SE464927B - Braensleinsprutningspump foer foerbraenningsmotorer - Google Patents

Description

464 927 10 15 20 25 30 35 2 riktning begränsas av två ytterkanter och via en i kolven anordnad förbindelseborrning står i förbin- delse med arbetskammaren, och att vid kolvfodrets inneromkrets är anordnat ett innerspår, vilket i axiell riktning begränsas av två innerkanter och via ett i kolven anordnat axiellt överföringsspår kan bringas i förbindelse med insugningssidan, varvid den övre, mot arbetskammaren vända ytterkanten av kolvens omkrets- spår och den nedre, från arbetskammaren vända inner- kanten av kolvfodrets innerspår är parallella med varandra, så att en förinsprutning av bränslet inleds av kolven efter avslutning av insugningsfasen, varefter den övre ytterkanten av kolvens omkretsspår efter ett förutbestämt slaglängdsavsnitt stryker längs den nedre innerkanten av kolvfodrets innerspår utmed hela dess längd, och därvid öppnar en bränsleöverförings- bana från arbetskammaren via kolvens omkretsspàr, kolvfodrets innerspår och överföringsspåret till insug- ningssidan, och därigenom plötsligt stoppar förin- sprutningen, varefter huvudinsprutningen inleds efter ett ytterligare slaglängdsavsnitt sedan bränsleöver- föringsbanan spärrats via kolvens överföringsspár.

Till följd av den till varje tillämpning anpassade geometriska utformningen av läget för ytter- och inner- kanterna kan vid pumpens konstruktion både storleken för för- och huvudinsprutningsmängderna och det tids- mässiga förloppet för de båda insprutningarna fast- ställas och ett klart tidsmässigt avstånd i förväg bestämmas mellan dessa. Z De tidsmässiga förloppen vid för- och huvudinsprut- ning är emellertid inte bundna till ett fast, stelt program. Uppfinningen kan tvärtom tillämpas på olika sätt, vilket under drift möjliggör godtycklig reglering av de tidsmässiga förloppen.

I en utföringsform är den övre ytterkanten för kolvens omkretsspår och den med denna samverkande nedre innerkanten för kolvfodrets innerspår anordnad med samma snedvinkel snett mot kolvaxeln i form av 10 15 20 25 30 35 464 927A¥ 3 en skruvlinje. Vid den för mängdreglering erforderliga kolvvridningen intar sedan dessa kanter olika inbördes ställningar och sålunda regleras vid drift sluttidpunk- ten för förinsprutningen i beroende av lasten, d v s i beroende av den inställda huvudinsprutningsmängden.

I ett annat utförande är kolvändytan som begränsar arbetskammaren åtminstone delvis snedställd i förhållan- de till kolvens axel. Härigenom kan vid kolvvridningen ändytan och insugningsöppningen bringas till olika inbördes lägen och således starttidpunkten för förin- sprutningen förändras. På så sätt åstadkommes även en av lasten beroende reglering av förinsprutnings- mängden.

I ytterligare ett utförande är i kolvfodret minst en till arbetskammaren ledande insugningsöppning anord- nad, vars i slagriktningen upptill anordnade begräns- ningskant är parallell med kolvens ändyta. Detta medför att kolvens ändyta vid matningsslaget plötsligt sluter insugningsöppningen, vilket medför en plötslig, av motorns varvtal oberoende inledning av förinsprutningen.

Till sist ska nämnas att i de fall en av lasten beroende reglering av huvudinsprutningens inledning önskas, en utföringsform föredras, vid vilken den intill kolvens omkretsspår anordnade änden av det axiella överföringsspåret bildas av en i förhållande till kolvaxeln snedställd ändyta och att den därmed samverkande övre innerkanten av kolvfodrets innerspår är anordnad snett mot kolvaxeln med samma snedvinkel i form av en skruvllnje.

Spåren i kolven och i kolvfodret kan antingen sträcka sig utmed hela dessa elements omkrets eller endast täcka en del därav. Det första fallet medför enkel tillverkning, medan det andra fallet exempelvis ger möjlighet att via det mellan spårens ändar uppstå- ende fria omkretspartiet lägga ett återföringsspår för läckageolja till insugningssidan.

I alla utföringsformer enligt uppfinningen säker- 464 927 10 15 20 25 30 35 4 ställs till följd av den tydliga åtskillnaden mellan för- och huvudinsprutning en tydligt definierad paus mellan insprutningarna över maskinens hela last- och varvtalsområde. Under denna paus uppvärms vid förbrän- ning av den förinsprutade bränslemändgen luftladdningen i maskinens cylinder kraftigt, så att den efterföljande förbränningen av huvudinsprutningsmängden sker vid redan förhöjd temperatur, varigenom tändfördröjningen (tidsskillnaden mellan insprutningsbörjan och själv- tändning) blir ytterst liten. Sålunda åstadkommes vid förbränning en jämn, långsam tryckökning i cylindern och därigenom även en väsentlig reducering av förbrän- ningsljudet.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hjälp av på ritningarna visade utföringsformer.

Fig l - 4 visar ett längdtvärsnitt av en första utföringsform i olika driftställningar för pumpelementen.

Fig 5 visar ett matningsdiagram för pumpen.

Fig 6 - 8 visar två andra utföringsformer likaledes i längdtvärsnitt.

Det är känt att hos bränsleinsprutningspumpar åstadkomma bränslematningen medelst pumpkolvar, vilka var och en är förskjutbart anordnade i ett kolvfoder och vilka vid sin kolvrörelse i ena riktningen från insugningssidan suger in bränsle i pumpens arbetskammare och i den motsatta rörelseriktningen först avbryter förbindelsen till insugningssidan och sedan inleder bränslematningen från arbetskammaren till insprutaren.

En sådan pump beskrivs i detalj t ex i DE-PS-34 16 355.

I föreliggande fall illustreras utföringsformerna endast av pumpens huvudelement, närmare bestämt pump- kolven 10 och kolvfodret 12.

Kolven 10 drivs vid ett matningsslag från sin nedre vändpunkt av en excenterkam på en drivaxel i riktningen F, medan en återställningsfjäder vid insug- ningsslaget flyttar kolven från det övre dödläget i '1 10 15 20 25 30 35 464 927 l- 5 den motsatta slagriktningen S.

Kolvfodret 12 anligger med sin ringformiga fläns l2s orörligt mot en motsvarande anliggningsyta hos det ej visade pumphuset och har två insugningsborrningar l2a och l2aa. Genom dessa strömmar vid insugningsslag bränslet från en kolvfodret omgivande insugningskammare in i arbetskammaren l2b, som är anordnad ovanför kolvens 10 ändyta l0f. Mot kolvfodrets 12 ändyta l2f anligger huset av en ej visad tryckventil så, att bränslet vid kolvens 10 matningsslag via denna tryckventil matas till insprutaren. I kolvfodret 12 finns dessutom en ringformig inre kammare l2i, vilken begränsas av en övre och en nedre ringkant l2io respektive l2iu.

Kolven 10 har utmed sin omkrets ett under ändytan 10f anordnat snedställt styrspår l0s. Ledningsförbindel- sen mellan arbetskammaren l2b och styrspàret l0s bildas av ett utmed kolvens 10 periferi anordnat och med dess axel parallellt spår 10r. Kolven 10 är även vridbar kring sin axel, så att styrspåret l0s kan förändra sitt läge gentemot insugningsborrningen l2aa. Härigenom kan på känt sätt varaktigheten för huvudinsprutningen och därmed matningsmängden förändras.

Kolven 10 har dessutom en ringformig omkretskammare l0u, vilken i axiell riktning begränsas av två periferi- ella ringkanter læuo och l0uu. En axiell borrning 10g och en tvärgående borrning l0h i kolven 10 bildar en ledningsförbindelse mellan arbetskammaren l2b och kammaren l0u. Dessutom har kolven 10 ett med insprut- ningsborrningen l2a samverkande på sidan anordnat överföringsspår l0x, vars övre och nedre ände betecknas med l0xo respektive l0xu.

De inbördes parallella ringkanterna l2io och l2iu är anordnade i plan, som är vinkelräta mot kolvens 10 längdaxel och som har ett inbördes avstånd. Även ringkammarens l0u periferiella ringkanter 10uo och 10uu i kolven 10 är parallella med varandra och anord- nade i plan som är vinkelräta mot kolvens 10 längdaxel. 464 927 10 15 20 25 30 35 6 Urtagets l0x nedre ände l0xu och den övre periferiella ringkanten l0uo är likaledes anbringade på inbördes avstånd på kolven 10.

Så snart kolven 10 vid insugningsslaget vid sin rörelse i riktningen S öppnar insugningsborrningarna l2a och l2aa medelst sin ändyta l0f, strömmar bränslet in i arbetskammaren l2b tills kolven når sin nedre dödpunkt. Vid det efterföljande matningsslaget i rikt- ningen F strömmar till en början det överflödiga brän- slet via insugningsborrningarna l2a och l2aa in i sugkammaren som omger kolvfodret tills kolvens 10 ändkant l0f passerar och försluter de båda insugnings- borrningarna l2a och l2aa (fig l). Nu börjar bränslemat- ningen från den slutna arbetskammaren l2b under ett kort kolvslaglängdsavsnitt V. Slutet på denna matning inträffar plötsligt när den periferiella ringkanten l0uo passerar kolvfodrets 12 ringkant l2iu och möjliggör en återströmning av bränslet utmed hela kolvperiferin från arbetskammaren l2b till insugningssidan (fig 2). Denna återströmning sker längs ledningsbanan l0g, l0h, 10u, l2i, l0x, l2a. Matningen under det korta avsnittet V av slaglängden tjänar till förinsprutning av bränslet. Överföringen av bränslet efter förinsprutningens avslutning, alltså ett avbrott i matningen varar tills änden l0xu för spåret l0x i kolven 10 passerat ring- kanten l2io varvid återströmningen från arbetskammaren l2b till insugningssidan (fig 3) avbryts. Nu börjar under fortsatt kolvrörelse en andra matningsfas vilken leder till huvudinsprutning av bränslet i cylindern.

Eftersom återströmningsfasens avbrott inträffar plöts- ligt vid l0xu/l2io, börjar även huvudinsprutningen omedelbart med full kraft.

Huvudinsprutningen pågår tills styrspårets l0s övre styrkant âtadkommer en förbindelse mellan arbets- kammaren l2b och insugningsborrningen l2aa och möjlig- gör en återströmning av bränsle till insugningssidan fi' 10 15 20 25 30 35 Ch 4> \Di PO *J 7 (fig 4). Då styrspårets l0s läge i förhållande till insugningsborrningen l2aa är varierbart genom vridning av kolven 10, kan huvudinsprutningsmängden regleras godtyckligt. I diagramet i fig 5 visas schematiskt de under ett kolvslag uppnådda insprutningsmängderna_ Q i tidsintervallet T. Förinsprutningen tar sin början vid tidpunkten tl och fortgår tills ett plötsligt slut på förinsprutningen inträffar vid tidpunkten t2. Huvudinsprutningen börjar senare vid tidpunkten t3 och fortgår till tidpunkten t4. Mellan t2 och t3 uppstår sålunda en tydlig matningspaus. Under denna paus uppvärms luftladdningen i maskincylindern kraftigt genom förbränning av det förinsprutade bränslet, så att den efterföljande förbränningen av huvudinsprut- ningsmängden börjar vid redan sedan tidigare förhöjd temperatur, varigenom tändfördröjningen (tiden mellan inledningen av insprutningen och självtändning) blir utomordentligt liten. Sålunda åstadkommas under hela förbränningen en jämn, långsam tryckökning i cylindern och sålunda även en väsentlig reducering av förbrännings- ljudet.

I den andra utföringsformen enligt fig 6 och 7 har istället för runda insugningsborrningar två kantiga insugningshål ll2a anordnats i kolvfodret 12. Kolvens ändyta l0f sluter sålunda insugningshålen ll2a plötsligt, så att en plötslig och av motorns varvtal oberoende inledning av förinsprutningen erhålls, såsom den i diagramet i fig 5 vid tidpunkten tl med streckad linje indikerade branta kurvinledningen visar.

Dessutom är hos samma utföringsform den övre ytterkanten ll0uo på kolvens ytterspår 110 och den nedre innerkanten ll2io på kolvfodrets innerspår ll2i anordnade snett i form av en skruvlinje med inbördes samma snedvinkel i förhållande till kolvaxeln. Vid kolvvridningen intar dessa kanter olika inbördes ställ- ningar, så att avslutningstidpunkten för förinsprut- ningen blir reglerbar vid drift i beroende av lasten, d v s i beroende av den inställda huvudinsprutnings- 464 927 10 15 20 25 30 8 mängden. Tidpunkten t2 förändras därvid längs tidsaxeln T.

Vid utföringsformen i fig 6 och 7 sträcker sig slutligen kolvens ytterspår l10u endast utmed en del av kolvens omkrets. En liknande begränsning kan även väljas för kolvfodrets 12 innerspår ll2i. Därvid kan det via det mellan spårändarna uppstående fria omkrets- partiet exempelvis till insugningssidan läggas en läckageoljeåterföring.

Vid den i fig 8 visade tredje utföringsformen har den med insugningshålet ll2a samverkande kolvändytan l2f ett snedställt parti l0ff. Härigenom kan ändytan l0ff och insugningsöppningen ll2a vid kolvvridning bringas till olika inbördes ställningar, varför inled- ningen av förinsprutningen kan förändras. Därigenom uppnås en av lasten beroende reglering av förinsprut- ningsvolymen.

Dessutom visas i fig 8 hur den nedre änden 2lOxu av överföringsspâret 2l0x i kolven 10 samt den övre innerkanten 2l2io hos kolvfodrets 12 innerspår 2l2i med samma lutningsvinkel är anordnade något snett mot kolvaxeln. Vid kolvvridning intar kanterna 2lOxu och 2l2io olika inbördes ställningar, så att en av lasten beroende reglering av huvudinsprutningens inled- ning åstadkommes.

Det kan nämnas att insugnings- resp matningsfasen vid utföringsformerna enligt fig 6 - 8 avlöper på samma sätt som i fig l - 4.

Slutligen skall påpekas att förutom utföringsfor- merna i fig 1 - 8 även ytterligare utföringsformer är möjliga, vid vilka särdragen enligt uppfinningen används i avvikande kombination.

Claims (2)

1. 0 15 20 25 rs Cm 4» vb NJ \4 PATENTKRAV l. Bränsleinsprutningspump för förbränningsmaski- ner med minst en pumpkolv, som är rörligt anordnad i ett kolvfoder och som vid sin slagrörelse i ena rikt- ningen från insugningssidan suger in bränslet i pum- pens arbetskammare, som är belägen framför kolvens ändyta, och vid sin rörelse i den andra riktningen till en början avbryter förbindelsen till insugnings- sidan samt därefter inleder matningen från arbetskam- maren, vilken matning avslutas genom öppning av en återströmningsbana via en snedställd styrkant på kol- ven, varvid i kolven och i kolvfodret finns samverkan- de spår, som är begränsade av parallella kanter och avsedda för styrning av en förinsprutning före huvud- insprutningen, k ä n n e t e c k n a d av att både kolvspåret (l0u; llOu) och kolvfoderspåret (l2i; ll2i) är anordnade under den snedställda kolvstyrkanten (l0s) i ett område av kolven (10) respektive kolvfod- ret (12) som är vänt från arbetskammaren (l2b), var- vid en i kolven anordnad förbindelseborrning (l0g) förbinder arbetskammaren (l2b) med kolvspåret (l0u; llOu), medan kolvfoderspåret (l2i; ll2i) via ett axiellt överströmningsspår (l0x) i kolvperiferin är förbindbar med insugningssidan (l2a).

2. , Bränsleinsprutningspump enligt krav l, k ä n - av att kolvfodrets (12) innerparti, som är beläget ovanför insugnings- och återströmnings- borrningarna (l2a, l2aa; ll2a) och som omger arbets- kammaren (l2b), har en i sig sluten ringyta. n e t e c k n a d