CZ20022527A3 - Ventil k řízení kapalin - Google Patents

Description

Vynález se týká ventilu k řízení kapalin s ventilovým členem ovladatelným převodníkem, přičemž převodník je regulován zdvihem piezoelektrického ovladače.

Dosavadní stav techniky

Ve spise EP 0 477 400 Al je popsán dnes běžný ventil. U tohoto ventilu je ve stupňovitém vrtaném otvoru tělesa ventilu posuvně uspořádán ovládací píst ventilového členu, a to v části stupňovitého otvoru s menším průměrem. Větší píst, pohyblivý pomocí piezoelektrického ovladače je uspořádán v části stupňovitého vrtaného otvoru s větším průměrem. Mezi oběma písty je vytvořen hydraulický tlakový prostor naplněný tlakovým médiem, takže vzniká hydraulický převod pohybu piezoelektrického ovladače. To znamená, že když se pomocí tohoto piezoelektrického ovladače pohne větší píst o určitou dráhu, vykoná ovládací píst ventilového členu zdvih, zvětšený o převodový poměr průměrů pístů, protože píst piezoelektrického ovladače má větší plochu než ovládací píst ventilového členu. Ventilový člen, ovládací píst ventilového členu, píst, který se pohybuje prostřednictvím piezoelektrického ovladače a piezoelektrický ovladač leží přitom za sebou na společné ose.

Z tisku US 5,738,071 je dále známý hydraulicky ovládaný vstřikovač paliva s tělesem vstřikovače, které má přívod hydraulické kapaliny a jehlovou řídicí komoru. Hydraulická jednotka uvnitř vstřikovače přivádí palivo pod tlakem k tělesu vstřikovače. Hydraulická jednotka obsahuje elektromagneticky ovládaný řídicí ventil pro hydraulickou kapalinu a může přívod této kapaliny otevírat a uzavírat. Element jehly ventilu obsahuje hydraulickou uzavírací plochu, vystavenou tlaku v jehlové řídicí komoře. Dodatkově je upraven jehlový řídicí ventil nahrazující elektromagnet, který je zamontován do tělesa injektoru a jehlovou řídicí komoru může spojit se zdrojem vysokotlaké kapaliny, popřípadě ji vůči tomuto zdroji uzavřít. V tomto případě umožňuje pomalé reakční chování řídicího ventilu s hydraulickou kapalinou přímou regulaci rychle reagujícího jehlového ventilu prostřednictvím jediného použitého rychle působícího elektromagnetu.

Konečně je známý vstřikovač firmy Bosch, který je vybaven 3/'2cestným servoventiiem sedlo-šoupátko.

U těchto známých systémů se jako nevýhodné ukázalo, že šoupátka mají velmi krátké překrytí, takže nejsou vhodná pro použití v osobních automobilech se zdvihy ventilů okolo asi 0,3 mm. Místo ventilů sedlo - šoupátko používaných u těchto systémů, mohou sice problematiku krátkého překrytí překonávat známé dvojsedlové ventily ve spojení se zdvihy okolo asi 0,3 mm, avšak tyto známé dvojsedlové ventily nejsou v praxi použitelné, protože díky nezbytnému silovému vyrovnání by musela být dvě sedla se dvěma vedeními vedena v nejméně jednom dvoudílném tělese.

Podstata vynálezu

Tyto nedostatky řeší ventil k řízení kapalin s ventilovým členem ovladatelným převodníkem, přičemž převodník je regulován zdvihem piezoelektrického ovladače, podle vynálezu, jehož podstatou • · je, že ventilový člen má dvojsedlový ventil, ve kterém jsou vedena dvě oddělená tělesa ventilu.

Ventil podle vynálezu je výhodný v tom, že namísto známých 3/2cestných ventilů sedlo - šoupátko je možné použít jeden 3/2cestný dvojsedlový ventil, přičemž sedla a vodítka nemusí být vedena k sobě. Díky upravení druhého sedla je dodatkově možné tvrdé utěsnění vůči šoupátku při malém zdvihu.

V obzvlášť výhodné formě provedení je první těleso ventilu vytvořeno s pánví, do které může dosedat druhé těleso ventilu. Tím lze při konstrukčně jednoduché formě zajistit těsnou součinnost mezi oběma tělesy ventilu.

Druhé těleso ventilu je výhodným způsobem vytvořeno v podstatě jako koule, která může těsně dosedat do pánve prvního tělesa ventilu.

Přitom je upřednostněno řešení, kde je koule vytvořena s válcovitým prodloužením, které přebírá vedení druhého tělesa ventilu. Válcovité elementy lze snadno vést jak při nízkých, tak i při vysokých tlacích a je možné zde poukázat na známé, komerčně běžné konstrukce.

Válcovité prodloužení je na své koncové oblasti, odvrácené od koule, výhodně vytvořeno s prstencem.

Ve zvlášť výhodné formě provedení ventilu k řízení kapalin podle vynálezu doléhá na prstenec napínací element tak, že koule je pro zajištění těsného záběru do pánve přitlačována. První a druhé těleso ventilu tak zde působí jako jedna jednotka a mohou být vložena do jednodílného pouzdra. Vedení prvního tělesa ventilu '·· ·· a vedení druhého tělesa ventilu jsou navíc vzájemně oddělena a není potřebné, aby obě tato vedení fungovala ve vzájemné součinnosti.

Přehled obrázků na výkresech

Na obrázku je znázorněn příklad provedení vynálezu, který je následně blíže vysvětlen. Přiložený obrázek schématicky znázorňuje pohled na vstřikovací ventil paliva podle jednoho příkladu provedení vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Ventilu podle vynálezu, znázorněný jako příklad provedení na obr. 1, se používá ve vstřikovacím systému paliva, u kterého vstřikovací čerpadlo a vstřikovací tryska tvoři jednu jednotku (takzvanou jednotku čerpadlo - tryska (PDE)). Na obr. 1 však byly známé konstrukční prvky vstřikovacího systému paliva vynechány. Obr. 1 se tedy koncentruje pouze na novinky podle vynálezu.

Vstřikovací ventil J_ sestává z neznázorněné decentralizované čerpací jednotky a z neznázorněné řídicí jednotky. Řídicí jednotka zde obsahuje neznázorněný piezoelektrický ovladač, uspořádaný v neznázorněném tělese, s pístem 2, který pomocí hydraulického převodu 3_ reguluje řídicí ventil 4.

Řídicí ventil 4 sestává z prvního tělesa 5_, které má na svém, podle přiloženého obrázku spodním, konci takzvanou pánev 6.. Na tuto pánev 6 navazuje na přiloženém obrázku druhé těleso 7. ventilu. Druhé těleso sestává z koule 8., která těsně dosedá do pánve 6 a z válcovitého prodloužení 9.

• · • ·

Válcovité prodloužení 9 je zde vedeno separátně od prvního tělesa 5. ventilu a má na své, na přiloženém obrázku spodní koncové oblasti prstenec 10, vytvořený na vnějším obvodu válcovitého prodloužení 9. Na prstenec 10 doléhá pružina 11, která prstenec 10 a tím druhé těleso 7 ventilu s koulí 8. tlačí proti pánvi 6 prvního tělesa 5. ventilu.

Řídicí ventil 4 je vytvořen s prvním sedlem 12 a s druhým sedlem 13. na která vždy doléhá první těleso 5_ ventilu, respektive druhé těleso ]_ ventilu.

Funkční charakteristika

Následně bude popsán způsob činnosti ventilu 2 podle vynálezu. Jestliže je do neznázorněného piezoelektrického ovladače zaveden elektrický proud a tento ovladač tak vykonává tlak na píst 2, je tento tlak přenášen pomocí hydraulického převodníku 3_ podle předem daného převodového poměru na první těleso 5. ventilu. V tomto případě je první těleso ventilu na základě působení kombinace pružiny 1 1 a druhého tělesa 7. ventilu v klidovém stavu, respektive tehdy, když na ventil 1_ nepůsobí proud, předepnuto směrem do prvního sedla 12. Proto se, pokud tlak předávaný dále od hydraulického převodníku 3. překročí tlačnou sílu pružiny 11. pohybuje první a druhé těleso 5., 2 ventilu podle přiloženého obrázku směrem dolů, dokud koule 8_ druhého tělesa 2 nedosedne na druhý ventil 13. Současně může palivo proudit od přítoku Z řídicím ventilem 4 k neznázorněné trysce pomocí odtoku A.

Jestliže je nyní přerušena dodávka proudu do neznázorněného piezoelektrického ovladače, jsou nyní jak druhé, tak i první těleso 5_, 2 ventilu přitlačovány pružinou 1 1 podle přiloženého obrázku směrem vzhůru, dokud první těleso 5_ ventilu nedospěje do záběru s prvním • · ·· ·· sedlem 12 ventilu. Tím se přítok Z paliva k odtoku A přerušuje a na druhé straně se otevírá odtok LA únikového oleje, takže se tlak, který se nachází v řídicím ventilu 4 může prostřednictvím odtoku LA únikového oleje uvolnit.

Je třeba poznamenat, že koule 8. druhého tělesa 6 ventilu může provádět při regulaci řídicího ventilu 5_, respektive při deaktivaci tohoto řídicího ventilu 5. maximálně zdvih H. Zdvih je přitom dimenzován ve velikostní řadě asi 0,3 mm.

Ačkoliv při výše uvedeném popisu příkladu provedení obsahují spolupracující tělesa 5_, 7_ ventilu vždy jednu pánev 6_, respektive kouli 8_ z důvodů adekvátní součinnosti, jsou samozřejmě myslitelné také jiné vzájemně sladěné geometrické tvary než je pánev 6 a koule

8.

Předkládaný vynález může být samozřejmě použit také u jinak vybavených ventilů s hydraulickými ale i s mechanickými převody.

Předcházející popis příkladu provedení podle předkládaného vynálezu slouží pouze k ilustrativním účelům, nikoliv k omezení vynálezu. V rámci vynálezu jsou možné různé změny a modifikace, aniž by byl opuštěna oblast předmětu vynálezu a jeho ekvivalentů.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Ventil k řízení kapalin s ventilovým členem (4) ovladatelným převodníkem (3), přičemž převodník (3) je regulován zdvihem piezoelektrického ovladače, vyznačující se tím, že ventilový člen (4) má dvojsedlový ventil, ve kterém jsou vedena dvě oddělená tělesa (5, 7) ventilu.
2. 2. Ventil k řízení kapalin podle nároku 1, vyznačující se tím, že první těleso (5) ventilu je vytvořeno s pánví (6), do které může dosedat druhé těleso (7) ventilu.
3. 3. Ventil k řízení kapalin podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že druhé těleso (7) ventilu je vytvořeno v podstatě jako koule (8)·
4. 4. Ventil k řízení kapalin podle nároku 3, vyznačující se tím, že koule (8) je vytvořena s válcovitým prodloužením (9).
5. 5. Ventil k řízení kapalin podle nároku 4, vyznačující se tím, že válcovité prodloužení (9) je na své koncové oblasti, odvrácené od koule, vytvořeno s prstencem (10).
6. 6. Ventil k řízení kapalin podle nároku 5, vyznačující se tím, že prstence (10) se dotýká napínací element (11) takovým způsobem, že koule (8)je pro těsný záběr do pánve (6) předepjata.