RO115553B1 - Sistem de injectie a carburantului - Google Patents

Description

Prezenta invenție se referă la un sistem de injecție a carburantului, utilizat la motoarele cu ardere internă.

Este cunoscut un sistem de alimentare cu carburant, de tipul care are în componență o pompă cu piston acționată cu ajutorul unei came, aceasta fiind prevăzută cu o cameră a pompei, un orificiu de evacuare a combustibilului din camera pompei menționate, o duză de injecție a combustibilului conectată la evacuarea menționată, duza fiind prevăzută cu o supapă acționată de presiunea carburantului, care se poate deplasa, împotriva unui resort, către o poziție ‘închis”, în care este așezată pe un scaun, și care se deschide, pentru a permite curgerea carburantului prin canalizația de evacuare a duzei, atunci când presiunea carburantului în camera pompei atinge o valoare suficient de ridicată, și o supapă de siguranță care asigură evacuarea unei cantități de carburant din camera menționată a pompei, astfel reducând presiunea în interiorul acesteia permițând închiderea supapei, împiedicându-se astfel pierderile prin continuarea curgerii carburantului prin canalizația de evacuare menționată.

Un exemplu de un asemenea sistem este constituit de așa-numita unitate de injecție, în care, pompa, duza și supapa de siguranță formează un singur subansamblu. Aceasta-permite dezvoltarea unor presiuni foarte mari ale carburantului, ceea ce constituie un avantaj în vederea reducerii emisiilor de gaze de eșapament provenind de la motorul pe care este montat. Oricum, asemenea avantaje nu pot fi realizate atunci când supapa nu se așează pe scaunul său suficient de rapid la deschiderea supapei de siguranță, pentru scăderea presinii carburantului din camera de pompare.

S-a propus direcționarea carburantului care este redistribuit pe una dintre suprafețele supapei, astfel încât acesta să ajute închiderea supapei sub acțiunea mijloacelor elastice.în brevetul american US-A-4475515 se poate vedea un exemplu de asemenea sistem. Zona capătului supapei este stabilită ținând cont de alte considerente de proiectare, ca, de exemplu, performanțele în timpul deschiderii supapei și considerente de gabarit. Ca rezultat al acestor considerente, presiunea din camera resortului trebuie să fie destul de ridicată, pentru obținerea îmbunătățirilor de orice natură a caracteristicilor de închidere a supapei.

Conform prezentei invenții, într-un sistem de tipul prezentat, mijloacele elastice amintite sunt constituite dintr-un arc elicoidal de compresiune, unul din capetele acestuia sprijinindu-se pe un capac care are posibilitatea de a se deplasa comprimând astfel arcul la ridicarea supapei de pe scaun, celălalt capăt al arcului fiind cuplat cu un piston care poate culisa într-un orificiu, fața de capăt a pistonului, depărtată de arc atunci când se deschide supapa de siguranță, fiind supusă presiunii carburantului care curge prin supapa de siguranță, deplasând astfel pistonul în scopul ușurării închiderii supapei pe scaunul său.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1 ...4, care reprezintă:

-fig. 1, o reprezentare schematică a sistemului conform invenției:

- fig. 2, 3 și 4, variante de realizare a injectorului.

Sistemul de injecție a carburantului, în legătură cu fig. 1 din desenele explicative anexate, cuprinde o pompă 10 prevăzută cu un piston 14 care se poate deplasa în mișcare alternativă sub acțiunea unei came 1G, o supapă de siguranță 11 și un injector pentru injecția carburantului 12. într-un exemplu practic de realizare, aceste trei componente sunt montate pe un corp comun.

Pompa cu piston 10 cuprinde o cameră 13 în care se poate deplasa alunecător un piston 14. Camera 13 este cilindrică. Pistonul este împins către exteriorul camerei prin intermediul unui arc elicoidal de compresiune 15 și se poate deplasa către interior

RO 115553 Bl sub acțiunea unei came 16 antrenată de către motor. După cum se poate observa din 5D figuri, cama 16 lucrează direct asupra pistonului, dar în practică este prevăzut un ansamblu intermediar, iar pistonul poate fi acționat prin intermediul unui braț articulat. Capătul interior al camerei, împreună cu capătul pistonului pompei, formează o cameră a pompei 9 care este prevăzută cu un orificiu de evacuare a combustibilului 18, care este conectată la un orificiu de admisie 19 a duzei de injecție a carburantului 12. 55

Injectorul 14 al carburantului cuprinde un corp 20 în care se află o supapă 21 cu deschidere către interior. Supapa este împinsă împotriva unui scaun, pentru a împiedica curgerea carburantului dinspre orificiul de admisie 19 către orificiul de evacuare 22 sau către mai multe orificii, prin intermediul unui arc elicoidal de compresiune dispus într-o cameră care este definită de capătul înfundat al unei găuri 24. Supapa 60 21 este prevăzută cu un prag de sprijin 25 pentru un arc elicoidal 23 de care este prins unul din capetele arcului elicoidal de compresiune, prin intermediul unui element intermediar 26, capătul opus al arcului cuplând cu un piston în formă de disc 27 care poate aluneca în gaură și poate cupla cu capătul înfundat al acesteia. Pistonul 27 este prevăzuLcu un orificiu central 34, iar gaura 24, adiacentă capătului înfundat al acesteia, 65 este prevăzută cu o conductă de admisie 29. Pragul de sprijin 25 este prevăzut cu o tijă centrală 33 care se află în imediata vecinătate a pistonului, dar este separat de acesta printr-o distanță egală cu mărimea cursei totale necesare supapei. Tija centrală 33 poate fi executată în construcție monobloc, cu prag, sau poate fi o parte separată. Așa cum se obișnuiește în practica curentă, supapa definește o zonă în care carburantul sub 70 presiunea de la orificiul de admisie 19 poate acționa pentru ridicarea supapei de pe scaunul său, împotriva acțiunii forței elastice a arcului. în acest exemplu, mărimea deplasării supapei de pe scaunul său este limitată de către spijinul tijei pe pistonul 27.

Supapa de siguranță 11 este prevăzută cu o gaură de admisie 40 care este conectată la camera pompei și o gaură de evacuare 41 care este conectată, prin inter- 75 mediul unui canal de trecere 28, la capătul înfundat al găurii 24. Supapa de siguranță este acționată în mod convenabil prin intermediul unor mijloace electromagnetice, la comanda unui sistem electronic de comandă a motorului, și cuprinde o supapă 40A, care este împinsă împotriva unui arc către poziția deschis. Sistemul de acționare cuprinde o bobină și o armătură care este cuplată la supapa 40A iar atunci când prin 80 bobină trece un curent, armătura deplasează supapa până la contactul cu scaunul pentru poziția închis.

în timpul funcționării, carburantul este aspirat în camera de pompare 9 la mișcarea către exterior a pistonului pompei 14, prin intermediul unui orificiu de admisie 42, a unei supape de sens 43, prin supapa de siguranță deschisă 11 și prin orificiul 18. 85

Apoi, începând din poziția reprezentată în fig. 1 a camei 16, pe măsură ce cama se rotește, iar profilul proeminent al acesteia este adus cu ajutorul tachetului în partea superioară, pistonul 14 va fi antrenat într-o mișcare către interiorul camerei. □ asemenea mișcare va deplasa carburantul prin orificiul 18 și acesta va trece mai întâi prin supapa de siguranță deschisă 11 și va curge prin canalul de trecere 28 și orificiul 34 90 către orificiul 29. Atunci când este necesară injecția propriu-zisă, supapa de siguranță este închisă, iar carburantul din camera de pompare 9 va fi presurizat și va curge către duza de injecție de carburant prin orificiul 19. Atunci când presiunea atinge o valoare predeterminată, supapa 21 a duzei se va ridica de pe scaunul său, pentru a permite fluidului să curgă prin orificiul 22. Această curgere a fluidului va continua atât timp cât 95 pistonul este deplasat către interior de către camă, până la deschiderea supapei de

RO 115553 Bl siguranță. Cursa supapei 21 va fi limitată de contactul tijei cu pistonul care de asemenea are rolul de a efectua închiderea orificiului 34.

Atunci când supapa de siguranță este deschisă, carburantul sub presiune curge către capătul interior al găurii 24, unde este oprit de către orificiul închis 34. Acest lucru are ca efect deplasarea pistonului 27, a tijei 33 și contactul arcului cu influență în închiderea supapei. Deplasarea pistonului va permite unei părți a fluidului să scape prin orificiul 29 către retur. Ca rezultat, presiunea carburantului din camera pompei 9 scade astfel încât forța care acționează pentru menținerea supapei 21 a injectorului în poziție deschisă este redusă. Reducerea forței combinată cu forța care acționează asupra pistonului 27 conduce la o închidere rapidă a supapei 21 pe scaunul său și din acest motiv la o încetare rapidă a curgerii carburantului prin orificiul 22. Pistonul 27 este apoi adus din nou în contact cu capătul găuriii datorită acțiunii arcului.

Referindu-ne acum la fig. 2, în aceasta este reprezentat un injectorîn doi timpi cu pragul de reținere a arcului 25 aflat în contact cu unul din capetele unui arc elicoidal de compresiune 30, care împinge supapa către poziția închis. Un al doilea arc elicoidal de compresiune 31 se află în contact la unul din capete cu un prag în camera arcului și cu un inel mobil de sprijin la celălalt capăt, 32. Inelul 32 este menținut în contact cu un prag 45 definit la capătul exterior al camerei care conține arcurile. Pragul de sprijin al arcului 25 este astfel poziționat încât să fie în contact cu inelul de sprijin după o mișcare predeterminată a supapei dincolo de scaunul acesteia. Din acest motiv, în timpul lucrului și atunci când supapa de siguranță este închisă, presiunea carburantului în camera pompei crește, iar atunci când atinge un nivel determinat de către forța exercitată de către arcul 30, supapa este ridicată de pe scaunul său, pentru a permite curgerea restricționată a carburantului prin orificiul sau orificiile 22.Pe măsură ce presiunea fluidului din camera pompei crește, forța exercitată asupra supapei de către presiunea fluidului învinge până la urmă acțiunea ambelor arcuri, iar supapa se deplasează către poziția sa complet deschisă. Ca și în cazul exemplului de realizare din fig.1, pistonul 27 va fi împins de către presiunea fluidului evacuat atunci când supapa de siguranță 11 este deschisă, astfel încât să exercite o forță de închidere asupra supapei pentru a efectua o mișcare rapidă a supapei de a ajunge în contact cu scaunul său.

Fig.3 reprezintă o modificare a a exemplului de realizare reprezentat în fig.2, care constă în aceea că pistonul 27 are un diametru mai mare și se află în contact atât cu arcul 30, cât și cu arcul 31. Acest sistem va funcționa în același mod ca și cel reprezentat în fig.2. în orice caz, atunci când supapa de siguranță este deschisă, carburantul sub presiune care pătrunde în capătul înfundat al camerei arcului acționează acum asupra unei porțiuni mai mari a pistonului. Aceasta va conduce la realizarea unei forțe mai mari care va determina închiderea supapei 21. Zona efectivă prin care carburantul evacuat acționează asupra pistoanelor, în toate exemplele realizate, poate fi aleasă astfel încât să regleze forțele de închidere care acționează asupra supapei 21 pentru a conferi caracteristici de închidere optimizate atât în ceea ce privește performanțele, cât și viața scaunului injectorului. Exemplul de realizare reprezentat în fig.4 este în mod substanțial același ca și cel reprezentat în fig.2, cu excepția faptului că pistonul nu este prevăzut cu orificiul 34, iar orificiul 29 prin care scapă carburantul din camera arcului este exclus, în locul său, există un canal de derivație 35 care pornește din canalul 28. Dimensiunile efective ale orificiiilor 35 și 28 pot fi alese astfel încât să modifice sprijinul dat de către mișcarea pistonului la deschiderea supapei de siguranță. Acest exemplu de realizare poate fi de asemenea aplicat exemplului de realizare care încorporează pistonul mai mare, după cum este reprezentat în fig.3.

Claims (7)

1. Revendicări 145

   1. Sistem de injecție a carburantului într-un motor cu ardere internă, care cuprinde o pompă cu piston, acționată cu ajutorul unei came, prevăzută cu o cameră de pompare, un orificiu de evacuare a combustibilului din camera de pompare, un injector, prevăzut cu o supapă acționată de presiunea carburantului, un mijloc elastic, realizat să 150 împingă elastic o supapă într-o poziție care întrerupe curgerea combustibilului, în care aceasta este în contact cu un scaun, supapa fiind astfel realizată încât să poată fi ridicată de pe scaunul său pentru a permite curgerea carburantului prin orificiile unei duze atunci când presiunea carburantului din camera de pompare a pompei atinge o valoare ridicată, prestabilită, și o supapă de siguranță care permite evacuarea unei părți a 155 carburantului din camera pompei, reducând astfel presiunea în aceasta și permite închiderea supapei pentru a împiedica o curgere suplimentară a carburantului prin orificiile duzei, caracterizat prin aceea că, mijlocul elastic menționat anterior este un arc elicoidal (23) care are un capăt în contact cu un prag de sprijin (25), care se poate deplasa pentru a comprima arcul atunci când supapa (21) este deplasată de pe scaunul 160 său, în timp ce celălalt capăt al arcului este în contact cu un piston (27) care poate culisa într-o gaură (24).
2. 2. Sistem de injecție, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, supapa (21) este prevăzută cu o tijă centrală (33) realizată astfel încât poate intra în contact cu pistonul (27) atunci când supapa (21) este în poziție complet deschisă. 165
3. 3. Sistem de injecție, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că, pistonul (27) este prevăzut cu un orificiu (34) care permite curgerea carburantului către o gaură (24), care comunică cu un orificiu de evacuare (29).
4. 4. Sistem de injecție a carburantului, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, supapa (21) este prevăzută cu o tijă centrală (33) care poate intra în contact 170 cu pistonul (27) atunci când supapa (21) se află în poziție complet deschisă, pistonul (27) fiind prevăzut cu un orificiu (34) care îl traversează pentru a permite curgerea carburantului către o cameră a unui resort (24), camera resortului (24) fiind în comunicație cu un orificiu de evacuare (29), orificiul (34) fiind astfel dispus încât atunci când supapa (21) se află în poziție complet deschisă, tija centrală (33) să închidă orificiul (34). 175
5. 5. Sistem de injecție, conform oricăreia din revendicările precedente, caracterizat prin aceea că, mai cuprinde niște mijloace elastice secundare (31), supapa (21) putându-se deplasa împotriva acțiunii mijloacelor elastice secundare (31), atunci când este ridicată de pe scaunul său cu o distanță care depășește o valoare predeterninată.
6. 6. Sistem de injecție, conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că, mijloa- 180 cele elastice secundare (31) cuprind un al doilea arc elicoidal de compresiune (31), dispus astfel încât să se sprijine pe un prag (32), pragul (32) fiind astfel realizat încât să intre în contact cu un prag de sprijin (25) al supapei (21) atunci când supapa este ridicată de pe scaunul său, cu o distanță care depășește o valoare predeterminată.
7. 7. Sistem injecție, conform revendicărilor 5 sau 6, caracterizat prin aceea că, 185 în altă variantă, arcul elicoidal de compresiune (31) este în contact cu pistonul (27).