CZ20012468A3

CZ20012468A3 - Vstřikovací ventil paliva pro spalovací motory

Info

Publication number: CZ20012468A3
Application number: CZ20012468A
Authority: CZ
Inventors: Friedrich Boecking; Wolfgang Stoecklein
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2002-11-13
Also published as: KR20010101466A; DE50011086D1; CZ295475B6; EP1252433B1; WO2001038712A2; WO2001038712A3; DE19954288A1; JP2003515045A; US6581850B1; EP1252433A2; KR100717522B1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva pro spalovací motory, zejména jako součást vstřikovacího systému se zásobníkem paliva, s axiálně posuvně vedeným členem ventilu, kterým je řízen alespoň jeden vstřikovací otvor, a který má osazení ohraničující tlakový prostor, přičemž do tlakového prostoru se přivádí palivo z vysokotlakého zdroje paliva, kterým je člen ventilu nadzvednutelný od sedla ventilu proti uzavírací síle pro otevření alespoň jednoho vstřikovacího otvoru, a s řídicím ventilem ovlivňujícím pohyb tohoto členu ventilu, obsahujícím řídicí člen ventilu pohyblivý proti vratné síle přestavovací silou vytvářenou piezoelektrickým ovladačem a řídícím tlak, panující v řídicím tlakovém prostoru spojeném s vysokotlakým zdrojem paliva, který alespoň nepřímo přidržuje člen ventilu v jeho zavřené poloze, přičemž řídicím členem ventilu je řídicí tlakový prostor spojitelný s odlehčovacím prostorem a řídicí člen ventilu spolupracuje alespoň jednou těsnicí plochou s alespoň jedním sedlem ventilu, kterým se řídí spojení řídicího tlakového prostoru s odlehčovacím prostorem.

Dosavadní stav techniky

Takový vstřikovací ventil paliva je známý ze spisu DE 198 13 983 Al. Tento vstřikovací ventil paliva je součástí vstřikovacího systému paliva se zásobníkem paliva a obsahuje člen ventilu, kterým je řízen alespoň jeden vstřikovací otvor, a který má osazení ohraničující tlakový prostor. Do tlakového prostoru se tlakovým potrubím přivádí pod tlakem palivo z vysokotlakého zdroje paliva,

4·		9	0 9	00	9
*	0	•	♦ 9	9	9	9 9	99
	0'	0	9	9 ·	i 0	9
•		9 ·	9	0	9' 9	9 9	9
•		• 0	0	9	9	9 9	0
	•	··	9 99	• 4	00	• 0.

kterým je člen ventilu nadzdvihován od sedla ventilu proti uzavírací síle pro otevření alespoň jednoho vstřikovacího otvoru. Pohyb členu ventilu je ovlivňován řídicím ventilem, který obsahuje řídicí člen ventilu pohyblivý přestavovací silou vytvářenou piezoelektrickým ovladačem, který řídí tlak panující v řídicím tlakovém prostoru spojeném s vysokotlakým zdrojem paliva, přičemž tento tlak udržuje člen ventilu v jeho zavírací poloze. Řídicím členem ventilu může být řídicí tlakový prostor spojen s odlehčovacím prostorem, čímž tlak v řídicím tlakovém prostoru klesne a člen ventilu se může pohybovat ve směru otevírání. Řídicí člen ventilu spolupracuje svou těsnicí plochou se sedlem ventilu. Pro rychlejší otevírání a zavírání vstřikovacího ventilu paliva, které je zapotřebí například pro dosažení takzvaného předvstřiku, je zapotřebí velkých přestavovacích sil pro řídicí člen ventilu, které musí být vyvozovány piezoelektrickým ovladačem, aby došlo k nadzvednutí řídicího členu ventilu od sedla ventilu a po změně směru jeho pohybu k jeho opětovnému vrácení do sedla ventilu. Pohyb řídicího členu ventilu přestavovací silou vyvozovanou piezoelektrickým ovladačem však musí mimo jiné nastat i proti tlaku panujícímu v řídicím tlakovém prostoru, takže pro jeho pohyb je zapotřebí vynaložení větší síly. Z těchto důvodů je zapotřebí vytvořit piezoelektrický ovladač s velkými rozměry.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vstřikovací ventil paliva pro spalovací motory, zejména jako součást vstřikovacího systému se zásobníkem paliva, s axiálně posuvně vedeným členem ventilu, kterým je řízen alespoň jeden vstřikovací otvor, a který má osazení ohraničující tlakový prostor, přičemž do tlakového prostoru se přivádí palivo z vysokotlakého zdroje paliva, kterým je člen ventilu nadzvednutelný od sedla ventilu proti uzavírací síle pro otevření

i «· » · alespoň jednoho vstřikovacího otvoru, a s řídicím ventilem ovlivňujícím pohyb tohoto členu ventilu, obsahujícím řídicí člen ventilu pohyblivý proti vratné síle přestavovací silou vytvářenou piezoelektrickým ovladačem a řídícím tlak, panující v řídicím tlakovém prostoru spojeném s vysokotlakým zdrojem paliva, který alespoň nepřímo přidržuje člen ventilu v jeho zavřené poloze, přičemž řídicím členem ventilu je řídicí tlakový prostor spojitelný s odlehčovacím prostorem a řídicí člen ventilu spolupracuje alespoň jednou těsnicí plochou s alespoň jedním sedlem ventilu, kterým se řídí spojení řídicího tlakového prostoru s odlehčovacím prostorem, podle vynálezu, jehož podstatou je, že řídicí ventil má dvě sedla ventilu uspořádaná se vzájemným odstupem od sebe ve směru pohybu řídicího členu ventilu, řídicí člen ventilu je pohyblivý mezi dvěma zavíracími polohami, v nichž vždy dosedá svou jednou těsnicí plochou na jedno z těchto sedel ventilu, a řídicí tlakový prostor je oddělen od odlehčovacího prostoru, přičemž při řídicím členu ventilu uspořádaném mezi oběma svými zavíracími polohami je řídicí tlakový prostor spojen s odlehčovacím prostorem.

Vstřikovací ventil paliva podle vynálezu má tu výhodu, že řídicím členem ventilu se pohybem od jednoho sedla ventilu k druhému sedlu ventilu bez změny směru pohybu může dosáhnout velmi rychlého otevírání a zavírání vstřikovacího ventilu paliva, k čemuž je kromě toho zapotřebí pouze malé přestavovací síly vyvozované piezoelektrickým ovladačem, který tak může být proveden s malými rozměry.

V závislých patentových nárocích jsou uvedena výhodná provedení vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu.

Provedením podle nároku 2 nevznikne tlakem v tlakovém prostoru žádná síla působící na řídicí člen ventilu, takže pro pohyb ·· • · • · % · % · « · * * · • * • 9 » ·♦·· · * • ·· • «·

Φ ·á « 9 ·· · rozměry. Provedení podle nároku 3 řídicího ventilu.

řídicího členu ventilu je zapotřebí jen malé přestavovací síly vyvozované piezoelektrickým ovladačem a piezoelektrický ovladač může být proveden s malými umožňuje kompaktní konstrukci

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším příkladných provedeních podle znázorňuje schematicky vstřikovací paliva, obr. 2 v podélném řezu vstřikovacího systému paliva obr. 3 v podélném řezu modifikovaného provedení a ventil paliva podle druhého příkladného provedení.

popisu blíže přiložených výkresů, systém paliva vstřikovací ventil objasněn na dvou na nichž obr. 1 se zásobníkem paliva tohoto podle prvního příkladného provedení, vstřikovací ventil paliva podle obr. 4 v podélném řezu vstřikovací

Příklady provedení vynálezu

Vstřikovací systém paliva se zásobníkem paliva, znázorněný schematicky na obr. 1, obsahuje vysokotlaké čerpadlo 10, kterým je palivo dopravováno pod vysokým tlakem ze zásobníku 14 paliva do zásobní nádrže 12. Zásobník 14 paliva je proveden jako vysokotlaký zásobník paliva, takzvaný rail, z něhož vedou potrubí k vstřikovacím ventilům 16 paliva uspořádaným vstřikovací ventil 16 paliva má otevírání a zavírání vstřikovacího systém paliva se zásobníkem paliva má kromě toho řídicí zařízení 20. do něhož se přivádějí signály o různých provozních parametrech spalovacího stroje, a který v závislosti na těchto signálech ovládá řídicí ventily 18 vstřikovacích ventilů 16 paliva pro jejich otevírání nebo zavírání.

na spalovacím motoru. Každý řídicí ventil 18. který se řídí ventilu 16 paliva. Vstřikovací

*

4 *4 44 ♦ · 4 4 • 4 •

4'

444

Na obr. 2 je v podélném řezu znázorněn vstřikovací ventil 16 paliva s příslušným řídicím ventilem 18 podle prvního příkladného provedení. Vstřikovací ventil 16 paliva má těleso 22 ventilu, v němž je axiálně posuvně veden člen 24 ventilu. Těleso 22 ventilu má ve své koncové části přivrácené spalovacímu prostoru spalovacího motoru alespoň jeden, s výhodou však více vstřikovacích otvorů 26. Clen 24. ventilu má na své koncové části přivrácené ke spalovacímu prostoru upravenou těsnicí plochu 28, například ve tvaru kužele, která spolupracuje se sedlem 30 ventilu vytvořeným v tělese 22 ventilu, z něhož vystupují vstřikovací otvory 26. V tělese 22 ventilu je vytvořen prstencový prostor 32 obklopující člen 24 ventilu a spojený s tlakovým prostorem 34, který je zase spojen se zásobníkem 14 paliva, takže v tlakovém prostoru 34 panuje tlak vytvářený vysokotlakým čerpadlem 10. Člen 24 ventilu má osazení 36. uspořádané v tlakovém prostoru 34. prostřednictvím kterého vyvozuje tlak panující v tlakovém prostoru 34 sílu působící na člen 24 ventilu ve směru 38 otevírání členu 24 ventilu. Na člen 24 ventilu dosedá předepnutá uzavírací pružina 40, kterou je člen 24 ventilu zatěžován proti síle působící na člen 24 ventilu tlakem panujícím v tlakovém prostoru 34 ve směru zavírání. Prostřednictvím tlaku panujícího v tlakovém prostoru 34 je člen 24 ventilu pohyblivý ve směru 38. otevírání proti síle uzavírací pružiny 40 a přitom uvolňuje vstřikovací otvory 26. kterými je palivo vstřikováno do spalovacího prostoru spalovacího motoru. Pro skončení vstřikování je člen 24. ventilu tlačen ve směru zavírání svou těsnicí plochou 28 do sedla 30. ventilu na tělese 22 ventilu, takže vstřikovací otvory 26 se uzavřou.

V oblasti konce člen 24 ventilu odvráceného od spalovacího prostoru je uspořádán uzavírací píst 42. který je součástí řídicího ventilu 18.. Uzavírací píst 42 může být vytvořen jako jeden kus se členem 24 ventilu nebo i jako zvláštní součást. Uzavírací píst 42 je ii %*** • * ·

9

9 9

9999 99

9	··	99	9
9 9 '9		9	9	t	9 9-
9 9		9	9	9	9>
• 9		9	9 9	9	9
9 9		9	9	9	9
9 99	99			9 9	9 9.9

uspořádán alespoň přibližně koaxiálně se členem 24 ventilu a je axiálně posuvně veden v otvoru 44 provedeném v dílu 46 tělesa.

Uzavírací píst 42 ohraničuje v otvoru 44 řídicí tlakový prostor 48, který je prostřednictvím kanálu 49. v němž je uspořádáno škrticí ústrojí 50, spojen se zásobníkem 14 paliva. V části odvrácené od uzavíracího pístu 42 je otvor 44 vytvořen jako odstupňovaný a obsahuje první úsek 44a se zmenšeným průměrem a na něj navazující druhý úsek 44b se zvětšeným průměrem. Ze strany odvrácené od řídicího tlakového prostoru 48 je do úseků 44a. 44b otvoru 44 vloženo hrdlo 52. které má v podstatě poněkud menší průměr než první úsek 44a otvoru 44, a které je svou koncovou částí uspořádáno v tomto prvním úseku 44a. Hrdlo 52 je uspořádáno alespoň přibližně koaxiálně s uzavíracím pístem 42. Hrdlo 52 je opatřeno prstencovým nákružkem 53, jehož průměr je poněkud menší než průměr druhého úseku 44b otvoru 44. a který je uspořádán v tomto druhém úseku 44b. Hrdlo 52 dosedá svým prstencovým nákružkem 53 na prstencové osazení vytvořené v přechodu mezi úseky 44a a 44b otvoru 44. a je proto ve směru své podélné osy fixováno směrem k řídicímu tlakovému prostoru 48. Na díl 46 tělesa navazuje vložený kotouč 54, opatřený otvorem 55. jehož průměr je větší než průměr hrdla 52. avšak menší než průměr prstencového nákružku 53. Vložený kotouč 54 je upnut mezi dílem 46 tělesa a dalším dílem 56 tělesa, takže těmito díly 46. 56 tělesa je hrdlo 52 prostřednictvím svého prstencového nákružku 53 fixováno ve směru své podélné osy směrem od řídicího tlakového prostoru 48.

V hrdle 52 je vytvořen průtočný kanál 58. který začíná u čelního konce hrdla 52 ohraničujícího řídicí tlakový prostor 48 a ústí v plášťové ploše hrdla 52 u jeho konce odvráceného od řídicího tlakového prostoru 48.. Průtočný kanál 58 obsahuje, například vycházeje z čelního konce hrdla 52, první úsek 5 8a probíhající

přibližně rovnoběžně s podélnou osou hrdla 52 a druhý úsek 58b, uspořádaný k prvnímu úseku 58a kolmo, který ústí v plášťové ploše hrdla 52.. V průtočném kanálu 58 může být uspořádáno škrticí ústrojí 59 pro omezení průtoku. Na své koncové části odvrácené od řídicího tlakového prostoru 48 je hrdlo 52 opatřeno zkosením, například kuželovým, které slouží jako první sedlo 60 ventilu řídicího ventilu 18.

Další díl 56 tělesa řídicího ventilu 18 je opatřen otvorem 61, do něhož zasahuje hrdlo 52 svou částí odvrácenou od řídicího tlakového prostoru 48.. V otvoru 61 je těsně posuvně veden řídicí člen 62 ventilu, který je vytvořen jako dutý píst, do něhož zasahuje hrdlo 52.. Řídicí člen 62 ventilu obsahuje směrem ke vloženému kotouči 5 4 otvor 63. jehož průměr je jen o málo větší než průměr hrdla 52. procházejícího tímto otvorem 63.. Na otvor 63 navazuje v řídicím členu 62 ventilu tlakový prostor 64. který je vůči otvoru 63 rozšířen, a do něhož ústí průtočný kanál 58 hrdla 52.. Na tlakový prostor. 64 navazuje v řídicím členu 62 ventilu otvor 65 s menším průměrem než má otvor 63, který ústí na čelním konci řídicího členu 62 ventilu odvráceném od vloženého kotouče 54. Přechod z tlakového prostoru 64 do otvoru 65 je proveden se zkosením, například kuželovým. Otvor 63. tlakový prostor 64 a otvor 65 v řídicím členu 62 ventilu jsou uspořádány alespoň přibližně navzájem koaxiálně. Zkosení slouží jako první těsnicí plocha 66 řídicího členu 62 ventilu, která spolupracuje se zkosením na hrdle 52 jako prvním sedlem 60 ventilu. Otvor 65 tvoří výstupní kanál, kterým je tlakový prostor 64 spojen s vnější stranou řídicího Členu 62 ventilu.

Řídicí člen 62 ventilu má na své koncové části odvrácené od vloženého kotouče 54 nástavec 68, jehož průměr je menší než průměr části řídicího členu 62 ventilu vedené v otvoru 61, a který se směrem ke svému konci zužuje zkosením, například kuželovým, které tvoří na /4

'9· · fcfcfc • fc fc 0 ·	0 fcfc fc· fc fc • 0 ·	• 0 fc fc • 0	• 0-
• 000, 00	• 0 0 ··	0 0	• 0 0

řídicím členu 62 ventilu druhou těsnicí plochu 69.. Nástavcem 68 se zmenšeným průměrem je na řídicím členu 62 ventilu vytvořeno prstencové osazení 70. Otvor 61 je vytvořen jako slepá díra a mezi dnem 71 otvoru 61 a prstencovým osazením 70 řídicího členů 62. ventilu je uspořádána předepnutá vratná pružina 72. kterou je řídicí člen 62 ventilu tlačen směrem k vloženému kotouči 54. Dno 71 otvoru 61 je opatřeno prohloubením 73. uspořádaným alespoň přibližně souose s řídicím členem 62 ventilu, jehož okraj je vytvořen například ve tvaru kužele a tvoří druhé sedlo 74 ventilu, s nímž spolupracuje zkosení na řídicím členu 62 ventilu, tvořící druhou těsnicí plochu 69.. Řídicím členem 62 ventilu s jeho nástavcem 68 je v otvoru 61 ohraničen prstencový prostor 75, který je prostřednictvím kanálu 76 spojen s odlehčovacím prostorem, který může sloužit například jako zásobní nádrž 12..

Průměry prvního sedla 60. ventilu a druhého sedla 74 ventilu, na které řídicí člen 62 ventilu dosedá svou první těsnicí plochou 66 a svou druhou těsnicí plochou 69. jsou přibližně stejně velké.

Řídicím členem 62 ventilu je v otvoru 61 směrem k vloženému kotouči 54 ohraničen pracovní prostor 78. Otvor 61 může mít v oblasti prstencového prostoru 75 a/nebo v oblasti pracovního prostoru 78 poněkud větší průměr vůči oblasti, v níž je řídicí člen 62 ventilu veden v otvoru 61. Pracovní prostor 78 je prostřednictvím hydraulického převodu spojen s piezoelektrickým ovladačem 80.. Piezoelektrický ovladač 80 je ovládán řídicím zařízením 20 a v závislosti na elektrickém napětím do něho přivedeného mění svoji délku. Piezoelektrický ovladač 80 je uspořádán ve válci 81 a při změně své délky způsobí stlačení, popřípadě expanzi, hydraulického objemu uspořádaného ve válci 81. Hydraulického převodu se dosáhne tím, že hydraulický objem ovlivňovaný piezoelektrickým ovladačem 80 působí na píst 82. jehož průměr je menší oproti průměru

	··«··	ě	99		·*	9 9
• ·	•	·· ·	9	•
•	a	• ·	•	«		•
•			•
•	• ·	• ·	•		9
··*·	··	·· ·	··		*·	9

piezoelektrického ovladače 80, a který při délkové změně piezoelektrického ovladače 80 vykoná zdvih zvětšený o poměr průměru piezoelektrického ovladačem 80 vůči průměru pístu 82. Píst 82 je uspořádán alespoň přibližně koaxiálně s piezoelektrickým ovladačem 80 a je posuvně veden ve válci 83 s odpovídajícím průměrem. Pístem 82 je ohraničen pracovní prostor 84, který je prostřednictvím kanálu 85 se zmenšeným průměrem, vytvořeného v dílu 56 tělesa, spojen s pracovním prostorem 78.. Piezoelektrický ovladač 80 a píst 82 mohou být uspořádány libovolně na obvodu dílu 56 tělesa řídicího ventilu 18 a jejich podélné osy mohou být uspořádány přibližně kolmo k podélné ose řídicího ventilu 18 nebo, jak je znázorněno na obr. 2, s libovolným sklonem vůči podélné ose řídicího ventilu 18..

Nyní bude popsána funkce vstřikovacího ventilu 16 paliva a řídicího ventilu 18. Když není piezoelektrický ovladač 80 aktivován, panuje v pracovním prostoru 78 menší tlak a řídicí člen 62 ventilu je vratnou pružinou 72 udržován v dosednutí svou první těsnicí plochou 66 na prvním sedle 60 ventilu na hrdlu 52.. Řídicí člen 62 ventilu se přitom nachází v první zavírací poloze. Tlakový prostor 64 v řídicím členu 62 ventilu je proto oddělen od odlehčovacího prostoru, který je tvořen zásobní nádrží 12, a z řídicího tlakového prostoru 48 nemůže kanálem 5 8 do tlakového prostoru 64 proudit žádné palivo. Z tohoto důvodu panuje v řídicím tlakovém prostoru 48 tentýž tlak jako v zásobníku 14 paliva, který působí na uzavírací píst 42, a kterým uzavírací píst 42 působí na člen 24 ventilu, který přidržuje v jeho zavřené poloze, v níž člen 24 ventilu dosedá svou těsnicí plochou 28. na sedlo 30 ventilu a uzavírá vstřikovací otvory 26, takže nemůže být vstřikováno žádné palivo.

Když je piezoelektrický ovladač 80 ovládán řídicím zařízením 20, zvětší se jeho délka a pístem 82 se z pracovního prostoru 84

	····				• A		•
• ·	•	·· ·		•	•	9	• ··.
•	*	• ·		•	•	«
•
•	• ·	• A		•	•	•
• · 4 ·	··	···	··		• 9		·· ·

vytlačí hydraulický objem kanálem 85 do pracovního prostoru 78. kde stoupne tlak, dokud síla jím vyvozená a působící na řídicí člen 62 ventilu nepřekoná předpětí vratné pružiny 72 a řídicí člen 62 ventilu se nepohybuje od vloženého kotouče 54. První těsnicí plocha 66 řídicího členu 62 ventilu se přitom nadzvedne od prvního sedla 60. ventilu na hrdle 52. takže tlakový prostor 64 v řídicím členu 62. ventilu je spojen s otvorem 65.. Druhá těsnicí plocha 69 na řídicím členu 62 ventilu ještě nedosedla na druhé sedlo 74 ventilu, takže otvor 65 řídicího členu 62 ventilu je spojen s prstencovým prostorem 75 a prostřednictvím něho i se zásobní nádrží 12 tvořící odlehčovací prostor. Z řídicího tlakového prostoru 48 může v této otevřené poloze řídicího ventilu 18 proudit palivo průtočným kanálem 5 8, tlakovým prostorem 64 a otvorem 65 sloužícím jako výstupní kanál do odlehčovacího prostoru, čímž tlak v řídicím tlakovém prostoru 48. klesne. Člen 24 ventilu se může v tomto případě účinkem tlaku zásobníku 14 paliva působícím na jeho osazení 36 pohybovat ve směru 3 8 otevírání proti síle uzavírací pružiny 40 a proti síle vytvořené zmenšeným tlakem panujícím v řídicím tlakovém prostoru 48. čímž uvolní vstřikovací otvory 26. takže dojde ke vstřikování paliva.

Když se tlak vyvinutý piezoelektrickým ovladačem 80 v pracovním prostoru 78 dále zvýší, posunuje se řídicí člen 62. ventilu dále, dokud svou druhou těsnicí plochou 69 nedosedne na druhé sedlo 74 ventilu na dnu 71 otvoru 61. Řídicí člen 62 ventilu se přitom nachází v druhé zavírací poloze. V tomto případě je otvor 65. v řídicím členu 62 ventilu oddělen od prstencového prostoru 75, takže z řídicího členu 62 ventilu může otvorem 65 proudit palivo a v řídicím tlakovém prostoru 48 panuje vysoký tlak zásobníku 1.4 paliva, kterým se prostřednictvím uzavíracího pístu 42 přemístí člen 24 ventilu do své zavřené polohy a je v ní udržován.

		<·	99		i»·
• ·	•	·· ·		•	•	•	• 9
•	•	• 9		*	•	9

•	9 9	• ·		•	•	•
• · 9 9	• 9	• •9	♦ ·		··		• 9

Odpovídajícím ovládáním piezoelektrického ovladače 80 řídicím zařízením 20 je možno tlak v pracovním prostoru 78 nastavit tak, aby řídicí ventil 18 byl udržován ve své otevřené poloze, v níž opět svou první těsnicí plochou 66 dosedá na první sedlo 60 ventilu na hrdle 52. a svou druhou těsnicí plochou 69 dosedá na druhé sedlo 74 ventilu na dnu 71 otvoru 61, takže vstřikovací ventil 16 paliva zůstává otevřený. Je však rovněž možné odpovídajícím aktivováním piezoelektrického ovladače 80 zajistit pohyb řídicího členu 62. ventilu bez přerušení z jeho první zavírací polohy do jeho druhé zavírací polohy nebo obráceně. Při pohybu řídicího členu 62 ventilu přitom nedochází ke změně směru pohybu, nýbrž řídicí člen 62 v

ventilu se pohybuje pouze v jednom směru. Řídicí ventil 18 se přitom otevře jen krátkodobě, takže i vstřikovací ventil 16 paliva se otevře rovněž pouze krátkodobě. Tím je umožněn například takzvaný předvstřik paliva, při němž se před vlastním vstříknutím paliva provede vstříknutí malého množství paliva. Odpovídajícím ovládáním piezoelektrického ovladače 80 řídicího ventilu 18 prostřednictvím řídicího zařízení 20 je možno určit okamžik otevření, dobu otevření a velikost otevíracího zdvihu vstřikovacího ventilu 16 paliva. Vstřikovací ventil 16 paliva může být nejprve otevřen jen krátkodobě a/nebo s malým otevíracím zdvihem pro uvedené předvstříknutí, potom uzavřen a nakonec pro hlavní vstříknutí otevřen po delší dobu a/nebo s větším otevíracím zdvihem. Je však rovněž možné dosáhnout určitého průběhu vstřikování, při němž se vstřikovací ventil 1 6 paliva například nejprve otevře jen s malým otevíracím zdvihem a náslědně se otevřen s větším otevíracím zdvihem. Je však rovněž možné dosáhnout i jiného libovolného průběhu vstřikování.

Když se řídicí člen 62 ventilu nachází ve své první zavírací poloze, v níž jeho první těsnicí plocha 66 dosedá na první sedlo 60. ventilu na hrdle 52, působí tlak řídicího tlakového prostoru 48 v tlakovém prostoru 64. přičemž však na řídicí člen 62 ventilu

··	····	• ··	• 9	9
• ·	•	·· ·	•	9	•	99
•	•	• 9	•	9 9	•
•	• ·	• 9	• ·	9 9	9
9	• ·	• 9	•	9	9	9
9999	• 9	··· ··		• 9	99 9

nepůsobí žádná výsledná síla, protože tlak je do tlakového prostoru 64 přiváděn ze všech stran. Když se řídicí člen 62 ventilu nachází ve své druhé zavírací poloze, v níž jeho druhá těsnicí plocha 69 dosedá na druhé sedlo 74 ventilu na dnu 71 otvoru 61, nevznikne tlakem řídicího tlakového prostoru 48 panujícím v tlakovém prostoru 64 a v otvoru 65 rovněž žádná výsledná síla, protože průměry obou sedel 60 a 74 ventilu jsou stejně velké. Tlak působí na čelní konec řídicího členu 62 ventilu vedle otvoru 65 na stejně velkou prstencovou plochu jako uvnitř řídicího členu 62 ventilu vedle otvoru 65. takže vzniklé tlakové síly jsou vyrovnány. Pohyb řídicího členu 62 ventilu tlakem vyvozeným piezoelektrickým ovladačem 80 v řídicím pracovním prostoru 48 proto nemusí nastat proti tlaku v řídicím tlakovém prostoru 48. takže piezoelektrickým ovladačem 80 je zapotřebí vytvořit jen relativně malé přestavovací síly a piezoelektrický ovladač 80. jakož i hydraulický převod, může být proveden s malými rozměry.

Na obr. 3 je znázorněn řídicí ventil 18 podle provedení modifikovaného vůči výše objasněnému prvnímu příkladnému provedení, přičemž základní konstrukce řídicího ventilu 18 podle modifikovaného provedení je stejná jako u prvního příkladného provedení, takže dále budou objasněny pouze přídavné znaky. Hrdlo 52 je v otvoru 63 řídicího členu 62 ventilu vedeno co nejtěsněji, takže otvor 63 představuje utěsněnou oblast, kterou je tlakový prostor 64 v řídicím členu 62 ventilu oddělen od pracovního prostoru 78. Řídicí člen 62 ventilu je ve svém otvoru 63 opatřen obvodovou prstencovou drážkou 88. která je jedním nebo více přibližně radiálními otvory 89 spojena s prstencovou drážko 90 vytvořenou ve vnějším plášti řídicího členu 62 ventilu. Z prstencové drážky 90 vede drážka 91, probíhající například přibližně axiálně a vytvořená ve vnějším plášti řídicího členu 62 ventilu, do prstencového prostoru 75, prostřednictvím něhož je vytvořeno spojení s odlehčovacím prostorem ve formě zásobní nádrže 12.. Když se řídicí člen 62 ventilu nachází v jedné ze svých zavíracích poloh, panuje v tlakovém prostoru 64 tentýž vysoký tlak jako v řídicím tlakovém prostoru 48, přičemž prstencovou mezerou existující popřípadě mezi hrdlem 52 a otvorem 63 může odtékat z tlakového prostoru 64 palivo. Toto odtékající prosakující množství paliva je odváděno prstencovou drážkou 88, radiálním otvorem 89, prstencovou drážkou 90 a drážkou 91 do odlehčovacího prostoru a nemůže se dostat do pracovního prostoru 78. Drážka 91 může být místo ve vnějším plášti řídicího členu 62. ventilu vytvořena i v otvoru 61 dalšího dílu 56 tělesa. Prostřednictvím prstencových drážek 88 a 90 se kromě toho může provádět plnění pracovních prostorů 78 a 84 hydraulického převodu řídicího ventilu 18..

Na obr. 4 je znázorněno druhé příkladné provedení řídicího ventilu 18, u něhož je opět základní konstrukce stejná jako u prvního příkladného provedení, avšak směry působení přestavovací síly vyvíjené piezoelektrickým ovladačem 80 a vratné pružiny 72 jsou opačné. Řídicí člen 162 ventilu má otvor 63, kterým zasahuje hrdlo 52 do tlakového prostoru 64. z něhož vystupuje otvor 65. Ve dnu 71 otvoru 161 je vytvořeno prohloubení 73 a řídicí člen 162 ventilu má nástavec 68. Otvor 161 je vytvořen jako odstupňovaný otvor a směrem k vloženému kotouči 54 obsahuje první úsek 161a s větším průměrem a směrem ke svému dnu 71 druhý úsek 161b s menším průměrem. Podobně je vnější průměr řídicího členu 162 ventilu rovněž proveden odstupňovaně a obsahuje první oblast 162a s větším průměrem, která je uspořádána v prvním úseku 161a otvoru 161, a druhou oblast 162b s menším průměrem, která je uspořádána v druhém úseku 161b otvoru 161. Mezi prstencovým osazením 170 vytvořeným na řídicím členu 162 ventilu a vloženým kotoučem 54. je uspořádána předepnutá vratná pružina 172. kterou je řídicí člen 162 ventilu přitlačován ke dnu 71 otvoru 161. Druhou oblastí 162a řídicího členu 162 ventilu je v prvním úseku 161a otvoru 161 ohraničen pracovní prostor 178. který je prostřednictvím kanálu 185 spojen s hydraulickým převodem piezoelektrického ovladače 80.· Prostor 188. který je ohraničený řídicím členem 162 ventilu v prvním úseku 161a otvoru 161 směrem k vloženému kotouči 54. a v němž je uspořádána vratná pružina 172, je prostřednictvím kanálu 189 spojen s odlehčovacím prostorem, například zásobní nádrží 12..

Nyní bude popsána funkce řídicího ventilu 18 podle druhého příkladného provedení. Když piezoelektrický ovladač 80 není řídicím zařízením 20 aktivován, je řídicí člen 162 ventilu prostřednictvím vratné pružiny 172 přitlačován svou druhou těsnicí plochou 69 k druhému sedlu 74 ventilu na dnu 71 otvoru 161 a nachází se ve své druhé zavírací poloze. Když je piezoelektrický ovladač 80 aktivován, posune se řídicí člen 162 ventilu zvýšeným tlakem v pracovním prostoru 178 proti předpětí vratné pružiny 172 směrem k vloženému kotouči 54. Při dostatečně vysokém tlaku v pracovním prostoru 178 dosedne řídicí člen 162 ventilu svou druhou těsnicí plochou 66 na první sedlo 60 ventilu a bude přidržován ve své první zavírací poloze. V jeho druhé zavírací poloze, v níž se řídicí člen 162 ventilu nachází při neaktivovaném piezoelektrickém ovladači 80, je objem otvoru 65 v řídicím členu 162 ventilu rovněž napájen vysokým tlakem v řídicím tlakovém prostoru 48. Na rozdíl od tohoto provedení se řídicí člen 62 ventilu podle prvního příkladného provedení při neaktivovaném piezoelektrickém ovladači 80 nachází ve své první zavírací poloze, v níž je vysokým tlakem v řídicím tlakovém prostoru 48 napájen pouze tlakový prostor 64 v řídicím členu 62 ventilu, přičemž objem otvoru 65 je spojen s odlehčovacím prostorem. Prostřednictvím většího objemu existujícího u řídicího ventilu 18 podle druhého příkladného provedení a napájeného vysokým tlakem v řídicím tlakovém prostoru 48. je možno ovlivňovat dynamické chování řídicího ventilu 18. zejména při krátkých dobách předvstřiku.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vstřikovací ventil paliva pro spalovací motory, zejména jako součást vstřikovacího systému se zásobníkem paliva, s axiálně posuvně vedeným členem (24) ventilu, kterým je řízen alespoň jeden vstřikovací otvor (26), a který má osazení (36) ohraničující tlakový prostor (34), přičemž do tlakového prostoru (34) se přivádí palivo z vysokotlakého zdroje (10, 14) paliva, kterým je člen (24) ventilu nadzvednutelný od sedla (30) ventilu proti uzavírací síle pro otevření alespoň jednoho vstřikovacího otvoru (26), a s řídicím ventilem (18) ovlivňujícím pohyb tohoto členu (24) ventilu, obsahujícím řídicí člen (62, 162) ventilu pohyblivý proti vratné síle přestavovací silou vytvářenou piezoelektrickým ovladačem (80) a řídícím tlak, panující v řídicím tlakovém prostoru (48) spojeném s vysokotlakým zdrojem (10, 14) paliva, který alespoň nepřímo přidržuje člen (24) ventilu v jeho zavřené poloze, přičemž řídicím členem (62, 162) ventilu je řídicí tlakový prostor (48) spojitelný s odlehčovacím prostorem (12) a řídicí člen (62, 162) ventilu spolupracuje alespoň jednou těsnicí plochou (66, 69) s alespoň jedním sedlem (60, 74) ventilu, kterým se řídí spojení řídicího tlakového prostoru (48) s odlehčovacím prostorem (12), vyznačující se tím, že řídicí ventil (18) má dvě sedla (60, 74) ventilu uspořádaná se vzájemným odstupem od sebe ve směru pohybu řídicího členu (62, 162) ventilu, řídicí člen (62, 162) ventilu je pohyblivý mezi dvěma zavíracími polohami, v nichž vždy dosedá svou jednou těsnicí plochou (66, 69) na jedno z těchto sedel (60, 74) ventilu, a řídicí tlakový prostor (48) je oddělen od odlehčovacího prostoru (12), přičemž při řídicím členu (62, 162) ventilu uspořádaném mezi oběma svými zavíracími polohami je řídicí tlakový prostor (48) spojen s odlehčovacím prostorem (12).

• >
2. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že obě sedla (60, 74) ventilu mají alespoň přibližně stejně velké plochy průřezu.
3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že řídicí člen (62, 162) ventilu je vytvořen jako dutý píst, přičemž první těsnicí plocha (66) je uspořádána uvnitř řídicího členu (62, 162) ventilu a druhá těsnicí plocha (69) je uspořádána na vnější straně řídicího členu (62, 162) ventilu.
4. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 3, vyznačující se tím, že do řídicího členu (62, 162) ventilu zasahuje hrdlo (52), v němž je vytvořen průtočný kanál (58) vedoucí do řídicího tlakového prostoru (48) a ústící v řídicím členu (62, 162) ventilu do tlakového prostoru (64), jehož spojení s odlehčovacím prostorem (12) je řízeno řídicím členem (62, 162) ventilu.
5. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 4, vyznačující se tím, že první těsnicí plocha (66) vytvořená uvnitř řídicího členu (62, 162) ventilu spolupracuje s koncovou částí hrdla (52) sloužící jako první sedlo (60) ventilu a touto první těsnicí plochou (66) je řízeno spojení tlakového prostoru (64) s výstupním kanálem (65) vytvořeným v řídicím členu (62, 162) ventilu.
6. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 5, vyznačující se tím, že druhá těsnicí plocha (69) uspořádaná na vnější straně řídicího členu (62, 162) ventilu je uspořádána v oblasti vyústění výstupního kanálu (65) a spolupracuje S druhým sedlem (74) ventilu uspořádaným na dalším dílu (56) tělesa řídicího ventilu (18) a touto druhou těsnicí plochou (69) je řízeno spojení výstupního kanálu (65) s odlehčovacím prostorem (12).
7. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že přestavovací síla vyvozena piezoelektrickým ovladačem (80) je zesílena hydraulickým převodem, který obsahuje pracovní prostor (78) ohraničený řídicím členem (62) ventilu, přičemž mezi hrdlem (52) a řídicím členem (62) ventilu je upravena těsnicí oblast (63), kterou je tlakový prostor (64) oddělen od pracovního prostoru (78), a přičemž těsnicí oblast (63) obsahuje spojení (88, 89, 90, 91) s odlehčovacím prostorem (12).
8. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 5 až 7, vyznačující se tím, že řídicí člen (62) ventilu je tlačen vratnou silou k prvnímu sedlu (60) ventilu na hrdlu (52).
9. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že řídicí člen (162) ventilu je vratnou silou tlačen k druhému sedlu (74) ventilu na dalším dílu (56) tělesa.