FI70300B - Injektionspump foer en foerbraenningsmotor med en anordning for reglering av matningsmomentet foer det insprutade braen slt - Google Patents

Description

70300

Polttomoottorin ruiskupumppu, jossa on laite ruiskutetun polttoaineen syöttöajankohdan säätämiseksi.

Injektionspump för en förbränningsmotor med en anordning för regiering av matningsmomentet för det insprutade bränslet.

Keksinnön kohteena on polttomoottorien ruiskupumppu, jossa on laite sen ajankohdan säätämiseksi, jolloin polttoaine syötetään pumpusta injektoriin. Keksinnön kohteena on erikoisesti ruisku-pumppu, jossa on tulokammio tuloaukkojen läpi tulevaa polttoainetta varten. Tämän kammion tilavuus on vaihdeltavissa männän avulla, joka on tyyppiä, jossa on kierukkamaisen vinopinnan omaava pää, ja joka pääsee siirtymään tässä kammiossa suoraviivaista edestakaista liikettä suorittaen alapuolisen kuolokohdan ja yläpuolisen kuolokohdan välillä. Tämä mäntä on sovitettu sulkemaan mainitut tuloaukot joka kerran kun sen matka kohti yläpuolista kuolokohtaa alkaa.

Tunnetaan ennestään tämäntyyppisiä ruiskupumppuja (EP-patentti-julkaisu 0 020 249), joissa on laite, jonka avulla voidaan säätää ruiskutetun polttoaineen syöttöajankohtaa. Näissä laitteissa on pääasiallisesti kammio, joka kerää ennalta määrätyn määrän männän syöttämää polttoainetta sen jälkeen, kun tulo-aukot on suljettu. Mäntä on asennettu liukuvaksi tässä kammiossa sitä mukaa kun syöttömäntä etenee niin, että tässä kammiossa ei voi syntyä riittävän suurta painetta pumpun lähtöventtiilin avaamiseksi. Tämä avautuminen tapahtuu, kun kokoava mäntä saavuttaa ääriasentonsa. Jotta voitaisiin säätää ajankohta, jolloin polttoaineen syöttö kohti injektoria tapahtuu, on männän ääriasentoa voitava säätää.

Tällainen säätölaite on monimutkainen ja paljon tilaa vaativa. Sen monimutkaisuus lisääntyy vieläkin paljon enemmän, jos säädön on tapahduttava moottorin eräiden parametrien funktiona.

2 70300

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sen ajankohdan säätö, jolloin polttoaineen syöttö pumpusta tapahtuu. Laite on erittäin yksinkertainen ja vähän tilaa vaativa siinäkin tapauksessa, että säädön on tapahduttava moottorin eri parametrien funktiona.

Keksinnön mukaisessa ruiskupumpussa on tätä varten säätölaite, jossa on venttiili, joka sulkee ja avaa haarakanavan, joka yhdistää tulokammion tilaan, joka on yhteydessä lähteeseen, joka syöttää polttoainetta tulokaramioon, ja tämän venttiilin ohjausjärjestelmä, jossa on laite, joka ohjaa venttiilin sulkeutumista moottorin pyörivän elimen, kuten kampiakselin kulma-asennon funktiona.

Keksinnön kohteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista, jolloin erään edullisen tunnusmerkin mukaan venttiilin ohjausjärjestelmä on sovitettu siten, että venttiilin avautuminen määräytyy tulokammiossa vallitsevasta alipaineesta, joka kehittyy, kun mäntä liikkuu kohti alapuolista kuolokohtaansa ruisku-tussyötön päätyttyä.

Keksinnön erään toisen edullisen tunnusmerkin mukaan on venttiilin ohjausjärjestelmässä hydraulinen ohjauspiiri, jossa on sähköventtiili, jonka sähköpiirissä on moottorin pyörivän elimen kulma-asennot tunteva elin, ja mahdollisesti hidastusele-mentti, joka toimii moottorin toiminnan jonkin parametrin funktiona, ja joka on asennettu tuntoelimen kehittämän signaalin piiriin.

Keksintö ja sen muut tavoitteet, tunnusmerkit, yksityiskohdat ja edut selitetään seuraavassa lähemmin oheisen kaaviollisen piirustuksen perusteella, joka esimerkkinä kuvaa keksinnön erästä suoritusmuotoa.

Ainoa kuvio esittää aksiaalileikkauksena keksinnön mukaista ruiskupumppua, ja kaaviollisesti säätölaitteen ohjausjärjestelmää.

3 70300

Kuvion näyttämässä ruiskupumpussa on pääasiallisesti ontto lieriömäinen runko 1, johon on sovitettu aksiaalisesti liukuvaksi mäntä 2, jonka pää on tyyppiä, jossa on kierukkamainen vinopinta 3. Mäntä 2 pääsee suorittamaan rungossa 1 suoraviivaista edestakaista liikettä alapuolisen kuolokohdan ja yläpuolisen kuolokohdan välillä. Runko 1 rajoittaa männän 2 syöttö-pinnan 4 yläpuolella polttoaineen tulokammion 5. Tämä kammio täyttyy polttoaineella aukoista 6, jotka läpäisevät rungon 1 lieriömäiset seinämät lähellä männän 2 alapuolista kuolokohtaa siten, että tämä mäntä voi sulkea nämä aukot sen nousuliikkeen alkaessa. Viitenumero 7 tarkoittaa yleisesti tyhjennyselintä, joka on tarkoitettu avaamaan tai sulkemaan polttoaineen syöttö-kanavan 8 tulokammiosta 5 ja näin ollen ruiskupumpusta kohti injektoria. Nähdään vielä, että vaippa 9 ympäröi ruiskupumpun edellä selitettyä osaa ja muodostaa rengasmaisen sisätilan 10, johon tuloaukot 6 avautuvat. Tämä tila 10 on yhteydessä ulospäin kanavalla 11, joka varmistaa polttoaineen syötön tähän tilaan 10.

Laite, joka säätää ajankohtaa, jolloin polttoaine tulee syötetyksi kohti injektoria syöttökanavan 8 läpi, on pääasiallisesti muodostettu venttiilistä 13, joka avaa ja sulkee haarakanavan 14, jonka tehtävänä on yhdistää kammio 5 tilaan 10. Venttiilissä 13 on ohjausmäntä 15, joka on sovitettu tiiviisti liukuvaksi pumpun yläosaan tehdyssä lieriöporauksessa 16. Porauksen 16 se osa, joka sijaitsee männän 15 yläpuolella, on yhteydessä hydrauliseen ohjauspiiriin 17, jossa on sähköventtii 1 i 18, jonka avulla porauksen 16 yläosa voidaan vaihtoehtoisesti yhdistää joko pienen paineen alaiseen hydrauliseen nestelähteeseen 19 tai suhteellisen suuren paineen alaiseen hydrauliseen nesteläh-teeseen 20.

Sähköventtiilin 18 sähköinen ohjauspiiri 21, joka on asennettu sarjaan tuntoelimen 23 kanssa, sisältää hidastimen 24 sekä ylinopeuden varalta katkaisimen 25. Tuntoelin 23 yhteistoimii elimen 26 kanssa, joka on kampiakseliin (ei näytetty) liittyvän pyörivän vauhtipyörän 27 osana. Hidastin 24 on sovitettu hidastamaan tuntoelimen 23 kehittämiä sähkösignaaleja moottorin 4 70300 yhden tai useamman parametrin funktiona, joista parametreistä mainittakoon ilman paine moottorin edessä, polttoainepumppujen hammastangon asento tai palamisjakson maksimipaine tai moottorin nopeus. Mainittakoon, että pienen paineen alainen lähde 19 syöttää nestettä 100...500 kPa paineen alaisena. Suhteellisen suuren paineen omaavasta lähteestä 20 kotoisin olevan nesteen paine voi olla suuruusluokkaa 2 MPa.

Seuraavassa selitetään edellä selitetyn ruiskupumpun toiminta, ja varsinkin sen laitteen toiminta, joka säätää ajankohtaa, jolloin polttoainetta syötetään kohti injektoria.

Siirtyessään kohti yläpuolista kuolokohtaa mäntä 2 sulkee tulo-aukot 6 ja jatkaa nousuaan. Männän 2 nousuliikkeen tämän ensimmäisen jakson aikana on sähköventtiili 18 sellaisessa asennossa, että suhteellisen suuren paineen alaisesta lähteestä 20 tuleva neste vaikuttaa venttiilin 13 mäntään 15. Tämä venttiili tulee näin ollen pysymään auki. Tämä tarkoittaa, että pumpun tulokammio on yhteydessä haarajohdon 14 kautta tilaan 10. Männän 2 syöttämä polttoaine virtaa täten kammioon 10. Kammiossa 5 vaikuttava paine pysyy suhteellisen pienenä ja on riittämätön avaamaan injektoria kohti johtavassa lähtökanavassa 8 sijaitsevaa tyhjennys- eli sulkuelintä 7.

Määrättynä ajankohtana, joka riippuu vauhtipyörän 27 elimen 26 liikkumisesta tuntoelimen 23 edessä, tulee sähköventtiiliin 18 sähkösignaali niin, että tämä venttiili vaihtaa asentoansa. Venttiilin mäntään 15 ei enää vaikuta lähteestä 20 kotoisin olevan suuren paineen alainen neste, vaan siihen vaikuttaa ainoastaan lähteestä 19 tulevan nesteen pieni paine. Paineen aleneminen männän 15 yläpuolella johtaa venttiilin 13 sulkeutumiseen. Edellyttäen, että mäntä 2 jatkaa matkaansa kohti yläpuolista kuolokohtaansa, suurenee kammiossa 5 vallitseva paine ja saattaa tyhjennys- eli sulkuelimen 7 avautumaan. Tämä tarkoittaa, että polttoaineen syöttö kohti injektoria alkaa. Tämä syöttö päättyy, kun kierukkamainen vinopinta 3 siirtyy tuloau-kon 6 eteen.

5 70300

Venttiili 13 avautuu uudelleen syöttömännän 2 laskiessa kohti alapuolista kuolokohtaansa, kun aukot 6 jälleen sulkeutuvat kammiossa 5 täten kehittyvän alipaineen vaikutuksesta. Venttiilin 13 tämä avautuminen syöttömännän 2 laskun aikana myötävaikuttaa kammion 5 hyvään täyttymiseen polttoainesyöttöjen välillä. Venttiilin 13 männän 15 yläpuolella vaikuttava suuri paine pienenee tällöin venttiilin 13 lukitsemiseksi uudelleen sen avoasentoon.

Ajankohta, jolloin tuntoelin 23 kehittää sähköventtiilin 18 ohjaussignaalin, voidaan valita suhteellisen lähellä syötön alkuajankohtaa, joka määräytyy männän 2 ja tuloaukkojen 6 yhteistoiminnasta. Jotta voitaisiin vielä suhteellisen laajoissa rajoissa vaihdella syötön alkuajankohtaa venttiilin 13 sulkeutumisen jälkeen, voidaan hidastimen 24 avulla aikaansaada tuntoelimen 23 kehittämän signaalin ajankohdan ja venttiilin 13 männän yläpuolella vaikuttavan paineen alenemisajankohdan välinen hidastus. Tämä hidastus voidaan valita moottorin nopeuden funktiona, moottorin edessä vaikuttavan ilmanpaineen funktiona, suihkupumpun hammastangon asennon funktiona, palamisjakson maksimipaineen tai moottorin minkä tahansa muun parametrin funktiona.

Keksinnön mukainen laite voi myös toimia ylinopeuden esiintyessä. Tällöin on ainoastaan estettävä paineen aleneminen venttiilin 13 männän 15 yläpuolella.

Siinä tapauksessa, että keksinnön mukainen järjestelmä pettää, voidaan järjestelmä kytkeä käytöstä irroittamalla hydraulinen piiri suhteellisen suuren paineen alaisesta lähteestä 20. Ajankohta, jolloin polttoaineen syöttö kohti injektoria alkaa, määräytyy tällöin syöttömännän 2 ja tuloaukkojen 6 yhteistoiminnasta, toisin sanoen moottori toimii ilmeisesti suuremmalla ennakkosyötöllä, kuin mikä määräytyy mekaanisesti. Mekaaniset välineet, jotka voidaan säätää lyhyen pysähdyksen aikana, sallivat tässä tapauksessa tämän ennakkoajankohdan siirtämisen taaksepäin ja varmistavat täten, että moottori jatkaa pyörmistään vaikka tämä syötön ennakkoajankohta on kiinteä.

6 70300

Keksinnön edellä esitetystä selityksestä seuraa, että keksinnölle ominaisten toimenpiteiden ansiosta voidaan säätää suihku-tusajankohtaa, tai toisin sanoen suihkutuksen ennakkoajankohtaa arvojen huomattavan laajalla alueella ilman, että käytettyjen välineiden rakenne silti olisi monimutkainen ja tilaa vaativa. Toisaalta on eduksi, että syöttösuihkun päättyminen määräytyy siitä, että kierukkamainen vinopinta 3 siirtyy tuloaukkojen 6 ohitse, eikä venttiilin 13 avautumisen seurauksena. Venttiilin 13 ei toisaalta tarvitse avautuakseen voittaa mitään huomattavan suurta painetta.

Keksinnön eräs tärkeä tunnusmerkki on, että liikkuvat osat joutuvat liikkumaan ainoastaan pienien paineiden alaisina, mikä varsinkin on tärkeää luotettavuuden kannalta.

On syytä muistuttaa, että syöttöajankohdan säädön tarkoituksena on ennenkaikkea moottorin kulkuolosuhteiden optimoiminen omi-naiskulutuksen vähentämiseksi siten, että säädetään jakson maksimipainetta suihkutusajankohdan säätämisellä.

On huomattava, että tässä selitettyä ja kuvattua laitetta voidaan muuntaa monella tavoin keksinnön puitteissa. Sähköventtii-lin asemesta voitaisiin käyttää mitä tahansa muuta sopivaa elementtiä, jossa on useita kanavia, tai pietsosähköistä venttiiliä.

On vielä huomattava, että ei ole välttämätöntä asentaa ohjaus-mäntä 15 tiiviisti liukuvaksi lieriömäisessä porauksessa 16. Tiiviys ei ole välttämätön siinä tapauksessa, että hydraulisessa järjestelmässä 17, 19, 20 käytetään polttoainetta. Siinäkin tapauksessa, että hydraulisessa järjestelmässä käytetään öljyä, voidaan pieni vuoto sallia. Voitaisiin tulla toimeen ilman hydraulista ohjauspiiriä ja ohjata venttiiliä suoraan sähkösig-naalilla, esim. solenoidin avulla.

7 70300

Yleisesti sanoen keksintö ei mitenkään rajoitu tässä selitettyyn ja kuvattuun suoritusmuotoon, joka on esitetty pelkkänä esimerkkinä. Varsinkin keksinnön piiriin kuuluvat kaikki selitettyjen välineiden tekniset ekvivalentit samoin kuin niiden yhdistelmät, mikäli ne on toteutettu keksinnön hengessä ja patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (9)

70300

1. Ruiskupumppu polttomoottoria varten, jossa pumpussa on polttoaineen tulokammio (5), joka voidaan täyttää polttoaineella tuloaukkojen (6) läpi, ja jonka tilavuus vaihtelee, kun tässä kammiossa siirtyy mäntä (2) , joka on tyyppiä, jossa on kierukkamaisen vinopinnan omaava pää, ja joka suorittaa suoraviivaista edestakaista liikettä alapuolisen kuolokohdan ja yläpuolisen kuolokohdan välillä, ja joka on sovitettu sulkemaan mainitut tuloaukot (6) joka kerran kun männän liike kohti sen yläpuolista kuolokohtaa alkaa, ja laite (13) , joka säätää ajankohtaa, jolloin polttoainetta syötetään pumpusta kohti injektoria, jossa laitteessa on venttiili, joka sulkee ja avaa haarakanavan (14), joka voi yhdistää tulokammion (5) tilaan (10), joka on yhteydessä kammion täyttävän polttoaineen lähteeseen ja on varustettu ohjausjärjestelmällä, tunnettu siitä, että venttiilin (13) ohjausjärjestelmä (17...27) on sovitettu siten, että polttoaineen virtaus tulokammiosta (5) haarakanavaan (14) saattaa venttiilin (13) sulkeutumaan signaalin vaikutuksesta, joka ohjaa venttiilin sulkeutumaan moottorin pyörivän elimen (27), kuten kampiakselin kulma-asennon funktiona, ja että venttiilin avautuminen määräytyy tulokammiossa (5) vaikuttavan paineen alenemisesta, joka aiheutuu männän (2) liikkumisesta kohti sen alapuolista kuolokohtaa sen jälkeen, kun polttoaine on syötetty ruiskupumpusta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ruiskupumppu, tunnet-t u siitä, että venttiilin (13) ohjausjärjestelmässä (17...27) on hydraulinen ohjauspiiri (17...20), jossa on venttiilin (18) muodostava elin, jonka sähkövirtauspiirissä on laite (23) , joka tuntee moottorin pyörivän elimen (27) kulma-asennot.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ruiskupumppu, tunnet-t u siitä, että venttiilin (13) sulkeutumista ohjaavassa laitteessa on solenoidi, jonka voi maqnetoida sähkösignaali, jonka kehittää laite (23), joka tuntee moottorin pyörivän elimen (27) kulma-asennot. 70300

4. Jommankumman patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen ruisku-pumppu, tunnettu siitä, että tuntoelimen (23) kehittämän signaalin piiriin on asennettu hidastin, joka toimii moottorin toiminnan jonkin parametrin funktiona.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen ruiskupumppu, tunnettu siitä, että venttiilin (13) ohjausjärjestelmässä on katkaisuelin (25) , joka on asennettu ohjauslaitteeseen venttiilin (13) sulkemiseksi.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 2, 4 tai 5 mukainen ruiskupumppu, tunnettu siitä, että hydraulisessa piirissä (17 ...27) on pienen paineen alaisen nesteen lähde (19) ja suhteellisen suuren paineen alaisen nesteen lähde (20) , jotka molemmat lähteet (19, 20) voivat vuorotellen olla yhteydessä venttiiliä (13) ohjaavan männän (15) työkammioon venttiilin (18) välityksellä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen ruiskupumppu, tunnet-t u siitä, että venttiili on kiinni, kun männän (15) työkammio on yhdistetty pienen paineen alaisen nesteen lähteeseen (19).

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen ruiskupumppu, tunnettu siitä, että venttiili on auki, kun männän (15) työ-kammio on yhdistetty suhteellisen suuren paineen alaisen nesteen lähteeseen (20).

9. Jonkin patenttivaatimuksen 2 ja 4...8 mukainen ruiskupumppu, tunnettu siitä, että venttiilin (18) muodostava elin on muodostettu mistä tahansa sopivasta elimestä, jossa on useita kanavia, kuten sähköventtiilistä tai pietsosähköisestä venttiilistä. 70300