09.VII.1964 dla zastrz. 1—3, 7-8; 03.IXI.1965 dla zastrz. 4—6 Szwecja Opublikowano: 31.X.1968 56291 KI. 10c?, 01 MKP F02 W)1H^ czyj UKD Jr**k Pole,,.Wspóltwórcy wynalazku Sture Anders Backmann, Órebro (Szwecja) i wlasciciele patentu: Knut Ludvig Winguist, Órebro (Szwecja) Urzadzenie do wtryskiwania paliwa w silnikach spalinowych Wynalazek dotyczy urzadzenia do wtryskiwania paliwa w silnikach spalinowych. Urzadzenie to zawiera dysze wtryskowa, zaopatrzona w urzadze¬ nie zaworowe, w którym kadlub zaworu wspól¬ pracuje z jego gniazdem.Celem wynalazku jest rozwiazanie zagadnienia powstawania zanieczyszczonych i trujacych gazów spalinowych wskutek niecalkowitego spalania pa¬ liwa w silnikach spalinowych, spowodowanego nie¬ dokladnym rozpyleniem lub wyparowaniem pali¬ wa i niedokladnym wymieszaniem go z powietrzem spalania.Najczesciej stosowano urzadzenie do rozpylania paliwa, gaznik, wykazuje pod tym wzgledem bar¬ dzo duze wady, poniewaz sila rozpylania gaznika zmienia sie w zaleznosci od zuzycia paliwa i roz¬ pylanie staje sie bardzo niedokladne przy jalo¬ wym biegu silnika, przy malej i zmiennej liczbie obrotów. Musiano zaopatrywac zasadniczo wadliwy gaznik w kilka dodatkowych urzadzen, jak gar¬ dziel, dysza biegu jalowego, pompa przeponowa i podgrzewacz co komplikuje konstrukcje gaznika a daje bardzo nieznaczne ulepszenie z punktu wi¬ dzenia wytwarzanych gazów spalinowych.Dotychczas znane urzadzenia do wtryskiwania pa¬ liwa do silnika — nawet jezeli sa lepsze niz gaz¬ nik — to jednak sa skomplikowane i sa niesprawne z punktu widzenia zdolnosci rozpylania. Jezeli wtryskiwanie odbywa sie w przewodzie wloto- 10 15 25 30 wym, wówczas urzadzenia te musza byc umiesz¬ czone blisko otworu wlotowego cylindra co znaczy, ze przy kazdym cylindrze lub ewentualnie przy kazdej parze cylindrów nalezy umiescic po jed¬ nym urzadzeniu do wtryskiwania paliwa.Ponadto paliwo nalezy wtryskiwac w sposób okresowy zgodnie z cyklem roboczym cylindra lub pary cylindrów, co wymaga skomplikowanego urza¬ dzenia sterujacego. Wszystko to, jak równiez bez¬ posrednie wtryskiwanie do cylindrów, oznacza, ze potrzebne jest skomplikowane i kosztowne urza¬ dzenie.Urzadzenia wtryskowe pracuja pod duzym cis¬ nieniem i przy malych wylotowych otworach dy¬ szy, wskutek czego ryzyko zatkania sie dyszy jest duze. Ponadto zawory iglicowe, przewaznie stoso¬ wane w tych urzadzeniach, powoduja niezadawala- jacy wtrysk paliwa z nierównomiernym rozpyla¬ niem.Wyzej wspomniane trudnosci zostaly wyelimino¬ wane dzieki zastosowaniu urzadzenia do wtryski¬ wania paliwa wedlug wynalazku.Istota wynalazku polega na skonstruowaniu urza¬ dzenia, w którym paliwo wprowadzone w drgania w niezaleznym (nieopisanym w niniejszym opisie) urzadzeniu wprawia w drgania w kierunku swego przeplywu zawór, tak ze przeplyw paliwa do rury ssacej miedzy zaworem a jego gniazdem jest prze¬ rywany, co powoduje rozpylenie paliwa. Czesto- 56 29156 291 tliwosc drgan paliwa jest niezalezna od obrotów silnika a obciazenie zaworu w kierunku przeciw¬ nym do gniazda jest zalezne od zmiennego cisnie¬ nia paliwa.Wynalazek zostanie opisany nizej w zwiazku z rysunkiem, na którym przedstawiono tytulem przy¬ kladu urzadzenie wedlug wynalazku, przy czym fig. 1 przedstawia w przekroju wzdluznym urzadzenie do wtryskiwania paliwa, fig. 2 — w skali powiek¬ szonej kadlub zaworu urzadzenia, fig. 3 — w prze¬ kroju wzdluznym odmiane urzadzenia do wtryski¬ wania paliwa wedlug wynalazku.Urzadzenie do wtryskiwania paliwa przedstawio¬ ne na fig. 1 zawiera obudowe 1 zaworu, zaopatrzo¬ na przy jednym koncu w otwór 2 stanowiacy ot¬ wór zaworu. Stozkowy grzybek 3 zaworu dociska¬ ny jest do zewnetrznej krawedzi wspomnianego otworu za pomoca srubowej sprezyny 4, która dru¬ gim koncem zamocowana jest do preta 5. Pret ten jest przesuwany dwuramienna dzwignia 6, za po¬ moca preta 7 polaczonego z regulatorem przepust¬ nicy, umozliwiajacej regulowanie stopnia naciagu sprezyny. Pret 5 jest uszczelniony za pomoca pier¬ scienia 8. Zasilajacy paliwowy przewód 9 polaczo¬ ny z pompa paliwowa jest osadzony w króccu obudowy zaworu.Obudowa zaworu wraz z wtryskowa dysza 17 jest polaczona za pomoca sruby z wylotowym przewodem 10, siegajacym do oczyszczacza powie¬ trza az do silnika spalinowego; doprowadzanie po¬ wietrza z oszyczczacza regulowane jest za pomoca przepustnicy 11 polaczonej £ regulujacym pretem 7 w znany sposób nie przedstawiony na rysunku.Wlotowy przewód 10 jest zaopatrzony równiez w ochronna siatke 12 zabezpieczajaca silnik przed zlu¬ zowanym grzybkiem zaworu.Jak przedstawiono na fig. 2 powierzchnia 14 grzybka & zaworu, wspólpracujaca z krawedzia 13 otworu 2 tworzaca gniazdo, ma w tym przypadku postac stozka i przechodzi w stosunkowo ostra krawedz 15, stanowiaca krawedz spustowa dla wtryskiwanego paliwa. Powierzchnia 16 grzybka 3 jest w tym przypadku powierzchnia stozkowatego wydrazona; oczywiscie moze ona miec inna postac pod warunkiem, ze powierzchnia 14 jest zakonczo¬ na wlasciwa krawedzia spustowa.Grzybek 3 zaworu przystosowany jest do ma¬ lych drgan podluznych w stosunku do gniazda 13 zaworu. W tym przypadku drgania powodowane sa pulsowaniem paliwa dostarczanego za pomoca pompy przeponowej. Okazalo sie, ze wlasciwa cze¬ stotliwosc równa sie okolo 70 Hz, a cisnienie mak¬ symalne od 1—1,5 MN/m2 (meganiton na metr kwa¬ dratowy).Urzadzenie dziala w sposób nastepujacy. Paliwo, na przyklad benzyne przeprowadza sie do obudo¬ wy zaworu przez przewód 9. Kadlub zaworu jest naciskany ku zewnatrz, tak ze miedzy gniazdem 13 zaworu i powierzchnia 14 grzybka 3 tworzy sie pierscieniowa szczelina odpowiadajaca obciazeniu grzybka sprezyna 4; ciagly strumien paliwa, od¬ powiadajacy szerokosci pierscieniowej szczeliny przeplywa przez te szczeline wzdluz powierzchni 14. Przy spadku cisnienia, paliwo czesciowo wy¬ parowuje.Reszta paliwa zostaje rozpylona sila rozpylania, osiagajaca swoje maksimum dzieki temu, ze grzy¬ bek 3 zaworu wykonuje male drgania w kierunku przeplywu, tam i z powrotem od gniazda zaworu. 5 Powoduje to podwójne dzialanie mianowicie prze¬ plyw paliwa jest przerywany oraz grzybek zaworu jest zesrodkowany w otworze wylotowym dyszy dzieki temu, ze podczas drgan jest on stale popy¬ chany do srodka przez gniazdo zaworu. 10 To drugie dzialanie oznacza, ze pierscieniowa szczelina zaworu ma stale jednakowa szerokosc, co powoduje z jednej strony, ze spadek cisnionia w dyszy, proporcjonalny do obciazenia sprezyna, jest caly czas mozliwie najwiekszy, co wplywa ko- 15 rzystnie na sile rozpylania, a z drugiej strony po¬ woduje, ze przeplyw paliwa jest stale proporcjo¬ nalny do obciazenia sprezyna kadluba zaworu (co oznacza staly przeplyw paliwa przy stalym poloze¬ niu preta 5 polaczonego z regulatorem przepust- 20 nicy.Postac wykonania urzadzenia przedstawiona na fig. 3 okazala sie szczególnie odpowiednia do wtrys¬ kiwania paliwa do przewodu wlotowego silnika.Jest ona w tym przypadku przystosowana do wtrys- 25 kiwania zewnatrz przepustnicy 11. Otwory wloto¬ we cylindrów silnika sa odpowiednio polaczone z dolnym koncem przewodu 10, którego drugi ko¬ niec polaczony z oczyszczaczem powietrza. Pali¬ wowa dysza 17 przechodzi przez otwór w scianie 30 przewodu 10 a jej otwór 1 skierowany jest wzdluz przewodu wlotowego w kierunku wlotu.Grzybek 3 zaworu ma w tym przypadku szkie¬ let kulki i jest podtrzymywany wspornikiem 20, o który opiera sie jeden koniec srubowej sprezy- 35 ny 4. Element regulujacy obciazenie sprezyny 4 ma w tym przypadku postac dzwigni 18, która dociska sprezyna 4 do wspornika 20. Sprezyna otacza pret 19 siegajacy od wspornika 20 poprzez otwór 21 w swobodnym koncu dzwigni 18. Wiel- 40 kosc otworu 21 umozliwia odchylanie preta 19 wzgledem dzwigni 18. Para blokujacych nakretek 22 ogranicza kat odchylenia preta 19 na dól od dzwigni 18.Dzwignia 18 zamocowana jest na walku 23, na 45 którym zamocowana jest dzwignia 24 skierowana w kierunku przeciwnym. Dzwignia 24 polaczona jest za pomoca lacznika 25 z przepustnica 26, któ¬ ra polaczona jest z inna przepustnica za pomoca lacznika 27. 50 Tak jak w poprzednim wykonaniu pulsujace pa¬ liwo dostarczane jest przewodem 9 a samo urza¬ dzenie dziala podobnie jak urzadzenie przedstawio¬ ne na fig. 1. Kulkowy grzybek zaworu daje dobre rozpylanie i rozprowadzanie paliwa w przewodzie 55 wlotowym. Rozpylanie jest znacznie lepsze niz w konwencjonalnych gaznikach. Do wlasciwego wy¬ parowywania przyczynia sie w znacznym stopniu pierscieniowa szczelina, w której szerokosc zmienia sie w zaleznosci od otworu przepustnicy i jest rów- so nomierna na calym obwodzie otworu wylotowego.Przez .skierowanie otworu wylotowego dyszy w kierunku wlotu przewodu wlotowego unika sie ry¬ zyka przyczepiania sie paliwa do przeciwleglej sciany przewodu. 65 Urzadzenie do wtryskiwania paliwa wedlug wy-56 291 nalazku mozna stosowac do wszystkich rodzajów paliwa cieklego, na przyklad benzyna lub gazol.Przeprowadzono próby porównawcze silnika zasi¬ lanego benzyna z konwencjonalnym gaznikiem i ta¬ kiego samego silnika z urzadzeniem wedlug wy¬ nalazku; próby te wykazaly, ze drugi silnik ma wieksza zdolnosc wytwarzania mieszanki i wyzszy wspólczynnik wykorzystania paliwa, a gazy spali¬ nowe maja zasadniczo staly procent tlenku wegla, ponizej 1% objetosciowo przy kazdej wydajnosci.Szczególnie na biegu jalowym, silniki, zasilane w sposób konwencjonalny maja wysoka zawartosc tlenku wegla okolo 10°/o. Dwusuwowe silniki wyka¬ zuja jeszcze wiekszy procent. PL