CS247603B1

CS247603B1 - Fuel device for internal combustion engines operating with compressed air

Info

Publication number: CS247603B1
Application number: CS136478A
Authority: CS
Inventors: Hans Berg; Gunter Braungarten; Klaus Ullrich; Friedrich Nolting; Reinhard Nitsche
Original assignee: Hans Berg; Gunter Braungarten; Klaus Ullrich; Friedrich Nolting; Reinhard Nitsche
Priority date: 1977-03-07
Filing date: 1978-03-03
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DD130166A1; FR2383318B1; DD130166B1; HU177187B; GB1587592A; FR2383318A1

Description

Vynález se týká palivového 2ařízení pro spalovací motory pracující se stlačeným vzduchem, zejména pro dieselový motory se vznětovým zažehováním paliva, u kterých je palivové zařízení uspořádáno odděleně nebo v kombinaci s koncovým předmětem poháněným motorem.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel system for compressed air internal combustion engines, in particular for diesel engines with compression ignition, in which the fuel device is arranged separately or in combination with an engine-driven end item.

Je tedy vhodné například pro samohybné zemědělské stroje, pro automobilové otočné jeřáby, pro bagry a pro různé stacionární motory.It is therefore suitable, for example, for self-propelled agricultural machines, for automobile jib cranes, for excavators and for various stationary engines.

Hlavní nevýhody známých řešení tohoto druhu spočívají v tom, že u nich nelze vyloučit podtlak a nebo Že je do značné míry nelze zbavit přisávání vzduchu. Tyto nevýhody jsou podmíněny a jsou výsledkem té skutečnosti, že sloupce paliva v nasávacím a ve vratném potrubí vytvářejí při zastaveném motoru podtlak a ne zcela dokonale utěsněná palivová potrubí umožňují při delším odstavení motoru nežádoucí vnikání vzduchu do palivového systému.The main drawbacks of the known solutions of this kind are that they cannot exclude the negative pressure or that they cannot be largely deprived of the air suction. These drawbacks are conditional and result from the fact that the fuel columns in the intake and return lines generate negative pressure when the engine is stopped, and the not perfectly sealed fuel lines allow undesirable air entry into the fuel system when the engine is shut down for extended periods.

U jednoho ze znýmých řešení pro spalovací motory, stlačující palivovou směs, které je popsáno v americkém patentovém spise č. 3, 125 084 je pro zkrácení předčerpávací fáze použito kromě mechanického dopravního Čerpadla paliva ještě elektrické dopravní čerpadlo.In one of the known solutions for internal combustion engines compressing the fuel mixture described in U.S. Pat. No. 3,125,084, an electric transport pump is used to shorten the pre-pumping phase.

Vzhledem ke specificky vysokým pořizovacím nákladům, nedostatečné funkční spolehlivosti а к omezené životnosti, dané častým spouštěním a přetěžováním, jsou elektrická dopravní čerpadla pro předpokládanou oblast použití nevýhodná.Due to the particularly high purchase costs, lack of functional reliability and limited service life due to frequent start-ups and overloading, electric conveyor pumps are disadvantageous for the intended field of application.

Pro spalovací motor s palivovou směsí, vnějším zapalováním a vstřikováním paliva do sacího potrubí je známé z patentového spisu NSR č. 1, 751 275 takové řešení, u kterého je к mechanicky poháněnému dvoustupňovému dopravnímu čerpadlu paliva přiřazena vložená nádrž paliva s výše položenou hladinou, aby se zajistilo okamžité dostatečné zásobování vysokotlakého stupně z vložené nádrže při spouštění.For an internal combustion engine with a fuel mixture, external ignition and fuel injection into the intake manifold, a solution is known from German Patent No. 1, 751 275, in which an intermediate fuel tank with a higher level is assigned to a mechanically driven two-stage fuel transport pump. to ensure an immediate sufficient supply of the high pressure stage from the intermediate tank at start-up.

Úkolem této vložené nádrže je mimo to shromažďovat bublinky z paliva, zachycovat nadbytéčné palivo ze vstřikovacího Čerpadla a mimoto je v ní uloženo vratné potrubí, které je pro vytvoření malého přetlaku ve vložené nádrži škrceno, čímž se zpomalí případné odpařování .The purpose of the intermediate tank is also to collect fuel bubbles, to collect excess fuel from the injection pump and, in addition, to store a return line which is throttled to create a slight overpressure in the intermediate tank, thereby slowing any evaporation.

Toto vytvoření a uspořádání palivových potrubí je vhodné speciálně pro provoz se snadno se odpařujícím palivem a není vhodné pro spalovací motory pracující se tlačným vzduchem a s palivem, které se jen těžko odpařuje.This design and arrangement of the fuel lines is particularly suitable for operation with readily evaporating fuel and is not suitable for internal combustion engines operating with compressed air and fuel which is difficult to evaporate.

Je rovněž známé řešení, popsané například v patentovém spise NDR č. 194 310, u kterého jsou dvě mechanicky poháněná dopravní čerpadla paliva a vložená nádrž spojeny tak, že se obě dopravní čerpadla paliva navzájem podporují při spouštění. Hlavní nevýhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že nemůže zabránit vytváření podtlaku v palivovém systému při déle trvajícím odstavení motoru.It is also known, for example, in GDR patent no. 194 310, in which two mechanically driven fuel transport pumps and an intermediate tank are connected in such a way that the two fuel transport pumps support each other during starting. The main disadvantage of this arrangement is that it cannot prevent the build-up of vacuum in the fuel system when the engine is stopped for a long time.

Účelem vynálezu je odstranit známé nedostatky a vytvořit lepší provozní podmínky pro spalovací motor.The purpose of the invention is to overcome the known drawbacks and to create better operating conditions for the internal combustion engine.

Vynález si klade za úkol zajistit snadné spouštění i při nízkých teplotách a zabránit vytváření podtlaku, zejména u palivových zařízení, u kterých je hladina paliva v nádrži paliva položena níže než žhavicí svíčky.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an easy start-up even at low temperatures and to prevent the generation of negative pressure, especially in fuel devices in which the fuel level in the fuel tank is lower than the glow plugs.

Podle vynálezu se zamezuje vytváření podtlaku v systému vnitřním odvětráváním vnějšího okruhu, a to tím, že prvním dopravním čerpadlem dopravované přebytečné palivo z vložené nádrže paliva může proudit bez tlaku vratným potrubím, které má stálý sklon a jehož průřez je předimensován, to znamená bez vytváření podtlaku, zpět do nádrže paliva a tímto vratným potrubím, které je při odstavení motoru zcela vyprázdněno, se dosahuje odvětrání vložené nádrže paliva s vyrovnáním tlaku na velikost okamžitého atmosferického tlaku.According to the invention, the generation of vacuum in the system is prevented by internally venting the outer circuit, in that excess fuel from the intermediate fuel tank conveyed by the first conveyor can flow without pressure through a return pipe which has a constant inclination and cross-section is oversized; , back into the fuel tank and this return line, which is completely emptied when the engine is shut down, achieves venting of the intermediate fuel tank with pressure equalization to the instantaneous atmospheric pressure.

Odvětráním vložené nádrže paliva plní tato nádrž základní funkci obvyklého vysoko položeného zásobníku nebo nádrže paliva, ze které je nasáváno palivo dopravním čerpadlem paliva vnitřního okruhu.By venting the intermediate fuel tank, this fuel tank performs the basic function of a conventional high-lying fuel tank or fuel tank from which fuel is sucked in by the internal circuit fuel transport pump.

Minimální sklon vratného potrubí paliva, s výhodou větší než 10 %, se volí tak, aby při libovolném sklonu motorem poháněného pracovního stroje byl zajištěn jak při provozu, tak i při odstavení motoru kontinuální vratný tok paliva ve směru spádu do nádrže paliva v každém úseku vratného potrubí.The minimum inclination of the fuel return pipe, preferably greater than 10%, is selected so that a continuous return flow of fuel in the direction of the slope into the fuel tank in each section of the return pipe is ensured at any inclination of the engine driven machine. conduit.

Předimenzovaný průřez vratného potrubí paliva, který má s výhodou dvojnásobek průřezu přívodního potrubí, se volí tak, aby i při práci prvního dopravního čerpadla paliva vnějšího okruhu bylo vratným potrubím i při zpět tekoucím palivu zajištěno odvětrání vložené nádrže paliva s vyrovnáním tlaku vzhledem к nádrži paliva.The oversized fuel return cross-section, which is preferably twice the cross-sectional area of the supply line, is selected such that, even when the first fuel transport pump of the outer circuit is operating, the return fuel line is vented to the fuel tank.

Vyústění vratného potrubí paliva v nádrži paliva je provedeno ve vzduchovém prostoru v nádrži paliva, tedy nad hladinou paliva, přičemž tento vzduchový prostor je spojen odvětrávacím otvorem s okolním ovzduším.The orifice of the fuel return line in the fuel tank is provided in the air space in the fuel tank, i.e. above the fuel level, which air space is connected to the ambient air through the vent opening.

Podle vynálezu je přítok paliva ke žhavicím svíčkám zajištěn tím, že při odstaveném motoru se přivádí přes škrticí klapky v přívodním potrubí spádové palivo a při Činnosti dopravního čerpadla paliva vnitřního okruhu se přivádí čerpané palivo přes průchozí magnetický ventil pro zásobování žhavicích svíček.According to the invention, the fuel flow to the glow plugs is ensured by stalling the fuel through the throttle valves in the inlet duct while the internal circuit fuel transport pump operates the fuel being pumped through the through-flow solenoid valve to supply the glow plugs.

Aby bylo к dispozici dostatečné množství spádového paliva i při zastaveném motoru a při otevření magnetického ventilu ve směru ke žhavicím svíčkám a tak se umožnilo vytvoření počátečního zažehnutí, přivádí se při ovládání dopravního čerpadla paliva jak ve fázi protáčení motoru spouštěčem, tak i v počáteční fázi chodu motoru vzrůstající množství paliva jak ve fázi protáčení motoru spouštěčem, tak i v počáteční fázi chodu motoru vzrůstající množství paliva potřebné pro vytvoření stabilního plamene pod tlakem.In order to provide sufficient drop fuel even when the engine is stopped and when the solenoid valve is opened in the direction of the glow plugs, so that ignition can be initiated, fuel is supplied to both the engine cranking and starter phases when operating the pump. the amount of fuel needed to produce a stable flame under pressure, both in the engine cranking phase and in the initial engine running phase.

škrticí klapky, uspořádané před žhavicími svíčkami zajišťují dávkování takového množství paliva, které je v požadovaných mezích.Throttle valves arranged in front of the glow plugs dispense a quantity of fuel that is within the required limits.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na jednom příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.The invention is explained in more detail below in an exemplary embodiment in conjunction with the drawing.

Na výkrese je schematicky znázorněno palivové zařízení podle vynálezu.The drawing shows schematically a fuel device according to the invention.

Vnější okruh paliva je tvořen nádrží 1_ paliva s odvětrávacím otvorem 2_f předřazeným čističem _3 paliva, dopravním čerpadlem £ paliva a vloženou nádrží 2 paliva. Spojení těchto konstrukčních prvků je zajištěno nasávacím potrubím £ a výtlačným potrubím J7, která jsou obvykle v závislosti na dopravovaném objemu vytvořena s poměrně malým průřezem.The outer fuel circuit consists of a fuel tank 7 with a vent opening 2f upstream of the fuel cleaner 3, a fuel transport pump 6 and an intermediate fuel tank 2. The connection of these components is ensured by the suction line 6 and the discharge line 17, which are usually formed with a relatively small cross-section depending on the conveyed volume.

Podle vynálezu se stálým sklonem ve všech úsecích upravené a současně v průřezu o více jak dvojnásobek ve srovnání s výtlačným potrubím £ předimensované vratné potrubí £ paliva představuje atmosferické spojení mezi vzduchovým prostorem 5a ve vložené nádrži £ paliva a vzduchovým prostorem la v nádrži 1_ paliva.In accordance with the invention, a constant inclination of more than twice the cross-sectional area of the fuel return line 6 is provided in all sections and at the same time by a cross-section of more than twice as much as compared to the discharge line.

Vnitřní okruh paliva je tvořen vloženou nádrží 5 paliva, dopravním čerpadlem 9_, jemným čističem 10 paliva, vstřikovacím čerpadlem 11 a přepouštěcím ventilem 12. Spojení těchto konstrukčních prvků je zajištěno nasávacím potrubím 13 s nasávací trubkou 13a, výtlačným potrubím 14 a přepouštěcím potrubím 15,The inner fuel circuit is comprised of an intermediate fuel tank 5, a transport pump 9, a fine fuel cleaner 10, an injection pump 11 and a transfer valve 12. The connection of these components is provided by the intake manifold 13 with the intake manifold 13a, the discharge manifold 14 and the transfer manifold 15.

Z tohoto vnitřního okruhu odbočuje podle vynálezu pomocný spouštěcí zásobovací systém paliva. Tento pomocný spouštěcí systém je tvořen magnetickým ventilem 19, jednou nebo několika žhavicími svíčkami 2o, zkratovacím potrubím 21 paliva, vloženou škrticí klapkou 22, potrubím' 25 ke žhavicí svíčce' 20, škrticí klapkou 24 a spádový palivm z vložené nádrže 5. paliva při zastaveném motoru a přídavně odbočujícím potrubím' 23 paliva a škrticí klapkou 26 při chodu motoru.According to the invention, the auxiliary triggering fuel supply system branches off this inner circuit. This auxiliary trigger system consists of a solenoid valve 19, one or more glow plugs 20, a fuel shorting line 21, an inserted throttle 22, a 25 'glow plug' line 20, a throttle 24, and a drop fuel from the intermediate fuel tank 5 when stopped. engine and additionally a fuel line 23 and a throttle 26 while the engine is running.

škkřtci systém, tvořený škrticmi klapkami '22 a '2 4 určuje dávkování spádového paliva při žhavení. Škkticí klapky '24 jsou účelné uspořádány bezprostředně před žhavicími svíčkami 20 k tomu účelu, aby se potrubí' 25 ke žhavicím svíčkm 20 při nažhav ování po vyprázdnění nebo částečném vyprázdnění opět co nejrychleji naplnilo.The throttle system, consisting of the throttles '22' and '24', determines the gravity fuel metering. The throttle valves 24 are expediently arranged immediately in front of the glow plugs 20 so that the conduit 25 to the glow plugs 20 is recharged as soon as possible after being emptied or partially emptied.

Palivo se nasává z nádrže' £ paliva přes nasávací potrubí 6_ a předřazený čistič .3 paliva dopravním čerpadlem £ paliva a dopravuje se výtlačným potrubím' 7, do vložené nádrže ' 5_ paliva, která je uložena v nejvyšším místě. Pro vyrovnávání tlaku je uspořádáno vratné potrubí £ paliva, které má zhruba dvojnásobný průřez než výtlačné potrubí' mezi nádrží £ paliva a vloženou nádrží' 5, paliva, přičemž má sklon zhruba 10 %.The fuel is sucked from the fuel tank 6 through the suction line 6 and upstream fuel purifier 3 through the fuel delivery pump 6 and transported through the discharge line 7 to the intermediate fuel tank 5, which is stored at the highest point. A pressure return line 6 is provided for pressure equalization having a cross section approximately twice as large as the discharge line 5 between the fuel tank 5 and the intermediate fuel tank 5, having a slope of approximately 10%.

Nádrž' ' paliva je spojena odvětrávacím otvorem 2_ s okolním ovzduším, takže i při práci prvního dopravního čerpadla 4 je 1 při průtoku paliva vratným potrubím' £ paliva zajištěno odvěěrávání.The fuel tank is connected to the ambient air via the vent opening 2 so that even when the first pump 4 is in operation, a venting is provided at the fuel return through the fuel return line.

Vytištěni vratného potrubí' £ paliva je provedeno ve vzduchovém prostoru' ' la v nádrži' 1. paliva nad hladinou paliva. Ve srovnání s přímým odvětráváním vložené nádrže' 5. paliva do okolního ovzduší má toto nepřímé odvětrávání tu výhodu, že se zabrání případnému přetoku vložené nádrže' 5. paliva a zamezí se vnikání prachu a jiných neččstot.The fuel return line 8 is printed out in the air space 1a in the fuel tank 1 above the fuel level. Compared to the direct venting of the intermediate fuel tank 5 to the ambient air, this indirect ventilation has the advantage of avoiding possible overflow of the intermediate fuel tank 5 and preventing the ingress of dust and other debris.

Z vložené nádrže' 5, paliva se přes nasávací trubku' ' 13a, nasávací potrubí' 13, jemný čistič 10 paliva a výtlačné potrubí' ' 14 zásobuje vstřikovací čerpadlo ' 11, takže dodávka paliva do vstřikovací trysky ' 17 se uskutečňuje obvyklým způsobem.From the intermediate fuel tank 5, an injection pump 11 is supplied via the intake tube 13a, the intake line 13, the fine fuel cleaner 10 and the discharge line 14 so that the fuel is supplied to the injection nozzle 17 in the usual manner.

Přebytečné palivo se vede přepouštěcím potrubím' ' 15 a potrubím' '18 pro vedení prosakujícího paliva zpět do vložené nádrže' £ paliva. Ze vstřikovacího čerpadla' ' 11 odbočuje tlakové palivo, které slouží pro napájení žhavicích svíček 20.Excess fuel is passed through the transfer line 15 and line 18 to guide the leaking fuel back to the intermediate fuel tank. Pressurized fuel branches off the injection pump 11 to feed the glow plugs 20.

Pro zásobování palivem v průběhu žhavicí fáze se přivádí palivo do žhavicích svíček' 20 přes zkratovací potrubí '21 paliva a škrticí klapku 22, přičemž se zde jedná o spádové palivo. Magnneický vennil ' 19 a žhavicí svíčky '20 se uváddjí v činnost společným elektrikkým spouštěčem žhaveen.To supply fuel during the glow phase, fuel is supplied to the glow plugs 20 through the fuel shorting line 21 and the throttle 22, which is a gravity fuel. The magnneic venous '19 and the glow plugs' 20 are actuated by a common electric glow starter.

Tak se může ještě před uvedením spouštěče motoru v činnost vytvoolt zážehový plamen, který zajistí vytvoření stabilního plamene při práci spouštěče a který usnadňuje stabilizaci hoření při vlastním chodu moooru.Thus, prior to actuation of the engine starter, a flame can be created which ensures a stable flame during the operation of the starter and which facilitates the stabilization of combustion during the operation of the moor.

Claims

Fuel device for compressed air internal combustion engines, comprising an external and an internal circuit, which are connected to one another via an intermediate fuel tank, characterized in that there is an air space (1a) in the fuel tank (1) above the fuel return and which is connected to the outside air, connected by the fuel return line (8) to the air space (5a) above the intermediate fuel tank (5).

2. A fuel system as claimed in claim 1, characterized in that the intermediate fuel tank (5) comprises, during the start-up period during the glow period, a catch-up fuel and during the start-up phase a pressurized fuel. a triggering system consisting of a magnifying valve (19) is connected via the throttles (22 and 26).

3. The fuel device according to claim 1, characterized in that a throttle (24) arranged immediately in front of or directly in the glow plug (20) is connected to the magnificent vein (19) for the rapid filling of the conduit (25). .