CZ285943B6

CZ285943B6 - Palivový systém

Info

Publication number: CZ285943B6
Application number: CZ96387A
Authority: CZ
Inventors: Alan Conway Ing. Green; John William Ing. Stevens
Original assignee: Lucas Industries Public Limited Company
Priority date: 1995-02-11
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1999-12-15
Also published as: EP0726390A1; KR960031783A; DE69602467T2; EP0726390B1; RO115553B1; DE69602467D1; CZ38796A3; ES2133896T3; US5711279A; JPH08240166A; GB9502671D0

Abstract

Přepouštěcí ventil (11) a vstřikovací zařízení (12) jsou upravené v jedné jednotce. Vstřikovací zařízení (12) obsahuje ventilový člen (21), předpjatý proti sedlu spirálovou tlačnou pružinou (23). Pružina (23) je opřena mezi opěrou (25) pružiny ventilového členu (21) a pístem (27). Píst (27) je pro usnadnění pohybu ventilového členu (21) ve směru dosednutí do sedla upraven tak, že na jeho stranu odvrácenou od pružiny (23) při otevření přepouštěcího ventilu (11) přichází palivo. ŕ

Description

Palivový vstřikovací systém

Oblast techniky

Vynález se týká palivového vstřikovacího systému pro dodávání paliva do motoru s vnitřním spalováním, zahrnujícího vačkou ovládané plunžrové čerpadlo, které má komoru čerpadla, výstup z komory čerpadla, palivovou vstřikovací trysku spojenou s tímto výstupem, přičemž palivová vstřikovací tryska má tlakem paliva ovládaný ventilový člen, který je tlačnou pružinou pružně předepjatý v uzavřené poloze, ve které je ve spojení se svým sedlem a který se pro umožnění toku paliva skrze výstup palivové vstřikovací trysky otevírá, když tlak paliva v komoře čerpadla dosáhne dostatečně vysoké hodnoty a řízený přepouštěcí ventil pro snižování tlaku v uvedené komoře čerpadla přepouštěním paliva z této komory čerpadla, dovolující uzavření ventilového členu pro zabránění pokračování toku paliva výstupem palivové vstřikovací trysky.

Dosavadní stav techniky

Příkladem takového systému je tak zvaná vstřikovací jednotka, ve které čerpadlo, tryska a přepouštěcí ventil jsou vytvořeny jako jedna jednotka. To umožňuje, že mohou být vyvinuty velmi vysoké tlaky paliva, které jsou výhodné pro snížení výfukových emisí z motoru. Tyto výhody nicméně mohou být ztraceny, jestliže ventilový člen rychle nedosedne na své sedlo, když se pro snížení tlaku do komory čerpadla otevře přepouštěcí ventil.

Pro usnadnění uzavření ventilového členu pružnými prostředky bylo navrženo směrovat přepouštěné palivo k povrchu ventilového členu. Příklad takového uspořádání je znám ze spisu US-A-4475515. Plocha konce ventilového členu je dána dalšími konstrukčními požadavky, jako je funkčnost při otevírání ventilového členu a prostorovými podmínkami. V důsledku toho musí být tlak v pružinové komoře, pro dosažení zlepšení charakteristik vstřikovacího ventilu, poměrně vysoký.

Podstata vynálezu

Nedostatky dnes známých zařízení odstraňuje do značné míry palivový vstřikovací systém pro dodávání paliva do motoru s vnitřním spalování, zahrnující vačkou ovládané plunžrové čerpadlo, které má svoji komoru napojenu jednak na palivovou vstřikovací trysku, obsahující tlakem paliva ovládaný ventilový člen, upravený pro zajištění toku paliva skrze výstup vstřikovací trysky při jeho zdvižení ze sedla, když tlak paliva v komoře čerpadla dosáhne dostatečně vysoké hodnoty a tlačnou pružinu, uspořádanou v pružinové komoře vstřikovací trysky pro pružné předepínání ventilového členu v uzavřené, na sedlo dosedající poloze a opírající se jedním svým koncem o opěru, pohyblivou při posuvu ventilového členu od sedla ve směru stlačování tlačné pružiny a jednak napojenou na vstup řízeného přepouštěcího ventilu pro přepouštění paliva z komory čerpadla, za účelem snížení tlaku v komoře a umožnění uzavření ventilového členu a tím zabránění pokračování toku paliva skrze výstup vstřikovací trysky, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tlačná pružina je na svém druhém konci opřena o píst, dosedající na vnitřní čelo pružinové komory a alespoň v oblasti tohoto vnitřního čela suvně v pružinové komoře uložený, přičemž pružinová komora je na straně pístu odvrácené od tlačné pružiny, napojena na kanál spojený s výstupem řízeného přepouštěcího ventilu, přičemž tento kanál je přes kapalinový odpor napojen na výstup svodu paliva, přičemž kapalinový odpor je tvořen buď otvorem v pístu, prodloužením ventilového členu, opírajícím se o píst a uzavírajícím otvor v pístu při úplně otevřené poloze ventilového členu a kanálem spojujícím pružinovou komoru s výstupem svodu paliva, nebo je kapalinový odpor tvořen prodloužením ventilového členu,

- 1 CZ 285943 B6 opírajícím se o píst při úplně otevřené poloze ventilového členu aodbočovacím kanálem spojujícím kanál s výstupem svodu paliva.

Podstatou je dále to, že v pružinové komoře je uspořádán druhý pružný prostředek, tvořený s výhodou spirálovou tlačnou pružinou, která dosedá na straně přivrácené k ventilovému členu na pohyblivý opěrný kroužek, uložený suvně v pružinové komoře a přestavitelný prostřednictvím opěry ventilového členu ve směru k pístu při zdvihu ventilového členu z jeho sedla o předem stanovenou vzdálenost.

Pružný prostředek přitom dosedá svojí druhou stranou buď na píst, nebo na vnitřní čelo pružinové komory, přičemž pro přívod paliva do komory plunžrového čerpadla je výhodné, když na výstup řízeného přepouštěcího ventiluje připojen přes zpětný ventil sací otvor paliva.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady konkrétních provedení palivových systémů podle tohoto vynálezu jsou znázorněny na připojených výkresech, na kterých obr. 1 schematicky znázorňuje jeden příklad provedení palivového systému, přičemž obr. 2, 3 a 4 znázorňují modifikace části tohoto systému, znázorněného na obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Podle obr. 1 obsahuje palivový systém vačkou 16 ovládané kmitavé plunžrové čerpadlo 10, řízený přepouštěcí ventil 11 a palivovou vstřikovací trysku 12. V praktickém uspořádání jsou tyto tři součásti montovány ve společném tělese.

Plunžrové čerpadlo 10 má válcovité vrtání 13, ve kterém je kluzně uložen plunžr 14. Plunžr 14 je předepjat vně válcovitého vrtání 13 pomocí spirálové tlačné pružiny 15 aje pohyblivý dovnitř vrtání 13 pomocí vačky 16, poháněné motorem. Jak je znázorněno, vačka 16 pracuje přímo pod plunžrem 14, ale v praxi může být uspořádána sestava zdvihátek a plunžr 14 může být ovládán pomocí kyvného ramene. Vnitřní konec vrtání 13 spolu s koncem čerpacího plunžru 14 tvoří komoru 9 čerpadla IQ, která má výstup 18 spojený se vstupem 19 palivové vstřikovací trysky 12.

Palivová vstřikovací tryska 12 zahrnuje těleso 20 a dovnitř trysky 12 se otevírající ventilový člen 21. Aby se předešlo toku paliva ze vstupu 19 do výstupu 22 nebo do více výstupů, je ventilový člen 21 přitlačován do spojení se svým sedlem pomocí spirálové tlačné pružiny 23 uzavřené uvnitř pružinové komory 24, která je vymezena slepým otvorem s vnitřním čelem. Ventilový člen 21 nese opěru 25 tlačné pružiny 23, o kterou se opírá jeden její konec, a to prostřednictvím vložky 26, přičemž opačný konec pružiny 23 se opírá o kotoučovitý píst 27, kluzně uložený v pružinové komoře 24. Píst 27 je opatřen středovým otvorem 34 a pružinová komora 24 je opatřena výstupem 29, přilehlým jejímu vnitřnímu čelu. Opera 25 pružiny 23 nese prodloužení 33, zasahující do těsné blízkosti pístu 27, avšak oddálené od něho o vzdálenost, rovnou požadovanému celkovému zdvihu ventilového členu 21. Prodloužení 33 může být integrální s operou 25, nebo může tvořit zvláštní část. V obvyklé praxi představuje ventilový člen 21 plochu, proti níž může palivo pod tlakem na vstupu 19 působit pro zdvižení ventilového členu 21 ze sedla proti působení pružiny 23. V tomto příkladě je rozsah pohybu ventilového členu 21 od sedla omezen dosednutím prodloužení 33 na píst 27.

Přepouštěcí ventil 11 má vstup 40, který je spojen s komorou 9 čerpadla 10 a výstupem 41, spojeným kanálem 28 s vnitřním čelem pružinové komory 24. Přepouštěcí ventil 11 je vhodně elektromagneticky ovládán ovladačem, řízeným elektronickým řídicím systémem motoru a zahrnuje ventilový člen 40A, který je pružinou předepjat v otevřené poloze. Ovladač zahrnuje

-2CZ 285943 B6 solenoid a kotvu, spojenou s ventilovým členem 40A a když je solenoid pod napětím, kotva posouvá ventilový člen 40A do spojení se sedlem, čímž se přepouštěcí ventil 11 uzavře.

Zařízení pracuje tak, že se palivo nasává přes vstupní sací otvor 42, zpětný ventil 43, otevřeným přepouštěcím ventilem 11 a výstupem 18 do čerpací komory 9 při zdvihu čerpacího plunžru 14 směrem ven. Pak, počínaje polohou vačky 16 znázorněnou na obr. 1, když se vačka 16 otáčí a palec, sledující pohyb vačky 16, je ve spojení s vodicí hranou křídla vačky 16, uvádí se do pohybu směrem dovnitř plunžr 14. Tento pohyb tlačí palivo výstupem 18. přičemž zpočátku toto palivo prochází přes otevřený přepouštěcí ventil 11 a proudí kanálem 28 a otvorem 34 do výstupu 29. Když má dojít ke vstřiku paliva, uzavře se přepouštěcí ventil 11 a palivo v čerpací komoře 9 se stlačuje a proudí vstupem 19 do palivové vstřikovací trysky 12. Když tlak dosáhne předem určené hodnoty, zdvihne se ventilový člen 21 trysky 12 ze svého sedla a umožní tak palivu proudit výstupem 22. Tento proud paliva pokračuje tak dlouho během pohybu čerpacího plunžru 14, hnaného vačkou 16 dovnitř komory 9, dokud se neotevře přepouštěcí ventil U. Zdvih ventilového členu 21 je omezen dosednutím prodloužení 33 na píst 27, což má za následek uzavření otvoru 34.

Když je přepouštěcí ventil 11 otevřen, proudí palivo k vnitřnímu čelu pružinové komory 24, kde je zadrženo uzavřeným otvorem 34. To má za následek odtlačení pístu 27. prodloužení 33 a opěry 25 pružiny 23 tak, že napomáhají uzavření ventilového členu 21. Odtlačení pístu 27 umožní přepuštěnému palivu uniknout výstupem 29 svodu paliva. Výsledkem toho je pokles tlaku paliva v komoře 9 čerpadla 10, takže se sníží síla udržující ventilový člen 21 trysky 12 v otevřené poloze. Toto snížení síly, spolu se silou působící na píst 27, má za následek rychlé dosednutí ventilového členu 21 na jeho sedlo a tím rychlé ukončení toku paliva výstupem 22. Píst 27 je pak vrácen působením pružiny 23 do polohy dosedající na vnitřní čelo pružinové komory 24.

Na obr. 2 je znázorněna vstřikovací tryska 12 s dvoustupňovým zdvihem, s opěrou 25, o kterou se opírá jeden konec spirálové tlačné pružiny 23, která předepíná ventilový člen 21 v uzavřené poloze. Druhý pružný prostředek 31 (např. spirálová tlačná pružina) je uspořádán tak, že se opírá svým jedním koncem o pohyblivý opěrný kroužek 32, který je svým druhým koncem v záběru s osazením 45, tvořícím vnější konec pružinové komory 24. Opěra 25 pružiny 23 se dostane do spojení s opěrným kroužkem 32 po předem stanoveném posunutí ventilového členu 21 směrem pryč od jeho sedla. Zařízení pracuje tak, že při zavřeném přepouštěcím ventilu 11 roste tlak paliva v komoře 9 čerpadla 10 a když dosáhne hodnoty dané silou pružiny 23, zvedá se ventilový člen 21 ze svého sedla a dovolí tak omezený průtok paliva výstupem 2, nebo výstupy 22. Jak roste tlak paliva v komoře 9 čerpadla 10, síla vyvíjená na ventilový člen 21 tlakem tekutiny případně překoná působení obou pružin 23, 31 a ventilový člen 21 se posune do plně otevřené polohy. Stejně jako v uspořádání podle obr. 1 je při otevřeném přepouštěcím ventilu 11 píst 27 tlakem přepouštěného paliva nucen vyvíjet na ventilový člen 21 uzavírací sílu, jejímž účinkem je rychlý pohyb ventilového členu 21 k dosednutí na sedlo.

Obr. 3 znázorňuje modifikaci uspořádání podle obr. 2, kde má píst 27 větší průměr a opírají se o něj obě pružiny 23, 31. Toto uspořádání pracuje podobným způsobem jako schéma znázorněné na obr. 2. Nicméně v tomto případě, při otevření přepouštěcího ventilu 11, palivo vstupující pod tlakem do pružinové komory 24, působí na větší plochu pístu 27. To má za následek větší sílu, napomáhající uzavření ventilového členu 21. Účinná plocha, na které působí přepouštěné palivo na píst 27, se může volit tak, aby byly nastaveny takové uzavírací síly, působící na ventilový člen 21, jaké poskytují uzavírací charakteristiky, optimální pro provoz a životnost sedel trysky 12.

Uspořádání znázorněné na obr. 4 je v podstatě shodné s tím, které je znázorněno na obr. 2 s tou výjimkou, že píst 27 není opatřen otvorem 34 a je vynechán výstup 29, kterým uniká palivo z pružinové komory 24. Místo něho je zde odbočovací kanál 35, kteiý navazuje na kanál 28. Účinné rozměry odbočovacího kanálu 35 a kanálu 28 se mohou volit pro změnu velikosti

-3 CZ 285943 B6 podpory, poskytované pohybu pístu 27 při otevření přepouštěcího ventilu LL Toto uspořádání může být použito také spolu s uspořádáním zahrnujícím větší píst 27 podle obr. 3.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Palivový vstřikovací systém pro dodávání paliva do motoru s vnitřním spalováním, zahrnující vačkou (16) ovládané plunžrové čerpadlo (10), které má svoji komoru (9) napojenu jednak na palivovou vstřikovací trysku (12), obsahující tlakem paliva ovládaný ventilový člen (21), upravený pro zajištění toku paliva skrze výstup vstřikovací trysky (12) při jeho zdvižení ze sedla, když tlak paliva v komoře (9) čerpadla (10) dosáhne dostatečně vysoké hodnoty, a tlačnou pružinu (23), uspořádanou v pružinové komoře (24) vstřikovací trysky (12) pro pružné předepínání ventilového členu (21) v uzavřené na sedlo dosedající poloze, a opírající se jedním svým koncem o opěru (25), pohyblivou při posuvu ventilového členu (21) od sedla ve směru stlačování tlačné pružiny (23), a jednak napojenu na vstup řízeného přepouštěcího ventilu (11), pro přepouštění paliva z komory (9) čerpadla (10), za účelem snížení tlaku v komoře (10) a umožnění uzavření ventilového členu (21) a tím zabránění pokračovaní toku paliva skrze výstup vstřikovací trysky (12), vyznačující se tím, že tlačná pružina (23) je na svém druhém konci opřena o píst (27), dosedající na vnitřní čelo pružinové komory (24) a alespoň v oblasti tohoto vnitřního čela suvně v pružinové komoře (24) uložený, přičemž pružinová komora (24) je na straně pístu (27) odvrácené od tlačné pružiny (23), napojena na kanál (28) spojený s výstupem (41) řízeného přepouštěcího ventilu (11), přičemž tento kanál (28) je přes kapalinový odpor napojen na výstup (29) svodu paliva.

2. Palivový vstřikovací systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že kapalinový odpor je tvořen otvorem (34) v pístu (27), prodloužením (33) ventilového členu (21), opírajícím se o píst (27) a uzavírajícím otvor (34) v pístu (27) při úplně otevřené poloze ventilového členu (21), a kanálem spojujícím pružinovou komoru (24) s výstupem (29) svodu paliva.

3. Palivový vstřikovací systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že kapalinový odpor je tvořen prodloužením (33) ventilového členu (21), opírajícím se o píst (27) při úplně otevřené poloze ventilového členu (21), a odbočovacím kanálem (35) spojujícím kanál (28) s výstupem (29) svodu paliva.

4. Palivový vstřikovací systém podle nároků 2 a 3, vyznačující se tím, že v pružinové komoře (24) je uspořádán druhý pružný prostředek (31), dosedající na straně přivrácené k ventilovému členu (21) na pohyblivý opěrný kroužek (32), uložený suvně v pružinové komoře (24) a přestavitelný prostřednictvím opěiy (25) ventilového členu (21) ve směru k pístu (27) při zdvihu ventilového členu (21) z jeho sedla o předem stanovenou vzdálenost.

5. Palivový vstřikovací systém podle nároku 4, vyznačující se tím, že pružný prostředek (31) je tvořen spirálovou tlačnou pružinou.

6. Palivový vstřikovací systém podle nároku 4, vyznačující se tím, že pružný prostředek (31) dosedá svojí druhou stranou na píst (27).

-4CZ 285943 B6

7. Palivový vstřikovací systém podle nároku 4, vyznačující se tím, že pružný prostředek (31) dosedá svojí druhou stranou na vnitřní čelo pružinové komory (24).

8. Palivový vstřikovací systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro přívod 5 paliva do komory (9) plunžrového čerpadla (10) je na výstup (41) řízeného přepouštěcího ventilu (11) připojen přes zpětný ventil (43) sací otvor (42) paliva.