CZ697590A3 - Apparatus for fuel injection in fuel injection engines - Google Patents

Description

Zařízení pro vstřikování paliva no vstřikových spalovacích motorů

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro vstřikování paliva do vstřikových spalovacích motorů s hlavním vstřikovacím pístem a souose k němu uspořádaným předvstřikovacím pístem, který má menší průměr a který je hlavním vstřikovacím pístem poháněn v axiálním svislém pohybu, přičemž hlavní vstřikovací píst je otočný a je opatřen šikmou řídicí hranou a předvstřikovací píst je silou nejméně jedné pružiny udržován v dotyxu s hlavním vstřikovacím pístem, a přičemž pro hlavní vstřikování a předvstřikování jsou upraveny oddělené trysky,

Dosavadní stav techniky

Známá zařízení pro vstřikování paliva tohoto druhu, u kterých je však předvstřikovací píst s hlavním vstřikovacím pístem axiálně neposuvně spojen, jsou známá například z DE-P3 577 283, AT-P3 227 479, Di-P3 11 87 857 a D8-P3 19 28 387.

Podle nezveřejněného návrhu se také předpokládá, že pře.lvstřikovací píst bude vytvořen odděleně a bude podepřen proti hlavnímu vstřikovacímu pístu, přičemž předvstřikovací píst bude poháněn hlavním vstřikovacím pístem do výtlačného zdvihu a v dosednutí na hlavní vstřikovací píst bude udržován pružinou, která působí proti výtlačnému zdvihu předsstřikovacího pístu. Na tu čelní plochu předvstřikovacího pístu, která je přivrácená k hlavnímu vstřikovacímu cistu, působí tlak v pracovnín prostoru hlavního vstřikovacího pístu, přičemž proti působení této síly má být predvstrikovací píst na hlavní vstřikovací píst přitlaeován pružinou. Síla této pružiny proto musí překonat sílu, kterou působí na predvstřikovací ventil uvedený tlak, což vede k tomu, že pružina musí být vytvořerui velmi silná. U moderních vstřikovacích čerpadel má vstřikovací tlak v pracovním prostoru hlavního vstřikovacího pístu vysokou hodnotu a činí až 1200 barů nebo dokonce ještě více. Pružina, která by byla schopná překonávat tuto sílu, by musela mít takové rozměry, které znemožňují úpravu takové pružiny v čerpadle. Tento návrh proto není zejména u velkých vstřikovacích tlaků realizovatelný. Nehledě na uvedené skutečnosti je u známých vytvoření pro hlavní vstřikování k dispozici jen prstencová plocha mezi vnějším obvodem hlavního vstři kovacího pístu a mezi obvodem předvstřikovacího pístu.

Aby bylo možné dosáhnout uspokojivého množství vstřikovaného paliva při hlavním vstřiku,je tedy třeba vytvářet hlavní vstřikovací píst s poměrně velkým průměrem, což opět nevýhodně zvětšuje konstrukční rozměry vstřikovacího čerpadla.

Podstata vynálezu

Vynalez si klade za úkol vytvořit vstřikovací čerpadlo, u kterého by byl předvstřikovací píst, který je oddělen od hlavního vstřikovacího pístu, držen silou pružiny v dosednutí na hlavním, vstřikovacím pístu, přičemž tato konstrukce má být zdok >nalena a její konstrukční rozměry mají být zmenšeny.

Vytčený úkol se řeší zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že předvstrikovací píst po ukončení predvstřiku a po vstřikovací přestávce dopravuje část hlavního vstřikovaného množství. Protože předvstrikovací píst v pr běhu hlavního vstri ovánί, to znamená v průběhu toho časového období, ve kt erém ρ ůsobí velký vstřikovací tlak v pracovním prostoru hlavního vstřikovacího pístu, dopravuje také palivo pod tlakem vznikajícím v průběhu hlavního vstřikování v pracovním prostoru hlavního vstřikovacího pístu, je pracovní prostor předvstřikovacího pístu také v průběhu tohoto časového intervalu pod tlakem odpovídajícím hlavnímu vstřikovacímu tlaku, a předvstřikovací píst je zatížen hlavním vstřikovacím tlakem ve směru na něj působící síly pružiny. íak nemusí pružina překonávat tlak vznikající v pracovním prostoru hlavního vstřikovacího pístu a proto je možné vytvářet tuto pružinu jen velmi tenkou, což umožňuje její snadné upravení ve vstřikovacím čerpadle. Tím, že předvstřikovací píst v průběhu hlavního vstřikování dodává čá't hlavního vstřikovaného množství, je možné vytvořit průměr hlavního vstřikovacího pístu menší, čímž se také dále sníží celková konstrukční hmotnost vstřikovacího čerpadla.

Hlavní výhoda předvstřikovacího pístu, který je oddělen od hlavního vstřikovacího pístu a který je udržován v dosednutí na hlavním vstřikovacím pístu silou pružiny, spočívá v tom, že při zadření nebo sevření předvstřikovacího pístu je možné tento předvstřikovací píst proti působení síly pružiny přivést pro hřeinictvím hlavního vstřikovacího pístu do jeho nejvyšší polohy, ve které potom uvázne a neomezuje zdvihový pohyb hlavního vstři kovacího pístu. ío umožní, aby vstřikovací čerpadlo zůsta lo v nouzovém chodu jen s hlavním vstřikováním až do nejbližší opravy, přičemž přerušeno zůstává jen predvstřikování. Využití této výhody umožňuje vvnález.

Podle vynálezu se může využití množství paliva dopravovaného předvstřikovacím pístem uskutečnit pro hlavní vstřikované množství jednoduchým způsobem tak, že pracovní prostor předvstrikovacího pístu je po ukončení předvstřiku spojitelný s pracovním prostorem hlavního vstřikovacího pístu, případně s přiváděcím vývrtem, upraveným od tohoto pracovního prostoru ke hlavní vstřikovací trysce. V průběhu hlavního vstřikování se tak sčítá množství paliva, které je dopravováno predvstřikovacím pístem, s množství paliva, které je dopravované hlavním vstřikovacím pístem a tak se vytvářejí na obou koncích předvstrikovacího pístu shodně velké tlaky.

Při ukončení předvstřikování se pracovní prostor předvstřikovacího pístu odlehčí tím, že se spojí se sacím prostorem, čímž se vytvoří velmi rychlý pokles tlaku v dopravním potrubí, které vede k předvstřikovací trysce. Je však rovněž možné spojit pracovní prostor přeóvstřikovacího pístu s pracovním prostorem hlavního vstřikovacího pístu, protože ten je v tomto okamžiku ještě odlehčen.

Podle výhodného vytvoření vynálezu se předpokládá, že spojení pracovního prostoru předvstrikovacího pístu s pracovním prostorem hlavního vstřikovacího pístu je řízeno předvstřikovacím pístem, fo se může podle vyná_ lezu uskutečnit tak, že předvstřikovací píst má k jeho pracovnímu prostoru otevřený středový vývrt, který vyústuje prostřednictvím příčného vývrtu do prstencového prostoru, který je vymezen řídicí hranou a ramenem a který je spojifcelný prostřednictvím spojovacího vývrtu s přiváděcím vývrtem, který je veden ke hlavní vstřikovací. trysce.

Podle dalšího výiodn 'ho vytvoření zařízení podle vynálezu se předp ,kláda, že předvstřikovací píst je opatřen přímými řídicími hranami pro řízeni začátku a konce předvstřikování a je proti hlavnímu vstřikovacímu pístu volně otočný, protože poloha natočení předvstřikovacího pístu nemá žádný výfenam.

Podle výhodného vytvoření zařízení podle vynálezu však může být předvstřikovací píst opatřen řídicími hranami pro řízení začátku a konce předvstřikování, z nichž nejméně jedna je šikmá, přičemž předvstřikovací píst je v takovém případě otočný prostřednictvím samostatné regulační tyče. I v tomto případě je předvstřikovací píst volně otočný vzhledem ke hlavnímu vstřikovacímu pístu a jeho otočná poloha může být nastavena nezávisle na poloze hlavního vstřikovacího pístu.

Zařízení podle vynalezu však může být podle dalšího výhodn ho vytvoření uspořádáno také tak, že předvstřikovací píst je opatřen řídicími hranami pro řízení začátku a konce předvstřikování, z nichž nejméně jedna je šikmá, přičemž je předvstřikovací píst otočně spojen s hlavním vstřikovacím pístem prostřednictvím kroutícím momentem omezované otočná spojky. V takovém případě se uspoří samostatná regulační tyč pro předvstřikovací píst. Protože předvstřikovací píst je s hlavním vstřikovacím pístem otočně spojen prostřednictvím kroutícím momentem omezované otočné spojky, je možné i v takovém případě při zadření nebo sevření předvstřikovacího pístu uskutečňovat nouzový provoz jen s hlavním vstřikovacím pístem, protože zadření nebo sevření predvstřikovacího pístu nijak neblokuje otočný pohyb hlavního vstřikovacího pístu. Takova spojka předvstřikovacího pístu s hlavním vstřikovacím pístem může být podle vynálezu vytvořena tak že na hlavním vstřikovacím pístu je upraven axiálně posuvný a neotoóně vedený unášeč, proti kterému je opřena pružina, která drží předvstrikovací píst v dosednutí na hlavním vstřikovacím pístu. Tak zůstává hlavní vstřikovací píst v případě zadření predvstřikovacího pístu axiálně volně pohyblivý a není zadřením předvstřikovacího pístu blokován ve svém otočném pohybu. Tuto konstrukci lze přitom podle vynálezu velmi jednoduše vytvořit tak, že unášeč je veden v axiálních vodicích drážkách na obvodu hlavního vstřikovacího pístu. Pro usnadnění relativního natočení, spojky lze podle vynálezu pružinu, která drží předvstrikovací píst v dosednutí na hlavním vstřikovacím pístu, podepřít na unášeči prostřednictvím axiálního ložiska.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dech provedení ve dalším podrobněji vysvětlen na príklaspojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 až obr. 6 je schematicky znázorněn první příklad provedení. Přitom je na obr. 1 znázorněna spodní úvrat pístu, zatímco na obr. 2 jsou znázorněny písty v různých pracovních fázích, případně polohách.

Na obr. 7 a 8 je schematicky znázorněn další příklad provedení, přičemž na obr. 7 je znázorněn píst v dol ní iívrati a na obr. S jsou znázorněny písty tak, že předvstřikovací píst je zobrazen v zadřené poloze.

Na obr. 9, 10 a 11 je schematicky znázorněn třetí příklad provedení, přičemž obr. 9 zobrazuje písty ve spodní úvrati, na obr. 10 je znázorněn předvstřinovací píst v zadřené poloze a na obr. 11 je znázorněn detail unášeče.

Příklady provedení vynálezu

U příkladu provedení podle obr. 1 až obr. 6 má před vstřikovací píst 1_ přímé řídicí hrany 2 a které vymezují první nákružek 44, a pod tlakem pružin 5 je uložen volně otočně na hlavním vstřikovacím pístu 4. Hlavní vstřikovací píst 4, který je ovládán neznázorněnými vačkami, je předvstřikovací píst 1. nadzdvihován směrem vzhů ru proti síle pružin Č>, přičemž tyto pružiny 5 udržují předvstřikovací píst _1 v dosednutí na hlavním vstřikovacím pístu 4. Hlavní vstřikovací píst 4 má šikmé řídicí hrany 6 a je obvyklým způsobem pootáčitelný prostřednictvím regulační tyče 7. Pracovní prostor 8 hlavního vstřikovacího pístu 4 je prostřednictvím přiváděcího vývrtu 9 spo jen s hlavní vstřikovací tryskou 19. Tento pra covní prostor 8 je spojen prostřednictvím dvou sacích a přepouštěcích otvorů 11 se sacím a přepouštěcím prostorem 12. Pracovní prostor 13 -předvstřikovac ího nístu _! je prostřednictvím přiváděčích vývrtů 14 a lo spojen se

samost a	t nou př e dvs t ř i k ov ac í	tryskou	JÓ.
v ; e\	obr. .2 je znázorněn	počátek	dodávky předvstřiko
vacího	pístu Při opuštění	spodní	úvra tě - viz obr. 1
uzavře	přímá řídicí hrana	nřepoušt	ěcí otvor j_2 mezi

pracovníui prostorem 13 a sacím a přepouštěcím prostorem 12, jak ie to znázorněno na obr. 2. To je začátek dodávky predvstřikovacího pístu JL· Toto předvstřikování se ukončí tím, jak je to znázorněno na obr. 3, že řídicí hrana konce předvstřiku nředvstřikovacího pístu 1 uvolní spojovací vývrt 13.

Na obr. 4 je znázorněn začátek dodávky hlavního vstřikovacího pístu 4. Horní čelní hrana 19 hlavního vstřikovacího pístu 4 přitom uzavře sací a přepouštěcí otvor 1.1 . Při konci dodávky hlavního vstřikovacího pístu 4, jak je to znázorněno na obr. 5, řídí šikmá řídicí hrana 6 hlavního vstřikovacího pístu 4 sací a přepouštěcí otvory 11.

Při poloze pístů podle obr. 4 uvolnila přímá řídicí hrana 3 vyústění přiváděcího vývrtu 14 a přiváděči vývrt 14 je spojen prostřednictvím prstencového prostoru 39, který je vymezen prostřednictvím nákružku 38 upraveného mezi řídicími hranami 22 a 23, a prostřednictvím přímé řídicí hrany 3, s přepouštěcím otvorem 17, který vyústuje do sacího a přepouštěcího prostoru 12. Tím je spolehlivě ukončeno předvstřikování. Současně je pracovní prostor 13 predvstřikovacího pístu _1 spojen prostřednictvím středového vývrtu 40 a příčného vývrtu 41 s prstencovým prostorem 42, který je vymezen nákružkem 38 a ramenem 43. Nyní je tento prstencový prostor 42 spojen prostřednictvím spojovacího vývrtu 18 s přiváděcím vývrtem .9. To má za následek, že palivo, která je vytlačeno předvstřikovacím pístem _I z pracovního prostoru 13 se dostává do přiváděcího vývrtu j), který vede ke hlavní vstřikovací trysce 10 a tak se toto množství paliva dostává také do hlavní vstřikovací trysky 10, takže to9 to množství paliva, které je předvstřikovacím pístem ]_ vytlačováno ve druhé fázi, se sčítá s množstvím paliva dodávaným hlavním, vstřikovacím pístem 4. Důsledkem tohoto uspořádání je také ta skutečnost, že tlak, který se vytvoří v pracovním prostoru 1,3 předvstřikovacího pístu

1., působí ve směru přitlačování předvstřikovacího pístu JL na hlavní vstřikovací píst 4, což umožňuje vytvářet pružiny 5_ jen o malých rozměrech.

Na obr, 6 je znázorněna zadřená poloha la předvstřikovacího pístu 2· 7 takovém případě je působením síly vačky přes hlavní vstřikovací píst 4 vysunut předvstřikovací píst 2 ještě do nejvyšší zadřené polohy la, ve které potom zůstane. Vačka přitom musí překonávat síly, které ze zadření působí na předvstřikovací píst K V této zadřené poloze la, ve které jsou pružiny 5 úplně stlačeny, neomezuje uvázlý předvstřikovací píst 1_ zdvihový pohyb hlavního vstřikovacího pístu 4 a jak vstřikovací ústrojí, tak i motor mohou být provozovány oři zadřeném předvstřikovacím pístu _1 v nouzovém chodu, přičemž až do provedení nejbližší opravy se neuskutečňuje jen předvstřikování.

Na obr. 7 a obr, 5 je znázorněn další příklad provedení. Předvstřikovací píst 20 je na hlavním vstřikovacím pístu 4 volně otočně podepřen a je na něm v uložení opět držen pružinami _5. Předvstřikovací píst 20 je prostřednictvím regulační tyče 21 otočný nezávisle na hlavním vstřikovacím pístu 4 a řídí nyní prostřednictvím šikmých řídicích hran 22 a 23 na nákruzku 38 . začátek dodávky a konec dodávky, přičemž je zde upraven jen jeden spojovací vývrt 18, který působí jato sací a přepouštěcí otvor. V ostatním je činnost stejná, jak to bylo znázorněno a popsáno v souvislosti s obr. 2 až obr. 5. Na obr. 7 jsou písty stejně tak jako na obr. 1 znázo/něny ve spodní úvrati. Na obr. 3 je stejně jako na oor. 6 znázorněn nouzový provoz. íředvstřikovací píst 20 je při zadření prostřednictví;?, vačky a hlavního vstřikovacího pístu 4 přesunut do nejvyšší zadřené polohy 20a, kde vzhledem k sevření, případně zadření zůstává i při dalším provozu, takže čin ost hlavního vstřikovacího pístu 4 není nijak narušována.

Obr. 9, 10 a 11 znázorňují další příklad provedení zařízení podle vynálezu. Na obr. 9 je opět znázorněna dolní úvrat pístů. Předvstřikovací píst 24 má opět řídicími hranami 25 a 26 vymezený první nákružek 45, přičemž šikmá řídicí hrana 25 na tomto prvním nákružku 45 a spodní šikmá řídicí hrana 23 konce předvstřiku na druhém nákružku 38 řídí v závislosti na poloze natočení předvstřikovacího pístu 24 začátek dodávky a konec dodávky predvstřikovacího pístu 24 v součinnosti s přeponštěcím otvorem 17. U tohoto provedení vsak není upravena žádná samostatná regulační tyč pro pootáčení predvstřikovacího pístu 24, nýbrž předvstřikovací píst 24 je spojen s hlavním vstřikovacím pístem 28 prostřednictvím kroutící moment omezuiící otočné spojky 27, která připouští relativní vzájemné posunutí obou pístů. Pro vytvoření tohoto spojení má hlavní vstřikovací píst 28 na svém obvodu uspořádané podélné vodicí drážky 29, ve kterých jsou vedeny vodicí jazýčky 30 unáseče 31. takže unášeč 31 je axiálně posunutelný vzhledem k hlavnímu vstřikovacímu pístu 28. Pružiny _5 jsou zde podepřeny o tento unášeč 31. iředvstřikovacím pístem 24 prochází středový otvor 32 unášeče 31 a je v něm uspořádán příčný kolík 33, který zapadá do vybrání 34 unášeče 31.. No obr. 11 jsou znázorněna tato vybrání 34. V těchto vybráních 34 je příčný kolík 33 držen pružinami 5. Protože tato vybrání 34 mají šikmí mezní plochy 35, může příčný kolík 33 při překročení předem stanoveného kroutícího momentu z těchto vybrání 34 vystoupit, k tomu dojde při zadření nebo pevním sevření předvstřikovacího pístu 24.

Na obr. 10 je opět znázorněn předvstřikovací píst 24 ve své nejvyšší zadřené poloze 24a. V axiálním směru zde předvstřikovací píst 24 v žádném případě neomezuje pohyb hlavního vstřikovacího pístu 28. Vzhledem k tomu, že unášeč 31 je s hlavním vstřikovacím pístem 28 spojen otočně, může se i v zadřené poloze 20a, jak je to patrno z obr. 10,. uskutečnit relativní pootočení mezi spodní «lískou 36 pružiny £ a unášečera 31. Pro dokonalejší vytvo ření je mezi touto spodní miskou 36 pružiny £ a unášečem 31 uspořádáno ještě axiální ložisko 37.

Claims (12)

1. Zařízení pro vstřikování paliva do vstřikových spalovacích motorů s hlavním vstřikovacím pístem a souose k němu uspořádaným předvstřikovacím pístem, který má menší průměr a který je hlavním vstřikovacím pístem poháněn v axiálním zdvihovém pohybu, přičemž hlavní vstřikovací píst je otočný a je opatřen šikmou řídicí hranou a predvstřikovací píst je působením síly nejméně jedné pružiny udržován v dotyku s hlavním vstřikovacím pístem, a přičemž pro hlavní vstřikování a pro předvstřikování jsou upraveny samostatné trysky, vyznačující se tím, že předvstři.kovaci píst (1; 20; 24) po ukončení předvstřiku a po vstřikovací přestávce dopravuje část hlavního vstřikovaného množství,

2, Zařízení pro vstřikování paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že pracovní prostor (13) předvstřikovacího pístu (1; 20; 24) je po ukončení předvstřiku spojitelný s pracovním prostorem (S) hlavního vstřikovacího pístu (4; 28), případně s přiváděcím vývrtem (3), upraveným od touto pracovního prostoru (ó) ke hlavní vstřikovací trysce (lu).

3. Zařízení pro vstři ;ování paliva podle ruroku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že spojení pracovního prostoru (13) předvstřikovacího pístu U; -0; 24) s pracovním prostorem (8) hlavního vstřikovacího pístu (4; 28) je řízeno předvstřikovacím pístem (1; 20; 24).

4, Zařízení pro vstři.ování paliva podle nároku 1,

2 nebo 3, vyznačující se tím, že předvstřikovací píst (1; 20; 24) má ke svému pracovnímu prostoru (13) otevřený středový vývrt (40), který vyústuje pro třednictvím příčného vývrtu (41) do prstencového prostoru (42), který J^e vymezen řídicí hranou (23) a ramenem (43) a který je spojitelný prostřednictvím spojovacího vývrtu (18) •3 přiváděcím vývrtem (3), který je veden ke hlavní vstřikovací trysce (10).

5. Zařízení pro vstřikování paliva podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že předvstřikovací píst (1) má dvěma nákružky (38, 44; 38 , 45) s řídicími hranami (2, 3, 22, 23, 23*) vymezený prstencový prostor (33), který v průběhu hlavního vstřikování spojuje předvstřikovací trysku (16) prostřednictvím přepouštěcího otvoru (17) se sacím a přepouštěcím prostorem (12) zařízení pro vstřikování.

6. Zařízení pro vstřikování paliva podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že předvstřikovací píst (1) má dvěma nákružky (38, 44; 38 , 45) a jedním ramenem (43) vymezené prstencové prostory (39, 42), z nichž jeden prstencový prostor (39) slouží pro odlehčení tlakového potrubí k předvstřikovací trysce (16) a druhý prstencový prostor (42) vytváří spojení mezi pracovním prostorem (13) předvstřikovacího pístu (1) a mezi hlavní vstřikovací tryskou (lo).

7. Zařízení pro vstřikování paliva podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že předvstřikovací píst (1) je opatřen přímými řídicími hranami (2, 3) pro řízeni začátku a konce předvstřixování a je proti hlavní mu vstřikovacímu pístu (4) volno otočný (obr. 1 až S).

8. Zařízení pro vstřikování paliva podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že předvstřikovací píst (20) je opatřen řídicími hranami (22 , 23 ) pro řízení začátku a konce předvstřikování, z nichž nejméně jedna je šikmá a že předvstřikovací píst (20) je otočný prostřednictvím samostatné regulační tyče (21) (obr. 7 a S).

9. Zařízení pro vstřikování paliva podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že předvstřikovací píst (24) je opatřen řídicími hranami (23, 26) pro řízení začátku a konce předvstřikování, z nichž nejméně jedna je šikmá, a že předvstřikovací píst (24) je otočně spojen s hlavním vstřikovacím pístem (28) prostřednictvím kroutícím momentem omezované otočné spojky (27) (obr. 9 až 11).

10. Zařízení pro vstřikování paliva podle nároku 9, vyznačující se tím, že na hlavnínjvstřikovacím pístu (28) je upraven axiálně posuvný a neotočně vedený unášeč (31), proti kterému je opřena pružina (5), která drží předvstřikovací píst (24) v dosednutí na hlavním vstřikovacím pístu (28), a že předvstřikovací píst (24) prochází unášečem (31) a má příčný kolík (33), který je působením pružiny (5), udržující předvstřikovací píst (24) v dosednutí na hlavním vstřikovacím pístu (2S), zasunut do vybrání (34) unášeče (31).

11. Zařízení pro vstřikování paliva podle nároku 10, vyznačující se tím, že unášeč (31) je veden v axiálních vodicích drážkách (29), která jsou upraveny na obvodu hlavního vstřikovacího pístu (28).

12. Zařízení pro vstřikování paliva podle nároku .10, vyznačující se tím, že pružina (5), která drží předvstřikovací píst (24) v dosednutí na hlavním vstři kovacím pístu (28), je podepřena na unášeči (31) prostřednictvím axiálního ložiska (37).