FI112527B - Ruiskutusventtiilijärjestely - Google Patents

Ruiskutusventtiilijärjestely Download PDF

Info

Publication number
FI112527B
FI112527B FI992707A FI19992707A FI112527B FI 112527 B FI112527 B FI 112527B FI 992707 A FI992707 A FI 992707A FI 19992707 A FI19992707 A FI 19992707A FI 112527 B FI112527 B FI 112527B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
valve
piston
needle
pressure
valve needle
Prior art date
Application number
FI992707A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI19992707A (fi
Inventor
Kai Lehtonen
Original Assignee
Waertsilae Finland Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waertsilae Finland Oy filed Critical Waertsilae Finland Oy
Priority to FI992707A priority Critical patent/FI112527B/fi
Priority to AT00311108T priority patent/ATE360141T1/de
Priority to EP00311108A priority patent/EP1111229B1/en
Priority to DE60034417T priority patent/DE60034417T2/de
Priority to JP2000379627A priority patent/JP2001193594A/ja
Priority to US09/737,424 priority patent/US6439193B2/en
Publication of FI19992707A publication Critical patent/FI19992707A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI112527B publication Critical patent/FI112527B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/004—Sliding valves, e.g. spool valves, i.e. whereby the closing member has a sliding movement along a seat for opening and closing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/04—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure using fluid, other than fuel, for injection-valve actuation
    • F02M47/043—Fluid pressure acting on injection-valve in the period of non-injection to keep it closed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/06—Other fuel injectors peculiar thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205—Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0003—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
    • F02M63/0005—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure using valves actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0043—Two-way valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0059—Arrangements of valve actuators
    • F02M63/0064—Two or more actuators acting on two or more valve bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0205—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine
    • F02M63/0215—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine by draining or closing fuel conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/44—Valves, e.g. injectors, with valve bodies arranged side-by-side

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

112527
RUISKUTUSVENTTIILI JÄRJESTELY
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen polttoaineen ruiskutusventtiilijärjestely.
5 Polttoaineen ruiskutuksessa käytetään yleisesti hyväksi ns. neulaventtiilejä, joilla ymmärretään alalla yleisesti käytettyjä venttiilejä, joissa venttiilikappale on pitkänomainen ja ohuehko. Varsinkin yhteispainevarastoon perustuvat polttoaineensyöttöjärjestelmät ovat yleistyneet ja polttoaineena voidaan käyttää myös esimerkiksi raskasöljyä. Tällaisissa tunnetuissa järjestelmissä 10 ruiskutuksen ohjaus tapahtuu pakko-ohjatulla venttiilineulalla tai erillisellä ennen venttiilineulaa sijoitetulla ohjausventtiilillä ja jousikuormitetulla venttiilineulalla. Jos pakko-ohjattuun venttiilineulaan perustuvassa järjestelmässä venttiilineulan tiivistyspinta vuotaa tai venttiilineula takertuu aukiasentoon tai esiohjausventtiilillä varustetussa järjestelmässä 15 esiohjausventtiilin tiivistyspinta vuotaa tai esiohjausventtiili takertuu aukiasentoon, seurauksena on polttoaineen vuotaminen sylinteriin ja siitä * **· mahdollisesti seuraavat vakavat moottorivauriot.
‘ · , . f Tekniikan tasosta tunnetaan myös polttoaineen ruiskutusventtiilejä, joissa on ' ,· kaksi venttiilineulaa järjestetty toiminnallisesti sarjaan. Tällaisia on esitetty mm.
Ύ: 20 julkaisuissa DE A 3009750, EP A 961024 ja US A 4687136.
> « * t · » ·
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada varsinkin yhteispainevarastoon v. perustuvassa polttoaineensyöttöjärjestelmässä sovellettava sellainen uusi ruiskutusventtiilijärjestely, joka on varmatoiminen, jolla ruiskutustapahtuma on >, entistä paremmin hallittavissa ja jonka avulla tunnetuissa ratkaisuissa ilmenevät 25 haittapuolet on oleellisesti eliminoitavissa.
Keksinnön tarkoitus saavutetaan patenttivaatimuksessa 1 ja muissa vaatimuksissa esitetyllä tavalla. Keksinnön mukaisesti 2 112527 ruiskutusventtiilijärjestelyyn kuuluu ensimmäinen venttiilineula ja siihen yhdistetty ensimmäinen mäntäjärjestely sekä toinen venttiilineula ja siihen yhdistetty toinen mäntäjärjestely. Venttiilineulat on järjestetty toiminnallisesti peräkkäin siten, että ensimmäinen venttiilineula on yhdistetty mainitun 5 polttoaineen yhteispainevaraston syöttöpaineeseen ja toinen venttiilineula ohjaa polttoaineen ruiskutusta moottorin sylinteriin. Lisäksi kumpaankin mäntäjärjestelyyn kuuluu venttiilineulaan kytkettävä päämäntäelin, johon on liitetty apumäntä siten, että niiden väliin jää painekammio, joka on kuristuskanavan kautta yhdistetty ohjauspaineeseen. Kahden sarjaan kytketyn 10 neulaventtiilin mukainen ratkaisu, jossa ruiskutus tapahtuu vain, kun molemmat venttiilineulat ovat samanaikaisesti auki, on yksineulaiseen rakenteeseen nähden merkittävästi turvallisempi, sillä kahden neulan vuotaminen tai auki juuttuminen samanaikaisesti on huomattavasti epätodennäköisempää.
Molemmat venttiilineulat toimivat erilaisissa toimintaympäristöissä.
1 5 Avautumisvaiheessa paine-ero ensimmäisen venttiilineulan yli on erittäin pieni, koska toinen venttiilineula on edelleen kiinni. Toisen venttiilineulan toimintaympäristö vastaa avautumisvaiheessa puolestaan perinteisen yksineulaisen yhteispainevarastosovelluksen ruiskutusventtiilin neulan ,, toimintaa.
» ; 20 Keksintöä voidaan kehittää edelleen siten, että ensimmäinen venttiilineula on , ; järjestetty avautumaan aina ensin ja ruiskutustapahtuman jälkeen ensimmäinen venttiilineula myös sulkeutuu viimeiseksi. Tällöin jälkimmäinen venttiilineula 'kontrolloi aina ruiskutustapahtumaa eikä sulkeutumisvaiheessa virtausta ensimmäisen neulan tiivistepinnan yli ole, koska toinen neula on jo sulkeutunut, j \ : 25 Näin ollen venttiilineulojen yhtäaikaiset virhetoiminnot erilaisesta toimintaympäristöstä johtuen ovat entistä epätodennäköisemmät, mistä on ’ : : seurauksena ruiskutustapahtuman tarkka hallinta yhdistettynä entistä parempaan turvallisuuteen. Apumäntä on jousikuormitettu suunnassa :· päämäntäelimestä poispäin.
« 3 112527
Eräs edullinen tapa aikaansaada ensimmäinen venttiilineula avautumaan ensin on järjestää ensimmäisen venttiilineulan päämäntäelimen halkaisija pienemmäksi kuin toisen venttiilineulan päämäntäelimen halkaisija.
Mainittu kuristuskanava voidaan edullisesti sijoittaa apumäntään. Apumäntään 5 voidaan lisäksi järjestää vaikuttamaan toinen painekammio, johon mainittu kuristuskanava avautuu.
Mainittu toinen painekammio yhdistetään ohjauspaineeseen kuristuskanavan kautta ja se on lisäksi yhdistettävissä ohjauspaineeseen erillisellä kuristuskanavalla, jonka apumäntä on järjestetty avaamaan venttiilineulan 10 sulkemiseksi. Mikäli tällöin apumännän avaaman ensimmäisen venttiilineulan mäntäjärjestelyn yhteydessä olevan kuristuskanavan halkaisija on pienempi kuin toisen venttiilineulan mäntäjärjestelyn yhteydessä olevan vastaavan kuristuskanavan halkaisija, saadaan ensimmäinen venttiilineula sulkeutumaan viimeiseksi. Koska näin venttiilineulojen avautuminen ja sulkeutuminen 15 aikaansaadaan oleellisesti eri välineillä, niihin voidaan vaikuttaa toisistaan riippumatta.
Mäntäjärjestelyjen ohjaus voidaan edullisesti aikaansaada hydrauliöljyjärjestelyllä tai vastaavalla, joka vaikuttaa kumpaankin mäntäjärjestelyyn, sekä erillisellä ohjausventtiilillä, jonka avulla 20 mäntäjärjestelyihin vaikuttavat painekammiot on kytkettävissä oleellisesti alempaan paineeseen, mieluimmin ulkoilman paineeseen. Hydrauliöljyjärjestely voi käytännössä olla esimerkiksi osa moottorin voiteluöljypiiriä. Koska : ' . voiteluöljypiirin paine on tyypillisesti noin 7 bar, tarvitaan tällöin välipumppu, jolla paine voidaan nostaa luokkaan noin 200 bar.
' 25 Ensimmäiseen mäntäjärjestelyyn vaikuttavat painekammiot ja toiseen ; ·’ mäntäjärjestelyyn vaikuttavat painekammiot on erotettu toisistaan ja yhdistetty mainittuun ohjausventtiiliin erillisillä kuristuskanavilla. Eri kuristuskanavien 4 112527 ansiosta tarvitaan keksinnön mukaisessa järjestelyssä vain yksi ohjausventtiili, joka on edullisesti solenoidiventtiili.
Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkinomaisesti viitaten oheiseen piirustukseen, jossa 5 - kuvio 1 esittää kaavallisesti erästä keksinnön mukaisen polttoaineen ruiskutusventtiilijärjestelyn sovellusmuotoa leikattuna ja alkutilanteessa suljettuna, - kuvio 2 esittää suurennettuna kuvion 1 venttiilirungon yläosaa, - kuviot 3-6 esittävät kuvion 1 venttiilijärjestelyä eri toiminta-asennoissa.
10 Piirustuksessa 1 tarkoittaa venttiilirunkoa, jonka sisällä on kaksi eri neulaventtiiliyksikköä, jotka on järjestetty toiminnallisesti peräkkäin. Venttiilineula 2a on kanavan 6 kautta yhdistetty polttoaineen syöttöpaineeseen, mieluiten polttoaineen yhteispainevarastoon, mikä on osoitettu nuolella. Venttiilineula 2a ohjaa polttoaineen syöttämistä kammiosta 15 6a ensimmäisen venttiilin tiivistyspinnan 7a kautta yhdyskanavaa 8 pitkin kammioon 8a, josta toisen venttiilin venttiilineula 2b ohjaa polttoaineen ·' ' syöttämistä tiivistyspinnan 7b kautta moottorin sylinteriin (ei näytetty t · ‘ tarkemmin).
Ensimmäiseen neulaventtiiliyksikköön kuuluu venttiilineulaan 2a yhdistetty v : 20 ohjauskappale 3a, mäntäelin 4a ja apumäntä 5a, jotka on kaikki toiminnallisesti ’ yhdistetty toisiinsa. Ohjauskappaleen 3a ja mäntäelimen 4a välissä on puristusjousi 11a, jonka voimaa vastaan kappaleet 3a ja 4a voivat liikkua. Vastaavalla tavalla mäntäelimen 4a ja apumännän 5a välissä on puristusjousi T 12a. Toisen neulaventtiiliyksikön rakenne vastaa edellä kuvattua ja siihen 25 kuuluu venttiilineula 2b, ohjauskappale 3b, mäntäelin 4b, apumäntä 5b sekä ·; jouset 11b ja 12b.
. · ; Neulaventtiilien ohjaus tapahtuu hydrauliöljypiirillä 9, joka aikaansaa neulaventtiiliyksikköihin vaikuttavan perusohjauspaineen, ja solenoidiventtiilillä 5 112527 10, jonka avulla aikaansaadaan erilaisten kammioiden ja kuristuskanavien välityksellä paine-eroja hyväksikäyttämällä neulaventtiilien avautuminen ja sulkeutuminen. Eri neulaventtiilien keskinäiseen ajoitukseen voidaan vaikuttaa mitoitustekijöillä kuten myöhemmin tarkemmin esitetään.
5 Hydrauliöljypiiri 9 vaikuttaa suoraan kammioihin 13a ja 1 3b, jotka on yhdistetty kuristuskanavien 14a ja 14b kautta kammioihin 15a ja 15b. Näin hydrauliöljyn paine pääsee vaikuttamaan myös kammioihin 16a ja 16b ja siten apumäntiin 5a ja 5b. Lisäksi hydrauliöljy vaikuttaa kuristuskanavien 21a ja 21b kautta apumäntiin 5a ja 5b. Edelleen kammio 16a on yhdistetty kuristuskanavan 17a 10 kautta mäntäelimen 4a ja apumännän 5a väliseen kammioon 18a ja vastaavasti kammio 16b on yhdistetty kuristuskanavan 17b kautta mäntäelimen 4b ja apumännän 5b väliseen kammioon 18b. Toisaalta kammiot 15a ja 15b on kuristuskanavien 19a ja 19b kautta yhteydessä solenoidiventtiiliin 10 yhdistettyyn kammioon 20.
15 Neulaventtiilien toiminta on seuraava. Kuvion 1 tilanteessa, jolloin sekä solenoidiventtiili 10 että molemmat neulaventtiilit 2a ja 2b ovat kiinni, hydrauliöljyn paine vaikuttaa kaikissa hydrauliöljyjärjestelmään kytketyissä kammioissa ja kanavissa. Kun solenoidiventtiili 10 avataan, kammio 20 kytkeytyy olennaisesti alempaan paineeseen, esimerkiksi ulkoilman paineeseen. ; 20 Tällöin paine kammiossa 20 laskee äkillisesti. Koska kuristuskanava 19a on ; halkaisijaltaan suurempi kuin kuristuskanava 14a ja vastaavasti kuristuskanava 19b on halkaisijaltaan suurempi kuin kuristuskanava 14b, paine laskee äkillisesti myös kammioissa 1 5a ja 16a sekä 1 5b ja 16b.
. Polttoaineen syöttöpaine kammiossa 6a pyrkii nostamaan venttiilineulaa 2a ja 25 toisaalta kammioon 8a jääneen polttoaineen paine pyrkii nostamaan venttiilineulaa 2b. Venttiilineulojen 2a ja 2b nousunopeus riippuu siitä, kuinka nopeasti kammiossa 18a ja 18b oleva öljy pääsee siirtymään kuristuskanavien ’’ 17a ja 17b läpi ja miten se vaikuttaa mäntäelinten 4a ja 4b liikkeisiin. Koska venttiilineulan 2a halutaan keksinnön mukaisesti avautuvan ensin, mäntäelimen 6 112527 4a halkaisija on valittu pienemmäksi kuin mäntäelimen 4b halkaisija, jolloin siinä tapauksessa, että kuristuskanavien 17a ja 17b halkaisijat vastaavat toisiaan, mäntäelin 4a siirtyy nopeammin kuviossa ylöspäin ja venttiilineula 2a avautuu ensin. Tilanne vastaa kuviossa 3 esitettyä.
5 Vastaavasti öljyn siirtyminen kammiosta 18b kuristuskanavan 17b kautta kammioon 16b aikaansaa mäntäelimen 4b liikkeen kuviossa ylöspäin ja siten neulaventtiilin 4b avautumisen. Koska tällöin kummatkin neulaventtiilit ovat auki, tapahtuu polttoaineen ruiskutus yhteispainevarastosta venttiilien tiivistyspintojen 7a ja 7b läpi moottorin sylinteriin. Tilanne vastaa kuviossa 4 10 esitettyä.
Kuviot 5 ja 6 koskevat tilannetta neulaventtiilien sulkeutuessa. Kun solenoidi 10 sulkeutuu ja kammion 20 ja sitä kautta myös muiden kammioiden yhteys alempaan paineeseen katkaistaan, paine alkaa kohota kammioissa 20, 15a ja 15b sekä 16a ja 16b. Tällöin paine kammiossa 16a on suurempi kuin 15 kammiossa 18a ja vastaavasti paine kammiossa 16b on suurempi kuin kammiossa 18b. Tämän seurauksena apumännät 5a ja 5b alkavat liikkua alaspäin ja samalla kuristuskanavat 21a ja 21b avautuvat. Koska kuristuskanava 21b on valittu halkaisijaltaan suuremmaksi kuin kuristuskanava 21a, apumäntään 5b kohdistuva paine kasvaa nopeammin ja sen seurauksena » : 20 neulaventtiili 2b sulkeutuu ensin, jolloin polttoaineen ruiskutus päättyy, vrt.
i : ; tilanne kuviossa 5. Kuristuskanavien 19a ja 19b johdosta tämä : : kuristuskanavan 21b kautta vaikuttava suurempi paine ei pääse kuitenkaan vaikuttamaan kammioon 16a ja siten apumäntään 5a. Näin ollen apumännän ; ', · 5a liike kuvioissa alaspäin ja siten neulaventtiilin 2a sulkeutuminen ovat t * ·. ’ 25 riippuvaiset pääasiassa kuristuskanavan 21a kautta tapahtuvasta paineen kasvusta. Kun paine on näin kasvanut tarpeeksi, myös neulaventtiili 2a ’,,,· sulkeutuu. Tilanne vastaa kuviossa 6 esitettyä.
Tämän jälkeen hydrauliöljyjärjestelmän 9 paine pääsee kuristuskanavien 17a ja 17b kautta vaikuttamaan myös kammioissa 18a ja 18b, jolloin kasvava paine 7 112527 yhdessä jousien 12a ja 12b kanssa siirtää apumännät 5a ja 5b takaisin kuvion 1 mukaiseen aloitustilanteeseen, jolloin kuristuskanavat 21a ja 21b jälleen sulkeutuvat.
Esitetyssä sovellusmuodossa kuristuskanavien 14a ja 14b halkaisijat ovat 5 keskenään yhtä suuret. Sama pätee toisaalta kuristuskanavien 19a ja 19b halkaisijoihin ja toisaalta kuristuskanavien 17a ja 17b halkaisijoihin. Vaihtoehtoisesti voisi esimerkiksi avautumisvaiheessa käyttää hyväksi myös kuristuskanavien 17a ja 17b eroa siten, että kuristuskanavan 17a halkaisija olisi suurempi kuin kuristuskanavan 17b halkaisija. Vastaavalla tavalla eri 10 kanavien kulloistakin halkaisijaa ja tarkkaa sijaintia on mahdollista muuttaa, kunhan dimensiot valitaan kussakin tapauksessa siten, että ensimmäinen neulaventtiili 2a avautuu ensin ja sulkeutuu viimeiseksi, mikä on järjestelmän toiminnan kannalta edullista.
Esitetty rakenne toimii siten, että venttiilineulat pääsevät avautumaan, jos 1 5 paine hydrauliöljyjärjestelmästä katoaa. Tästä syystä polttoaineen syöttämiseen käytettävä yhteispainevarasto on syytä varustaa sellaisella turvalaitteella, jonka avulla yhteispainevarasto on nopeasti saatettavissa paineettomaksi, jos hydrauliöljyn paine laskee liian alhaiseksi. Eräs tällainen turvalaite on esitetty patenttihakemuksessa Fl 981306.
» > · ' 20 Hydrauliöljypiiri voi edullisesti olla esimerkiksi osa moottorin voiteluöljypiiriä, kunhan voiteluöljyn paine nostetaan esimerkiksi välipumpulla ohjauksen < « · edellyttämälle tasolle eli noin 200 bar. Keksinnön mukainen ratkaisu sopii :v, edullisesti käytettäväksi myös siinä tapauksessa, että ruiskutettavana . polttoaineena käytetään raskasöljyä. Neulaventtiiliyksiköt käsittävät esitetyssä 25 sovellusmuodossa useampia erillisiä kappaleita, jotka on toiminnallisesti , yhdistetty toisiinsa. Rakenne on valmistusteknisesti ja asennuksen kannalta ' edullinen. Kuitenkin myös muunlaiset rakennevaihtoehdot ovat mahdolliset.
Esimerkiksi venttiilineulat 2a ja 2b olisi haluttaessa mahdollista yhdistää ohjauskappaleisiin 3a ja 3b.
s 112527
Keksintö ei ole rajoitettu esitettyyn sovellusmuotoon, vaan useita muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
• I

Claims (11)

1. Polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmään kuuluvaan yhteispainevarastoon kytkettävä ruiskutusventtiilijärjestely, johon kuuluu venttiilin runko (1) ja sen sisällä ainakin yksi venttiilineula, johon on 5 toiminnallisesti yhdistetty paineohjattu mäntäjärjestely venttiilineulan siirtämiseksi aukiasennon ja kiinniasennon välillä, johon ruiskutusventtiilijärjestelyyn kuuluu ensimmäinen venttiilineula (2a) ja siihen yhdistetty ensimmäinen mäntäjärjestely (4a,5a) sekä toinen venttiilineula (2b) ja siihen yhdistetty toinen mäntäjärjestely (4b,5b), ja jossa venttiilineulat 10 (2a,2b) on järjestetty toiminnallisesti peräkkäin siten, että ensimmäinen venttiilineula (2a) on yhdistetty mainitun polttoaineen yhteispainevaraston syöttöpaineeseen ja jossa toinen venttiilineula (2b) ohjaa polttoaineen ruiskutusta moottorin sylinteriin, tunnettu siitä, että kumpaankin mäntäjärjestelyyn (4a,5a;4b,5b) kuuluu venttiilineulaan kytkettävä 15 päämäntäelin (4a,4b), johon on liitetty apumäntä (5a,5b) siten, että niiden väliin jää painekammio (18a,18b), joka on kuristuskanavan (17a,17b) kautta yhdistetty ohjauspaineeseen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ruiskutusventtiilijärjestely, tunnettu siitä, että ensimmäinen venttiilineula (2a) on järjestetty avautumaan aina ensin ja 20 ruiskutustapahtuman jälkeen ensimmäinen venttiilineula (2a) sulkeutuu : viimeiseksi.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ruiskutusventtiilijärjestely, tunnettu siitä, . , että apumäntä (5a,5b) on jousikuormitettu (12a, 12b) suunnassa ' päämäntäelimestä (4a,4b) poispäin.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ruiskutusventtiilijärjestely, tunnettu siitä, että ensimmäisen venttiilineulan päämäntäelimen (4a) halkaisija on pienempi kuin toisen venttiilineulan päämäntäelimen (4b) halkaisija. 10 1 12527
5. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen ruiskutusventtiilijärjestely, tunnettu siitä, että mainittu kuristuskanava (17a, 17b) on sijoitettu apumäntään (5a,5b) ja apumäntään (5a,5b) vaikuttaa toinen painekammio (16a,16b), johon mainittu kuristuskanava (17a, 17b) avautuu.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen ruiskutusventtiilijärjestely, tunnettu siitä, että mainittu toinen painekammio (16a, 16b) on yhdistetty ohjauspaineeseen kuristuskanavan (14a, 14b) kautta ja se on lisäksi yhdistettävissä ohjauspaineeseen erillisellä kuristuskanavalla (21 a,21b), jonka apumäntä (5a,5b) on järjestetty avaamaan venttiilineulan (2a,2b) sulkemiseksi.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen ruiskutusventtiilijärjestely, tunnettu siitä, että apumännän avaaman ensimmäisen venttiilineulan mäntäjärjestelyn (4a,5a) yhteydessä olevan kuristuskanavan (21a) halkaisija on pienempi kuin toisen venttiilineulan mäntäjärjestelyn (4b,5b) yhteydessä olevan vastaavan kuristuskanavan (21b) halkaisija.
8. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen ruiskutusventtiilijärjestely, tunnettu siitä, että mäntäjärjestelyjen (4a,5a;4b,5b) ohjaus on aikaansaatu hydrauliöljyjärjestelyllä (9) tai vastaavalla, joka vaikuttaa kumpaankin mäntäjärjestelyyn (4a,5a;4b,5b), sekä erillisellä ohjausventtiilillä (10), jonka avulla mäntäjärjestelyihin (4a,5a;4b,5b) vaikuttavat painekammiot on 20 kytkettävissä oleellisesti alempaan paineeseen, mieluimmin ulkoilman paineeseen.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen ruiskutusventtiilijärjestely, tunnettu siitä, että ensimmäiseen mäntäjärjestelyyn (4a,5a) vaikuttavat painekammiot ja toiseen mäntäjärjestelyyn (4b,5b) vaikuttavat painekammiot on erotettu 25 toisistaan ja yhdistetty mainittuun ohjausventtiiliin (10) erillisillä kuristuskanavilla (19a,19b).
9 112527
10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen ruiskutusventtiilijärjestely, tunnettu siitä, että mainittu ohjausventtiili (10) on solenoidiventtiili.
11 1 12527
FI992707A 1999-12-16 1999-12-16 Ruiskutusventtiilijärjestely FI112527B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI992707A FI112527B (fi) 1999-12-16 1999-12-16 Ruiskutusventtiilijärjestely
AT00311108T ATE360141T1 (de) 1999-12-16 2000-12-12 Kraftstoffeinspritzventil für hubkolbenbrennkraftmaschine
EP00311108A EP1111229B1 (en) 1999-12-16 2000-12-12 Fuel injection valve for reciprocating internal combustion engine
DE60034417T DE60034417T2 (de) 1999-12-16 2000-12-12 Kraftstoffeinspritzventil für Hubkolbenbrennkraftmaschine
JP2000379627A JP2001193594A (ja) 1999-12-16 2000-12-14 往復内燃機関用燃料噴射弁
US09/737,424 US6439193B2 (en) 1999-12-16 2000-12-15 Fuel injection valve for reciprocating internal combustion engine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI992707A FI112527B (fi) 1999-12-16 1999-12-16 Ruiskutusventtiilijärjestely
FI992707 1999-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI19992707A FI19992707A (fi) 2001-06-17
FI112527B true FI112527B (fi) 2003-12-15

Family

ID=8555759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI992707A FI112527B (fi) 1999-12-16 1999-12-16 Ruiskutusventtiilijärjestely

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6439193B2 (fi)
EP (1) EP1111229B1 (fi)
JP (1) JP2001193594A (fi)
AT (1) ATE360141T1 (fi)
DE (1) DE60034417T2 (fi)
FI (1) FI112527B (fi)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6761325B2 (en) 1998-09-16 2004-07-13 Westport Research Inc. Dual fuel injection valve and method of operating a dual fuel injection valve
DE10063698A1 (de) * 2000-12-20 2002-07-04 Siemens Ag Hochdruckeinspritzsystem mit Ausführung einer Steuerdrossel als Kaskadendrossel
US6647966B2 (en) * 2001-09-21 2003-11-18 Caterpillar Inc Common rail fuel injection system and fuel injector for same
EP1541860B1 (en) * 2003-12-12 2007-07-04 Delphi Technologies, Inc. Fuel injector with control valve to control the pressure in the needle control chamber
DE102004030446A1 (de) * 2004-06-24 2006-01-12 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung
US7556017B2 (en) * 2006-03-31 2009-07-07 Caterpillar Inc. Twin needle valve dual mode injector
WO2007131227A2 (en) * 2006-05-05 2007-11-15 Advanced Cerametrics, Inc. Self-powered portable electronic device
SE530779C2 (sv) * 2007-01-08 2008-09-09 Scania Cv Ab Bränslepump och en metod för att styra en bränslepump
US7451742B2 (en) * 2007-10-29 2008-11-18 Caterpillar Inc. Engine having common rail intensifier and method
IT1395347B1 (it) * 2009-05-28 2012-09-14 Poliauto Di Parietti Pietro & C Snc Dispositivo multifunzione per l'alimentazione di motori con un combustibile gassoso, in particolare per motori di veicoli
US8500045B2 (en) * 2009-07-20 2013-08-06 Caterpillar Inc. Parallel circuit fuel filtration for fuel injectors
FI124121B (fi) * 2010-12-01 2014-03-31 Wärtsilä Finland Oy Polttomoottorin ohjausmenetelmä ja polttomoottori
FI123326B (fi) * 2011-06-23 2013-02-28 Waertsilae Finland Oy Polttomoottorin polttoaineen suihkutusjärjestelmä ja menetelmä polttoaineen suihkutusjärjestelmän käyttämiseksi mäntäpolttomoottorissa
DE102013000048B3 (de) * 2013-01-07 2014-06-12 L'orange Gmbh Doppelnadelinjektor
WO2014144581A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Mcalister Technologies, Llc Internal combustion engine and associated systems and methods
US9206778B2 (en) * 2013-04-19 2015-12-08 Caterpillar Inc. Dual fuel injector with F, A and Z orifice control
CA2820013C (en) * 2013-06-28 2014-12-02 Westport Power Inc. Module for controlling fuel pressure in an internal combustion engine
CN105275693B (zh) * 2014-06-08 2019-11-08 董仲国 双针阀喷油器总成
US20140346254A1 (en) * 2014-08-07 2014-11-27 Caterpillar Inc. Fuel injector for gaseous injection
CN105673257B (zh) * 2016-02-29 2017-11-17 哈尔滨工程大学 增压与非增压组合式双压电燃气喷射装置
CN105781798B (zh) * 2016-02-29 2018-01-19 哈尔滨工程大学 组合式双压电燃气喷射装置
CN105626317B (zh) * 2016-02-29 2017-12-01 哈尔滨工程大学 组合式双电磁燃气喷射装置
CN105697196B (zh) * 2016-02-29 2017-12-19 哈尔滨工程大学 组合式增压与非增压双电磁燃气喷射装置
CN105626316B (zh) * 2016-02-29 2018-01-19 哈尔滨工程大学 组合式增压双电磁燃气喷射装置
CN105715412B (zh) * 2016-02-29 2017-12-01 哈尔滨工程大学 组合式增压双压电燃气喷射装置
CN105781797B (zh) * 2016-02-29 2018-01-19 哈尔滨工程大学 电磁与压电组合式燃气喷射装置
CN105781796B (zh) * 2016-02-29 2018-01-19 哈尔滨工程大学 电磁与增压压电组合式燃气喷射装置
CN105736186B (zh) * 2016-02-29 2018-03-13 哈尔滨工程大学 增压电磁与增压压电组合式燃气喷射装置
CN105840371B (zh) * 2016-04-21 2018-05-18 哈尔滨工程大学 组合式压电喷油-电磁喷气混合燃料喷射装置
CN105781836B (zh) * 2016-04-21 2018-04-17 哈尔滨工程大学 组合式增压燃油‑非增压燃气双电磁混合燃料喷射装置
CN105756825B (zh) * 2016-04-21 2018-01-19 哈尔滨工程大学 组合式电磁喷油‑增压压电喷气混合燃料喷射装置
CN106499555B (zh) * 2016-09-19 2018-08-31 哈尔滨工程大学 集成式电磁与双压电混合燃料喷射装置
US11035332B2 (en) 2017-12-19 2021-06-15 Caterpillar Inc. Fuel injector having dual solenoid control valves

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3009750C2 (de) * 1980-03-14 1987-01-02 M.A.N.- B & W Diesel GmbH, 8900 Augsburg Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
JPS61187567A (ja) 1985-02-15 1986-08-21 Kawasaki Heavy Ind Ltd ガス噴射弁
DE4340305C2 (de) * 1993-11-26 1998-02-19 Daimler Benz Ag Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine
US5732679A (en) * 1995-04-27 1998-03-31 Isuzu Motors Limited Accumulator-type fuel injection system
DE19706467C1 (de) * 1997-02-19 1998-03-26 Daimler Benz Ag Speichereinspritzsystem für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
US5899389A (en) * 1997-06-02 1999-05-04 Cummins Engine Company, Inc. Two stage fuel injector nozzle assembly
DE19749001A1 (de) * 1997-11-06 1999-05-27 Daimler Chrysler Ag Speichereinspritzsystem für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
EP0961024B1 (de) 1998-05-29 2010-01-13 Wärtsilä Schweiz AG Brennstoffeinspritzdüse
FI107830B (fi) 1998-06-08 2001-10-15 Waertsilae Tech Oy Ab Ohjaus- ja varoventtiilijärjestely polttoaineensyöttöjärjestelmässä
US6073862A (en) * 1998-09-16 2000-06-13 Westport Research Inc. Gaseous and liquid fuel injector

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001193594A (ja) 2001-07-17
EP1111229A2 (en) 2001-06-27
US20010003976A1 (en) 2001-06-21
EP1111229B1 (en) 2007-04-18
DE60034417T2 (de) 2008-01-03
FI19992707A (fi) 2001-06-17
US6439193B2 (en) 2002-08-27
DE60034417D1 (de) 2007-05-31
EP1111229A3 (en) 2003-05-28
ATE360141T1 (de) 2007-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI112527B (fi) Ruiskutusventtiilijärjestely
US7066400B2 (en) Fuel injection system for internal combustion engines with needle stroke damping
US7588012B2 (en) Fuel system having variable injection pressure
EP0825341B1 (en) Injection valve arrangement
JP4108783B2 (ja) 流体噴射器の直接作動式速度制御ノズルバルブ
US20090145404A1 (en) Injector of a fuel injection system of an internal combustion engine
KR20010043493A (ko) 연료 분사 시스템
US6889659B2 (en) Fuel injector with pressure booster and servo valve with optimized control quantity
KR20040002960A (ko) 압력 증강 장치를 갖는 연료 분사 장치 및 압력 증강 장치
RU2000107804A (ru) Электронная инжекторная топливная система, приводимая в действие с помощью гидравлики
WO2006033469A1 (ja) 燃料噴射装置
US6758417B2 (en) Injector for a common rail fuel injection system, with shaping of the injection course
US6810856B2 (en) Fuel injection system
US6938610B2 (en) Fuel injection device with a pressure booster
US7347385B2 (en) Fuel injection device with a 3-way control valve for configuring the injection process
EP0789143B1 (en) Fuel injector for internal combustion engines
US20070277783A1 (en) Multi-source fuel system for variable pressure injection
US6874476B2 (en) 3/2-way valve
US6848630B2 (en) Stroke and pressure-controlled injector with double slide
JPH1054325A (ja) 内燃機関のための燃料噴射弁
JP3829604B2 (ja) 燃料噴射装置
US6526943B2 (en) Control valve for hydraulically oil activated fuel injector
US20060054138A1 (en) Fuel injection system with integrated pressure booster
JP2004532955A (ja) 可変な制御室圧力負荷を伴う燃料インジェクタ
KR20070108056A (ko) 내연기관용 분사기

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed