NO813857L - Brenselinjektor til forbrenningsmotorer - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår én brenselinjektor til forbrenningsmotorer, med glidestyring hvis fremre ende er utformet som en fortil lukket forstøver med ett eller flere;tverr-

gående forstøvningshull til innsprøyting av brensel, en i styringen aksielt forskyvbar glider til åpning og lukking av forstøvningshullene, en innløpskanal for brensel under

trykk til forstøveren, samt en på glideren motibrensel-

trykket i kanalen virkende lukkefjær til fastholdelse av glideren i dennes lukkestilling, som ved anlegg mellom motstående anleggsflater på glideren og glidestyringen er fast-

lagt slik at glideren først etter en viss vandring fra lukkestilling frilegger forstøvningshullene.

Fra den offentliggjorte svenske patentånsøkning nr.

74 16 296 er det kjent en injektor av denne art hvor anleggs-flatene mellom glidestyringen og glideren er beliggende bak (regnet fra forstøveren) to samvirkende sylindriske flater

på glideren og styringen, som danner en føring med tett pasning for glideren. Foran de nevnte føringsflåtene er det mellom glideren og glidestyringen et ringkammer som utgjør en del av branselinnløpskanalen. Det i ringkammeret virkende brenseltrykk virker således til å åpne forstøvningshullene og innlede innsprøytningen ved voksende trykk i det tilførte, brenselet, og når trykket igjen avtar, fører lukkefjæren glideren tilbake til lukkestillingen og avbryter derved inn-sprøytingen.

Det har vist seg at det i den kjente injektoren under visse omstendigheter, særlig ved lav motorbelastning, kan opptre etterdrypp av ikke-forstøvet brensel gjennom forstøv-ningshullene. Som følge derav kommer motorens utløpsgasser til å inneholde uforbrente eller ufullstendig forbrent brensel, hvilket medfører forurensning og derfor er uakseptabelt av miljøhensyn.

Videre medfører det en forringelse av motorens brenseløkonomi.

Oppfinnelsen tar sikte på å avhjelpe denne ulempe, og består i at de nevnte anleggsflater, som fastlegger gliderens lukkestilling, er utformet som samvirkende ventilflater til styring av en strømningspassasje mellom to suksessive avsnitt av brenselinnløpskanalen, henholdsvis på oppstrøms-

og nedstrømssiden av de to flatene.

Oppfinnelsen bygger på den antagelse at etter-dryppingen fra den kjente injektor skyldes at glideren ved avslutningen av sin lukkebevegelse er påvirket mot lukkestillingen av en relativt stor kraft fra lukkefjæren, samtidig med at det i motsatt retning virkende brénseltrykk avtar hurtig. De to anleggsflåtene vil derfor ved lukkingen støte så hardt mot hverandre at glideren rekylerer, eventu-elt flere ganger, og derved forbigående blottlegger forstøv-ningshullene , slik at brenselet ved det reduserte trykk kan dryppe gjennom hullene. Antagelsen bestyrkes av. at tendensen til etterdrypp er mere uttalt jo brattere trykkavlastningen i brenselkanalen foregår.

I injektoren ifølge oppfinnelsen er faren for etterdrypp eliminert eller i det minste betydelig redusert som følge av at de nevnte anleggsflåtene virker som en ventil som først lukker en tid etter at gliderens fremre del har avsperret forstøvningshullene. Under den etter ^avsperringen følgende, avsluttende del av lukkebevegelsen gjennomstrømmes ventilen av brensel som presses bakover fra forstøveren. Den bakoverstrømmende brenselmengde demper på denne måte glider-bevegelsen og sikrer derved et bløtt anlegg mellom de to anleggsflåtene, uten fare for at glideren rekylerer og igjen blottlegger forstøvningshullene. Oppfinnelsen medfører den ytterligere fordel at de to anleggsflåtene forblir i anlegg under den periode av en direkte tilsluttet brenselpumpes arbeidssyklus, hvor brenseltrykket vokser til en verdi hvor det kan overvinne lukkefjærens kraft på glideren, og i denne periode avsperrer ventilen tilbakeløpskanalen fra de sylindriske tetningsflåtene mellom glideren og forstøveren. Derved er faren for utsiving av brensel mellom disse flatene før den tilsiktede innsprøytningsperiode forebygget.

Fortrinnsvis er lukkefjærens dimensjoner av stemt slik etter gliderens vandring fra lukkestilling til åpen stilling, dvs. den stilling hvor glideren blottlegger for- støvningshullene, at det brénseltrykk som er nødvendig for å overvinne fjærkraften i lukkestillingen er mindre enn halvparten, fortrinnsvis 30-35%, av det brénseltrykk ved hvilket glideren blottlegger forstøvningshullene. Når den på seteflåtenes nedstrømsside stående brenselmengde etter gliderens avsperring av forstøvningshullene kan ekspandere til det nevnte relativt lave trykk, før seteflatene kommer i anlegg mot hverandre, er utsiving av brensel mellom de sylindriske tetningsflåtene på glideren og forstøveren etter sperringen av forstøverhullene forebygget.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, som noe skjematisk viser en utførelsesform for brenselinjektoren ifølge oppfinnelsen, idet

figur 1 viser et utsnitt av injektoren, sett i aksielt snitt,

figur 2 viser i større målestokk den fremre delen

av injektoren, spesielt selve glideren og den omgivende gliderstyring med forstøveren, i lukket stilling, og

figur 3 viser i samme målestokk det samme som i figur 2 viste, når glideren er åpen for innsprøyting av brensel.

Den på tegningen viste brenselinjektor;har et lang-strakt ytre hus som ved sin bakre ende har et utvidet hodé 33, ved hjelp av hvilket injektoren på kjent måte er montert i et ikke vist sylinderdeksel til en forbrenningsmotor, særlig en dieselmotor, og tilsluttet en ikke vist brensel-pumpe. I hodet 33 er det et brenseloljeinnløp 34 som er i strømningsforbindelse med en gjennomgående kanal 2 i et sentralt trykkrør 3, hvis fremre ende under innflytelse av ikke viste trykkfjærer som påvirker den utovervendende endeflate av hodet 33, holdes i tett anlegg mot den bakre enden av et trykkstykke 4. En fremovervendende brysting på trykk-stykket 4 ligger an mot en rørformet gliderstyring 5, som ved sin bakre ende har tett pasning i huset 1, og som er fast-holdt mot dreiing i huset ved hjelp av en tapp 6 som griper inn i en langsgående rille i den fremre enden av styringen. Mellom gliderstyringens og husets sylindriske pasnings-flater er det innskutt en tetningsring 7.

Til den fremre enden av gliderstyringen 5 er det på egnet måte, f.eks. ved elektronstrålesveising eller krymping, festet en forstøver 8 hvis fremre ende' rager inn i den ikke viste motorsylinderens forbrenningskammer. Forstøveren 8 er lukket ved sin fremre ende og har et stykke bak denne et eller flere forstøvningshull 9 i sin vegg. Den;førstnevnte

.fjærkraft på hodet 33 holder via delene 3, 4 og 5 en fremovervendende konisk flate 35 på forstøveren i tett anlegg mot en innvendig konisk flate på huset 1. En generelt med 10 betegnet glider er aksialt forskyvbar innvendig i gliderstyringen 5 og omfatter et midtre lengdeavsnitt 11, et sylindrisk fremre avsnitt ■ 12 som med tett pasning rager inn i forstøveren 8 til styring av hullenes 9 åpning og lukking, samt et bakovervendende endeavsnitt 13 med radiell frigang i gliderstyringen 5. Glideren 10 er belastet fremover til sin i figur 1 og 2 viste'lukkestilling, hvor dens fremre avsnitt 12 avsperrer forstøvningshullene 9, ved hjelp av en lukkefjær 14 (se figur 1), sombakentil ligger mot trykkrøret 3 over en skive 15 og fortil mot en' hylse 16 som er forskyvbar langs trykkrøret, og som overfører fjærkraften til en oppslisset trykkhylse 17, hvis fremre endeflate ligger an mot baksiden av glideren 10. I;figurene 2 og 3 er trykkhylsen utelatt for tydelighetens skyld. Detaljer ved den beskrevne konstruksjon til overføring av fjærens 14 lukkekraft til glideren 10 er vist i dansk patentskrift nr. 128 023.

Innløpskanalen 2 for det tilførte brensel fortsetter

i en sentral kanal 18 gjennom trykkstyringen 4 til en sentral kanal 19 i et ventillegeme 20, som med tett pasning er aksielt forskyvbart anordnet inne i gliderens 10 midtavsriitt 11. Kanalen 19 er lukket ved ventillegemets 20 fremre ende og står gjennom tverrgående boringer 21 i forbindelse med et kammer 22, som innvendig i glideren 10 støter opp til ventillegemets fremre koniske anleggsflate 36, som under påvirkning av en relativt svak trykkfjær 23 holdes i anlegg mot en

konisk seteflate 37 som omgir en kort kanal 24 i glideren.

Kanalen 2 4 er også lukket i bunnen og står over tverrgående boringer 25 i strømningsforbindelsen med et kammer 26 som støter opp til en konisk seteflate 38r ved overgangen mellom gliderens avsnitt 11 og 12. Den koniske flaten 38 fastlegger sammen med en motstående, ; komplementært konisk seteflate 39 på gliderstyringen 5 den i :figur 2

viste lukkestilling, som glideren inntar under ;påvirkning av lukkefjæren 14.

På nedstrømssiden av de nevnte koniske jseteflater

38 og 39 er et ringformet kammer 27 avgrenset mellom glideravsnittet 12 og de omgivende delene av gliderstyringen 5 og forstøveren 8. Kammeret 27 står over tverrgående boringer 28

i glideravsnittet 12 i forbindelse med en sentral kanal 29 som munner ut i den fremre enden av glideravsnittet • 12 og er lukket i sin bakre ende, bak boringen 28.

Som forklart i det ovennevnte danske patentskrift

nr. 128 023 kan det i intervallene mellom brenselinnsprøyt-ningsperiodene. opprettholdes en konstant sirkulasjon av - eventuelt forvarmet - brensel gjennom en vesentlig del av brenselinjektoren ved hjelp av en forpumpe, som leverer brensel ved et lavt trykk som er utilstrekkelig til å overvinne fjærens 23 kraft. Brensel strømmer da fra kanalen 18 gjennom en tverrgående boring 30 i den fremre del av trykk-stykket 4 til det ringformede rom 31 innvendig ;i huset 1,

bak gliderstyringen 5 og fra rommet 31 gjennom en ikke vist utløpsåpning tilbake til forpumpen.

Når brenselpumpen er i drift -vil brenseloljens trykk, som virker i kammeret 22 på forsiden av ventillegemet 20, på et visst tidspunkt av pumpens arbeidssyklus overstige det nevnte relativt lave trykk, og derved presse ventillegemet 20 tilbake og lukke boringen 30. Brensel kan da strømme videre gjennom mellomrommet mellom flatene 36 og 37 og gjennom kanalen 24 til kammeret 26 på forsiden av gliderens 10 midtre avsnitt 11. Glideren forblir imidlertid lukket inntil trykket i kammeret 2 6 er steget til en verdi hvor det kan overvinne kraften fra lukkefjæren 14. Brenselet har derfor ingen adgang til de sylindriske tetningsflåtene mellom gliderens fremre avsnitt 12 og forstøveren 8 under denne innledende periode av trykkets oppbygning. Injektorens komponent dimensjoneres fortrinnsvis slik at glideren først begynner å bevege seg bakover fra den i figur 2 viste lukkestilling og derved frigir brenselets strømning videre mellom seteflaten 38 og 39 til kammeret 27 og kanalen 29, ved det trykk som ligger

på ca. 30-35% av det tilsiktede innsprøytningstrykk, ved hvilket glideren har beveget seg så langt tilbake at dens fremre endeflate blottlegger forstøvningshullene 9 som vist

i figur 3, hvorved innsprøytingen av forstøvet^brensel starter.

Når brenseltrykket igjen avtar, begynner glideren å bevege seg mot venstre og sperrer derved først forstøvnings-hullene 9, mens det enda er passasje fra kammeret 27 til kammeret 26 mellom de motstående ventilsetef låtene 3.8. og 39 på henholdsvis den fremre ende av gliderens midtavsnitt 11

og gliderstyringen 5. Den mengde brensel, som på grunn av gliderens bevegelse fortrenges fra det indre avi forstøveren 8 kan derved strømme tilbake gjennom kanalen 29, boringen 28 og kammeret 27 til kammeret 26, og derfra videre til kammeret 22, hvis volum vokser ved gliderens bevegelse, :idet brenseltrykket samtidig fastholder, ventillegemet 20 i jdets høyre ytterstilling mot den relativt svake fjæren 23.[ Som nevnt ovenfor bevirker denne bakovergående brenselstrømning en demping av gliderens 10 lukkebevegelse, og sikrer derved et passe bløtt anslag mellom de to koniske ventilseteflåtene 38 og 3 9 mellom kamrene 2 7 og 26.

Med henblikk på å forebygge korrosjons- og errosjons-angrep på forstøvningshullene 9 er det hensiktsmessig at for-støveren 8 er fremstilt av et mot disse påvirkninger særlig bestandig materiale, f.eks. kobaltlegering, som avviker fra det materiale, normalt stål, hvorav gliderstyringen frem-stilles. Tilsvarende angrep på den fremre enden av glideravsnittet 12, som åpner og lukker for forstøvningshullene 9, kan på motsvarende måte forebygges ved å påsveise en spesiell ring 32 av korrosjons- og errosjonsbestandig materiale på enden av glideren.

Claims (3)

1. Brenselinjektor for forbrenningsmotorer, en gliderstyring (5), hvis fremre ende er utformet som en fortil lukket forstøver (8) med et eller flere tverrgående forstøv-ningshull (9) til innsprøyting av brensel, en i styringen (5) aksielt forskyvbar glider (10) til åpning og lukking av f orstøvningshullene, en. innløpskanal (2 , 18-19,- 21-22, 24-29) for brensel under trykk til forstøveren, samt en på glideren mot brenseltrykket i kanalen virkende lukkefjær (14) til fastholdelse av glideren i dennes lukkestilling, som ved anlegg mellom motgående anleggsflater på glideren og gliderstyringen er fastlagt slik, at glideren først etter en viss vandring fra lukkestillingen blottlegger forstøvningshullene, karakterisert ved at anleggsflåtene (38, 39) er utformet som samvirkende ventilseteflater til styring av en strømningspassasje mellom to suksessive avsnitt (26,27) av brenselinnlø pskanalen, hénholdsvis på oppstrøms- og ned-strømssiden av de to flater (38, 39).

2. Brenselinjektor ifølge krav 1, karakterisert ved at lukkefjærens (14) dimensjoner er av-stemt slik etter gliderens (10) vandring fra lukkestillingen til den stilling hvor den blottlegger forstøvningshullene (9), at det brénseltrykk som er nødvendig for å overvinne fjærkraften i lukkestillingen er mindre enn halvparten, fortrinnsvis 30-35% av det brénseltrykk ved hvilket glideren blottlegger forstøvningshullene.

3. Brenselinjektor ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at ventilsetef låtene, (38, 39) er koniske.