NO782661L - Brenstoffinnsproeytingssystem for dieselmotorer - Google Patents

Abstract

Brennstoffinnsprøytningssystem for dieselmotorer

Description

c

Oppfinnelsen angår et brennstoffinnsprøytningssystem for dieselmotorer. Realiseringen av et elektronisk styrbart brennstoffinnsprøytningssystem for dieselmotorer er særlig ved hurtigløpende lastebilmotorer forbundet med betydelige vanskelig-, heter. Dette beror på at det tidligere vanlige system med pumpe

og dyse ikke er egnet for adskilt, uavhengig styring av innsprøyt-ningsmehgde og innsprøytningstidspunkt.

Forsøk med andre systemer, som f.eks. med konstant brennstofftrykk og styrte ventilåpningstider, har vist at den for tomgang nødvendige, lille innsprøytningsmengde bare kan oppnås med ekstremt korte innsprøytningstider som imidlertid ikke lar seg realisere tilstrekkelig reproduserbart "med elektroniske og servo-hydrauliske styreventiler.

Ifølge oppfinnelsen løses dette problem ved at inn-sprøytningsmengden ikke lenger bestemmes av innsprøytningsventilens åpningstid, men av en volumetrisk dosering.

Ifølge en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen skjer den volumetriske tilmåling av innsprøytningsmengden ved hjelp av et doseringsmagasin i hvilket den brennstoffmengde som skal inn-sprøytes, lagres trykkavhengig foran dysen. Ifølge en ytterligere, fordelaktig utførelse av oppfinnelsen kan magasinet være utført som fjærtrykkmagasin eller også som hydropneumatisk magasin. Fyllingen av dette magasin skjer i de tilstrekkelig lange pauser mellom innsprøytningene, via en turtallssyhkront og fasestivt drevet fordeler.

Dosseringsmagasinets stempel blir hensiktsmessig ut-ført slik at det også overtar funksjonen til en sperre- eller stengeventil for utstrømningsbegrensning. Dermed oppnås at brenn-stof ft rykk ledningen mellom fordeler og doseringsmagasin ved slut-ten av innsprøytningsforløpet ikke blir helt trykkløs og tømmes, .og at innsprøytningsforløpet etter utstrømning av den på forhånd lagrede mengde av seg selv plutselig avsluttes.

Den vesentlige styringstekniske fordel ved brennstoff innsprøytningssystemet ifølge oppfinnelsen består i at løfte-magneten bare må påvirkes kortvarig for innledning av en åpnings-bevegelse av innsprøytningsnålen, og at varigheten av dens magnetisering ikke lenger er bestemmende for den innsprøytede mengde. Dette faktum gjør det mulig å klare seg uten dyre elektrohydrau-liske servoventiler, da det for realisering av denne funksjon er

. tilstrekkelig med enklere løftemagneter.

For frembringelse av innsprøytningstrykket blir ifølge oppfinnelsen en trykkregulert brennstoffpumpe innkoplet foran fordeleren. Denne pumpe blir med fordel utført som regulerbar aksialstempelpumpe med en.trykkregulator som styres fra kjøre-eller gasspedalen. Trykkregulatoren tilpasser pumpens fremførings-mengde automatisk til behovet på en slik måte at det ved hjelp av pedalstillingen forutbestemte trykk holdes konstant. Denne type trykkregulering, ved hvilken det bare fremføres så mye brennstoff som er nødvendig, reduserer brennstoffpumpens drivenergi til det helt nødvendige omfang. For å dempe periodiske svingninger av fremmatningsmengdene og trykkene, er et hydropneumatisk magasin ifølge en ytterligere fordelaktig utførelse av oppfinnelsen tilkoplet mellom brennstoffpumpe og fordeler. I avhengighet av veiv-vinkelimpulser og gasspedalstilling sørger en elektronikk-kopling for en fasestiv, motorsynkron fordelerdrift og for turtalls- og lastavhengig innsprøytningsbegynnelse ved tilsvarende styring av nåleventil-løftemagneten. I stedet for drift av fordeleren ved hjelp av en elektrisk skrittmotor kan denne f.eks. også drives direkte mekanisk fra dieselmotoren uten at dette vil innvirke på den elektroniske styrbarhet av innsprøytnings-systemet. Som en spesiell fordel ved fordelersystemet skal det også anføres at det i forhold til andre systemer med konstant innsprøytningstrykk oppviser høyere driftssikkerhet, hvilket fremkommer ved tidsadskillelsen mellom fremmatning og innsprøyt-ning.

Ifølge en ytterligere fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er nåleventilen og doseringsmagasinet sammenbygget til

en enhet. Derved fremkommer som en spesiell fordel at den brennstoffmengde som skal innsprøytes, kan lagres umiddelbart foran

spissen av nåleventilen, hvilket sikrer en rask avslutning av innsprøytningsforløpet uten ettersprøytning.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et brennstoffinnsprøytningssystem ifølge oppfinnelsen i skjematisk fremstilling, fig. 2 viser en innsprøytningsventil med integrert magasin ifølge oppfinnelsen, og fig. 3 viser en alterna-tiv utførelse av det på fig. 1 viste brennstoffinnsprøytnings-system.

Det på fig. 1 viste brennstoffinnsprøytningssystem for en firesylindret dieselmotor, som ikke er vist, oppviser en trykkregulert brennstoffpumpe 1 som er sammenkoplet med en trykkregulator 2 som styres av en gasspedal 3. Brennstoffpumpen 1 drives av dieselmotoren og er for transport av brennstoff fra en tank 4 forbundet med en brennstoffordeler 5 som drives av en skrittmotor 6. Mellom fordeleren 5 og brennstoffpumpen 1 er innkoplet et dempningsmagasin 20. Under drift fordeler fordeleren 5 den fra brennstoffpumpen 1 transporterte eller frem-førte mengde i tidsbestemt definerte avstander på fire brennstoff-ledninger 7 av hvilke bare én er vist. Hver brennstoffledning 7 fører til et respektivt doseringsmagasin 8 som oppviser et hus 9 i hvilket det er anbrakt et magasinstempel 10 og en på magasinstempelet 10 i lukkeretningen virkende trykkfjær 11.. Stempelets 10 slaglengde begrenses ved hjelp av et mekanisk stillbart anslag, 12. En respektiv ytterligere brennstoffledning 13 fører fra

hvert doseringsmagasin 8 til en respektiv elektromagnetisk manøvrert innsprøytningsventil 14 som er tilordnet til den tilsvarende sylinder i dieselmotoren. For hver sylinder i dieselmotoren er det altså anordnet en brennstoffledning 7, et'doseringsmagasin 8, en brennstoffledning 13 og en innsprøytningsventil 14. Hver inn-sprøytningsventil 14 har et hus 15 i hvilket det er anbrakt en aksialt bevegelig dysenål 16, en på dysenålen 16 i lukkeretningen virkende fjær 17 og en magnet 18 som er forbundet med dysenålen 16. Ved magnetisering av magneten 18'blir dysenålen 16 løftet opp mot virkningen av lukkefjæren 17 for å frigi ventilens strålefor-met anordnede utstrømningsåpninger, slik at brennstoff kan strømmme inn i den tilsvarende sylinders brennkammer. Løftemagneten 18 og skrittmotoren 6 styres fra en elektronikkinnretning 19 i hvilke

det innmates parametre, såsom motorens temperatur A, veivvinkel-stilling B og gasspedalstilling C.

På fig. 2 er vist en innsprøytningsventil 25 med integrert magasin. Innsprøytningsventilens 25 dysenål er betegnet med henvisningstallet 26. Magasinrommet er betegnet med 21 og magasinfjæren er betegnet med 22. Løftemagneten er betegnet med 23 og et i brennstofftilførselsledningen innebygget filter er betegnet med 24.

Innsprøytningsventen 25. erstatter en innsprøytnings-ventil 14, en brennstoffledning 13 og et doseringsmagasin 8 ved anvendelse av det på fig. 1 viste brennstoffinnspøytningssystem.

I det på fig. 3 viste, alternative brennstoffinnsprøyt-ningssystem for en firesylindret motor blir det i stedet for fjær-magasiner benyttet hydrauliske doseringsmagasiner 30. Hvert magasin 30 består av en sylinder 31 i hvilken det er anordnet et aksialt bevegelig stempel 32. Hvert stempel 32 oppdeler den til-hørende sylinders 31 innerrom i to delrom-. 32 og 34 av hvilke delrommet 33 opptar, hydaulikkvæske og delrommet 34 tjener til lagring av brennstoff som skal innsprøytes. Hvert delrom 34 er over en respektiv brennstoffledning 35, i. hvilken det er anordnet en til-bakeslagsventil 36, forbundet med en brennstoffpumpe 37 av konvensjonell type for en sekssylindret motor. Fra hver brennstoffledning 35 avgrenes en ytterligere brennstoffledning 38 som fører til en respektiv av fire elektromagnetisk manøvrerte innsprøytnings-ventiler 39. Innsprøytningsventilene 39 er identiske med inn-sprøytningsventilene 14 i det på fig. 1 viste brennstoffinnsprøyt-ningssystem. Innsprøytningsventilene 39 skal derfor ikke beskrives nærmere her.

Hvert delrom 33 i den respektive magasinsylinder 31

er over en ledning 40 forbundet med et hydraulikkmagasin 41 av konvensjonell konstruksjon. En ytterligere hydraulikkledning 42 forbinder hydraulikkmagasinet 41 med brennstoffpumpen 37.. Ledningen 4 2 har to grener av hvilke hver er tilkoplet til brennstoffpumpen 37. I hver gren av ledningen 42 befinner det seg en tilbakeslags-ventil 43 som er identisk med tilbakeslagsventilene 36. En tilbake-løpsledning 44 forbinder hydraulikkmagasinet 41 med en brennstofftank 45 som via en brennstoffledning 46 er forbundet med brennstoffpumpen 37. I tilbakeløpsledningen 44 er det anordnet en regulerbar trykkhpldeventil 47 som er av konvensjonell konstruksjon og som styres fra en elektronisk regner 48. Regneren 48 styrer også løftemagneten for hver innsprøytningsventil 39, slik som ved det på fig. 1 viste brennstoffinnsprøytningssystem. Hydraulikkmagasinets volum er vesentlig større enn doseringsmagasinets 30 magasinvolum.

Brennstoffpumpen 37 drives av motoren og er forbundet med gasspedalen 4-9 .

Under drift av det alternative brennstoffinnsprøyt-ningssystem transporterer brennstoffpumpen 37 brennstoff fra tanken 45 intermitterende inn i et respektivt delrom 34 av det tilhørende doseringsmagasin 30 og inn i hydraulikkmagasinet 41, idet den lastavhengige transport- eller fremmatningsmengde til-måles ved hjelp av gasspedalens. 49 stilling. De forskjellige stillinger eller bevegelser av magasinstempelet er vist på fig. 3 Og betyr fra venstre mot høyre "nullstilling", "magasinering"., "innsprøytning" og på nytt "nullstilling". Den mot delrommet 33 vendende side av det aktuelle magasinstempel 3.2 påvirkes av trykk som frembringes i hydraulikkmagasinet 41, som bestemmes av regneren 48 i avhengighet av den aktuelle last- og motortilstand, og som reguleres ved hjelp av trykkholdeventil.en 47. Dette trykk tilsvarer brennstoffets innsprøytningstrykk.

Innsprøytningstrykket forblir tilnærmet konstant under innsprøytningsforløpet, på grunn av at volumendringen i doseringsmagasinet er liten i forhold til hydraulikkmagasinets 41 volum.

Claims (16)

1. Brennstoffinnsprøytningssystem for.dieselmotorer med minst én elektromagnetisk manø vrert innsprøytningsventil, karakterisert ved at tilmålingen av innsprøytnings-mengden skjer på volumetrisk måte.

2. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge krav 1,. karakterisert ved at den volumetriske tilmåling skjer i avhengighet av brennstoffinnsprøytningstrykket.

3. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den volumetriske tilmåling begrenses ved hjelp av utvendig regulerbare, mekaniske anslag.

4 . Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det er anordnet en innretning for volumetrisk tilmåling hvilken innretning, er utført i form av et magasin.

5. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge krav 4, karakterisert ved at magasinet er anordnet så nær nåleventilen som mulig.

6. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge krav 5, karakterisert ved at magasinet er integrert i inn-sprø ytningsventilen og konsentrisk omslutter dysenålen.

7. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge ett av kravene 4-6, karakterisert ved at magasinstempelet samtidig tjener som ventil for utstrø mningsbegrensning.

8. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge ett av kravene' 4-7, karakterisert ved at fyllingen av magasinet skjer på tidsukritisk måte i pausene mellom innsprøytningene.

9. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge krav 8, karakterisert ved at det for fylling av magasinet eller magasinene er anordnet en fra: forbrenningsmotoren mekanisk, drevet fordeler.

10. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge krav 8, karakterisert ved at fyllingen av magasinet under innsprøytningspausene skjer ved hjelp av et med hensyn til fremmatningsmengde styrbart innsprøytningspumpeelement av konvensjonell art.

11. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge krav 9, karakterisert ved at fordelerens drift alternativt skjer over en elektronisk styrt skrittmotor fasestivt og synkront med motorturtallet.

12. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at innsprøyt-nings-nåleventilens deler er dimensjonert slik at ventilen ved kortvarig påvirkning av en lø ftemagnet kan bringes inn i et hydraulisk understøttet åpningsforløp i hvilket den også etter deaktivering av løftemagneten befinner seg frem til innsprøyt-ningsf orløpets avslutning, idet den deretter ved bortfall av det hydrauliske åpningstrykk under påvirkning av fjærkraften vender tilbake til lukkestillingen.

13. Brennstoffinnsprø ytningssystem ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det.for frembringelse av det nødvendige innsprøytningstrykk er anordnet en brennstoffpumpe med regulerbar fremmatningsmengde,

14. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge krav 13, karakterisert ved at f remma.tningsmengden styres av en trykkregulator hvis innstilling er sammenkoplet med gasspedalen....

15. Brennstoffinnsprøytningssystem ifølge krav 13 eller 14, karakterisert ved at. det etter f remmatnings-pumpen er innkoplet et hydraulikkmagasin for dempning av frem-matningssvingninger og trykkpulsasjoner.

16. Brennstoffinnsprø ytningssystem ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det for den elektriske styring av nåleventilen og/eller fordelerdriften er anordnet en elektronikkinnretning som bevirker en automatisk forskyvning av nåleventilens åpningstidspunkt, avhengig av forskjellige parametre, såsom motorturtall, gasspedalstilling (last) og driftstemperaturer.