NL8000238A - PRESSURE REDUCER FOR AN INTERNAL COMBUSTION FUEL SUPPLY DEVICE. - Google Patents

Description

* 803011/M/Rey/sme * 'f* 803011 / M / Rey / sme * 'f

Aanvrager: Alfredo BIAGIOTTI te Sesto Fiorentino, Florence, Italië.Applicant: Alfredo BIAGIOTTI in Sesto Fiorentino, Florence, Italy.

Titel : Drukreduceertoestel voor een brandstoftoevoerinrichting van motoren met een inwendige verbranding.Title: Pressure reducing device for a fuel supply device for internal combustion engines.

De uitvinding heeft betrekking op een drukreduceertoestel voor een brandstoftoevoerinrichting van motoren met een inwendige verbranding, omvattende een hogedrukkamer, een lagedruk-kamer, en een tuimelklep, die de doorgang tussen de twee kamers en 5 tussen de lagedrukkamer en de buitenlucht bestuurt.The invention relates to a pressure reducing device for a fuel supply device of internal combustion engines, comprising a high-pressure chamber, a low-pressure chamber, and a rocker valve, which controls the passage between the two chambers and between the low-pressure chamber and the outside air.

Volgens de uitvinding kan de hogedrukkamer een relatief zeer lage druk bevatten, teneinde een beperkte drukval tussen de hogedrukkamer en de lagedrukkamer te verkrijgen; bovendien wordt de hogedrukkamer doeltreffend verwarmd met behulp van een warmwater-10 circulatiesysteem.According to the invention, the high-pressure chamber can contain a relatively very low pressure, in order to obtain a limited pressure drop between the high-pressure chamber and the low-pressure chamber; in addition, the high-pressure chamber is efficiently heated using a hot water circulation system.

De lagedrukkamer is gedimensioneerd voor het tussen de twee kamers met hoge en met lage druk opnamen van een tuimelaar van de reduceerklep van een opmerkelijke lengte, met een aanzienlijk grotere gevoeligheid.The low-pressure chamber is sized to receive a tumbler of the regulator valve of remarkable length with significantly greater sensitivity between the two chambers with high and low pressure.

15 Het drukreduceertoestel, omvattende een membraan dat is onderworpen aan de lage druk van de motor en aan de werking van een veer, voor het bedienen van de .tuimelaar, kan zodanig zijn ingericht, dat de werking van het membraan op de tuimelaar geschiedt door middel van een tussen het membraan en de tuimelaar aangebracht 20 elastisch orgaan, waarbij de veer instelbaar is voor het variëren van de elastische druk, die in de gesloten stand op de tuimelaar werkt.The pressure reducing device, comprising a diaphragm subject to the low pressure of the motor and the action of a spring, for operating the tumbler, can be arranged such that the action of the diaphragm on the tumbler of an elastic member disposed between the membrane and the tumbler, the spring being adjustable to vary the elastic pressure acting on the tumbler in the closed position.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, die een uitvoeringsvorm van de uitvinding toont.The invention is further elucidated with reference to the drawing, which shows an embodiment of the invention.

25 Fig. 1 toont een dwarsdoorsnede van het toestel.FIG. 1 shows a cross section of the device.

Fig. 2 toont een doorsnede volgens de lijn II-II inFig. 2 shows a section according to the line II-II

Fig. 1.Fig. 1.

Fig. 3 toont een doorsnede volgens de lijn IIÏ-III inFig. 3 shows a section along line II-III

Fig. 1.Fig. 1.

30 Fig. ^ is een doorsnede volgens de lijn IV-IV inFIG. ^ is a section along line IV-IV in

Fig. 1.Fig. 1.

Fig. 5 toont een andere uitvoeringsvorm van het toestel volgens de uitvinding.Fig. 5 shows another embodiment of the device according to the invention.

5000238 •9 f' - 2 -5000238 • 9 f '- 2 -

In de tekening geeft het cijfer 1 een watercircula-tiekaraer voor het verwarmen van de kamer waar de eerste expansie _ plaats vindt, het cijfer 2 een deksel van de waterkamer en het cijfer 3 een vraterdicht membraan aan. Vanaf een gastoevoeraansluiting 5 wordt de inlaatopening van het gas met hoge druk bereikt. Op het huis 6 van het reduceertoestel is een membraan 7 van het lagedruk gedeelte aangebracht. Met het cijfer 8 is een deksel van het reduceertoestel aangegeven en met 9 een hogedrukdeksel. Met het cijfer 10 is een element aangegeven voor het verkrijgen van een 10 directe inspuiting in de cilinder, welk element is voorzien van een electro-magneet en kan inwerken op een drukschroef 11, die een lagedruktuimelaar 12 bedient, die scharniert om 12A. Een deksel .13 van de vacuümpomp draagt een veer ik met inlaataansluitstukken naar de vacuümpomp die zijn verbonden met de motor, waarvan de lage druk 15 zodoende op het membraan 16 van de vacuümpomp en hierdoor op de pen 17 werkt. Het verwijzingscijfer 18 geeft een schijfvormig in-zetstuk aan voor het afdichten van het lagedruk gedeelte ten opzichte van het kanaal 19 dat loopt van het hogedrukgedeelte naar het lagedrukgedeelte. 19A is een sluitschroef van dit kanaal, dat wordt 20 gecompleteerd door een aansluiting 20. Het verwijzingscijfer 21 geeft een gasuitlaatleiding aan, 22 een veer voor de minimale druk, 23 een instelschroef voor de minimale druk, 2k een bevestigingsbout, 26 een hogedruk afsluitschijf, 27 een zitting van de hogedruk af-sluitschijf, 28 een hogedruktuimelaar, 29 een hogedrukmembraan, 25 30 een hogedrukveer, 31 een hogedrukkamer, 32 een lagedrukkamer, 33 een ferro-magnetische plaat, en 3k een cilindrische pen, die pp de schroef 11 werkt, en wordt bestuurd door de elektromagneet 35.In the drawing, numeral 1 denotes a water circulation heater for heating the chamber where the first expansion takes place, numeral 2 a cover of the water chamber and numeral 3 a water-tight membrane. The inlet opening of the gas with high pressure is reached from a gas supply connection 5. A diaphragm 7 of the low-pressure part is arranged on the housing 6 of the regulator. Numeral 8 denotes a lid of the regulator and 9 denotes a high-pressure lid. Numeral 10 indicates an element for obtaining a direct injection into the cylinder, which element is provided with an electro-magnet and which can act on a pressure screw 11, which operates a low-pressure rocker arm 12, which hinges at 12A. A cover 13 of the vacuum pump carries a spring I with inlet fittings to the vacuum pump connected to the motor, the low pressure of which thus acts on the membrane 16 of the vacuum pump and thus on the pin 17. Reference numeral 18 designates a disc-shaped insert for sealing the low-pressure section relative to the channel 19 running from the high-pressure section to the low-pressure section. 19A is a screw plug of this channel, which is completed by a connection 20. The reference numeral 21 designates a gas outlet pipe, 22 a minimum pressure spring, 23 a minimum pressure adjustment screw, 2k a fastening bolt, 26 a high-pressure sealing disc, 27 a seat of the high-pressure sealing disc, 28 a high-pressure rocker arm, 29 a high-pressure diaphragm, 25 30 a high-pressure spring, 31 a high-pressure chamber, 32 a low-pressure chamber, 33 a ferro-magnetic plate, and 3k a cylindrical pin, which operates the screw 11 , and is controlled by the electromagnet 35.

Samenvattend kan met de volgende hoofdonderdelen onderscheiden: de hogedrukkamer 31» de lagedrukkamer 32; de koude 30 start unit 10; de lagedrukgroep 13, 1*l·, 15 enz. voor de afdichting bij een stilstaande motor; de watercirculatiekamer; de gastoevoerlei-ding van de motor en de gastoevoerleiding 5 van het reduceertoestel.In summary, the following main parts can distinguish: the high-pressure chamber 31 »the low-pressure chamber 32; the cold start unit 10; the low pressure group 13, 1 * l ·, 15 etc. for sealing with the engine stopped; the water circulation chamber; the gas supply line of the engine and the gas supply line 5 of the regulator.

De hoofdfuncties van het beschouwde reduceertoestel bestaan uit het verschaffen van een meer geforceerde vergassing in 35 de hogedrukkamer en uit het verkrijgen van een grote gevoeligheid van de delen, die de gastoevoer van het reduceertoestel naar de motor regelen.The main functions of the considered regulator are to provide more forced gasification in the high pressure chamber and to obtain a high sensitivity of the parts controlling the gas supply from the regulator to the engine.

Een van de belangrijkste problemen bij reduceertoe- 8000233 - 3.- t stellen is het verkrijgen van een goede vergassing, waarbij bevriezingsverschijnselen, in het bijzonder in het kanaal van de hogedrukkamer naar de lagedrukkamer worden vermeden, welke bevriezingsverschijnselen tevens de goede werking van de instelmiddelen 5 voor de minimale druk en dus van de gehele tuimelaar in de lagedrukkamer kunnen beïnvloeden. Hiertoe zijn in de weergegeven uitvoering de afmetingen van de hogedrukkamer en in het bijzonder van het bijbehorende membraan vergroot. Zodoende kan men ter hoogte van de hogedrukkamer een grotere drukval realiseren, waarbij de nega-10 tieve afkoelingseffecten ten gevolge van de expansie van het gas alleen tot dit gebied worden beperkt. Dit leidt tot onmiskenbare voordelen daar het eenvoudiger is de bevriezingsverschijnselen te vermijden bij de hogedrukkamer - met behulp van een geschikt waterverwarmingssysteem voor deze kamer - maar bovendien kunnen de 15 opeenvolgende wisselingen van de lage druk in het kanaal van de hogedrukkamer naar de lagedrukkamer worden verminderd. Hierdoor kunnen de schadelijke effecten van het afkoelen van het gas op het ogenblik dat dit naar de motor wordt gevoerd, aanzienlijk worden beperkt.One of the main problems in reducing devices is to obtain good gasification, avoiding freezing phenomena, especially in the channel from the high-pressure chamber to the low-pressure chamber, which freezing phenomena also ensure the proper functioning of the adjusting means 5 for the minimum pressure and thus of the entire rocker arm in the low-pressure chamber. For this purpose, the dimensions of the high-pressure chamber and in particular of the associated diaphragm have been increased in the embodiment shown. Thus, a greater pressure drop can be realized at the high-pressure chamber, the negative cooling effects due to the expansion of the gas being limited only to this region. This leads to undeniable advantages as it is easier to avoid freezing phenomena in the high pressure chamber - using a suitable water heating system for this chamber - but moreover the 15 successive low pressure changes in the channel from the high pressure chamber to the low pressure chamber can be reduced. This can significantly reduce the harmful effects of cooling the gas when it is fed to the engine.

20 Bovendien zijn met betrekking tot de lagedrukkamer - die juist het gedeelte vormt waarin het mogelijk is de regeling en het besturen van de voeding van de motor te optimaliseren - de afmetingen hiervan zo uitgevoerd dat ze ten opzichte van de andere gedeelten van het reduceertoestel sterk overheersen. Hierdoor wordt 25 bereikt, dat naast een onmiskenbare vergroting van de elasticiteit van het lagedrukmembraan - dankzij een vergroting van de afmetingen -een lagedruktuimelaar kan worden toegepast, die aanzienlijk langer is, hetgeen... met het oog op de gevoeligheid en de elasticiteit van de constructie een groot aantal voordelen geeft. Indien langere 50 armen kunnen worden aangebracht, resp. voor de werking van het lagedrukmembraan op de tuimelaar en voor het afdichten van de toevoer-mond van de lagedrukkamer, verkrijgt men een overheersing van de momenten die op de tuimelaar werken ten opzichte van de passief werkende krachten (wrijving, traagheid,enz.) waardoor een opmerke-35 lijke elastische en graduele werking van de gehele unit is verzekerd. De voeding van de motor kan hierdoor optimaal worden geregeld.20 Moreover, with regard to the low-pressure chamber - which is precisely the part in which it is possible to optimize the regulation and control of the motor power supply - its dimensions are designed so that they predominate significantly over the other parts of the regulator . Hereby it is achieved that in addition to an undeniable increase in the elasticity of the low-pressure membrane, thanks to an increase in the dimensions, a low-pressure tumbler can be used, which is considerably longer, which is ... in view of the sensitivity and the elasticity of the construction gives many advantages. If longer 50 arms can be fitted, resp. for the action of the low-pressure diaphragm on the rocker arm and for sealing the supply mouth of the low-pressure chamber, a predominance of the moments acting on the rocker arm with respect to the passive acting forces (friction, inertia, etc.) is obtained, as a result of which a remarkable elastic and gradual operation of the entire unit is ensured. This allows optimum control of the motor's power supply.

De afgedichte toestand bij de stilstaande motor wordt SO 0 0 2 3 8 Γ ψ - if - verkregen met de lagedrukgroep 13, 1^, 15 en de hierbij behorende delen, die bij stilstaande motor via de pen 17 de lagedruktuimelaar 12 bedienen, waardoor de afdichting van de schijf 18 op de toevoer-mond van het gas in de lagedrukkamer wordt verzekerd. Deze werking, 5 gecombineerd met die van de stelschroef 23 voor de minimale druk, die in dezelfde richting op de andere zijde van de lagedruktuimelaar 12 werkt, verschaft een uitstekende afdichting van het redu-ceertoestel.The sealed condition with the engine stopped is SO 0 0 2 3 8 ψ ψ - if - obtained with the low-pressure group 13, 1 ^, 15 and the associated parts, which operate the low-pressure rocker arm 12 via the pin 17 when the engine is stopped, so that the sealing of the disk 18 on the supply mouth of the gas in the low-pressure chamber is ensured. This action, combined with that of the minimum pressure set screw 23, acting in the same direction on the other side of the low-pressure tumbler 12, provides excellent sealing of the reducer.

Bij het starten is het noodzakelijk de brandstoftoe-10 voer naar de motor te garanderen bij afwezigheid van de lagedruk, die bij draaiende motor de werking van het reduceertoestel en dus van de brandstoftoevoer van de hogedrukkamer naar de lagedrukkamer verzekert. Voor het bereiken van dit doel, is de koude startunit 10 aangebracht, die werkt door middel van directe inspuiting. Men 15 bekrachtigt de electromagneet 35, die de plaat 33 aantrekt, en de pen 3*l· met zich meeneemt. Deze pen werkt in op de lagedruktuimelaar 12, en opent de toevoermond 20, zodat brandstof naar de motor kan stromen.When starting, it is necessary to guarantee the fuel supply to the engine in the absence of the low pressure, which ensures the operation of the regulator and thus the fuel supply from the high-pressure chamber to the low-pressure chamber when the engine is running. To achieve this goal, the cold start unit 10 is provided, which works by direct injection. The electromagnet 35 is energized, which attracts the plate 33 and carries the pin 3 * 11 with it. This pin acts on the low-pressure rocker arm 12, opening the supply nozzle 20 so that fuel can flow to the engine.

Bij de op toeren lopende motor, wordt een drukverla-20 ging in de toevoerleiding 21 verkregen, die zich voortplant naar het onderste gedeelte van de lagedrukkamer, waar zich de tuimelaar 12 bevindt. Door de werking van deze drukverlaging - in het bovenste deel van de kamer heerst de atmosferische druk - beweegt het membraan 7 zich naar beneden en bedient via de schroef 11 de tuime-25 laar 12, waardoor de toevoermond 20 wordt geopend. Op deze wijze wordt de lagedrukkamer met de hogedrukkamer 31 in verbinding gesteld, waardoor brandstof naar de motor kan stromen. De gastoevoer in de hogedrukkamer 3Ί wordt geregeld door de hogedruktuimelaar 28, die wordt bediend door de met Het hogedrukmembraan 29 verbonden bout 36· 30 Wanneer de mond 20 tussen de twee kamers is gesloten, werkt de gasdruk in de hogedrukkamer 31 op het membraan 29, dat omhoog beweegt en de tuimelaar met zich meeneemt en zodoende de gastoevoer naar de hogedrukkamer zelf afsluit. Deze situatie doet zich voor bij het afzetten van de motor. In tegenstelling hiermee wordt bij een lo-35 pende motor de voeding geregeld door de drukverlaging in de leiding 21 en dus door het gaspedaal. Een grotere drukverlaging in de leiding 21 komt overeen met een grotere drukverlaging in het onderste deel van de kamer 32, met een overeenkomstige beweging van het 8000233 ♦ -5- membraan 7» van de tuimelaar 12 en dus met een grotere opening van de mond 20. Anderzijds betekent een grotere opening van de mond 20 een drukverlaging in het onderste deel van de kamer 31» met een overeenkomstige neergaande beweging van het membraan 29» het be-5 dienen van de tuimelaar 28 en dus een grotere opening van de mond 27. In de praktijk heeft men dus op elk moment een werkende situatie van het gehele systeem van het reduceertoestel, dat geheel afhankelijk is en wordt geregeld door de drukverlaging in de uitlaat - dat wil zeggen in de leiding 21 - én dus door het gaspedaal.With the engine running at speed, a pressure reduction in the supply line 21 is obtained, which propagates to the lower part of the low-pressure chamber, where the rocker arm 12 is located. Due to the action of this pressure drop - atmospheric pressure prevails in the upper part of the chamber - the membrane 7 moves downwards and, via the screw 11, actuates the valve 12, whereby the supply mouth 20 is opened. In this way, the low-pressure chamber is connected to the high-pressure chamber 31, allowing fuel to flow to the engine. The gas supply in the high-pressure chamber 3Ί is controlled by the high-pressure rocker arm 28, which is actuated by the bolt 36 · 30 connected to the high-pressure membrane 29. When the mouth 20 between the two chambers is closed, the gas pressure in the high-pressure chamber 31 acts on the diaphragm 29, which moves up and carries the tumbler with it, thereby shutting off the gas supply to the high pressure chamber itself. This situation occurs when the engine is stopped. In contrast, with a running engine, the power supply is controlled by the pressure drop in line 21 and thus by the accelerator pedal. A greater pressure drop in the line 21 corresponds to a greater pressure drop in the lower part of the chamber 32, with a corresponding movement of the 8000233 ♦ -5-membrane 7 »of the rocker arm 12 and thus with a larger opening of the mouth 20 On the other hand, a larger opening of the mouth 20 means a pressure drop in the lower part of the chamber 31 »with a corresponding downward movement of the membrane 29» operating the tumbler 28 and thus a larger opening of the mouth 27. In practice, therefore, there is at any time a working situation of the entire system of the regulator, which is completely dependent and controlled by the pressure drop in the exhaust - that is to say in the line 21 - and thus by the accelerator pedal.

10 Uit het voorafgaande blijkt duidelijk dat het criti- sche probleem van het vergassen bijna geheel is opgelost in de hoge drukkamer, waar de vloeibare brandstof wordt blootgesteld aan een druk van ongeveer 6 atmosfeer en in een dampvorm wordt omgezet met een drukverlaging tot 0,7 atmosfeer. Een dergelijke expansie geeft 15 een aanzienlijke afkoeling van het gas in de hogedrukkaraer, die is voorzien van een warmwatercirculatiekamer 1, zodat de temperatuur van het gas weer op een aanvaardbaar niveau wordt teruggebracht.From the foregoing it is clear that the critical problem of gasification is almost completely solved in the high pressure chamber, where the liquid fuel is exposed to a pressure of about 6 atmospheres and is converted into a vapor form with a pressure drop to 0.7 atmosphere. Such an expansion gives a considerable cooling of the gas in the high-pressure karaer, which is provided with a hot water circulation chamber 1, so that the temperature of the gas is brought back to an acceptable level.

Na het nemen van deze kritische drempel verhelpt men het probleem van de hieropvolgende sterke expansie van het gas (met de hierdoor 20 veroorzaakte afkoeling) tijdens het stromen van het gas van de kamer 31 naar de kamer 32. Men elimineert zodoende een sterke extra afkoeling, die gewoonlijk op zeer gevoelige wijze het vergassings-proces verstoort, en men verkrijgt zodoende een optimale voeding van de motor. Het reduceren van de druk, dat op dit punt moet wor-25 den uitgevoerd ligt in feite in de buurt van 0,7 atmosfeer (van 0,7 van de kamer 31 naar de atmosferische druk van de kamer 32), tegen 1,1+ atmosfeer bij de tot op heden bekende drukreduceertoestel-len.After taking this critical threshold, the problem of the subsequent strong expansion of the gas (with the cooling caused by this) during the flow of the gas from the chamber 31 to the chamber 32 is solved. In this way a strong additional cooling is eliminated, which usually disturbs the gasification process in a very sensitive manner, thus obtaining optimum power supply to the engine. The reduction of the pressure to be performed at this point is in fact in the region of 0.7 atmospheres (from 0.7 of the chamber 31 to the atmospheric pressure of the chamber 32), compared to 1.1 + atmosphere in the pressure reducing devices known hitherto.

Volgens een soortgelijke uitvoeringsvorm, kan men de 30 pen 17 vervangen door een verend orgaan, dat in dit geval de veer 22 vervangt waarmee de verende werking van de tuimelaar 12 kan worden geregeld. Deze uitvoeringsvorm is weergegeven in Fig. 5, waarin de onderdelen die overeenkomen met die uit de Fig. 1 tot 3 met dezelfde verwijzingscijfers zijn aangegeven. De pen 17 is vervangen door een 35 veer 117, waarvan de spanning via het instellen van de veer 14 kan worden geregeld, die werkt op een kap 113 die met een schroef instelbaar is opde deksel 13. Zodoende is het mogelijk de verende werking van de veer 22 op te heffen en de deze veer vervangende elastische druk instelbaar te maken.According to a similar embodiment, the pin 17 can be replaced by a resilient member, which in this case replaces the spring 22 with which the resilient action of the rocker arm 12 can be controlled. This embodiment is shown in FIG. 5, wherein the parts corresponding to those of FIG. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals. The pin 17 has been replaced by a spring 117, the tension of which can be regulated via the adjustment of the spring 14, which acts on a cap 113 which is adjustable with a screw on the cover 13. Thus, it is possible for the spring action of the spring 22 and making the elastic pressure replacing this spring adjustable.

80u023880u0238

Claims (3)

1. Drukreduceertoestel voor een brandstoftoevoerinrich-ting van motoren met een inwendige verbranding, omvattende een hoge-drukkamer, een lagedrukkamer, en een tuimelklep, die de doorgang tussen de twee kamers en tussen de lagedrukkamer en de buitenlucht 5 bestuurt, me t het kenmerk, dat de hogedrukkamer een relatief zeer lage druk kan bevatten, teneinde een beperkte drukval tussen de hogedrukkamer en de lagedrukkamer te verkrijgen.A pressure reducing device for a fuel supply device for internal combustion engines, comprising a high-pressure chamber, a low-pressure chamber, and a rocker valve, which controls the passage between the two chambers and between the low-pressure chamber and the outside air, characterized in character, that the high-pressure chamber can contain a relatively very low pressure, in order to obtain a limited pressure drop between the high-pressure chamber and the low-pressure chamber. 2. Drukreduceertoestel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de. hogedrukkamer doeltreffend wordt verwarmd 10 met behulp van een warmwatercirculatiesysteem.2. Pressure reducing device according to claim 1, characterized in that the. high pressure chamber is effectively heated 10 using a hot water circulation system. 3. Drukreduceertoestel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de lagedrukkamer is gedimensioneerd voor het tussen de twee kamers met hoge en met lage druk opnemen van een tuimelaar van de reduceerklap van een opmerkelijke lengte met een 15 aanzienlijke grotere gevoeligheid. k. Drukreduceertoestel volgens conclusie 1, omvattende een membraan dat is onderworpen aan de lage druk van de motor en aan de werking van een veer voor het bedienen van de tuimelaar, met het kenmerk, dat de werking van het membraan op de 20 tuimelaar geschiedt door middel van een tussen het membraan en de tuimelaar aangebracht elastisch orgaan, waarbij de veer instelbaar is voor het variëren van de elastische druk, die in de gesloten stand op de tuimelaar werkt. » 80002383. Pressure reducing device according to claim 1, characterized in that the low-pressure chamber is dimensioned for receiving a tumbler of the reducing valve of a remarkable length with a considerably greater sensitivity between the two chambers of high and low pressure. k. Pressure reducing device according to claim 1, comprising a diaphragm subject to the low pressure of the motor and the action of a spring for operating the rocker arm, characterized in that the action of the membrane on the rocker arm is effected by means of an elastic member disposed between the membrane and the tumbler, the spring being adjustable to vary the elastic pressure acting on the tumbler in the closed position. 8000238