NO885616L - Injeksjons- of reguleringssystem for forbrenningsmotorer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et injeksjons- og reguleringssystem for forbrenningsmotorer med lnjeksjonsdyser for minst ett fluid, f.eks. brennstoff og/eller en tilsetning og innbefatter pneumatisk drivbare trykksensorer som står i forbindelse med innsiden av innløpsmanifolden, på begge sider av en strupe-veritil, hvilke trykksensorer styrer en ventil eller lignende for dosering av fluidet.

Fordelen ved et brennstoffinjeksjonssystem i sammenligning med forgassere er fremfor alt at motoren reagerer mere villig på akselerasjon, gir et høyere maksimalt kraftutbytte og bedre økonomi, da fordelingen av brennstoff er mer effektiv. En ulempe med brennstoffinjeksjonssystemer er en betydelig høyere kostnad for injeksjonssystemet, som er komplekst, og ved-likeholds- og reparasjonsarbeid er en oppgave for eksperter. Dette er realiteten for såvel mekaniske som elektroniske systemer, idet de sistnevnte hvis mulig til og med er enda mer kompliserte. Hvis en ekstra væske som f.eks. vann og/eller alkohol skal tilsettes, vil reguleringen av injeksjonssystemene bli enda mer komplisert.

Et annet problem ved vanlige injeksjonssysterner er mateventilen for brennstoffet, som pga. den høye nøyaktighetsgrad er meget dyr. Dessuten har disse ventiler en dårlig linearitet ved sin åpning.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en reguleringsenhet som styrer minst en måleventil slik at det oppnås en automatisk brennstoffregulering, som er tilfredsstil-lende under de fleste belastningsbetingelser. Reguleringsenheten kan styre mange doseringsventiler, en for hvert fluid, f.eks. et hovedbrennstoff og et ekstra brennstoff eller lignende. Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en doseringsventil med en god linearitet, langt slag og lave produksjonskostnader. Dette er oppnådd ved hjelp av de karakte-riserende deler av kravene.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet ved hjelp av enkelte utførelsesformer under henvisning til de vedlagte tegninger. Fig. 1 er et skjematisk riss av en forbrenningsmotor som er utstyrt med en reguleringsinnretning i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 2 viser i forstørret målestokk, sett ovenifra, en dobbelt reguleringsenhet i samsvar med oppfinnelsen, som styrer to doseringsventiler, en for hvert fluid. Fig. 3 viser et sideriss av reguleringsenheten som

illustrert på fig. 2.

Fig. 4 viser en annen utførelse av oppfinnelsen, delvis i

tverrsnitt.

Fig. 5 er et aksialsnitt gjennom en doseringsventil i

samsvar med oppfinnelsen.

Fig. 6 er et tverrsnitt gjennom ventilen illustrert på

fig. 5.

Fig. 7 er et snitt gjennom en del av en modifisert

doseringsventil i samsvar med oppfinnelsen.

På fig. 1 er en reguleringsenhet i henhold til oppfinnelsen anbragt på en forbrenningsmotor 12 av hvilken bare en sylinder er vist. En struper 15 er anordnet i inntaksmanifolden 14 på vanlig måte, idet struperen aktiveres f.eks. av gasspedalen (ikke vist). Nedstrøms for struperen'15 er en- ledning 16 forbundet med inntaksmanifolden 14, hvilken ledning 16 står i forbindelse med en første trykksensor 17, og oppstrøms for struperen er en annen trykksensor 19 forbundet via ledningen 18. Begge trykksensorer 17 og 18 er oppbygget på samme måte og forskjellen i størrelse er avhengig av det faktum at det negative trykk nedstrøms for struperen 15 er mye sterkere enn oppstrøms for struperen. Variasjonen i trykk sammenlignet med atmosfæretrykk vil virke på membranen 20 i begge trykksensorer. På denne membran er det festet staver 21 og 22 og de frie ender på begge disse staver er forbundet med et første ledd 23 som utgjør en del av reguleringsenheten 11. Et andre ledd 24 er innstillbart forbundet med det første ledd 23, hvilket andre ledd kan være festet på hvilket som helst sted langs det første ledd 23. Den andre enden av leddet 24 virker på en hevarm 25 og styrer således doseringsventilen 26. Denne doseringsventil er en del av brennstoffsystemet til forbrenningsmotoren. Brenn-stof f systemet omfatter en brennstofftank 27, en matepumpe 28 og et filter 29 som via en ledning 30 er forbundet med doseringsventilen 26. Fra denne fører en ledning 31, en for hver sylinder, til injeksjonsventilen 32, som kan være den frie ende av ledningen 31 eller en injeksjonsventil 33. For å ha ytterligere innstillingsmuligheter er forbindelsen mellom hevarm 25 innstillbar for å kunne forandre den effektive lengde for hevarmen 25. Ved tomgang, når struperen 15 er praktisk talt lukket, er det negative trykk nedstrøms for struperen så sterkt at stangen 22 for trykksensoren 17 er fullt tilbaketrukket slik at leddet 23, 24 dreier hevarmen 25 mot dens lukkede stilling i henhold til fig. 1, slik at brennstofftilførselen til injek-sjonsdysene 32 er ved minimum. Trykksensoren 19 er innstilt til ikke å reagere på luftstrømmene ved tomgang. Doseringsventilen 26 er innstilt for å gi brennstoff for tomgang i denne stilling.

Når struperen 15 åpner, vil det negative trykk i innløps-manifolden 14, nedstrøms for struperen 15 avta, slik at fjæren 34 ekspanderer, åpner doseringsventilen 26 og øker således brennstofftilførselen. Når antall omdreininger øker, vil mer luft bli suget inn gjennom innløpsmani folden, 14 og bevirke at trykksensoren 19 vil trekke tilbake sin stang 21 og således via ledd 23, 24 øke brennstoffstrømmen gjennom doseringsventilen 26. Når turtallet stabiliseres, vil det negative trykk nedstrøms for struperen 15 igjen bygges opp hvis det ikke er full gass. Dette betyr at trykksensoren 17 trekker tilbake sin stang 27 og således lukker doseringsventilen 26.

Regulerende enheter i samsvar med oppfinnelsen er egnet for regulering av mange fluider gjennom separate regulerings-systemer. Et eksempel kan være at det første medium er motordrivstoff, diesel eller vanlig bensin og det andre medium kan være f.eks. vann med et anti-frostmiddel, eller en alkohol såsom etanol eller metanol. Mediet kan også være en egnet gass,

f.eks. LPG.

En utførelse for to forskjellige fluider er vist på fig. 2 og 3. Ved denne utførelse er trykksensorene 19a og 19b festet til motorblokken 12, mens trykksensorene 17a og 17b er festet til armen 25 på hver doseringsventil 26a og 26b. Membranstengene 21 og 22 er forbundet til hverandre via ledere 23.

Ved en økning i trykk i en av trykksensorene, f.eks. i sensor 17a, vil den andre sensor 19a virke som en mer eller mindre fast påholder. Dette betyr at tilbaketrekningen av membranen og stangen til sensoren 17a vil bevirke at sensoren 17a beveges og således bevege armen 25 på hvilken den er montert.

En annen måte å oppnå denne reguleringsvirkning på er vist på fig. 4 hvor begge sensorer 17 og 19 er fast montert. Membranstengene 21 og 22 er forbundet til en glider 36 og 37 som hver hører til en felles glideventil 38. Gliderne 36 og 37 åpner eller lukker deres egne utløpsåpninger mer eller mindre. Disse utløpsåpninger er forbundet via et grenrør til brennstoff-mateledningen 31, en for hver sylinder. Ved varierende trykk i inntaksmanifolden vil glideventilen 38 dosere brennstoffet på samme måte som beskrevet ovenfor og gi en korrekt mengde brennstoff for hver belastningstilstand. Hver trykksensor kan like godt virke med sin egen glideventil eller lignende. Gliderne 36, 37 kan også ha form av glideren 41 på fig. 5.

På fig. 5 har doseringsventilen 26 en sylindrisk glider 41, idet en ende av glideren har en meget langstrakt konisk formet avfasing 42. Huset 44 til doseringsventilen 26 har utløps-åpninger 43, en for hver sylinder 13, som er plassert sym-metrisk ved samme høyde. Dette gir lav produksjonskostnad, linearitet og et langt slag. Hvis f.eks. utløpsåpningene 43 har en diameter på 1 mm og vinkelen for den konisk formede del 42 er 2°, vil slaget være ca. 8 mm. Ventilen er i dette tilfelle lineær med unntak av den første mm. Hvis linearitet er ønsket også for den første mm, kan man enten ha firkantede hull 4 3 eller la hullene 43 være runde og istedet la den første del av den konisk formede del starte med en større vinkel som gradvis forandres til den valgte vinkel for den konisk formede del. Istedetfor, eller i kombinasjon med den konisk formede del 42 av glideren 41 kan utløpsåpningene 4 3 kunne ha brede, grunne fordypninger. Også her kan vinkelen være tilnærmet 2°. Kohisiteten eller skråstillingen kan variere mellom 10:1 og 40:1, idet de første tall indikerer lengdene og de andre tall høyden for skråstillingen i forhold til horisontalplanet.

En reguleringsenhet i samsvar med oppfinnelsen kan også bli benyttet som en indikatorinnretning i kombinasjon med de ovenfor beskrevne innretninger, eller separat. Armen 25 for doseringsventilen 26 eller en tilsvarende enhet kan derved danne en viser 40, som kan benyttes som et økonometer, som tilfører kjøreren informasjon om brennstofforbruket.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de viste utførelser, men et antall variasjoner er mulige innenfor rammen av kravene. Det er således mulig å forbinde mer enn en doseringsventil 26 til leddet 23 via et andre ledd 24 for fordeling av ett eller flere ekstra medier. Det er også videre mulig å benytte trykksensorer som gir en elektrisk utgang, som regulerer minst en doseringsventil .

Claims (7)

1. Injeksjons- og reguleringssystem for forbrenningsmotorer med injeksjonsdyser (32) for minst ett fluid, f.eks. brennstoff og/eller en tilsetning, og innbefattende pneumatisk drivbare trykksensorer (17, 19) som står i forbindelse med innsiden av innløpsmanifolden (14), på begge sider av en strupeventil (15), hvilke trykksensorer styrer en ventil (26) eller lignende for dosering av fluid, karakterisert ved at en, den første trykksensor (17) er anordnet bak, dvs. nedstrøms for strupeventilen (15) for å avføle motorens fyllingsgrad, og at innretninger for avføling av trykket i innløpsmanifolden (14) er anordnet i front av, dvs. oppstrøms for strupeventilen (15) og er rettet på en slik måte at den andre trykksensor (19) aktiveres av den innkommende luftstrøm til motoren, og at utgangssignalene/ut-gangsavbøyningene fra begge trykksensorer (17, 19) koordineres og integreres på en slik måte at hver trykksensor (17, 19) er anordnet for å regulere doseringsventilen (26) uavhengig av den andre, og at det totale utgangssignal/avbøyning er sammensatt av utgangssignalene/avbøyningene til begge trykksensorer.

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved reguleringsenheten (11) omfatter et første ledd (23) som er dreibart forbundet med begge trykksensorer (17, 19), og et andre ledd (24) som er innstillbart forbundet med det første ledd, slik at det kan festes i forskjellige stillinger langs det første ledd (23), og at den andre enden av det andre ledd (24) er anordnet for å aktivere doseringsventilen (26).

3. System ifølge krav 1, karakterisert ved at hver trykksensor (17, 19) er anordnet for samvirke med en ventil eller hver av gliderne (36, 37) på en mateventil (38) for dosering av fluidet.

4. System ifølge krav 1, karakterisert ved at hver trykksensor (17, 19) påvirkes av lufttrykket i inntaksmanifolden, mot virkningen av minst ett ettergivende element (34, 35).

5. System ifølge krav 1, karakterisert ved at trykksensorene (17, 19) er anordnet for å gi et elektrisk utgangssignal som reaksjon på trykk og luftstrøm i innløpsmanifolden ved det respektive målepunkt og at utgangssignalene er beregnet på å styre doseringsventilen (26).

6. System ifølge krav 1, hvor doseringsventilen (26) omfatter to samvirkende flater som er i fluidtett kontakt med hverandre og bevegelig i forhold til hverandre, idet eh av dem er utstyrt med minst en doseringsåpning og den andre er anordnet slik at den, avhengig av sin stilling lukker eller åpner åpningen, karakterisert ved at en del av den samvirkende flate som er anordnet i åpningen (43) og/eller en del i den absolutte nærhet av åpningen (43) er utformet med en så smal helning eller konisitet at på den ene side lengden av den skråstilte flate er betydelig lenger enn høyden av den i forhold til horisontalplanet og på den annen side at lengden til den skråstilte flate er betydelig lenger enn diameteren til/ den okråotilto flato/ »J '*

7. System ifølge krav 1, karakterisert ved at skråstillingen skråstil-ler konisiteten varierer mellom 40:1 og 10:1, fortrinnsvis 30:1.