NO167274B

NO167274B - Fremgangsmaate for fremstilling av ammoniakk-syntesegass.

Info

Publication number: NO167274B
Application number: NO863354A
Authority: NO
Inventors: Alwyn Pinto
Original assignee: Ici Plc
Priority date: 1985-08-21
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1991-07-15
Also published as: DE3676130D1; EP0212889A3; IN166862B; AU6110186A; NO167274C; JPS6246901A; EP0212889A2; ZA865955B; JPH0798643B2; AU578375B2; NO863354L; NZ217139A; CA1254748A; EP0212889B1; GB8520892D0; ATE59029T1; NO863354D0

Description

Injektor for innsprøyting av brennstoff i en

sylinder i en forbrenningsmotor.

Oppfinnelsen angår generelt injektorer for innsprøyting av brennstoff i sylindrene i en forbrenningsmotor, særlig en brennstoff injektor for kompresjonstennende motorer. Med hensyn til teknikkens stilling så kan en henvise til norsk patent nr. 112 122.

Injektoren ifølge oppfinnelsen omfatter et injektorlegeme med en plungerboririg og en dyseåpning i en ende av plungerboringen, hvilket injektorlegeme har en brennstoffpassasje som innbefatter en tilførselsdel med en ende som er tilpasset for å kunne forbindes med en brennstofftilførselsledning og et matehull i den andre enden som forbinder tilførselsdelen med plungerboringen, samt en returdel som er tilpasset for å kunne forbindes til en brennstoffreturledning og er forbundet til den andre enden av til-førselsdelen, samt et plungerstempel som kan utføre resiproserende bevegelser i plungerboringen for å kunne bevirke åpning og lukning av matehullet og som er bevegelig mot dyseåpningen for å sprøyte brennstoff gjennom dyseåpningen, idet injektorlegemet omfatter en hoveddel, en sylinderdel og et dyseorgan og som er anordnet i rekke etter hverandre, samt en holderanordning for å holde injektorlegemet, sylinderdelen og dyseorganet sammen, og injektoren ifølge foreliggende oppfinnelse karakteriseres ved at holderanordningen er anordnet radielt adskilt fra sylinderdelen idet det mellomliggende klaringsrom utgjør en del av returdelen av brenn-stof fpassasjen og kommuniserer med brennstoffpassasjens tilførsels-del.

Injektorkonstruksjonen er fortrinnsvis slik at delene som normalt er gjenstand for slitasje og ødeleggelse lett kan bli erstattet uten demontering av hele injektoren. I denne forbindelse er injektorlegemet fortrinnsvis dannet av et flertall deler som er slik arrangert at de deler som er utsatt for størst slitasje lett kan bli erstattet. Slike deler er fortrinnsvis forsynt med borede hull som danner de ovenfor nevnte tilførsels- og returpartier. En konstruksjon i hvilken legemet består av et flertall deler, tillater at slikehull blir boret fra den ytre overflate på hvilken som helst del uten nødvendigheten av å plugge Igjen noe slikt hull ved enden av dette. En del av returpartiet er tildannet utelukk-ende ved å lage en klaring mellom to av legemedelene for å hindre nødvendigheten av et boret hull for en slik del av returpartiet.

Andre trekk og fordeler, vil komme frem fra den følg-ende beskrivelse i forbindelse med de vedlagte tegninger, på hvilke: Fig. 1 er et delriss i forminsket målestokk av en forbrenningsmotor som har en injektor med de karakteristiske trekk av oppfinnelsen: Fig. 2 er et langsgående snitt gjennom injektoren vist på fig. 1; Fig. 3 er et tverrsnitt tatt etter linjen 3-3 i fig. 2; Fig. 4 er et delsnitt tatt etter linjen 4-4 i fig. 3; Fig. 5 er et langsgående snitt i likhet med fig. 2, men tatt i et plan som er forskjellig fra det i fig. 2j og Fig. 6 er et riss i likhet med fig. 5, men viser delene av injektoren i en forskjellig stilling, under arbeidet, fra still-ingen av delene vist i fig. 5.

I fig. 1 på tegningene er det vist en injektor, beteg-

net generelt med 10, festet på en motor som bare delvis er vist. Motoren kan naturligvis ha et flertall sylindre skjønt bare den

ene sylinder er vist. Motoren omfatter et sylinderhode 11, en vippeaksel 12 og en vippearm 13 innrettet til å bli vippet av vippeakselen av vanlige motordrevne midler.

Injektoren 10, med de karakteristiske trekk i henhold

til oppfinnelsen, består av et langstrakt injektorlegeme betegnet generelt med 20, og har en stempelboring 21, og en dysedel eller kopp 22 har dyseåpninger 23 gjennom hvilke brennstoff blir inn-sprøytet i sylinderen på motoren. Et stempel betegnet generelt

med 26, er frem- og tilbakegående anordnet i boringen- 21 for inn-sprøytning av en dose brennstoff fra et kammer i legemet 20 ved bevegelse av stemplet 26 mot dysen.

I den nærværende utførelse, består injektorlegemet av

en i alt vesentlig sylindrisk legemedel eller mellomdel 31, en sylinderdel 32, og en dysedel 22 arrangert i ende mot ende buttende forhold. De buttende endeflater betegnet 33 og 34 av legemet og sylinderdelene 31 og 32, og de buttende endeflater indikert med 36 og 37 av sylinder- og dysedelene 31 og 22, er bearbeidet flate for å sikre flate mot flate kontakt når delene er i stilling.

For å holde delene av injektoren 20 i et samlet, ende

mot ende forhold, er det anordnet en rørformet holder^ 40. Holderen 40 i dens nærværende utførelse er innvendig gjenget ved 41 i en

ende for samvirkning med ytre gjenge 42 på enden av legemedelen 31, som vist i fig. 2. Den andre enden av holderen 40 er forsynt med en innovervendt flens 4 3 som fremskaffer en innvendig skulder 44 for samvirkning med en ringformet, radielt utovergående flens

47 på dysedelen 22. Når holderen 40 blir skrudd på legemedelen

31, blir således endeflatene 33, 34 og 36, 37 av injektorlegemets

20 deler holdt i buttende forbindelse.

Som tidligere nevnt, er injektorlegemet 20 forsynt med

en boring 21 for opptagning av stemplet 26. Boringen 21 består i den nærværende utførelse av et parti 56 i legemedelen 31 og et koaksialt parti 57 i sylinderdelen 32, idet partiet 56 er noe større i diameter enn partiet 57, slik at den øvre ende av stemplet 26 kommer ikke i kontakt med veggen av boringen 56. Det indre av dysedelen 22 danner en fortsettelse av stempelboringen 21.

Stemplet 26 består av en brennstoff- og kontrolldel 61

og et rør 62. Den ytre diameter av røret 62 er noe mindre enn den

av partiet 56 av stempelboringen, slik at røret passer løselig inne i boringen 56 gjennom bevegelsen av stemplet. En flens 66

er festet til den andre ende av røret 62 for å fremskaffe en støt-flate for den ene ende av en fjærinnretning i form av en spiral-

fjær 67 anordnet rundt røret 62. Den andre ende av spiralfjæren 67 støtter mot en skulder 68 som utgjøres av en utvidet boring 67 i enden av legemedelen 31, hvilken boring er koaksial med boringen 56. Fjæren 67 er normalt under trykk og således tjener til å påvirke stemplet 26 bort fra dysen.

Bevegelse av stemplet 26 mot dysedelen 22 blir bevirket

av vippearmen 13 som virker via en langstrakt stanglignende del eller ledd 72.

Som tidligere nevnt, er injektorlegemet 20 forsynt

med en brennstoffpassasje gjennom denne som består av et tilfør-selsparti og et returparti. En ende av tilførselspartiet er innrettet til å bli forbundet med et brennstofftilførselsrør, og en ende av returpartiet er innrettet til å bli forbundet med et brennstoffreturrør. Slike brennstofftilførsels- og returrør, i den nærværende"utførelse, består av et par adskilte, langsgående boringer 80 og 81 (fig. 1), i sylinderhodet 11. Brennstofftil-førselsesboringen 80 har en ende forbundet til en brennstoffkilde under trykk, slik som en brennstoffpumpe, og brennstoffreturborin-

gen 81 som kan være forbundet til lavtrykksiden av brennstoff-

pumpen er anordnet for å returnere en del av brennstoffet tilført til injektoren fra pumpen. Brennstofftilførsels- og returboringene 80 og 81 krysser en vertikal boring, betegnet generelt med 82, i sylinderhodet 11, idet boringen 82 består av en serie konsentriske boringer med forskjellige diametre. Injektorlegemet 20 omfatter på lignende måte en serie konsentriske med forskjellige diametre utformede partier innrettet til å kommet i forbindelse med de konsentriske partier av boringen 82 for således å innstille injekto-

ren i sylinderhodet 11. Når den er riktig plassert i boringen 82, passer brennstofftilførsels- og returboringene 80 og 81 med de periferiske spor 84 og 85 i legemedelen 31. For å hindre brenn-stof f lekkas je mellom brennstofftilførselsboringen 80 og brenn-stof f returboringen 81, kan legemedelen 31 omfatte et flertall langsgående og atskilte spor 86 for mottagelse av O-ringformede pakninger 87, idet det er minst et spor og pakning på hver side av hver tilførsels- og returspor 84 og 85.

Tilførselspartiet av brennstoffpassasjen, i den nærværende utførelse, består av en tversgående boring 91 (fig. 2) som strekker seg innover fra sporet 84, hvis indre ende åpner inn i en ende av en langsgående boring 92. Boringen 92 strekker seg til endeflaten 33 av legemedelen 31, og kommuniserer med en ende (fig. 4, 5 og 6) av en langsgående boring 97 i sylinderdelen 32 som er sideveis forskutt fra boringen 92. Den andre ende av boringen 97 er adskilt fra enden av sylinderdelen 32 og er forbundet til en liten tversgående boring eller tilførselshull 98

i sylinderdelen, idet den indre ende av tilførselshullet 98 åpner

inn i partiet 57 av stempelboringen 21. Således består tilførsels-partiet av brennstoffpassasjen av det tversgående hull 91, de forbundne men sideveis forskutte langsgående boringer 92 og 97, og til førelseshullet 98.

I henhold til oppfinnelsen er stempeldelen 61, som betraktet i fig. 6, og stempelboringen 21 inkluderende det parti av denne som er i det indre av dysedelen 22, utformet slik at de bestemmer to kamre. Således er stempeldelen 61 og dysedelen 22, når stempeldelen er beveget bort fra dysen, utformet slik at de fremskaffer et rom inne i stempelboringen som kommuniserer med dyseåpninger 23 og tilførselshullet 98. Et slikt rom består i den nærværende utførelse av et injeksjonskammer 101 bestemt av det innvendige av dysedelen 22 og enden av stempeldelen 61, og et annet kammer 103 bestemt av et med redusert diameter utformet parti 104 på stempeldelen 61 og den tilliggende vegg av stempelboringen 57. Kamrene 101 og 103 er forbundet ved en begrenset kanal 106 liggende mellom det med redusert diameter utformede parti 104 og den tilliggende vegg, betegnet med 107, av det innvendige av dysedelen 22. I utførelsen er det med redusert diameter utformede parti 104 og veggen 107 sylindriske, slik at en klaring mellom disse fremskaffer den begrensede kanal 106. Enden av stempeldelen 61, betegnet med 102, er konsik formet for å passe til en komplementært konisk utformet indre flate 108 i dysedelen 22, Det med redusert diameter utformede parti 104 bestemmer også en skulder 111 som er effektiv til å åpne og lukke tilførsels-hullet 98 ved bevegelser av stemplet 26 i dens boring.

En videre forsiktighetsforanstaltning kan anordnes ved ventilmidler i form av en tilbakeslagsventil i tilførselspartiet av brennstoffpassasjen, mellom tilførselshullet 98 og brennstoffets innløpsspor 84. Slike ventilmidler består i den nåværende utfør-else av en kuletilbakeslagsventil 114 (fig. 3 og 4) festet i ét

uttak utformet i en av delene som utgjør legemet, i dette til-

felle i legemedelen 31. Et slikt uttak er tildannet av en boring 116 som strekker seg innover fra endeflaten 33 av legemedelen.

En boring 117 koaksialt med boringen 116 og med noe mindre dia-

meter enn kulen 114, strekker seg innover fra endeflaten 34 på sylinderdelen 32 og fremskaffer et sete for kulen 114. Den indre ende av boringen 116 krysses av en kort diagonal boring 118 som åpner inn i endeflaten 33 i forbindelse med den langsgående boring 97. Den indre ende av boringen 117 krysses av en ende av en annen diagonal boring 119 i sylinderdelen 32, som strekker seg til endeflaten 33 i forbindelse med den langsgående boring 92. Skulle således en trykkbølge, eller virkningen av denne, passere gjennom den begrensede kanal 106 og fortsette oppover i tilførselspartiet av brennstoffpassasjen , ville en slik bølge bringe kulen 114 til å komme til anlegg mot setet oc forhindre videre passering av bølgen i brennstoffpassasjen. En slik bevegelse av kulen blir naturligvis også avhjulet ved hjelp av tyngdekraften som virker på kulen 114 når injektoren er plassert med sin dyse ved den nedre ende. I enkelte tilfeller er kuleventiler 114 ikke nødvendig på

grunn av forhindringen av tilbakestrøm av det begrensede klarings-parti 106.

Som tidligere nevnt, består brennstoffpassasjen også

av et brennstoffreturparti for returnering av overskuttsmengdene av brennstoff til brennstoffreturboringen 81. Returpartiet består av en tversgående boring 131 (fig. 5 og 6) forbundet ved sine indre ender med den langsgående boring 97 i tilførselspartiet, og fortrinnsvis koaksiale med tilførselshullet 98. En tversgående boring 131 er avskilt fra sylinderdelens 32 endeflate 36 slik at det er et legeme av metall radielt på utsiden av metallet mellom tilfør-selshullet 98 og endeflaten 36. Når således bevegelse av stemplet 26 mot dyseåpningene 23 bygger opp et høyt trykk i kamrene 101,

103 for å bevirke innsprøytingen, blir radiell utovergående eks-pansjon av metallet mellom tilførselshullet og endeflaten 36 så

og si forhindret på grunn av støtten fremskaffet av metallet mel-

lom det tversgående hull 131 og endeflaten 36, og det faktum at den langsgående boring 97 ender ved et punkt adskilt fra ende-

flaten 36. Den ytre ende av den tversgående boring 131 åpner inn i et ringformet rom 132 beliggende mellom sylinderdelen 31 og den rørformede holderen 40. Det ringformede rom 132 består således av en del av returpartiet av brennstoffpassasjen. En ringformet

tetning, slik som en O-ring 133, kan være anordnet for å forhindre brennstofflekkasje mellom enden av legemedelen 31 og den rørformede holderen 40.

Brennstoffreturpartiet består videre av et tversgående hull eller boring 134 (fig. 2) i sylinderdelen 32, idet hullet 134 strekker seg fra rommet 132 og krysser partiet 57 av stempelboring og er adskilt fra det tversgående hull 131. Hullet 134

har et parti 136 på en side av boringspartiet 57 som kommuniserer med det ringformede rom 132 og et annet parti 137 på motsatt side av partiet 57. Partiene 136 og 137 av det tversgående hull 134, er innrettet til å bli forbundet av et periferisk spor 138 tildannet i stempeldelen 61, når stemplet er i sin fullt fremskjøvne stilling mot dysen, som illustrert i fig. 2 og 5. Sporet 138 består således av en annen del av returpartiet av brennstoffpassasjen.

En langsgående boring 141 i sylinderdelen 32 krysser partiet 137 av det tversgående hull 134 og kommuniserer med en annen langsgående boring 142 i legemedelen 31, idet boringen 142,

er forbundet til den indre ende av et annet tversgående hull 143

som åpner inn i sporet 85. Returpartiet av brennstofftilførsels-passasjen består således av den tversgående boring 131, det ringformede rom 132, det tversgående hull 34, sporet 138 i stempeldelen 161, de langsgående boringer 141 og 142 og den tversgående boring 143.

Sporet 138 er slik plassert på stempeldelen 61 at dét tversgående hull 34 lukkes og følgelig returpartiet åv brennstoffpassasjen før skulderen 111 avdekker tilførselshullet 98. Returpartiet av brennstoffpassasjen tillater således en sakte sirkuler-ing av brennstoff gjennom brennstoffpassasjen i injektoren for å rense passasjen for luft eller forbrenningsprodukter slik at en massiv strøm av brennstoff blir tilført til kammeret 103 for le-vering til injeksjonskammeret 101 ved bevegelse av stemplet 26

mot dysen. Anordningen av det ringformede rom 132, fremskaffer i tillegg til det å danne en del av returpartiet av brennstoffpassasjen, en kjøleeffekt på delene av injektoren som ligger ved rommet 132 på grunn av den foran nevnte brennstoffsirkulasjon gjennom denne.

Den ovennevnte konstruksjon fremskaffer visse andre fordeler i forhold til andre injektorkonstruksjoner når det gjel-der økt levetid og fremstillingsøkonomi. På grunn av det faktum at injektorlegemet 20 er tildannet av et flertall deler, kan således de deler som er utsatt for den største slitasje lett bli erstattet uten demontering av hele injektoren. Dysedelen 22 og sylinderdelen 32 kan således lett bli erstattet ved fjerning av holderen 40. For å sikre riktig stilling av det koniske indre 108 av dysedelen 22 og den koniske ende 102 av stempeldelen 61

er de innvendige overflatedeler av holderen 40 og de komplementære periferiske partier av dysedelen 22 dimensjonert slik at en liten klaring fremkommer mellom disse. En slik klaring tillater dysedelen 22 i å bli justert i forhold til sylinderdelen 32 for å sikre nøyaktig stilling av den koniske ende 102 og den komplementært koniske flate 108. En slik innretning blir lett oppnådd ved å bringe stemplet 26 til å bevege seg til sin fulle utskjøvne stilling i boringen 26, som illustrert i figurene 2 og 5, og så plas-sere dysedelen 22 på sylinderdelen 32 med de koniske partier i korrekt forbindelse og deretter feste den rørformede holderen 40. Nøyaktig innstilling av sylinderdelen 32 i forhold til legemedelen 31 er sikret ved et par tinder 146 (figur 3) idet bare en av disse er vist i figurene 5 og 6.

Den ovenfor nevnte flerdelskonstruksjon, tillater at alle de forskjellige boringer i injektoren kan bores fra en side-flate og derved eliminerer nødvendigheten av å plugge den motsatte ende av en slik boring. Prisen på en slik injektor er således redusert, og konstruksjonen av denne er forenklet.

Claims

1. Injektor for innsprøyting av brennstoff i en sylinder i en forbrenningsmotor, omfattende et injektorlegeme med en plun-gerboring og en dyseåpning i en ende av plungerboringen, hvilket injektorlegeme har en brennstoffpassasje som innbefatter en til-førselsdel med en ende som er tilpasset for å kunne forbindes med en brennstofftilførselsledning og et matehull i den andre enden som forbinder tilførselsdelen med plungerboringen, samt en returdel som er tilpasset for å kunne forbindes til en brenn-stof f returledning og er forbundet til den andre enden av tilfør-selsdelen, samt et plungerstempel som kan utføre resiproserende bevegelser i plungerboringen for å kunne bevirke åpning og lukning av matehullet og som er bevegelig mot dyseåpningen for å sprøyte brennstoff gjennom dyseåpningen, idet injektorlegemet omfatter en

hoveddel, en sylinderdel og et dyseorgan og som er anordnet i rekke etter hverandre, samt en holderanordning for å holde injektorlegemet, sylinderdelen og dyseorganet sammen, karakterisert ved at holderanordningen (40) er anordnet radielt adskilt fra sylinderdelen (32) idet det mellomliggende klaringsrom (132) utgjør en del av returdelen av brenn-stof fpassas jen og kommuniserer med brennstoffpassasjens tilfør-selsdel.

2. Injektor som angitt i krav 1, karakterisert ved at sylinderdelen (32) er anordnet med et tversgående hull (134) som kommuniserer med klaringsrommet (132) og utgjør en del av brennstoffpassasjens returdel.

3. Injektor som angitt i krav 2, karakterisert ved at det tversgående hullet (134) krysser en del (57) av plungerboringen (21) og har deler (136,137) på motsatte sider av denne, og at plungeren (26) er anordnet med en ringformet rille (138) som normalt registrerer eller står i flukt med delene (136,137) av det tversgående hullet (134) men kan be-veges ut av registrering med hullet for avstengning av strømmen gjennom brennstoffpassasjens returdel når plungeren åpner tilfør-selshullet (98).

4. Injektor som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at injektorlegemet (31) er anordnet med et par boringer (92,142) som strekker seg i lengderetningen fra legemets endeflate (33), på injektorlegemet samt et par tversgående boringer (91,143) som henholdsvis kommuniserer med de langsgående boringene (92,142) og at sylinderdelen (32) har et par boringer (97,141) som strekker seg i lengderetningen fra endeflaten (34) på sylinderdelen, idet enten injektorlegemet eller sylinderdelen (31,32) har en fordypning (116) i den flaten som kommuniserer med den ene (92) av de langsgående boringene i injektorlegemet (31) og med en (97) av boringene i sylinderdelen (32) og som utgjør tilførselspassasjen mellom disse, og at den andre (142) av de langsgående boringene i injektorlegemet (31) står i flukt med den andre (141) av de langsgående boringene i sylinderdelen (32), idet det tversgeånde hullet (134) strekker seg fra den ytre periferiske flaten av sylinderdelen (32) til den andre boringen (141) i sylinderdelen (32), og at sylinderdelen (32) videre har en tversgående boring (131) som strekker seg fra den ytre periferiske flaten av sylinderdelen inn i en av boringene (97) i sylin derdelen ved siden av innmatningshullet (98), idet det tversgående hullet (134) og den tversgående boringen (131) står i forbindelse med hverandre gjennom klaringsrommet (132), og at returdelen utgjøres av den tversgeånde boringen (131) i sylinderdelen (32), klaringsrommet (132), det tversgående hullet (134), de andre boringene (141,142) i sylinderdelen (32) og injektorlegemet (31) , og at den tversgående boringen (143) i injektorlegemet (31), det tversgående hullet (134), klaringsrommet (116) og hver av boringene (91,92,97,131,141,142), strekker seg fra en ytterside av injektorlegemet (31,32) hvor angjeldende boring er anordnet.

5. Injektor som angitt i krav 4, karakterisert ved at klaringsrommet (116) er anordnet i injektorlegemet (31), og at endeflaten (34) på sylinderdelen (32) er anordnet med et ventilsete, og at ventilorganer (114) som er montert i fordypningen (116) er tilpasset for å kunne an-bringes i ventilsetet for å lukke tilførselsdelen av brennstoff-ledningen når denne er utsatt for en trykkbølge fra dyseåpningen (23).