PL186623B1 - Rozdzielcza pompa wtryskowa - Google Patents

Abstract

1. Rozdzielcza pompa wtryskowa z komora robocza do zasilania co najmniej jednego zaworu wtryskowego dawka- mi paliwa pod cisnieniem wtrysku, ograniczona tlokiem polaczonym z napedem krzywkowym, zawierajacym co najmniej jedna krzywke, oraz ze sterowanym elektrycznie zaworem do sterowania iloscia wtryskiwanego paliwa i pun- ktem wtrysku poprzez laczenie lub odcinanie komory robo- czej od komory ssania oraz z przerwa w kazdym procesie wtrysku pomiedzy wtryskiem wstepnym i glównym, zna- mienna tym, ze co najmniej jedna krzywka (5) ma na swym zboczu, odpowiadajacym suwowi tloczenia, uksztaltowane trzy obszary, mianowicie obszar (V) suwu tloczenia dla wtrysku wstepnego, nastepujacy po nim obszar (P) przerwy we wtrysku, w którym to obszarze (P) polozenie tloka (1) jest stale lub kierunek jego ruchu jest powrotny, oraz polozony za obszarem (P) obszar (H) suwu tloczenia dla wtrysku glównego, przy czym sterowany elektrycznie za- wór (24) na poczatku suwu tloczenia dla wtrysku wstepnego znajduje sie w polozeniu zamknietym, zas na zakonczenie wtrysku glównego znajduje sie w polozeniu otwartym, przy czym zawór wtryskowy ma postac zaworu dzielacego wtrysk na rózne dawki, zas jego element roboczy wspólpra- cuje z co najmniej dwiema sprezynami zwierajacymi, któ- rych napiecie ma kierunek przeciwny do kierunku otwierania zaworu. FIG.1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest rozdzielcza pompa wtryskowa.

Rozdzielcza pompa wtryskowa jest znana między innymi z niemieckiego opisu patentowego nr DE-A-36 44 257. Zawiera ona napędzany w jedną i drugą stronę, a jednocześnie obracający się tłok, który podczas ruchu obrotowego i suwu pompy zasila każdorazowo paliwem pod ciśnieniem wtrysku jeden z kilku przewodów wysokociśnieniowych, prowadzących do poszczególnych zaworów wtryskowych. W celu podziału procesu wtrysku na wtrysk wstępny i wtrysk główny otwiera się na krótko elektrycznie sterowany zawór w postaci zaworu magnetycznego, powodując odciążenie roboczej komory pompy i chwilowe obniżenie ciśnienia paliwa. Oznacza to konieczność zastosowania bardzo szybko przełączającego się zaworu magnetycznego, który wymaga znacznych nakładów na sterowanie elektryczne i charakteryzuje się skomplikowaną budową. Przede wszystkim konieczne jest umieszczenie w połączeniu między roboczą komorą pompy i zaworem wtryskowym specjalnego zaworu ciśnieniowego, który przy tłoczeniu paliwa pod wysokim ciśnieniem do wtryskiwacza otwiera się w kierunku tłoczenia, zaś zamyka się po zakończeniu wtrysku, i który można wykorzystać do redukcji fal ciśnieniowych pomiędzy zaworem ciśnieniowym i zaworem wtryskowym oraz utrzymywania w tym obszarze wymaganego stałego ciśnienia w trakcie przerw pomiędzy wtryskami. W przypadku wtrysku paliwa, dzielonego na wtrysk wstępny i wtrysk główny w każdym takcie roboczym odpowiedniego zasilanego cylindra silnika spalinowego, utrzymywanie stałego ciśnienia w przerwach pomiędzy wtryskami jest korzystne.

Rozdzielcza pompa wtryskowa z komorą roboczą do zasilania co najmniej jednego zaworu wtryskowego dawkami paliwa pod ciśnieniem wtrysku, ograniczoną tłokiem połączonym z napędem krzywkowym, zawierającym co najmniej jedną krzywkę, oraz ze sterowanym elektrycznie zaworem do sterowania ilością wtryskiwanego paliwa i punktem wtrysku poprzez łączenie lub odcinanie komory roboczej od komory ssania oraz z przerwą w każdym procesie wtrysku pomiędzy wtryskiem wstępnym i głównym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej jedna krzywka ma na swym zboczu, odpowiadającym suwowi tłoczenia, ukształtowane trzy obszary, mianowicie obszar suwu tłoczenia dla wtrysku wstępnego,

186 623 następujący po nim obszar przerwy we wtrysku, w którym to obszarze położenie tłoka jest stałe lub kierunek jego ruchu jest powrotny, oraz położony za obszarem obszar suwu tłoczenia dla wtrysku głównego, przy czym sterowany elektrycznie zawór na początku suwu tłoczenia dla wtrysku wstępnego znajduje się w położeniu zamkniętym, zaś na zakończenie wtrysku głównego znajduje się w położeniu otwartym, przy czym zawór wtryskowy ma postać zaworu dzielącego wtrysk na różne dawki, zaś jego element roboczy współpracuje z co najmniej dwiema sprężynami zwierającymi, których napięcie ma kierunek przeciwny do kierunku otwierania zaworu.

Rozdzielcza pompa wtryskowa według wynalazku znacznie upraszcza sterowanie wtryskiem, podzielonym na wtrysk wstępny i wtrysk główny. Przerwa, osiągnięta konstrukcyjnie za pomocą kształtu krzywki, umożliwia rezygnację z elektrycznego sterowania z pośrednim otwieraniem i zamykaniem sterowanego elektrycznie zaworu w celu przerwania wtrysku pomiędzy wtryskiem wstępnym i głównym oraz zaoszczędzenie związanych z tym kosztów. Sterowany elektrycznie zawór nie musi ponadto charakteryzować się dużą szybkością przełączania, jak jest wymagana dla dokładnego sterowania przerwą pomiędzy wtryskiem wstępnym i głównym, zatem może być znacznie prostszy i mniejszy niż specjalny zawór o szybkim przełączaniu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat pompy wtryskowej, sterowanej zaworem magnetycznym, zaś fig. 2 - przebieg toru krzywki w rozdzielczej pompie wtryskowej według wynalazku w postaci krzywej wznoszenia w zależności od kąta obrotu.

W opisanym poniżej przykładzie wykonania rozwiązanie według wynalazku jest zrealizowane w oparciu o rozdzielczą pompę wtryskową, ukazaną schematycznie na fig. 1. Chodzi w tym przypadku o rozdzielczą pompę wtryskową z tłokiem osiowym, przy czym przedmiot wynalazku może znaleźć zastosowanie również w innych pompach wtryskowych, jak na przykład rozdzielczej pompie wtryskowej z tłokiem promieniowym lub pompach pojedynczych z jednym tłokiem do zasilania pojedynczego cylindra silnika spalinowego, względnie w pompach szeregowych. Szczególnie korzystne zastosowanie wynalazku ma jednak miejsce w rozdzielczej pompie wtryskowej, ponieważ tutaj do zasilania zaworów wtryskowych potrzebny jest tylko jeden sterowany elektrycznie zawór, zaś rozprowadzanie na poszczególne zawory wtryskowe odbywa się za pomocą rozdzielacza. Rozdzielcze pompy wtryskowe o konstrukcji, ukazanej na fig. 1, zawierają tłok 1, osadzony przesuwnie i obrotowo w otworze 2 cylindra i zamykający tam od czoła roboczą komorę 10 pompy. Tłok pompy jest przy tym sprzężony, na przykład za pomocą nie przedstawionej sprężyny, z tarczą krzywkową 6, zaopatrzoną w skierowane osiowo do dołu, ukształtowane według wynalazku krzywki 5. Tarcza krzywkowa jest napędzana w znany sposób obrotowo, zwłaszcza synchronicznie względem liczby obrotów zasilanego przez pompę wtryskową silnika spalinowego, za pomocą nie przedstawionego bliżej wału napędowego, przy czym tarcza krzywkowa przetacza się pod działaniem sprężyny na znanym, unieruchomionym osiowo, pierścieniu rolkowym, wskutek czego wprawia obracający się tłok pompy w ruch tłoczący w jedną i zasysający w drugą stronę. Podczas obrotu, połączonego z suwem pompy, w którym z komory roboczej 10 paliwo jest wypychane pod wysokim ciśnieniem, następuje połączenie tłoka pompy z jednym z kilku przewodów wysokociśnieniowych 7 poprzez rowek rozdzielczy 8 w bocznej powierzchni tłoka. Rowek rozdzielczy jest przy tym poprzez wzdłużny kanał 9 połączony stale z roboczą komorą pompy. Przewód wysokociśnieniowy prowadzi przez zawór ciśnieniowy 12 do zaworu wtryskowego 13, przyporządkowanego odpowiedniemu cylindrowi silnika spalinowego.

Zasilanie roboczej komory 10 pompy paliwem odbywa się przez przewód ssania 15, dostarczający paliwo z komory ssania 17, przedstawionej jedynie linią przerywaną i usytuowanej wewnątrz korpusu pompy wtryskowej. Komora ssania otrzymuje paliwo z pompy paliwowej 18, napędzanej synchronicznie względem pompy wtryskowej, na przykład za pomocą wału napędowego, a zatem tłoczącej paliwo do komory ssania w ilościach, zależnych od liczby obrotów Za pomocą dodatkowego zaworu sterującego ciśnieniowego 19 steruje się

186 623 ciśnieniem w komorze ssania, korzystnie zależnie od liczby obrotów, jeżeli za pomocą tego ciśnienia należy sterować dodatkowymi funkcjami pompy wtryskowej. Przez dławik przelewowy 2 paliwo spływa z powrotem do zbiornika 23, co zapewnia chłodzenie pompy wtryskowej względnie odgazowanie komory ssania. Przewód ssania 15 prowadzi przez zawór zwrotny 15 do roboczej komory pompy, przy czym zawór zwrotny otwiera się w kierunku roboczej komory pompy. Równolegle do tego zaworu zwrotnego umieszczony jest sterowany elektrycznie zawór 24, który steruje przewodem obejściowym 21 do zaworu ciśnieniowego 16 i za pomocą którego przy otwieraniu zaworu powstaje połączenie między roboczą komorą 10 pompy i komorą ssania 17, zaś przy zamykaniu zaworu robocza komora 10 pompy jest zamknięta. Sterowany elektrycznie zawór 24, oznaczony na rysunku symbolicznie jako zawór magnetyczny, jest sterowany w znany sposób, odpowiednio do parametrów pracy, przez urządzenie sterujące 25. Przy wystarczająco dużym przekroju przepływowym zaworu 24 można jednak zrezygnować również z zaworu zwrotnego 16. W tym przypadku robocza komora pompy jest podczas suwu ssania napełniana wyłącznie przez zawór sterowany elektrycznie.

Za pomocą sterowanego elektrycznie zaworu steruje się początkiem wysokociśnieniowego tłoczenia przez tłok pompy w ten sposób, że zawór ten wykorzystuje się na zakończenie również do sterowania początkiem wtrysku. Przy zamykaniu w roboczej komorze 10 pompy wytwarza się ciśnienie wtrysku, kierowane przez wzdłużny kanał 9 i rowek rozdzielczy 8 do jednego z przewodów wysokociśnieniowych 7. Wraz z ponownym otwarciem sterowanego elektrycznie zaworu tłoczenie wysokociśnieniowe ulega przerwaniu, w związku z czym czas zamykania zaworu wyznacza punkt wtrysku i ilość wtryskiwanego paliwa. Za pomocą tego zaworu można również przeprowadzić wtrysk wstępny, bez stosowania specjalnego układu sterującego początkiem tej fazy.

Według wynalazku tłoczące powierzchnie zboczy krzywki 5 są tak ukształtowane, że jak widać na fig. 2 przebieg suwu tłoka pompy w czasie jest podzielony na pierwszy obszar V, który rozpoczyna się wraz z suwem tłoczenia tłoka i kończy się po krótkim suwie tłoczenia, drugi obszar P, w którym tłok jest wówczas wprawiany w ruch powrotny, co powoduje zakończenie tłoczenia wysokociśnieniowego i rozpoczęcie przerwy pomiędzy wtryskami, oraz trzeci obszar H, w którym zbocze krzywki ponownie się wznosi i przesuwa tłok pompy w celu dalszego tłoczenia paliwa do wtrysku głównego.

Z wykresu na fig. 2 wynika ponadto, w jaki sposób sterowany elektrycznie zawór, na przykład zawór magnetyczny lub zawór uruchamiany piezoelektrycznie, zostaje zamknięty w celu sterowania początkiem tłoczenia w ramach wtrysku wstępnego, a zatem na początku wtrysku w punkcie FB, oraz zostaje ponownie otwarty dopiero na zakończenie wtrysku głównego w punkcie FE. Przerwanie wtrysku następuje wyłącznie dlatego, że obszar P krzywki uniemożliwia efektywne tłoczenie wysokociśnieniowe. Ta, uwarunkowana konstrukcyjnie, przerwa we wtrysku sprawia, że czas trwania przerwy we wtrysku wysokociśnieniowym jest określony w zasadzie przez stałe kąty krzywki, zwłaszcza zaś jest niezależny od szybkości przełączania sterowanego elektrycznie zaworu i liczby obrotów. W poszczególnych przypadkach można również zmodyfikować kształt krzywki w sensie żądanego dzielonego wtrysku. Zamiast wykonywać suw powrotny, tłok może pozostawać w swym położeniu lub przesuwać się jedynie nieznacznie na tyle, że jego ruch nie wystarcza do umożliwienia znaczącego wtrysku, wskutek czego następuje efektywna przerwa we wtrysku, która redukuje dopływ paliwa do komory spalania silnika spalinowego w takim stopniu, że wzrost ciśnienia w komorze spalania jest mniejszy, co pozwala zmniejszyć emisję hałasu podczas spalania.

Korzystnie pompa wtryskowa według wynalazku zasila zawory wtryskowe, które mogą dokonywać wtrysku w oddzielnych dawkach, przy czym przy wtrysku wstępnym ich przekrój wtryskowy jest mniejszy niż przy wtrysku głównym. Takie zawory wtryskowe nie wymagają bliższego objaśnienia, ponieważ są znane, na przykład z niemieckiego zgłoszenia patentowego nr DE-C2-36 06 246. Za pomocą tak ukształtowanych zaworów wtryskowych można znacznie dokładniej utrzymać wymaganą przerwę pomiędzy wtryskiem wstępnym i wtryskiem głównym.

186 623

FB FE

F i₉.2

186 623

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Rozdzielcza pompa wtryskowa z komorą roboczą do zasilania co najmniej jednego zaworu wtryskowego dawkami paliwa pod ciśnieniem wtrysku, ograniczoną tłokiem połączonym z napędem krzywkowym, zawierającym co najmniej jedną krzywkę, oraz ze sterowanym elektrycznie zaworem do sterowania ilością wtryskiwanego paliwa i punktem wtrysku poprzez łączenie lub odcinanie komory roboczej od komory ssania oraz z przerwą w każdym procesie wtrysku pomiędzy wtryskiem wstępnym i głównym, znamienna tym, że co najmniej jedna krzywka (5) ma na swym zboczu, odpowiadającym suwowi tłoczenia, ukształtowane trzy obszary, mianowicie obszar (V) suwu tłoczenia dla wtrysku wstępnego, następujący po nim obszar (P) przerwy we wtrysku, w którym to obszarze (P) położenie tłoka (1) jest stałe lub kierunek jego ruchu jest powrotny, oraz położony za obszarem (P) obszar (H) suwu tłoczenia dla wtrysku głównego, przy czym sterowany elektrycznie zawór (24) na początku suwu tłoczenia dla wtrysku wstępnego znajduje się w położeniu zamkniętym, zaś na zakończenie wtrysku głównego znajduje się w położeniu otwartym, przy czym zawór wtryskowy ma postać zaworu dzielącego wtrysk na różne dawki, zaś jego element roboczy współpracuje z co najmniej dwiema sprężynami zwierającymi, których napięcie ma kierunek przeciwny do kierunku otwierania zaworu.

   * * *