CZ20011771A3

CZ20011771A3 - Injektor pro vstřikování paliva

Info

Publication number: CZ20011771A3
Application number: CZ20011771A
Authority: CZ
Inventors: Patrick Mattes
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 2000-08-19
Publication date: 2002-03-13
Also published as: JP2003510490A; WO2001021954A1; DE19945314A1; US6470858B1; KR20010080464A; EP1131551A1

Description

Vynález se týká injektoru^ paliva ve vstřikovacím systému Common-Rail spalovacího motoru, s tryskovým tělesem, které je prostřednictvím upíná-, cí matice upevněno na přidržovacím tělese, které má přítok paliva, který je ve spojení s centrálním vysokotlakovým pa livovým zásobníkem vně injektoru, as tlakovým prostorem uvnitř injektoru, ze kterého je vysokým tlakem ovlivněné palivo vstřikováno v závislosti na poloze ovládacího ventilu, který zabezpečuje nadzdvižení vratně pohyblivé tryskové jehly, uložené v podélném otvoru injektoru axiálně proti předpínací síle tryskové pružiny, od sedla, přičemž tato trysková pružina je uložena v prostoru tryskové pružiny, a to pokud je tlak v tlakovém prostoru větší než tlak v ovládacím prostoru, který je prostřednictvím přítokové tlumivky spojen s přítokem paliva.

Dosavadní stav techniky

Ve vstřikovacím systému Common-Rail dopravuje vysokotlakové čerpadlo palivo do centrálního vysokotlakového zásobníku, který je označován jako Common-Rail. Z tohoto vyšokotlakového zásobníku vedou vysokotlaková potrubí k jednotlivým injektorům, které jsou přiřazeny k válcům motoru. Tyto injektory jsou jednotlivě ovládány elektronikou motoru. Tlak, který je k dispozici je v tlakovém prostoru a na ovládacím ventilu. Pokud se ovládací ventil otevře, prochází vysokým tlakem ovlivnované palivo kolem tryskové jehly nadzdvižené proti předpínací síle tryskové pružiny do spalovacího prostoru.

U obvyklých injektorů, které jsou známé například

z DE 197 24 637 AI, jsou použity relativně dlouhé tryskové jehly s tak zvanou tlačnou tyčí. V provozu působí na tyto tryskové jehly v důsledku vysokých tlaků a rychlé změny břemene značně vysoké síly. Tyto síly vedou k tomu, že tryskové jehly jsou v podélném směru natahovány a stlačovány. To má opět za následek, že zdvih tryskové jehly se mění v j závislosti na silách, které působí na tryskovou jehlu.

DE 199 36 668, který nebyl předem zveřejněn, jsou popsány injektory, které pracují bez tlačné tyče. Pro omezení ovládacího prostoru je použita objímka, která je při těsnicím účinku posuvná na tom konci tryskové jehly, který je vzdálen od spalovacího prostoru, a prostřednictvím tryskové pružiny je držena v dosednutí na injektorové skříni. Utěsnění ovládacího prostoru se dosahuje prostřednictvím upínací hrany vytvořené na dosedací ploše objímky. Pokud dojde na této upínací hraně k prosakování, tak to může vést k výpadku odpovídajícího injektoru.

Podstata_vynálezu

Vynález si klade za úkol vytvořit injektor Common-Rail, který by při využití obvyklých vstřikovacích trysek umožnil značně vyšší rychlosti tryskových jehel a který by stabilně pracoval. Mimoto má mít tento injektor podle vynálezu jednoduchou konstrukci a má být ekonomicky výhodně zhotovitel-· ⁿý·

Vytčený úkol je u injektoru Common-Rail pro vstřikování paliva do Common-Rail vstřikovacího systému spalovacího motoru, s tryskovým tělesem, které je prostřednictvím upínací matice upevněno na přidržovacím tělese, které má přítok paliva, který jeve spojení s centrálním vysokotlakovým palivovým zásobníkem vně injektoru, as tlakovým prostorem uvnitř injektoru, ze kterého je vysokým tlakem ovlivněné palivo vstřikováno v závislosti ná poloze ovládacího ventilu, který zabezpečuje nadzdvižení vratně pohyblivé tryskové jehly, uložené v podélném otvoru injektoru axiálně proti předpínací síle tryskové pružiny, od sedla, přičemž tato trysková pružina je uložena v prostoru tryskové pružiny, a to pokud je tlak v tlakovém prostoru větší, než tlak v ovládacím prostoru, který je prostřednictvím přítokové tlumivky spojen s přítokem paliva, řešen tím, že ovládací prostor je integrován do tryskového tělesa, že na od spalovacího prostoru vzdáleném konci tryskové jehly je vytvořen ovládací čep, který je veden v ovládacím prostoru, a že prostor tryskové pružiny je uspořádán Vně ovládacího prostoru. Vynález poskytuje tu výhodu, že ovládací prostor a prostor tryskové pružiny může být uspořádán na tom konci tryskové jehly, který je vzdálen od spalovacího prostoru, aniž by objem ovládacího prostoru byl závislý na konstrukčním prostoru tryskové pružiny. Proto je možné zamontovat velkoobjemovou tryskovou pružinu s vysokou tuhostí pružení, která zabezpečuje dobré uzavírání tryskové jehly. To umožňuje přesně stanovit dobu vstřikování a okamžik vstřiku.

Zvláštní provedení vynálezu spočívá v tom, že přítok paliva vyústuje do prostoru tryskové pružiny a že na tryskové jehle je mezi prostorem tryskové pružiny a mezi tlakovým prostorem vytvořeno nejméně jedno zploštění. Tím se vytvoří průtokové spojení mezi prostorem tryskové pružiny a mezi tlakovým prostorem, skrz které může procházet vstřikované palivo z přívodu paliva do tlakového prostoru. Otvor k tlakovému prostoru, který je obvykle vytvořen u injektoru, tak může odpadnout.

Další zvláštní vytvoření vynálezu spočívá v tom, že tryskové těleso je vytvořeno ze dvou součástí a že óvláda cí prostor je vytvořen v jeho součásti vzdálené od spalovacího prostoru. Při výrobě tryskového tělesa se využije prodloužené tryskové těleso. Před oddělením součásti, případně části vzdálené od spalovacího prostoru se s výhodou vytvoří centrální otvor pro jehlu a dva upevňovací otvory pro ulože* ní upevňovacích kolíků ve smontovaném stavu do tryskového tělesa. Tím se může zabránit bočnímu přesazení jehlového otvoru a vodícího otvoru a tak přeurčenému vedení jehly.

Další zvláštní provedení vynálezu spočívá v tom, že v tryskovém tělese je v jeho součásti vzdálené od spalovacího prostoru uspořádán ventilový kus, který má centrální spouštěcí otvor s odtokovou tlumivkou a ventilové sedlo. Prostřednictvím centrálního spouštěcího otvoru se vytvoří spojení mezi ovládacím prostorem a mezi odlehčovacím prostorem. Ventilové sedlo spolupůsobí s ovládacím ventilovým členem, který ovládá průběh vstřiku injektoru podle vynálezu. Prostřednictvím integrace odtokové tlumivky do ventilového kusu se zabezpečí možnost snadné výměny odtokové tlumivky .

Další zvláště výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že přítoková tlumivka je upravena ve vývrtu v tryskovém tělese, který spojuje ovládací prostor s prostorem tryskové pružiny. Z výrobních důvodů a/nebo ekonomických důvodů může také být přítoková tlumivka upravena v jiné konstrukční součásti, například v tryskové jehle.

Další zvláštní provedení vynálezu spočívá v tom, žena tryskové jehle je vytvořen stupen, který vytváří doraz pro mezilehlý kotouč, vytvářející podpěru pro tryskovou pružinu. Prostřednictvím vhodné volby tloušťky mezilehlého kotouče lze nastavit předpětí, případně zdvih tryskové jehly.

Μ ··>* _21?£ázku_na_výkre se

Další výhody, znaky a podrobnosti vynálezu vyplývají z následujícího popisu ve spojení s výkresovou částí, přičemž na výkrese je detailně popsán příklad provedení vynálezu. Přitom mohou být v patentových nárocích a v popise uvedené znaky podstatné z hlediska vynálezu buď jednotlivé nebo v libovolné kombinaci.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn výřez injektoru Common-Rail podle vynálezu v podélném řezu.

?£íkJadý_provedění_vynálezu

Znázorněný injektor má tryskové těleso χ. Toto tryskové těleso _1 zasahuje svým volným koncem, který není znázorněn, do spalovacího prostoru napájeného spalovacího motoru. Tryskové těleso 1^ je tvořeno součástí 2 na straně spalovacího prostoru a součástí vzdálené od spalovacího prostoru. Součást 2 na straně spalovacího prostoru a součást 3 vzdálená od spalovacího prostoru jsou upraveny tak, že na sebe dosedají navzájem a ve smontovaném stavu jsou v relativních vzájemných polohách drženy prostřednictvím upevňovacího kolíku 4.

Tryskové těleso je upnuto prostřednictvím upínací matice 5 proti přidržovacímu tělesu 6. V tryskovém tělese jL je axiálně posuvně uložena trysková jehla T_. Na vnější obvodové ploše tryskové jehly 7 je vytvořeno více zploštění ·<. 8, ze kterých je na obr. znázorněno jen jedno. Tato zploštění 8 vytvářejí spojení mezi přítokem 9 paliva, který prochází skrz přidržovací těleso 6 a skrz součást 3 vzdálenou od spalovacího prostoru tryskového tělesa jL do prostoru 10 tryskové pružiny 11 a neznázorněného tlakového prostoru.

• 4	•		• 99 *	99	9
9 ·	99	9 9	9	9 *	• 9
•	9	• ·	999	4 9	9
9	•	♦ 9 ♦	9	9 9	9	9
•	•	• ·	•	C	•	•
9999	999	9 9	999	9 9	9 9

V prostoru 10 tryskové pružiny 11 je uložena trysková pružina 11, která drží v dosednutí špičku tryskové jehly 7 proti příslušnému neznázorněnému sedlu. Tato trysková pružina 11 je předepjata mezi čelní plochou součásti 2 vzdálené od spalovacího prostoru, která je přivrácená ke spalovacímu prostoru, a mezi mezilehlým kotoučem 12. Tento mezilehlý kotouč 12 dosedá na stupen 13, který je vytvořen na tryskové jehle 2·

V návaznosti na stupen 13 je na konci tryskové jehly 7, který je vzdálen od spalovacího prostoru, vytvořen ovládací čep 14 s menším průměrem, než jaký má trysková jehla 7. Ovládací čep 14 je veden v ovládacím prostoru 15, který je vytvořen centrálním vývrtem v součásti 3 vzdálené od spalovacího prostoru tryskového tělesa _1· Trysková pružina 11 je uspořádána vně ovládacího prostoru 15 soustředně vzhledem k ovládacímu čepu 14.

Centrální vývrt v součásti 3 vzdálené od spalovacího prostoru tryskového tělesa 2 má tři úseky s rozdílnými průměry. Ovládací prostor 15 je přitom uspořádán v úseku snejmenším průměrem.

Na straně odvrácené od spalovacího prostoru je ovládací prostor 15 omezen ventilovým kusem 16. Mezi nákružkem vytvořeným na ventilovém kusu 16 a mezi obvodovým osazením na součásti 3 vzdálené od spalovacího prostoru tryskového tělesa 2 J^e uspořádán těsnicí kroužek 17 z mědi nebo z oce- li. Tento těsnicí kroužek 17 zabezpečuje utěsnění ovládacího prostoru 15 na straně odvrácené od spalovacího prostoru.

Prostřednictvím přítokové tlumivky 20, která je vytvořena v součásti 2 vzdálené od spalovacího prostoru tryskového tělesa 2» prochází palivo pod vysokým tlakem z přítoku 2 P^aliva do ovládacího prostoru 15. Tento ovládací pros tor 15 je prostřednictvím odtokové tlumivky 21, která je vytvořena centrálně ve ventilovém kusu 16, ve spojení s odlehčovacím prostorem 22.

V návaznosti na odtokovou tlumivku 21 je na ventilovém kusu 16 vytvořeno ventilové sedlo 24. Toto ventilové sedlo 24 spolupůsobí, s ovládacím ventilovým členem. 18, který je uložen vratně pohyblivě ve ventilovém tělese 19. Podle toho, zda je na konci ovládacího ventilového člénu'18 přivráceném ke spalovacímu prostoru vytvořená koule v dosednutí na ventilovém sedle 24, je uvolněno spojení mezi ovládacím prostorem 15 a mezi odlehčovacím prostorem 22. Tento odlehčovací prostor 22 je prostřednictvím odtoku 23 paliva ve spojení s neznázorněnou palivovou nádrží.

Pokud se neuskuteční žádné vstřikování, tak je trysková jehla Ί_ zatlačena tlakem proti svému sedlu. Součet uzavírací síly z ovládacího prostoru 15 a tryskové pružiny převáží usazovací sílu na jehlovém sedle. Vstřikování se zavede tlakovým odlehčením ovládacího prostoru 15. Trysková jehla Ί_ se nadzdvihne od svého sedla a vysokým tlakem ovlivňované palivo je vstřikováno skrz neznázorněné vstřikovací otvory do spalovacího prostoru spalovacího motoru. Rychlost otevírání a uzavírání je při pevných odtokových a přítokových poměrech určena průřezem ovládacího čepu 14.

Tak jak je to podmíněno funkčním principem podle vynálezu nevzniká ve znázorněném injektoru žádné vnitřní prosakování. Γο znamená, že v neovládaném stavu není odváděno žádné množství prosakujícího oleje, což vede k menším specifickým potřebným hodnotám. Prostřednictvím definovaného utěsnění ovládacího prostoru 15 se navíc zabezpečí větší funkční spolehlivost injektoru podle vynálezu. Ve srovnání s obvyklými injektory jsou také zmenšeny tolerance in8 • · · ·

jektoru. Mimoto umožňují opatření podle vynálezu výrobu injektorů s menšími rozměry, než jaké mají obvyklé injektory. Odtoková tlumivka 21 je přitom oddělena od přítokové tlumivky 20.

Ovládací ventil vytvořený z ventilového kusu 16, těsv ničího kroužku 17, ovládacího ventilového členu 18 a z ventilového tělesa 19 může být vytvořen jako jednou spínající * w».nebo dvojitě .spina jící.ventil. Jako ovládač může být nasazen magnet nebo piezo.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Injektor (Common-Rail)pro vstřikování paliva ve vstřikovacím systémuvspalovacího motoru, s tryskovým tělesem (1), které je prostřednictvím upínací matice (5) upevněno na přidržovacím tělese (6), které má přítok (9) paliva, který je ve spojení s centrálním vysokotlakovýmpalivovým zásobníkem vně injektoru, a s tlakovým prostorem uvnitř injektoru, ze kterého je vysokým tlakem ovlivněné palivo vstřikováno v závislosti na poloze ovládacího ventilu, který zabezpečuje nadzdvižení vratně pohyblivé tryskové jehly (7), uložené v podélném otvoru injektoru axiálně proti předpínací síle tryskové pružiny (11), od sedla, přičemž tato trysková pružina (11) je uložena v prostoru (10) tryskové pružiny (11), a to pokud je tlak v tlakovém prostoru větší, než tlak v ovládacím prostoru (15), který je prostřednictvím přítokové tlumivky (20) spojen s přítokem (9) paliva, vyznačující se tím, že ovládací prostor (15) je integrován do tryskového tělésa (1), že na od spalovacího prostoru vzdáleném konci tryskové jehly (7) je vytvořen ovládací čep (14), který je veden v ovládacím prostoru (15), a že prostor (10) tryskové pružiny (11) je uspořádán vně ovládacího prostoru (15).
2. Injektor Common-Rail podle nároku 1, vyznačující se tím, že přítok (9) paliva vyústuje do prostoru (10) tryskové pružiny (11) a že na tryskové jehle (7) je mezi prostorem (10) tryskové pružiny (11) a mezi tlakovým prostorem vytvořeno nejméně jedno zploštění (8).
3. Injektor Common-Rail podle jednoho z předcházejících nároků, vyznač i.i jící se tím, že tryskové těleso (1) je vytvořeno ze dvou součástí (2, 3) a že ovládací prostor (15) je vytvořen v jeho součásti (3) vzdálené od spalo- · · · · · · ·· · • · · · · · ·

9 · 9 9 99 9

9 9 9 9 9

99 9 9 99 9 9 9 9 9 9 • · ·

- 10 vacího prostoru.
4. Injektor Common-Rail podle nároku 3, vyznačující se tím, že v tryskovém tělese (1) je v jeho součásti (3) vzdálené od spalovacího prostoru uspořádán ventilový kus (16), který má centrální spouštěcí otvor s odtokovou tlumivkou (21) a ventilové sedlo (24) .

-
5. Injektor Common-Rail podle jednoho z předcházejících nároků , vyznačující se tím, že přít oková tlumivka (20) je upravena ve vývrtn v tryskovém tělese (1), který spojuje ovládací prostor (15) s prostorem (10) tryskové pružiny (11).
6. injektor Common-Rail podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující setím, že přítoková tlumivka (20) je integrována do tryskové jehly (7).
7. Injektor Common-Rail podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že na tryskové jehle (7) je vytvořen stupen (13), který vytváří doraz pro mezilehlý kotouč (12), vytvářející podpěru pro tryskovou pružinu (11).