NO322670B1 - Brennstoffinjektor for en forbrenningsmotor - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en brennstoffinjektor for en forbrenningsmotor, spesielt en to-takts krysshodemotor, som har et ytre hus med en monteringsflens på sin bakre ende og en injeksjonsdyse som rager ut fra huset ved sin fremre ende, og en brennstoffpassasje som strekker seg sentralt gjennom injektoren, idet brennstoffpas-sas jen går fra monteringsflensen gjennom minst ett støt-stykke, et sentralt brennstoffrør, en spindel og en spin-delføring og munner ut en injeksjonsdyse, idet spindelfø-ringen har en sentral boring hvis sirkulære, sylindriske indre flate danner føringsflaten for spindelen, idet brennstoffrøret har et fremre parti som strekker seg mer enn halvveis ned gjennom den sentrale boring av spindel-føringen og har en mindre ytre diameter enn et bakre parti og ved overgangen mellom de to partiene en ringformet flate som vender aksielt mot injeksjonsdysen, og en bakre f jaer f øring for en forspent lukkef jasr, idet spindelen har en sentral boring som munner ut bakover der det fremre parti av brennstoffrøret er ført inn, og et fremre spindelparti med en ventilnål som samvirker med én stasjonær seteflate i spindelføringens boring for åpning og lukking av injektoren, og en fremre fjærføring for lukkefjæren, idet fjærføringen befinner seg i et bakre spindelparti som rager ut fra spindelføringens boring og lukkefjæren forspenner spindelen fremover i lukkeretningen, og en ringformet endeflate ved bakenden av spindelen som bringes til å ligge an mot den ringformede flate av brenn-stoffrøret av den tilbakerettede åpningsbevegelsen av spindelen, idet spindelføringen presses fremover i injektorhuset av minst en støthylse som ligger an mot en ringformet flate, som vender bakover mot spindelføringen og strekker seg bakover forbi lukkefjæren, og støtstykket presses fremover av monteringsflensen ved sammenstilling av injektoren med samtidig sammentrykning av lukkefjæren.

En slik brennstoffinjektor er kjent fra DK-B-155757, som beskriver en injektor for injeksjon av lettantennelig pilotolje og gassbrennstoff. Støthylsen virker her som en føring for en ytre ventilspindel for åpning og lukking av gasstilførselen. Ved sin bakre ende virker brennstoffrø-ret som et ventilhus for en ventileringsventil og strekker seg dermed på integrert måte langs hoveddelen av in-jektorlengden. Spindelen for åpning og lukking av pilo-toljen er utformet med en relativt stor klaring mellom både brennstoffrøret på innsiden og boringen av spindel-føringen på utsiden for å hindre spindelen i å sette seg fast eller å slites ujevnt på grunn av unøyaktigheter i innrettingen mellom det avlange brennstoffrøret og spindel føringens boring.

DK-B-167502 (EPA-A 0 606 371) angir en brenstoffinjektor der lukkefjæren er opptatt i et sentralt hulrom i spin-delføringen og der et sentralt brennstoffrør er utformet på integrert måte med det bakre parti åv spindelføringen. Dette tilfelle krever også en relativt stor klaring mellom henholdsvis bunnpartiet av spindelen og boringen i spindelføringen, og det frémre parti av brennstoffrøret, for å kompensere for produksjonstoleranser og resulteren-de mangel på fullstendig koaksialitet mellom brennstoff-røret og spindelføringens boring.

En ytterligere injektor med noe forskjellig utforming er kjent fra DE-A-2030445, der en hul spindel med en relativt tynn veggtykkelse glir i det ringformede rom mellom brennstoffrøret og en boring i spindelføringen. Den bakre ende av spindelen har en meget tungt utført fremre fjærføring for lukkefjæren. Åpningsbevegelsen av spindelen er her begrenset fordi den bakre flate av fjærførin-gen ved spindelens største diameter treffer et fremspring i injeksjonhuset. Dette påfører den tynne spindelvegg et bøyemoment som resulterer i at veggen bøyer seg utover. For å unngå at spindelen forkiles, kreves en relativt stor klaring mellom spindelen og de ringformede flater på begge sider av den. Brennstoffrøret er todelt med forbindelsesflaten anbrakt over den bakre fjærføring. Ved sammenstilling av injektoren er det ikke noe element som kan tilveiebringe en initial posisjonering av de to rør-deler like før rørene presses sammen, og det er derfor en risiko for feilaktig posisjonering av rørenes anleggsflater. Lekkasjer kan dermed oppstå ved forbindelsesflaten, noe som vil resultere i variasjoner i de injiserte brennstoff volumer . Det er en ytterligere ulempe med den injektor at forspenningen av trykkfjæren bestemmes av hvor langt støtstykket klemmes ned i injektorhusét. Variasjoner vil dermed oppstå i åpningstrykket av et antall identiske injektorer.

De kjente brennstoffinjektorer av typen som har en hul spindel anordnet mellom et sentralt brennstoffrør og én boring i spindelføringen, tilveiebringer den fordel at massen av den bevegelige spindel er betydelig mindre enn det som er tilfelle med maBsive spindler, og den relativt lave massen av den bevegelige del av injektoren fremmer raske ventilbevegelser. Hule spindler lider imidlertid av de ulemper at de glir mellom to ringformede flater, noe som medfører en risiko for at spindelen setter seg fast dersom spindelveggen blir deformert. Por å motvirke dette og kompensere for nevnte mangel på koaksialitet, er klaringen mellom spindelen og de hosliggende rørformede flater relativt store, noe som gir mulighet for at spindelen blir noe forskjøvet i tversgående retning til en noe eksentrisk posisjon der klaringene mellom henholdsvis spindelen og spindelføringsboringen og brennstoffrøret er større på den ene side enn på den andre side av den langsgående akse av injektoren. Selv om de tversgående forskyvninger er meget små, resulterer de i variasjoner i volumene av brennstoff som lekker opp gjennom klaringene i løpet av en injeksjonssekvens. Når spindelen anordnes fullstendig koaksialt, kan lekkasjevolumene være fra 50 til 70 % mindre enn ved en tversgående forskjøvet posisjon av spindelen, og dermed vil det oppstå variasjoner i brennstoffvolumene som faktisk injiseres ved forskjellige injeksjoner av brennstoff med samme ventil og uforandrede injeksjonsparametre, så som tilførselstrykk og volum av brennstoff til injektoren. Variasjoner vil også oppstå i de injiserte brennstoffvolumer fra flere forskjellige injektorer, selv om de har identiske innstillinger og til-føres brennstoff på samme måte.

Formålet med foreliggende oppfinnelse å forbedre reproduserbarheten av de injiserte brennstoffvolumer og å oppnå en mer eksakt styring av injeksjonssekvensen i en brennstoff injektor av typen nevnt i innledningen.

I lys av dette er brennstoffinjektoren ifølge oppfinnelsen særpreget ved at den ytre diameter av den bakre fjær-føringen av brennstoffrøret er mindre enn den indre diameter av støthylsen, at brennstoffrøret er en separat enhet som bare kommer i kontakt med ventilorganet som befinner seg bak denne ved en anleggsflate som er anordnet på den bakre flate av den bakre fjærføringen og har en ringformet flate som omslutter den sentrale brennstoffpassasje og står hovedsakelig vinkelrett på lengdeaksen av injektoren, og at spindelen har i det fremre spindelparti som er ført inn i spindelføringsboringen en ytre diameter som er høyst 8 um mindre, enn den indre diameter av spindelføringsboringen, og en indre diameter som er høyst 8 um større enn den ytre diameter av det fremre parti av brennstoffrøret.

I og med at denne utforming av spindelen bare er noe større en brennstoffrøret og noe mindre enn spindelven-tilboringen, er muligheten for tversgående forskyvning av spindelen mellom forskjellige injeksjonssekvenser betydelig begrenset, typisk til mindre enn halvparten av for-skyvningene som oppstår i de tidligere kjente injektorer av denne type. Da brennstofflekkasjen er betydelig hind-ret av fluidfriksjonen mot sylinderflatene, tilveiebringer selv en mindre begrensning av den størst mulige klaring mellom flatene en betydelig reduksjon av variasjone-ne i lekkasjevolumene. De mer ensartede volumer av injisert brennstoff som oppnås på denne måte fremmer en mer nøyaktig forbrenning med den ønskede energiutvikling, reduserer motorens brennstofforbruk og øker muligheten for

å begrense utviklingen av uønskede utslippsprodukter som er skadelige for miljøet, så som N0X, og også den termis-ke belastning og avleiring av forbrenningsrester på sy-linderdelene kan kontrolleres bedre. Dette er spesielt fordelaktig i store to-taks dieselmotorer, som ofte for-brenner brennstoff av meget dårlig kvalitet.

Det er en forutsetning for de trange pasninger mellom henholdsvis spindelen og brennstoffrøret og spindelfø-ringsboringen, at de tre ventilorganer er nøyaktig inn-rettet med hverandre når injektoren virker. I motsetning til tidligere kjente injektorer vil selv små unøyaktighe-ter i innretningen mellom de tre ventilorganene eller ikke-ensart belastning på spindelen av foreliggende rør-formede, tynnveggede type, føre til ujevn slitasje på spindelen og/eller at den setter seg fast, for eksempel som et resultat av små utadrettede bøyer i spindelveggen. Dette er blitt unngått av oppfinnelsen ved å adskille brennstoffrøret fra det bakenforliggende ventilorgan, slik at brennstoffrøret baré inneholder det parti av brennstoffpassasjen som strekker seg fra lukkefjærens bakre fjærføring og ned på innsiden av spindelen. Ved sammenstilling av injektordelene i injektorhuset kan spindelen føres inn i spindelføringen, brennstoffrøret med lukkef jæren kan monteres på spindelen, støthylsen kan skyves ned rundt den bakre ende av spindelføringen, og så kan injektorhuset med disse injektordeler orienteres med en vertikal sentralakse. De fine pasninger mellom spindelen, spindelføringen og brennstoffrøret, betyr at ved orienteringen med en vertikal sentralakse og ingen belastning, vil delene justere seg innbyrdes på koaksial måte, hvorpå de andre ventilorganer føres inn i huset og monteringsflensen påklemmes. Når de andre organer er montert,, føres ventilorganet anbrakt bak brennstoffrøret inn i støthylsen før organet beveges fremover nær brenn-stoffrøret. Dette tilveiebringer en initial føring av organet og forhindrer tversgående forskyvning ved det tidspunkt når det bringes i kontakt med brennstoffrøret. Ved den forsatte kleiraning av injektoren, presses ventilorganet nedover til anlegg med den oppadrettede, ringformede anleggsflate på brennstoffrøret, slik at posisjoneringen av brennstoffrøret, takket være friksjonen mellom anleggsflaten og ventilorganet, blir fastlagt riktig med en passende koaksialitet i forhold til spindelføringen. Det er av betydning for den riktige posisjoneringen av brennstoffrøret at anleggsflaten hovedsakelig er perpen-dikulær på injektorens lengdeakse, slik at tversgående føringskrefter ikke påføres anleggsflaten ved sammenstillingen. Av samme årsak må det være en klaring mellom den bakre fjærføringen og støthylsen slik at fjærføringen ikke forhindres fra å justere seg ordentlig ved å treffe støthylsen.

Fortrinnsvis er den ytre diameter av det fremre spindelparti fra 2 til 4 um mindre enn den indre diameter av spindelføringsboringen, og den indre diameter av nevnte spindelparti er fra omtrent 2 til 4 um større enn den yt-re diameter av det fremre parti av brennstoffrøret. Med disse smale tilpasninger er variasjoner av lekkasjevolumene stort sett eliminert, og klaringene mellom den bevegelige spindel og den stasjonære spindelføringen og brennstoffrøret er akkurat store nok til at spindelen uten problemer kan forskyves i langsgående retning.

I en ytterligere foretrukket utførelse er det en betydelig større differanse i diameter mellom den indre spindelflate og den ytre flate av brennstoffrøret fra bakenden av spindelen og minst til den fremre fjærføringen, fortrinnsvis til det fremre spindelparti anbrakt i spin-delboringen, enn i spindelpartiet anbrakt foran. I det bakre spindelområde kan det være en klaring mellom spindelen og brennstoffrøret som er 0,1 mm større enn klaringen mellom de to delene i det fremre spindelparti. Virk-ningen av dette er at man i de langsgående ringslisser på de ytre og indre flater av spindelen i området langs det fremre spindelparti oppnår omtrent det samme trykkfall opp gjennom slissene. Resultatet av dette er at spindelveggen i det fremre spindelparti ikke trenger å motstå noen radielt virkende trykkforskjell, og dette gjør det mulig å tilvirke spindelen med en meget liten veggtykkelse i det fremre spindelparti.

Oppfinnelsen tilveiebringer også flere forskjellige til-tak for å redusere spindelmassen. Det er mulig å utforme den fremre fjærføring av spindelen med en konisk fremre flate og den minste tykkelse ved dens største diameter. Det fremre spindelparti kan ytterligere ha en mindre veggtykkelse enn det fremre parti av brennstoffrøret. Massen av den fremre ende av spindelen i området rundt ventilnålen kan reduseres ved at lengden av de skrå boringer fra bunnen av den sentrale spindelboring til kammeret rundt ventilnålen er mindre enn 35 % av den ytre diameter av det fremre spindelparti, noe som gjenspeiler at den fremre spindelendeveggen har en liten veggtykkelse. En ytterligere reduksjon av tykkelsen i dette område kan oppnås ved at ventilnålen har en sentral boring som er åpen i fronten av dens endeflate. Sistnevnte mulighet tilveiebringer imidlertid bare en begrenset reduksjon av massen. Disse forskjellige alternativer kan brukes uav-hengig av hverandre. Dersom flere alternativer brukes i kombinasjon, er det mulig å oppnå en spindel med en eks-tremt lav masse i forhold til injektorens størrelse. Reduksjonen av spindelmassen tilveiebringer en ytterligere forbedring av både reproduserbarheten av det injiserte brennstoffvolum og den eksakte kontroll av injeksjonssekvensen. Dette er fordi den lavere spindelmasse fører til raskere spindelbevegelser ved åpningen og lukkingen av injektoren, og også at spindelen og ventilsetet blir mindre slitt, fordi støtene mot ventilsetet og stoppan-slaget for åpningsbevegelsen er mindre fra den lettere spindel. Den raske åpning av ventilen tilveiebringer en brå start på injeksjonen av brennstoff, noe som fremmer en god og sterk forstøvning av brennstoffvolumet som injiseres først, og dermed en veldefinert og rask antennel-se av brennstoffet. Enda viktigere er den raske in-jektorlukkingen som tilveiebringer en plutselig stopp av forbrenningen og reduserer mengden av brennstoff som injiseres i løpet av lukkebevegelsen ved ufordelaktige betingelser, nemlig ved et lavt trykk og en utilstrekkelig injeksjonshastighet (brennstoff g/s). Dette injiserte brennstoff som injiserés helt til slutt bidrar betrakte-lig til dannelsen av utslippsprodukter, så som NOx, det utgjør en tung termisk belastning og bidrar til sotdan-nelse på sylinderelementene, og fører til økt brennstoff-forbruk. Den lettere spindel reduserer mengden av ufor-delaktig injisert brennstoff og øker andelen av det tota-le brennstoffvolum per injeksjon som injiseres ved opti-male betingelser.

I en foretrukket utførelse er den ytre diameter av anleggsflaten av brennstoffrøret på den bakre flate av den bakre fjærføringen mindre enn den ytre diameter av det fremre parti av brennstoffrøret. For det første har den lille ytre diameter av anleggsflaten den virkning at en liten vinkel mellom den langsgående akse av brennstoffrø-ret og det bakenforliggende ventilorgan ikke resulterer i lekkasjer ved anleggsflaten fordi fremstillingsujevnhete-ne av de to komprimerte flater kompenserer for enhver liten skjevhet ved at ujevnhetene komprimeres på den side som flatene befinner seg nærmest, og danner et tettende anlegg ved den diametralt motsatte side. For det andre resulterer den lille ytre diameter av anleggsflaten i det faktum at det tettende flatetrykk mellom anleggsflåtene alltid overskrider det samtidige brennstofftrykk i brennstoff passas jen. Når injektoren lukkes, dannes flatetryk-ket mellom anleggsflåtene av den bakoverrettede fjærkraft på den bakre fjærføring og den bakoverrettede kraft på brennstoffrøret som dannes av brennstofftrykket på den fremre endeflate av brennstoffrøret. Når injektoren er åpen, virker brennstofftrykket på brennstoffrøret med en større bakoverrettet kraft fordi brennstofftrykket virker på hele den fremre ende av spindelen, og fra spindelen overføres denne bakoverrettede kraft til brennstoffrøret via den aksielt vendende, ringformede flate på brennstoff røret. Den ytre og indre diameter av den bakoverrettede anleggsflate av brennstoffrøret har fortrinnsvis hovedsakelig samme størrelser som henholdsvis den ytre og indre diameter av det fremre spindel parti, idet slike dimensjoner tilveiebringer et fullstendig direkte aksialt forløp av krefter i spindelveggen.

I en utførelse som er spesielt enkel å tilvirke og sam-menstille, er brenstoffinjektoren ment for injisering av forhåndsvarmet brennstoff, så som tung brenselolje, er ventilelémentet anbrakt bak brennstoffrøret et ventilhus for en brennstoffsirkulasjonsventil, og den ringformede bakende av støthylsen ligger an mot en fremoverrettet anleggsflate ved bakenden av en ringformet fordypning i den fremre del av den ytre ventilhusflate når injektoren er sammenstilt, hvorved lengden av støthylsen bestemmer forspenningen av lukkefjæren. Med denne utførelse befinner støthylsen i den monterte ventil seg mellom henholdsvis to ringformede anleggsflater på spindelføringen og ventilhuset, og danner en veldefinert og forbestemt avstand mellom ventilsetet i spindelføringen og den fremre flate av ventilhuset som ligger an mot anleggsflaten på brennstoffrøret. Da ventilspindelen bærer den fremre fjærføring og brennstoffrøret bærer den bakre fjærføring av lukkefjæren, er sistnevnte forspent på en utvetydig måte når injektoren er sammenstilt, og samtidig har spindelen en veldefinert og forhåndsbestemt slaglengde eller løftehøyde mellom lukket og åpen stilling. Forspenningen og spindelløftehøyden kan for eksempel finjusteres for

bruk av injektoren i en bestemt motor ved en forandring av lengden av støthylsen, idet en kortere lengde, hvis alt annet forblir likt, resulterér i en større forspenning og mindre løftehøyde. Det tilveiebringer en betydelig forenkling av sammenstillingen av injéktoren at injektordelene bare må klemmes så mye sammen som mulig for å oppnå den riktige forspenning av fjæren og dermed riktige åpnings- og lukkingstrykk for injektoren. Dette forhindrer den betydelige variasjon av forspenningen av fjæren og dermed åpningstrykket fra en ventil til en an-nen, noe som kan skje i ventiler der forspenningen av fjæren må innstilles ved å skru monteringsflensen mer eller mindre ned i injektorhuset.

En ytterligere forenkling av sammenstillingen kan oppnås ved at spindelføringen, spindelen, lukkefjæren, brenn-stoffrøret, støthylsen og ventilhuset av sirkuleringsven-tilen sammenstilles i en forhåndssammenstilt enhet der ventilhuset og spindelføringen låses til hverandre ved hjelp av støthylsen. Dette gjør det mulig å levere en fullstendig og forhåndssammenstilt erstatningsenhet for en injektor, slik at utskiftningen av essensielle deler kan skje meget hurtig. Låsingen kan for eksempel utføres ved å krympe støthylsen på spindelføringen og ventilhuset, eller, etter å ha presset støthylsen på de to injektordelene, ved å utføre en posisjonsbestemmelse av støthylsen i forhold til hver av de to andre deler ved hjelp av en tapp innført i tversgående tilordnede boringer i støthylsen og deri avgjeldende del.

Et gjennomgående hulrom kan på passende måte være.tilveiebrakt i injektorens lengderetning mellom den indre flate av injektorhuset og de ytre flater av ventilåpnin-gen, støthylsen og spindelføringen. Hulrommet tilveiebringer den fordel at de stasjonære injeksjonsdeler på innsiden av injektorhuset er festet mellom to punkter, nemlig en fremoverrettet flate på den indre flate av monteringsflensen og en bakoverrettet flate på injeksjonsdysen, noe som fremmer en rotasjonssymetrisk belastnings-tilstand i delene av injektoren. En ytterligere fordel er at hulrommet virker som en avløpspassasje for en even-tuell brennstofflekkasje.

Et eksempel på en utførelse av oppfinnelsen skal nå be-skrives nedenfor i ytterligere detalj under henvisning til tegningen som viser et langsgående snitt gjennom en brennstoffinjektor ifølge oppfinnelsen.

Brennstoffinjektoren som generelt er benevnt 1 har en monteringsflens 2 med en innløpstapp.3 som et høytrykks-rør fra en brennstoffkilde, ikke vist, kan forbindes med. Brennstoffkilden kan for eksempel være en stempelbrenn-stoffpumpe, så som av Bosch-typen, som periodisk aktive-res av en kam på en kamaksel, eller et høytrykksreservoar som periodisk blir forbundet med innløpstappen 3 ved hjelp av reguleringsventiler. Brennstoffet kan være i væskeform eller i gassform eller kan være en blanding av faste brennstoff eller emulsjoner som inneholder minst en av disse tilstandene, og ventilen kan også brukes for injeksjon av væske- eller gasstilsetningsmedium til for- . brenningen, enten for seg selv eller i blandinger.

Ved hjelp av en koplingsmutter 5, spennes et ytre hus 4 for injektoren på monteringsflensen, som i sin tur kan spennes fast på en motorsylinder ved hjelp av bolter som føres inn i hullene 6 i flensen. En brennstoffpassasje 34 strekker seg fra en tilførselsåpning 7 i innløpstap-pen, sentralt gjennom injektoren, til en injektordyse 8 som brennstoff kan injiseres fra ved hjelp av ikke viste hull, inn i et arbeidskammer av forbrenningsmotoren.

En spindelføring 9 presses nedover mot den indre flate av injeksjonsdysen ved hjelp av en støthylse 10, et ventilhus 11 og et støtstykke 12, som ligger an mot en fremoverrettet, indre flate av monteringsflensen. Støthylsen har omtrent den samme ytre diameter som ventilhuset 11 og det bakre parti av spindelføringen 9, og er ført inn i en ringformet fordypning i hver av disse delene slik at de aksialt rettede, ringformede endeflater av støthylsen 10 ligger an mot aksialt rettede anleggsflater 13, 14 på spindelføringen og ventilhuset.

Et ventillegeme 15 er ført inn i boringer i ventilhuset 11 og er forspent av en relativt svak kompresjonsfjær 16

til den viste stilling. En utragende, fremoverrettet anleggsflate 17 på den fremre ende av ventilhuset ligger an mot en tilsvarende bakoverrettet og ringformet anleggsflate 18 på et utragende parti på den bakre ende av et sentralt brennstoffrør 19, og forbindelsesflaten mellom de to hovedsakelig parallelle og plane anleggsflåtene befinner seg i et plan som hovedsakelig står vinkelrett på injektorens lengdeakse.

Umiddelbart under anleggsflåtene 18 har brennstoffrøret en utragende krave 20 som danner en bakre fjærføring for en lukkefjær 21, som er en mekanisk trykkfjær av en kon-vensjonell type. Ved fremsiden av fjærføringen forsetter brennstoffrøret i et sirkulært, sylindrisk bakre parti

22, hvis ytre diameter er noe mindre enn den indre diameter av fjæren. Det bakre parti ender foran i en ringformet flate 23 som befinner seg i et plan som står vinkelrett injektorens lengdeakse. Platen 23 danner en over-gang mellom det bakre parti av brennstoffrøret og et fremre parti 24 som har en mindre diameter og strekker seg ned i en boring 25 som er åpen bakover i en spindel 26 og i den fremre ende av brennstoffrøret, som befinner

seg en kort avstand fra bunnen av boringen 25. Den korte avstand er større enn løftehøyden av spindelen.

Spindelføringen 9 har en sentral boring som i et parti har en sirkulær sylindrisk indre flate 27 som danner en føringsflate for spindelen. Foran dette parti har spin-delf øringen et trykk-kammer 28 med et konisk, stasjonært

ventilsete som samvirker med et tilsvarende konisk, beve-gelig ventilsete ved den fremre ende av ventilnålen 29 på fremsiden av spindelen. På fremsiden av ventilsetet forsetter boringen av spindelføringen til den sentrale boring i injeksjonsdysen 8.

Spindelen 26 har en fremre fjærføring 30 i form av en

utragende krave, hvis bakende står vinkelrett på injektorens lengdeakse, og hvis fremre flate 31 er konisk. Lukkef jæren befinner seg mellom de to fjærføringene 20 og 30 og på innsiden av støthylsen 10. Ved sammenstilling av

injektordelene, komprimeres lukkefjæren til en forspent tilstand. Den fremoverrettede lukkekraft som dannes av fjæren på den fremre fjærføringen 30 av spindelen er av meget nøyaktig styrke fordi kompresjonen av fjæren ved sammenstilling bestemmes av lengden av støthylsen 10 og lengden av den ubelastede lukkefjær.

Diameteren av den indre flate av spindelen er fra 2 til 4 um større enn den ytre diameter av det fremre spindelparti 24 av brennstoffrøret, og den ytre diameter av det fremre spindel parti 32 som er innført i spindelførings-boringen, er fra 2 til 4 um mindre enn den indre diameter av boringen 27. Veggtykkelsen av det fremre spindel parti er omtrent 30 % mindre enn veggtykkelsen av det fremre parti 24 av brennstoffrøret. Den fremre endevegg av

spindelen ved bunnen av boringen 25 har en relativt liten veggtykkelse, idet den ringformede endeflate som omslut-

ter ventilnålen 29 nesten står vinkelrett på injektorens lengdeakse. De skrå boringer 33 som forbinder boringen 25 med kompresjonskammeret 28 har en lengde som er mindre enn 35 % av den ytre diameter av partiet 32 på grunn av den lille veggtykkelse.

Den sentrale brennstoffpassasjen 34 strekker seg fra til-førselsåpningen 7 ned gjennom støtstykket 12 til en sentral boring 35 i ventillegemet 15, der passasjen grener ut i flere skrå boringer 36 som munner ut i et trykk-kammer 28 som befinner seg rundt en ventilnål 37. Foran det stasjonære ventilsete som samvirker med ventilnålen 37, forsetter brennstoffpassasjen sentralt gjennom fronten av ventilhuset 11, forbi anleggsflåtene 17 og 18 og videre fremover gjennom brennstoffrøret 19 som munner ut ved bunnen av boringen 25 i spindelen, der brennstoffpas-sas jen forsetter gjennom skrå boringer 33, trykk-kammeret 28 og til dysehullene, ikke vist, i injeksjonsdysen 8.

Avløpshull 39 gjør det mulig for lekkasjebrennstoff å renne vekk fra hulrommet rundt lukkefjæren 21 til et gjennomgående hulrom som strekker seg i den langsgående retning av injektoren ved den indre flate av injektorhuset 4.

Mellom injeksjonsperiodene er det en viss tilførsel av forhåndsvarmet brennstoff ved lavt trykk til tilfør-selsåpningene 7. Dette brennstoff strømmer ut i hulrommet rundt kompresjonsfjæren 16 via en siderettet lekka-sjekanal 40 i den fremre del av støtstykket 12. Av-løpsåpninger 41 i ventilhuset 11 fører det sirkulerende brennstoff til et kammer 42, fra hvilket et returrør, ikke vist, fører brennstoffet bort fra injektoren. Brennstoffsirkulasjonen i injektorens lukkede perioder sikrer at brennstoffsystemet holdes forhåndsvarmet ved en passende høy temperatur.

Så snart brennstofftrykket starter å stige ved begynnel-sen av injeksjonsperioden, stiger trykket i trykk-kammeret 38, og ventillegemet påvirkes av en bakoverrettet kraft som overvinner kraften fra trykkfjæren 16, hvorpå ventillegemet forskyves bakover og stenger lekka-sjekanalen 40. Så sprer brennstofftrykket seg gjennom brennstoffpassasjen ned gjennom trykk-kammeret 28. Når brennstofftrykket her når injektorens åpningstrykk, akti-veres spindelen 26 av en båkoverrettet kraft.som er stør-re enn kraften av lukkefjæren 21, som gjør at spindelen forskyves bakover til den ringformede endeflate av spindelen treffer den ringformede flate 23 på brennstoffrø-ret. Flaten 23 virker dermed som et anslag for spindel-bevegelsen og bestemmer løftehøyden av spindelen. Spindel forskyvningen åpner brennstoffadgangen til injeksjbns-dysen som starter injeksjonen. Når leveringstrykket av brennstoffet faller igjen ved slutten av injeksjonen, faller trykket i kammeret 28 på passende måte slik at lukkefjæren overvinner det bakoverrettede trykk av brennstoffet i spindelen, hvorpå spindelen går tilbake til den lukkede startposisjon der ventilnålen 29 ligger an mot det tilhørende sete og stenger adgangen til injeksjonsdysen.

For en spindel av den viste tynnveggede utforming, er det for å unngå deformasjoner av sylinderspindelveggen, vik-tig at den bakoverrettede endeflaten av spindelen er i en aksiell forlengelse av sylinderspindelveggen, fordi dette sikrer at støtet av spindelen mot flaten 23 bare påfører spindelen aksielt rettede krefter.

Dersom det ikke er noe behov for sirkulasjon av forhåndsvarmet brennstoff under injektorens lukkeperioder, kan injektoren forenkles ved utelatelse av sirkuleringsventi-len. I det tilfellet kan støtstykket 12 og ventilhuset 11 utformes som en hel støtstykke-liknende enhet med en sentral gjennomboring som danner partiet av brennstoffpassasjen 34 som forbinder tilførselsåpningen 7 med den sentrale passasje i brennstoffrøret.

Det er også mulig å utvide injektoren for bruk i forbin-delse med injeksjon av flere forskjellige fluider, for

eksempel ved å bruke ovennevnte injektorelementer i for-bindelse med en injektor av typen beskrevet i ovennevnte danske patent nr. 155757. En slik injektor kan for eksempel brukes for injisering av gass og pilotolje, eller

for injisering av et brennstoff og et annet fluid som mo-difiserer forbrenningsprosessen, så som vann, noe som bidrar til reduksjon åv dannelsen av uønskede utslippspro-.dukter.

Claims (12)

1. Brennstoffinjektor (1) for en forbrenningsmotor, spesielt en to-takts krysshodemotor, som har et ytre hus (4) med en monteringsflens (2) på sin bakre ende og en injeksjonsdyse (8) som rager ut fra huset ved sin fremre ende, og en brennstoffpassasje (34) som strekker seg sentralt gjennom injektoren, idet brennstoffpassasjen går fra monteringsflensen gjennom minst ett støtstykke (12), et sentralt brennstoffrør (19), en spindel (26) og en spindelføring (9) og munner ut en injeksjonsdyse, idet spindelføringen har en sentral boring (27) hvis sirkulære, sylindriske indre flate danner føringsflaten for spindeien, idet brennstoffrøret har et fremre parti (24) som strekker seg mer enn halvveis ned gjennom den sentrale boring av spindelføringen og har en mindre ytre diameter enn et bakre parti (22) og ved overgangen mellom de to partiene en ringformet flate (23) som vender aksielt mot injeksjonsdysen, og en bakre fjærføring (20) for en forspent lukkefjær (21), idet spindelen har en sentral boring (25) som munner ut bakover der det fremre parti av brennstoffrøret er ført inn, og et fremre spindelparti (32) med en ventilnål (29) som samvirker med en stasjonær seteflate i spindel-føringens boring for åpning og lukking av injektoren, og en fremre fjærføring (30) for lukkefjæren, idet fjærfø-ringen befinner seg i.et bakre spindelparti som rager ut fra spindelføringens boring og lukkefjæren forspenner spindelen fremover i lukkeretningen, og en ringformet endeflate ved bakenden av spindelen som bringes til å ligge an mot den ringformede flate (23) av.brennstoffrøret av den tilbakerettede åpningsbevegelsen av spindelen, idet spindelføringen presses fremover i injektorhuset av minst en støthylse (10) som ligger an mot en ringformet flate (13) som vender bakover.mot spindelføringen og strekker seg bakover forbi lukkefjæren, og støtstykket (12) presses fremover av monteringsflensen ved sammenstilling av injektoren med samtidig sammentrykning av lukkefjæren, karakterisert ved at den ytre diameter av den bakre fjærføringen (20) av brennstoffrøret er mindre enn den indre diameter av støthylsen (10), at brennstoff-røret (19) er en separat enhet som bare kommer i kontakt med ventilorganet som befinner seg bak denne ved en an leggsflate (18) som er anordnet på den bakre flate av den bakre fjærføringen og har en ringformet flate som omslutter den sentrale brennstoffpassasje (34) og står hovedsakelig vinkelrett på lengdeaksen av injektoren, og at spindelen (26) har i det fremre spindelparti (32) som er ført inn i spindelføriirgsboringen (27) en ytre diameter som er høyst 8 um mindre, enn den indre diameter av spindel føringsboringen, og en indre diameter som er høyst 8 um større enn den ytre diameter av det fremre parti (24) av brennstoffrøret.

2. Brennstoffinjektor ifølge krav 1, karakterisert ved at den ytre diameter av det fremre spindelparti er fra 2 til 4 um mindre enn den indre diameter av spindelføringsboringen og at den indre diameter av nevnte spindelparti er fra 2 til 4 um større enn den ytre diameter av det fremre parti av brennstoff-røret .

3. Brennstoffinjektor ifølge krev 1 eller 2, karakterisert ved at det fra den bakre ende av spindelen og minst til den fremre fjærføring, fortrinnsvis frem til det fremre spindelparti anbrakt i spindelføringsboringen, er det en betydelig større diame-terdifferanse mellom den indre spindelflate og den ytre brennstoffrørflate enn i det fremre spindelparti.

4. Brennstoffonjektor ifølge ethvert av kravene 1-3, karakterisert ved at den fremre fjærføring (30) av spindelen har en konisk fremre flate (31) og den minste tykkelse ved sin største diameter.

5. Brennstoffinjektor ifølge ethvert av kravene 1-4, karakterisert ved at det fremre spindelparti (32) har en mindre veggtykkeIse enn det fremre parti (24) av brennstoffrøret.

6. Brennstoffinjektor ifølge ethvert av kravene 1-5, karakterisert ved at lengden av de skrå boringer (33) fra bunnen av den sentrale spindelboring (25) til kammeret rundt ventilnålen (29) er mindre enn 35% av den ytre diameter av det fremre spindelparti.

7. Brennstoffinjektor ifølge krav 6, karakterisert ved at ventilnålen (29) har en sentral boring som er åpen forover i dens endeflate.

8. Brennstoffinjektor ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at den ytre diameter av anleggsflaten (18) av brennstoffrøret på den bakre flate av den bakre fjærføring (20) er mindre enn den ytre diameter av det fremre parti (24) av brennstoffrøret.

9. Brennstoffinjektor ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at den ytre diameter og den indre diameter av den bakoverrettede anleggsflate (18) av brennstoffrøret hovedsakelig har de samme dimensjoner som henholdsvis den ytre diameter og den indre diameter av det fremre spindelparti (32).

10. Brennstoffinjektor ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at brennstoffinjektoren er ment for injisering av forhåndsvarmet brennstoff, så som tung brenselolje, at ventilelementet anbrakt bak brenn-stoffrøret er et ventilhus (11) for en brennstoffsirkulasjonsventil, og at den ringformede bakre ende an støthyl- . sen (10) ligger an mot en foroverrettet anleggsflate (14) . ved den bakre ende av en ringformet fordypning i det fremre parti av den ytre ventilhusflate når injektoren er sammenstilt, hvorved lengden av støthylsen bestemmer forspenningen av lukkefjæren (21).

11. Brennstoffinjektor ifølge krav 10, karakterisert ved at spindelføringen, spindelen, lukkefjæren, brennstoffrøret, støthylsen og ventilhuset av sirkulasjonsventilen er sammenstilt i en forhåndssammenstilt enhet der ventilhuset og spindelføringen er låst til hverandre via støthylsen.

12. Brennstoffinjektor ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at et gjennomgående hulrom er tilveiebrakt i den langsgående retning av injektoren mellom den indre flate av injektorhuset (4) og de ytre flater av ventilhuset, støthylsen og spindelføringen.