FI89972C

FI89972C - Arrangement for lubrication of the piston member at a fuel injection pump p

Info

Publication number: FI89972C
Application number: FI911088A
Authority: FI
Inventors: Carl-Erik Roesgren; Ilmo Leino
Original assignee: Waertsilae Diesel Int
Priority date: 1991-03-05
Filing date: 1991-03-05
Publication date: 1993-12-10
Also published as: DE69200032D1; ATE98746T1; JP3138521B2; EP0502692A1; DE69200032T2; FI911088A0; FI89972B; FI911088A; EP0502692B1; JPH04318276A

Abstract

An improved lubrication arrangement for a piston member (2) arranged to be reciprocatingly movable in a cylinder element (1) of an injection pump for fuel or the like pressure medium, wherein lubricant is supplied under pressure into a lubrication groove (5) arranged in the cylinder element (1) and encircling the piston member (2). The flow-through of the lubricant is effected by providing the cylinder element (1) with at least one channel (6) extending in the longitudinal direction of the cylinder element, said channel (6) being connected with said lubrication groove (5) for leading lubricant continuously into another position on the mantle surface of the piston member (2) at a distance from said lubrication groove (5) further to be recovered and for possible recirculation. <IMAGE>

Description

3 9 9723 9 972

JÄRJESTELY POLTTOAINEEN RUISKUTUSPUMPUN MÄNTÄELIMEN VOITELEMISEKSI - ARRANGEMANG FÖR SMÖRJNING AV KOLVORGANET VID EN BRÄNSLEINSPRUTNINGSPUMPFUEL INJECTION PUMP LUBRICATION ARRANGEMENT - ARRANGEMANG FÖR SMÖRJNING AV KOLVORGANET VID EN BRÄNSLEINSPRUTNINGSPUMP

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan 5 mukainen järjestely polttoaineen tms. paineväliaineen ruiskutuspumpun mäntäelimen voitelemiseksi.The invention relates to an arrangement according to the preamble 5 of claim 1 for lubricating the piston member of a fuel or similar pressure medium injection pump.

Polttoaineen syöttäminen polttomoottorin sylinteriin ruisku-tuspumpulla tapahtuu kovalla paineella. Tästä syystä pumpun sylinterielementin ja mäntäelimen liukupintojen välys on hyvin 10 tiukka, ainoastaan muutama tuhannesosa millimetriä, jottei polttoainetta pääsisi oleellisesti vuotamaan sitä kautta pumpun sisäosiin. Yleisesti ruiskutuspumpun mäntäelimen voitelujärjestelmän tarkoituksena on paitsi aikaansaada mäntäelimen voitelu, myös tiivistää kyseistä välystä ja siten 15 osaltaan estää polttoainevuotoja. Lisäksi voitelulla aikaansaadaan jäähdytystä, suojausta ja puhdistusta.Fuel is supplied to the internal combustion engine cylinder by an injection pump at high pressure. For this reason, the clearance between the sliding surfaces of the pump cylinder element and the piston member is very tight, only a few thousandths of a millimeter, so that no fuel can escape substantially through it into the interior of the pump. In general, the purpose of a lubrication system for a piston member of an injection pump is not only to provide lubrication of the piston member, but also to seal that gap and thus contribute to preventing fuel leaks. In addition, lubrication provides cooling, protection and cleaning.

Tunnetuissa voitelujärjestelmissä voiteluöljy johdetaan painetta hyväksikäyttäen kyseiseen välykseen. Välyksen ahtaudesta johtuen öljyn virtaus on kuitenkin hidasta, vaikka 20 öljyn syöttöpainetta olisi nostettukin. Lisäksi voiteluöljy lämpenee ahtaassa välyksessä yli toivottujen arvojen, noin 110-115 °C mineraaliöljyillä, jolloin varsinkin suurissa dieselmoottoreissa käytettäessä polttoaineena raskasöljyä lämmennyt voiteluöljy reagoi helpommin polttoaineen kanssa 25 muodostaen tahmeaa lakkaa ja karstaa, joka vaikeuttaa mäntäelimen liikkumista sylinterissä ja saattaa tukkia kokonaan jopa voiteluöljyn syöttöputket. Huomattakoon, että suurilla dieselmoottoreilla tarkoitetaan tässä yhteydessä sellaisia, jotka soveltuvat laivojen pää- tai apumoottoreiksi, 30 diesellämpövoimalaitoksiin jne.In known lubrication systems, the lubricating oil is directed to that clearance using pressure. However, due to the tightness of the clearance, the oil flow is slow even if the 20 oil supply pressures have been raised. In addition, the lubricating oil heats up in the narrow clearance above the desired values, about 110-115 ° C with mineral oils, whereby especially with large diesel engines using heavy oil as fuel, It should be noted that large diesel engines in this context mean those which are suitable as main or auxiliary engines for ships, 30 diesel thermal power plants, etc.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uusi parannettu ruiskutuspumpun mäntäelimen voitelujärjestelmä, josta 2 89972 tunnetuissa järjestelmissä erityisesti raskasöljyä polttoaineena käyttävien suurten dieselmoottoreiden yhteydessä ilmeneviä haittapuolia on oleellisesti eliminoitu.The object of the invention is to provide a new improved lubrication system for a piston member of an injection pump, from which the disadvantages of known systems, especially in connection with large diesel engines using heavy oil as fuel, have been substantially eliminated.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan patenttivaatimuksessa 1 ja 5 alavaatimuksissa tarkemmin esitetyllä tavalla. Keksinnön mukaisella voitelujärjestelmällä saadaan tehostettua voite-luöljyn virtausta, jolloin sen lämpötila pysyy alempana ja epäpuhtaudet saadaan poistettua tehokkaammin. Tehostettu vaikutus saadaan myös matalammalla paineella kuin tunnetuissa 10 järjestelmissä.The object of the invention is achieved as specified in claims 1 and 5 in the subclaims. The lubrication system according to the invention makes it possible to increase the flow of lubricating oil, whereby its temperature remains lower and impurities can be removed more efficiently. The enhanced effect is also obtained at a lower pressure than in known systems.

Voiteluöljyn läpivirtausta voidaan edelleen tehostaa siten, että sylinterielementin pituussuuntaisesti ulottuva kanava on järjestetty voiteluöljyn syöttökohtaan nähden ainakin pääasiallisesti sylinterielementin vastakkaiselle puolelle.The flow of lubricating oil can be further enhanced by arranging a channel extending longitudinally of the cylinder element at least substantially on the opposite side of the cylinder element from the lubricating oil supply point.

15 Voitelun ja puhdistuksen kannalta edullinen ratkaisu saadaan, mikäli sylinterielementtiin kuuluu välimatkan päähän mainitusta voitelu-urasta järjestetty, mainittuun sylinterielementin pituussuuntaisesti ulottuvaan kanavaan yhdistetty ja mäntä-elintä kiertävä voiteluainekanava, joka on yhteydessä 20 mäntäelimen vaippapintaan voitelun tehostamiseksi. Tämä voiteluainekanava voidaan yhdistää yhden tai useamman suutinaukon tai vastaavan välityksellä mäntäelimen vaippapintaan männän alapuolisen roiskevoitelun aikaansaamiseksi.An advantageous solution for lubrication and cleaning is provided if the cylinder element comprises a lubricant channel spaced from said lubrication groove, connected to said longitudinally extending channel of the cylinder element and rotating the piston member, communicating with the piston member jacket surface to enhance lubrication. This lubricant channel can be connected via one or more nozzle openings or the like to the casing surface of the piston member to provide splash lubrication below the piston.

Edelleen voidaan sylinterielementin ja mäntäelimen väliin 25 järjestää huomattava välys, joka ulottuu voiteluaineen talteenottotilasta voiteluainekanavan kohdalle voiteluaineen johtamiseksi mainitusta voiteluainekanavasta pitkin mäntäelimen vaippapintaa vapaasti keruualtaaseen tai vastaavaan talteenottotilaan talteenottamista varten.Further, a substantial clearance may be provided between the cylinder element and the piston member 25 extending from the lubricant recovery space to the lubricant passage to conduct lubricant from said lubricant passage along the piston member casing freely to the collection basin or similar recovery space.

30 Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista ruiskutuspumpun mäntäelimen voitelujärjestelyä poikkileikkauskuvantona, ja : i 9 9 7 2 3 kuvio 2 esittää periaatekuvana voiteluöljyn kierrätystä pumpun sylinterielementissä kuvion 1 mukaisessa järjestelyssä.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a lubrication arrangement of a piston member of an injection pump according to the invention in a cross-sectional view, and: Figure 9 shows in principle a recirculation of lubricating oil in a pump cylinder element.

Piirustuksessa tarkoittaa viitenumero 1 polttoaineen ruisku-5 tuspumpun sylinterielementtiä, jonka sisällä on edestakaisin liikuteltava mäntäelin 2. Keksintö ei liity itse polttoaineen syöttöön ruiskutuspumpun avulla, vaan tämä voi tapahtua jollakin sinänsä tunnetulla tavalla sinänsä tunnettuja rakenneratkaisuja hyväksikäyttämällä. Tästä johtuen näitä 10 rakenteita ei piirustuksessa ole tarkasti esitetty eikä niitä tässä selosteta.In the drawing, reference numeral 1 denotes a cylinder element of a fuel injection pump 5, inside which there is a reciprocating piston member 2. The invention does not relate to the supply of fuel by means of an injection pump itself, but can take place in a manner known per se using structural solutions known per se. As a result, these structures are not shown in detail in the drawing and are not described here.

Ruiskutuspumpun normaalin toiminnan seurauksena polttoainetta pyrkii korkean paineen johdosta valumaan sylinterielementin 1 ja mäntäelimen 2 liukupintojen väliseen välykseen 3 poispäin 15 polttoaineensyöttökammiosta pumpun sisäosiin eli kuviossa 1 alaspäin. Erityisesti isoissa dieselmoottoreissa käytettäessä polttoaineena raskasöljyä, polttoaineen ja välyksen 3 voiteluun käytettävän öljyn seos pyrkii muuttumaan korkean lämpötilan johdosta tahmeaksi lakaksi tai karstaksi. Tämän 20 ilmiön ehkäiseminen tapahtuu keksinnön mukaan tehostamalla voiteluöljyn virtausta, jolloin saadaan öljyn lämpötilaa laskettua ja karstaa aiheuttavat epäpuhtaudet poistumaan.As a result of the normal operation of the injection pump, due to the high pressure, fuel tends to flow into the clearance 3 between the sliding surfaces of the cylinder element 1 and the piston member 2 away from the fuel supply chamber to the interior of the pump, i.e. downwards in Fig. 1. Especially in large diesel engines, when heavy oil is used as the fuel, the mixture of fuel and oil used for lubrication of the clearance 3 tends to turn into a sticky varnish or karst due to the high temperature. According to the invention, this phenomenon is prevented by increasing the flow of lubricating oil, whereby the temperature of the oil can be lowered and the impurities causing the scaling can be removed.

Kuvion 1 mukaisesti voiteluöljy tuodaan kanavaa 4 pitkin mäntäelintä 2 kiertävään sylinterielementin voitelu-uraan 5, ?5 josta se ohjataan sylinterielementin pituussuuntaisesti ulottuvaa kanavaa 6 pitkin voiteluainekanavaan 7, joka niin ikään kiertää mäntäelintä 2 ja sijaitsee välimatkan päässä . voitelu-urasta 5 poispäin pumpun painekammiosta. Voitelu- ainekanavan 7 ympäri on järjestetty joukko suutinaukkoja 8, 30 joiden kautta kanava 7 on yhteydessä mäntäelimen 2 vaippa- pintaan. Kanavaan 7 nähden pinta-alaltaan sopivasti rajoitettujen suutinaukkojen 8 ansiosta vaippapintaan saadaan kohdistumaan roiskevoitelu, jolloin vastaavasti voimakkaammat voiteluöljysuihkut tehostavat voitelua ja edistävät 35 epäpuhtauksien poistumista. Samalla suutinaukkojen 8 avulla 4 «9 972 voidaan rajoittaa liian suurta voiteluöljyn läpivirtausta niin että voiteluöljy pääsee riittävästi vaikuttamaan mäntäelimen 2 vaippapintaan myös voitelu-uran 5 kautta.According to Figure 1, the lubricating oil is introduced along the channel 4 into the lubricating groove 5, 5 of the cylinder element circulating the piston member 2, from where it is guided along the longitudinally extending channel 6 of the cylinder element into the lubricant channel 7, which also rotates the piston member 2 and is spaced apart. from the lubrication groove 5 away from the pressure chamber of the pump. A number of nozzle openings 8, 30 are arranged around the lubricant channel 7, through which the channel 7 communicates with the jacket surface of the piston member 2. Due to the nozzle openings 8, which are suitably limited in area with respect to the channel 7, the casing surface is subjected to splash lubrication, whereby correspondingly stronger jets of lubricating oil enhance the lubrication and promote the removal of impurities. At the same time, by means of the nozzle openings 8, the excessive flow of lubricating oil can be limited so that the lubricating oil can sufficiently affect the jacket surface of the piston member 2 also through the lubricating groove 5.

Suutinaukkojen 8 jälkeen voiteluöljy ohjataan välyksen 9 5 kautta pumpun sisällä olevaan tilaan 10, josta se voidaan ottaa talteen ja puhdistuksen jälkeen kierrättää uudelleen.After the nozzle openings 8, the lubricating oil is directed through a clearance 9 5 into a space 10 inside the pump, from where it can be recovered and, after cleaning, recirculated.

Kuviossa 2 on havainnollistettu voiteluöljyn kierrätystä kuvion 1 mukaisessa sovellusmuodossa piirtämällä näkyviin pelkästään voiteluöljykanavat ja -virtaukset.Figure 2 illustrates the recycling of lubricating oil in the embodiment of Figure 1 by drawing only the lubricating oil channels and flows.

10 Suutinaukot 8 voidaan periaatteessa muotoilla eri tavoin, mutta ympyränmuotoinen reikä on varsin optimaalinen isompienkin epäpuhtauspartikkelien poissiirtämiseksi. Reikien sijaan voidaan myös ajatella esimerkiksi yhtä tai useampaa mäntäelintä kiertävää rakoa, mutta tietyn halkaisijan käsittäviä 15 suutinreikiä voiteluöljyn virtausmäärältään vastaavan raon leveys on kyseistä halkaisijaa huomattavasti pienempi, jolloin se sallii vain läpimitaltaan vastaavasti pienempien epäpuh-tauspartikkeleiden läpimenon.The nozzle openings 8 can in principle be shaped in different ways, but the circular hole is quite optimal for displacing even larger impurity particles. Instead of holes, it is also conceivable, for example, to have a gap around one or more piston members, but nozzle holes with a certain diameter have a width of a gap corresponding to the lubricating oil flow rate, which is considerably smaller than that diameter, allowing only correspondingly smaller diameter particles to pass through.

Kanavan 6 sijoittaminen vastakkaiselle puolelle sylinteriele-20 menttiä 1 syöttökanavaan 4 nähden aikaansaa edullisen öljyn läpivirtauksen ja voitelun ympäri mäntäelimen 2 vaippapintaa. Kanavan 6 sijaintia voidaan kuitenkin tarpeen mukaan vaihdella. Voidaan myös ajatella, että sylinterielementti 1 varustetaan useammalla kanavalla 6 kuten mahdollisesti myös useammal-25 la syöttökanavalla, kunhan tällöin otetaan huomioon kanavien mitoitus sopivan kierron ja voitelun aikaansaamiseksi.Positioning the channel 6 on the opposite side of the cylinder element 20 from the supply channel 4 provides a favorable oil flow and lubrication around the jacket surface of the piston member 2. However, the location of channel 6 can be varied as needed. It is also conceivable for the cylinder element 1 to be provided with a plurality of channels 6 as well as possibly also a plurality of feed channels 25a, provided that the dimensions of the channels are taken into account in order to achieve suitable rotation and lubrication.

Keksintö ei ole rajoitettu esitettyyn sovellusmuotoon, vaan useita muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.The invention is not limited to the embodiment shown, but several variations are conceivable within the scope of the appended claims.

Claims

5

An improved lubrication arrangement of a piston member (2) arranged to reciprocate in the cylinder-blade element (1) of a fuel or similar pressure medium injection pump, wherein the lubricant is introduced under pressure into the cylinder element (1) in a known lubricating groove (5). providing an enhanced flow to the lubricant by providing the cylinder element (1) with at least one longitudinally extending channel 10 (6) of the cylinder element connected to said lubrication groove (5) and through which the lubricant is continuously arranged to be directed to another part of the piston member (2); is at a distance from said lubrication groove (5) and from which the lubricant can be further recovered for possible recirculation.

Arrangement according to claim 1, characterized in that said longitudinally extending channel (6) of the cylinder element is arranged at least substantially opposite the cylinder element (1) to the lubricating oil supply point.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder element (1) comprises a separate lubricant channel (1) spaced from said lubrication groove (5), connected to said longitudinally extending channel (6) 25 and rotating the piston member (2). 7) in communication with the jacket surface of the piston member (2) to enhance lubrication.

3 S 972

An arrangement according to claim 3, characterized in that said lubricant channel (7) is connected to the jacket surface of the piston member (2) by means of one or more nozzle openings (8) or the like.

Arrangement according to Claim 3 or 4, characterized in that a lubricant recovery space (10) known per se is arranged in or in connection with the cylinder element (1), and that a considerable clearance (10) is provided between the cylinder element (1) and the piston element (2). 9) extending from the lubricant recovery space (10) to the lubricant passage (7) at 5 to direct lubricant from said lubricant passage (7) along the jacket surface of the piston member (2) to said recovery space (10) for recovery.