PL157661B1

PL157661B1 - Pompa wtryskowa dla silników spalinowych PL PL

Info

Publication number: PL157661B1
Application number: PL1988270369A
Authority: PL
Original assignee: Nova Werke Ag
Priority date: 1987-01-30
Filing date: 1988-01-29
Publication date: 1992-06-30
Also published as: KR890700751A; CN1011525B; JPH01502044A; DE3862708D1; CH672168A5; ATE63367T1; CN88100522A; EP0302904B1; KR950003759B1; WO1988005863A1; FI884481A; EP0302904A1; FI884481A0; PL270369A1; US4986728A

Abstract

1. Pom pa wtryskowa dla silników spalinowych do paliwa, posiadajaca tlok pom py prow adzony w cylindrze o nastawianym suwie rozrzadu zaw oro- wego umieszczony w osi podluznej tloka pom py nad kom ora cylindra i przed przewodem wtrysko- wym, który to uklad posiada grzybek zaworu w spólpracujacy z nim w górnym punkcie martwym tloka pom py oraz z urzadzenia nastaw iania suwu tloka, znamienna tym, ze grzybek (4) zaworu umie- szczony jest swoim dolnym koncem w komorze cylindra (10) i siega swoim górnym koncem (12) do obszaru przewodu wtryskowego (7) w korpusie (3) pom py, pomiedzy glowica (13) tloka (1) pom py a dolnym koncem (11) grzybka (4) zaworu usytuo- wane jest pierwsze hydrauliczne urzadzenie tlu- miace, zas grzybek (4) zaworu w górnym obszarze posiada drugie hydrauliczne urzadzenie tlumiace, które hamuje ruch grzybka (4) zaworu w kierunku od tloka (1) pom py, przy czym grzybek (4) zaworu jest umieszczony przesuwnie we wnece (14), której dolny koniec jest polaczony z kom ora cylindra (10) i której górny koniec jest polaczony przewodem wtryskowym (7). Fig. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku Jest pompa wtryskowa dla silnkków spalnnowych paliwa z tłokeem pompy o regulowanym skoku, prowadzonym w cylindrze, z układem rozrzędu zaworowego znajdującym się na osiowym przedłużeniu tłoka pompy nad komorą cylindra i przed przewodem wtryskowym, które to urządzenie zaworowe posiada- grzybek zaworu, który współpracuje z nim w górnym maatwym położeniu tłoka pompy oraz urządzenia nastawiania skoku tłoka.

W przypadku pomp wtryskowych, w których tłok pompy współpracuje w górnym martwym punkcie z układem rozrządu zaworowego, sam tłok pompy powoduje przerwanie procesu wtrysku, przy czym uruchamia on grzybek zaworu. Pompa wtryskowa tego rodzaju Jest znana z niemieckiego opisu zgłoszeniowego nr 3 100 725 Al.

Pompa wtryskowa taka posiada zawór prze^Kowy uruchamiany przez tłok pompy, w tej pompie wtryskowej ponad obszarem cylindra Jest umieszczona kom^rra palwwowa połączone przez kanał łączący z komorą cylindra. Równooegle do kanału palwwowego umieszczony Jest zawór przelewowy, który zamyka przelot z komory palwwowej w przewodzie zwrotnym do systemu podawania paliwa. Połączony z zaworem popychacz zaworowy Jest prowadzony w górnym obszarze komory

157 661 cylindra i styka się z tłokiem pompy w Jego górnym punkcie martwym. Zawór z popychaczem zaworowym Jest dociskany przez sprężynę do gniazda zaworu, to Jest w kierunku obszaru komory cylindra. Na górnej krawędzi komory paliwowej umieszczonej nad komorę cylindra znajduje się otwór łęczęcy i prowadzący do przewodu wtrysku. Tłok pompy Jest napędzany przez odpowiednie urządzenie, takie Jak np. opisane w wymmenionej pubbikacji. Podczas suwu tłoka pompy paliwo zostaje sprężone w komorze cylindra i włączane przez otwór łączący do komory paliwowej i stamtąd do przewodu wtryskowego. Po osiągnięciu pożądanego ciśnienia wtrysku zostają otwarte w znany sposób dysze wtryskowe i zaczyna się proces wtrysku do cylindra silnika spalinowego. Przed osiągnięcem górnego punktu martwego powierzchnia końcowa tłoka pompy dotyka końca popychacza zaworu i naciska na zawór przelewowy. W wyniku tego zostaje otwarty otwór łączący pomiędzy komorą paliwową i przewodem zwrotnym i ciśnienie w przestrzeni cylindra komory spalanie i przewodzie wtryskowym zostaje natychmiast zmnńejszone. W wyniku reduk^! ciśnienia zostaje także zamknńęta dysza wtryskowa i proces wtrysku zostaje przerwany.

W przypadku pomp wtryskowych pracujących przy bardzo wysokim ciśnieniu, na przykład 2500 barów, siły działające na tłok pompy i zawór przeeewowy podczas suwu wtrysku są bardzo duże. Także szybkość końcowe tłoka przed osiągnię^em górnego punktu martwego może być względnie duża. W Γηοι^ϋίβ, kiedy tłok pompy uderza w popychacz zaworu przelewowego, pommędz powierzchniami styku występują bardzo wysokie obciążenia powierzchniowe, które w krótkmm czasie niszczą te partie stykające się i ograniczają działanie urządzenia. W wyniku nagłego spadku ciśnienia przy otwarciu zaworu przeew^t^wego powwtaje także niebezpieczeństwo, że tłok pompy i zawór prz^awowy odsuną się do góry, skutkiem czego powstaną dalsze uszkodzenia. Aby to wyeliminować, należy wbudować silne sprężyny zwrotne nad zawor^^m przeeewowym w taki sposól aby tego, rodzaju zawory motały mieć sterowanie meebannczne. Urządzenia spełniające te wymogi można uzyskać tylko wtedy, jeśli szybkość pompowania i także ciśnienia pompy są znacznie zr^^dukowane i dzęki t^mu także siły działające pomiędzy tłokema) pompy i zaikr^m przeeewowym są mne^jsze. Redukcja szybkości pompowania jest przyczyną następujących wad Jak: konieczność stosowania większych tooków pompy i z tym związanych większych przecieków jak również mnńejszej mooliwości modulowania przebiegu szybkości tłoka. Nizsze ciśnienia wtrysku powodują gorsze rozpylenie paliwa w silniku i przez to późniejszy koniec procesu spalania. Znane urządzenie posiada dalsze wady, polegające na tym, że w obszarze zaworu przeeswowego i dodatkowe, komory paliwowej musi być zamontowany zawór ssania, który urnooliwia zasysanie paliwa z systemu zasilania w paliwo. Cała konfiguracja układu zaworu prziiθwowigo, zaworu ssania i kanałów łączących powoduje w kknsθkwiiiji to, że górny obszar cylindra musi być wykonany asymeerycznie. W wyniku tego przy nagrzaniu cylindra powssaje niebezpieczeństwo, że się on zdeformuje i w wyniku tego zostanie zakłócony bezprobemmowy przebieg ruchu tłoka pompy w komorze cylindra. Także wysokie ciśnienia prowadzą do niejednorodnej deformacji górnej części cylindra z identycznymi następstwami dla tłoka pompy.

Celem wynalazku Jest opracowanie pompy wtryskowej paliwa, w której tłok pompy oddziałuje na grzybek zaworu, bez wystąpienia uszkodzeń tłoka pompy albo grzybka zaworu, siłj występujące przy spadku ciśnienia wtrysku mogą być w pełni zmniejszone bez uszkodzenia elementów pompy wtryskowej przy czym można usunąć uszczelki z pierścieni gumowych znajdujące się dotąd typowo w pomiędzy korpusem a cylindrem, układ rozrządu zaworowego nad tłokemai pompł a cylnndrem, układ rozrządu zaworowego nad tłokeem pompy jest wykonany tymmiryczπii do osi pompy i przez to uniknięto wystąpienia asymetrycznych deformcc^ i naprężeń i układ rozrządu zaworowego dopuszcza bardzo wysokie ciśnienie pompy, jak również uproszczona Jest konstrukcji zaworu paliwowego i ssącego.

Cel ren zgodnie z wynalazkiem został osiągnięty w ten sposób, że grzybek zaworu umieszczony Jest swoim dolnym końcem w komorze cylindra i sięga swoim górnym końcem do obszaru przewodu wtryskowego w obudowie pompy, pornmędzy głowicą tłoka pompy i dolnym końcem korpusu zaworu Jest wykonane pierwsze hydrauliczne urządzenie tłumiące, grzybek zaworu w górnej części posiada drugie hydrauliczne urządzenie tłumiące, które hamuje ruchy grzybka zaworu w kierunku od tłoka pompy 1 grzybek zaworu Jest umieszczony przesuwnie we wnęce, której dolny koniec łączy się z komorą cylindra, którego górny koniec łączy się z przewodem wtryskowym.

157 661

Korzyści uzyskane dzięki wynalazkowi uwidaczniają się zasadniczo w tym, że tłok pompy przed osiągnięciem górnego punktu martwego uderza bezpośrednio w górny koniec grzybka zaworu, ale hydrauliczne urządzenie tłumiące ma za zadanie tłumione spowolnienie grzybka zaworu od zera do prędkości uaksymmlnej i dopiero w mornmenCe, w którym tłok pompy i grzybek zaworu posiadają równe prędkości, na korpus zaworu działa pełna siła· W tym morneeme zaczyna się już jednakże otwarcie zaworu prze^wowego 1 następuje spadek ciśnienia w komorze cylindra i przewodzie wtryskowym. Przed lsięgnięciem ιηοι^η^ otwarcia zaworu prz^snuego, także siła działająca na tłok pompy Jest zmniejszona tak, że tłok pompy Jest względnie hamowany· Dla tego przebiegu hamowmia przeznaczone Jest drugie hydrauliczne urządzenie tłumiące na grzybku zaworu wykonane mololltycznie w górnym obszarze, które służy do tego, aby korpus zaworu i dzięki temu tłok pompy nie były odsuwane do góry w wyniku dużej siły działającej. Korpus zaworu Jest prowadzony we wnęce, której dolny koniec łęczy się bezpośrednio z komorą cylindra, a do górnego końca której uchodzi przewód wtrysku. To ummoliwia symetryczne umieszczenie grzybka zaworu, wnęki otaczającej grzybek zaworu i doprowadzeń wokół osi pompy wtryskowej

Korzystny przykład wykonania wynalazku charakteryzuje się tym, że pierwsze hydrauliczne urządzenie tłumiące posiada wnękę o kształcie koła umieszczoną w głowicy tłoka pompy oraz otwartą dla grzybka tłoka, przy czym przekrój tej wnęki Jest nieco większy niż średnica dolnego końca grzybka zaworu, przy czym dolna powierzchnia końcowe grzybka zaworu w górnym punkcie martwym tłokę pompy styka się z powierzchnią podstawową tej wnęki i pom między nicą dolnego końca grzybka zaworu 1 pobocznicą wnęki utworzone jest szczelina.

Stosunek pierścieniowej powierzchni przekroju szczeliny do powierzchni przekroju tłoka pompy przy tym korzystnie maksymmlnii 1 : 500, a minimalnie 1 : 10(03.

W dalszym przykładzie wykonania wynalazku stosunek średnicy dolnego końca grzybka zaworu do średnicy tłoka pompy wynosi maksymmlnie 1 : 1,2 i minimalnie 1 : 2,5. średnica tłoka pompy Jest określone zasadniczo przez wymagane maksymmlne ciśnienie wtrysku i maksymalną możliwą długość skoku tłoka pompy, średnicę dolnego końca zaworu tłoka otrzymuje się z dopusz czalnego ciśnienia powierzchniowego pomiędzy płaszczyzną grzybka zaworu a powierzchnią podstawy wnęki w głowicy tłokę pompy przy resztkowych siłach działających przed osiągnięciem górnego punktu martwego. Przez zmianę powierzchni przekroju szczeliny możne uzyskać dopasowanie do danych konstrukcyjnych, przy czym te zmiany powoduję zmianę ilości wypływu paliwa z wnęki i dzięki temu przesunięcie punktu czasowego, w którym grzybek korpusu i tłok pompy znajdują się w bezpośrednim kontakcie. Celem dopasowanie przebiegu ruchu pomiędzy grzybkeem zaworu i (ΙοΗθμ pompy do wymagań są także wykonane odpowiednio płaszczyzny kontaktu l/lub pobocznice w obszarze styku.

Korzystny przykład wykonania wynalazku polega na tym, ze dolny koniec grzybka zaworu w obszarze wnikania do wnęki posiada stopniową średnicę, przy czym największa średnica w tym obszarze określa wielkość tej szczeliny. Takie rozwiązanie ummOliwil proste wykonanie urządzenia tłumaczącego i dokładne dopasowanie do warunków pracy.

Dalszy korzystny przykład wylkoi^^r^^a wynalazku polega ne tym, że drugie urządzenie tuumiące posiada przestrzeń tooczną w obszarze częściowym grzybka zaworu, otwory prowadzące łączące się z tą przestrzenią tłoczną, w którym jest prowadzony górny koniec grzybka zaworu, w tej przestrzeni tłocznej na grzybku zaworu lmeeszczona Jest powierzchnia tłoka i pommędzy powierzchnią pobocznicy górnego końca grzybka zaworu i powierzchnią pobocznicy otworów prowadzenia ltiorzlnα Jest także szczelina.

Stosunek pierścieniowej powierzchni przekroju szczeliny do powierzchni przekroju tłoka pompy wynos i maksymmlnie 1 : 600 1 minimalnie 1 : 1100.

Stosunek przekroju górnego końca grzybka zaworu do średnicy tłoka pompy wynosi maksyManie 1 s 1,5 i 1 : 3. Przy przesunięciu grzybka korpusu w kierunku przewodu wtrysku, palwwo które się znajduje w przestrzeni tłocznej wokół części zaworu korpusu, zostaje stłoczone przez powierzchnie tłoka na grzybku zawDru. WrOst ciśnienia paliwa w tej przestrzeni tłocznej powoouue, że paUwo odpływa do przewodu wtryskowego przez szczelinę pomiędzy pobocznicą górnego końca zaworu i pobocznicą ltworói prowadzenia. Wzrost ciśnienia działa przede wszystkim na grzybek zaworu-Jak sprężyna i zmniejsza skutkiem odpływu przez

157 561 szczelinę przyśpieszenia działające na zawór i siły do chwili ustalenia równowagi· Przez odpowiedni wybór średnicy i powierzchni przekroju szczeliny można określić dokładnie przebieg zmian ciśnienia· Urządzenie ciśnieniowe w pewnym zakresie działa samooθgiluJęco_łponieważ przy wzroście sił i przyspieszenia działających na grzybek zaworu występuję także większe siły przeciwnie skier-owane w przestrzeni tłocznej i tłumienie przybiera odpowiednio inny przebieg· Taki układ urzędzenia tłumięcego ummożiwia dzięki temu zmianę stanu działania pompy wtrysku paliwa i wyeliminowanie niedopuszczalnych przeblęgów siły i przyspieszenia w obszarze tłoka pompy i grzybka zworu i zwięzane z tym uszkodzenia. Dalsza zaleta polega na tym, że element tłumięcy może być nastawiany sam^i^z^^r^^Γ^*^θ i nie sę konieczne żadne dodatkowe układy ciśnieniowe.

W następny korzystnym przykładzie wykonania wynalazku grzybek zaworu posiada wydrężony kanał. Ten kanał Jest otwarty na górnym końcu grzybka zaworu i połączony na dolnym końcu grzybka zaworu przez otwory boczne z komorę cylindra i w obszarze poczętku otworów prowadzących z komorę tłocznę. Zaleta tego układu polega na tym, że kanały paliwowe znajdujęce się pod wysokim ciśni^a^neem sę prowadzone w środku pompy wtryskowej 1 we wszystkich przypadkach kanały dopływowa i odpływowe sę umieszczone radialnie i symeerycznie. Podczas suwu tłoka pompy przestrzeń tłoczna w górnym zakresie korpusu zaworu znajduje się pod tym samym ciśnieniem, co komora cylindra, w wyniku czego zostaję wyrównane siły osiowe.

Korzystnie grzybek zaworu posiada przlloiowy kanał, który Jest otwarty na górnym końcu i na dolnym końcu zaworu korpusu w kierunku osi i w obszarze poczętku otworu prowadzącego Jest połęczony przez otwory boczne z komorę tłocznę, we wnęce tłoka pompy przez podstawę wystaje czop paliwowy, który wchod^Ł z pasowaniem do wydrążonlgo kanału na dolnym końcu grzybka zaworu. Przelotowy kanał umooiiwia optymalny przepływ paliwa·

Wszystkie siły osiowe i promieniowe na grzybku zaworu sę wyrównywane tak, że nie występuję obciążlnia azymelrscznl aydrężonlio kanału przez palec tłoka pompy w obszarze górnego punktu martwego daje dodatkowe tłumienie i przeciwstawia się opóźnionemu przepływowi paliwa w przewodach palwwowych do dyszy.

Następny korzystny przykład wykonania wynalazku charakteryzuje się tym, że grzybek zaworu jast otoczony częściowo przez komorę plerścieniowę, do której uchodzę otwory doprowadzenia paliwa, w tej komorze pierścieniowej umieszczona Jest pierśclenioaa powierzchnia tłoka na grzybku zaworu i na górnym końcu komory pierścieniowej 1 tulei cylindra wykonane Jest pllrśclθniowl gniazdo zaworu. Zalety ostę^ięte dzięki temu urzędzeniu sę widoczne w tym, że to samo gniazdo zaworu służy Jako zawór przelawiay i ssania. Podczas fazy ssania, to znaczy po ruchu tłoka pompy skleiawθnym do góry, grzybek zaworu Jest utrzymywany w stanie równowagi i przez pierścianoowę powierzchnię tłoka znajdujęcę się w tej komorze pierścieniowej względnie ciśnienie systemu doprowadzania palwwa działające na tę powierzchnię i sprężynę dociskowę umilzzczonę w górnym obszarze grzybka zaworu. Podciśnienie ssania wytworzone w komorze cylindra działa przez kanał w grzybku zaworu na komorę tłocznę w górnym zakresie i powoduje przy małym dopływie paliwa do przestrzeni cylindra dodatkowe otwarcie komory zaworu. Dzięki pojęczeniu zaworu ssania i zaworu prze^wow^c w Jednym gnieźdźie zaworu konstrukcja rozrządu zaworowego znacznie upraszcza się i uzyskuje się tu dodatkowę korzyść symetrycznego ułożenie osi pompy.

Korzystnie tłok pompy, grzybek zaworu i otwór prowadzęcy sę otoczone przez tuleję cylindra wykonanę moioiitscznie i tuleja cylindra jest umocowana w kierunku osi pompy tylko na górnym końcu korpusu pompy. To moiniitsizne wykonanie tulei cylindra z tylko Jednostronnym nałoletlem daje zasadniczę korzyść, że termiczna rozszerzalność tulei nie prowadzi do jej naprężeń i że sama tuleja nie Jest naprężona w kierunku osiowym. Dzięki temu można unlknęć deformacci komory cylindra w wyniku każdorazowych sił nacisku działaęących na tuleję cylindra. To prowadzi z kolei do mntejszlj moilliości zakłócenia przebiegu ruchu tłoka pompy w komorze cylindra.

Korzystnie według w^r^^^azku tuleja cylindra Jest co najmniej częściowo otoczona przez pobocznicę korpusu, która to pobocznica posiada otwory podłużne, które sę pouczone z przewodami doprowadzania 1 odprowadzania paliwa i w stanie roboczym sę napełniane palwwam, a

157 661 dolny koniec tulei cylindra kończy się w bezciśnieniowej przestrzeni upływowej w płaszczu obudowy. Ozięki paliwu obiegajęeemu w tych, otworach podłużnych pobocznica płaszcza 1 cylinder pompy może być nagrzewana równomiernie na całej długości uszczelniania i dzięki temu Jest zasadniczo zmi^jszone obciążenie termiczne płaszcza i tulei cylindra. Cylindryczne powieΓzchnie stykowe pomiędzy tuleją cylindra i pobocznicą korpusu tworzą metaliczne uszczelnienie ze szczeliną, której dolny koniec uchodzi do bezciśnieniowej przestrzeni upływowej Ma to tę zaletę, że do uszczelnienia pommędzy tuleją cylindra i płaszczem obudowy nie są Już potrzebne uszczelnienia, na przykład w postaci pierścieni gumowych. Te urządzenia u^mżżli^iają także istotnie lepszą kontrolę, ciśnienia przetewoeego wewnntrz korpusu pompy.

Ulepszenie napędu tłoka pompy uzyskuje się w ten sposób, że na dolnym końcu tłoka pompy umieszczony Jest dodatkowy tłok i część tego dodatkowego tłoka stanowi ammotyzator pneumatyczny lub hydrauliczny, który działa w kierunku przecwwnym do ruchu tłoka pompy. Następnie uruchammający element urządzenia napędowego i sterującego spoczywa luźno na dolnym końcu tłoka pompy. Jest także młoż-i^we wykonanie napędu mecchancznie, hydraulicznie albo w dowolny kombinowany sposób. Element uruchamiający spoczywający luźno na tłoku pommy, popycha tłok pompy podczas ruchu do góry. Przy tym także tłok dodatkowy Jest popychany do góry i w komorze zbiorczej czynnik cCśiiθnżowy hydrauliczny lub pntummnycziy zostaje sprężony. Po osiągnięciu górnego punktu martwego sprężony czynnik ciśnienoowy powoduje powrót tłoka pompy, co daje tę korzyść, że pomiędzy urządzeniem napędu i sterowania i tłokemm pompy nie Jest konieczne żadne sprzężenie mechaniczne o zwartej postaci. tego jest, że element uruchammający urządzenia napędu i sterowania w zakresie górnego punktu martwego tłoka pompy może się poruszać niezależnie od niego i każdorazowe odchylenia przebiegu ruchu mogą być odparte.

Korzystnie do przewodu wtryskowego wbudowany Jest za grzybkeem zaworu zawór odciążający z połączenei^m z obwodem paliwa. Przed uruchomieniem pompy wtryskowej tłok pompy ustawiany jest w górnym punkcie martwym, ponieważ on gwarantuje wyraźną pozycję wyjściową tłoka pompy. Dla wyeliminowania wtrysku ‘paliwa podczas tej fazy ruchu do cylindra silnika Jest otwierany zawór odciążający i paliwo parte przez tłok pompy może odpłynąć ponownie do obwodu paliwa. Nastawianie skoku tłoka pompy następuje teraz zawsze od górnego punktu martwego do dołu przez urządzenie napędu i sterowania. Ruchy tłoka pompy wychodzą zawsze z dokładnie zdefinżowαiej pozyc j.

Przedmiot wynalazku Jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.l przedstawia schernmtycznie przekrój podłużny pompy wtrysku paliwa według wynalazku z usuniętym urządzeneem napędowym i sterującym, fig.2 powiększony fragment tulei cylindra z grzybkeem i głowicą tłoka pompy, fig.3 podobny fragment Jak na fig.2, ale z piewwszym urządzeniem tłumiącym w innym przykładzie wykonanńa.

Pompa wtrysku paliwa przedstawiona na fig.l stanowi pompę wtryskową do silnika Diesla, która wytwarza ciśnienie wtrysku rzędu 2500 barów. Pompa wtryskowa składa się z korpusu 3 z kołniereem 5 korpusu. W korpusie 3 jest wbudowana tuleja cylindra 2, w której znajduje się komora cylindra 10. W komorze 10 cylindra prowadzony jest tłok 1, który na swoim dolnym końcu Jest połączony z elementem napędowym 19 urządzenie, które służy do napędu c nastawiania suwu tłoka 1. Urządzenie to składa scę ze znanego mechanIcznego C/uub hydraulicznego urządzenia do napędu i nastawiania przykładowo z niemieckiego opisu wyłoZeiloetgż nr 3 100 725, które nce jest bliżej przedstawione na fig.l. Paliwo jest doprowadzone do pompy wtryskowej przez dolotowe przewody palewowt 8, a nadmiarowe palwwo zostaje odprowadzone przez odlotowe przewody yaliwowe 9. Paliwo sprężone w komorze 10 cylindra przez tłok 1 jest doprowadzone poprzez kanał 20 wydrążony w grzybku 4 zaworu do przewodu wtryskowego 7 i stąd do dysz wtryskowych w silniku spal.iżw^^i w znany sposób, przy każdym cylindrze silnika speainowego Jest emiżiżeanr zespół przedstawionej pompy wtryskowej

3ak to pokazano na fig.l i 2, grzybek 4 zaworu Jest ut^aszczony we wnęce 14 w tulei cylindra 2, która sięga od górnego końca komory 10 cylindra do początku przewodu wtryskowego 7. Przy tym dolny koniec 11 grzybka 4 zaworu wchodzi do komory cylindra C dotyka głowicy 13 tłoka pompy w Jego górnym punkcie martwym. Górny koniec 12 grzybka 4 zaworu Jest prowadzony w części pośredniej 21 przy pomocy otworu prowadzącego 22. W środkowym obszarze grzybek 4 zaworu

157 661

Jest ułożyskowany ślizgowo na powierzchni 23 tulei cylindra 2· Pomiędzy powierzchnię 23 i częścię pośrednię 21 znajduje się przestrzeń tłoczna 24. Grzybek 4 zaworu eięga do przestrzeni tłocznej 24 powierzchnię 25 tłoka, przy czym ciśnienie panujące w przestrzeni tłocznej 24 naciska grzybek 4 zaworu w kierunku tłoka 1 do góry. Dodatkowo w przestrzeni tłocznej 24 pomiędzy powierzchnię 25 tłoka i płaszczyznę końcowę części pośredniej 21 Jest wbudowana sprężyna dodatkowe 26.

Pomiędzy ślzggowę powierzchnię 23 a górnym końcem komory 10 cylindra znajduje się dokoła grzybka 4 zaworu pierścieniowy kanał paliwowy 28, do którego uchodzę otwory 29 1 30. Kanał palwwowy 28 Jest uszczelniony względem komory cylindra 10 przez gniazdo 27 zaworu.

Gniazdo 27 zaworu umożliwia ssanie paliwa do komory 10 cylindra. Jeśli tłok pompy porusza się do dołu, a mianowwcie z przewodu doprowadzenia paliwa 8 przez otwór 29, kanał palwwowy 28 i komorę pierścienioię 31. Przy otwartym gnieździe 27 zaworu można z drugiej strony z komory 10 cylindra odprowadzić nadmiarowe paliwo przez komorę pierścienoowę 31 do kanału palwwowego 28 i potem przez otwór 30 do odpływowego przewodu palwwowego 9. Grzybek 4 zaworu z gniazdem 27 zaworu pracuje dzięki temu równocześnie Jako zawór ssania i przelewowy. Podczas suwu roboczego tłoka 1 pompy paliwo Jest podawane z komory 10 cylindra przez otwory 32 do wnęki 20 i stęd przez przewód wtryskowy 7 do dysz wtryskowych. Równnoześnie przez boczne otwory 33 w przestrzeni tłocznej 24 zostaje odtworzone ciśnienie i w wyniku nacisku powierzchni 25 tłoka i pow^ającej różnicy ciśnień gniazdo 27 zaworu zostaje mocno zamni^te. Dolotowy przewód palwwowy 8 Jest doprowadzony do pieΓέciθniiwθzo kanału 34 w korpusie 3, który jest połęczony z podłużnymi otworami 35. Te podłużne otwory 35 sę rozłożone w całym płaszczu korpusu 3 i wchodzę do drugiego kanału pierέcieniiwego 36, który tworzy połęczenie z odlotowym przewodem 9 palwwowym. Paliwo przepływajęce przez otwory podłużne 35 podczas działania pompy chłodzi płaszcz korpusu 3 i służy do róiioιniθriegi rozkładu ciepła wzdłuż całej długości uszczelnienia tłoka pompy, Jak również do redukcji naprężeń termicznych w pompie wtryskowej.

Tuleje cylindra 2 posiada na swym górnym końcu kołnierz 37 mocujęcy 1 uszczelniajęcy· Kołnierz 37 Jest wcienięty pornmędzy powierzchnię stykowę 38 w korpusie 3 i kołni^^zzem 5 korpusu. Mocowanie Jest nel^ONem za pomocę śrub, które umieszczone sę w obszarze kilku osi 39. Mocowanie nie zostało uwidocznione na rysunku. Jako nie istotne dla rozw-ęzamia według wynalazku.

Uszczelnienie pomiędzy kołiieieem 37, powwerzchnią styku 38 korpusu 3 i nołiiθzzem 5 korpusu następuje przez dociśnięcie płaszczyzn kontaktowych z odpowwednio dużym naciskiem. Dzięki temu urządzeniu pompa palwwowa jest uszczelniona względem otoczenia przy pomocy metalu i może wytrzymać także bardzo duże ciśnienia w kanale 36 także w przypadku otwarcia gniazda 27 zaworu przy ciśnieniu przykładowo 2500 barów. Następnie tuleja cylindra 2 jest nasunięta bez dodatkowej powłoki w kierunku osiowym do otworu 40 korpusu 3. W górnym końcu tulei cylindra 2 znajduje się tuleja uszczelniająca 6, przez które jest zbierane skroplone palwwo i odprowadzane przez przewód odpływowy 41. Do tego służy tuleja uszczelniająca 6 pomiędzy komorę upływową 54 i następną komorę cylindra 42 w górnym obszarze korpusu 3. Gest oczywiste, że tuleja cylindra przy takiej kons^ckcc i nie Jest narażona na żadne dodatkowe naprężenia oprócz sił pochodzących od tłoka 1 pompy i od ciśnienia występującego w kom^i-ze 10 cylindra, które to naprężenia moggyby prowadzić do deformcc^ komory 10 cylindra. Tuleja cylindra 2 może się swobodnie rozszerzać w kierunku tulei uszczelniającej 6. Ponadto tuleje cylindra 2 Jest wykonana całkowicie tymitrycznii względem osi pompy 43, co także eliminuje występowanie odkształceń naprężeniowych. Dzięki temu urządzeniu nie sę konieczne plastyczne usi^t^z^lki piirścieniowi pomiędzy korpusem 3 a tuleją cylindra 2. Na udary ciśnienia, które powssają w kanale pierścieniowym 28 przy przelaniu paliwa na końcu sprężania, m^^na wpływać przez cofkę, przez co się unika rozprężania paliwa o obszarze kawwtacc i.

Oolny koniec tłoka 1 pompy jest połączony z dodatkowym tłokiem 44, który jest prowadzony w komorze 42 cylindra. Komora 42 cylindra jest wypełniona powietrzem i w znany ale nie przedstawiony sposób połączona z systmmem zasilanie w sprężone powwetrze albo zbiornikimm sprężonego powwetrza. Jeśli tłok 1 pompy zostanie przesunięty do góry wraz z dodatkowym tłokiem 44, wtedy powwetrze w komorze 42 cylindra jest lekko sprężone i działa po przekroczeniu górnego punktu martwego tłoka 1 pompy Jako sprężyna zwri^tnia. Na górnej powwerzchni 45

157 661 dodatkowego tłoka 4-4 znajduje się element napędowy 19 urządzania suwu i sterowania» który napędza tłok 1 pompy. Napęd może przy tym następować mehaalcznl^, hydraulicznie albo w postaci kombinowamj , przy czym Jednak Jest ważne, aby suw tłoka 1 pompy był merzony od górnego punktu martwego do dołu. Przez to zostaje stworzona dokładnie znana i zawsze Jednakowa baza dla pomiaru suwu. Ponieważ tłok pompy 1 przed zaczęceem napędzania pompy wtryskowej musi przesunęć się do górnego martwego punktu, w kołnierzu 5 korpusu Jest umieszczony zawór odciężajęcy 46, przez który może być odprowadzone palwwo z komory 10 cylindra przez kanał 20, początek przewodu wtryskowego 7 i otwory 47 i 48 w pr2θw^(^^i.a upłw*owym 41, Zawór odpływowy 46 Jeet uruchamiany przez element sterujący 49.

Figura 1 i 2 pokazują hydrauliczne urządzenie tłumiące, wykonane zai^ówno na górnym końcu 11 Jak 1 na dolnym końcu 12 grzybka moru. Fig. 2 pokazuje przy tym tłok 1 pompy w górnym punkcie martwym, przy czym gniazdo 27 zaworu Jest otwarte. W przeciwieństwie do tego na fig. 1 gniazdo 27 zaworu jest za^nięte, a więc grzybek 4 zaworu znajduje się w swym najwyższym położeniu i tłok 1 pompy Jest przedstawiony podczas ruchu suwu w kierunku do góry czyli sprężania. Pierwsze urządzenie tłumiące Jest wykonane pomiędzy górnym końcem 11 grzybka 4 zaworu i głowicą 13 tłoka 1 pompy. Przy tym w głowicy 13 tłoka 1 pompy znajduje się wnęka 15 o przekroju kołowym, która jest otwarta naprzeciw górnego końca 11 grzybka 4 zaworu tak, że górny koniec 11 grzybka 4 zaworu może wnikać do wnęki 15. Ponieważ komora 10 cylindra Jest wypełniona palw^em, przy suwie sprężajęcym tłoka 1 pompy we wnęce 15 znajduje się także paliwo.

Dolny koniec grzybka 11 zaworu 4 wnikający do wnęki 15 na tłoku 1 pompy przeciska to paliwo przez pierścieniową szczelinę 18 pozostającą pornmędzy p^^^wt^rzchnia^^ pobocznie. W wyniku tego względny ruch pomiędzy tłokeem 1 pompy a grzybkiem 4 zaworu Jest tłumiony zanim powierzchnia końcowa 16 dolnego końca na podstawie 17 we wnęce 15 dotknie tłoka 1 pompy. Bez tłumienie dolny koniec 11 grzybka 4 zaworu byłby szybko uszkodzony i zniszczony w wyniku dużych sił impulsowych. W przypadku średnicy tłoka równej na przykład 30 mm dolny koniec 11 grzybka 4 zaworu posiada średnicę 20 mm. Celem osiągnięcia optymalnych własności tłumienie wnęka 15 w głowicy 13 tłoka 1 pompy posiada takie wymmary, że w pierścieniowej komorze 18 tworzy się szczelina o szerokości około 0,025 mm. Szerokość szczeliny 18 może być dostosowana do tłoka 1 pompy i maksym^nego ciśnienia w komorze 10 cylindra. Celem optymmaizacj i Jest zmieniana także głębokość wnikania względnie długość szczeliny 28 Jest w kierunku osiowym.

Drugie urządzenie tłumiące na górnym końcu 12 grzybka 4 zaworu obejmuje część pośrednią 21 i otwór prowadzący 22 Jak też przestrzeń tłoczną 24 z odpowwednią powierzchnią 25 tłoka na grzybku 4 zaworu. Pomiędzy pobocznicą na górnym końcu 12 grzybka 4 zaworu i pobocznicą otworu prowadzenia 22 Jest utworzona ponownie pierścienóowa szczelina 50, przy czym szerokość tej szczeliny wynosi około 0,02 tnm. Podczas suwu sprężającego tłoka 1 pompy grzybek 4 zaworu znajduje się w swoim położeniu najwyższym i otwory boczne 33 są pozycjonowane ponad płaszczyzną końcową części pośredniej 21. Ciśnienie powwtałe w komorze cylindra może się dlatego przekazywać w sposób niezakłócony przez otwory 32, kanał 20 i otwory boczne 33 w przestrzeni tłocznej 24. Ciśnienie to działa na powierzchnię tłoka 25 i dociska grzybek 4 zaworu do gniazda 27. Gdy tylko tłok 1 pompy względnie podstawa 17 głowicy 13 dotyka po^^we^rzchni końcowej 16 grzybka zaworu, grzybek 4 zaworu zostaje popchnięty do góry. W wyniku tego przejście z otworów bocznych 33 do otworów prowadzących 22 zosteją zasunięte i zambni^tβ, a w przestrzeni tłocznej 24 w wyniku przesunięcie płaszczyzny 25 tłoka wytwarza się podwyższone ciśnienie. To podwyższone ciśnienie działa przeciwko ruchowi grzybka 4 zaworu i eliminuje Jego strzelanie do góry, w przy padku prawidłowo wymbaroaaneJ szczeliny 50 odpływa tyle paliwa z komory tłocznej 24, że grzybek 4 zaworu i tłok 1 pompy mogą być przesunięte z wymaganą szybkością i tłumienjeb w położenie górnego punktu martwego. W przypadku takiego przesunięcia grzybka 4 zaworu do góry, także gniazdo 27 zaworu zostałoby otwarte i ciśnienie wtrysku panujące w komarze cylindra 10 jak również kanale 20 i przewodzie wtryskowym 7 nad przestrzenią piarścleniową 31 w otworze 30 i dzięki temu w od^owNym przewodzie palwwowym 9 byłoby odprowadzone. Dzięki temu cały system znajduje się w górnym punkcie martwym tłoka pompy tylko jeszcze pod ciśnienem) systemu doprowadzania paliwa.

Podczas ruchu do góry zasysającego tłoka 1 pompy paliwo jest zasysane do gniazda 27 zaworu w komorze cylindra 10, Do tego na grzybku 4 zaworu przewidziana Jest następna po10

157 661 wierzchnia tłoka 51, która znajduje się w górnym obszarze kanału pierścieniowego 28. Ciśnienie podnoszące panujące o kanale pierścinniowym 28 działa na tę powOerzchnię tłoka 51 i utrzymuje gniazdo 27 zaworu o stanie otwarcia. Gdy tylko tłok 1 pompy osiągnie górny punkt martwy, w komorze cylindra 10 powstaje identyczne ciśnienie podnoszące Jak w systemie doprowadzania paliwa. To ciśnienie działa na otwory 32, kanał 20 i otwór boczny 33 także w przestrzeni tłocznej 24, w wyniku czego układ ciśnienia na obu końcach grzybka 4 zaworu Jest ponownie zrównoważony. W tym mmmmenie sprężyna dociskowa 26 w przestrzeni tłocznej 24 zamyka na stałe komorę zaworu tak, że może się ponownie zaczęć odtworzenie ciśnienia w komorze cylindra 10. Całe sterowanie cyklu ssania i przelewania, ruchy otwarcia i zamknięcia gniazda 27 i tłumienia ruchu tłoka 1 pompy w obszarze górnego punktu martwego jak również ruchu grzybka 4 zaworu jest osięgana przez Moiil.tyczia w yk on a η ϋ grzybka 4 zaworu. Ponieważ wszystkie elementy w obszarze grzybka 4 zaworu sę wykonane symmerycznie względem osi 43 pompy, w pompie tej daję się uzyskać bardzo wysokie ciśnienia wtrysku, w przypadku przedstawionego przykładu wykonaańa, na przykład 2500 barów. W przypadku przedstawionego przykładu do napędu tłoka pompy stosowany Jest wzmmcnńacz hydrauliczny w połęczeniu z nagwintowanym wrzeco^i^t^m 1 sioownikiem. To znane urzędzenie ummożiwia dokładny pomiar suwu roboczego tłoka pompy 1 od górnego punktu martwego do dolnego, przy czym ruch suwliwy jest meeChaiczπia cofany. Następnie niezależnie od suwu Jest moóliwa także redukcja siły roboczej działającej na tłok pompy i to zanim zostanie otwarte gniazdo 27 zaworu.

Figura 3 pokazuje inny ale podobny przykład wykonania urzędzenie, co fig.2 i także sposób działania jest podobny. Grzybek 4 zaworu posiada tu przelooowy kanał 55, który Jest otwarty na obu końcach 11 i 12 grzybka 4 zaworu w kierunku osi 43 pompy. Głowica 13 tłoka 1 pompy Jest również inaczej ukształtowana, przy czym w środku wnęki 15 Jest umieszczony cylindryczny czop palcowy, w wyniku czego wnęka 15 w tłoku 1 pompy otrzymuje podstawę 53 w kształcie pierścienia. Najbardziej wysunńęta część posiada dolny koniec 11 grzybka 4 zaworu o mnńejszej średnicy niż obszar szczeliny 18. Na końcu tłoka 1 pompy czop palcowy 52 wnika do końca kanału 55 i zamyka go, dzięki czemu rozpoczyna się tłumlenie przez szczelinę 18. Ponieważ w przestrzeni tłocznej 24 powstaJi ciśnienie wyzsze niż panujęce w kanale 55 i przewodzie wtryskowym 7, działanie tłumięce jest uzyskiwane przez górnę szczelinę 50.

Fig.3 m vł tf> -4 CJ m CM ?=·

157 661

Fig. 2

157 661

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1· Pompa wtryskowa dla silników spalinowych do paliwa, posiadająca tłok pompy prowadzonym w cylindrze o nastawianym suwie rozrządu zaworowego umieszczony w osi podłużnej tłoka pompy nad komorę cylindra i przed przewodem wtryskowym, itkry to układ posiada grzybek zaworu współpracujęcy z nim w gkrnym punkcie martwym tłoka pompy oraz z urzędzenia nastawiania suwu tłoka, znamienna tym, że grzybek /4/ zaworu umieszczony Jest swoim dolnym końcem w komorze cylindra /10/ i sięga swoim gkrnym końcem 12 do obszaru przewodu wtryskowego 7 w korpusie /3/ pompy, pomiędzy głowicę /13/ tłoka /1/ pompy a dolnym końcem /11/ grzybka /4/ zaworu usytuowane Jest pierwsze hydrauliczne urządzanie tłumięce, zaś grzybek /4/ zaworu w gkrnym obszarze posiada drugie hydrauliczne urzędzenia tłumięce, ktkre hamuje ruch grzybka /4/ zaworu w kierunku od tłoka /1/ pompy, przy czym grzybek /4/ zaworu Jest umieszczony przesuwnie we w^ięce /14/, ktkrej dolny koniec Jest połęczony z komorę cylindra /10/i ktkraj gkrny koniec Jest połęczony przewodem wtryskowym /7/.
2. Pompa według zastrz.l, znamienna tym, że pierwsze hydrauliczne urzędzenie tłumięce posiada wnękę /15/ o kształcie kołowym umieszczonę w głowicy /13/ tłoka /1/ pompy i otwartę dla grzybka /4/ zaworu, zaś średnica wnęki /15/ Jest nieco większe niż średnica dolnego końca /11/ grzybka /4/ zaworu, a dolna powierzchnia końcowa /16/ grzybka /4/ zaworu w gkrnym punkcie martwym tłoka /1/ pompy dochodzi do podstawy /17/ wnęki /15/, przy czym pomiędzy powierzchnię pobocznicy dolnego końca /11/ grzybka /4/ zaworu i powierzch nię pobocznicy wnęki /15/ utworzona Jest szczelina /18/.
3. Pompa według zastrz.2, znamienna tym, że dolny koniec /11/ grzybka /4/ zaworu w obszarze długości wnikania do wnęki /15/ posiada średnicę stopniowanę, przy czym największa średnica w tym obszarze warunkuje wielkość szczeliny /18/.
4. Pompa według zastrz.2, znamienna tym, że stosunek pierścieniowej powierzchni przekroju szczeliny /18/ do powierzchni przekroju tłoka /1/ pompy wynosi maksymalnie 1 : 500 a minimalnie 1 : 10(^0.
5. Pompa według zastrz.l, znamienna tym, że stosunek średnicy dolnego końca /11/ grzybka /4/ zaworu do średnicy tłoka /1/ pompy wynosi maksymilnia 1 : 1,2 a mr^i.manie 1 : 2,5.
6. Pompa według zastrz.l, znamienna tym, że drugie hydrauliczne urzędzenie tłumięce posiada przestrzeń tłocznę /24/ umieszczonę w obszarze częścoowym grzybka /4/ zaworu oraz otwkr prowadzęcy /22/ połęczony z tę przestrzenię tłocznę /24/, w ktkrym prowadzony jest gkrny koniec /12/ grzybka /4/ zaworu, przy czym w przestrzeni tłocznej /24/ na grzybku /4/ zaworu znajduje się powwerzchnia tłoka /25/ i pomiędzy powierzchnlę pobocznicy gkrnego końca /12/ grzybka /4/ zaworu i powierzchnię pobocznicy otworu prowadzęcego /22/ utworzona Jest szczelina /50/.
7. Pompa według zastrz.6, znamienna tym, że stosunek pierścień owej powierzchni przekroju szczeliny /50/ do powierzchni przekroju tłoka /1/ pompy wynosi maksymalnie 1 : 600 a minimalnie 1 :1100.
8. Pompa według zastrz.l, znamienna tym, że stosunek średnicy gkrnego końca /12/ grzybka /4/ zaworu do średnicy tłoka pompy /1/ wynosi maksymmlnίa 1 i 1,5 a m.r^imalnie 1 : 3.
9. Pompa według zastrz.l, znamienna tym, że grzybek /4/ zaworu posiada wydrężony wewnntrz kanał /20/, ktkry Jest na górnym końcu /12/ grzybka /4/ zaworu otwarty, zaś na dolnym końcu /11/ grzybka /4/ zaworu połęczony Jest przez otwory boczne /32/ z komorę cylindra /10/ i w obszarze poczętku otworu prowadz^ego /22/ Jest połęczony przez otwory boczne /33/ z przestrzenię tłocznę /24/.

157 661
10. Pompa według zastrz.l, znamienna tyra, że grzybek /4/ zaworu posiada przelotowy wydrążony kanał /55/, przy czym wydrążony kanał /55/ na górnym końcu /12/ i na dolnym końcu /11/ grzybka /4/ zaworu Jest otwarty w kierunku osi /43/ i w obszarze początku otworu prowadzącego /22/ Jest połączony przez boczne otwory /33/ z przestrzenią tłoczną /24/, zaś we w^ęce /15/ tłoka /1/ pompy znajduje się czop palcowy /52/ przechodzący przez podstawę /17/, który na dolnym końcu /11/ grzybka /4/ zaworu z pasowaniem do kanału /55/,
11. Pompa według zastrz.l, znamienna tym, że grzbbek /4/ zawouu Jest częściowo otoczony przez komorę pierścienoową /28/, do której wchodzą otwory /29, 30/ dolotowego przewodu paliwowego /8/ i odlotowego przewodu paliwowego /9/, przy czym w komorze pierścieni.owej /28/ umieszczona Jest płaszczyzna pierścieńoowa tłoka /51/ na grzybku /4/ zaworu i na dolnym końcu komory pie rśc leniwe j /28/ pomiędzy grzybkeem /4/ zaworu i tuleją /2/ cylindra umieszczone Jest pierśclenoowe gniazdo /27/ zaworu.
12. Pompa według zastrzel, znamienne tym, że tłok /1/ pompy, grzybek /4/ zaworu 1 otwory prowadzące /22/ są zamknięte przez litą tuleję /2/ cylindra i ta tuleja /2/ cylindra Jest przymocowana w kierunku osi /43/ pompy tylko na górnym końcu /37/ w korpusie /3/ pompy.
13. Pompa według zastrz.12, znamienna tym, że tuleja /2/ cylindra Jest zamknięta co najmniej częściowo w płaszczu korpusu /3/, zaś płaszcz korpusu /3/ posiada podłużne otwory /35/, które są połączone z dolotowymi przewodami paliwowzyi /8/ i odlotowymi przewodami pa^Nowymi /9/ 1 w stanie roboczym są napełniane palwwem, zaś dolny koniec tulei /2/ cylindra kończy się w bezciśnieniowej komorze odpływowej /54/ w płaszczu korpusu /3/.
14. Pompa według zastrz^ albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7 albo 8 albo 9 albo 10 albo 11 albo 12 albo 13, znamienna tym, że na dolnym końcu tłoka /1/ pompy umieszczony Jest dodatkowy tłok /44/, a część tego dodatkowego tłoka /44/ stanowi pneumatyczny albo hydrauliczny amortyzator, który działa przeciw skokowi roboczemu tłoka /1/ pompy.
15. Pompa według zasti·^^, znamienna tym, że ma element napędowy /19/ urządzenia napędowego i sterującego, umieszczony luźno na dolnym końcu tłoka /1/ pompy.
16. Pompa według zastrz.l, znamienna tym, że w przewodzie wtryskowym /7/ ponad grzybkeem /4/ zaworu jest wbudowany zawór odciążający /46/ z połączeneem /48/ do obiegu paliwa.

* * *