FI96055C - Dieselpolttomoottorikoneen polttoaineen suihkutuslaite - Google Patents

Description

96055

Dieselpolttomoottorikoneen polttoaineen suihkutuslaite

Keksinnön kohteena on dieselpolttomoottorikoneen polttoaineen suihkutuslaite sisältäen polttoainepumpun, 5 joka käsittää nokka-akselin käyttämän, polttoainetta pump-pukammioon syöttävän pumpunmännän, jossa on pumpun syötön-alun määräävä ensimmäinen ohjausreuna ja pumpun syötön loppumisen määräävä toinen ohjausreuna, jolloin molemmat ohjausreunat ovat yhteistoiminnassa saman, pumpun sylin-10 teriseinässä sijaitsevan aukon kanssa, joka on yhteydessä imukanavaan ja ylisyöksykanavaan, pumppumännän ollessa varustettu vielä ainakin kolmannella, pumppukammioon yhteydessä olevalla ohjausreunalla, joka on yhteistoiminnassa pumpun sylinteriseinässä olevan toisen aukon kanssa.

15 Tällaisten tunnettujen laitteiden yhteydessä alkaa pumpun syöttövaihe, kun männän liikkeen aikana pumppukammioon päin ensimmäinen ohjausreuna on ohittanut sylinteri-seinässä olevan aukon, ja pumpun syöttövaihe päättyy, kun toinen ohjausreuna on ohittanut tämän aukon tämän männän 20 liikkeen aikana. Näiden molempien ohitusten välillä pumppu siis syöttää polttoainetta suuren paineen alaisena paine-johdon kautta polttomoottorikoneen sylinterissä olevaan suihkutusventtiiliin. Tämän syöttövaiheen kuluessa suihku-tusventtiilin kautta sylinteriin suihkutetusta polttoaine-25 määrästä on seurauksena, että sylinterissä tiivistetyn il- * ' man paine kohoaa vähitellen suihkutuksen alun jälkeen sy- tytyspainemaksimiarvoon saakka ja laskee sen jälkeen. Tällöin määrää tämä sytytyspaineen sallittu maksimiarvo suihkutuksen alun, joka on useimmiten yläkuolokohdan jälkeen.

30 Lisäksi on nokan muotoilulle asetettu rakenteelliset rajat, jotka rajoittavat huomattavasti pumpun painekulun ja • siten sytytyspaineen kulun vaikutusta. Tähän asti saavutettavissa oleva paras mahdollinen sytytyspaineen kulku ei sen vuoksi vastaa optimaalisia palamisedellytyksiä sylin- 35 terissä. Sellaiset edellytykset saavutettaisiin, jos pai- 2 96055 ne kohoaisi jo välittömästi yläkuolokohdan jälkeen nopeasti sytytyspaineen maksimiarvoon ja pysyisi sitten mahdollisimman kauan vakiona.

Keksinnön tehtävänä on parantaa alussa mainitunlaa-5 tuista polttoaineen suihkutuslaitetta siten, että sylinterissä saadaan aikaan kuvailtu optimaalinen sytytyspaineen kulku.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisesti siten, että pumppukammioon on liitetty ylisyöksykanavaan 10 johtava kanava, johon on sovitettu pumppukammiossa vallitsevalla polttoaineen paineella sulkusuunnassa kuormitettu ylisyöksyventtiili, että pumppuun on sovitettu mainittuun toiseen aukkoon yhteydessä oleva, polttoaineella täytetty tila, joka on lisäksi yhdistetty jälkitäyttöventtiilin ja 15 ohjausventtiilin välityksellä ylisyöksykanavaan, että polttoaineella täytettyyn tilaan on sovitettu tämän polttoaineen kuormittama mäntä, joka on yhteistoiminnassa ylä-syöksyventtiilin kanssa siten, että - ennen polttomootto-rikoneen männän yläkuolokohtaa asetetun syötönalun yhtey-20 dessä - ylisyöksyventtiili avautuu syöttövaiheen aikana ohimenevästi, kun kolmas ohjausreuna saa sylinteriseinäs-sä olevan toisen aukon välityksellä aikaan yhteyden pump-pukammiosta polttoaineella täytettyyn tilaan, ja että yli-syöksyventtiilin avautuminen syöttövaiheen aikana päättyy 25 ohjausventtiilin avautumiseen.

* Kolmannen ohjausreunan ja ohjausventtiilin avulla jaetaan muuten katkeamattomana vaiheena sylinteriin suihkutettu polttoainemäärä - ylisyöksyventtiilin lyhytaikaisen avautumisen ja siten pumppukammiossa olevan polttoai-30 neen lyhytaikaisen paineenlaskun avulla - kahteen osaan, jolloin näiden molempien osien välissä olevaa aikajaksoa ·’ voidaan muuttaa ohjausventtiilin avautumisen ajankohdasta riippuvaisesti. Koko suihkutetun polttoainemäärän jako voidaan valita siten, että ensimmäisen jakson aikana suih-35 kutetaan noin 20 % ja toisen jakson aikana vastaavasti 1 li ♦ 3 96055 noin 80 % koko polttoainemäärästä. Samalla siirretään suihkutuksen alkua eteenpäin tunnettuihin laitteisiin verrattuna, nimittäin ennen polttomoottorikoneen männän ylä-kuolokohtaa alkavaksi, mikä voidaan toteuttaa nokan muuten 5 tavanomaisesta mitoituksesta poikkeavalla mitoituksella ja sen vastaavalla kiinnittämisellä nokka-akselille kampiakselin vääntökulman suhteen. Tällä aikaistamisella saadaan aikaan, että maksimisytytyspaine siirtyy yläkuolokohtaan päin, jota vastoin tämä sytytyspaine pidetään alennetun 10 tai keskeytetyn syötön ja suihkutuksen avulla polttotapah-tuman suurimman osan aikana käytännöllisesti ottaen vakiona maksimiarvossa. Maksimisytytyspaineen aikaisemman saavuttamisen johdosta tulee lisäksi mahdolliseksi syöttövaiheen ja suihkutuksen päättäminen aikaisemmin kuin tähän 15 asti, mistä on se etu, että myös lähellä syötön päättymistä sisään suihkutettu polttoaineen osuus palaa suuremman paineen alaisena. Siten saadaan aikaan suihkutetun polttoaineen erittäin hyvä palaminen ja samalla vähenee polttoaineen ominaiskulutus.

20 Keksinnön yhtä suoritusesimerkkiä selitetään lähem min seuraavassa selityksessä piirustuksen yhteydessä. Tällöin esittää: kuvio 1 keksinnön mukaisen polttoaineen suihkutus-laitteen kaavamaista leikkausta ja 25 kuvio 2 keksinnön mukaisen laitteen avulla toteute tun syöttövaiheen ajallisen kulun diagrammaa.

Kuvion 1 mukaisesti on pumpunpesään 1 sovitettu sylinterin hylsy 2, jonka poraukseen on tiiviisti viety pumpunmäntä 3. Pumpunmännän 3 alempi, kuviossa 1 ei-esi-30 tetty pää on vaikutusyhteydessä nokka-akseliin, jonka avulla pumpunmäntää 3 liikutetaan edestakaisin polttomoot-• torikoneen tahdissa. Sylinterin hylsy 2 on yläpäästään varustettu laipalla 5, jonka välityksellä sylinterin hylsy on kiinnitetty ruuveilla 6 pumpunpesään 1. Sylinterin hyl-35 syyn 2 on muodostettu pumppukammio 4, josta lähtee poisto-

* « V

4 96055 kanava 7, joka sisältää paineventtiilin 8. Alavirtaan pai-neventtiilistä 8 on poistokanavaan 7 liitetty syöttöjohto 9, joka johtaa polttomoottorikoneen sylinterissä olevaan ei-esitettyyn suihkutusventtiiliin. Jousi 8' painaa paine-5 venttiilin 8 poistokanavassa 7 olevalle vastepinnalle. Pumpunmäntä 3 käsittää ensimmäisen, osittain suorakulmaisesta, osittain viistoon männän akselin suhteen suuntautuvan ohjausreunan 10, joka on yhteistoiminnassa sylinterin hylsyn 2 seinässä olevan aukon 12 kanssa ja joka määrää 10 pumpun syötön alkamisen. Aksiaalisessa suunnassa ensimmäisen ohjausreunan 10 alapuolella pumpunmännässä 3 on toinen, viistoon männän pituusakselin suhteen suuntautuva ohjausreuna 11, joka on samoin yhteistoiminnassa aukon 12 kanssa ja määrää pumpun syötön loppumisen. Toisen ohjaus-15 reunan 11 muodostaa männässä 3 oleva jyrsimäaukko, joka on alempaan männänpäähän päin suorakulmaisesta pituusakselin suhteen suuntautuvan reunan 22 rajoittama. Jyrsimäaukko on männän pituussuunnassa olevan kanavan 11' välityksellä yhteydessä pumppukammioon 4.

20 Sylinterin hylsyn 2 seinän läpi menevä aukko 12 au keaa rengastilaan 13, joka on tehty sylinterin hylsyn ja pumpunpesän 1 väliin. Rengastilaan 13 aukeaa imukanava 14, johon on liitetty ei-esitetty syöttöpumppu polttoaineen tuomiseksi. Lisäksi on rengastilaan 13 liitetty ylisyöksy-25 kanava 15, jonka kautta polttoaine voi syöttövaiheen lo- • · * pussa virrata pois pumppukammiosta 4 kanavaan 11' ja aukon 12 kautta.

Keksinnön mukaisesti on sylinterin hylsyyn 2 sovitettu kanava 16, joka lähtee pumppukammiosta 4 ylhäältä ja 30 aukeaa ylisyöksyventtiilin 17 välityksellä ylisyöksykana-vaan 15. Ylisyöksyventtiili 17 on sovitettu siten kanavaan • 16, että pumppukammiossa 4 vallitseva polttoaineen paine painaa sitä sulkeutuvassa suunnassa vastepintaa 18 vasten. Lisäksi on tämän vaikutuksen tukemiseksi sovitettu jousi 35 17’. Ylisyöksyventtiili 17 on poisvirtaussivultaan varus- 1

II

· 5 96055 tettu tapilla 25, joka painaa jäljempänä edelleen selitettyä jousikuormitettua mäntää 31.

Sylinterin hylsyyn 2 on sovitettu toinen, sen seinän läpikulkeva aukko 28, joka lävistää myös pumpunpesän 1 5 seinämän ja on kaarevan taivutetun putkikappaleen 29 välityksellä yhteydessä tilaan 31, johon on sovitettu tappia 25 vasten painautuva mäntä 31. Mäntä 31 lepää jousella 32, joka tukeutuu tilan 30 pohjaan. Tilasta 30 johtaa poraus 33 ylisyöksykanavaan 15, jolloin tähän poraukseen on sovi-10 tettu jousikuormitettu jälkitäyttöventtiili 34. Tämä jäl-kitäyttöventtiili varmistaa, ettei pumpunmännän 3 paineiskun yhteydessä porausta 33, tilaa 30 eikä aukkoon 28 johtavaa kanavaa voida imeä tyhjiksi, koska tässä tilassa syntyvän alipaineen yhteydessä polttoainetta voi virrata 15 ylisyöksykanavasta 15 jälkitäyttöventtiilin 34 kautta. Tämä tilavuus on siis aina polttoaineen täyttämä, jolloin tämä polttoaine on hivenen alhaisemman paineen alaisena kuin kanavassa 15 oleva polttoaine. Jälkitäyttöventtiilis-tä 34 haarautuu poraus 35, joka aukeaa ohjausventtiilin 36 20 välityksellä samoin ylisyöksykanavaan 15, nimittäin ala-virtaan ylisyöksyventtiilistä 17. Ohjausventtiiliä 36, josta kuviossa 1 on esitetty ainoastaan sulkuosa, voidaan ohjata sähköisesti, hydraulisesti tai myös mekaanisesti.

Pumpunmäntä 3 käsittää poikittain pituusakseliinsa 25 nähden ja kehänsä osalle ulottuvan kanavan 19, jonka ku-‘ ' viossa 1 ylempi ylärajoitin muodostaa kolmannen ohjausreu- nan 20, joka on yhteistoiminnassa sylinterin hylsyssä 2 olevan toisen aukon 28 kanssa. Kanava 19 on aksiaalisen, männän 3 vaippapintaan sovitetun kanavan 21 välityksellä 30 yhteydessä kanavaan 11' ja siten pumppukammioon 4. Ohjaus-reuna 20 kulkee jonkin verran viistoon pumpunmännän 3 pi-• tuusakselin suhteen, jossa on kuviossa 1 alaosassaan ham- mastus 23, joka on tartunnassa ei lähemmin esitetyn ham-mastangon 24 kanssa. Tämän hammastangon avulla pumpunmän-35 tää 3 voidaan kiertää jonkin verran pituusakselinsa ympä- 1 · 6 96055 ri, niin että kolmen viiston ohjausreunan 10, 11 ja 20 sijaintia voidaan muuttaa kyseisten aukkojen 12 ja 28 suhteen.

Laitteen normaalikäytössä liikuttaa ei-esitetyn 5 nokka-akselin nokka pumpunmäntää 3 kuviossa 1 ylöspäin, jolloin ensimmäinen ohjausreuna 10 sijaitsee aluksi vielä jonkin matkan päässä aukosta 12. Tänä ajankohtana ovat paineventtiili 8 ja ylisyöksyventtiili 17 vielä suljettuina. Niin pian kuin pumpunmännän 3 liikkeen jatkuessa edel-10 leen ylöspäin ensimmäinen ohjausreuna 10 peittää aukon 12, alkaa syöttövaihe ja sen myötä suihkutustapahtuma, samalla kun pumpunmäntä 3 puristaa pumppukammiossa 4 olevaa polttoainetta suuren paineen alaisena syöttöjohtoon 9, jolloin paineventtiili 8 on auki. Syöttövaiheen alkua on merkitty 15 kirjaimella A kuviossa 2. Niin pian kuin pumpunmännän 3 kolmas ohjausreuna 20 on tullut toisen aukon 28 alueelle, syntyy kanavien 11', 21 ja 19, aukon 28 ja tähän liittyvän, putkikappaleessa 29 olevan kanavan kautta yhteys pumppukammion 4 ja männän 31 alapuolella olevan poltto-20 aineella täytetyn tilan 30 välille. Tämän yhteyden johdosta etenee korkea paine pumppukammiosta 4 tilaan 30, mistä on seurauksena männän 31 nopea liike ylöspäin, niin että ylisyöksyventtiili 17 avautuu syöttövaiheen aikana. Polttoainetta poistuu siten pumppukammiosta 4 kanavan 16 25 kautta ylisyöksykanavaan 15. Tämän paineen alenemisen joh- * dosta pumppukammiossa 4 katkeaa polttoaineen syöttö paine-johtoon 9 ohimenevästi. Tämän keskeytyksen alkua on kuviossa 2 merkitty kirjaimella B. Keskeytys päättyy siten, että vastaavan signaalin avulla avataan ohjausventtiili 30 36, niin että männän 31 alapuolella tilassa 30 vallitseva korkea paine purkautuu porauksien 33 ja 35 kautta ja mäntä ·’ 31 palaa jälleen kuviossa 1 esitettyyn sijaintiin, jossa ylisyöksyventtiili 17 on suljettuna. Tätä päätepistettä, jossa siis syöttövaihe jatkuu painejohdon 9 kautta suih-35 kutusventtiiliin, on kuviossa 2 merkitty kirjaimella C. 1 li · 7 96055

Syöttövaihe ja suihkutus päättyy, kun toinen ohjausreuna 11 männän 3 liikkeen jatkuessa edelleen ylöspäin vapauttaa aukon 12, mikä kuviossa 2 vastaa kohtaa D. Pumppukammion 4 paine purkautuu kanavan 11', aukon 12 ja rengastilan 13 5 kautta. Pumpunmännän 3 liikkeen käännyttyä pääsee imukana-van 14 ja rengastilan 13 sekä aukon 12 kautta uutta polttoainetta pumppukammioon 4.

Kuten jo mainittiin, voidaan ohjausventtiilin 36 avausajankohtaa muuntamalla muunnella pisteiden B ja C 10 ajallista välimatkaa, erityisesti tehdä se hyvin pieneksi.

Hammastangon 24 avulla tulee mahdolliseksi siirtää koko syöttövaihetta ja koko suihkutustapahtumaa, siis kuviossa 2 pisteiden A ja D välistä aikajaksoa eteen- tai taaksepäin, esim. polttomoottorikoneen kuormituksesta riippuvai-15 sesti.

• 1 1 · ·

Claims (1)

1. 8 96055 Patenttivaatimus: Dieselpolttomoottorikoneen polttoaineen suihkutus-laite sisältäen polttoainepumpun, joka käsittää nokka-ak-5 selin käyttämän, polttoainetta pumppukammioon syöttävän pumpunmännän (3), jossa on pumpun syötönalun määräävä ensimmäinen ohjausreuna (10) ja pumpun syötön loppumisen määräävä toinen ohjausreuna (11), jolloin nämä molemmat ohjausreunat (10, 11) ovat yhteistoiminnassa saman, pumpun 10 sylinteriseinässä (2) sijaitsevan aukon (12) kanssa, joka on yhteydessä imukanavaan (14) ja ylisyöksykanavaan (15), pumpunmännän (3) ollessa varustettu vielä ainakin kolmannella, pumppukammioon (4) yhteydessä olevalla ohjausreu-nalla (20), joka on yhteistoiminnassa pumpun sylinterisei-15 nässä (2) olevan toisen aukon (28) kanssa, tunnettu siitä, että pumppukammioon (4) on liitetty ylisyöksykanavaan (15) johtava kanava (16), johon on sovitettu pumppu-kammiossa (4) vallitsevalla polttoaineen paineella sulku-suunnassa kuormitettu ylisyöksyventtiili (17), että pump-20 puun on sovitettu mainittuun toiseen aukkoon (28) yhteydessä oleva, polttoaineella täytetty tila (30), joka on lisäksi yhdistetty jälkitäyttöventtiilin (34) ja ohjaus-venttiilin (36) välityksellä ylisyöksykanavaan (15), että polttoaineella täytettyyn tilaan (30) on sovitettu tämän 25 polttoaineen kuormittama mäntä (31), joka on yhteistoimin-nassa ylisyöksyventtiilin (17) kanssa siten, että - ennen polttomoottorikoneen männän yläkuolokohtaa asetetun syötönalun yhteydessä - ylisyöksyventtiili (17) avautuu syöttövaiheen aikana ohimenevästi, kun kolmas ohjausreuna (20) 30 saa sylinteriseinässä olevan toisen aukon (28) välityksellä aikaan yhteyden pumppukammiosta (4) polttoaineella täy-• tettyyn tilaan (30), ja että ohjausventtiilin (36) avautu minen syöttövaiheen aikana päättää ylisyöksyventtiilin (17) avautumisen. 1 II · - 9 96055 Bränsleinsprutningsanordning för en dieselför-bränningsmotor, omfattande en bränslepump med en av en ka-5 maxel driven, bränsle tili pumpkammaren inmatande pumpkolv (3), som har en första styrkant (10) bestämmande pumpens inmatningsbörjan och en andra styrkant (11) bestämmande pumpens inmatningsslut, varvid bäda styrkanterna (10, 11) samverkar med en öppning (12) i cylinderväggen (2), som 10 kommunicerar med en sugkanal (14) och en överströmskanal (15), och varvid pumpkolven (3) vidare är försedd med ät-minstone en tredje, i förbindelse med pumpkammaren stäende styrkant (20), som samverkar med en annan öppning (28) i cylinderväggen (2), kännetecknad av att 15 tili pumpkammaren har anslutits en tili överströmskanalen förande kanal (16), i vilken har anordnats en med det i pumpkammaren rädande bränsletrycket i stängningsriktnin-gen belastad överströmsventil (17), att i pumpen har anordnats ett med den nämnda andra öppningen (28) kommunice-20 rande, med bränsle fyllt utrymme (30), som dessutom är förbundet med överströmskanalen (15) via en efterfyll-ningsventil (34) och en styrventil (36), att i det med bränsle fyllda utrymmet (30) har anordnats en kolv (31), som samverkar med överströmsventilen (17) sä, att - före 25 den Övre dödpunkten av förbränningsmotorns kolv justerad ·1 inmatningsbegynnelse - överströmsventilen under inmat- ningsfasen öppnas momentant dä den tredje styrkanten (20) via den i cylinderväggen (2) befintliga andra öppningen (28) ästadkommer förbindelse mellan pumpkammaren och det 30 med bränsle fyllda utrymmet (30), och att öppnandet av styrventilen (36) under inmatningsfasen avslutar öppnandet av överströmsventilen (17). ··