CS243455B2 - Injection pump - Google Patents

Description

(54) Vstřikovací čerpadlo

Vstřikovací čerpadlo, uzpůsobené pre vstřikování předstihové dávky paliva do motoru, má píst (2) vratné pohyblivý ve válcovém tělese mezi polohou dolní a horní úvrati, a výtlačnou komoru (3) nad Čelem pístu. Dutina válcového tělesa, v níž se pohybuje píst, je spojena ze zdrojem paliva kanály, uzavíratélnými pístem. Píst je opatřen axiální soustavou kanálů, propojujících výtlačnou komoru (3) nad čelem pístu se dvěma prstencovitými přerušovacími drážkami (5, 9) vytvořenými v obvodu pístu (2), oro spojení výtlačné komory s přívodními kanálí v Drůběhu vzestupného pohybu pístu (2). výtlačná komora (3) áe spojena s akumulační komorou (16), jejíž proměnlivý objem je vymezován pístem U7), pohyblivým směrem od výtlačné komory (3) proti vratné pružině (18) a proti omezovačímu sedlu (22), tvořícím zarážku posuvu pístu.

243455 ^α

Vyiález se týká vstřikovacích čerpadel pro vstřikování paliva do válce motoru s vnitřním spalováním.

Jsou známa čerpadla dovvlující vstřikovat do válce motoru předstihovou dávku paliva před vstřikováním hlavní dávky· Tato čerpadla maj píst vratně po^yb-ivý ve válcovém tělese mezi polohou dolní úvratí a polohou horní úvvatí, a výtlačnou komoru nad Čelem pístu. Ditina válcového tělesa, v níž se pohybuje píst, je spojena se zdrojem paliva přívodními kanály, uzavírat elrými pístem. Píst je opatřen axiální soustavou kanálů, prosp^jících výtlačnou komoru nad Čelem pístu s dvěma prstencovými přerušovacími drážkami vytvořenými v obvodu pístu, pro spojení výtlačné komory s přívodními kanály v průběhu vzestupného pohybu pístu.

Tato známá čerpadla maj nevýhodu v tom, že . nedo^onuj 'měnit začátek vstřikování předstihové dávky a měnnt její velikost.

Uvedené nedoosatky odstraňuje vynález, jehož podstatou je vstřikovací čerpadlo pro vstřikování paliva do válce motoru·s vnitřním spalováním, uzpůsobené pro vstřikování předstihové dávky paliva do m^o^c^jru, s pístem vratně pohyblivým ve válcovém tělese mezi polohou dolní úvrati a polohou horní úvvaai, a výtlačnou komorou paliva nad Selem pístu, přičemž dutina válcového tělesa, v níž se pohybuje píst, je spojena se zdrojem paliva přívodními kanály, uzavíratelrými pístem a přičemž píst je opatřen axiální soustavou kanálů, propojujících výtlačnou komoru nad Selem pístu s dvěma prstencovitými přerušovacími drážkami vytvořenými v obvodu pístu, pro · s^^^^ei^^í výtlačné komory s přívodními kanály v průběhu vzestupného pohybu pístu, které se podle vynálezu vyznačuje tm, že výtlačná komora je spojena s akumuuační komorou, jejíž ρrvměěnivý objem je vymezován pístem, pohyblivým směrem od výtlačné komory proti vratné pružině a proti omezovacímu sedlu, tvořícím zarážku posuvu pístu.

Toto řešení umooňuje měnit začátek vstřikování předstihové dávky paliva bez ovlivňování začátku vetřikování hlavní dávky. Tohoto účinku je dosaženo tím, že píst akumuuační komory těsně dosedá na sedlo tvořící omezovači obraz pohybu pístu během vstřikování předstihové .dávky a je udržován na tomto sedle účinkem tlaku vyvíjenému během přerušení výtlaku paliv a pístem čerpadla, pooračujícím ve svém vzestupném pohybu během tohoto přerušení.

Podle výhodného provedený vynálezu je píst výtlačné komory na . straně odvrácené od ... výstupu výtlačné komory vρacřeln'ovládacím táhlem, vystupujícím z konstrukce čerpadla a ovladatelným zevně pro seřizování délky dráhy pístu.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázornnuí obr. 1 až 4 podélné řezy prvním provedením vstřikovtcíhv čerpadla podle vynálezu, a to v jednotlivých fázích jeho pracovního chodu, obr. 5 řez rovinou V-V z obr. 2, obr. 6 grafické vyjádření průběhu jednotlivých fází vytlačování paliva z přívodní komory vstřikovacího čerpadla podle vynálezu, a to v závvslosti na poloze pístu válce moooru, vyjádřené v úhlové poloze klkkového hřídele, obr. 7 podélný řez druhým orovedením vsakovacího čerpadla podle vynálezu, obr. 8 řez rovinou VIII-VIII u obr. 7, obr. 9 schemaaický řez akumulačním ústrojím podle vynálezu a obr. 10 a 11 podle řezy dvěma konkrétními provedeními akumulačního ústroj podle vynálezu.

Vstřikovací čerpadlo znázorněné na obr. 1 až 5 zahrnuje válcovité těleso j, e píst 2, uložený poohbbivě v tomto tělese X, a to s moVnevtí vratného přímočarého pohybu mezi dolní úvratí a horní úvvaai, vyvolávaného účinkem neznázor^něné ovXádecí vačky, pevně spojené s hřídelem poháněným motorem.

V tomto tělese 1 je nad pístem 2 vymezována výtlačná komora J paliva, do níž vyлsSují přívodní otvory . pro palivo. Tyto otvory . jsou umístěny v takové výškové úrovni, že doplnění výtlačné komory J palivem, nachúzí-li se píst 2 v poloze své dolní úvretě. Nad výtlačnou komorou J je třeba si předssavvt neznázorněný výtlačný otvor pro palivo, i

čerpané ve směru F£, a to k injektoru přidruženému k válci motoru s vnitřním spalováním. Tento otvor je uzavíratelný známým způsobem výtlanrým ventilem.

Píst 2 je opatřen první prstencovitou drážkou 2, vymezovanou na své spodní straně přímou okrajovou ploškou 6 a na horní straně Šroubovitou okrajovou ploákou 1, tvořící vzestupnou rampu ússící do vybrání 8, Drobí ha^cího rovnoběžně s osou pístu. Toto vybrání 8 · vytváří trvalé spojení mezi výtlačnou komorou J a drážkou 5.

Píst 2 je opatřen dále druhou prstencovitou drážkou 2, vymezovanou ve znázorněném příkladě v horní části přímou okrajovou ploškou 10 .a v dolní části přímou olorajovou ploškou 11. Tato druhá drážka 2 J® spojena s první drážkou 2 axiálními průchody, tvořenými ve znázorněném příkladě dvěma zploštěními 12. vytvořenými v límcoviéém prstenci .13, vymezovaném mezi oběma drážkami i a J. Je třeba poznamenat, že okrajové plošky 6, J, 10 a 11 svíra^jí každá s navazujicta povrchem dr^ážky 5 ⁹ úhel 90° s ostrou hranou.

Jak je patrné z výkresů, jsou ve stěně tělesa £ čerpadla Vytvořeny přírodní otvory 14 pro palivo, a to v předem určené vzdálenooti nad přívodními otvory £· 0t«ory 14 i otvory £ jsou připojeny ke zdroji paliva o relatvvně malém tlaku.

Vzdálenost meei přívodúími otvory £ a.14 měřená v axiálním směru pístu, vzdálenost mezi horním povrchem 15 pístu 2 a okrajovými ploškami obou drážek . a 2, jakož i axiální výška límoovitého prstence 13 a šířka druhé drážky 9 se volí tak, aby zaústily proveditelnost funkčních etap čerpadla, znázorněných na obr. 1 až 4.

V poloze pístu, znázorněné na obr. 1, je výtlačná komora J ve spojení s přívodními otvory £, což dovoluje plnění výtlačné komory 2 palivem. Při posunu směrem vzhůru, toj. ke své horní divaH, dosahuje píst 2 polohu znázorněnou na obr. 2, v níž začíná uza-zvrat přívodní otvory 4. Jelikož límcovitý prstenec 13 se nachází Dřed přívodními otvory 14 a uzavírá je, neexistuje již . žádné spojení meei výtlačnou komorou J a přívodním potrubím paliva o гп^^тс^ malém tlaku. To představuje začátek vytlačování paliva k injektoru ve směru F1. Těmto začátek vytlačování je na obr. 6 vyznačen jako fáze £. .

Při pokračujícím vzestupném chodu se píst dostává do polohy znázorněné na obr. 3, v níž horní okrajová ploška 10 druhé prstencovité drážky £ dospívá do úrovně dolního okraje přívodních otvorů 14, což představuje začátek styku mezi přívodními otvory 14 a drážkou 2 a přes zploštění 12 spojení rovněž s první prstencovitou drážkou 2 8 přes vybrání 8 s výtlačnou komorou J. To má za následek prudký pokles tlaku uvnitř výtlačné komory J. Vytlačování paliva se zastaví, přestože píst pokračuje ve svém vzestupném zdvihu. Tento stav je n^obr. 6 vyznačen jako fáze B. Toto spojení a z něho v^í^p^1^^^v^1Ií^c:í malý tlak ve výtlačné ko~ 'moře 2 přetrvávvaí, až píst dosáhne polohy vyznačené na obr. 4, v níž dolní okrajová ploška 11 drážky 2 dospívá do úrovně horního okraje přívodních otvorů £4. ^У jsou pak uzavřeny válcovýs povrchem pístu, který následuje za drážkou 2· v této poloze jsou přívodů otvory £ ještě uzavřeny. Výtlačná komora J má tak přerušené spooení s přívodními otvory χ a 14, tlak paliva v této komoře se proto zvyšuje a opět začíná vytlačování paliva směrem k injektoru, jak je to vyznačeno jako fáze C na obr. 6. Toto vytlačování končí ve fázi D, když šroubovitá okrajová ploška 1 dospěje pro o i přívodnímu otvoru £. Vstřikování meei fází C a D je rychlejší než mez ji fází A a B, nebo! rychlost ovládání vačky pístu je mezi fází A e B ještě malá, jelikož se nachází v fázi zdvihu pístu.

Poloha dolní úvratě pístu 2·vůči pohybu pístu válce motoru se vooí tak, aby fáze £, předitalvjící začátek prvního vstřikování paliva do' válce moooru, měla dostatečný předstih vůči horní úvrati pístu tohoto válce motoru, v důsledku čehož může toto vstřikování předstihové dávky zaústit, že se hlavní dávka paliva zapplí prakticky bez zpoždění okamžiku zážehu. Začátek vstřikováni předstihové dávky může nastat kupříkladu v okamžiku odpovídajícím dthlu otopní kl^kkov^ého Wř^ele o ³⁰° pře^d horní ^aaí pisto motoru, přičem^ž vssřikování Klovni d^lky může začít ^při ^úhlu okolo 15°. Tyto hodnoty však samozřejmě ^slouŽi pouze jako příklad.

Ukazuje se, že účinek vstřikováni předstihové dávky se mění v závislosti na rychlost! otáčení mcrtoru. Při relat^ně nízkých rychlostech odpovídá jevům, ke kterém skutečně dochází grafické znázornění-průběhu vstřikování předstihové dávky ve foímě obdélníka podle obr· 6. Při vyšších rychlostech má vytlačování předstihové vstřikovací dávky v na čase spíše zvonovítý průběh, a to v důsledku toho, že ustavení poměrně vysokého tlaku uvnitř výtlačné komoiry J během vytlačování oaliva z této komooy, a pokles tlaku v komoře následkem jejího spojení s přívodním! otvory 14, pot.iřebvu^ uplynutí určitého časového úseku, jelikož přívodní otvory £ a 14 maaí poměrně malé průřezové velikosti·

To má za následek, že při velkých rychlostech otáčení se tlak ve výtlačné komoře

J zvýší před uzavřením přívodních otvorů 4 a oddkytí přívodních otvorů 14 lírncoviým prstencem 13 nezpůsobí okamžitý pokles tlaku v této komoře· To pak vede k tomu, že vytlačování paliva a injekční účinek nastanou i při velkých rychlostech motoru, kdy k otevření přívodních otvorů 14 dojde před uzavřením otvorů £· K takovému vytlačování paliva z komody J využitím účinku škrcení může dojít například tehdy, když je píst opatřen ve své horní čelní ploše 15 vrubem, umístěným v úhlové poloze proti přívodním otvorům £, což způsobuje, že se uzaavrají se zpožděním· Je-li vrub dostatečně hluboký» může se pak drážka 2 doeltía^t do polohy proti přívodním otvorům 14 před uzavřením otvorů £· Při malé rychlosti by ke vstřikování mezi fází A a B (obr, 6) nedošlo· Při plné rychlosti však v důsledku škrcení k vytlačování paliva dochází a dochází tedy i ke vstřikování předstihové dávky·

V popsaném a znázorněném příkladě jsou horní'okrajová ploška 10 a dolní okrajová ploška 11 druhé drážky 2 přímém maaí prstencovitý tvar· Je však možné upraavt alespoň jednu okrajovou plošku, například horní, alespoň zčásti do šrouboovté rampy· To dovoluje obměňovat okamžik konce vytlačování při vstřikování předstihové dávky (fáze S na obr· 6) otáčením pístu 2 okolo jeho podélné osy· Oρooidající tvarování dolní okrajové plošky drážky 2 by dovolovalo rněnnt.začátek vytlačování hlavní vstřkkované dávky (fáze β])·

V provedení znázorněném na obr· 2 až 5 je prstencovitá drážka 2 opatřena dvakrát dvěma přívodními otvory 14· v to za účelem zmenšení výšky této drážky 2 v prfe^i^irů přívodních otvorů U, neboí tyto dva rozměry určují velikost vzdálenosti mezi fázemi B a g z obr· 6, tj· jednak odstup mezi vstřikováním předstihové dávky a vstřkkovdníím hlavní dávky v jednak zdvih vačky odí^pofdaající této periodě· Tato opatření do^ouu! zmeenšt délku nečinné dássi, tj, části, při níž nedochází k výtečnému chodu pístu, v posunout dopředu začátek vytlačování hlavní vstřikované dávky nebo zpozddt začátek vytlačování předstihové vstřikovací dávky, popřípadě sboSí.

Obr· 7 v 8,ukázní jiné provedení čerpadla, nv něž se- vynález vztahuje, při němž přívodní otvory _ ¹⁴ v ^počtu dvou jsou umíst^ěny přibližně na stejnou ^úrov®^ň jako hlavní přívodní otvory 4· V obvodovém povrchu pístu jsou vytvořeny dvě drážky 2. jejichž funkce odpovídá funkci orstencovité drážky 2 % prvního provedení, v to v předem určené izdálenosti od horní čelní.plochy 15 pístu, v v poddtatě rovnoběžně s touto čelní plochou·

Jak je z obr· 7 v 8 zřejmé ^ka^ždá z dr^ážek 2*ůstí nv jednom ^konci do .svisl^o vydání 8 v je tak trvale spojena s vnitřkem výtlačné komory J, Podle varianty provedení může být každé toto vybrání 8 spojeno s výtlačnou komorou J oběma svými konci·

Funkce tohoto provedení čerpadla je ve svém principu stejná jako v případě provedení znázorněného ne obr· 1 ež 4· Vytlačování při vstřikování předstihové . dávky začíná, když jsou přívodní otvory £ uzavřeny pístem· Přívodní otvory lá/ssou uzavřeny částí obvodové plochy J^pístu, nacházzjjcí se nad drážkami 2· loto vytlačování paliva .končí v okvшžiku» kdy se drážky 2*dostanou proti přívodním otvorům 14Í Vytlačování hlavní vstřikované dávky začíná po uzavření přívodních otvorů 14'obvodovou plochou pista, ležící ppd drážkami 2/ v končí, když šikmá okrajová ploška 2 o^l^ar^íje přívodní otvory £.

Vsakovací ^poválo ^podle vynálezu zahrnuje prostřede^k umotóň^cí otosánovat za^íáte^k vytlačování předstihové vstřkkované dávky· ^to prostředky jsou tvořeny akumulačním ústrojím, Podle tchetoajickéhs znázornění patrného z obr· 9 akumulační ústrooí zahrnuje . eku^u^ut^i^iní komoru 16₁ v níž je pohyblivé uložen píst 17 opřený o vratnou pružinu 2®. Akumulační komora 16 je trvale spojena s výtlačnou komorou 2 vstřikovacího čerpadle výstupem 12., který ústí do této komory i v úrovni ležící nad horní úvratí pístu 2. Zadní část 20 akumulační komory 16, v níž je uložena vratná pružina 18, je trvale spojena s prostorem 21 . z něhož vystupují přívodní otvory. To zajišťuje, že na zadní plochu pístu 17 působí realtivně nízký tlak. Zdvih pístu 17 je omezován dosedací ploškou omezovacího sedla 22, tvořenou například osazením ve stěně akumulační komory 16. Píst 17 je posuvný po délce £. Dosedací ploška omezovacího sedla 22 zajišťuje těsnou překážku mezi akumulační komorou 16 a částí 20 komory obsahující pružinu 18, když je píst 17 tlačen proti tomuto omezovacímu sedlu 22 účinkem .silného tlaku oůsobícího ve výtlačné komoře 3 čerpadla a v akumulační komoře 16 při vytlačování paliva к injektoru.

Toto akumulační ústrojí pracuje následovně: Když po uzavření přívodních otvorů píst pokračuje ve svém vzestupném zdvihu, zvětšuje se tlak ve výtlačné komoře J jen pomalu, protože zmenšování objemu výtlačné komory J je kompenzováno zvětšováním objemu akumulační komory 16, jelikož píst 17 ustupuje pod tlakem působícím ve výtlačné komoře. To má za následek, Že tlak potřebný к otevření výtlačného ventilu 2£ může vzniknout teprve poté; co byl píst zatlačen do těsného dotyku s jeho omezovacím sedlem 22. To znamená, že fáze A na obr. 6 se posouvá к fázi В a množství vytlačeného paliva při vstřikování předstihové dávky se změnší. Přerušení vytlačování ve f£zi В je naproti tomu nezávislé na akumulačním ústrojí a je určováno pouze spojením přídavných přívodních otvorů 14 s drážkou 2 pro přerušení vstřikování. I když tlak ve výtlačné komoře J klesá, zůstává vzhledem к pokračujícímu vzestupnému zdvihu pístu na hodnotě dostatečné к tomu, aby se píst 17 udržel na svém omezovacím sedle 22. To znamená, že akumulační ústrojí nemá žádný vliv ne začátek vstřikování hlavní dávky, ale dovoluje měnit začátek vstřikování předstihové dávky, tj. fáze A na obr* 6, a měnit tak velikost této předstihové dávky.

Obr. 7 a 8 znázorňují dvě Drovedení akumulačního ústrojí 15 podle vynálezu. V obou případech je akumulační ústrojí umístěno u ústrojí tvořícího výtlačný ventil 23 nad výtlačnou komorou 2 vstřikovacího čerpadla. Akumulační ústrojí je tak dokonale začleněno do konstrukce čerpadla.

Akumulační ústrojí na obr. 11 je uzpůsobeno pro možnost seřizování začátku vstřikování předstihové dávily zevně čerpadla. К tomu účelu je na zadní straně pístu 17 upevněno táhlo 24. Volný konec tohoto táhla 2£ vystupuje z čerpadla. Táhlo 24 může být ovládáno zevně Čerpadla, což dovoluje snadno měnit koncovou polohu pístu Г£. Je též možno zcela vypojit vstřikování předstihové dávky.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Vstřikovací čerpadlo pro vstřikovací paliva do válce motoru s vnitřním spalováním, uzpůsobené pro vstřikování předstihové dávky paliva do motoru, s pístem vratně pohyblivý® ve válcovém tělese mezi polohou dolní úvrati a polohou horní úvrati, a výtlačnou komorou paliva nad čelem pístu, přičemž dutina válcového tělesa, v níž se pohybuje píst, je spojena se zdrojem paliva přívodními kanály, uzavíratelnými pístem a přičemž píst je opatřen axiální soustavou kanálů, propojujících výtlačnou komoru nad Čelem pístu s dvěma prsteneovitými přerušovacími drážkami vytvořenými v obvodu pístu, pro spojení výtlačné komory s přífodními kanály v průběhu vzestupného pohybu pístu, vyznačené tím, že výtlačná komora (3) je spojena s akumulační komorou (18), jejíž proměnlivý objem je vymezen pístem (17), pohyblivým směrem od výtlačné komory (3) proti vratné pružině (18) a proti omezovacímu sedlu (22), tvořícímu zarážku posuvu pístu.

2. Vstřikovací čerpadlo podle bodu 1, vyznačené tím, že píst (17) výtlačné komory (3) je na straně odvrácené od výstupu (19) výtlačné komory (3) opatřen ovládacím táhlem (24), vystupujícím z tělesa (1) čerpadla a ovladatelným zevně pro seřizování délky dráhy pístu.