CZ20022050A3

CZ20022050A3 - Vstřikovací ventil paliva

Info

Publication number: CZ20022050A3
Application number: CZ20022050A
Authority: CZ
Inventors: Matthias Boee; Guenther Hohl; Norbert Keim
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2003-12-17
Also published as: EP1240425A2; WO2001044653A3; DE19960341A1; WO2001044653A2; CN1411536A; JP2003517532A; KR20020054369A; US20030155438A1

Description

Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, s cívkou magnetu, s kotvou zatíženou vratnou pružinou ve směru zavírání a s jehlou k ovládání uzavíracího tělesa silově spojenou s kotvou, přičemž uzavírací těleso společně s plochou sedla ventilu tvoří těsnicí sedlo, a přičemž v kotvě nebo na kotvě je uspořádán alespoň jeden první palivový kanál pro průtok paliva.

Dosavadní stav techniky

Ze spisu DE 195 03 821 Al je již známý elektromagneticky ovládaný vstřikovací ventil paliva, u něhož pro elektromagnetické ovládání spolupracuje kotva s elektricky vybuditelnou cívkou magnetu a zdvih kotvy je přes jehlu přenášen na uzavírací těleso ventilu. Uzavírací těleso spolupracuje s plochou sedla ventilu pro vytvoření těsnicího sedla.

Nevýhodou vstřikovacího ventilu paliva známého z tohoto spisu DE 195 03 821 Al jsou zejména relativně dlouhé doby zavírání. Zpoždění při zavírání vstřikovacího ventilu paliva jsou způsobována adhezními silami působícími mezi kotvou a vnitřním pólem a neokamžitým zrušením magnetického pole při vypnutí budicího proudu. To znamená, že doby dávkování a dávkovaná množství paliva je nutno zlepšit.

·· ····

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vstřikovací ventil paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, s cívkou magnetu, s kotvou zatíženou vratnou pružinou ve směru zavírání a s jehlou k ovládání uzavíracího tělesa silově spojenou s kotvou, přičemž uzavírací těleso společně s plochou sedla ventilu tvoří těsnicí sedlo, a přičemž v kotvě nebo na kotvě je uspořádán alespoň jeden první palivový kanál pro průtok paliva, podle vynálezu, jehož podstatou je, že průřez prvního palivového kanálu je závislý na axiální poloze kotvy.

Výhodou vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu je, že umístěním palivového kanálu do kotvy, jehož průřez je závislý na poloze kotvy, se palivem vytvoří v kotvě dynamický tlak, který při zavíracím pohybu působí ve směru zavírání a urychlí uvolnění kotvy od vnitřního pólu. Při otevíracím pohybu je tento dynamický tlak podstatně menší, protože průřez palivového kanálu, který je závislý na poloze kotvy, je prakticky otevřený. Doba otevírání je proto provedením podle vynálezu prakticky neovlivněna. Rychlejší uvolnění kotvy od vnitřního pólu při zrušení magnetického pole vede ke vzniku kratších zavíracích dob vstřikovacího ventilu paliva, a proto ke kratším a přesnějším dobám dávkování paliva a množstvím dávkovaného paliva. Rovněž skutečnost, že pro dosažení kratších dob zavírání není nutno zvýšit ovládací výkon cívky magnetu, je výhodná.

Pomocí opatření uvedených ve vedlejších patentových nárocích jsou umožněna další výhodná provedení a vylepšení vstřikovacího ventilu paliva uvedeného v hlavním patentovém nároku.

• · ♦ · ♦ ··

S výhodou je v kotvě upraven druhý palivový kanál, jehož průřez je nezávislý na poloze kotvy. Tento druhý palivový kanál přebírá přívod paliva v otevřené poloze vstřikovacího ventilu paliva.

Výhodnou je zejména bezproblémová a levná výroba kotvy s příslušnými otvory a vyrovnávacími kanály.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje ve zjednodušeném provedení axiální řez částí příkladného provedení vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu, obr. 2 ve zvětšeném měřítku detail II z obr. 1, přičemž vstřikovací ventil paliva je znázorněn v otevřeném stavu, a obr. 3 ve zvětšeném měřítku detail II z obr. 1, přičemž vstřikovací ventil paliva je znázorněn v zavřeném stavu.

Příklady provedení vynálezu

Vstřikovací ventil £ paliva, znázorněný na obr. 1, slouží zejména k přímému vstřikování paliva do spalovacího prostoru zážehového spalovacího motoru se stlačováním palivové směsi. Vstřikovací ventil £ paliva obsahuje cívku 8_ magnetu, která je uložena v pouzdru 9, dále vnitřní pól 1 1 ve tvaru trubky a vnější pól 15 ve tvaru objímky, který je svařen s tělesem 2 trysky. Kotva 12, která je zatížena vratnou pružinou 10, obsahuje alespoň jeden vyrovnávací kanál 31, kterým je centrálně vedené palivo přiváděno přes vybrání 13 v tělese 2_ trysky k těsnícímu sedlu. Kotva 12 je v činném spojení s jehlou 3_, na jejímž konci ve směru vstřikování je vytvořeno uzavírací těleso 4 vstřikovacího ventilu £ paliva. Toto uzavírací těleso 4 tvoří s plochou £ sedla ventilu, která je vytvořena ··*· • · * • · ·« » · • 9· ·· · » ·· • · ···· na tělese 5. sedla ventilu, těsnicí sedlo. Ve znázorněném příkladném provedení se jedná o vstřikovací ventil 1_ paliva otevírající směrem dovnitř. V tělese 5_ sedla ventilu je vytvořen alespoň jeden vstřikovací otvor ]_.

V klidovém stavu vstřikovacího ventilu 1_ paliva je kotva 12 zatížena vratnou pružinou 10 proti svému směru zdvihu tak, že uzavírací těleso 4 těsně dosedá na plochu 6. sedla ventilu. Při vybuzení cívky 8_ magnetu vytvoří cívka 8_ magnetu magnetické pole, které přemístí kotvu 12 proti síle vratné pružiny 10 ve směru zdvihu. Kotva 12 unáší jehlu 3_ rovněž ve směru zdvihu. Uzavírací těleso 4_ vytvořené u znázorněného příkladného provedení jednodílně s jehlou

3. se nadzdvihne od plochy 6_ sedla ventilu a palivo proudí kolem těsnicího sedla do alespoň jednoho vstřikovacího otvoru 7_.

Vypne-li se proud budící cívku 8_ magnetu, kotva 12 po dostatečném zrušení magnetického pole odpadne působením tlaku vratné pružiny 10 od vnitřního pólu 11, takže jehla 3_, která je v činném spojení s kotvou 12, se pohybuje proti směru zdvihu, uzavírací těleso 4_ dosedne na plochu 6. sedla ventilu a vstřikovací ventil 1_ paliva se uzavře.

Na obr. 2 je schematicky znázorněn v axiálním řezu detail II vstřikovacího ventilu 1_ paliva podle vynálezu z obr. 1 v otevřeném stavu. V tomto vyobrazení jsou ve zvětšeném měřítku znázorněny jen ty komponenty, které mají podstatný význam, pokud se týká vynálezu. Provedení ostatních komponent může být stejné jako u známého vstřikovacího ventilu 1_ paliva. Již popsané elementy jsou na všech obrázcích opatřeny stejnými vztahovými značkami, takže je upuštěno od opakovaného popisu.

	5	• 4 · • · • · · • · ··· ·	• *· ·· · · • · · • · · · • · · ··· ··	·· ·· • » · • · * • · · • · · ·· ····
Kotva	12 dosedá na obr. 2	na vnitřní	pól	ii,	přičemž
vstřikovací	ventil J_ paliva je otevřen.	Na vnitřním	pólu	1JL	a/nebo na

kotvě 2.je upravena například tenká otěruvzdorná chromová vrstva 3 5 s funkcí magnetické zbytkové vzduchové mezery. Pracovní mezera 3 3 mezi vnitřním pólem 1 1 a kotvou 12 a na ni axiálně navazující vyrovnávací kanály 31 tvoří první palivový kanál 37. V otevřeném stavu vstřikovacího ventilu i paliva je průtok paliva pracovní mezerou 33 a vyrovnávacími kanály 31 přerušen, protože pracovní mezera 33 je uzavřená. Palivo proto proudí výlučně otvorem 30 v kotvě 12, který tvoří druhý palivový kanál 3 8, do středového vybrání 34 kotvy 12 a dále prstencovým vybráním 13 vytvořeným kolem jehly 3_ ve směru k těsnicímu sedlu. Vhodným dimenzováním otvoru 30.se v otevřeném stavu vstřikovacího ventilu i paliva vytvoří před kotvou 12 dynamický tlak, který působí ve směru zavírání. Tím se po vypnutí budicího proudu urychlí uvolnění kotvy 1 2 od vnitřního p ό 1 u 11. Protože dorazová plocha 36 pro kotvu 12 je relativně velká, postačí dynamický tlak o velikosti několika desetin megapascalu (několika procent přívodního tlaku). Maximální průtok vstřikovacím ventilem i paliva proto zůstává téměř nezměněn.

Na obr. 2 je schematicky znázorněn v axiálním řezu detail II vstřikovacího ventilu J_ paliva podle vynálezu z obr. 1 v zavřeném stavu.

Vypne-li se proud budící cívku 8. magnetu, kotva 12 po dostatečném zrušení magnetického pole odpadne ve směru zavírání působením tlaku vratné pružiny 10 a navíc působením dynamického tlaku vytvořeného palivem od vnitřního pólu 11. Jakmile se pracovní mezera 33 začne otevírat, proudí palivo do prstencového prostoru 3 2, který je pro lepší rozvádění paliva s výhodou do kotvy 1 2 vyfrézován, a proudí vyrovnávacími kanály 3 1 do vybrání 1 3.

• 0 ·

···· ·

• 0

0 0

0 ·

0 0 •0 0000

V zavřeném stavu vstřikovacího ventilu 1_ paliva, jakož i na začátku jeho otevírání, se v důsledku uspořádání vyrovnávacích kanálů 31 nevytvoří žádný podstatný nebo, popřípadě, vůči otevřenému stavu pouze malý dynamický tlak. Je-li cívka 8^ magnetu buzena budicím proudem, pohybuje se kotva 12 k vnitřnímu pólu 1 1 proti směru zavírání naznačenému šipkou 3 9. Uzavírací těleso 4 se nadzdvihne od plochy 6. sedla ventilu a vstřikovacím ventilem J_ paliva začne proudit objemový proud paliva. Palivo přitom proudí otvory 30 a vyrovnávacími kanály 3 1. Postup otevírání zůstává téměř neovlivněn, teprve na konci krátce před doražením kotvy 12 na vnitřní pól 11 se v důsledku dynamického tlaku vytvoří hydraulické síly. Otevírací pohyb se proto dynamickým tlakem podstatně neovlivní, takže krátká doba otevření zůstává zachována.

Vynález není omezen na znázorněné příkladné provedení a je uskutečnitelný i u většího počtu jiných provedení vstřikovacích ventilů paliva.

*···

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vstřikovací ventil (1) paliva pro vstřikovací zařízení, paliva spalovacích motorů, s cívkou (8) magnetu, s kotvou (12) zatíženou vratnou pružinou (10) ve směru zavírání a s jehlou (3) k ovládání uzavíracího tělesa (4) silově spojenou s kotvou (12), přičemž uzavírací těleso (4) společně s plochou (6) sedla ventilu tvoří těsnicí sedlo, a přičemž v kotvě (12) nebo na kotvě (12) je uspořádán alespoň jeden první palivový kanál (37) pro průtok paliva, vyznačující se tím, že průřez prvního palivového kanálu (37) je závislý na axiální poloze kotvy (12).
2. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že první palivový kanál (3 7) obsahuje alespoň jeden axiální vyrovnávací kanál (31), který je uspořádán mezi kotvou (12) a vnějším pólem (15), a radiální pracovní mezeru (33) mezi kotvou (12) a vnitřním pólem (11).
3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 2, vyznačující se tím, že mezi kotvou (12) a vnějším pólem (15) se nachází prstencový prostor (32), který je spojen s alespoň jedním vyrovnávacím kanálem (31).
4. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že v kotvě (12) nebo na kotvě (12) je uspořádán druhý palivový kanál (38), jehož průřez je nezávislý na axiální poloze kotvy (12).
5. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 4, vyznačující se tím, že v zavřené poloze těsnicího sedla je jak první palivový kanál, tak i druhý palivový kanál (38), uzavřen a v otevřené poloze těsnicího

Ζ· ··· · · · ··· · ··· *· ·· ···· sedla je otevřen druhý palivový kanál (38) a nikoli první palivový kanál (37).
6. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že druhý palivový kanál (38) je tvořen otvorem (30) v kotvě (12).
7. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že v otevřeném stavu vstřikovacího ventilu (1) paliva se v druhém palivovém kanálu (38) vytvoří dynamický tlak, který urychlí kotvu (12) ve směru zavírání.