SE510090C2 - Långsträckt cylinderhuvud med kaviteter för insprutningsenheter och bränsletillförselanordningar - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 SMD 9 2 från dessa kanaler skall tryckas in i bränsleinsprutnings- enheterna så måste tätningar vara gjorda, både mellan kanalerna och från kanalerna och ut till omgivningen. Man har därför anordnat tre ytor som tätar mot O-ringar monterade på insprutningsenheten, det ena nedanför den nedersta kanalen, det andra mellan kanalerna och det tredje ovanför den översta kanalen.

Den ena av kanalerna, företrädesvis den undre, är avsedd att tillföra bränsle till bränsleinsprutningsenheterna medan den andra kanalen är avsedd för överskottsbränsle och leda detta i motsatt riktning till den som bränslet har i den första kanalen och att hålla ett visst tryck i syste- met. Trycknivån bestäms av en ventil monterad i anslutning till den andra kanalen.

Den bränslemängd som skall sprutas in i motorn portioneras ut genom insprutningsenheterna. Den samlade mängden av dessa portioner är emellertid mycket mindre än den cirkule- rande mängden som uppgår till fyra - åtta gånger av den samlade insprutade mängden.

TEKNISKA PROBLEMET: Utrymmet i cylinderhuvudet är begränsat eftersom detta skall innefatta både inlopps- och avgaskanaler för motorn samt kylkanaler. Två bränslekanaler gör därför att dimen- sionen på dessa och övriga kanaler måste begränsas. Det begränsade utrymmet medger inte önskad frihet för ut- formning av desamma.

Till följd av den klena dimensionen på borrningarna uppkommer bearbetningssvårigheter eftersom«det är svårt att hålla rätt och noggrann riktning i en borrning med liten diameter och stor längd, vanligen i trakterna av 1 m. En följd av detta är att det uppkommer en hög kassation av 10 15 20 25 30 35 510 090 3 Cylinderhuvuden samt behov av hög nivå av processtyrning, vilket tillsammans åstadkommer höga tillverkningskostnader.

Med två kanaler erhålles också fyra utlopp i varje in- sprutarkavitet, vilka utlopp (eller inlopp) måste avgradas så att föroreningar i form av grader ej kan komma ut i bränslet och åsamka de föroreningskänsliga insprutningsen- heterna_skada¿ Denna avgradning kräver stor uppmärksamhet, omsorg och noggrannhet och påverkar tillverkningskostnaden negativt.

Diverse bränslen som kan användas i motorn är temperatur- känsliga och smörjförmågan m.m påverkas negativt av för hög temperatur med driftstörningar som följd. Kylvätskan och smörjoljan i och omkring cylinderhuvudet värmer upp bränslet som transporteras genom borrningarna i cylinder- huvudet och det är därför av stor vikt att värmeövergången mellan det kallare bränslet och omgivningen blir så liten som möjligt. Med två kanaler med en diameter av normalt 9,5 mm och en längd av 1 rn vardera får man en projicerad värmeövergångsyta av ca 60.000 mmä LösNINGEN= Enligt föreliggande uppfinning har man emellerid löst ovannämnda problem och åstadkommit ett långsträckt cylin- derhuvud för montering på exempelvis en dieselmotor med kaviteter för insprutarenheter och tillförselsanordningar för flytande bränsle, såsom dieselolja, till dessa, förutom eventuella sedvanliga luft- och kylkanaler, som känneteck- nas av endast en längsgående bränslekanal för tillförsel och bortförsel av bränsle till alla insprutningsenheterna.

Det är enligt uppfinningen lämpligt att bränslekanalen mynnar ut i den ena eller båda kortsidorna på det lång- sträckta cylinderhuvudet. 10 15 20 25 30 35 510 '090 4 Enligt uppfinningen kan emellertid en eller flera tvärgåen- de kanaler för tillförsel eller utströmning av bränsle till eller från den längsgående kanalen vara anordnade vid den ena eller båda ändarna av den längsgående bränslekanalen.

Enligt uppfinningen kan en ventil för styrning av trycket på bränslet i den längsgående bränslekanalen anordnas i denna vid utloppsänden för bränslet eller utanför denna.

Det är enligt uppfinningen vidare lämpligt att den längs- gående bränslekanalen har en diameter av 10-15 mm.

Endast två ytor för tätning mot O-ringar nmnterade på insprutningsenheterna kan enligt uppfinningen vara gjorda i varje kavitet för insprutningsenheterna, ett ovanför och ett under inlopps- och utloppsöppningarna för den längs- gående bränslekanalen.

FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade figurer där fig. 1 schematiskt visar ett flödesschema för bränsle med cylinderhuvud enligt teknikens ståndpunkt, där fig. 2 i förstorad skala visar en del av flödesschemat enligt fig. 1, men med ett cylinderhuvud enligt föreliggande uppfinning, och där fig. 3 visar en vy sedd uppifrån av ett cylinderhuvud enligt föreliggande uppfinning och ett längd- snitt samt ett tvärsnitt av cylinderhuvudet längs linjerna B-B och A-A. l0 15 20 25 30 35 510 090 5 DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM: Fig. 1 visar schematiskt och i snitt ett cylinderhuvud 1.

I cylinderhuvudet är' i föreliggande fall sex kaviteter anordnade vilka inrymmer var sin insprutningsenhet 2. Dessa insprutningsenheter 2 förses med bränsle genom två kanaler 3 och 4. Kanalen 3 utgör den primära försörjningskanalen ,medan kanalen 4 är_avsedd för överloppsbränsle._Genom en» icke visad kamaxel tryckes via ett anslag S en kolv mot en fjäderkraft ned i insprutningsenheten 2 och åstadkommer insprutningen. Mängden insprutat bränsle och tidpunkten för denna insprutning regleras med hjälp av ventilanordningar 6 som visas schematiskt. Vid uppåtstigande kolv i insprut- ningsenheten 2 sugs bränsle in i denna via ett hål i cylinderväggen eller lämpligt ventilarrangemang.

Det är viktigt att bränsleströmmarna i cylinderhuvudet 1 hålles var för sig på ett reglerat sätt och man har därför anordnat tre O-ringar 7 i spår på enheterna 2. Dessa 0- ringar 7 är placerade dels ovanför kanalen 4, dels under kanalen 3 och mellan de båda kanalerna.

Trycket i bränslesystemet åstadkommes med hjälp av en pump 8 som via ett filter 9 och en ledning 10 trycker bränslet in i cylinderhuvudet 1. Trycket i ledningen 10 kan vara av storleksordningen 3-4 bar och det regleras genom en ventil 11. Det bränsle som strömmar ut mot trycket i tryckregle- ringsventilen ll kommer via ledningen 12 åter in i pumpen 8. Från pumpen 8 går även en ledning 13 till bränsletanken 14 varifrån bränsle sugs upp genom ledningen 15 och via en kylanordning 16 förenas med den från cylinderhuvudet 1 utgående strömmen vid tryckventilen ll.

Den mängd bränsle som pumpas runt genom ledningen 12 är mycket större än den förbrukade bränslemängden och i trakten av 2-12 lit/min. Den mängd bränsle som sugs upp 10 15 20 25 30 35 510 090 6 från bränsletanken 14 genom ledningen 15 uppgår till i trakterna av 0,2-1,5 lit/min. Ledningen 13 och strypningen 21 är en anordning för bortförsel av eventuell gas i systemet.

De långsträckta kanalerna 3, 4 som kan vara i trakten av 1 m långa borras från vardera änden vanligen med kanonborr.

Det är av yttersta vikt att båda kanalerna 3, 4 mynnar ut i kaviteterna för bränsleinsprutningsenheterna 2 på rätt ställe. Detta är naturligtvis svårt att åstadkomma eftersom kanalerna både är långa och smala, vanligen 1 m och 9,5 mm.

För att deras utlopp in i kaviteterna för bränsleinsprut- ningsenheterna 2 skall vara säkert rena från flisor så måste de avgradas. Kanalerna 3 och 4 är två till antalet och O-ringarna 7 är tre till antalet varför detta av- gradnings- och finputsningsarbete blir rätt kostsamt.

Enligt den teknikens ståndpunkt som visas på fig. 1 är bränsletillförseln anordnad baktill på cylinderhuvudet. Om motorn är installerad i vagn och som är vanligt ej är horisontell utan lutar något bakåt medför detta att eventuell gas i systemet har vissa svårigheter att trans- porteras ut då de av naturlagarna vill söka sig till högsta punkten på motorn. Detta leder i vissa fall till avluft- ningssvårigheter i samband.med reparationer etc då systemet töms på bränsle. På fig. 1 är baksidan på cylinderhuvudet 1 till höger på figuren.

På fig. 2 visas i större skala en bränsletillförselsanord- ning med ett cylinderhuvud 1. enligt föreliggande upp- finning. Hänvisningsbeteckningarna på denna figur avser samma element som de på fig. 1. Skillnaden mellan cylinder- huvudet på denna figur och den enligt teknikens ståndpunkt enligt fig. 1 är att här finns endast en bränsletillförsel- kanal 17 i cylinderhuvudet 1. Därmed förenklas konstruktio- nen på cylinderhuvudet. Man får endast en genomströmnings- 10 15 20 25 30 35 510 Û9Ü 7 riktning för bränslet och man behöver endast två 0-ringar 7, en på vardera sidan av bränslekanalen 17.

Tillförseln av bränsle till cylinderhuvudet 1 sker i detta fall vid cylinderhuvudets 1 bakkant genom ledningen 10 och överblivet bränsle tas ut vid framkanten där tryckventilen ll är placerad. P g a att endast en kanal 17 anses nödvän- dig enligt föreliggande uppfinning kan denna göras med större diameter än då två kanaler 3 och 4 är borrade.

Kanalen 17 har oftast en diameter av 12,5 mm, men den kan variera mellan 10 och 15 mm. Orsaken till detta är att endast en kanal förefinnes vilket naturligtvis kräver mindre utrymme än då två kanaler måste utformas. Då två kanaler 3, 4 är gjorda enligt teknikens ståndpunkt måste dessa ha ett visst avstånd från varandra så att tillräcklig godstjocklek uppnås. Detta leder till att andra kanaler såsom tilluftskanaler för förbränningsluften och avgaska- naler vilka också måste ha en viss väggtjocklek i för- hållande till omgivningen måste dras på ett sådant sätt att de ej ger optimal strömning av luften och avgaserna. Vid anordningen enligt föreliggande uppfinning med endast en kanal 17 får man mera plats med denna tilluft- och av- gaskanal och även kylkanaler som också brukar vara gjorda i cylinderhuvudet 1.

Tryckstyrningsventilen kan monteras direkt i cylinderhuvu- det 1. Det är givetvis möjligt att anordna denna på annan plats också i förbindelse med lämpligt rör eller slang.

Eftersom tryckventilen och bränslet kan tas ut vid den främre kanten av cylinderhuvudet 1 som vanligen lutar något bakåt löses även problemet med luft i bränslekanalen eftersom denna luft enkelt kan släppas ut vid framkanten som är den högsta punkten i systemet.

Fig. 3 visar enbart cylinderhuvudet 1 dels sett uppifrån, dels genom snitten B-B och A-A. Sex kaviteter 18 är borrade 10 15 20 25 30 35 51 Û 090 8 eller utformade på annat sätt i cylinderhuvudet 1 och dessa kaviteter mynnar ut i en öppning 19 genom vilken bränsle- munstycket mynnar i motorrummet. Vid båda ändarna av cylin- derhuvudet 1 är tvärgående bränslekanaler 20 anordnade.

Dessa tvärgående kanaler 20 har tillkommit för att tillför- seln av bränsle ska kunna anordnas på olika sätt. En eller två av kanalerna 20 används och de andra pluggas igen eller de pluggas alla igen och bränslet tillföres direkt in in kanalen 17.

Genom föreliggande uppfinning har man således öppnat olika fördelar i jämförelse med de cylinderhuvuden som tillverkas enligt teknikens ståndpunkt med två klena kanaler. Det är lätt att borra kanalen i cylinderhuvudets längdriktning, såsom gjutning eller också Cylinderhuvudet enligt uppfinningen har också gjorts mera men andra tillverkningsmetoder alternativa. bearbetningsmetoder kan användas. kompatibelt med andra system eftersom bränsletillförseln kan anordnas från sidan eller uppifrån.

Genom att en bränslekanal med en storlek av 10-15 mm är placerat korrekt i cylinderhuvudet ger det möjlighet till en dragning av motorns inlopps- och avgaskanaler så att strömningsstörningar minimeras. Det kan utnyttjas till en förhöjd verkningsgrad på motorn.

Kassationen p g a att lägesriktigheten vid borrningen av kanalerna 3 och 4 icke kan innehållas elimineras. Tiden för att bearbeta en kanal istället för två är kortare och totalt erhålles en lägre tillverkningskostnad. Antalet avgradningspunkter;ivarje insprutarkavitet.halveras vilket leder till kortare processtid och därmed sänkt tillverk- ningskostnad. En bränslekanal och med en motor i övrigt arrangerad så att bränsleutloppet kan ske i främre delen av cylinderhuvudet möjliggör korrekt transport av eventuella gaser. Hantering i samband med exempelvis reparationer » . « , « . 10 510 090 9 förbättras avsevärt. Motorn kan i detta fall utan problem ha en något bakåtlutande inbyggnad. En kanal med exempelvis en diameter av 12,5 mm och längd av 1 m ger en mindre projicerad yta nämligen ca 39.000 mm2i.jämförelse med två kanaler av 9,5 mm som ger en projicerad yta av ca 60.000 nmfi. En minskad yta ger mindre värmeöverföring och därmed minskad inverkan på bränslets egenskaper. Risken för drift- _störningar och skador på bränslesystemskomponenter minskar därmed.

Uppfinningen är icke begränsad till den visade utförings- formen utan den kan varieras på olika sätt inom patent- kravens ram.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 40 510 090 1 0 PATENTKRAV :

1. Långsträckt cylinderhuvud (1) för montering på exempelvis en dieselmotor med kaviteter (18) för insprut- ningsenheter (2) och tillförselsanordningar för flytande bränsle såsom dieselolja, till dessa förutom eventuella sedvanliga luft- och kylkanaler, k ä n n e t e c k n a t a v endast en längsgående bränslekanal (17) för tillförsel och bortförsel av bränsle till alla insprutningsenheterna (2).

2. Långsträckt cylinderhuvud enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t a v att bränslekanalen (17) mynnar ut i den ena eller båda kortsidorna på det lång- sträckta cylinderhuvudet (1).

3. Långsträckt cylinderhuvud enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t a v att en eller flera tvärgående kanaler (20) för tillförsel eller utströmning av bränsle till eller från den längsgående bränslekanalen (17) är anordnade vid ena eller båda ändarna av den längsgående bränslekanalen (17).

4. Långsträckt cylinderhuvud (1) enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t a v att en ventil (11) för styrning av trycket på bränslet i den längsgående bränslekanalen (17) är anordnad i denna vid utloppsänden för bränslet eller utanför denna.

5. Långsträckt cylinderhuvud (1) enligt något av före- gående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att den längs- gående bränslekanalen (17) har en diameter av 10-15 mm.

6. Långsträckt cylinderhuvud (1) enligt något av före- gående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att endast två ytor för tätning mot 0-ringar (7) monterade på insprut- ningsenheterna är gjorda i varje kavitet (18) för insprut- 510 090 ll ningsenheterna (2), ett ovanför och ett under inlopps- och utloppsöppningarna för den längsgående bränslekanalen (17) .