FI106739B - Iskumäntäpolttomoottorikoneen polttoaineen ruiskutusventtiili - Google Patents

Description

106739

Iskumäntäpolttomoottorikoneen polttoaineen ruiskutusventtiili

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista polttoaineen ruiskutussuutinta iskumäntäpolttomoottoria varten.

5 Julkaisussa DE-A-15 26 717 kuvataan ruiskutussuutin polttomoottori- koneita varten. Suutin sisältää neulapesäri, venttiilineulan, jossa on palotilan-puoleinen venttiilikartio, suutinrungon, jossa on suojus ja suutinaukkoja, jotka on järjestetty suojukseen, ja venttiili-istukkaholkin, joka on sovitettu suutinrunkoon. Venttiilikartion alapuolelle on jäljestetty suojus, joka on tarkoitettu venttiilineulan 10 ohjaamiseksi suojuksen sisälle. Suojuksen sisälle on järjestetty rengaskanava. Venttiilineulan pää muodostaa lattakartion neulan alle jäävän polttoaineen työntämiseksi sylinterimäisen johteen rengasraon läpi.

Tällä suuttimella on se haittapuoli, että venttiilineulan sulkemisen jälkeen venttiili-istukan palotilan puolella on polttoainemäärä, joka kaasuvirtauksen 15 vaikutuksesta tulee puhalletuksi palotilaan ja johtaa karstaantumiseen, ja että neulan iskunpituus on hyvin pieni vähentämään venttiili-istukan, neulan ja vasteen rasitusta.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on parantaa iskumäntäpoltto-moottorin polttoaineen ruiskutusventtiiliä.

20 Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan tunnusmerkeillä. Näin syntyy mahdollisuus muuttaa muodostuvan suihkun poikkileikkauksen suuruutta sulkukappaleen iskunpituudesta riippuvaisesti, jolloin iskunpituus säädetään ruiskutuspaineen tai sulkukappaleen säätölaitteen avulla.

Eräs keksinnön mukaisen ruiskutusventtiilin lisäetu on siinä, että sul- *: 25 kukappaleen iskunpituus voidaan nyt mitoittaa suuremmaksi.

Jos venttiilikartio varustetaan ulokkeella, joka ulottuu suutinkanavaan, voidaan polttoainesuihkun ulostulopoikkileikkausta muuttaa. Näin voidaan saavuttaa suurin virtausnopeus suutinkanavan ulostulossa.

Keksinnön joitakin suoritusesimerkkejä valaistaan seuraavassa seli-30 tyksessä lähemmin piirustusten avulla.

. Kuvio 1 esittää aksiaalileikkauksen keksinnön mukaisesta ruiskutus- venttiilistä, kuvio 2 esittää suurennettuna kuvion 1 ruiskutusventtiilin alapään, kuvio 3 esittää kuviosta 2 eroavan ruiskutusventtiilin alapään, 35 kuvio 4 esittää vielä yhden ruiskutusventtiilin alapään, ja kuvio 5 esittää näkymän kuvion 4 ruiskutusventtiilin alapäästä.

« 2 106739

Kuvion 1 ruiskutusventtiilissä on pesä 1, joka koostuu yläosasta 2 ja alaosasta 3, joita hattumutteri 4 pitää kiinni toisissaan. Pesä 1 lepää laipallaan 5 sylinterinkannella 6, joka ylhäältä reunustaa dieseltyyppisen iskumäntäpoltto-moottorikoneen esittämättä jätetyn sylinterin palotilaa 7. Pesä 1 tunkeutuu sy-5 linterinkannen 6 läpi, ja sen alaosan 3 läpimitaltaan porrastettu kohta 3' ulottuu paloillaan 7.

Pesässä 1 on polttoaineen syöttämiseksi ruiskutusventtiilille (nuoli A) kanava 10, joka ensin tulee laippaan 5 säteen suunnassa ja johtaa sitten pääosin pesän pituussuunnassa yläosan 2 läpi alaosaan 3, jossa se päättyy tilaan 10 11, joka sijaitsee pesän keskikohdan lähellä. Pesän 1 keskikohdalla on sulku- kappaleen 20 pituussuunnassa liikkuva tanko 12, ja sulkukappaleen alapäässä on lautasmainen venttiilin kartio 20' ja yläpää on kiinni jousen lautasessa 13, jonka alapuoli tukeutuu painejouseen 14. Yläosan 2 alapuoliskon ja koko alaosan 3 läpi kulkee tankoa 12 ohjaava reikä 9, jonka halkaisija on joka kohdalla 15 sama. Yläosan 2 yläpuoliskossa reiän 9 halkaisija suurenee, ja se muodostaa tangon 12 mukana pituussuunnassa liikkuvan jousen lautasen 13 ohjaimen. Laajentuneen reiän muodostaman tilan 15, joka vastaanottaa myös painejousen 14, sulkee ylhäältä ruuvi 16.

Tangon 12 halkaisija pienenee tilan 11 yläpuolella, niin että näin muo-20 dostuneen ohuemman kohdan 12' ja reiän 9 väliin syntyy rengaskanava 17, joka ulottuu alaosan 3 porrastetun kohdan 3' alapäähän asti. Kohdan 3' päätypinta muodostuu kartiomaisesta, palotilaan 7 päin laajenevasta istuinpinnasta 18 (kuvio 2). Istuinpinta 18 toimii yhdessä vastaavasti kartiomaisen tiivistyspinnan 19 kanssa, joka muodostuu lautasmaisen venttiilin kartion 20' yläpinnalle.

*: 25 Pesän kohdan 3' päälle on ruuvattu kierrekansi 8, jonka palotilassa 7 oleva alapää peittää venttiilin kartion 20'. Kannessa 8 on istuinpinnan 18 kohdalla venttiilin pituusakseliin nähden poikittain kulkevia suutinkanavia 21, jotka auttavat muodostamaan polttoainesuihkuja. Kuvion 2 vasemmassa reunassa näkyy, että kanavien 21 poikkileikkaus on ympyrän muotoinen. Kannen 8 keski-30 kohdalla sen sisäpinnalla on kohollaan oleva rajoitin 8', jota vasten sulkukappale 20 täysin avatussa asennossa on. Kuviosta 2 näkyy edelleen, että kierrekannen 8 sisäpinnalle muodostuu istuinpinnan 18 alapuolelle sylinteripinta 8", joka toimii tiivistyspinnan 19 alapuolella samoin sylinterimäisen sulkukappaleen 20 ohjaus-pintana. Suutinkanavan 21 yläreuna on siirtynyt etäisyyden X verran palotilaan 7 35 päin istuinpintaan 18 nähden, minkä johdosta ruiskutusventtiili suorittaa ilman aukeamista tapahtuvan esi-iskun.

3 106739

Kuvioiden 1 ja 2 mukainen ruiskutusventtiili toimii seuraavasti: Venttiili on normaalisti suljetussa asennossa eli sulkukappaleen 20 tiivistyspinta 19 on tiukasti istuinpintaa 18 vasten, minkä aiheuttaa painejousi 14. Kanava 10 ja ren-gaskanava 17 ovat täynnä polttoainettä, jonka paine on alle 100 baria. Polttoai-5 neen ruiskutus palotilaan 7 riippuu esittämättä jätetyn, kanavaan 10 liittyvän ruiskutuspumpun nesteen siirtopaineesta. Hetkellä, jolloin polttoaineen paineen aiheuttama, venttiilin kartioon 20' vaikuttava avausvoima ylittää painejousen 14 sulkuvoiman, sulkukappale työntyy alaspäin, niin että polttoaine pääsee virtaamaan rengaskanavasta 17 kanaviin 21. Polttoaineen virratessa kanavien 21 läpi 10 muodostuu polttoainesuihkuja, jotka palotilaan 7 tullessaan hajoavat ja sekoittuvat kokoonpuristettuun ilmaan, jolloin polttoaine syttyy ja palaa. Koska kanavien 21 yläreuna on eri kohdassa kuin istuinpinta 18, kanavien 21 läpivirtaus alkaa hieman myöhemmin kuin venttiilin kartion nostaminen istuinpinnalta 18. Kun ruiskutuspumpun siirtopaine pienenee, painejousi 14 painaa venttiilin kartion 20' 15 taas takaisin sulkuasentoon ja ruiskutus loppuu. Sulkukappaleen kulloinenkin isku riippuu ruiskutuspumpun siirtopaineesta ja samalla moottorin kuormasta. Täydellä kuormalla sulkukappale avautuu rajoittimeen 8' asti.

Kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa suutinkanavien 31 poikkileikkaus on jotakuinkin suorakulmainen ja istuinpinta 18 on siirtynyt palotilaan 7 20 päin suutinkanavien 31 yläreunaan nähden. Kuvioiden 1 ja 2 mukaisesta ruis-kutusventtiilistä poiketen ruiskutus alkaa siis heti venttiilin kartion 20' noustessa istuinpinnalta 18.

Kuvioiden 4 ja 5 suoritusesimerkissä sulkukappaleen 40 tangon kohdassa 12' on taas tiivistyspinnan 42 käsittävä lautasmainen venttiilin kartio 40', ·; 25 joka vaikuttaa pesän kohdan 3' alapään istuinpinnan 18 kanssa. Venttiilin kar tiota 40' ympäröi kierrekansi 48, joka on sulkukappaleen rajoittimen ja sylinteri-mäisen ohjauspinnan suhteen samanlainen kuin kierrekansi 8. Siitä poikkeavaa on sitä vastoin se, että korkeat suorakulmaiset kanavat 41 ovat suurempia kuin kuvion 3 kierrekannessa 8, ja että kanaviin 41 ulottuu kuhunkin luistilevy 45, joka 30 on kiinnitetty sulkukappaleeseen 40 tiivistyspinnan 42 alapuolelle. Luistilevyjen 45 kuvioissa 4 ja 5 yläpinnat 45' reunustavat siis suihkua muodostavan suutin-kanavan poikkileikkausta alaspäin. Luistilevyn 45 pituusakselin suuntaiset reunat ovat tiivistäväsi! kanavan 41 reunoja vasten. Kierrekannen 48 yläosassa on kanavien 41 kehäsuunnassa mitattua leveyttä vastaavat raot. Kuhunkin rakoon 35 ulottuu haara 43 pesän kohtaa 3' ympäröivästä renkaasta 44, jonka yläreunalla kierrekansi 48 lepää, jonka kanssa sitä voidaan kiertää. Kunkin haaran 43 kuvi- • < 4 106739 oissa 4 ja 5 alareuna 43' reunustaa siis suihkua muodostavan suutinkanavan 41 poikkileikkausta ylöspäin.

Kuvioiden 4 ja 5 ruiskutusventtiilin toimintatapa on periaatteessa sama kuin kuvioissa 1 ja 2, eli kun ruiskutuspumpun siirtopaine ylittää painejousen 5 sulkuvoiman, sulkukappale 40 työntyy palotilaan 7 päin, jolloin polttoaine pääsee virtaamaan rengaskanavasta 17 kanaviin 41. Suutinkanavien 41 suihkua muodostavan osan virtauspoikkipinta määräytyy tällöin pintojen 43' ja 45' välisen etäisyyden perusteella.

Suutinkanavien lukumäärä sovitetaan kaikissa kuvatuissa esimerkeis-10 sä ruiskutusventtiilin käyttötapaan. Jos ruiskutusventtiiliä käytetään nelitahtises-sa dieselmoottorissa, se sijaitsee yleensä palotilan keskellä ja suutinkanavat on sijoitettu tasaisesti ruiskutusventtiilin ympärille. Kaksitahti-dieselissä, jossa palo-tilan keskellä on pakoventtiili, sijoitetaan yleensä useita ruiskutusventtiilejä keskustan ympärille. Yksi tai useampia suutinkanavia ruiskutusventtiiliä kohti voi-15 daan tällöin sijoittaa siten, että niistä tulevat polttoainesuihkut jakautuvat palotilaan mahdollisimman edullisesti palamisen suhteen.

Kuvatuista suoritusesimerkeistä poiketen voidaan kannessa 8 tai 48 käyttää kierreliitoksen sijasta kiristysliitosta.

«· 1

Claims (7)

1. Iskumäntäpolttomoottorikoneen polttoaineen ruiskutusventtiili, jossa on koneen sylinterin palotilaan (7) ulottuva venttiilipesä (1), jonka palotilaan päin olevassa päässä on istukkapinta (18), ja venttiilipesän läpi ulottuva liikkuva 5 sulkukappale (20, 40), jonka palotilan puoleisessa päässä on lautasmainen, venttiilipesästä kohoava ja istukkapinnan kanssa yhdessä toimivan tiivistyspin-nan (18) käsittävä kartio (20’, 40’) ja joka aukeaa venttiilipesän läpi virtaavan polttoaineen virtaussuuntaan, jolloin polttoaine ruiskutetaan palotilaan (7) korkealla paineella, jolloin venttiilipesään (1) on sijoitettu sulkukappaleen lautasmaista 10 kartiota peittävä suojus (8, 48) ja jolloin suojuksessa (8, 48) on istukkapinnan (18) kohdalla ainakin yksi polttoainesuihkun muodostava suutinkanava (21, 41), tunnettu siitä, että venttiilikartion tiivistyspinta (19, 42) muuttuu ulkokehällään sylinterimäiseksi pinnaksi, ja että tiivistyspinnan ja sylinterimäisen pinnan välinen reuna ohjaa suutinkanavan (21,41) tuloaukon poikkipinnan kokoa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että sulkukappaleen (20, 40) lautasmainen venttiilikartio (20’, 40’) on ohjattu tiivistetysti suojuksen (8,48) sisäpintaa vasten.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että suutinkanavan (21) palotilasta (7) poispäin oleva reuna liittyy venttiilipesän 20 (1) istukkapintaan (18).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että suutinkanavan (31) palotilasta poispäin oleva reuna on siirretty palotilaan päin venttiilipesän (1) istukkapintaan (18) nähden.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen venttiili, tunnettu ” 25 siitä, että venttiilikartioon (40) on jäljestetty ainakin yksi uloke (45), joka ulottuu suutinkanavaan (41).

5 106739

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että suojus (8, 48) on sovitettu venttiilirunkoon (3, 3’) irrotettavasti ruuvattuna.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että suojuksen (8, 48) sisäpuolelle on muodostettu rajoitinpinta (8’), joka määrää sulkukappaleen (20,40) iskunpituuden. 106739