SE430181B - Brensleforsorjningsanordning for forbrenningsmotorer - Google Patents

Description

7803896-5 e_ 2 Härvid skall den uppgiften lösas, att öka bränsletempera- turen med stigande yttertemperatur och därmed minska den för förbränningen verksamma insprutningsmängden. Detta har emellertid nackdelen, att när bränsleinsprutningsmängden skall regleras noggrant genom volumetrisk dosering för att uppnå maximal effekt utan att gränsen för maximalt tillåtna skadliga ämnen i avgaserna passeras, blir denna reglering negativt påverkad. även utan denna i övrigt mycket komplicerade anordning förändras den verksamma bränsledoserings- mängden kraftigt vid varierande yttertemperaturer och därmed varieran- de täthet hos bränslet, som med tiden anpassar sig till denna temperatur, varför stora toleranser kräves för doseringsmängd- regleringen eller verksamma kompensaztionsanordningar dessutom måste utnyttjas. _ i * Fördelar med uppfinningen.

Bränsleförsörjningsanordningen enligt uppfinningen med de i patentkravet 1 angivna kännetecknen har den fördelen, att bränsletemperaturen på ett enkelt sätt kan regleras till ett huvud- sakligen konstant värde. På ett fördelaktigt sätt utnyttjas härvid uppvärmningsförloppet för bränslet i insprutningspumpen för upp- värmning av bränslet till en bestämd temperatur, som därefter skall hållas konstant. Som känt uppvärmes bränslet i insprutningspumpêns sugrum genom friktionsvärme och genom den under insprutningsslaget till följd av kompression uppvärmda och i sugrummet återströmmande bränslemängden när pumpens Slagvolym ej tages fullt i anspråk inom förbränningsmotorns dellastområde. Först när bränslet blir alltför varmt erfordras inkoppling av en kylanordning. Insprut- ningspumpen uppvärmes dessutom från den förbränningsmotor den skall mata.

Gexmxde i underkraven angivna åtgärderna möjliggöres fördelaktiga vidareutvecklingar och förbättringar av de i huvud- kravet angivna anordningarna. Särskilt fördelaktigt är att utnyttja bränsleförrådsbehållaren som kylanordning. Härigenom uppnås önskad bränsletemperaturreglering till mycket ringa kostnad utan behov av ytterligare anordningar för uppvärmning eller kylning av bränslet.

Dessutom är det mycket fördelaktigt att den temperaturberoende kopplingsbara ventilen som ventilelement och temperaturstyrorgan uppvisar en bimetallfjäder, som omspolas av det från insprutnings- pumpen till ventilen strömmande bränslet." Ritning . i dFyra utföringsexempel av uppfinningen visas på ritningen 7803896~5 och beskrivs nedan närmare. Fig. 1 visar ett första utföringsexempel av en bränsleförsörjningsanordning, fig. 2 visar närmare utformningen av den temperaturberoende kopplingsbara ventilen enligt utförings- exemplet i fig. l, fig. 3 visar ett andra utföringsexempel av den vid utföringsexemplet enligt fig. l användbara temperaturberoende kopplingsbara ventilen,fig. 4 visar ett tredje utföringsexempel av ventilen, och fig. 5 visar ett fjärde utföringsexempel.

Beskrivning av uppfinningen.

Det första utföringsexemplet åskådliggöres förenklat i fig. 1. En bränsleinsprutningspump 1, som utnyttjas för försörjning av en ej närmare visad förbränningsmotor, tillförfes bränsle via en med ett filter 2 försedd sugledning 3 från en bränsleförråds- behållare U. För detta ändamål utnyttjas i regel en bränslematarmmp 6, vilken som visat i fig. 1 kan vara integrerad i bränsleinsprut- ningspumpen eller vid annat utförande av insprutningspumpen kan vara kopplad framför denna. Denna bränslematarpump matar bränslet in i insprutningspumpens sugrum. Sugrummet hålles på känt sätt vid ett förutbestämt tryck, som dessutom kan regleras när detta tryck skall utnyttjas för styrändamål. Det bränsle, som skall matas till förbränningsmotorn, tages på känt sätt från sugrummet under insprutningspumpkolvens sugslag. Den under pumpkolvens in- sprutningsslag exempelvis i dellastområdet ej erfordrade bränsle- mängden återföres till sugrummet, varigenom bränslet i sugrummet uppvärmes. En del av det från bränslematarpumpen 6 matade bränslet bortledes från sugrummet via en strypning 7, som i beroende av insprutningspumpens utförande kan vara fast eller variabel. Vid serieinsprutningspumpar där ingen styrning utföres med sugrumstrycket kan strypningen ersättas av en backventil. Denna bränslemängd utnyttjas vid konventionella utföranden för temperaturavlastning av insprutningspumpen och för att avlägsna luft i bränslet från sugrummet. Detta förlopp betecknas allmänt som spolning av pumpen.

Vid det visade utföringsexemplet leder nu från strypningen 7 en avlastníngsledning 8 till en temperaturberoende påverkbar ventil 10 och förgrenas till en första delledning ll och en andra delledning 12. Den första delledningen ll leder direkt till sug- ledningen 3 eller till sugsidan hos insprutníngspumpens 1 bränsle- matarpump 6. Den andra delledningen 12 leder däremot till bränsle- förrådsbehållaren 4.

Fig. 2 visar närmare utformningen av den temperaturberoende påverkbara ventilen 10. Ventilen 10 består av ett slutet hus 15, i 780389645 4 vilket en bimetallfjäder 16 är med ena änden fast anbragt så att dess fria ände 17 ligger mellan de koaxiellt med varandra belägna, i rät vinkel mot bimetallfjäderns 16 mittläge ur huset kommande ändarna av den första delledningen ll och den andra delledningen 12.

Den första delledningens ll mynning 18 och den andra delledningens l2 mynning 19 bildar var sitt ventilsäte inrättat att samverka med den ventilelement bildande fria änden 17 av bimetallfjädern 16.

Avlastningsledningen 8 mynnar i huset 15 parallellt med bimetall- fjädern l6 så att det inströmmande bränslet strömmar längs bimetall- fjädern till endera av delledningarnas myníngar 18, 19 och kan strömma ut genom dessa. Detta har den fördelen att bimetallfjädern mycket snabbt avkänner just den temperatur, som det genom avlast- ningsledningen 8 äterströmmande bränslet uppvisar.

Den ovan beskrivna anordningen arbetar på följande sätt.

När insprutningspumpen börjar arbeta matas till att börja med kallt bränsle från bränsleförrådsbehållaren 4 genom sugledningen 3 och bränslematarpumpen 6 till insprutningspumpen 1. Eftersom även insprutningspumpen i detta tillstånd är kall strömmar bränslet genom strypningen 7 med ungefär oförändrad temperatur till den temperaturberoende styrda ventilen 10. I motsvarighet till denna bränsletemperatur böjes bimetallfjädern 16 på sådant sätt, att den andra delledningen 12 till bränsleförrådsbehållaren Ä stänges och att bränslet ledes genom den första delledningen ll direkt- tillbaka till bränslematarpumpens 6 sugsida. Under fortsatt drift iuppvärmes bränsleinsprutningspumpen på känt sätt så att nu även uppvärmt bränsle lämnar insprutningspumpen via avlastningsledningen 8. Så länge emellertid bränslet fortfarande är kallare än ett förut- bestämt värde av exempelvis Ä0°G återföres bränslespolmängden ständigt till bränslematarpumpens 6 sugsida så att bränsleinsprutningspumpen och bränslet i dennas sugrum snabbt uppvärmes till ett önskat värde.

Så snart nu temperaturen hos det från insprutningspumpen via avlastningsledningen 8 utströmmande bränslet uppvärmts över önskad nivå öppnas via bimetallfjädern 16 den andra delledningen 12 till bränsleförrâdsbehâllaren Ä så att en i motsvarighet till bi- metallfjäderns öppningsgrad stående del av bränslespolmängden åter- strömmar till bränsleförrâdsbehållaren 4, varigenom bränslematar- pumpen 6 i motsvarighet till denna delmängd måste tillföra insprut- ningspumpen l större mängd kallt bränsle från förrådsbehållaren. På detta sätt regleras bränsletemperaturen i bränsleinsprutningspumpens l sugrum till ett konstant värde. 780389645 Vid denna utföringsform är det fördelaktigt att bränsle- förrådsbehållaren 4 utnyttjas som kylare. Bränsleförrådsbehâllaren är i motorfordon normalt anbragt i ett mycket exponerat läge och kyles delvis av fartvinden. På grund härav kan särskild kylanord- ning i den andra delledningen 12 undvaras. Alternativt kan, såsom antydes med streckade linjer i fig. l, en separat kylanordning 20 anordnas i delledningen 12. Bränsletanken kan även utföras så att den medger förbättrad kylning av bränslet i densamma.

På ett fördelaktigt sätt utnyttjar anordningen enligt uppfinningen bränsleinsprutningspumpens självuppvärmning till att uppvärma det från bränsleförrådsbehållaren 4 till insprutnings- pumpen tillförda bränslet och reglera bränsletemperaturen till ett bestämt värde med hjälp av den temperaturberoende kopplinga- bara ventilen. Regleringen av bränsletemperaturen har härvid den fördelen, att noggrannheten av regleringen av insprutningsmängden ej påverkas av olika bränsletemperaturer. Vid dieselinsprutnings- pumpar kan en temperaturhöjning av l0°C leda till ett insprutnings- mängdfel av 1 mmš/insprutningsslag. I beroende av om en förutbestämd medeltemperatur överskrides eller underskrides leder detta mängdfel till effektförlust eller till alltför stor andel skadliga ämnen i förbränningsmotorns avgaser.

Enligt fig. 2 är den temperaturberoende kopplingsbara ventilen så utformad, att vid för hög temperatur på det inströmmande bränslet kan den första delledningens ll mynning 18 fullständigt tillslutas och vid för låg bränsletemperatur kan den andra del- ledningens 12 mynning 19 tillslutas fullständigt av bimetallfjädern 16. Vid det i fig. 3 visade andra utföringsexemplet av ventilen kan endast den andra delledningenlê mynning 19 tillslutas av bimetallfjädern 16. Vid den första delledningens ll anslutning finns en i strömningsriktningen från ventilen öppnande ventil 22, genom vilken det till ventilen 10 tillförda bränslet kan strömma bort när delledningen 12 är stängd. Enligt en förenklad utföringsform kan den visade ventilen ersättas av en fast strypning 23 i den första delledningen ll. Härigenom erhålles en kraftigt förenklad anordning för reglering av bränsletemperaturen.

Vid ett tredje utföringsexempel finnes en i fig. 4 visad temperaturberoende kopplingsbar ventil 10", som är uppbyggd på huvudsakligen samma sätt som ventilen 10 enligt fig. 2. Vid ut- föringsexemplet enligt fig. U finnes emellertid endast den andra 780-1589645 6 delledningen 12, vars i huset 15" skjutande mynning 19 kontrolleras av änden av den fast inspända bimetallfjädern 16. Medelst bimetall- fjädern avbrytes avlastningsledningens 8 förbindelse med bränsle- förrådsbehållaren 4 vid alltför låga bränsletemperaturer så att inget bränsle kan bortströmma ur insprutningspumpen l. Denna anord- ning kan utnyttjas särskilt vid serieinsprutningspumpar, som drivs med en särskild framförkopplad matarpump. Spolningen av insprut- ningspumpen avbrytes således så länge en av bimetallfjädern 16 styrbar, önskad driftstemperatur hos insprutningspumpen icke uppnåtts.

Bränslet i insprutningspumpen uppvärmes på känt sätt under drift av insprutningspumpen och återföres i delmängder till bränsle- förrådsbehållaren när den inställda bränsletemperaturen överskrides.

Bränsleinsprutningspumpen tillföres ökad mängd kallt bränsle i motsvarighet till dessa delmängder. 2 För extrema förhållanden är det vid utföringsexemplen enligt figt 1-3 möjligt att för snabbare uppvärmning eller till- räcklig temperaturhållning anordna en särskild bränsletemperatur- styrd uppvärmningsanordning i den förstadelledningen ll. Detta kan ske via en värmeväxlare ZH, som antingen värmes elektriskt eller ^ utnyttjar det i förbränningsmotorn alstrade egenvärmet för upp- värmning avtränslet. I andra fall är det fördelaktigt att skydda den första delledníngen ll mot nedkylning med hjälp av isolering och draga ledningen skyddat eller längs ställen, som utsättas för förbränningsmotorns värme. I Det i fig. 5 visade fjärde utföringsexemplet har en insprutningspump l med integrerad bränslematarpump 6, i vars sugledning 3 en förmatarpump 26 med efterkopplad bränslefilter 2 är anordnad. Vardera matarpumpen har en parallellkopplad åter- föringsledning, i vilken på känt sätt en tryckstyrventil 27 resp. 28 är anordnad. Från insprutningspumpen 1 leder.avlastningsledningen 2 8 via strypningen 7 till en temperaturberoende kopplingsbar ventil l0"', som liksom vid utföringsexemplet enligt fig. 2 har en i huset inspänd bimetallfjäder 16, vars ände kontrollerar mynningarna 18 och 19 hos de i huset inskjutande första och andra delledningarna - ll resp. 12. Till skillnad från utföringsexemplet enligt fig. 2 där de båda delledningarna försedda med var sin i strömningsrikt- ningen från ventilen 10" öppnande backventil 22 resp. 25. Ventilen 22 i delledningen ll förhindrar att bränsle matas förbi insprutnings- pumpen direkt in i ventilen 10"' och ventilen 25 förhindrar att matarpumpen 6 vid öppen delledning 12 suger ofiltrerat bränsle från 1 7803896-5 förrådsbehållaren H. Avlastningsledningen 8 kontrolleras vid sin anslutning till ventílens 10"' hus av en differenstryckventil 30, varigenom det uppströms om strypníngen 7 inregleras ett konstant tryck och styrtrycket i insprutningspumpens sugrum ej pâverkas av den temperaturberoende kopplingsbara ventilen l0"'.

Differenstryckventilen 30 består av ett hus 31, i vilket ett membran 32 är inspänt, som skiljer huset i ett styrtryckrum 33 och ett styrt tryckrum 34. Mellan membranet 32 och huset finns en tryckfjäder 35. Vidare belastas membranet från styrtryckrummet 33 med trycket i sugledningen mellan filtret 2 och matarpumpen 6, eftersom styrtryckrummet 33 är förbundet med delledningen ll genom en förbindelseledning 36. I det styrda tryckrummet 3ß mynnar av- lastningsledningen 8 och leder via en förbindelsestuts 37, vars mynning 38 kontrolleras av membranet 32, in i den temperaturberoende kopplingsbara ventilens 10"' hus.

Claims (12)

i 7803896-5 Patentkrav

1. Bränsleförsörjningsanordning för förbrånningsmotorer, med dels en bränsleinsprutningspump (1) för matning av en reglerbar bränsleinsprutningsmängd, dels en bränslematarpump (6) för alstring av ett sugrums/tryck i bränsleinsprutningspumpen (1), samt dels en från bränsleinsprutningspumpen (1) via en strypning (7) utgående avlastningsledning (8), k ä n n e t e c k n a d av att omedelbart nedströms strypningen (7),í avlastningsledningen (8) är anordnad en temperaturberoende påverkbar ventil (10) och att nedströms om denna är en värmeväxlare (20,4,24) anordnad i avlastningsledningen (l2,ll).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att värmeväxlaren är en kylanordning (2G,Ü).

3. Anordning enligt krav 2, k_ä n n e t e c k n a d av att värmeväxlaren bildas av förbränningsmotorns bränsleförråds- behållare (ll). l H.

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - tre c k n a d av att den temperaturberoende pâverkbara ventilen (10) håller avlastningsledningen stängd under en förutbestämd bränsletemperatur.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den temperaturberoende pâverkbara ventilen (l0,l0',l0"') är utförd som trevägsventil, från vilken utgårdezx i en första delledning (ll) och en andra delledning (12) uppdeladeavlastningsledningen (8), varvid den första delledningen (ll) år direkt förbunden med bränsle- matarpumpens (6) sugsida. W

6. Anordning enligt krav N eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att den temperaturberoende påverkbara ventilen (10) som ventil- element och temperaturstyrorgan uppvisar en bimetallfjäder (16), som är omspolad av det inströmmande bränslet.

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att bimetallfjädern (16) med sin ena ände är fast inspând i den temperaturberoende påverkbara ventilens (10) hus (15) och att dess andra ände (17) i form av ventilelement ligger mellan mynningarna ' (l8,l9) hos de från huset utgående första resp. andra delledningarna (l1,l2), varvid mynningarna (l8,l9) bildar ventilsäten.

8. Anordning enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d av att vid den första (ll) och/eller den andra (12) delledningens m anslutning i huset (l5') är anordnad en 1 strömningsriktningen från 7803896-5 huset öppnande ventil (22).

9. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att i avlastningsledningens (8) första delledning (ll) är en utströmningsstrypning (23) anordnad.

10. Anordning enligt något av kraven 1-9, k ä n n e - t e c k n a d av att den första delledningen (ll) är isolerad mot nedkylning.

11. ll. Anordning enligt något av kraven 1-10, k ä n n e - t e c k.n a d av att i den första delledningen (ll) är en tempera- turberoende styrbar vârmeväxlare (24) anordnad.

12. Anordning enligt något av kraven 1-11, k ä n n e - t e c k n a d av att i avlastningsledningen (8) är framför dennas anslutning till den temperaturberoende påverkbara ventilen (10"') anordnad en differenstryckventil (30), medelst vilken trycket ned- ströms strypningen (7) kan hållas konstant.