4) för bränslet.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että polttokaasun suutinneulan (5) ympärillä on samankeskisesti useita suutinneuloja (4) polttoainetta ίο varten.

7. Anordning enligt nägot av patentkraven 1 - 6, kännetecknad av att bäda insprutningsmunstyckena (35, 34) • alltid har ett flertal jämnt fördelade insprutningshäl (36, 37. och att de frän tänd-insprutningsmunstycket (5) och insprutningsmunstycket för bränsle (35) utkommande strälarna 25 ( 3 8 , 39) har ett gemensamt träffplan (E) och en gemensam cirkulär träfflinje (K) (avständslinje) och att cirkelns mittpunkt (M) ligger mellan de tvä insprutningsmunstyckena 1 (34, 35).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kummassakin suihkutussuuttimessa (35, 34) on kulloinkin tasaisesti jaettuna useita suihkutusreikiä (36, 37) , ja että sytytyssuihkutussuuttimesta (5) ja poltto- 15 aineen suihkutussuuttimesta (35) ulostulevat suihkut (38, 39) osuvat yhteen yhteisellä tasolla (E) ja samalla ympyräviival-la (K) (etäisyysviivalla), ja että ympyrän keskipiste (M) on kummankin suihkutussuuttimen (34, 35) välissä..

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen laitteisto, 20 tunnettu siitä, että kaasun suutinneulan (5) taaemman pään ja laitteiston (D) pienemmän männän (31) välinen tila on yhdistetty vuotoreikään (33). 104013 1.Insprutningsanordning för förbränningsmotorer, sär-. skilt för dieselmotorer, försedd raed insprutningsventiler (2, 5 3) för bränsle eller tändolja och för högtrycks- förbränningsgas, kännetecknad av att pä ventilernas (2, 3) bäda munstycksnälar (4, 5) inverkar ett gemensamt hydrauliskt stängningstryck (S) som ä ena sidan med hjälp av en dubbelkolvsanordning (D) inverkar pä det ena insprutnings-io munstyckets (35), som är avsett för förbränningsgas, munstycksnäl (5) och ä andra sidan omedelbart pä det andra munstyckets (34), som är avsett för bränsle eller tändolja, munstycksnäl (4) , och att pä anordningens (D) bäda kolvar (30, 31) inverkar ett bestämt styrtryck (Z) som motverkar is stängningstrycket (S) och förbränningsgasens (G) tryck under insprutning, och att den ena munstycksnälens (5) öppnande och stängande kan styras med styrtrycket (Z) , varvid den andra munstycksnälen (4) med hjälp av bränslet eller tändoljan, som mätäs genom en kanal (23), kan utsättas för inverkan av tryck 20 för öppnande av den mot stängningstrycket. 2.Insprutningsanordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att' i dubbelkolvsanordningen (D) ingär en kolv (30) som har en större diameter och som samverkar med en kolv (31) med en mindre diameter sä att den större koiven (30) kan 25 förflyttas mot stängningstrycket (S) och vilar mot munstycksnälen (5) och kan förflyttas mot styrtrycket (Z) vid matning f av förbränningsgas för bringande av munstycksnälen (5) i sitt öppna läge.

8. Anordning enligt nägot av patentkraven 1 - 7, 30 kännetecknad av att utrymmet mellan munstycksnälens för gas (5) bakre ända och anordningens (D) mindre kolv (31) är • V . förenat med ett läckhäl (33) .