PL80556B1 - - Google Patents

Description

System wtrysku tlokowego silnika spalinowego Wynalazek dotyczy systemu wtrysku tlokowego silnika spalinowego ze znajdujacym sie w cylin¬ drze silnika zaworem wtryskowym, który posiada uruchomiana przez cisnienie paliwa sprezynowa iglice zaworu, polaczona z pompa wtryskowa prze¬ wodem wtryskowym przy czym przewód biegnie z pomieszczenia cylindra pompy do gniazda zaworu iglicowego.Znane i rozpowszechnione sa tego rodzaju sy¬ stemy wtrysku, w których pomiedzy pompa wtrys¬ kowa a przewodem wtryskowym znajduje sie za¬ wór zwrotny. Zamyka sie on w momencie — gdy tylko tlok pompy przestaje tloczyc i zapewnia w przewodzie wtryskowym cisnienie szczatkowe, tak zwane cisnienie stale, którego wielkosc wyznacza cisnienie zamkniecia zaworu wtryskowego. To stale cisnienie utrzymuje sie w przewodzie wtryskowym pomiedzy dwoma suwami wtryskowymi, wskutek czego wykluczone jest wystepowanie zjawisk kawi¬ tacji na iglicy dyszy i jej gniezdzie.Uklad ten jednakze powoduje, ze paliwo znajdu¬ jace sie w przewodzie wtryskowym pod duzym cisnieniem musi sie po zakonczeniu suwu tloczenia rozprezyc do pelna przez otwór dyszy, co powo¬ duje w efekcie dosyc pózne zamkniecie iglicy dy¬ szy. W duzych silnikach wysokopreznych fakt ten nie odbija sie ujemnie na spalaniu w silniku.Przy mniejszych, na przyklad srednioobrotowych silnikach wysokopreznych na spalanie pozostaje je¬ dnak znacznie mniej czasu, co powoduje, ze silniki 15 20 te reaguja bardzo niekorzystnie na zwloke w za¬ konczeniu wtrysku, powodowana przez zawór zwro¬ tny pomiedzy pompa wtryskowa a przewodem.Objawia sie to silnym zmetnieniem spalin i wyso¬ kim zuzyciem paliwa.Podejmowano wiec próby zwalczenia tej trudnos- * ci w takich silnikach r/rzez zastapienie zaworu zwrotnego w pompie paliwowej tak zwanym za¬ worem odciazajacym, zaopatrzonym w kolnierz, za pomoca którego przy zamykaniu sie zaworu od¬ ciagana jest z przewodu wtryskowego okreslona ilosc paliwa. Umozliwia to znacznie szybsze obni¬ zenie cisnienia w przewodzie wtryskowym po za¬ konczeniu suwu tloczenia, tak, ze nie zachodza wspomniane wyzej ujemne zjawiska.Zastosowanie tak zwanych zaworów odciazaja¬ cych posiada jednakze inne powazne mankamenty.Poniewaz zawór odciazajacy przy wszelkich sta¬ nach obciazenia silnika odciaga z przewodu zawsze taka sama ilosc paliwa, natomiast maksymalne-cis¬ nienie, a tym samym objetosc paliwa zakumulowa¬ nego w przewodzie wtryskowym, zmieniaja sie w zaleznosci od obciazenia silnika i liczby jego pred¬ kosci obrotowej to jasne jest, ze nie mozna przy pomocy tego ukladu utrzymac stalego cisnienia w przewodzie wtryskowym przy wszelkich obciaze¬ niach silnika. ' Jak wykazala praktyka za pomoca tego ukladu osiagnac mozna stale cisnienia tylko w zakresie obciazen od 100% do 60%. Przy mniejszych ob- 80 55680 556 ciazeniach w przewodzie cisnienie nie jest ustalone, co doprowadza do tego, ze w gniezdzie dyszy i na wierzcholku iglicy wystapic moga zjawiska kawi¬ tacji, które powoduja przedwczesne zuzycie dysz.Przy braku stalych cisnien do dyszy moga naply¬ wac gazy spalinowe i powodowac zanieczyszczenie dysz nagarem.Mozna wprawdzie zrobic krótszy kolnierz zaworu cdciazajacego, tak, ze przy zamknieciu zaworu z przewodu odciagana bedzie mniejsza ilosc paliwa.Rozszerzy to zakres obciazen silnika-, w którym wystepuja w przewodzie wtryskowym stale cisnie¬ nia. Jednakze wówczas, zwlaszcza przy pelnym ob¬ ciazeniu, powstaja w przewodzie wtryskowym przy zamykaniu zaworu odciazajacego fale cisnienia, któ¬ re powoduja powtórne otwarcie iglicy dyszy, wsku¬ tek czego nastepuje z kolei silne zmetnienie spalin i wysokie zuzycie paliwa.Wywody te wskazuja, ze ciezko jest dobrac wy¬ miary kolnierza zaworu odciazajacego, aby z jed¬ nej strony wlasciwie sterowac zamykaniem dyszy, a z drugiej zapobiegac na pewno wystepowaniu kawitacji. Pomiary wlasciwe dla okreslonych wa¬ runków pracy moga przy tym, nawet w przypadku takiego samego silnika, okazac sie niekorzystne w innych warunkach pracy.Celem wynalazku jest skonstruowanie ukladu, który usuwa wspomniane niedostatki, to jest w któ¬ rym nie wystepuje kawitacja oraz tlumione lub eliminowane sa zjawiska dymienia, przy czym mi¬ mo to wybór ukladu nie jest krytyczny. Uklad oparty na zalozeniach wynalazku powinien nada¬ wac sie bez specjalnego dostosowania do szerokiego zakresu silników i warunków pracy.Cel ten zostal osiagniety dzieki wbudowaniu za¬ woru zwrotnego w obrebie odcinka srodkowego na jednej trzeciej dlugosci przewodu wtryskowego.Zawór zwrotny znajduje sie korzystnie w prze¬ wodzie rurkowym laczacym pompe wtryskowa z za¬ worem wtryskowym. Pompa paliwowa nie jest przy tym wyposazona w zawór cisnieniowy.Jesli zastosowana zostaje znana pompa ze zna¬ nymi kanalami do wprowadzania i przeplywu wstecznego paliwa, które tworza po jednej drodze doplywu i przeplywu zwrotnego, to na drodze przeplywu zwrotnego paliwa jest zainstalowany dlawik, który ma przekrój znacznie mniejszy od istniejacego w kanale doplywu paliwa. Przekrój przeplywu dlawika moze zwlaszcza wynosic naj¬ wyzej 20% przekroju drogi doplywu.W najprostszy sposób wykonuje sie dlawik sto¬ sujac pompe z poruszajacym sie w cylindrze tlo¬ kiem o sterujacych krawedziach, przy czym w cy¬ lindrze wykonane sa oddzielne otwory dla dopro¬ wadzenia i przeplywu wstecznego paliwa, a dlawik stanowi otwór przeplywu wstecznego paliwa.Przedmiot wynalaziku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uklad wtryskowy wedlug wynalazku, fig. 2 schemat wyjasniajacy funkcjonowanie ukladu wtrysku, a fig. 3 diagram przebiegu cisnienia w odcinkach przewodu przed i po zaworze zwrot¬ nym.Fig. 1 przedstawia pompe 1 paliwowa znanej bu¬ dowy, z cylindrem 2 i tlokiem 3. W cylindrze wy¬ konane sa otwory 4 wlotowe i otwory 5 przeply¬ wowe, które maja polaczenie z wykonanymi w obu¬ dowie 7 pompy otworami 6 lub 7 do podlaczenia nieuwidocznionych przewodów paliwowych. Górne 5 zakonczenie cylindra 2 stanowi glowica 8 pompy, posiadajaca kanal 10 paliwa, z którym laczy sie rurka 11. Jak widac z fig. 1 glowica 8 nie posiada, w odróznieniu od zwyklego sposobu budowy, zad¬ nego zaworu. 10 Do rurki 11 podlaczony jest zawór zwrotny 13, który posiada obudowe 14 zaworu z gniazdem za¬ woru oraz korpus 16 zaworu ze sprezyna 15. Zawór zwrotny 13 ma za pomoca rurki 17 polaczenie z zaworem wtryskowym 18, który w obudowie 20 15 miesci wykonana w znany sposób iglice 21 zaworu, sterujaca doplywem paliwa do otworów 22 dysz, wykonanych w korpusie 23 dysz. Na iglice 21 zawo¬ ru dziala poprzez drazek 24 nie uwidoczniona na rysunku sprezyna zaworu. Poza tym iglica 21 za- 20 woru wyposazona jest w znany sposób w odsadzo¬ ny koniec o mniejszej srednicy, przy czym powsta¬ la w ten sposób powierzchnia toroidalna sluzy jako powierzchnia przylozenia dla cisnienia hydraulicz¬ nego paliwa. Odsadzony koniec iglicy 21 zaworu 25 znajduje sie w komorze 25 paliwa, która poprzez kanal 26 ma polaczenie z rurka 17. Tego rodzaju zawory sa znane i maja te wlasciwosc, ze przy okreslonym cisnieniu paliwa, tak zwanym cisnieniu otwarcia, które na przyklad lezec moze w grani- 30 cach 250 atmosfer, otwieraja doplyw paliwa do dysz. Jesli cisnienie w przewodzie wtryskowym spa¬ da ponizej poziomu tak zwanego cisnienia zam¬ kniecia, które lezy mniej wiecej w granicach dwóch trzecich cisnienia otwarcia, to wówczas zamykaja 35 cne somoczynnie doplyw paliwa do dysz.Dzialanie systemu wyjasnia fig. 2. Rysunek ten przedstawia w uproszczonej formie droge przeplywu paliwa w ukladzie pokazanym na fig. 1, przy czym poszczególne zakresy schematu nosza oznaczenia od- 40 powiadajace oznaczeniom uzytym na fig. 1. I tak na lewym koncu drogi przeplywu znajduje sie cy¬ linder 2 z pomieszczeniem cylindra, w którym po¬ rusza sie tlok 3. Z cylindrem laczy sie przewód 11 rurkowy z zaworem zwrotnym 13 oraz przewód 17 45 rurkowy. Zakonczenie drogi przeplywu tworzy za¬ wór wtryskowy 18 z otworami 22 dysz.Strzalki naniesione na fig. 2 odnosza sie do mo¬ mentu, w którym na koncu suwu tloczenia kanaly 5 przeplywowe zostaja nagle otwarte przez dolne 50 krawedzie sterujace tloka 3. System wtrysku napel¬ nia sie przy tym paliwem, znajdujacym sie pod wy¬ sokim cisnieniem na przyklad 800—1000 atmosfer.Paliwo przeplywa z jednej strony przez otwór 22 dysz zaworu 18 do pomieszczenia cylindra silnika 55 spalinowego. Równoczesnie nastepuje odplyw przez otwór 5. Jak to zaznaczono za pomoca zróznicowa¬ nia dlugosci strzalek, paliwo "znajdujace sie w sy¬ stemie wtryskowym rozpreza sie ku obu koncom przewodu wtryskowego, utworzonego przez rurki 11, 17 oraz kanal 26 zaworu 18.Konsekwentnie wiec w przewodzie wtryskowym musi sie znajdowac miejsce, w którym przeplyw nie bedzie sie odbywal ani w jednym, ani w dru¬ gim kierunku, wzglednie bedzie on bardzo maly. 65 Chociaz jest bardzo trudno oznaczyc dokladnie to 6080 556 6 miejsce, to jednak z dokladnoscia, wystarczajaca dla celu zalozonego przez wynalazek mozna przy¬ jac, ze znajduje sie ono w srodkowym odcinku jednej trzeciej dlugosci L przewodu wtryskowego, który tworza rurki 11, 17 oraz kanaly 10, 26. W tym miejscu instaluje sie zawór zwrotny 13.Z chwila otwarcia otworu 5 przeplywajacego, a tym samym ustania doplywu paliwa z pompy 1 do przewodu wtryskowego zawór 13 zamyka sie pod dzialaniem swojej sprezyny 15. Przewód wtrysko¬ wy zostaje wskutek tego podzielony na dwie nie¬ zalezne od siebie czesci.W prawej czesci fig. 2, która tworza rurka 17 i zawór 18 paliwo odplywa nadal tak dlugo, az cis¬ nienie na skutek rozprezenia sie paliwa,znajduja¬ cego sie w tej czesci przewodu, obnizy sie do po¬ ziomu cisnienia zamkniecia zaworu 18. To cisnie¬ nie utrzymuje sie w tej czesci przewodu wtrysko¬ wego jako cisnienie stale. Przebieg cisnienia poka¬ zuje krzywa A na fig. 3. Fale cisnienia, które mo¬ glyby spowodowac dodatkowy wtrysk paliwa, nie moga wystapic w tej czesci przewodu wtryskowego, poniewaz na iglicy 21 zaworu 18 nie moga powstac zadne fale odbicia. Wzrost cisnienia wywolany zdla¬ wieniem przeplywu przeszkadza mianowicie samo¬ czynnie zamnieciu sie zaworu.W lewej czesci przewodu wtryskowego, która tworzy rurka 11 z kanalem 10 trwa nadal, po zam¬ knieciu zaworu zwrotnego 13, odplyw paliwa przez otwór 5 az do rozprezenia. Jesli przy tym odplyw paliwa jest zbyt szybki, to przy zaworze zwrotnym 13 moga ewentualnie powstac zjawiska kawitacji, które jednakze nie odbijaja sie ujemnie na pracy silnika.Zgodnie z rysunkiem otwory 5 maja jednak spe¬ cjalnie mniejsza srednice niz otwory 4. Odplyw pa¬ liwa z tej czesci przewodu wtryskowego jest wsku¬ tek tego zdlawiony tak, ze unika sie zjawisk ka¬ witacji przy zaworze 13. W drodze prób ustalono, ze do tego celu przekrój przeplywu otworów 5 po¬ winien wynosic najwyzej 20% przekroju otworów 4.Przebieg cisnienia w tej czesci przewodu wtrysko¬ wego przedstawia krzywa B na fig. 3. Cisnienie spada po wtrysku do bardzo niskiej wartosci, która na przyklad w zaleznosci od doplywu paliwa moze osiagac wielkosc cisnienia atmosferycznego lub nie¬ wielkiego cisnienia zasilajacego. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 5 1. System wtrysiku tlokowego silnika spalinowego ze znajdujacym sie w cylindrze silnika zaworem wtryskowym, który posiada uruchomiona przez cis¬ nienie paliwa sprezynowa iglice zaworu, polaczona za posrednictwem przewodu wtryskowego z pompa 10 wtryskowa, przy czym przewód biegnie z pomiesz¬ czenia cylindra pompy do gniazda zaworu iglicowe¬ go, znamienny tym, ze w obrebie srodkowego od¬ cinka jednej trzeciej dlugosci przewodu wtrysko¬ wego (10, 11, 17, 26) zainstalowany jest zawór 15 zwrotny (13).

2. System wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawór zwrotny (13) znajduje sie w przewodzie rur¬ kowym (11, 17) laczacym pompe (1) wtryskowa z zaworem wtryskowym (8). 20

3. System wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pompa (1) wtryskowa jest pompa bez zaworu cis¬ nieniowego. 2g

4. System wedlug zastrz. 1, przy czym pompa wtryskowa wyposazona jest w specjalne kanaly dla doplywu i odplywu wstecznego paliwa, które stanowia po jednej drodze doplywu i odplywu wstecznego, znamienny tym, ze na drodze (5, 7) przeplywu wstecznego paliwa wbudowany jest dla¬ wik (5), który ma znacznie mniejszy przekrój prze¬ plywu niz istniejacy na drodze (4, 6) doplywu pa¬ liwa.

5. System wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze 35 przekrój przeplywu dlawika (5) wynosi najwyzej 20% najmniejszego przekroju (4) przeplywu drogi (4, 6) doplywu.

6. System wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze 40 pompa (1) wtryskowa posiada poruszajacy sie w cylindrze (2) tlok (3) pompy ze sterujacymi kra¬ wedziami, przy czym w cylindrze (2) wykonane sa oddzielnie otwory (4, 5) dla doplywu i przeplywu wstecznego paliwa, a dlawik stanowia otwory (5) przeplywu wstecznego paliwa.80.556 Fig.f LDA- zaklad 2 — Typo, zam. 793/75 — 105 egz. Cena 10 zl PL