CZ20011078A3 - Vstřikovací ventil paliva - Google Patents

Description

’ Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva s přívodem paliva na vstupním konci, s vybuditelným ovládacím zařízením, kterým je pohyblivá jehla ventilu, s uzavírací částí ventilu spojenou s jehlou, která spolupůsobí se sedlem k otevření a zavření ventilu, s výstupem paliva na odstřikovém konci, opatřeným na výstupu sedla ventilu a s elementem k utlumení pohybu jehly ventilu opatřeným na odstřikovacím konci.

Dosavadní stav techniky

Ze spisu US-PS 5,236,173 je znám magnetický ventil, který má mezi tělesem sedla ventilu a nástavcem sedla ventilu, na který je montováno těleso sedla ventilu, tlumicí pružina ve tvaru talířové pružiny. Talířová pružina je přitom upnuta na výstupní straně tělesa sedla ventilu mezi něj a osazení nástavce sedla ventilu. Talířová pružina předepíná těleso sedla ventilu proti s plochou sedla ventilu spolupůsobící jehlou ventilu. Kromě toho má být talířovou pružinou dosaženo, aby v jednom dílu s jehlou ventilu vytvořené uzavírací těleso ventilu na plochu sedla ventilu měkce narazilo a zpětný náraz jehly ventilu na těleso sedla ventilu byl utlumen. Tento druh tlumení má ale nevýhodu, že těleso sedla ventilu po nárazu uzavíracího tělesa ventilu ve směru odstřikování propruží, zatímco těleso uzávěru ventilu bud zůstává stát, nebo na základě obrácení impulsu se dokonce od tělesa sedla ventilu pohybuje zpět proti směru odstřiku.

• ·

Odrazy ventilu mohou proto při této stavební formě vstřikovacího ventilu paliva dokonce nastat ještě v zesílené míře.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vstřikovací ventil paliva se vstupem paliva přívodním konci, s vybuditelným ovládacím zařízením, kterým je jehla ventilu pohyblivá, s koncovou částí ventilu, která je spojena s jehlou ventilu, a která k otevření a zavření ventilu spolupůsobí se sedlem ventilu, s výstupem paliva na odstřikovacím konci upraveným na výstupu sedla ventilu a s tlumicím elementem k utlumení pohybu jehly ventilu, upraveným na odstřikovacím konci, podle vynálezu, jehož podstatou je, že tlumicí element je mezi vstupním elementem a výstupním elementem upnut takovým způsobem, že při pohybu jehly je hydraulický polštář nacházející se mezi tlumicím elementem a výstupním elementem proměnný.

Vstřikovací ventil paliva podle vynálezu má přednost, že je možno se účinněji vyvarovat eventuálním odrazům jehly ventilu. V obzvláště výhodném provedení je tlumení pohybu jehly ventilu hydraulické, když je hydraulický polštář mezi tlumicím elementem a elementem na výstupní straně vytlačován. Toto hydraulické tlumení vede ke snížení hlučnosti při provozu vstřikovacího ventilu paliva.

í

Tlumením nárazů jehly ventilu se zvyšuje jeho životnost.

Tlumicí element podle vynálezu je výhodným způsobem jednoduše a cenově příznivě zhotovitelný a do vstřikovacího ventilu paliva vestavitelný. Cenově příznivé zhotovení tlumicího elementu je možné prostřednictvím lisování a ražení.

♦ ·

Ve vedlejších nárocích navozenými opatřeními jsou možná další výhodná provedení a zlepšení v hlavním nároku uvedeného vstřikovacího ventilu paliva.

Podle výhodného provedení vynálezu má tlumicí element těsnicí hranu, která spolupůsobí s axiálně pohyblivým článkem uzávěru ventilu k těsnosti sedla. Vytvořením tlumicího elementu s konickou ohraničující stěnou průchozího otvoru, kterým prochází jehla ventilu, vzniká kruhová dotyková čára. Tímto způsobem je zabráněno hydraulickému ulpívání.

Obzvláště výhodné je vytvořit tlumicí element ve tvaru kotouče jako talířová pružina.

Seznam obrázků na výkresech

Příklad provedení vynálezu je zjednodušeně znázorněn na výkresech a blíže vysvětlen v následujícím popisu. Na výkresech je

obr. 1 paliva v řezu,

příklad provedení vynalezeného vstřikovacího ventilu

obr. 2 odstřikovací strana v rozsahu vedení a sedla v změněném měřítku, obr. 3 vynalezený tlumicí element v půdorysu, obr. 4 výřez v obr. 1 označený IV při otevřeném ventilu obr. 5 výřez v obr. 1 označený V při uzavřeném ventilu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn jako příklad provedení elektromagneticky ovládaný ventil ve formě vstřikovacího ventilu pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů s vnějším zapalováním, který má magnetickou cívkou 1_ nejméně částečně ·♦ ·· ·» ·· ·· · • · · · · · · ···· • · · · · »·· φ φ · • φφφ φ · φ · φφφ φ · • •••φφφφ· ···· ·· ·· φφ ·φ φφφ obklopený, jako vnitřní pól magnetického okruhu sloužící, trubkovitý, prakticky dutý válec jádra 2. Vstřikovací ventil paliva je obzvláště vhodný jako vysokotlaký vstřikovací ventil k přímému vstřikování paliva do spalovacího prostoru spalovacího motoru. Například odstupňované těleso 3. cívky z umělé hmoty obaluje vinutí magnetické cívky X a umožňuje spojením s jádrem 2. a prstencovým, nemagnetickým, magnetickou cívkou 1 částečně obklopujícím mezidílem 4 s průřezem tvaru L obzvláště kompaktní a krátkou stavbu vstřikovacího ventilu v místě magnetické cívky X.

Jádro 2 je opatřeno průchozím, podélným otvorem 7, který je veden v podélné ose ventilu. Jádro 2 magnetického ventilu slouží také jako hrdlo přívodu paliva, přičemž podélný otvor 7 představuje kanál přívodu paliva. S jádrem 2 nad magnetickou cívkou 1 je pevně spojen vnější kovový (například ferritický) díl 14 tělesa, které uzavírá jako vnější pól, popřípadě vnější vodivý element, magnetický okruh a zcela obklopuje magnetickou cívku X přinejmenším ve směru obvodu. V podélném otvoru 7 jádra 2 je na straně přívodu upraven filtr 15 paliva, který obstarává odfiltrování takových částic paliva, které by mohly svou velikostí způsobit ve vstřikovacím ventilu ucpání nebo škody. Filtr 15 paliva je například v jádru 2 fixován nalisováním.

Jádro 2 tvoří s dílem 14 tělesa přívodní konec vstřikovacího ventilu paliva, přičemž se díl 14 tělesa například v axiálním směru při pohledu proti směru proudění ještě zevně prodlouží přes magnetickou cívku 1. Na díl 14 tělesa se připojuje těsně a pevně díl tělesa 18 trubkovitého tvaru, ve kterém je například uložen axiálně pohyblivý díl ventilu sestávající z kotvy 19 a jehly 20 ventilu tyčového tvaru popřípadě protáhlý nástavec sedla 21 ventilu. Oba díly 14 a 18 tělesa jsou vzájemně pevně spojeny například obvodovým svarem.

• ·

V na obr. 1 znázorněném příkladu provedení jsou díl tělesa 18 a navazující nástavec 21 sedla ventilu trubkovitého tvaru vzájemně pevně spojeny sešroubováním, svařování, letování, nebo lemování představuje ale rovněž možný způsob spojování. Utěsnění mezi dílem tělesa 18 a nástavcem 21 sedla ventilu se uskutečňuje například prostřednictvím těsnicího kroužku 22. Nástavec 21 sedla ventilu má vnitřní průchozí otvor 24. který probíhá souose k podélné ose 8. ventilu.

Svým spodním koncem 25, který také _η současně představuje uzávěr celého vstřikovacího ventilu na výstupní části, obklopuje nástavec 21 sedla ventilu v průchozím otvoru 24 vsazený element 26. sedla ventilu, který má ve směru proudění kuželovité se zužující plochu 27 sedla ventilu. V průchozím otvoru 24 je uspořádána jehla 20 ventilu, například tyčového tvaru s průřezem prakticky kruhového tvaru, který má na svém výstupním konci koncovou část 28 ventilu. Tato například kulovitá, nebo částečně kulovitá, popřípadě zaobleně vytvořená, nebo kuželovité se zužující koncová část 28. ventilu spolupůsobí známým způsobem s plochou 27 sedla ventilu, která je upravena v elementu 26 sedla ventilu. Na výstupní straně plochy 27 sedla ventilu je v elementu 26 sedla ventilu umístěn nejméně jeden výstupní otvor 32 pro palivo. Výstupní otvor 32 probíhá v příkladu provedení podle obrázku 1 souose k podélné ose 8. ventilu a končí na kolmo k podélné ose 8. ventilu umístěné ploché spodní čelní stěně elementu 26 sedla ventilu.

Ovládání vstřikovacího ventilu se uskutečňuje známým způsobem elektromagneticky. Piezoelektrický ovladač nebo magnetostriktivní ovladač jako vybuditelný ovládací element je však rovněž myslitelný. Rovněž je myslitelné ovládání přes řízený tlakově zatížený píst. K axiálnímu pohybu jehly 20 ventilu a tím k otevření • ·

proti síle v podélném otvoru 7 jádra 2 uspořádané zpětné pružiny 3 3 pro zpětné nastavení, popřípadě k zavření vstřikovacího ventilu slouží elektromagnetický okruh s magnetickou cívkou 1, jádrem 2, díly 14 a 18 tělesa a kotvou 19. Kotva 19 je s koncovou částí 28. ventilu na odvráceném konci jehly 20 ventilu například spojena svarem a vyrovnána na jádro 2. K vedení jehly 20 ventilu během jejího axiálního pohybu s kotvou 19 podél podélné osy 8. ventilu slouží na jedné straně v nástavci 21 sedla jehly na konci přivráceném ke kotvě 19 vodicí otvor 34 a na druhé straně na vstupní straně elementu 26 sedla ventilu uspořádaný vodicí element 35 kotoučového tvaru s rozměrově přesným vodicím otvorem 5 5. Kotva 19 je během svého axiálního pohybu obklopena mezidílem 4.

Mezi vodicím elementem 35 a elementem 26 sedla ventilu jsou uspořádány další dva elementy kotoučového tvaru a sice vířivý element 47 a tlumicí element 48. takže všechny čtyři elementy 3.5. 47. 48. a 28 prakticky leží na sobě a jsou uloženy v nástavci 21 sedla ventilu. Čtyři elementy 35, 47. 48 a 26 kotoučového tvaru jsou vzájemně pevně spojeny například na vnějším obvodu elementů 3 5. 47. 48 a 26 umístěným svarem 60. popřípadě několika po obvodu umístěnými bodovými svary, nebo přerušovaným svarem 60..

Do podélném otvoru 7 jádra 2 vsunutá zalisovaná nebo zašroubovaná stavěči objímka 38 slouží k nastavení předpětí zpětné pružiny 33. která přes centrovací díl 3 9 přiléhá svou vstupní stranou na stavěči objímku, která se svou protilehlou stranou opírá o kotvu 19. V kotvě 19 jsou upraveny jeden nebo více vrtání podobné kanály 40 proudění, kterými může palivo od podélného otvoru 7 v jádru 2 přes spojovací kanály 41 vytvořené poblíž vodícího otvoru 34 v nástavci 21 sedla ventilu, proniknout až do průchozího otvoru 24 .

Zdvih jehly 20 ventilu je dán montážní polohou elementu 26 sedla ventilu. Koncové nastavení jehly 20 ventilu je pří nebuzené magnetické cívce £ určeno dosednutím koncové části 28 ventilu na plochu 27 elementu 26 sedla ventilu, zatímco druhé koncové nastavení jehly 20 ventilu při buzené magnetické cívce £ vyplývá z dosednutí kotvy 19 na výstupní čelní stranu jádra 2. Povrch součástí v posledně jmenovaném rozsahu zařízení je například chromovaný.

Elektrické kontaktování magnetické cívky £ a tím její buzení se děje přes kontaktní elementy 43. které jsou ještě vně tělesa 3. cívky opatřeny obstříknutým pouzdrem 44 z umělé hmoty. Obstříknuté pouzdro 44 z umělé hmoty může zahrnovat také další součásti (například díly 14 a 18 tělesa) vstřikovacího ventilu paliva. Z obstříknutého pouzdra 44 umělou hmotou vychází elektrický připojovací kabel 45. přes který se uskutečňuje přívod proudu pro magnetickou cívku £. Obstříknuté pouzdro 44 umělou hmotou přečnívá v tomto místě horní díl 14 tělesa.

Na obr. 2 je znázorněna zvětšená část vedení a sedla v nepatrně oproti na obr. 1 změněném provedení, přičemž v obr. 1 shodné, popřípadě shodně působící díly, jsou označeny shodnými vztahovými značkami. Na obr. 2 ukázaném příkladu má element 26. sedla ventilu obvodovou přírubu 64. která zasahuje do výstupního konce nástavce 21 sedla ventilu. Výstupní otvor 32 je například umístěn šikmo ve sklonu k podélné ose £ ventilu, přičemž na výstupní straně končí v konvexně vyklenutém rozmezí odstřiku 66..

Vodicí element 35 má rozměrově přesný vnitřní vodicí otvor 55. kterým se pohybuje jehla 20 ventilu během svého axiálního pohybu. Na vnějším obvodu má vodicí element více vybrání 5 6.

kterými je garantováno proudění paliva na vnějším obvodu vodícího elementu 35 do vířivého elementu 47 a dále k ploše 27 sedla ventilu.

Mezi vířivým elementem 47 a elementem 26 sedla ventilu upnutý tlumicí element 48 je proveden ve tvaru kotouče s menší tloušťkou a podobá se v podstatě talířové pružině. Tlumicí element 48 je upevněn prostřednictvím materiálu, například prostřednictvím více na vnějším obvodu rozmístěných bodových svarů 60. které také obstarávají pevné spojení vodícího elementu 35. vířivého elementu 47 a elementu 26 sedla ventilu. Tlumicí element 48 je zhotoven z pružného a nerezavějícího kovového materiálu odolného proti opotřebení. Element 26 sedla ventilu a tlumicí element 48 jsou provedeny takovým způsobem, že tlumicí element 48 může při otevření a zavření ventilu vykonat nepatrný axiální pohyb v částečném rozsahu. Podle obr. 4 a 5 bude toto ještě následně popsáno.

Na obr. 3 je znázorněn tlumicí element 48 v půdorysu. Tlumicí element 48 představuje prstenec, který má vnitřní průchozí otvor 70.. Do tohoto průchozího otvoru 70 zasahuje jehla 20 ventilu svou koncovou částí 28 ventilu. Vycházeje od vnitřního průchozího otvoru 70 má tlumicí element 48 více radiálně na sebe navazujících úseků. Bezprostředně je průchozí otvor 70 obklopen těsnicím úsekem 71. Ohraničující stěna 72 průchozího otvoru 70 je vytvořena nepatrně konicky, přičemž se světlost průchozího otvoru 70 směrem k výstupu zmenšuje. Ohraničující stěna 72 má přitom jinou kuželovitost než koncová část 28 ventilu v tomto rozsahu, takže mezi oběma sousedícími, proti sobě ležícími plochami 28, 72 existuje diferenční úhel. Směrem ven od ohraničující stěny 72 navazuje společně s těsnicím úsekem 71 obloukovitý úsek 73 o průřezu tvaru S, na který navazuje radiální vnější, plochý upevňovací úsek 74. Protože úsek 73 ·· *· ·♦ ·· ·· · ♦ · · · · · · ··♦· • · · · · ··· · · · • ··· 9 9 99 999 9 9 9999 99 99 99 99 999 o průřezu tvaru S zahrnuje axiálně prodloužitelnou část, má tlumicí element 48 miskovitý tvar s prohloubenou vnitřní částí. Průchozí otvor 70 s ohraničující stěnou 72 a těsnicím úsekem 71 je axiálně přesazený k upevňovacímu úseku 74, zatímco úsek 73 o průřezu tvaru S spojuje úseky 71 a 74.

Element 26 sedla ventilu má horní, k vířivému elementu 47 přivrácenou čelní plochu 77. která neprobíhá přesně kolmo k podélné ose 8. ventilu, nýbrž má malý sklon. Tímto způsobem je mezi vířivým elementem 47 a elementem 26 sedla ventilu vytvořen meziprostor, který se k podélné ose 8. ventilu v axiálním směru zvětšuje, takže se tlumicí element 48 může axiálně pohybovat. Aby mohl pojmout tlumicí element 48, má element 26 sedla ventilu ve střední části, proudění přivrácené plochy 27 sedla ventilu vytvořeno prohloubení 78, které má prakticky obrys úseku 73 o průřezu tvaru S a těsnicího úseku 71 tlumicího elementu 48..

Na obr. 4 je znázorněn výřez IV z obr. 1, při otevřeném ventilu, a na obr. 5 výřez V z obr. 1, při uzavřeném ventilu. V otevřeném stavu ventilu přiléhá těsnicí element 48 svým upevňovacím úsekem 74 přímo na spodní čelní stranu vířivého elementu 47. Mezi tlumicím elementem 48 a elementem 26 sedla ventilu je menší diferenční úhel, který vede ke klínovité štěrbině 79 mezi elementy 48 a 26. Tato štěrbina 79 je v důsledku kapilárního účinku plněna palivem. Tlumicí element 48 svou ohraničující stěnou 72 průchozího otvoru 70 nepřiléhá na koncovou část 28 ventilu, takže existuje úzká, na základě diferenčního úhlu směrem k výstupu se rozšiřující, prstencová štěrbina 80 mezi ohraničující stěnou 72 a povrchem koncové části 28 ventilu.

• · · 4 ··4

4 444 4 44 ••'44 4 44 ···· 44: 44 44 ·····

Při zavírání ventilu se pohybuje jehla 20 ventilu podél podélné osy 8. ventilu ve směru k ploše 27 sedla ventilu. Pružící tlumicí element je přitom nepatrně brán sebou a sice nejméně tak daleko, až jehla 20 ventilu svou koncovou částí 28 ventilu dosedne na horní kruhovou hranu ohraničující stěny 72. která představuje těsnicí hranu 27‘. Během uzavírání je tímto způsobem zmenšován objem štěrbiny 79. Vytlačením paliva ze štěrbiny 79 je účinně bráněno eventuálním odrazům jehly 20 ventilu při dosednutí na plochu 27 sedla ventilu. Jedná se tedy o hydraulické tlumení tlumicím elementem 48. Tvarování tlumicího elementu 48 umožňuje, aby tlumicí element 48 plně převzal těsnicí funkci při zavřeném ventilu. Při uzavřeném ventilu neleží tlumicí element 48 na prohloubení 78. elementu 26 sedla ventilu, jak osvětluje obr. 5. Plocha 27 sedla ventilu a ohraničující stěna 72 s těsnicí hranou 27‘ jsou například provedeny tak přesně, že obě společně přejímají těsnicí funkci ventilu při přiléhající koncové části 28 ventilu.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Vstřikovací ventil paliva se vstupem (2) paliva na přívodním konci, s vybuditelným ovládacím zařízením (1, 2, 19), kterým je jehla (20) ventilu pohyblivá, s koncovou částí (28) ventilu, která je spojena s jehlou (20) ventilu, a která k otevření a zavření ventilu spolupůsobí se sedlem (27, 27‘) ventilu, s výstupem (32) paliva na odstřikovacím konci upraveným na výstupu sedla (27, 27‘) ventilu a s tlumicím elementem (48) k utlumení pohybu jehly (20) ventilu, upraveným na odstřikovacím konci, vyznačující se tím, že tlumicí element (48) je mezi vstupním elementem (47) a výstupním elementem (26) upnut takovým způsobem, že při pohybu jehly (20) je hydraulický polštář nacházející se mezi tlumicím elementem (48) a výstupním elementem (26) proměnný.
2. 2. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlumicí element (48) má těsnicí hranu (27‘), která spolupůsobí s uzavírací koncovou částí (28) ventilu k sedlu těsnění.
3. 3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že tlumicí element (48) je proveden v kotoučovém tvaru jako talířová pružina.
4. 4. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že tlumicí element (48) má tvar prstencového kotouče, který má průchozí otvor (70) s ohraničující stěnou (72), přičemž průchozím otvorem (70) prochází jehla (20) ventilu.

   • ·· • · ·· ·· ·· ·· • · · · · · · • · · · · ··· • ····)· · · • ········ ···· ·· ·· ·· ···.
5. 5. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 4, vyznačující se tím, že ohraničující stěna (72) průchozího otvoru (70) je vytvořena nepatrně konicky a má na svém vstupním konci těsnicí hranu (27‘).
6. 6. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že je vytvořen tlumicí element (48) miskového tvaru, přičemž na ohraničující stěnu (72) jsou připojeny směrem ven radiálně vycházející těsnicí úsek (71), obloukovitý úsek (73) v průřezu tvaru S a radiálně vnější, plochý upevňovací úsek (74).
7. 7. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 6, vyznačující se tím, že výstupní element (26) má ve své střední části prohloubení (78), které má prakticky obrys úseku (73) a těsnicího úseku (71) tlumicího elementu (48).
8. 8. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 7, vyznačující se tím, že při otevřeném ventilu přiléhá tlumicí element (48) svým upevňovacím úsekem (74) na vstupní element (47) a mezi tlumicím elementem (48) a výstupním elementem (26) je vytvořena klínovitá štěrbina (79).
9. 9. Vstřikovací ventil podle předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vstupní element je vířivým elementem (47) ve tvaru kotouče a výstupní element je elementem (26) sedla ventilu se sedlem (27) ventilu.
10. 10. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 9, vyznačující se tím, že tlumicí element (48) je na svém radiálně vnějším okraji • · »· · ·. · ·

    9 9 9 9 ··.» • · · ·· 999

    9 9 9 9 9\ 9 9. 99

    9 9 9 9 99

    9 9 99' 9 9 9 99 * prostřednictvím materiálu pevně spojen s vířivým elementem (47) a elementem (26) sedla ventilu.