CZ20011397A3

CZ20011397A3 - Injektor pro vstřikovací systém se společným tlakovým zásobníkem paliva

Info

Publication number: CZ20011397A3
Application number: CZ20011397A
Authority: CZ
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2002-02-13
Also published as: WO2001014722A1; DE50008666D1; DE19939939A1; US6988680B1; EP1123461B1; EP1123461A1; JP2003507647A

Description

Oblast techniky

Vynález se týká injektoru pro vstřikovací systém se společným tlakovým zásobníkem paliva pro spalovací motory, s řídicí komorou ventilu ohraničenou čelní plochou jehly trysky, přičemž přívod paliva je proveden přívodním škrticím ústrojím a odtok paliva odtokovým škrticím ústrojím, a přičemž v řídicí komoře ventilu je uspořádán uzavírací píst.

Dosavadní stav techniky

Aby mohla být zkrácena konstrukční délka dosavadních injektorů, byly konány různé pokusy s cílem vytvořit injektory, u nichž jehla trysky ústí přímo do řídicí komory ventilu a není zapotřebí pístu ventilu. Ze spisu EP 0 426 205 je známý injektor, u něhož jehla trysky ústí přímo do řídicí komory ventilu. V řídicí komoře ventilu se nachází řídicí element a uzavírací píst. Nevýhodou tohoto provedení je, že uzavírací píst a řídicí element jsou uspořádány za sebou s přívodním škrticím ústrojím a odtokovým škrticím ústrojím, takže konstrukční délka injektoru je i přes vypuštění pístu ventilu ještě poměrně velká. Kromě toho jsou uzavírací síly na konci vstřikování relativně malé.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit injektor, který bude mít zvlášť kompaktní provedení, bude jednoduše sestrojitelný, a u něhož budou uzavírací síly na konci vstřikování vysoké.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje injektor pro vstřikovací systém se společným tlakovým zásobníkem paliva pro spalovací motory, s řídicí komorou ventilu ohraničenou čelní plochou jehly trysky, přičemž přívod paliva je proveden přívodním škrticím ústrojím a odtok paliva odtokovým škrticím ústrojím, a přičemž v řídicí komoře ventilu je uspořádán uzavírací píst, podle vynálezu, jehož podstatou je, že uzavírací píst má větší průměr než jehla trysky.

Injektor podle vynálezu má tu výhodu, že jeho konstrukční délka je zvlášť malá, protože v řídicí komoře ventilu je uspořádán pouze uzavírací píst. Kromě toho je u injektoru podle vynálezu uzavírací síla na konci vstřikování zvlášť velká, protože průměr uzavíracího pístu je větší než průměr jehly trysky. V neposlední řadě je snížením počtu součástí injektoru dosaženo jednoduchého provedení injektoru.

Podle výhodného provedení injektoru podle vynálezu je uzavírací píst uspořádán mezi přívodním škrticím ústrojím a odtokovým škrticím ústrojím na jedné straně a jehlou trysky na druhé straně, takže uzavírací píst rovněž přejímá úkoly řízení.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu obsahuje uzavírací píst první otvor probíhající mezi jeho čelními plochami, takže výtlačná práce, kterou musí jehla trysky při otevření vstřikovací trysky vykonat proti tlaku v řídicí komoře ventilu, je malá.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu obsahuje uzavírací píst škrticí otvor probíhající mezi jeho čelními plochami, takže na • ·· > · konci vstřikování se uzavírací píst přemístí zpět do své výchozí polohy definovanou rychlostí.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je v řídicí komoře ventilu uspořádán doraz zdvihu, který omezuje možnost posouvání uzavíracího pístu ve směru k přívodnímu škrticímu ústrojí a odtokovému škrticímu ústrojí, takže palivo může bez jakýchkoli překážek vtékat do této části řídicí komory ventilu a opět z ní vytékat.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je upravena uzavírací pružina opírající se o uzavírací píst a jehlu trysky, takže uzavírací píst se po skončení vstřikování účinkem této uzavírací pružiny přemístí do své výchozí polohy.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je uzavírací pružina uspořádána v řídicí komoře ventilu, čímž je dosaženo jednoduchého provedení a síla uzavírací pružiny působí přímo na uzavírací píst.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se uzavírací pružina opírá o čelní plochu jehly trysky, takže jehla trysky má jednoduché provedení.

Podle další varianty obsahuje jehla trysky kolík uspořádaný ve směru její podélné osy a vyčnívající z její čelní plochy, takže část řídicí komory ventilu ohraničená uzavíracím pístem a čelní plochou jehly trysky není menší než minimální objem stanovený délkou kolíku. Tento minimální objem způsobuje na základě elastičnosti paliva v řídicí komoře ventilu a stěn řídicí komory ventilu určitou elastičnost neboli „citlivost“ injektoru.

Podle další varianty vynálezu je první otvor uzavíracího pístu uzavíratelný kolíkem, takže při otevřené vstřikovací trysce již tlak v řídicí komoře ventilu mezi uzavíracím pístem a jehlou trysky nutně neklesne a ztráty únikem paliva mezi jehlou trysky a řídicí komorou ventilu se sníží.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu obsahuje první otvor uzavíracího pístu na čelní ploše přivrácené k jehle trysky těsnicí sedlo a kolík je opatřen odpovídajícím těsnicím kuželem, takže mezi kolíkem a uzavíracím pístem se dosáhne zvlášť dobrého utěsnění.

Podle ještě dalšího výhodného provedení vynálezu jsou přívodní škrticí ústrojí a/nebo odtokové škrticí ústrojí uspořádány v tělese injektoru, čímž se dále zmenší rozměry injektoru.

Další výhody a výhodná provedení vynálezu jsou uvedeny v následujícím popisu a nárocích a znázorněny na výkresech.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje řez injektorem podle vynálezu a obr. 2 ve zvětšeném měřítku detail X z obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn injektor podle vynálezu. Prostřednictvím vysokotlaké přípojky 1 je palivo 3. vedeno přívodním kanálem 5. ke vstřikovací trysce 7 a přívodním vstupním ústrojím 9 do řídicí komory 11 ventilu. Řídicí komora 11 ventilu je prostřednictvím odtokového škrticího ústrojí 13. které je otvíráno magnetickým ventilem 15. spojena se zpětným vedením 17 paliva. Palivo .3. je na obr. 1 znázorněno jako černá plocha.

Řídicí komora 11 ventilu je ohraničena jehlou 21 trysky. Jehla 21 trysky brání proudění paliva 3_, které je pod tlakem, mezi vstřikováními do neznázorněného spalovacího prostoru. Toho se dosáhne tím, že jehla 21 trysky se zatlačí do sedla 22 a přívodní kanál 5. se vůči neznázorněnému spalovacímu prostoru utěsní.

* . 'ifc. ··

Jehla 21 trysky obsahuje přechodovou část 23. představující změnu průřezu z většího průměru 25 na menší průměr 27. Svým větším průměrem 25 je jehla 21 trysky vedena v tělese 29. Přechodová část 23 ohraničuje tlakovou komoru 3 1 vstřikovací trysky

7.

Na obr. 2 je ve zvětšeném měřítku znázorněn detail X z obr. 1 injektoru podle vynálezu. V tomto zobrazení je vidět, že řídicí komora 11 ventilu je ohraničena čelní plochou 33 jehly 21 trysky. V řídicí komoře 11 ventilu se nachází uzavírací píst 34, který obsahuje větší první otvor 35 a menší druhý otvor, sloužící jako škrticí otvor 3 6. Zdvih uzavíracího pístu 34 ve směru k magnetickému ventilu 15 je ohraničen dorazem 37 zdvihu. Z čelní plochy 33 jehly 21 trysky vyčnívá kolík 38 se špičkou ve tvaru kužele, která je přizpůsobena obdobně provedenému těsnicímu sedlu 39 v uzavíracím pístu 34. Na obr. 2 je znázorněn stav injektoru, v němž uzavírací píst 34 dosedá na doraz 37 zdvihu a jehla 21 trysky dosedá do sedla 22. které na obr. 2 není znázorněno. V této poloze existuje mezi kolíkem 38 a těsnicím sedlem 39 uzavíracího pístu 34 mezera, takže palivo 3, na obr. 2 rovněž neznázorněné, může proudit prvním otvorem 35 v uzavíracím pístu 34 do části řídicí komory 11 ventilu nacházející se mezi uzavíracím pístem 34 a jehlou 22 trysky.

Při zavřeném odtokovém škrticím ústrojí 13 je hydraulická síla působící na čelní plochu 33 jehly 21 trysky větší než hydraulická síla působící na přechodovou část 23. protože čelní plocha 33 jehly 21 trysky je větší než prstencové plocha přechodové části 23.. Když není neznázorněné vysokotlaké čerpadlo vstřikovacího systému paliva poháněno, protože motor stojí, přitlačuje uzavírací pružina 40. která působí na čelní plochu 3 3 jehly 21 trysky, jehlu 21 trysky do sedla 22. znázorněného na obr. 1, a tím uzavírá vstřikovací trysku ]_, respektive injektor.

Když se odtokové škrticí ústrojí 13 otevře tím, že kulička 41 magnetického ventilu 15. který není podrobně znázorněn, se nadzvedne od svého sedla 42. tlak v řídicí komoře 11 ventilu klesne. V důsledku toho klesne i hydraulická síla působící na čelní plochu

33. Jakmile je tato hydraulická síla menší než hydraulická síla působící na přechodovou část 23, pohybuje se jehla 21 trysky ve směru k uzavíracímu pístu 34 do té doby, dokud kolík 38 nedosedne na těsnicí sedlo 39. Tím se vstřikovací tryska 7, znázorněná na obr. 1, otevře a palivo 3. se vstříkne do spalovacího prostoru. Otevírací dráha jehly 21 trysky je označena na obr. 2 zdvihem h.

Přívodní škrticí ústrojí 9 brání úplnému vyrovnání tlaku mezi přívodním kanálem 5. a řídicí komorou 11 ventilu. Rychlost otevírání jehly 21 trysky je určena rozdílem průtoků v přívodním škrticím ústrojí 9 a v odtokovém škrticím ústrojí 13.

Toto nepřímé ovládání jehly 21 trysky prostřednictvím zesilovacího systému hydraulické síly je nutné, protože síly potřebné k rychlému otevření jehly 21 trysky nemohou být magnetickým ventilem 15 přímo vytvořeny. Takzvané „řídicí množství“ potřebné přídavně k množství paliva vstříknutého do spalovacího prostoru se dostane přes přívodní škrticí ústrojí 9, řídicí komoru 11 ventilu a odtokové škrticí ústrojí 13 do zpětného vedení 17 paliva. Navíc k řídicímu množství dojde ještě u vedení jehly 21 trysky k úniku paliva. Řídicí množství a uniklé množství paliva mohou činit až 50 mm³/zdvih a jsou opět přivedena přes magnetický ventil 15 zpět do neznázorněné palivové nádrže.

Pro ukončení vstřikování se odtokové škrticí ústrojí 13 kuličkou 41 magnetického ventilu 15 blíže neznázorněným způsobem uzavře. Uzavřením odtokového škrticího ústrojí 13 se v části 43 řídicí komory 11 ventilu, ohraničené uzavíracím pístem 34 a odtokovým škrticím ústrojím 13, vytvoří prostřednictvím přívodního škrticího ústrojí 9 opět tlak odpovídající přibližně tlaku v tlakovém zásobníku paliva. Tento tlak působí přes čelní plochu 45 uzavíracího pístu 34 a přes kolík 38 dosedající do těsnicího sedla 39 na jehlu 21 trysky hydraulickou silou. Jakmile tato hydraulická síla převýší hydraulickou sílu působící na přechodovou část 23. jehlu 21 trysky uzavře. V důsledku velikosti čelní plochy 45 uzavíracího pistu 34., která je podstatně větší než prstencová plocha přechodové části 23. je uzavírací pohyb velmi rychlý a je proveden velkou silou. Současně s uzavíracím pohybem proudí malá část paliva 3_, vtékajícího do části 43 řídicí komory 11 ventilu, škrticím otvorem 36, působícím jako škrticí otvor, do řídicí komory 11 ventilu ohraničené uzavíracím pístem 34 a čelní plochou 33 jehly 21 trysky. Uzavírací pohyb se provede tak rychle, že před dosažením vyrovnání tlaku dosedne jehla 21 trysky opět do sedla 22 a vstřikování je skončeno. Rychlost uzavírání jehly 21 trysky se v podstatě určí průtokem přes přívodní škrticí ústrojí 9.

Aby se uzavírací píst 34 přemístil po skončení vstřikování do své výchozí polohy na dorazu 37 zdvihu, naplní se část řídicí komory 11 ventilu, ohraničená uzavíracím pístem 34 a čelní plochou 33 jehly

4·	• 4 4 ·		44		4 4	• 4	4
4 ·	4	•		4 4	4	• 1	4 4
4	•	•		·'-	4 4		4
•	•	• 4		• 4	4 4	4 4	4
•	* 4	4		4 4	•	4 4	4
····	• ·		44		44	4 4	4 4

trysky, přes škrticí otvor 36, palivem, přičemž uzavírací pružina 40 tlačí uzavírací píst 34 směrem nahoru. V úvahu rovněž připadá upustit od škrticího otvoru 36 a vůli uzavíracího pístu 34 v tělese 21 zvolit tak velkou, aby palivo 3. proudilo prstencovou mezerou mezi uzavíracím pístem 34 a tělesem 29. Další čelní plocha 47 uzavíracího pístu 34 může být rovněž opatřena, jak je znázorněno na obr. 2, osazením, které slouží například pro vedení uzavírací pružiny 40.

Všechny znaky uvedené v popisu, v následujících patentových nárocích a znázorněné na výkresech mohou být ve smyslu vynálezu podstatné jak jednotlivě, tak i ve vzájemné libovolné kombinaci.

Claims

1. Injektor pro vstřikovací systém se společným tlakovým zásobníkem paliva pro spalovací motory, s řídicí komorou (11) ventilu ohraničenou čelní plochou (33) jehly (21) trysky, přičemž přívod paliva je proveden přívodním škrticím ústrojím (9) a odtok paliva odtokovým škrticím ústrojím (13), a přičemž v řídicí komoře (11) ventilu je uspořádán uzavírací píst (34), vyznačující se tím, že uzavírací píst (34) má větší průměr než jehla (21) trysky.

2. Injektor podle nároku 1, vyznačující se tím, že uzavírací píst (34) je uspořádán mezi přívodním škrticím ústrojím (9) a odtokovým škrticím ústrojím (13) na jedné straně a jehlou (21) trysky na druhé straně.

3. Injektor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že uzavírací píst (34) je opatřen prvním otvorem (35) probíhajícím mezi jeho čelními plochami (45, 47).

4. Injektor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uzavírací píst (34) je opatřen škrticím otvorem (36) probíhajícím mezi jeho čelními plochami (45, 47).

5. Injektor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že v řídicí komoře (11) ventilu je upraven doraz (37) zdvihu ohraničující posunování uzavíracího pístu (34) ve směru k přívodnímu škrticímu ústrojí (9) a odtokovému škrticímu ústrojí

6. Injektor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že mezi uzavíracím pístem (34) a jehlou (21) trysky je uspořádána uzavírací pružina (40), která se o ně opírá.

(13).

44 4« «4 4 4 4 c· 4 4 » 4 * 4 • 4 4 • 9 • 4 4 4 4 • '9 • • 4 * • 4 4 4 4 4 v 4 4 • 4 4 4 4 4 • ··» · » · 44 44 4 4 4 4

7. Injektor podle nároku 6, vyznačující se tím, že uzavírací pružina (40) je uspořádána v řídicí komoře (11) ventilu.

8. Injektor podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že uzavírací pružina (40) se opírá o čelní plochu (33) jehly (21) trysky.

9. Injektor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že jehla (21) trysky je opatřena kolíkem (38) vyčnívajícím z její čelní plochy (33) ve směru její podélné osy.

10. Injektor podle nároku 9, vyznačující se tím, že první otvor (35) uzavíracího pístu (34) je uzavíratelný kolíkem (38).

11. Injektor podle nároku 10, vyznačující se tím, že první otvor (35) uzavíracího pístu (34) je opatřen na své čelní ploše přivrácené k jehle (21) trysky těsnicím sedlem (39) a kolík (38) je opatřen odpovídajícím těsnicím kuželem.

12. Injektor podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že přívodní škrticí ústrojí (9) a/nebo odtokové škrticí ústrojí (13) jsou uspořádána v tělese (29) injektoru.