CZ20012939A3

CZ20012939A3 - Vstřikovací ventil paliva

Info

Publication number: CZ20012939A3
Application number: CZ20012939A
Authority: CZ
Inventors: Uwe Liskow
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2002-11-13
Also published as: WO2001044654A3; US20020125346A1; DE19960339A1; CN1352730A; EP1177376A1; JP2003517533A; WO2001044654A2

Description

Vstřikovací ventil paliva

Oblast techniky

Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva, zejména vstřikovacího ventilu pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, s tělesem sedla ventilu, které má dosedací plochu ventilu, s jehlou ventilu, která má uzavírací těleso ventilu, spolupůsobící s dosedací plochou ventilu pro vytvoření těsnicího sedla, s magnetovou cívkou a s kotvou dotýkající se jehly ventilu, přičemž kotva a/nebo jehla ventilu má alespoň jeden palivový kanál pro přivádění paliva k těsnicímu sedlu.

Dosavadní stav techniky

Ze spisu DE 196 26 576 Al je již známý vstřikovací ventil paliva, u kterého je palivo vedeno vrtanými otvory v kotvě. U známé formy provedení slouží tyto otvory kromě přivádění paliva ke kompenzaci nežádoucích silových komponentů ve směru k dosedací ploše ventilu, protože směr proudění paliva je vůči tomuto směru opačný. Nevýhodou známého provedení je, že sice umožňuje rychlejší otevírací pohyb vstřikovacího ventilu paliva, ale jsou k tomu nutné větší síly. Čím rychlejší může být otevírací pohyb, tím menší rychlostí může být proveden uzavírací pohyb.

Rovněž ve spise DE 196 26 576 Al je popsáno provedení, u kterého jsou místo vrtaných otvorů použity drážky. Také toto provedení má stejné nevýhody. Neumožňuje totiž rozlišení mezi otevíracím a uzavíracím pohybem. Zejména u vysokotlakých

4* 4 · 4 · 4 4

4 444 4 4

4 444 <4 4 4'4 vstřikovacích ventilů (HDEV) je však potřebné nejen rychlé otevírání, ale také rychlé uzavírání vstřikovacího ventilu paliva.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody odstraňuje vstřikovací ventil paliva, zejména vstřikovací ventil pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, s tělesem sedla ventilu, které má dosedací plochu ventilu, s jehlou ventilu, která má uzavírací těleso ventilu, spolupůsobící s dosedací plochou ventilu pro vytvoření těsnicího sedla, s magnetovou cívkou a s kotvou dotýkající se jehly ventilu, přičemž kotva a/nebo jehla ventilu má alespoň jeden palivový kanál pro přiváděni paliva k těsnicímu sedlu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že palivový kanál má průtočný ventil, který proudění paliva palivovým kanálem během uzavíracího pohybu kotvy přiškrcuje silněji než při otevíracím pohybu kotvy.

Další výhoda vstřikovacího ventilu podle vynálezu spočívá v tom, že škrcením průtoku v alespoň jednom palivovém kanále při uzavíracím pohybu kotvy se tento pohyb urychlí tím, že kotvu a jehlu ventilu dodatkově urychlí setrvačná hmota proudícího paliva. Toho je dosaženo tím, že v kotvě a/nebo jehle ventilu je upraven alespoň jeden palivový kanál, ve kterém je průtočný ventil, přičemž tímto ventilem může být dodatkově škrcen proud paliva palivovým kanálem. Při otevíracím pohybu kotvy je průtočný ventil otevřen a odpor vznikající škrcením průtoku paliva je malý. Tento odpor může být udržován malý především díky dostatečně velkému dimenzování palivového kanálu. Při uzavíracím pohybu přiškrcuje průtočný ventil proud paliva silněji, takže se uzavírá co možná nejrychleji. Celková setrvačná hmota paliva, které se nachází v pohybu před průtočným ventilem, působí pak na kotvu a jehlu dodatkovou silou ve směru dosedací plochy ventilu. Odpovídajícím dimenzováním je tak možné

dosáhnout velmi krátkého uzavíracího času, aniž by se otevírací čas vstřikovacího ventilu paliva podstatně zvětšil.

Pomocí dalších opatření, která jsou uvedena ve vedlejších patentových nárocích, jsou umožněna další výhodná provedení a zlepšení vstřikovacího ventilu paliva, popsaného v hlavním patentovém nároku.

Vstřikovací ventil paliva podle vynálezu má, jak je uvedeno v dodatkových patentových nárocích, dále tu výhodu, že průtočný ventil, který se nachází na pohybujících se dílech kotvy a/nebo jehly ventilu, může být jednoduše ovládán tím, že magnetické pole, vytvořené magnetovou cívkou vstřikovacího ventilu paliva, ovládá také průtočný ventil. To je možné proto, že při otevíracím pohybu se vytváří magnetické pole, při uzavíracím pohybu však nikoliv. Výhodné je, že není zapotřebí žádná dodatková elektrická nebo hydraulická regulace. Spínací časy průtočného ventilu mají také jen takové zpoždění, které je potřebné pro odbourání intenzity magnetického pole.

V dalším výhodném provedení je možné předepínat průtočný ventil pružinou, a tím nastavovat otevírací a uzavírací chování průtočného ventilu.

Použitím permanentního magnetu pro ovládací element mohou být dosaženy velké otevírací síly a tím příznivější odpor proudění průtočného ventilu.

Přehled obrázků na výkresech

	··	9
··	t ·	·· ·	*	•	•	9 9
*	• *	9 9	9	9	•
•	« · ·	i e	9	9 9	9
•	• ·	• «	9	9	9
·· ·	··	·· ·	• ·	• ·	• 9

Příklady provedení vynálezu jsou blíže vysvětleny v následujícím popisu a podle zjednodušených obrázků, na kterých znamená obr. 1 axiální řez vstřikovacím ventilem paliva podle vynálezu, obr. 2A axiální detailní řez prvním příkladem provedení vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu při slabém magnetickém poli, obr. 2B dílčí řez kotvou podle obr. 2A při silném magnetickém poli, obr. 3A dílčí řez kotvou, odpovídající druhému příkladu provedení při slabém magnetickém poli a obr. 3B dílčí řez kotvou v provedení podle obr. 3A při silném magnetickém poli.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje pro objasnění vstřikovací ventil 16 paliva podle smyslu vynálezu ve známém provedení s elektromagnetickým ovládáním. Vstřikovací ventil 16 paliva má dosedací plochu £ ventilu, která je uspořádána na tělese 2 sedla ventilu, které tvoří díl ventilového pouzdra 17 vstřikovacího ventilu 16 paliva na straně vystřikování, a které je zde znázorněno pouze schématicky. Jehla £ ventilu, vytvořená ve své dolní části s uzavíracím tělesem 5. ventilu, spolupůsobí s dosedací plochou £ ventilu pro vytvoření těsnicího sedla 4. Magnetová cívka 6, v jejímž vnitřku je uspořádáno jádro 7, vytváří při otevírání vstřikovacího ventilu 16 paliva magnetické pole, které kotvu 8., sestávající z feromagnetického materiálu a silově φ 44 4 φφ ··* φ« > 0 0 0 4 0 · Φ ♦·

04· 0000·· • · 0 > · · 000 · 0 · 0 0 4 Φ400

0 · 0 · · 0 · Φ · Φ Φ ··· spojenou s jehlou 3. ventilu, přitahuje a tím zvedá uzavírací těleso 5_ ventilu od dosedací plochy 1 ventilu.

Pro přívod paliva k těsnicímu sedlu 4 jsou v kotvě 8. upraveny palivové kanály 9, zde vrtané otvory. Vhodným dimenzováním palivových kanálů 9 může být dosaženo toho, že tyto kanály 9 při otevírání vstřikovacího ventilu 16 paliva přiškrcují průtok paliva jen nepatrně. Tím však není díky setrvačnosti proudícího paliva, respektive dynamickým tlakem, podporován uzavírací pohyb kotvy 8. a jehly 3_ ventilu, protože i ve směru uzavírání existuje proti průtoku paliva jen nepatrný odpor.

První příklad provedení ventilu podle vynálezu, znázorněný na obr. 2A a 2B, upravuje naproti tomu na palivovém kanálu 9 průtočný ventil 10, který proudění při uzavíracím pohybu dodatečně přiškrcuje. Forma provedení, znázorněná na obr. 2A a 2B, upravuje jazýčkový ventil, ovládaný magnetickým polem. Obr. 2A znázorňuje jako detail v axiálním řezu magnetovou cívku 6, jádro 7 a jako siločáry magnetické pole 11. Dále je vytvořena kotva 8., znázorněná v detailu v dílčím axiálním výřezu, s palivovým kanálem 9 a průtočným ventilem 10 na vnějším obvodu kotvy 8.. Průtočný ventil 10 sestává z ohebného jazýčku 12, který v tomto provedení tvoří ovládací element 14. Ohebný jazýček 12 může být na kotvě 8. upevněn pružinovými svorkami, nasunutím, svařením, nýtováním, zalemováním nebo nalepením.

Orientování ohebného jazýčku 12. upevněného na kotvě 8. je v podstatě rovnoběžné s magnetickým polem 11. Rozhodující u tohoto provedení je v podstatě rovnoběžná orientace podle přibližného průběhu magnetického pole 11 a situace magnetického pole vedle kotvy 8.. Je-li potřebné uzavřít siločáry pole, aby bylo možné přenést na kotvu 8. potřebné síly, dochází k odchýlení siločar k ventilovému * φ· φφ φ · • · · • * φ φ φ φ φ *·· ·· φ φφ φφ · φφ φ φ » φ·· φφφ » φ>

φφ φ·· φφ φφφ · ♦· φφ· φφ φφ ··· pouzdru 17 vstřikovacího ventilu 16 paliva, protože přes toto pouzdrem 17 se siločáry uzavírají. Ohebný jazýček 12 průtočného ventilu 10 se výhodně otevírá, jakmile se magnetické pole 11 vytvoří, tím, že se na kotvě 8. a na ohebném jazýčku 12 vytvoří stejné magnetické póly, které se odpuzují. Severní magnetický pól N a jižní magnetický pól S.jsou vyznačeny příslušnými vztahovými značkami.

Obr. 2B znázorňuje kotvu 8. jako detail v částečném řezu, s palivovým kanálem 9 a průtočným ventilem 10 s ohebným jazýčkem 12 při silném magnetickém poli. Ohebný jazýček 12 je odpuzován od stejných magnetických pólů. Odpor v proudění je pak nepatrný a přítok paliva je sotva přiškrcen.

Během uzavíracího pohybu přechází magnetické pole 11 v krátkém čase zpět na nejmenší intenzitu a ohebný jazýček 12 zaujímá polohu, znázorněnou na obr. 2A. Průtok je silně přiškrcen a kotva 8_ je unášena setrvačností, respektive danamickým tlakem pohybujícího se paliva v směru těsnicího sedla 4.

Druhou formu provedení vynálezu znázorňují detailní obr. 3A a 3B. Obr. 3A a 3B znázorňují vždy kotvu 8. s částečným axiálním výřezem. Průtočný ventil 10 je zde proveden jako sedlový ventil. Obr. 3A znázorňuje uzavřený stav průtočného ventilu 10.. Průtočný ventil 10 zahrnuje ovládací element 14, který je zde opět vytvořen jako ohebný jazýček 12, čímž je umožněno jednoduché a přesto pohyblivé upevnění na kotvě 8.. Toto upevnění na kotvě 8. může být i v tomto případě provedeno pružinovými svorkami, nasazením, svařením, nýtováním, zalemováním nebo lepením. Dále je upraveno uzavírací těleso 13 průtočného ventilu, zde ve tvaru koule, které je přes spojovací element 15 spojeno s ovládacím elementem .14. Spojovací element 15 prochází vrtaným otvorem 18.. Při neexistujícím magnetickém poli nebo při jeho malé intenzitě je uzavírací těleso 13

•	44
44	» ·
4	4 4
4	4 4 4
•	4 4

3» · 4 4 •44 ·4

44

4'44

44

4 ·4 ·

• 4	4
4	4	44
4 4	4
4 4	4	4
4	4	4
• 4	444

průtočného ventilu vtahováno ohebným jazýčkem 12 do svého sedla a při uzavíracím pohybu kotvy 8. dodatkově do tohoto sedla 19 přitlačováno proudícím palivem. Tak je dosaženo obzvlášť rychlého uzavření průtočného ventilu 10 a velmi silného přiškrcení průtoku paliva při uzavíracím pohybu kotvy 8..

Obr. 3B znázorňuje kotvu 8. zobrazenou na obr. 3A, která sestává z popsaných elementů, působí-li silné magnetické pole 11. Ovládací element 14 a kotva 8. jsou v tomto provedení uspořádány vzhledem k magnetickým siločárám v podstatě v řadě. Tím se vytvářejí magnetické póly, které se vzájemně přitahují, tedy podle obr. 3B severní pól N a jižní pól S.. Magnetické póly se vzájemně přitahují a ovládací element 14 vytlačují přes spojovací element 15 uzavíracího tělesa 13 průtočného ventilu ze svého sedla 19 a tento průtočný ventil 10 otevírají.

Vynález není omezen na znázorněné příklady provedení. Zejména ovládací elementy 14 nebo kotva 8. mohou být vytvořeny jako permanentní magnety, čímž lze účinek podie vynálezu ještě zesílit.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vstřikovací ventil paliva, zejména vstřikovací ventil pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, s tělesem (2) sedla ventilu, které má dosedací plochu (l) ventilu, s jehlou (3) ventilu, která má uzavírací těleso (5) ventilu, spolupůsobící s dosedací plochou (l) ventilu pro vytvoření těsnicího sedla (4), s magnetovou cívkou (6) a s kotvou (8) dotýkající se jehly (3) ventilu, přičemž kotva (8) a/nebo jehla (3) ventilu má alespoň jeden palivový kanál (9) pro přivádění paliva k těsnicímu sedlu (4), vyznačující se tím, že palivový kanál (9) má průtočný ventil (10), který proudění paliva palivovým kanálem (9) během uzavíracího pohybu kotvy (8) přiškrcuje silněji než při otevíracím pohybu kotvy (8).
2. Vstřikovací ventil paliva podle nároku I, vyznačující se tím, že průtočný ventil (10) je ovládán magnetickým polem (li), vyvolaným magnetovou cívkou (6), a ovládacím elementem (14) z feromagnetického materiálu.
3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 2, vyznačující se tím, že průtočný ventil (10) je pružinově předpjat.
4. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že ovládací element (14), kotva (8) nebo jehla (3) ventilu jsou vytvořeny jako permanentní magnet.
5. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 2 až 4, to· to. '♦ to to • to to · to toto to to to to · to to · to. · · ··· toto to ?

•· •· toto* •· ·* to vyznačující se tím, že průtočný ventil (10) je proveden jako jazýčkový ventil, přičemž na kotvě (8) je upevněn ohebný jazýček (12), sloužící jako ovládací element (14), orientovaný v podstatě rovnoběžně se siločárami magnetického pole (11), vyvolaného magnetovou cívkou (6), který zakrývá alespoň částečně průřez palivového kanálu (9) a vytvořením odpuzujícího stejného magnetického pólu za vytvoření magnetického pole (11) prostřednictvím magnetové cívky (6) kanálu (9) uvolňuje.

průřez palivového nároků ventil

2 až 4, s uzavíracím s ovládacím
6. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z vyznačující se tím, že průtočný ventil (10) je proveden jako sedlový tělesem (13) průtočného ventilu, který je spojen elementem (14), orientovaným ve směru magnetických siločar magnetického pole (11), vyvolaného magnetovou cívkou (6), přičemž ovládací element přitahujících se magnetického pole (13) průtočného ventilu posouváno.

(14) vyčnívá z kotvy (8) tak, různých magnetických pólů (11) magnetovou cívkou (6), je že vytvořením při vytváření uzavírací těleso
7. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 6, vyznačující se tím, že uzavírací těleso (13) průtočného ventilu je přes spojovací element (15) spojeno s ovládacím elementem (14), uloženým mimo kotvu (8).
8. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 7, vyznačující se tím, že ovládací element (14) je vytvořen jako ohebný jazýček (12).