CZ2001904A3

CZ2001904A3 - Vstřikovací ventil paliva

Info

Publication number: CZ2001904A3
Application number: CZ2001904A
Authority: CZ
Inventors: Ferdinand Reiter
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2001-12-12
Also published as: CZ295158B6; JP2003504559A; EP1114250B1; DE19932761A1; EP1114250A1; WO2001006114A1; DE50009352D1

Description

Tenkostěnný připojovací díl (16) má nejméně jedno radiálně upravené zahloubení (43), ve kterém je uspořádán tlumicí element (45), čímž se tlumí axiální kmitání připojovacímo dílu (16) a tak se účinně zabrání odrážení ventilového uzavíracího úseku (21) na ventilové sedlové ploše (32).

CZ 2001 - 904 A3

- 1 Vstřikovací ventil paliva

Oblast techniky

Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva, který je opatřen přívodem paliva, vybnditelným ovládacím ústrojím, kterým je přemístitelný ventilový uzavírací člen, pevným ventilovým sedlem, které je vytvořeno na ventilovém sedlovém elementu a se kterým spolupůsobí ventilový uzavírací člen pro otevírání a uzavírání ventilu, výtokovým otvorem paliva, který je upraven ve směru po proudu od ventilového sedla, a připojovacím dílem, který má vnitřní podélný otvor, ve kterém je uložen sedlový element.

i/2?avadní_ stav _techniky

Takový vstřikovací ventil paliva je již známý z US-řS 4,766,405. Tento vstřikovací ventil paliva má uzavírací těleso ventilu spojené s jehlou ventilu, které spolupůsobí s ventilovou dosedací plochou vytvořenou na ventilovém sedlovém tělese pro zajištění těsnicího sedla. Pro elektromagnetické ovládání tohoto vstřikovacího ventilu paliva je upravena magnetová cívka, která spolupůsobí s magnetovou kotvou, která společně s ventilovým uzavíracím tělesem vytváří jehlu ventilu. Pro snížení zpětného kmitání ventilového uzavíracího tělesa od ventilové sedlové plochy při uzavírání vstřikovacího ventilu paliva je na vnějším obvodu magnetové kotvy uspořádán tlumicí element. Kmitání ventilové jehly, případně ventilového uzavíracího tělesa vedou mimo jiné k nekontrolovatelnému krátkodobému otevírání vstřikovacího ventilu paliva a tak také k nereprodukovatelnémti dodávanému množství paliva a k nekontrolovatelnému vstřikování paliva.

»τ · · · · «**» . 4 4 4 4 4.4 4 '· 4 4

•. 4 4 · 4 4 4 · 9 4 '4 • 4 4 4 · · · 44 4 ·*· 44 44 »4 ·· ·44

- 2 Podstata_vynálezu

Vstřikovací ventil paliva podle vynálezu má připojovací díl vytvořen ve tvaru objímky s tenkou stěnou a má nejméně jedno upravené radiální zahloubení, ve kterém je uspořádán tlumicí element, čímž je možné ještě účinněji zabránit případným rázům jehly ventilu. Mimoto je vstřikovací ventil podle vynálezu výhodně vyrobitelný jednoduše a ekonomicky výhodně .

Mimoto vede uspořádání tlumicího elementu podle vynálezu k tomu, že se podstatně sníží hluky při provozu vstřikovacího ventilu paliva.

Prostřednictvím opatření, která 'jsou uvedena v závislých patentových nárocích, jsou možná další výhodná vytvoření a zdokonalení vstřikovacího ventilu paliva podle vynález*·.

Výhodná je úprava tlumicího elementu v radiálně směrem dovnitř zasahujícím zahloubení na vnějším obvodu vstřikovacího ventilu paliva, protože potom jsou výrobní a montážní náklady zvláště nízké.

Zvláště výhodné je vytvořit nejméně jedno zahloubení na připojovací části nebo unášeči sedla ventilu tak, že je vytvořeno obvodově o 360°. Přitom je možné zahloubení vytvořit zejména válcováním nebo hlubokým tažením.

Zejména je možné vytvořit tlumicí element z tlumicího materiálu v podobě elastomerického materiálu, který do značné míry vyplňuje zahloubení. Přitom lze tlumicí materiál zvláště jednoduše a ekonomicky výhodně uložit vlitím nebo obstríknutím. Alternativně lze místo vestříknutého elastomerického materiálu také použít tlumicí elementy ve tvaru tlumicích prstenců nebo hadicových elementů. Také pro tyto tlu• · · ·

mieí elementy mohou být použity elastomery.

Přehled obrázku na výkrese

Příklad provedení vynálezu je zjednodušeně znázorněn na výkrese a v následujícím popise je blíže vysvětlen.

« tĚíklady_proyedení_vyoálezu

Nu obr. 1 částečně znázorněný elektromagneticky ovladatelný ventil v podobě vstřikovacího ventilu paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích mot ořů, které stlačují směs a z vnějšího zdroje ji zapalují, je vhodný ze jména,, pro přímé vstřikování paliva do neznázorněného spalovacího prostoru. Vstřikovací ventil paliva má magnetovou cívkou obklopené trubkové jádro 2 jako tak zvaný vnitřní pól. Na kostře _d cívky je ovinutí magnetové cívky _1 a umožňuje tak ve spojení s jádrem 2 zvláště kompaktní konstrukci vstřikovacího ventilu v oblasti magnetové cívky JL. Jako vybuz.ující ovládací elementy jsou vhodné místo elektromagnetického okruhu také piezoaktory nebo magnetostrikční aktory.

Spodním koncem £ jádra 2 je prostřednictvím svaru a soustředně k ventilové podélné ose 10 těsně připojena trubková kovová mezilehlá část 12, která částečně obklopuje axiálně spodní konec 9 jádra 2. Ve směru po proud·» od kostry 3 cívky a mezilehlé části 12 je upraven do značné míry trubkovitý a předem vytvarovaný připojovací díl 16 ve tvaru nnášeče sedla ventilu, který je například pevně spojen s mezilehlou částí 12. V připojovacím dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu, který slouží jako připojovací díl a přitom představuje tenkostěnno·· objímku, je upraven podélný otvor 18. V tomto podélném otvoru 18 je uspořádána například ve tvaru tyče vytvořená jehla 19 ventilu, která má na svém po proudu upraveném kon9 9 9 · • 9 • · 9 ·9 ·.99

9'999 9 9 · ·9

- · 9 9 9 H 9 ·9 ·9 • 9 9 <99999 • · 9 9 9 9 9 9*9 9 ci ventilový uzavírací úsek 21.

Ovládání vstřikovacího ventilu se uskutečňuje známým způsobem například elektromagneticky. Pro zajištění axiálního pohybu jehly 19 ventilu a tím také pro otevření proti pružné síle vratné pružiny 25, případně uzavření vstřikovacího ventilu slouží elektromagnetický obvod s magnetovou cívkou 1.» jádrem 2 a kotvou 26. Kotva 26 je spojena prostřednictvím svarového švu s koncem jehly 19 ventilu odvráceným od ventilového uzavíracího úseku 21 a je nasměrována na jádro 2. Do po proudu upraveného, od jádra 2 odvráceného konce připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu je prostřednictvím svaru těsně namontována do podélného otvoru 18 vodicí a sedlová jednotka.

Tato vodicí a sedlová jednotka má tři kotoučové elementy, které svými čelními plochami na sebe bezprostředně dosedají. Ve směru po projdu jsou za sebou upraveny vodicí element 27, vířivý element 28 a ventilový sedlový element 29. Zatímco vodicí element 27 a vířivý element 28 jsou uspořádány úplně uvnitř podélného otvoru 1 8, zasahuje ventilový sedlový element 29 odstupňovaným vnějším obrysem jen částečně do podélného otvoru 18. V oblasti navenek vyčnívajícího ramene 30 je ventilový sedlový element 29 pevně a těsně spojen s připojovacím dílem 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu na jeho čelní straně upravené po proudu. Vodicí element 27, vířivý element 28 a ventilový sedlový element 29 jsou mezi sebou také pevně spojeny, přičemž je na vnějším obvodu těchto tří elementů 27, 28 a 29 upraven svarový šev.

Pro vedení jehly 19 ventilu v průběhu axiálního pohybu podél ventilové podélné osy 10 je upraven vodicí otvor v mezilehlé části 12 a vodicí otvor ve vodicím elementu 27. Ve směru po proudu se například kuželovité zužující ventilový uzavírací úsek dostává do spolupráce ve směru proudění se • ·

kuželovité zužující ventilovou sedlovou plochou 32 ventilového sedlového elementu 29. Přitom je upraven nejméně jeden výstupní otvor 33, který vychází od ventilové sedlové plochy a prochází skrz ventilový sedlový element 29. U znázorněného příkladu provedení je tento výstupní otvor 33 proveden v šikmém sklonu vzhledem k ventilové podélné ose 10, která končí v konvexně zaoblené odstrikovací oblasti ventilového sedlového elementu 29. Palivo protékající výstupním otvorem je ve víření, protože jeve vířivém elementu 28 před ventilovou sedlovou plochou 32 poskytováno víření, které zdokonaluje rozprašování a proto je tam upraveno více tangenciálně uspořádaných vířivých kanálů.

Koncová poloha jehly 19 ventilu je dána při nevybúzené magnetové cívce _1 dosednutím ventilového uzavíracího úseku 21 na ventilové sedlové ploše 32, zatímco druhá koncová poloha jehly 19 ventilu při vybuzené magnetové cívce 1 se vytváří dosednutím kotvy 23 na spodní konec .9 jádra <2. Dráhy mezi oběma těmito koncovými polohami představují ventilový zdvih. Magnetová cívka j. je přitom obklopena hrncovitým tělesem 35 ventilu, které složí jako tak zvaný vnější pol. Prostřednictvím svého spodního konce, který je přivrácený k ventilovému sedlovému elementu 29. je těleso 35 ventilu pevně upraveno na připojovacím dílu 16 ve tvaru tinášeče sedla ventilu, například prostřednictvím svarového švu.

Například z feritického, magnetický tok vodícího materiálu sestávající připojovací díl 16 ve tvaru inášeče sedla ventilu obklopuje axiálně pohyblivou ventilovou část sestávající z kotvy 26 a z jehly 19 ventilu ventilovým uzavíracím úsekem 21, jakož i částečně vodicí a sedlovou jednotku. Místo feritického materiálu pro připojovací díl 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu může být použit také austenitický materiál, který má například velmi dobrou deformovatelnost. Připojovací díl 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu je vytvo9 9 9 9

9 ♦

9 9

9

řen podélný, přičemž tento připojovací díl 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu může tvořit polovinu nebo více celkové axiální délky vstřikovacího ventilu. Prostřednictvím tohoto vytvoření připojovacího dílu 16 ve tvaru nnášeče sedla ventilu lze do značné míry předsadit vystřikovací bod vstřikovacího ventilu, což může být žádoucí u některých spalovacích motorů na podkladě zvláštního vytvarování a omezeného konstrukčního prostoru. Mimoto lze při použití vstřikovacího ventilu paliva jako př ítné/^vstřikovacího ventilu umístit bod odstřiku optimálně v požadovaném místě spalovacího prostoru. Při obvyklých montážních polohách vstřikovacích ventilů pro vstřikování do sacího potrubí takové provedení znamená, že vstřikovací ventil paliva svým po proudu upraveným koncem a tím také svou odměřovací a odstřikovací oblastí zřetelně zasahuje do sací trubky. Tím lze prostřednictvím cíleného odstřikování najeden nebo více vstupních ventilů do značné míry zabránit ostřikování stěny nasávací trubky a v důsledku toho snížit emise spalin spalovacího motoru.

Prostřednictvím nasazení relativně levné objímky pro připojovací díl 16 ve tvaru nnášeče sedla ventilu se umožní nevyužívat obvyklé otočné součásti používané u vstřikovacích ventilů, které mají na podkladě jejich většího vnějšího průměru větší nároky na objem a při výrobě jsou dražší než daný unášec sedla ventilu.

Těsnicí element 41 , který je uspořádán v drážce 40 upravené na vnějším obvodu připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu, slouží pro utěsnění mezi obvodem vstřikovacího ventilu a mezi neznázorněným uložením ventilu v hlavě válce nebo na nasávacím potrubí spalovacího motoru. Tento těsnicí element 41 je vyroben například z plastické hmoty, jako polytetrafluoretylénu PTF£.

Připojovací díl J.6 ve tvaru unášeče sedla ventilu se

Ί

vyznačuje tím, že přídavně k drážce 40, ve které je uložen těsnicí element 41, je upraveno nejméně jedno radiálně dovnitř nasměrované zahloubení 43, například ve tvaru drážky, které je například upraveno po celém obvodovém směru. Po axiální délce připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu muže být také vytvořeno více radiálních zahloubení 43, jak je to patrno na výkrese se dvěma zahloubeními 43. V jiné oblasti připojovacího dílu .16 ve tvaru unášeče sedla ventilu může být také upraveno více po obvodu rozdělených, tuhost zvyšujících, zahloubených vytvarování v podobě vroubků 44. Tyto vroubky 44 přitom mají na rozdíl od zahloubení. 43 větší, podélné protažení. U připojovacího, dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu, který je vytvořen např íklad hlubokým ' tažením nebo přetvařováním z trubky je nejméně jedno zahloubení 4 3 upraven o například prostřednictvím válcování. Na výkrese je znázorněn příklad provedení vstřikovacího ventilu paliva s připojovacím dílem 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu, u kterého jsou ve směru po proudu nejprve upraveny po obvodu rozdělené vroubky 44, potom dvě axiálně za sebou následující a radiálně obvodová zahloubení £3, potom opět po obvodu rozdělené podélné vroubky 4 4 -a .potom obvodová prstencová drážka 40 pro těsnicí element 41.

Podle vynálezu má nejméně jedno radiálně dovnitř vyčnívající zahloubení 43 připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu tlumicí element £5, který je zasunutelný od vnějšího obvodu připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu. Tento tlumicí element 45 má za úkol tlumit axiální kmitání v připojovacím dílu 16 ve tvaru uneišeče sedla ventilu, která vznikají na ventilové sedlové ploše 32 prostřednictvím brzděné jehly 19 ventilu při uzavírání ventilu. Tak lze . úplně zabránit kmitání jehly 19 ventilu s ventilovým uzavíracím úsekem 21 na ventilové sedlové ploše 32.

Tlumicí element 45 může být zaveden v různých variantách • '#♦ ··· · ♦ · · ·9 * · · · · · »·· do nejméně jednoho zahloubení £3. Jedna možnost spočívá v tom, jak je to znázorněno na výkrese, vyplnit zahloubení 43 tlumicím materiálem. Jako tlumicí materiál je vhodný elastomerický materiál, který se naplní do zahloubení 43 vlitím nebo obstříknutím, například obdobně jako u známých procesů vstřikového lití plastické hmoty pro výrobu obstřiku z plastické hmoty. Zahloubení 43 mohou být například zcela naplněna až k jejich radiálním vnějším okrajovým oblastem. Alternativně mohou být také použity místo nastríknutého elastomerického materiálu tlumicí elementy.45 ve tvaru tlumicích prstenců nebo kroužků, například ve tvaru 0-kro”žků, nebo hadicové elementy s například dutými prostory. Také pro tyto tlumicí elementy 45 mohou být nasazeny elastomery. Pro nasazení do zahloubení 43 připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu jsou však možné jiné tlumicí materiály.

Na výkrese je znázorněn jen jeden příklad provedení, který má zahloubení 43, která vyčnívají radiálně dovnitř a jsou naplněna tlumicím elementem 45. Stejně tak je možné upi/avit radiálně od podélného otvoru 18 navenek vyčnívající zahloubení 43 . která při pohledu od vnějšího obvodu představují vyvýšení a mají tlumicí element 45. Například je však také možné, aby mezi oběma zahloubeními 43 vytvořená, v opačném směru směřující, radiálně navenek vyčnívající zahloubení 43 byla také naplněna tlumicím elementem 45. Mohou tedy být opatřena tlumicími elementy 45 bud jen dovnitř vyčnívající * ' zahloubení 43 nebo jen navenek vyčnívající zahloubení 43 nebo také oba druhy zahloubení 43, 43 .

ο

- 9 Ν Á R 0 Κ Υ •·· ·«·' • · Λ· • · ·· • ·φ • · »Φ ·

W 2ΰο/ - goá

Φ··· ·· ·Ζ • · 9 9 99i/if

9 9 9 9 'fjf .

• ♦ · ♦ ♦ ·Χ/Χ

9 9 9 9 9V

9 99 9 9 9 99

PATENTOVÉ

Claims

1. Vstřikovací ventil paliva, který je opatřen přívodem paliva, vybuditelným ovládacím ústrojím, kterým je přemístitelný ventilový uzavírací člen, pevným ventilovým sedlem, které je vytvořeno na ventilovém sedlovém elementu (29) a se kterým spolupůsobí ventilový uzavírací člen pro otevírání a uzavírání ventilu, výtokovým otvorem paliva, který je upraven ve směru po proudu od ventilového sedla, a připojovacím dílem (16), který má vnitřní podélný otvor (13) a ve kterém je ložen ventilový sedlový element (29), v y z n a č u j í - c í setím, že připojovací díl (16) je vytvořen ve tvaru objímky s tenkou stěnou a má nejméně jedno radiálně upravené zahloubení (43, 43 ), ve kterém je uspořádán tlumicí element (45) .

2. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, v y z n a č u jící se tím, že zahloubení (43) je nasměrováno od vnějšího obvodu radiálně dovnitř.

3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, c í se tím, že zahloubení (43 ) podélného otvoru (18) radiálně navenek.

vyznaču j í je nasměrováno od

4. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahloubení (43, 43 ) je vytvořeno obvodově o 360°.

5. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že připojovací díl (16) je vytvarovatelný hlubokým tažením.

6. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se t í m , že za-

4 • 4 4 » 44»4 ·· 4 *4 4 4 4 4 4 4 4 4 '4 4.4 * 4 4 • 4 4 4 4 '4 · 4 « » • » v 4 * 4 -¼ 4 ♦ 4 4 * 9 4 4 4 ·· «4 44 < 4 4 · • 4'

hloubení (43, 43 ) je naplněno elastomerickým materiálem jako tlumicím materiálem, přičemž tento tlumicí materiál je uložitelný vlitím nebo obstříkrůtím.

Vstřikovací ventil paliva podle vyznačující se t 43 ) je upraven tlumicí element ku, zejména O-kroužku. jednoho z nároků 1 až 5, í m , že v zahloubení (43, (45) ve tvaru tlumicího krouž

S. Vstřikovací ventil paliva podle v y znač u j í c í se t 43 ) je upraven tlumicí element mentu.

jednoho z nároků 1 až 5, í m , že v zahloubení (43, (45) ve tvaru hadicového ele9. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se t í m , že zahloubení (43, 43 ) je vytvořitelné válcováním.