CZ20013358A3 - Valve for liquid control - Google Patents
Valve for liquid control Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20013358A3 CZ20013358A3 CZ20013358A CZ20013358A CZ20013358A3 CZ 20013358 A3 CZ20013358 A3 CZ 20013358A3 CZ 20013358 A CZ20013358 A CZ 20013358A CZ 20013358 A CZ20013358 A CZ 20013358A CZ 20013358 A3 CZ20013358 A3 CZ 20013358A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- valve
- valve member
- shut
- seat
- space
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 24
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 24
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 23
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
- F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
- F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
- F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
- F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
- F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
- F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
- F02M45/08—Injectors peculiar thereto
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/167—Means for compensating clearance or thermal expansion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/004—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by piezoelectric means
- F16K31/007—Piezo-electric stacks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
- F02M2200/703—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká ventilu k řízení kapalin, s piezoelektrickou jednotkou pro ovládání ventilového členu, axiálně posuvného ve vrtaném otvoru pouzdra ventilu, který je vytvořen jako vícedílný n a « m Λ η X í p iUVllV-J » · 51 C i m \7 t i V Λ Q 1 £i»BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a fluid control valve having a piezoelectric unit for actuating a valve member axially displaceable in a borehole of the valve housing, which is formed as a multi-part valve for the control of a valve member. Q 1 £ i »
jednotkou a s nejméně jedním ovládacím pístem, hraničícím s uzavíracím ventilovým členem, mezi nimiž je uspořádána hydraulická komora, pracující jako hydraulický převod a vyrovnávací element tolerancí, přičemž konec vrtaného otvoru, odvrácený od piezoelektrické jednotky, hraničí s ventilovým prostorem, ve kterém je uspořádán uzavírací ventilový člen, který je pohyblivý mezi prvním sedlem ventilu, vytvořeným na konci vrtaného otvoru a ohraničujícím nízkotlakou oblast a druhým sedlem ventilu, směřujícím k řídicímu prostoru ventilu vysokotlaké oblasti, pro otevírání a uzavírání ventilu, přičemž v mezilehlé poloze mezi sedly ventilu průtokově spojuje nízkotlakou oblast s řídicím prostorem ventilu.unit and with at least one actuating piston bordering a shut-off valve member between which is arranged a hydraulic chamber operating as a hydraulic transmission and a tolerance compensating element, the end of the bore facing away from the piezoelectric unit bordering the valve space in which the shut-off valve is arranged a member movable between a first valve seat formed at the end of the bore and delimiting the low pressure region and a second valve seat facing the valve control space of the high pressure region for opening and closing the valve, flowing in the intermediate position between the valve seats valve control space.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Ze spisu DE 197 328 02 je známý ventil tohoto druhu pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů s vysokotlakým zdrojem paliva. Vstřikovací zařízení paliva má dvě sedla ventilu, která v pohybovém sledu spolupůsobí s těsnicími plochami uzavíracího ventilového členu při ovládání piezoelektrickým pohonem, přičemž se uzavírací ventilový člen nachází zpočátku v uzavřené poloze na prvním sedle ventilu, pak zaujímá mezilehlou « ♦ » ♦ · • ·, · · 9 • •<9j *·.DE 197 328 02 discloses a valve of this type for a fuel injection device of a high-pressure internal combustion engine. The fuel injector has two valve seats which, in sequence, interact with the sealing surfaces of the shut-off valve member when actuated by a piezoelectric actuator, the shut-off valve member initially in the closed position on the first valve seat then occupying an intermediate «♦» ♦ · · · · · 9 • • <9j * ·.
polohu mezi sedly ventilu a následně dospěje opět do uzavírací polohy na druhém sedle ventilu. Na piezoelektrický ovladač přitom působí napětí, závislé na tlaku ve společném zásobníku, v jehož důsledku se ovladač prodlužuje a výsledkem je pohyb uzavíracího ventilového členu ke druhému sedlu ventilu. Opačný pohyb uzavíracího ventilového členu ve směru k prvnímu sedlu ventilu je prováděn opětným přerušením napětí v ovladači.the position between the valve seats and then returns to the closing position on the second valve seat. The piezoelectric actuator is subjected to a pressure-dependent voltage in the common reservoir, which causes the actuator to extend and result in movement of the shut-off valve member to the second valve seat. The reverse movement of the shut-off valve member in the direction of the first valve seat is accomplished by interrupting the voltage in the actuator.
Tímto způsobem je průběhem pohybu uzavíracího ventilového -členu od jednoho ...sedla ventilu ke druhému dosaženo krátkodobého odlehčení řídicího prostoru ventilu, který se nachází pod vysokým tlakem a přes jehož tlakovou hladinu je určována otevírací, respektive uzavírací poloha jehly ventilu a tím je řízeno vstřikování paliva ve vstřikovacím zařízení, které je vytvořeno jako silově vyrovnané. Vstřikování paliva je přitom umožněno tehdy, nacházi-li se uzavírací ventilový člen v mezilehlé poloze mezi oběma ventilovými sedly. Tímto způsobem je možné realizovat podvojné vstřikování paliva, například předběžné vstřikování a hlavní vstřikování, pomocí jediného buzení piezoelektrického pohonu.In this way, during the movement of the shut-off valve member from one valve seat to the other, a short-term relief of the valve control space, which is located under high pressure and over whose pressure level the opening or closing position of the valve needle is controlled, is thereby controlled. of fuel in the injection device, which is designed to be force-balanced. Fuel injection is thereby possible when the shut-off valve member is in the intermediate position between the two valve seats. In this way, it is possible to realize dual fuel injection, such as pre-injection and main injection, by a single excitation of the piezoelectric drive.
Prokázalo se však, že se mohou vyskytovat překmitnutí uzavíracího ventilového členu, pokud má být tento člen uveden do mezilehlé polohy mezi oběma ventilovými sedly. Jakmile uzavírací ventilový člen vykmitne příliš daleko ve směru prvního nebo druhého sedla ventilu, může to vést nevýhodným způsobem k nepřesnostem v dávkování vstřikovaných množství. Tento problém vzniká speciálně při vysokých tlacích ve společném zásobníku.However, it has been shown that overshoot of the shut-off valve member may occur if the shut-off valve member is to be brought into an intermediate position between the two valve seats. If the shut-off valve member oscillates too far in the direction of the first or second valve seat, this may lead to disadvantages in the dosing inaccuracies in the injected quantities. This problem arises especially at high pressures in a common reservoir.
Dále může být při vysokých napětích na piezoelektrickém pohonu, závislých na pracovních bodech, respektive tlaku ve společném zásobníku, a tím velmi rychlých nastavovacích pohybech, doba, ve které se uzavírací ventilový člen nachází v mezilehlé ♦ .Furthermore, at high voltages on the piezoelectric actuator, depending on the operating points or the pressure in the common reservoir, and thus the very rapid adjusting movements, the time at which the shut-off valve member is in the intermediate může may be.
Λ- * • ·Λ- * • ·
9 9 ♦9 9 ♦
·· t 9 •T 9 •
poloze, tak krátká, že člen nestačí na jehlu ventilu zapůsobit a vstříknutí paliva není provedeno.position so short that the member is not sufficient to act on the valve needle and fuel injection is not performed.
Jsou známé pokusy se stabilizací mezilehlé polohy ventilového uzavíracího členu mezi sedly ventilu pomocí vhodného dimenzování pružiny, která je často uspořádána mezi druhým sedlem ventilu a ventilovým uzavíracím členem, aby tento člen udržela při tlakovém odlehčení řídicího prostoru ventilu v uzavřené poloze u prvního sedla ventilu. To je však nevýhodné v tom, že se uzavírací ventilový členAttempts have been made to stabilize the intermediate position of a valve closure member between valve seats by appropriately dimensioning a spring that is often disposed between the second valve seat and the valve closure member to maintain this member at the first valve seat when the valve control space is pressure relieved. However, this is disadvantageous in that the shut-off valve member
ventilu do své uzavírací polohy na druhém sedle ventilu proti síle pružiny. V důsledku toho musí být piezoelektrický pohon dimenzován v odpovídajícím velikosti, což může negativně ovlivnit výrobní náklady a konstrukční rozměry vstřikovacího zařízení.the valve to its closing position on the second valve seat against the spring force. As a result, the piezoelectric drive must be sized to the appropriate size, which can negatively affect the manufacturing cost and design dimensions of the injection device.
Existuje také možnost regulovat piezoelektrický pohon tak, že na něj při pohybu uzavíracího ventilového členu od prvního ke druhému sedlu ventilu působí tak vysoké napětí, že doba, ve které se tento uzavírací ventilový člen nachází v mezilehlé poloze, je natolik krátká, že neovlivňuje otevírací chování ventilu. Vstřikování je možné dosáhnout tak, že při zpětném pohybu k prvnímu sedlu ventilu je napětí na piezoelektrickém ovladači redukováno odstupňovaně, přičemž doba vstřikování a tím vstřikované množství je regulováno dobou trvání účinku středního napětí na piezoelektrický ovladač. Nevýhodným způsobem se ale přitom ztrácí efekt ventilu s dvojím spojením. Dále je toto řešení energeticky problematické, zejména vzhledem k příkonu a ztracenému výkonu, alespoň při vysoké frekvenci otáčení a větším počtu vstřiků.There is also the possibility of regulating the piezoelectric actuator such that when the closing valve member moves from the first to the second valve seat, the voltage is so high that the closing time of the closing valve member is so short that it does not affect the opening behavior valve. Injection can be achieved by returning to the first valve seat, the voltage at the piezoelectric actuator is reduced in a stepwise manner, the injection time and thus the amount injected is controlled by the duration of the effect of the mean voltage on the piezoelectric actuator. However, the effect of the double-connection valve is lost in a disadvantageous manner. Furthermore, this solution is energy problematic, especially with respect to power consumption and lost power, at least at high rotational speed and multiple injections.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Tyto problémy odstraňuje ventil k řízení kapalin, ···· ·· • · · ·4 • I Μ Λ 4 s piezoelektrickou jednotkou pro ovládání ventilového členu, axiálně posuvného ve vrtaném otvoru pouzdra ventilu, který je vytvořen jako vícedílný s nejméně jedním nastavovacím pístem, hraničícím s piezoelektrickou jednotkou a s nejméně jedním ovládacím pístem, hraničícím s uzavíracím ventilovým členem, mezi nimiž je uspořádána hydraulická komora, pracující jako hydraulický převod a vyrovnávací element tolerancí, přičemž konec vrtaného otvoru, odvrácený od piezoelektrické jednotky hraničí s ventilovým prostorem,-ve kterémje uspořádán uzavírací ventilový člen, který je pohyblivý mezi prvním sedlem ventilu, vytvořeným na konci vrtaného otvoru a ohraničujícím nízkotlakou oblast a druhým sedlem ventilu směřujícím k řídicímu prostoru ventilu vysokotlaké oblasti, pro otevírání a uzavírání ventilu, přičemž v mezilehlé poloze mezi sedly průtokově spojuje nízkotlakou oblast s řídicím prostorem ventilu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že pružinové zařízení, stabilizující uzavírací ventilový člen v jeho mezilehlé poloze, spolupůsobí se zúžením ventilového členu, přičemž zúžení a pružinové zařízení jsou vzájemně uspořádány tak, že jsou ve vzájemném záběru pokud je uzavírací ventilový člen ve své mezilehlé poloze.These problems are overcome by a fluid control valve having a piezoelectric unit for actuating a valve member axially displaceable in the bore of the valve housing, which is formed as a multi-piece with at least one adjusting piston. bordering a piezoelectric unit and at least one actuating piston bordering a shut-off valve member between which a hydraulic chamber operating as a hydraulic transmission and a tolerance compensation element is disposed, the end of the bore facing away from the piezoelectric unit bordering the valve space; a shut-off valve member is movable between a first valve seat formed at the end of the bore and delimiting the low pressure region and a second valve seat facing the valve control space of the high pressure region for opening and closing the valve, wherein in the intermediate position between the seats, it connects the low pressure region with the valve control space according to the invention, which is characterized in that the spring device stabilizing the shut-off valve member in its intermediate position cooperates with the valve member constriction; that they are engaged with each other when the shut-off valve member is in its intermediate position.
Ventil k řízení kapalin podle vynálezu má tu výhodu, že nastavovací pohyby uzavíracího ventilového členu jsou tlumeny pomocí pružinového zařízení podle vynálezu takovým způsobem, že uzavírací ventilový člen je ve své mezilehlé, respektive středové poloze mezi oběma sedly ventilu stabilizován jednoduchými a cenově příznivými prostředky.The liquid control valve according to the invention has the advantage that the adjusting movements of the shut-off valve member are damped by the spring device according to the invention in such a way that the shut-off valve member is stabilized in its intermediate or central position between the two valve seats by simple and cost-effective means.
Vynález umožňuje bezpečnou realizaci středního ventilového zdvihu, nezávisle na vysokém tlaku převládajícím na druhém sedle ventilu, přičemž ventil může být ovládán v zásadě s možností dvojíhoThe invention allows a safe realization of the middle valve stroke, independently of the high pressure prevailing on the second valve seat, wherein the valve can be operated in principle with the possibility of dual
99·«·· • · · •99 · 9 · 9
9· · • · · • í»····9 · • í í ·
spojování energeticky příznivou regulací. Ventilem podle vynálezu tak může být upraveno také přesné vysokofrekvenční vstřikování kapalin, zejména paliva, aniž by přitom docházelo ke kolísání vstřikovaného množství díky překmitávání uzavíracího ventilového členu nebo k úplnému vynechání vstřiků.energy-efficient regulation. Precise high-frequency injection of liquids, in particular of fuel, can also be provided by the valve according to the invention, without varying the injection quantity due to overshooting of the shut-off valve member or completely omitting the injections.
Další výhody a výhodná provedení předmětu vynálezu jsou patrné z popisu, výkresů a patentových nároků.Further advantages and advantageous embodiments of the subject matter of the invention will be apparent from the description, drawings and claims.
Příklady provedení ventilu k řízení kapalin podle vynálezu jsou znázorněny na obrázcích, na kterých znamená obr. 1 schématické znázornění prvního příkladu provedení vynálezu u vstřikovacího ventilu paliva pro spalovací motory ve výřezu a v podélném řezu, přičemž se uzavírací ventilový člen nalézá v mezilehlé poloze mezi prvním sedlem ventilu a druhým sedlem ventilu, obr. 2 schématický příčný řez podél čáry I-I na obr. 1, obr. 3 graf kvalitativního průběhu síly, která tlumí pohyb uzavíracího ventilového členu v jeho mezilehlé poloze a obr. 4 schématické výřezové znázornění dalšího příkladu provedení vynálezu u vstřikovacího ventilu paliva pro spalovací motory v podélném řezu.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION FIG. 1 is a schematic representation of a first exemplary embodiment of a fuel injector for internal combustion engines in a cut-out and in a longitudinal section, wherein the shut-off valve member is in an intermediate position between the first Fig. 2 shows a schematic cross-section along line II in Fig. 1, Fig. 3 a graph of a qualitative course of the force that dampens the movement of the shut-off valve member in its intermediate position; and Fig. 4 a schematic sectional view of another embodiment longitudinal section of the fuel injector for internal combustion engines.
Příklady provedení vynálezu • · ·· ····DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
4 · • · • · · • · · ···· ··4 · · · · · · · · ·····
První příklad provedení znázorněný na obr.The first embodiment shown in FIG.
a 2 ukazuje použití ventilu podle vynálezu u vstřikovacího ventilu 1 paliva pro spalovací motory automobilů. Vstřikovací ventil J_ paliva je v návrhu upraven jako injektor se společným tlakovým zásobníkem (common rail), přičemž vstřikování paliva je řízeno přes tlakovou hladinu v řídicím prostoru 2 ventilu, který je spojen s vysokotlakým zásobováním.and 2 shows the use of a valve according to the invention in a fuel injector 1 for automotive internal combustion engines. The fuel injection valve 11 is designed as a common rail injector, the fuel injection being controlled via a pressure level in the valve control space 2, which is connected to a high pressure supply.
K nastavení začátku vstřikování, trvání vstřikování a VCfříVnvan XKa nrac ςίΙ/Λχ/Λ nnmžru ua vzcřřiVAxzarím 1To set the start of injection, injection duration and VCfrenching XKa nrac ςίΙ / Λχ / Λnmž u and resistingVxzarim 1
V. D i í A AV \~f V AA A A W 11 W A A A A A £4 O 1 V A - LS A W h? □ A A W V W K/V/AAAWA T VW »LjHirLW»UVllll .VWAAVAA W Λ paliva je ventilový člen 3. řízen piezoelektrickou jednotkou, vytvořenou piezoelektrickým ovladačem 4, která je uspořádána na straně ventilového členu 3, odvrácené od řídicího a spalovacího prostoru.V. A A A W A W A W A W A A A A 4 A 1 A - LS A W h? The valve member 3 is controlled by a piezoelectric unit formed by the piezoelectric actuator 4, which is arranged on the side of the valve member 3 facing away from the control and combustion chamber.
Piezoelektrický ovladač 4 je sestaven známým způsobem z více vrstev a má na své straně, přivrácené k ventilovému členu 3_, hlavu 5. ovladače a na své straně, od ventilového členu odvrácené, patku 6 ovladače, která se opírá o pouzdro 7 ventilu. Na hlavu 5. ovladače přiléhá přes opěru 8. nastavovací píst 9 ventilového členu 3_, který je proveden s odstupňovaným průměrem.The piezoelectric actuator 4 is assembled in a known manner from a plurality of layers and has an actuator head 5 on its side facing the valve member 3 and an actuator foot 6 on its side facing away from the valve member, which rests on the valve housing 7. An adjusting piston 9 of the valve member 3, which is of graduated diameter, abuts the head 5 of the actuator.
Ventilový člen 3. je axiálně posuvný ve vrtaném otvoru 10. provedeném jako podélný otvor, uspořádaný v pouzdru 7 ventilu a zahrnuje vedle nastavovacího pístu 9 ještě ovládací píst 12., ovládající kulovitý uzavírací ventilový člen 11. Nastavovací píst 9 a ovládací píst 12 jsou vzájemně spojeny pomocí hydraulického převodníku.The valve member 3 is axially displaceable in a borehole 10 formed as a longitudinal bore disposed in the valve housing 7 and includes, in addition to the adjusting piston 9, an actuating piston 12 controlling the spherical shut-off valve member 11. The adjusting piston 9 and the actuating piston 12 are mutually connected by a hydraulic converter.
Hydraulický převodník je vytvořen jako hydraulická komora 13, která přenáší výchylky piezoelektrického ovladače 4. Hydraulická komora 13 uzavírá mezi oběma písty 9 a 12, které ji ohraničují, z nichž ovládací píst 12 je vytvořen s menším průměrem a nastavovací píst 9 s větším průměrem, společný vyrovnávací objem.The hydraulic transducer is designed as a hydraulic chamber 13 which transmits the deflections of the piezoelectric actuator 4. The hydraulic chamber 13 encloses between the two pistons 9 and 12 which limit it, of which the control piston 12 is formed with a smaller diameter and the adjustment piston 9 with a larger diameter equalizing volume.
Hydraulická komora 13 se rozprostírá mezi nastavovacím pístem 9 a ovládacím pístem 12 tak, že ovládací píst 12 vykonává na základě převodového poměru daného průměry pístů zvětšený zdvih, pokud se větší nastavovací píst 9 pohne prostřednictvím piezoelektrického ovladače 4 o určitou dráhu. Nastavovací píst 9, ovládací píst 12 a piezoelektrický ovladač 4 leží přitom za sebou na společné ose.The hydraulic chamber 13 extends between the adjustment piston 9 and the control piston 12 such that the control piston 12 performs an increased stroke based on the transmission ratio given by the piston diameters if the larger adjustment piston 9 is moved a certain distance by the piezoelectric actuator 4. The adjusting piston 9, the actuating piston 12 and the piezoelectric actuator 4 lie in succession on a common axis.
Přes vyrovnávací objem hydraulické komory 13 mohou být kromě hydraulického přenosu sil také vyrovnávány tolerance, vzniklé na základě teplotních gradientů v konstrukčním prvku nebo rozdílných součinitelů tepelné roztažnosti použitých materiálů i‘ eventuální usazovací efekty, aniž by tím došlo ke změně polohy uzavíracího ventilového členu 11 který má být regulován. Plnění hydraulické komory 13 není na obr. 1 dále zobrazeno.Through the equalizing volume of the hydraulic chamber 13, in addition to the hydraulic transmission of forces, tolerances due to temperature gradients in the structural element or different coefficients of thermal expansion of the materials used can also compensate for possible settling effects without changing the position of the shut-off valve member 11. be regulated. The filling of the hydraulic chamber 13 is not shown in FIG.
Na konci na straně řídicího prostoru ventilu ventilového členu 3_, respektive ovládacího pístu 12. spolupůsobí kulovitý uzavírací ventilový člen 11 ve ventilovém prostoru 17 se sedly 14. 15 ventilu, vytvořenými na pouzdru 7 ventilu, přičemž první, respektive horní sedlo 14 ventilu směřuje k nízkotlaké oblasti 18 a druhé, respektive spodní sedlo 15 ventilu k řídicímu prostoru 2 ventilu, ve kterém je vysoký tlak. Spodnímu sedlu 15 ventilu je přiřazena pružina 16. která přidržuje uzavírací ventilový člen 11 při odlehčení řídicího ventilového prostoru 2 u horního sedla 14 ventilu.At the end of the valve control side of the valve member 3 and the actuating piston 12 respectively, the spherical shut-off valve member 11 in the valve space 17 interacts with the valve seats 14, 15 formed on the valve housing 7, the first and upper valve seats 14 respectively facing the low pressure. and the second or lower valve seat 15 respectively to the valve control space 2 in which the pressure is high. The lower valve seat 15 is associated with a spring 16 that holds the shut-off valve member 11 while relieving the control valve space 2 at the upper valve seat 14.
V řídicím prostoru 2 ventilu vysokotlaké oblasti 19 je uspořádán pohyblivý řídicí píst ventilu, který není na obrázku dále znázorněn. Axiálními pohyby řídicího pístu ventilu v řídicím prostoru 2 ventilu je známým způsobem regulována vstřikovací tryska • · • ·· · vstřikovacího ventilu 1 paliva. Do řídicího prostoru 2 ventilu ústí obvykle také vstřikovací potrubí, které zásobuje vstřikovací trysku palivem. Vstřikovací potrubí je spojeno se společným vysokotlakým zásobním prostorem (common rail). Vysokotlaký zásobní prostor je přitom napájen známým způsobem vysokotlakým dopravním čerpadlem palivem o vysokém tlaku ze zásobní nádrže.A movable valve control piston, not shown further in the figure, is disposed in the control space 2 of the high pressure region valve 19. The fuel injector 1 is controlled in a known manner by the axial movements of the valve control piston in the valve control space 2. The injection chamber 2 usually also opens into the valve control space 2, which supplies fuel to the injection nozzle. The injection line is connected to a common high-pressure supply space (common rail). The high-pressure storage space is fed in a manner known per se by the high-pressure delivery pump with high-pressure fuel from the storage tank.
Pro stabilizaci uzavíracího ventilového členu 11 v jeho středové poloze je v oblasti mezi hydraulickou komorou 13 a ventilovým prostorem 17. ve kterém ie uzavírací ventilový člen 11 uspořádán, uspořádáno pružinové zařízení 20.. Pružinové zařízení 20 spolupůsobí při provozu vstřikovacího ventilu 1 paliva se zúžením 21 na ovládacím pístu 12. přičemž zúžení 21 a pružinové zařízení 20 jsou vzájemně uspořádány tak, že jsou ve vzájemném záběru, pokud je uzavírací ventilový člen 11 ve své mezilehlé poloze.To stabilize the shut-off valve member 11 in its central position, a spring device 20 is disposed in the region between the hydraulic chamber 13 and the valve space 17 in which the shut-off valve member 11 is arranged. on the actuating piston 12, wherein the constriction 21 and the spring device 20 are arranged to engage with each other when the shut-off valve member 11 is in its intermediate position.
Jak je patrné z obr. 1 a obr. 2, je pružinové zařízení 20. vytvořeno ve znázorněném provedení s napínací pružinou 22. která se svým koncem, odvráceným od ventilového členu 3., respektive od ovládacího pístu 12. opírá o pouzdro 7 ventilu, a na svém druhém, k ovládacímu pístu 12 přivráceném, konci má kluzné zařízení 23.As can be seen from FIGS. 1 and 2, the spring device 20 is formed in the illustrated embodiment with a tension spring 22 which, with its end facing away from the valve member 3 and the actuating piston 12, bears against the valve housing 7, and has a sliding device 23 at its second end facing the actuating piston 12.
V předkládaném provedení je kluzné zařízení 23 vytvořeno třemi koulemi 24. stejnoměrně rozdělenými po obvodě ovládacího pístu 12. které spolupůsobí s geometrií zúžení 21 na ovládacím pístu 12 takovým způsobem, že uzavírací ventilový člen 11 je ve své středové poloze při nastavovacím pohybu zabrzděn. Poloha koulí 24 a geometrie zúžení 21 ovládacího pístu 12 jsou přizpůsobeny odborníkem podle požadovaného zabrzdění uzavíracího ventilového členu 11.In the present embodiment, the sliding device 23 is formed by three spheres 24 uniformly distributed around the circumference of the actuating piston 12 which interact with the geometry of the constriction 21 on the actuating piston 12 in such a way that the shut-off valve member 11 is braked in its central position during adjustment. The position of the balls 24 and the geometry of the constriction 21 of the actuating piston 12 are adapted by the skilled person according to the desired braking of the shut-off valve member 11.
• 0• 0
Na konec vrtaného otvoru 10 na piezoelektrické straně navazuje ventilový prostor 25 systémového tlaku. Ten je na jedné straně ohraničen pouzdrem 7 ventilu a na straně druhé těsnicím elementemAt the end of the bore 10 on the piezoelectric side is a system pressure valve space 25. This is bounded on the one hand by the valve housing 7 and on the other by the sealing element
26. spojeným s nastavovacím pístem 9 ventilového členu 3 a pouzdrem 7 ventilu. Těsnicí element 26 je vytvořen v návrhu jako membrána ve formě skládaného vaku a brání tomu, aby se piezoelektrický ovladač 4 dostal do kontaktu s palivem obsaženým ve ventilovém prostoru 25 systémového tlaku. Schématicky je vyznačeno plnicí zařízení 27 pro doplňování nízkotlaké oblasti 18.26. connected to the adjusting piston 9 of the valve member 3 and the valve housing 7. The sealing element 26 is designed in the design as a diaphragm in the form of a pleated bag and prevents the piezoelectric actuator 4 from coming into contact with the fuel contained in the system pressure valve space 25. The filling device 27 for replenishing the low pressure area 18 is schematically indicated.
Vstřikovací ventil 1 paliva podle obr. 1 a obr. 2 pracuje přitom následně popsaným způsobem.The fuel injector 1 of FIGS. 1 and 2 operates in the following manner.
V uzavřeném stavu vstřikovacího ventilu 1 paliva a při piezoelektrickém ovladači 4 bez proudu je uzavírací ventilový člen 11 ventilového členu 3. přidržován v dotyku s horním sedlem 14 ventilu, které je mu přiřazeno, takže do nízkotlaké oblasti 18 se z řídicího prostoru 2 ventilu, spojeného s vysokotlakým zásobním prostorem, nemůže dostat žádné palivo.In the closed state of the fuel injector 1 and with the piezoelectric actuator 4 de-energized, the shut-off valve member 11 of the valve member 3 is held in contact with the associated valve seat 14 so that the low pressure region 18 with high pressure storage space, can not get any fuel.
V případě pomalého ovládání, jaké se vyskytuje při teplotně podmíněné délkové změně piezoelektrického ovladače 4 nebo jiných konstrukčních prvků, například pouzdra 7 ventilu, vniká nastavovací píst 9 se zvýšením teploty do vyrovnávacího objemu hydraulické komory 13 nebo se při poklesu teploty stahuje zpět, aniž by to celkem mělo vliv na uzavírací a otevírací polohu ventilového členu 3. a palivového ventilu 1.In the case of a slow actuation, such as occurs with a temperature-dependent length change in the piezoelectric actuator 4 or other components, such as the valve housing 7, the adjusting piston 9 enters the equalizing volume of the hydraulic chamber 13 with temperature increase or retracts without temperature in total, it has affected the closing and opening positions of valve member 3 and fuel valve 1.
Má-li nastat přes vstřikovací ventil 1 paliva vstřikování, je piezoelektrický ovladač 4 pod proudem, takže se jeho axiální roztažení nárazově zvětší. Přes nastavovací píst 9 a hydraulickou komoru 13 se toto prodloužení piezoelektrického ovladače 4 přenáší na ovládací píst 12, čímž se uzavírací ventilový člen 11 zvedne ze svého prvního, horního sedla 15 ventilu a pohybuje se proti tlaku ve společném zásobníku ke druhému, spodnímu sedlu 15 ventilu. Pokud nyní dospěje ovládací píst 12 svým zúžením 21 do oblasti, ve které jsou uspořádány koule 24 kluzného zařízení 23. působí na řídicí ventil brzdná síla, orientovaná proti směru pohybu uzavíracího ventilového členu, která vede ke stabilizaci v této poloze.If the fuel injection valve 1 is to be injected, the piezoelectric actuator 4 is energized so that its axial expansion suddenly increases. Via the adjusting piston 9 and the hydraulic chamber 13, this extension of the piezoelectric actuator 4 is transmitted to the actuating piston 12, thereby raising the shut-off valve member 11 from its first upper valve seat 15 and moving against the common reservoir pressure to the second lower valve seat 15 . If the actuating piston 12 now reaches the region in which the balls 24 of the sliding device 23 are located by its narrowing 21, a braking force directed against the direction of movement of the shut-off valve member is applied to the control valve, which leads to stabilization in this position.
Na obr. 3 je velmi zjednodušeně znázorněn průběh této brzdné síly, která.se vyskytuje oři záběru mezi zúžením 21 ovládacího nístu 12 a pružinovým zařízením 20 a její maximum je ve středové poloze h Mitte uzavíracího ventilového členu 11. Pokud se nyní ovládací píst 12 pohybuje ze své středové polohy díky piezoelektrické síle odpovídající velikosti dále, pohybuje se zúžení 21 z oblasti koulí 24., stlačovaných k ovládacímu pístu 12, ven, přičemž síla proti směru pohybu ventilu odstupňovaně klesá. Uzavírací ventilový člen 11 se tak může pohybovat bez působení protisíly účinkem pružinového zařízení 20 do své maximální zdvihové polohy h max, to znamená ke druhému sedlu 15 ventilu.FIG. 3 shows in a simplified manner the course of this braking force, which occurs more than the engagement between the constriction 21 of the actuator 12 and the spring device 20 and its maximum is in the central position h Mitte of the shut-off valve member 11. from its center position due to the piezoelectric force of the corresponding size, the constriction 21 moves out of the sphere of balls 24 compressed to the actuating piston 12, with the force against the direction of movement of the valve gradually decreasing. The shut-off valve member 11 can thus be moved without counteracting by the spring device 20 to its maximum stroke position h max, i.e. to the second valve seat 15.
Při působení elektrického proudu na piezoelektrický ovladač 4 se nyní uzavírací ventilový člen 11 pohybuje s podporou tlaku v zásobníku v opačném směru, přičemž záběrem pružinového zařízení 20 do zúžení 21 ovládacího pístu 12 je, jak bylo popsáno dříve, opět realizována stabilizace uzavíracího ventilového členu 11 v jeho středové poloze.When the electric current is applied to the piezoelectric actuator 4, the shut-off valve member 11 is now moved in the opposite direction with pressure in the reservoir, and by engaging the spring device 20 into the constriction 21 of the piston 12 again, the shut-off valve member 11 is stabilized. its central position.
Nastavení piezoelektrického ovladače se děje v zásadě takovým způsobem, že na tento ovladač pro vstřikování působí, respektive nepůsobí, střední napěťová hladina. Takto nastavený zdvih ovladače zajišťuje to, že řídicí ventil může být umístěn přibližně do středové polohy mezi sedly. Zařízení podle vynálezu zajišťuje to, že středová poloha může být ustavena jistě a s vysokou přesností.The setting of the piezoelectric actuator takes place essentially in such a way that the medium voltage level acts on or does not act on the injection actuator. The actuator stroke thus set ensures that the control valve can be positioned approximately in the middle position between the seats. The device according to the invention ensures that the center position can be set up securely and with high accuracy.
Na obr. 4 je znázorněn další příklad provedení vstřikovacího ventilu 1. paliva podle vynálezu, u kterého jsou z důvodů přehlednosti označeny funkčně totožné součásti již použitými vztahovými značkami.FIG. 4 shows a further embodiment of a fuel injector 1 according to the invention in which, for the sake of clarity, functionally identical components are indicated by reference numerals already used.
Oproti provedení podle obr.In contrast to the embodiment of FIG.
a obr. 2 je zde znázorněnéand FIG. 2 is shown
V V11L1 1 V V Vf 111 uzavíracího ventilového členu 11 je uspořádána pružina 28. která se na jedné straně opírá o konec ventilového prostoru 17. přiřazený druhému sedlu 15 ventilu a na druhé straně o zarážku 29 v oblasti mezi prvním sedlem 14 ventilu a druhým sedlem 15 ventilu. Vhodným umístěním zarážky 29 je také pružina 28 umístěna tak, že její pružinová síla tlumí nastavovací pohyb uzavíracího ventilového členu 11 od prvního sedla 14 ventilu do druhého sedla 15 ventilu od dosažení jeho mezilehlé polohy.A spring 28 is provided in the V11L1 VV Vf 111 of the shut-off valve member 11 and is supported on one side by the end of the valve space 17 associated with the second valve seat 15 and on the other by a stop 29 in the region between the first valve seat 14 and the second seat 15. valve. By appropriately positioning the stopper 29, the spring 28 is also positioned such that its spring force dampens the adjusting movement of the shut-off valve member 11 from the first valve seat 14 to the second valve seat 15 from reaching its intermediate position.
Popsaná provedení mohou být samozřejmě použita alternativně nebo také současně s ventilem podle vynálezu. U kombinovaného použití pružinového zařízení mohou být způsob práce, popřípadě středová poloha uzavíracího ventilového členu dále stabilizovány.The described embodiments can of course be used alternatively or also simultaneously with the valve according to the invention. In the combined use of the spring device, the method of operation or the central position of the shut-off valve member can be further stabilized.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10002271A DE10002271A1 (en) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | Valve for controlling liquids |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ20013358A3 true CZ20013358A3 (en) | 2003-02-12 |
Family
ID=7628117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20013358A CZ20013358A3 (en) | 2000-01-20 | 2000-11-21 | Valve for liquid control |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1165956A1 (en) |
JP (1) | JP2003520326A (en) |
CZ (1) | CZ20013358A3 (en) |
DE (1) | DE10002271A1 (en) |
HU (1) | HUP0200510A2 (en) |
WO (1) | WO2001053689A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10045214A1 (en) * | 2000-09-13 | 2002-03-28 | Bosch Gmbh Robert | Valve for controlling liquids |
CN112387530B (en) * | 2020-10-26 | 2021-07-09 | 深圳市腾盛精密装备股份有限公司 | Novel accurate piezoelectricity injection valve |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3707303A (en) * | 1971-03-10 | 1972-12-26 | Petri Johnson Inc | Means for securing an insert to a base piece |
GB1516939A (en) * | 1976-05-04 | 1978-07-05 | Plessey Co Ltd | Liquid injection device |
US4453449A (en) * | 1981-09-10 | 1984-06-12 | Westinghouse Electric Corp. | Holding apparatus |
DE19732802A1 (en) * | 1997-07-30 | 1999-02-04 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injection device for internal combustion engines |
DE19742073A1 (en) * | 1997-09-24 | 1999-03-25 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injection arrangement for internal combustion engines |
-
2000
- 2000-01-20 DE DE10002271A patent/DE10002271A1/en not_active Ceased
- 2000-11-21 CZ CZ20013358A patent/CZ20013358A3/en unknown
- 2000-11-21 HU HU0200510A patent/HUP0200510A2/en unknown
- 2000-11-21 JP JP2001553526A patent/JP2003520326A/en active Pending
- 2000-11-21 WO PCT/DE2000/004104 patent/WO2001053689A1/en not_active Application Discontinuation
- 2000-11-21 EP EP00989780A patent/EP1165956A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10002271A1 (en) | 2001-08-02 |
EP1165956A1 (en) | 2002-01-02 |
JP2003520326A (en) | 2003-07-02 |
HUP0200510A2 (en) | 2002-06-29 |
WO2001053689A1 (en) | 2001-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ20011880A3 (en) | Valve for controlling liquids | |
JP2001505975A (en) | Fuel injection valve | |
EP2050951A1 (en) | Fuel injector | |
CZ20011877A3 (en) | Valve for controlling liquids | |
KR20010113850A (en) | Valve for controlling liquids | |
CZ20011882A3 (en) | Valve for controlling liquids | |
CZ20011879A3 (en) | Valve for controlling liquids | |
JP2004518906A (en) | Valve to control liquid | |
JP2011512486A (en) | Fuel injector with improved valve control | |
JP2017075532A (en) | Fuel injection valve | |
CZ20011881A3 (en) | Valve for controlling liquids | |
JP4297879B2 (en) | Injector | |
JP2004519613A (en) | Fuel injection device | |
CZ20014487A3 (en) | Valve for controlling liquids | |
CZ20014521A3 (en) | Valve for controlling liquids | |
CZ20011876A3 (en) | Valve for control of liquids | |
CZ20011883A3 (en) | Valve for control of liquids | |
GB2424451A (en) | Fuel injection valve with concentric inner and outer valve needles | |
EP2663764B1 (en) | Valve assembly | |
US20030172978A1 (en) | Seat/sliding valve comprising a pressure compensation pin | |
CZ20014519A3 (en) | Valve for controlling liquids | |
CZ20013358A3 (en) | Valve for liquid control | |
JP4306144B2 (en) | Fuel injection valve | |
WO2005066485A1 (en) | Fuel injector with piezoelectric actuator and method of use | |
CZ20014520A3 (en) | Valve for controlling liquids |