FI123581B - Polttoaineinjektori - Google Patents

Description

Polttoaineinjektori

Esillä oleva keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen suihkutussuuttimella varustettuun polttoaineinjektoriin.

Polttoaineinjektoreita käytetään yleisesti sisäpolttomoottoreissa kuten 5 dieselmoottoreissa palavan polttoaineen syöttämiseksi moottorin sylintereiden palamistiloihin.

Suihkutussuutin muodostaa suihkutuspumpun ja sylinterin palamistilan välisen linkin. Sen päätehtävä muodostuu olennaisesti suihkutuksen kulkutien ja tiivistyksen muodostamisesta palamistilan suhteen.

10 Polttoainevirran ajallinen kulku suihkutuksen aikana täytyy sovittaa pa lamisen kulun kulloisiinkin vaatimuksiin. Suihkutuksen optimaalinen kestoaika saadaan pumpun syöttömäärän ja injektioreiän poikkileikkauksen säädöllä.

Lopuksi täytyy suihkutusjärjestelmän suihkutussuutin tiivistää kuumien, korkeassa paineessa olevien palamiskaasujen suhteen.

15 Suihkutussuutin muodostuu yleensä jousikuormitteisesta neulaventtii- listä ja suuttimen rungosta. Neulaventtiili on kevyesti suuttimen rungon ohjaus-porauksessa kulkeva, kuitenkin ohjattuna korkeiden suihkutuspaineiden suhteen tiivistävästi. Se kannattaa alapäässään tiivistyskartiota, jota suuttimen jousi puristaa lepotilassa suuttimen rungon samoin kartiomaiselle tiivistyspinnalle. Mo-20 lemmilla tiivistyskartioilla on vähäisesti erilainen avautumiskulma, niin että niiden välille syntyy viivakosketus, jolla on korkea puristus ja hyvä tiivistysvaikutus. Jos tunnetusti voima, joka on polttoaineen paineen ja neulaventtiilin puristuspin-nan tulo, on suurempi kuin suuttimen jousen esijännitysvoima, niin neula nostetaan istukastaan ja suutin avataan. Suihkutuspaineen laskemisen jälkeen neu-25 la sulkeutuu jälleen suuttimen jousen perusteella.

” Korkean mekaanisen ja lämpökuormituksensa vuoksi suuttimen ra- o ^ kenneosat on yleensä valmistettu runsasseosteisesta teräksestä, nuorrutettu ja o typetetty. Lämpötilojen suuttimessa ei tule mikäli mahdollista ylittää tiettyä lämpötilaa (noin 200° - 300°) kovuusmenetysten välttämiseksi neulan istukas-30 sa.

CL

Tästä syystä on jo kehitetty jäähdytettyjä suihkutussuuttimia. Jäähdy- 00 g tetyillä polttoaineen suihkutussuuttimilla on pyrkimys raskasöljykäytössä koksaan- o ^ tumiseen suutinvaipassa ja injektiorei’issä. Nämä koksikerrostumat haittaavat ° sumuttumista, mikä johtaa epäsuotuisaan palamiseen. Lisäksi ne huonontavat 35 pakokaasuarvoja ja kuluminen suurenee, kun koksikerrostumat murtuvat ja mahdollisesti pääsevät sylinterin palamisilmaraon alueelle.

2

Niinpä jo esimerkiksi julkaisu DE 480 949 A esittää jäähdytettyä suih-kutussuutinta, jossa suuttimen runkoa ympäröi vaippaputki, jolloin suuttimen rungon ja vaippaputken väliin muodostetut kanavat ovat yhteydessä jäähdytys-vesikierron kanssa.

5 Tästä lähtien esillä oleva keksintö perustuu tehtävään löytää johdan nossa mainittua lajia olevalle polttoaineinjektorille rakenteellinen ratkaisu, jolla sylinterin palamistilan korkeiden lämpötilojen vaikutus moottorin käytön aikana suutinvaippaan on pienennettävissä olennaisesti vesijäähdytetyn suihkutussuut-timen tasolle, ilman että täytyy sovittaa kallista vesijäähdytystä.

10 Edellä oleva tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkit omaavilla toimenpiteillä. Edulliset edelleen kehitykset ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Sillä tavoin, että palamistilaa lähellä olevan suuttimen rungon osan ulkokehäpinta suhteessa suuttimen rungon pituusakseliin on kavennettu tai teh-15 ty teräväksi palamistilan suunnassa, niin että suuttimen rungon osan poikkileikkaus suutinvaipasta palamistilaa lähellä olevan suuttimen rungon osan is-tukkavasteeseen saakka kasvaa jatkuvasti, niin että suuttimen palamistilan puoleisen halkaisijan suhde polttomoottorin sylinterin halkaisijaan on 0,08 -0,11, saavutetaan se, että lämmön tunkeutumissyvyys palamistilan puoleiseen 20 suuttimen rungon osaan on pienennetty, niin että koksaantuminen raskasöljy-käytössä on vähäisempi, minkä takia puolestaan pakokaasuarvot ovat parantuneet, kuluminen ja likaantuminen ovat pienentyneet, samalla kun sylinterinkan-nen injektoriporauksessa on palamistilaa lähellä oleva suuttimen pidinosa, jonka sisäkehäpinta suhteessa suuttimen rungon pituusakseliin kavennettua tai terä-25 väksi tehtyä suuttimen rungon osaa vastaavasti samoin on kavennettu ja sovitettu koon suhteen, tiivistetään polttoaineinjektorin suihkutussuutin kuumien, pai- o neen alaisena olevien palamiskaasujen suhteen, cv ^ Koska erityisen edullisella tavalla palamistilaa lähellä olevalla suut- ° timen pidinosalla on rengasmainen, huulimainen muoto, joka suojaa suihkutus- ^ 30 suutinta suutinvaippaan saakka palamistilan puolella, suutinvaipan etupinta on li- | säksi pienennetty, niin että myös tämä toimenpide myötävaikuttaa lämpötilan oo tunkeutumissyvyyden pienentämiseksi, cv g Erittäin edullisena lisätoimenpiteenä on pidettävä sitä, että suuttimen o pidinosan ja palamistilaa lähellä olevan suuttimen rungon osan väliin on asennet- ™ 35 tu sovitettu, olennaisesti rengasmainen välike suuttimen rungon tukemiseksi ja oikean aksiaalisen kohdistuksen varmistamiseksi injektoriporauksen suhteen.

3

Esillä olevaa keksintöä selostetaan lähemmin suoritusesimerkin avulla piirustukseen liittyen.

Ainoa kuvio esittää polttoaineinjektorin suihkutussuuttimen leikkaus-näkymää, joka injektori on sijoitettu sylinterinkannen injektoriporaukseen keksin-5 nölle olennaisilla toimenpiteillä, jotka toisaalta ovat vastakkaisia johdannossa mainittua lajia olevan polttoaineinjektorin tähänastisille muodostamisille.

On huomattava, että suihkutussuutin ja sylinterinkansi on kuvattu ainoastaan kaavamaisessa muodossa, jotta mahdollistetaan esillä olevan keksinnön kavennustunnusmerkin tai kartiomaisten tunnusmerkkien selkeämpi tai 10 selvä kuvaus.

Esittämättä jätetty polttoaineinjektori käsittää suihkutussuuttimen 1 varustettuna olennaisesti putkimaisella suuttimen rungolla 2, jossa sen pituus-akselia A pitkin on ohjattuna neulaventtiili 3, jota esim. jousielimen avulla puristetaan sen istukkapinnalle 4. Polttoaine pääsee tässä esittämättä jätetyn, suuttimen 15 runkoon 2 sovitetun porauksen läpi rengaskanavan 5 kautta neulan istukkapin-taan 4 ja nostaa, niin pian kuin paine esittämättä jätetystä suihkutuspumpusta on tullut riittävän suureksi jousielimen voiman voittamiseksi, neulaventtiiliä 3, niin että polttoaine suihkuaa ulos suutinvaipan 7 injektioreikien 6 kautta.

Suuttimen runko 2 on asennettu polttomoottorin sylinterin sylinterin-20 kannessa 9 olevaan injektoriporaukseen 8.

Keksinnön mukaisten toimenpiteiden paremmaksi ymmärtämiseksi suuttimen rungon 2 ja injektoriporauksen 8 vasen puoli I on kuvattu tekniikan tähänastisen tason mukaisesti ja oikea puoli II keksinnön mukaisten toimenpiteiden mukaan.

25 Tähän saakka palamistilaa lähellä olevan suuttimen rungon osan ulko- kehäpinta ja sitä vastaava injektoriporauksen sisäkehäpinta ovat kulkeneet pi-5 tuusakselin A suuntaisesti, niin että neulaventtiilin suutinvaippa on kohonnut va-

C\J

^ päästi sylinterin palamistilaan (ks. puoli I).

° Keksinnön mukaan on nyt palamistilaa lähellä olevan suuttimen 30 rungon osan 11 ulkokehäpinta 10 muodostettu kavennetuksi tai teräväksi suh-| teessä suuttimen rungon 2 pituusakseliin A palamistilan suunnassa kauttaaltaan oo poikkileikkauksessa kulmalla a, niin että suutinvaipan 7 poikkileikkaus kasvaa

CVJ

§ palamistilaa lähellä olevan suuttimen rungon osan 11 istukkavasteeseen 12 o saakka jatkuvasti, niin että suihkutussuuttimen 1 palamistilan puoleisen poikki- 00 35 leikkauksen suhde sylinterin poikkileikkaukseen on 0,08 - 0,11, niin että suu- 4 tinvaipan 7 etupintaa verrattuna puoleen I on pienennetty noin 70 % tai edellä kuvattua halkaisijasuhdetta vähennetty noin 50 %.

Lisäksi injektoriporauksella 8 on palamistilaa lähellä oleva suuttimen pidinosa 13, jonka sisäkehäpinta 14 suhteessa pituusakseliin A vastaten ka-5 vennettua tai teräväksi tehtyä suuttimen rungon osaa 11 samoin on kavennettu ja sovitettu koon suhteen muodostamalla samoin kulma a. Palamistilan puoleisella suuttimen pidinosalla 13 on rengasmainen, huulimainen muoto 15, joka suojaa suihkutussuutinta 1 suutinvaippaan 7 saakka palamistilan puolella.

Suuttimen pidinosan 13 ja palamistilaa lähellä olevan suuttimen 10 rungon osan 11 väliin on asennettu sovitettu, olennaisesti renkaan muotoinen vä-like 16 lisätiivisteenä.

Vaikka on esitetty ja kuvattu vain yksi keksinnön mukainen suori-tusesimerkki, esillä oleva keksintö ei ole tähän rajoittunut. Pikemminkin ammattilainen voi muodostaa muutoksia, muunnelmia ja lisäkäyttöjä. Siten polttoaine-15 injektorin keksinnön mukaiset muodot ovat ilman muuta käytettävissä myös Commonrail-järjestelmissä.

CO

δ

C\J

i

CD

O

X

CC

CL

CO

C\l

O

O

o o

CM

Claims (1)

1. Patenttivaatimus 5 Polttoaineinjektori varustettuna suihkutussuuttimella (1), jossa on pituusakselin A omaava olennaisesti putkimainen suuttimen runko (2), jossa neu-laventtiili (3) on ohjattuna, jolloin suuttimen rungossa (2) palamistilan puoleisella 5 sivulla on ainakin yksi suihkutusaukko (6) suutinvaipassa (7) polttoaineen suih-kuttamiseksi polttomoottorin sylinterin palamistilaan, ja suuttimen runko on asennettu sylinterin sylinterinkannessa (9) olevaan injektoriporaukseen (8), tunnettu siitä, että palamistilaa lähellä olevan suuttimen rungon osan (11) ulko-kehäpinta (10) on kavennettu tai tehty teräväksi suuttimen rungon (2) pituus-10 akselin A suhteen palamistilan suunnassa, niin että suuttimen rungon osan (11) poikkileikkaus suutinvaipasta (7) palamistilaa lähellä olevan suuttimen rungon osan (11) istukkavasteeseen (12) saakka kasvaa jatkuvasti, niin että suuttimen palamistilan puoleisen halkaisijan suhde polttomoottorin sylinterin halkaisijaan on 0,08 - 0,11; että sylinterinkannen (2) injektoriporauksessa (8) on palamis-15 tilaa lähellä oleva suuttimen pidinosa (13), jonka sisäkehäpinta (14) suhteessa suuttimen rungon (2) pituusakseliin A kavennettua tai teräväksi tehtyä palamistilaa lähellä olevaa suuttimen rungon osaa (11) vastaavasti samoin on kavennettu ja sovitettu koon suhteen; että palamistilaa lähellä olevalla suuttimen pi-dinosalla (13) on rengasmainen, huulimainen muoto (15), joka on yhtenäistä ra-20 kennetta sylinterinkannen (9) kanssa ja joka suojaa suihkutussuutinta (1) suu-tinvaippaan (1) saakka palamistilan puolella; ja että suuttimen pidinosan (13) ja palamistilaa lähellä olevan suuttimen rungon osan (11) väliin on sovitettu lisätii-visteeksi soveltuva pituusakselin A suhteen rengasmainen välike. CO δ C\J i CD O X CC CL CO C\l O O o o CM 6 Bränsleinjektor försedd med ett insprutningsmunstycke (1) med en väsentligen rörformig munstycksstomme (2) med längdaxeln A, väri en nälven-til (3) är styrd, varvid i munstyckets stomme (2) pä den mot förbränningsut-5 rymmet vända sidan finns ätminstone en insprutningsöppning (6) i en mun-stycksmantel (7) för att spruta in bränsle i en förbränningsmotors cylinders för-bränningsutrymme, och munstyckets stomme är monterad i ett injektorborrhäl (8) i cylinderns cylinderlock (9), kännetecknad av att ytterperiferiytan (10) av en del (11) av munstycksstommen närä förbränningsutrymmet har 10 gjorts smalare eller vass i förhällande tili munstycksstommens (2) längdaxel A i förbränningsutrymmets riktning, sä att tvärsnittet av munstycksstommens del (11) växer kontinuerligt frän munstycksmanteln (7) tili ett sätesanslag (12) för munstycksstommens del (11) närä förbränningsutrymmet, sä att förhällandet för munstyckets diameter vänd mot förbränningsutrymmet tili diametern förför- 15 bränningsmotorns cylinder är 0,08-0,11; att cylinderlockets (2) injektorborrhäl (8) uppvisar en hällardel (13) för munstycket närä förbränningsutrymmet, vars innerperiferiyta (14) i förhällande tili munstycksstommens (2) längdaxel A mot-svarande den del (11) av munstycksstommen närä förbränningsutrymmet som har gjorts smalare eller vass likaledes har gjorts smalare och anordnats i för-20 hällande tili storleken; att munstyckets hällardel (13) närä förbränningsutrymmet har en ringformig, läppliknande form (15), som är en enhetlig konstruktion med cylinderlocket (9) och som skyddar insprutningsmunstycket (1) ända tili munstycksmanteln (1) pä förbränningsutrymmets sida; och att mellan munstyckets hällardel (13) och delen (11) av munstycksstommen närä förbrän-25 ningsutrymmet har anordnats som tilläggstätning ett ringformigt mellanstycke i co förhällande tili längdaxeln A. δ c\j i CD O X CC CL CO C\l O O o o CM