SE467751B - Braensleinsprutningspump foer tvaataktsmotorer - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 7 751 Ci\ \ 2 medel uppnå en mycket noggrann anpassning av bränslemängden till den i förbränningsrummet i beroende av varvtalet införda luftmängden.

Denna uppgift löses enligt uppfinningen genom den g: utformning som är angiven i den kännetecknande delen av det självständiga patentkravet.

Den strypta strömningsvägen till utjämningsvolymen är så dimensionerad, att den blir verksam först vid höga strömningshastigheter, således vid höga varvtal hos tvåtaktmotorn och därmed snabba rörelser hos membranet, och därigenom bygger upp ett med varvtalet ökande mottryck i bakrummet, vilket mottryck begränsar pumpkolvens slag- längd genom neutralisering av den i impulsrummet verkande drivkraften.

Mottrycket är beroende av förhållandet mellan bak- rummets totalvolym och den slagvolym som membranet genom- löper vid sitt slag. Om bakrummet är mycket stort uppbyggs endast små tryck, medan större tryck byggs upp om bakrummet är mycket litet. Om membranets återföringsfjäder anordnas i bakrummet erhåller man visserligen liten storlek på insprutningspumpen, men bakrummet självt måste ges stor volym. Enligt uppfinningen är en bladfjäder anordnad i bakrummet, varigenom dettas volym kan göras mycket liten, så att tack vare den strypta strömningsvägen en mycket stor motkraft kan byggas upp vid ökande varvtal. Blad- fjädern är fast stödd i huset vid fotpunkter bildade av dess kortsidor eller ändar. Vid central belastning av bladfjädern, som med sitt längdmittparti anligger mot undersidan på membranet, kommer fjädern att tryckas in i mitten och utgående därifrån i fjäderns längdriktning anlägga sig mer och mer mot membranet. Genom utböjning av fjädern vid dess ändpartier upptas bladfjäderns total- längd. Denna typ av en vid båda ändarna fastlagd blad- fjäder, en valv- eller bàgfjäder, gör det möjligt att även vid bladfjädrar med liten bygghöjd och vid liten slaglängd åstadkomma stora motkrafter, som motverkar det membranet förflyttande vevhustrycket i impulsrummet. Tack vare den en låg bygghöjd uppvisande bladfjädern kan bakrummet trots den däri anordnade återföringsfjädern göras mycket litet, 10 15 20 25 30 35 F! I A /17 A -fO/ 1 I G1 _ 3 så att à ena sidan en ínsprutningspump med liten bygghöjd och å andra sidan en stor motkraft vid ökande varvtal kan uppnås.

Vid en utföringsform av uppfinningen är åtminstone en fotpunkt förskjutbar i bladfjäderns längdriktning mot den andra fotpunkten, varigenom en noggrann inställning av insprutningspumpen efter den aktuella tvàtaktmotorn är möjlig. Härvid är förflyttning av en fotpunkt tillräcklig, men i vissa fall kan förflyttning av båda fotpunkterna vara lämplig.

Företrâdesvis ligger fotpunkterna i anslagsvinklar som bildar lager, varvid anslagsvinklarna kan vara av högvärdigt stål, som kan uppta de stora belastningarna vid fotpunkterna utan att utmattningsfenomen uppträder.

För att inga avsevärda tvärkrafter skall inledas i den med membranet förbundna pumpkolven och alltför kraf- tigt belasta kolvens styrning i pumpcylindern, är blad- fjädern i sitt utgångsläge symmetrisk med avseende på pumpkolvens lângdaxellinje. För att tvärkraften på pump- kolvens skaft skall bli liten vid ändring av bladfjäderns inställning genom förskjutning av åtminstone en av dess fotpunkter i bladfjäderns längdriktning ligger bladfjädern med sitt mittparti an mot membranet företrädesvis med anliggningsstâllet förskjutbart i fjäderlângdriktningen, varvidbladfjädern för detta ändamål uppvisar ett företrä- desvis centralt, symmetriskt långhål, genom vilket pump- kolvens skaft sträcker sig.

För att bladfjädern själv skall kunna ges små dimen- sioner är i enlighet med ett kännetecken på uppfinningen en med membranet eller pumpkolvskaftet förbunden flatfjäder anordnad i impulsrummet. Flatfjädern är så dimensionerad, att den påför den huvudsakliga delen av den motkraft som skall påläggas, medan den i bakrummet anordnade bladfjädern endast har att påföra den del av motkraften som skall stå till förfogande för noggrann inställning av insprutnings- pumpen efter tvåtaktmotorn. Genom denna separation av kraftflödet kan bladfjäderns dimensioner minskas avsevärt och lagren vid dess fotpunkter utformas för i motsvarande grad minskade belastningskrafter. I enlighet med ett -YN Ö \ 10 15 20 25 30 35 \'l UI *à 4 fördelaktigt kännetecken på uppfinningen bildas flat- fjädern av ett gummimembranet ersättande, av fjäderstál bestående membran, som tryckmedelstätt skiljer ímpulsrum- met från bakrummet.

Ytterligare kännetecken på uppfinningen framgår av de osjâlvständiga patentkraven, beskrivningen och ritningarna, vilka visar utföringsexempel som beskrivs närmare nedan.

Fig. l är en schematisk snittbild av en insprutnings- anordning med den uppfinningsenliga insprutningspumpen; Fig. 2 visar ett snitt genom ínsprutningspumpen taget längs linjen II-II i fig. 1; Fig. 3 är en vy uppifrån av en i insprutningspumpens drivrum anordnad, vid båda ändarna lagrad bladfjäder; Fig. 4 är en sidvy som visar bladfjädern i fig. 3 vid olika belastningstillstånd; I Fig. 5 visar ett snitt genom arbetsrummet i den uppfinningsenliga insprutningspumpen försedd med ett stålmembran; Fig. 6 visar ett snitt genom arbetsrummet i en i enlighet med uppfinningen utförd insprutningspump försedd med en i impulsrummet anordnad flatfjäder; Fig. 7 är en planvy av flatfjädern i fig. 6.

Den visade insprutningsanordningen (fig. 1) år avsedd för en tvåtaktmotor 2, som används i synnerhet vid handförda arbetsredskap, företrädesvis bärbara handförda arbetsredskap, såsom motorkedjesågar och liknande. Motorn har en cylinder 3, en kolv 4, ett förbränningsrum 5, ett insprutningsmun- stycke 6, ett vevhus 7 och en vevaxel 8 med en vevslängu eller vevarm 1 och en vevstake 9 för kolven 4.

När tvàtaktmotorn är igång ändras trycket i vevhuset 7 i takt med att kolven 4 rör sig uppåt och nedåt. Vid kolvens 4 nedåtrörelse från den övre dödpunkten stiger trycket till dess att kolven är i närheten av den undre dödpunkten, så att det i vevhuset uppkommer ett övertryck, som sedan vid kolvens 4 uppàtrörelse åter sjunker och blir till ett undertryck.

Insprutningsanordningen har en insprutningspump 10 med en anslutningsledning 12, som är ansluten till vevhuset 7 och förmedlar det där rådande trycket till 10 15 20 25 30 35 7 H 4 1 / I CA CT! 4 5 insprutningspumpen 10. Till insprutningspumpen är dessutom ansluten en bränslematningsledning 13, genom vilken bränsle medelst en förmatningspump matas via ett bränsle- filter 11 från en tank 14 till en som backventil utförd insugningsventil 16. Förmatningstrycket är så inställt, att det ej öppnar insugningsventilen 16; ej insuget bränsle àtercirkuleras genom en returledning 24 till' tanken 14.

Insugningsventilen 16 befinner sig pà den ena sidan av en i insprutningspumpens 10 företrädesvis av aluminium utförda hus 17 sida det finns utformad pumpkammare 18, vid vars motsatta en utloppsventil 19. Även denna är utförd som backventil. Fràn utloppsventilen 19 gär en insprutnings- ledning 20 via ytterligare ett bränslefilter 11' till tvàtaktmotorns 2 insprutningsmunstycke 6.

Den fràn vevhuset 7 avledda anslutningsledningen 12 går till ett impulsrum 21 i insprutningspumpen 10. Impuls- rummet 21 skiljs av ett membran 22 fràn ett motstàende bakrum 23. Impulsrummet 21 och bakrummet 23 bildar det företrädesvis cylindriska drivrummet i insprutningspumpen.

Fastsatt i mitten pä den membranet 22 fasthàllande membrantallríken 22a är en pumpkolv 25, som är styrd i en pumpcylinder 26 i huset 17. Membranet 22 med membrantallri- ken 22a belastas av en àterföringsfjäder 30 mot sitt övre utgångsläge, som är det visade läget. För att de förflyt- tade massorna skall kunna göras smà är membrantallriken 22a utformad med viktminskande urtag. Membrantallriken 22a kan därigenom utan vidare följa snabba tryckväxlingar.

Membranets àterföringsfjäder 30 är utförd som en i planvy rektangulär bladfjäder (fig. 3), vars utsträckning i längdriktningen är avsevärt större än utsträckningen tvärs mot längdriktningen. Bladfjädern 30 har en tjocklek av storleksordningen tiondels millimeter och består av högvärdigt fjäderstàl. Som framgår av fig. 1 och visas schematiskt i fig. 3 bildar bladfjäderns 30 ändar eller 30b dess fotpunkter, bildande anslagsvinklar 27, 28 av stål. Den ena anslags- kortsidor 30a, som ligger i lager vinkeln 27 är fast anordnad i insprutningspumpens 10 hus 17, medan den andra anslagsvinkeln 28 är förskjutbar i .LE _ Ö* 10 15 zoi 25 30 35 751 6 huset 17 i bladfjäderns 30 lângdriktning medelst en ställskruv 29. I mitten har bladfjädern 30 ett lànghàl 40, genom vilket pumpkolvskaftet 25a sträcker sig. De vid sidan av långhàlet 40 belägna bladfjäderbryggorna 41a, 41b ligger an mot membrantallriken 22a på undersidan av denna.

I insprutningspumpens 10 hus 17 finns en förbindelse- ledning 31 från impulsrummet till bakrummet. I denna 4 förbindelseledning är anordnad en mot impulsrummet 21 öppnande backventil 32. I en backventilen förbigàende shuntledning 33 sitter en inställbar strypning 34, vilken såsom förklaras närmare nedan är konstruerad för långsamma utjämníngsförlopp. 3 Bakrummet 23 står vidare via en utjämningsledning 35 i förbindelse med en utjämningsvolym 37. I utjâmningsled- ningen 35 sitter en inställbar strypning 36, och i en denna förbigàende shuntpassage 38 finns en mot bakrummet 23 öppnande backventil 39.

Vevhustrycket förmedlas via anslutningsledningen 12 till impulsrummet 21. Det vid kolvens 4 rörelse från den övre dödpunkten mot den undre dödpunkten uppbyggda positiva trycket verkar pà membranet 22, varigenom pumpkolven 25 skjuts in i pumpcylindern 26 och det i pumpkammaren 18 befintliga bränslet sprutas in i tvàtaktmotorns 2 förbrän- ningsrum genom utloppsventilen 19 (fig. 1), insprutninge- ledningen 20 och insprutningsmunstycket 6.

Den inställbara strypningen 36 är så inställd, att vid tomgàngsvarvtal och làga varvtal en i det närmaste obehindrad utjämningsströmning fràn bakrummet 23 till utjämningsvolymen 37 kan ske, så att i huvudsak inget mottryck byggs upp i bakrummet 23.

Efter insprutningen av bränslet gàr kolven 4 i riktning mot den övre dödpunkten, varigenom trycket i och blir till ett undertryck; till följd 30 och undertryckets verkan i impulsrummet och pumpkolven 25 till sitt i fig. 1 vevhuset minskar av returfjäderns går membranet 22 visade viloläge. Vid pumpkolvens 25 uppátrörelse insugs under förmatningstryck stående bränsle genom insugnings- ventilen 16, sà att pumpkammaren 18 fylls. 10 15 20 25 30 35 467 751 7 För att en mot den minskade luftfyllningen i förbrän- ningsrummet anpassad bränslemängd skall insprutas när tvàtaktmotorn arbetar vid högt varvtal, uppbyggs ett mottryck i bakrummet vid ökande varvtal. För detta ändamål är bakrummet 23 förbundet med utjämningsvolymen 37 under förmedling av strypningen 36. Strypningen 36 är så dimen- sionerad, att strömningen genom utjämningsledningen 35 hindras av strypningen 36 vid höga varvtal, så att ett mottryck byggs upp vid varje arbetsslag hos pumpkolven resp. membranet 22. Ju mer varvtalet ökar, desto högre blir strömningshastigheten i utjämningsledningen 35 och desto större verkan får strypningen 36, dvs. mottrycket i bakrummet 23 ökar i motsvarande grad. Mottrycket verkar pà membranet 22 och alstrar en drivkraften i impulsrummet motriktad kraft, som minskar kolvslaglängden med ökande varvtal. Pà detta sätt uppnås en degression i den inspru- tade bränslemängden med varvtalet för anpassning till minskningen av den insugna luftmängden.

För att utjämnade tryckförhàllanden skall föreligga vid början av varje kolvslag, i synnerhet vid höga varvtal, är förbigàngspassagen_försedd med den i riktning mot bakrummet 23 öppnande backventilen 39, som säkerställer en ostrypt utjämningsströmning vid membranets 22 àtergàng.

För att insprutning av den behövliga bränslemängden skall säkerställas vid tomgång och låga varvtal finns förbindelseledningen 31 från impulsrummet 21 till bak- rummet 23. Om undertryck råder i vevhuset evakueras bakrummet 23 via backventilen 32. Vid växling av vevhus- trycket till positivt värde stängs backventilen 32, så att det positiva värdet föreligger uteslutande i impulsrummet 21. Emedan bladfjäderns 30 àterförande kraft är reducerad till följd av det i bakrummet 23 verkande undertrycket räcker det i synnerhet vid tomgàng låga uppkommande vevhusövertrycket i impulsrummet 21 till för att förskjuta pumpkolven 25 med den erforderliga slaglängden. När vevhusövertrycket uppträder utnyttjas genom det negativa mottrycket i bakrummet 23 en högre tryckskillnad för drivning av pumpkolven 25. 10 15 20 25 30 35 8 Emedan vevhusundertrycket kan variera tidsmässigt med varvtalet finns för utjämningsströmningar förbigångspassa- gen 33 med den inställbara strypningen 34. Strypningen 34 är så konstruerad, att endast långsamma utjämningsström- ningar tillåts och följaktligen bakrummet efter några varv hos tvåtaktmotorn inställs på det aktuella undertrycks- toppvârdet (exempelvis -0,2 bar). Genom denna mekanism förhindras att tillfälligtvis förekommande mycket höga undertryckstoppar lagras i bakrummet 23.

För uppbyggnaden av det önskade mottrycket är det av avgörande betydelse att bakrummets 23 volym är så liten som möjligt. Mottrycket beror av förhållandet mellan bakrummets totalvolym och den slagvolym som membranet genomlöper vid sitt slag. År bakrummet mycket stort uppbyggs endast små tryck, medan större tryck byggs upp om bakrummet är litet. Endast om volymen är tillräckligt liten kan motkraften uppbyggas till den storlek som ger det önskade inflytandet. Tack vare den enligt uppfinningen använda bladfjädern 30 kan bakrummets 23 bygghöjd minskas väsentligt jämfört med den bygghöjd som en skruvfjäder kräver.

Bladfjäderns 30 spänning är med fördel inställbar genom ändring av avståndet mellan dess stödda fotpunkter 30a, 30b. I fig. 4 är den mellan anslagsvinklarna 27 och 28 inspända bladfjädern 30 visad med en heldragen linje A.

I det visade utgångsläget välver sig bladfjädern 30 i riktning mot impulsrummet; den är anordnad som dubbelsi- digt fastlagd “valvfjäder" eller bàgfjäder.

Vid förskjutning av membrantallriken en sträcka lika med slaglängden z spänns bladfjädern axiellt och deforme- ras den på det sätt som visas av den punkterade linjen B.

Emedan bladfjädern ej kan vika undan axiellt kommer mycket stora motkrafter att uppkomma även vid bladfjädrar med mycket små dimensionerna. Därvid anläggs bladfjädern i sitt mittparti i huvudsak mot membrantallriken, varvid den övriga ländgen upptas genom utknäckning vid ändpartierna.

Om bladfjäderns 30 förspänning skall ökas inskruvas stållskruven 29 i huset i sådan riktning, att den mot densamma stödda anslagsvinkeln 28 förskjuts i bladfjäderns 10 15 20 25 30 35 ef- --1 9 O/ 1 bl längdriktning i riktning mot anslagsvinkeln 27, så att det med en streckad linje C markerade läget för bladfjädern 30 erhålls. Anslagsvinkeln och inställningsskruven ligger därvid i de lägen som är markerade vid 28' resp. 29'.

Emedan pumpkolvens skaft 25a i impulsrummet 21 anligger mot ett membrantallrikens 22a utgångsläge bestämmande husanslag 42 - detta utgångsläge svarar mot det viloläge för bladfjädern som linjen A representerar - kan blad- fjädern 30 ej inta det mot fotpunktens 30a ändrade läge 28' svarande viloläget enligt linjen C, utan den intrycks i förhållande till detta viloläge (linjen C) måttet x. Med den mot måttet x svarande förspänningskraften trycker bladfjädern då det med membrantallriken förbundna pump- kolvskaftet 25a mot husanslaget 42.

Utgår man från att måttet z motsvarar den maximala slaglângden och det i fig. 4 streckad inritade läget 28' för anslagsvinkeln 28 anger dennas största tillåtna inställning, kan det under linjen A, B och C liggande, genom skraffering markerade området vara utfyllt med husmaterial, varigenom en ytterligare, fördelaktig minsk- ning av bakrummets volym uppkommer.

Emedan pumpkolvskaftet 25a sträcker sig genom blad- fjädern 30 vid dennas långhål 30 och företrädesvis ej är stelt fastsatt på bladfjädern, uppträder knappast några tvärkrafter på pumpkolvskaftet 25a ens efter en lägesänd- ring av anslagsvinkeln 28. överbelastning av pumpkolvens 25 styrning undviks sålunda. Den i sitt utgångsläge (linjen A) symmetriskt med avseende på pumpkolvens längd- axellinje 47 utformade bladfjädern 30 är sålunda i stor utsträckning symmetrisk med avseende på denna axellinje även efter förskjutning av anslagsvinkeln 28.

I ett annat utföringsexempel på uppfinningen, som visas i fig. 5, har membranet och membrantallriken ersatts av ett mycket tunt fjäderstålmembran 45, som vid sin ytterkant är fixerat i huset 17 mellan två tätningsringar 43 och 44. Tätningsringarna 43 och 44 ligger i ett ring- spår mellan huset 17 och ett huslock 48. För den i arbets- rummet liggande änden av pumpkolvskaftet 25a finns ett i förhållande till huset fast anslag 42 i locket 48. 467 751 10 15 20 25 30 35 10 Stålmembranet har fjäderegenskaper och tillhanda- håller därigenom en med slaglängden ökande motkraft. _ Anpassningen av den med slaglängden ökande motkraften sker med hjälp av bladfjädern 30, som markeras av en kraftig linje och i detta fall kan vara avsevärt smalare än bladfjädern i fig. 4, eftersom grundandelen av motkraften påförs av stålmembranet 45. Den kraft som skall påföras av bladfjädern 30 ligger i detta fall endast i den storleks- ordning som svarar mot den behövliga inställbarheten.

Utföringsexemplet enligt fig. 6 motsvarar utförings- exemplet i fig. 1 med den skillnaden, att en ytterligare[ rund flatfjäder 50 är anordnad i impulsrummet 21. En möjlig utföringsform av denna flatfjäder visas i planvy i fig. 7. Flatfjädern 50 består väsentligen av koncentriskt den ena innanför den andra liggande ringar 51-55, som var och en är förbunden med närliggande ring eller ringar under förmedling av bryggor 56. Den fixeras företrädesvis anliggande mot membrantallriken 22a med sin inre ring 51 inspänd mellan membrantallriken 22a och en på pumpkolv- skaftet 25a påskruvad mutter. Den yttre ringen 55 på flatfjâdern är fastspänd mellan en mellanring 49 och locket 48 på insprutningspumpens hus. Flatfjädern är så anordnad, att den påför grundandelen av den med slag- längden växande balanserande motkraften, så att den i bakrummet 23 anordnade bladfjädern 30 kan göras smalare; det smalare utförandet av bladfjädern 30 visas med streck- ade linjer i fig. 3. De heldragna linjerna i fig. 3 visar den vid uppbyggnad enligt fig. 1 och 2 nödvändiga blad- fjäderbredden; i utförandet enligt fig. 1 och 2 måste ju bladfjädern åstadkomma hela den balanserande motkraften.

För den i utföringsexemplet i fig. 6 anordnade smala bladfjädern 30 är det tillräckligt att den kan påföra den inställningsomrádet definierande skillnadskraften.

För speciella fall kan det vara lämpligt att anordna den uppfinningsenliga bladfjädern 30 i kombination med en skruvfjäder, varvid bladfjädern 30 svarar för större delen av motkraften och skruvfjädern anordnas endast för till- handahållande av den för inställningen nödvändiga 'w 10 15 20 25 30 35 lä cm w Un 4 1 I (_11 11 skillnaden mellan den maximalt tillåtna och minsta nödvän- diga motkraften.

Claims (13)

..[2\ O\ 10 15 20 25 30 35 -J -J en --à 12 Patentkrav

1. Bränsleinsprutningspump för tvàtaktmotorer, i synnerhet för tvàtaktmotorer i bärbara handförda arbets- redskap, sàsom motorkedjesàgar och liknande, med ett pneumatiskt drivrum, som är uppdelat av ett membran (22) i ett för vevhustrycket utsatt impulsrum (21) och ett bakrum (23), vilket membran (22) är förbundet med en i en pump- cylinder (26) styrd pumpkolv (25), som begränsar en pumpkammare (18) i pumpcylindern, varvid ett positivt tryck i impulsrummet (21) åstadkommer att pumpkolven (25) skjuts in i pumpkammaren (18) mot kraften fràn en fjäder (30) och bränsle insugs vid pumpkolvens återgång, känne- tecknad av att bakrummet (23) är förbundet med en utjäm- ningsvolym (37) via en strypt strömningsväg (35) och att fjädern är en diagonalt i bakrummet (23) anordnad smal blaafjäder.

2. Bränsleinsprutningspump enligt krav 1, känne- tecknad av att bladfjädern (30) är husfast stödd vid sina fotpunkter (30a,30b) bildande ändar eller kortsidor.

3. Bränsleinsprutningspump enligt krav 2, känne- tecknad av att minst en fotpunkt (30a) på bladfjädern (30) är förskjutbar i bladfjäderns längdriktning i riktning mot den andra fotpunkten.

4. Bränsleinsprutningspump enligt krav 3, känne- tecknad av att minst en fotpunkt (30a) är förskjutbar medelst en i huvudsak i bladfjäderns (30) längdriktning i insprutningspumpens (10) hus (17) inskruvbar ställskruv (29).

5. Bränsleinsprutningspump enligt något av krav 2-4, kännetecknad av att fotpunkterna (30a,30b) ligger i lager bildande anslagsvinklar (27,28).

6. Bränsleinsprutningspump enligt något av krav 1-5, kännetecknad av att bladfjädern (30) i sitt utgångs- läge (linjen A i fig. 4) är symmetrisk med avseende pà pumpkolvens längdaxellinje (47).

7. Bränsleinsprutningspump enligt något av krav 1-6, kännetecknad av att bladfjädern (30) med sitt längs- mittparti anligger förskjutbart, företrädesvis i längd- riktningen, mot membranet (22). ,.._~ 10 15 20 25 30 35 467 7""| 13

8. Bränsleinsprutningspump enligt något av krav 1-7, kånnetecknad av att bladfjädern (30) har ett före- trådesvis i mitten liggande, symmetriskt lánghål (40), genom vilket pumpkolvens (25) skaft (25a) sträcker sig.

9. Bränsleinsprutningspump enligt något av krav_ 1-8, kännetecknad av att i impulsrummet (21) år en hus- fast, med pumpkolvskaftet (25a) förbunden flatfjâder (ÉO) anordnad. I '

10. 1-8, kännetecknad av att membranet är ett tunt fjäderstål- Bränsleinsprutníngspump enligt något av krav membran (45).

11. 1-10, kännetecknad av att utjämningsvolymen (37) är en Bränsleinsprutningspump enligt något av krav sluten kammare i insprutningspumpens (10) hus (17).

12. 1-10, kännetecknad av att utjämningsvolymen (37) är Bränsleinstprutningspump enligt något av krav atmosfären.

13. Bränsleinsprutningspump enligt något av krav 1-12, kännetecknad av att strömningsvägens (35) strypning (36) år instâllbar.