Opublikowano dnia 30 pazdziernika 1961 r.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45245 KI. 46 ca, 105 Ganz — Mavag Mozdony — Vagon —, es Gepgyar *) Budapeszt, Wegry Pompa wtryskowa paliwa o regulowanym skoku tloczka, przeznaczona dla wysokopreznych silników spalinowych Patent trwa od dnia 31 grudnia 1960 r.Wynalazek niniejszy dotyczy pompy wtrys¬ kowej paliwa o regulowanym skoku tloczków, przeznaczonej dla wysokopreznych silników spalinowych.O ile chodzi o regulacje wydajnosci, to pompy wtryskowe paliwa wysokopreznych sil^ ników spalinowych moga byc podzielone na: pompy wtryskowe paliwa o zmiennym skoku tloczków i pompy o niezmiennym skoku tlocz¬ ków. Pompy wtryskowe paliwa, w których skok tloczków regulowany jest za pomoca ukosnych krzywek, maja miedzy innymi te wade, ze osiowy przesuw obciazonego walu rozrzadczego wymaga duzej sily sterujacej.Pompy wtryskowe paliwa z dynamiczna zmia¬ na skoku tloczków wykazuja te wade, ze czas trwania wtrysku nie jest zalezny od liczby obrotów. Pociaga to za soba szkodliwy wzrost *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest inz. Istwan Szalma. maksymalnego cisnienia spalania przy bardzo malej liczbie obrotów, wskutek czego zwieksza sie halasliwosc pracy silnika oraz obciazenie walu wykorbionego, lozysk i innych elementów konstrukcyjnych silnika. Ponadto dynamiczne pompy wtryskowe wysokopreznych silników spalinowych odznaczaja sie bardzo glosna praca.Spomiedzy pomp wtryskowych paliwa o sta¬ lym skoku tloczków najwiecej rozpowszechnio¬ ne sa pompy ze sterowaniem szczelinowym.Wymagaja one bardzo dokladnej obróbki, przy czym czesc paliwa wyplywa z powrotem z cy¬ lindra roboczego pompy wtryskowej pod wy¬ sokim cisnieniem,x a to prowadzi do przed¬ wczesnego zuzycia krawedzi sterujacych.Wedlug wynalazku skok tloczków jest zmie¬ niany za pomoca regulujacego skok urzadze¬ nia, odpowiednio do kazdorazowych warunków pracy. Urzadzenie to rózni sie zasadniczo od znanych dotychczas urzadzen regulujacych skoktloczków, przy czym przez odpowiednie do¬ bieranie wielkosci jego elementów^ skladowych moze byc realizowane statyczne lub dynamicz¬ ne prawo ruchu tloczka, odpowiednio do ro¬ dzaju komory spalania i wtryskiwacza pod¬ porzadkowanego silnika.Liczba elementów skladowych pompy wtrys¬ kowej wedlug wynalazku odpowiada liczbie cylindrów wysokopreznego silnika spalinowego Z pompa wtryskowa.Sam wynalazek polega na tym, ze w celu uzyskania ruchu tloczka o zmiennym skoku, pomiedzy tloczkiem do wtrysku i .walem roz- rzadczym, a takze popychaczemi pompy wtrys¬ kowej przewidziane jest urzadzenie srubowe z gwintem do regulowania skoku tloczków.Przyklad wykonania wynalazku jest przed¬ stawiony na rysunku, przy czym fig. 1 po¬ kazuje przekrój jednego elementu pompy, na¬ tomiast fig. 2a, 2b, 2c i 2d pokazuja cztery charakterystyczne etapy pracy takiego elemen¬ tu !ompy.W pompie wtryskowej wedlug wynalazku dlugosc skoku tloczka 3, odpowiadajaca kazdo¬ razowym warunkom pracy wysokopreznego silnika spalinowego, to znaczy ilosc .paliwa dostarczana podczas jednego skoku tloczka, moze byc regulowana za pomoca osiowego ru^ chu zebatki 2.Na popychaczu 5 jest obrotowo osadzone regulacyjne kolo zebate 4, które jest nakrecone na popychacz 5, lak ze przy osiowym*przesu¬ wie zebatki 2 regulacyjne kolo zebate 4 jest obracane i przy tym obrocie unoszone do góry lub opuszczane w dól. Popychacz 5 jest za¬ bezpieczony przeciwko obracaniu sie za pomoca czopa tocznego 21, który przesuwa sie kach prowadzacych kadluba pompy 1. Dlugosc skoku popychacza 5 jest stala, przy czym sam -popychacz 5 jest dynamicznie powiazany z krzywka 8 za pomoca sprezyny 9. Osiowe prowadzenie popychacza 5 jest zapewnione za pomoca lozyska 19 z tuleja 20 oraz prowadnic czopa tocznego 21.Za pomoca osiowego przesuwu regulacyjne¬ go kola zebatego 4 w stosunku do popychacza "5 zostaje zmieniany odbywajacy sie w czasie pracy pompy ruch tolczka 3 wzgledem popy¬ chacza 5, a zatem dlugosc skoku tloczka 3."Wswym dolnym zwrotnym punkcie tloczek 3, pod dzialaniem wystepujacego przy ssaniu spadku cisnienia i sprezyny regulacyjnej 11, spoczywa zawsze na dokladnie nastawionej ^wkretce *0. Rodzaj spotykania sie' tloczka 3 z popychaczem 5 jest okreslany sztywnoscia sprezyny regulacyjnej U. Spotkanie to musi jednakze zawsze zachodzic przed otwarciem zaworu tlocznego. A zatem dolny punkt zwrot¬ ny tloczka jest zawsze uzalezniony od poloze¬ nia regulacyjnego kola zebatego 4. Górny ..punk zwrotny tloczka jest natomiast staly, \gdyz podczas wtrysku tloczek spoczywa na popychaczu 5.W tloczku 3 znajduje sie grzybek 17 zaworu ssacego wraz ze swa sprezyna 16. Paliwo dostaje sie poprzez otwory cylindra 6 pompy . i przez tloczek 3 do przestrzeni tlocznej, ponad zawór ssacy 17. Kazdorazowe dolne polozenie tloczka 3 wyznacza ilosc doprowadzanego do przestrzeni tlocznej paliwa, to znaczy okresla wydajnosc pompy.Powyzej cylindra 6 przewidziano gniazdko za- vworowe 13, grzybek 14 zawru tlocznego i jego sprezyne 15 oraz srube zamykajaca 18. Ich uksztaltowanie, a takze wielkosc sprezyny 15 grzybka 14 zaworu tlocznego, zalezy ód rodza¬ ju zastosowanego wtryskiwacza. Przy ich od¬ powiednich wymiarach zapewnione jest wy¬ magane odciazenie przewodu tlocznego od nad¬ miernego cisnienia pomiedzy zaworem tlocznym i wtryskiwaczem, tak ze przy wtryskiwaczu nie zachodzi pózniejsze kapanie.Wmontowanie tloczka 3, elementów regula¬ cyjnych 4, 11, popychacza 5 i waleczka 21 odbywa sie poprzez dolny otwór, po uprzednim ^usiiirieciupfikrywy 22. Wal rozrzadczy 7 pompy wraz z jego lcrzw]jcami 8 moze byc wmonto- wywany \ i wynw»tqwywany z konca kadluba pompy. Po usunieciu pokrywy 23, skoki *$locz- iców poszczególnych elementów pompy moga byc dokladnie nastawiane za pomoca wkretów dla dokladnego nastawiania wkretki 10, w cal¬ kowicie zmontowanej pompie wtryskowej pa¬ liwa. Nakretka 12 sluzy do zabezpieczenia wkrejtki 10 dla dokladnego nastawiania skoku tloczka.Cztery charakterystyczne polozenia I—IV pel¬ nego cyklu pracy jednego elementu pompy sa przedstawione na fig. 2a, 2b, 2c i 2d, a szczególowo omówione zostana w dalszym ciagu opisu.Polozenie I —oczekiwanie (fig. 2a). Tloczek 3 znajduje sie w dolnym* polozeniu spoczynko¬ wym. Grzybek 14 zaworu tlocznego i grzybek 17lzaworu ssacego spoczywaja na swych gniaz¬ dach. Znajdujacy sie miedzy nimi cylinder poboczy 'jest zapelniony paliwem, przy czym w zaleznosci od pompy zasilajacej, jak tez — 2 —od sprezyny 1& grzybka zaworu ssacego, w prze¬ strzeni roboczej panuje- cisnienie od 1 do 2 ata.W przewodzie tlocznym panuje cisnienie jakie pozostalo po odciazeniu. Kolnierz tloczka 3 opiera sie^ o wewnetrzna krawedz regulacyjne- go kola- zebatego 4-» (fig. 1, na kretce 10, wbu¬ dowanej w celu dokladnego nastawiania sko¬ ku). Spi*ezyna regulacyjna 11 znajduje sie w stanie naprezenia wstepnego.Polozenie II — przygotowanie do wtrysku (fig< 2b). Zarówno popychacz 5 jak i polaczone z nim regulacyjne kola zebate 4 sa przesuwa¬ ne ku górze pod dzialaniem krzywki 8. Wsku¬ tek wzrostu cisnienia paliwa zostaje przezwy¬ ciezona sila sprezyny regulacyjnej 11, a to wskutek sily dzialajacej w cylindrze roboczym na tloczek 3, przy czym tloczek 3 dopóty po¬ zostaje odlaczony od regulacyjnego kola zeba¬ tego 4, dopóki nie spotka sie z popychaczem 5.Polozenie III — wtrysk (fig. 2c). Przy spot¬ kaniu sie popychacza 5 i tloczka 3 powstaje w paliwie fala cisnieniowa biegnaca w kierun¬ ku grzybka 14 zaworu tlocznego. Tloczek 3 porusza sie teraz z ta sama predkoscia co i popychacz 5 i powoduje teraz szybki wzrost cisnienia, tak ze grzybek 14 zaworu tlocznego zostaje najpierw uniesiony, a nastepnie otwar¬ ty. Po osiagnieciu cisnienia potrzebnego do otwarcia rozpylacza rozpoczyna sie wtrysk do komory spalania silnika.Polozenie IV — odciazenie i ssanie (fig. 2d).Po ukonczeniu suwu tloczenia popychacz 5 porusza sie ku dolowi. Pod dzialaniem cisnie¬ nia paliwa tloczek 3 porusza sie równiez ku dolowi, przy czym przezwycieza sile sprezyny regulacyjnej 11. Poniewaz stosunek przekrojów tloczka i prowadzenia grzybka zaworu tlocz¬ nego jest duzy, wiec nieznacznym ruchom tloczka podporzadkowane sa wieksze w tym samym stosunku ruchy grzybka zaworu tlocz¬ nego. Wskutek tego nastepuje nagle osiadanie grzybka 14 na gniezdzie zaworu tlocznego.W przewodzie tlocznym panuje cisnienie po odciazeniu. Wewnetrzna krawedz regulacyjnego kola zebatego 4 napotyka przy dalszym opusz¬ czaniu sie kolnierza tloczka 3 i wskutek tego zostaje on zabierany dalej w kierunku ku dolowi, az do swego dolnego polozenia spoczyn¬ kowego. W miedzyczasie, wskutek spadku cis¬ nienia w cylindrze roboczym, zostaje uniesiony ze swego gniazda grzybek 17 zaworu ssacego, przy czym cylinder roboczy zostaje napelniony paliwem. Po ukonczeniu napelniania zawór ssacy zostaje znów zamkniety.Opisany przebieg wtrysku paliwa tworzy przebiegajacy w bardzo krótkim czasie proces typu dynamicznego, w którym prawo ruchu dostarczanej ilosci paliwa znacznie odbiega od prawa ruchu tloczka. Wywolana przez tlo¬ czek fala cisnieniowa, po przejsciu przewodu tlocznego, powoduje wtrysk paMwa przez wtryskiwacz. Ilosciowy przebieg dostarczania paliwa znajduje sie jednak pod znacznym wplywem warunków odbicia, jakie fala na¬ potyka w wtryskiwaczu i pompie. Przez odpo¬ wiednie dobieranie wymiarów i wzajemne do¬ stosowywanie elementów regulacyjnych, za¬ woru tlocznego i przewodu tlocznego, charak¬ terystyka pompy moze byc w znacznym stop¬ niu zmieniana. Przez odpowiednie uksztalto¬ wanie krzywki mozna zrealizowac podwójny wtrysk paliwa, przy którym silnik spalinowy pracuje bardziej miekko i mniejsze sa maksy¬ malne cisnienia spalania.Pompa wtryskowa wedlug wynalazku o zmiennym skoku tolczków dla wysokopreznych silników spalinowych wykazuje nastepujace zalety w stosunku do innych pomp wtrysko¬ wych podobnego rodzaju. a) Przez odpowiednie wzajemne dobranie sprezyny 15 grzybka zaworu tloczacego i spre¬ zyny regulacyjnej 11 ruch tloczka moze byc ksztaltowany statycznie lub dynamicznie, od¬ powiednio do rodzaju komory spalania i wtrys¬ kiwania. A mianowicie przy sztywnej sprezy¬ nie regulacyjnej nastepuje lagodne spotyka¬ nie sie tloczka i popychacza, przy czym ruch tloczka ma raczej charakter statyczny. Przy zastosowaniu miekkiej sprezyny regulacyjnej spotykanie sie tloczka i popychacza jest gwal¬ towne i ruch tloczka jest dynamiczny. b) Tloczek, cylinder i inne czesci skladowe pompy nie wymagaja tak dokladnej obróbki, jak tego wymagaja pompy wtryskowe z szcze¬ linowym sterowaniem, gdyz uszczelnianie do¬ prowadzanego przez tloczek do wysokiego cis¬ nienia paliwa odbywa sie juz od chwili przy¬ gotowywania wtrysku wzdluz dlugiej po¬ wierzchni cylindra. Uszczelnienie takie , moze byc zatem zapewnione przy mniej surowych tolerancjach wykonawczych srednicy tloczka i cylindra. c) Trwalosc zarówno tloczka jak i cylindra jest duza, gdyz doprowadzana do cylindra roboczego ilosc paliwa jest rozpylana w ca¬ losci, natomiast w pompach wtryskowych o ste¬ rowaniu szczelinowym, w których czesc paliwa przy wysokim cisnieniu z powrotem wyplywa — 3 —I z cylindra roboczego, krawedzie sterujace zuzy¬ waja sie przedwczesnie. d) Wskutek przeplywu w jednym jedynym kierunku, pecherzyki powietrza przenikajace zawsze do rurociagu paliwowego nie tworz^ trwalej poduszki powietrznej, gdyz sa one zmuszane do uchodzenia przez rozpylacz. e) Koniec wtrysku w stosunku do obrotu walu wykorbionego pozostaje nie zmieniony, natomiast przy wzroscie ilosci wtryskiwanego paliwa poczatek wtrysku zostaje przesuwany naprzód. Wskutek tego zostaja uzyskane korzystniejsze warunki rozruchu silnika, przy czym przy mniejszych obciazeniach spalanie rozpoczyna sie nieco przed górnym punktem zwrotnym, wskutek czego uzyskana zostaje cichsza i spokojniejsza praca silnika. f) Poniewaz regulacyjne kolo zebate jest obciazone jedynie przez nacisk regulujacej sily sprezyny i odpowiednio do wielkosci przesuwu jedynie tylko 5% tej sily konieczne jest do sterowania, wiec regulacja pompy wymaga tyl¬ ko malej mocy lub malego regulatora lub mechanizmu regulacyjnego. g) Pompa sklada sie ze stosunkowo malej liczby elementów skladowych — moze byc za¬ tem montowana i rozmontowywana, przy czym regulacja dlugosci skoku tloczka za pomoca wkretki do dokladnego nastawiania, w celu dostarczania takich samych ilosci paliwa do wszystkich elementów pompy, moze byc przedsiebrana równiez wówczas, gdy pompa wtryskowa paliwa jest polaczona razem z sil¬ nikiem. PL