PL223372B1 - Wtryskiwacz gazu, zwłaszcza do silników spalinowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wtryskiwacz gazu, zwłaszcza do silników spalinowych.

Wtryskiwacze gazu są powszechnie znane i stosowane w układach zasilania silników spalinowych odparowanymi paliwami gazowymi na przykładzie LPG, z języka angielskiego Liquefied Petroleum Gas, czy sprężonymi gazami: CNG z języka angielskiego Compressed Natural Gas, czy wodorem. Ich zadaniem jest precyzyjne odmierzanie i dostarczanie dawki paliwa, którą dostarcza się do układu dolotowego silnika. W zdecydowanej większości zasada działania ich opiera się na uniesieniu elementu uszczelniającego znad gniazda zaworowego, co powoduje rozszczelnienie zaworu i wypływ gazu do kanału wylotowego. Element uszczelniający przesuwany jest pod wpływem działania siły elektromagnetycznej elektrozaworu wtryskiwacza.

Rozszczelnienie wtryskiwacza, a tym samym wtrysk paliwa powszechnie następuje na dwa sposoby według monografii Jacka Czarnigowskiego „Teoretyczno-empiryczne studium modelowania impulsowego wtryskiwacza gazu” Monografia - Politechnika Lubelska, Lublin 2012. Pierwszy sposób polega na bezpośrednim wykorzystaniu siły pochodzącej z elektrozaworu wtryskiwacza - zwora elektromagnesu jest również elementem uszczelniającym i decydującym o głównym wypływie gazu z wtryskiwacza, a jej działanie - przesuniecie - powoduje rozszczelnienie wtryskiwacza. Drugi sposób polega na pośrednim wykorzystaniu siły pochodzącej od elektrozaworu wtryskiwacza - przesunięcie elementu uszczelniającego i rozszczelnienie wtryskiwacza następuje w wyniku działania sił trzecich powstałych na skutek działania zwory elektromagnesu wtryskiwacza. W sposobie tym małe i szybkie elektromagnesy najczęściej stosowane są we wtryskiwaczach wspomaganych pneumatycznie, gdzie ich siła nie ma istotnego znaczenia. Wtryskiwacze te jednak mają bardziej skomplikowaną budowę wewnętrzną, ze względu na układ wspomagania pneumatycznego oraz są wrażliwe na zanieczyszczenia z powodu niewielkiej średnicy kanalików lub dysz przepływu gazu. Dodatkowo, elastomer uszczelniający nie jest w stanie pracować przy dużych różnicach ciśnień, jak w przykładzie zgłoszenia patentowego US nr 6 371 091 B1.

W obu przypadkach kluczową dla pracy elektromagnetycznego wtryskiwacza gazu jest praca elektrozaworu. Niezależnie od zasady działania wtryskiwacza istotnym parametrem pracy elektrozaworów jest szybkość zadziałania oraz siła przyciągania decydująca o możliwości pracy wtryskiwacza przy większych ciśnieniach zasilania. Wielkości te powinny być uzyskiwane przy możliwie niewielkich rozmiarach i masie wtryskiwaczy oraz rezystancji ich cewek nie mniejszej niż 1,5 Ω. Dodatkowo, nie powinny być wrażliwe na temperaturę, czy wartość ciśnienia gazu.

Istotą wtryskiwacza gazu, zwłaszcza do silników spalinowych posiadającego tłoczek oraz element sprężysty jest to, że w osi korpusu górnego znajduje się gniazdo wtryskiwacza paliwa o skokowo zmieniającej się średnicy, zaś w części bocznej korpusu górnego znajduje się przyłącze wypływu czynnika, zaś korpus górny połączony jest rozłącznie z korpusem dolnym, pomiędzy którymi znajduje się element sprężysty, który w części środkowej posiada tłoczek, w którym szczelnie zamocowana jest iglica, ruchoma w korpusie iglicy, który rozłączenie połączony jest z korpusem dolnym, zaś iglica skierowana jest w stronę korpusu dolnego, natomiast w korpusie dolnym w jego części bocznej znajduje się przyłącze zasilania gazu. W gnieździe wtryskiwacza paliwa znajduje się urządzenie dozujące ciecz lub gaz, zaś dozowanie cieczy odbywa się w sposób ciągły lub impulsowy.

Zastosowanie wtryskiwacza gazu, zwłaszcza do silników spalinowych, przyczynia się do zmniejszenia emisji związków toksycznych zawartych w gazach spalinowych pojazdu zasilanego alternatywnym paliwem gazowym, w stosunku do oryginalnego paliwa jakim jest benzyna samochodowa, czy olej napędowy. Jednostka napędowa zasilana może być gazowym źródłem energii, które dozowane jest bezpośrednio do jej przestrzeni roboczej. Wynalazek montowany może być w specjalnie przygotowanym otworze w głowicy silnika lub bezpośrednio w otworze świecy żarowej. Ponadto, gazowe zasilanie skutkuje zmniejszeniem zużycia oryginalnie stosowanego paliwa ropopochodnego.

Urządzenie według wynalazku zostało bliżej objaśnione na podstawie przykładu realizacji przedstawionym na rysunku w przekroju wzdłużnym.

We wtryskiwaczu gazu, zwłaszcza do silników spalinowych, w osi korpusu 1 górnego znajduje się gniazdo 9 wtryskiwacza paliwa o skokowo zmieniającej się średnicy. W części bocznej korpusu 1 górnego znajduje się przyłącze 8 wypływu czynnika. Korpus 1 górny połączony jest rozłącznie z korpusem 2 dolnym. Pomiędzy korpusem 1 górnym a korpusem 2 dolnym znajduje się element 7 sprężysty. Element 7 sprężysty w części środkowej posiada tłoczek 6, w którym szczelnie zamocowana jest iglica 3. Iglica 3 jest ruchoma w korpusie 4 iglicy. Natomiast korpus 4 iglicy rozłączenie połączony jest

PL 223 372 B1 z korpusem 2 dolnym, zaś iglica 3 skierowana jest w stronę korpusu 2 dolnego. W korpusie 2 dolnym w jego części bocznej znajduje się przyłącze 10 zasilania gazu.

Działanie wynalazku opiera się na impulsowym podawaniu paliwa gazowego do kolektora dolotowego lub przestrzeni roboczej silnika spalinowego. Paliwo gazowe wpływa do korpusu 2 dolnego poprzez przyłącze 10 zasilania gazu. Iglica 3 znajdująca się w kontakcie z korpusem 4 blokuje przepływ paliwa gazowego przez wypływ 5 gazu. W gnieździe 9 wtryskiwacza paliwa osadza się wtryskiwacz paliwa, do którego impulsy elektryczne doprowadza się z pojazdowego układu zasilania w paliwo. Jeżeli wtryskiwacz paliwa zostaje uruchomiony, wówczas podaje on paliwo do wnętrza korpusu 1 górnego, wywierając nacisk hydrostatyczny na tłoczek 6. Powstała siła hydrostatyczna powoduje ugięcie się elementu 7 sprężystego oraz osiowe przemieszczenie się iglicy 3, tym samym wypływ paliwa gazowego przez wypływ 5 gazu. Nadmiar paliwa z wtryskiwacza paliwa osadzonego w gnieździe 9 wtryskiwacza paliwa przepływa do przyłącza 8 wypływu czynnika. Jeżeli wtryskiwacz paliwa zostaje wyłączony, to siła sprężystości elementu 7 sprężystego powoduje przesuniecie się osiowe iglicy 3, a tym samym zakończenie wypływu paliwa gazowego przez wypływ 5 gazu.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wtryskiwacz gazu, zwłaszcza do silników spalinowych, składający się z korpusu cewki elektromagnetycznej oraz elementu sprężystego, znamienny tym, że w osi korpusu (1) górnego znajduje się gniazdo (9) wtryskiwacza paliwa o skokowo zmieniającej się średnicy, zaś w części bocznej korpusu (1) górnego znajduje się przyłącze (8) wypływu czynnika, zaś korpus (1) górny połączony jest rozłącznie z korpusem (2) dolnym, pomiędzy którymi znajduje się element (7) sprężysty, który w części środkowej posiada tłok (6), w którym szczelnie zamocowana jest iglica (3) ruchoma w korpusie (4) iglicy, który rozłącznie połączony jest z korpusem (2) dolnym, zaś iglica (3) skierowana jest w stronę korpusu (2) dolnego, natomiast w korpusie (2) dolnym w jego części bocznej znajduje się przyłącze (10) zasilania gazu.
2. 2. Wtryskiwacz według zastrz. 1, znamienny tym, że w gnieździe (9) wtryskiwacza paliwa znajduje się urządzenie dozujące ciecz lub gaz, zaś dozowanie cieczy odbywa się w sposób ciągły lub impulsowy.