CZ20023491A3

CZ20023491A3 - Fuel injection valve

Info

Publication number: CZ20023491A3
Application number: CZ20023491A
Authority: CZ
Inventors: Reiteráferdinand
Original assignee: Robertáboschágmbh
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2004-05-12
Also published as: EP1366286B1; DE50205341D1; JP2004518862A; WO2002068814A1; DE10109407A1; US6921033B2; EP1366286A1; US20030155446A1; CN1457392A

Description

Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva, zejména k přímému vstřikování paliva do spalovacího prostoru spalovacího motoru, který stlačuje směs a je zapalován z cizího zdroje, s krytem ventilu, vytvořeným z tělesa trysky, a s těsnicím kroužkem, který utěsňuje vstřikovací ventil paliva vůči hlavě válce spalovacího motoru.

Dosavadní stav technik v ~ ' ' '

Z DE 196 00 403 Al je například znám elektromagnetický vstřikovací ventil paliva a pro něj vhodná upevňovací struktura, jež splňují, pro spalovací motor se systémem vstřikování do válce, požadavky na těsnicí účinek, tepelnou odolnost a tlakovou odolnost. Zvláštní péče se při tom věnuje utěsnění oblasti v bezprostředním sousedství válce, ve které je upevněn elektromagnetický vstřikovací ventil paliva, jakož i oblasti dále vzdálené. Z toho vyplývá, že první těsný úsek s prvním těsnicím kroužkem, který je proveden jako zvlněná kruhová podložka, podle vynálezu leží v místě blízko válce a mezi vstřikovacím ventilem paliva a hlavou válce. Druhý těsný úsek s druhým těsnicím kroužkem, který je rovněž proveden jako zvlněná kruhová podložka, je umístěn dále, v místě které je od válce více vzdáleno než první těsný úsek.

U vstřikovacího ventilu paliva známého z DE 196 00 403 Al jsou nevýhodou zejména vysoké náklady na zhotovení těsnicích • · • · · · • · ·· · · • · • ·· · kroužků. K tomu připadnou vysoké výrobní náklady podmíněné zušlechtěnými materiály, například při výrobě těsnicích kroužků ze stříbrem plátovaného INCONELu nebo i z materiálů pokrytých vrstvou teflonu.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje vstřikovací ventil paliva, zejména k přímému vstřikování paliva do spalovacího prostoru spalovacího motoru, který stlačuje směs a je zapalován z cizího zdroje, s krytem «>

ventilu, vytvořeným z tělesa trysky, a s těsnicím kroužkem, který utěsňuje vstřiko.vací ventil paliva vůči hlavě válce spalovacího motoru, podle vynálezu, jehož podstatou je, že těsnicí kroužek je pro filo ván konvexně vyklenutě, přičemž se dva konce těsnicího kroužku axiálně stupňovitě překrývají.

Vstřikovací ventil paliva podle vynálezu s těmito znaky má naproti tomu tu výhodu, že těsnicí kroužek, tvarovaný s proměnným poloměrem zakřivení, lze s příznivými náklady vyrobit ze slitiny mědi a cínu, vícenásobně použít jakož i snadno montovat.

Opatření uvedená ve vedlejších nárocích umožňují výhodné úpravy vstřikovacího ventilu paliva uvedeného v hlavním nároku.

Zejména výhodné je, že těsnicí kroužek má oblast překrývání, která tvarovým zapadnutím konců těsnicího kroužku do odpovídajících vyhloubení dosahuje ohebný tvar těsnicího kroužku s úsporou místa.

Těsnicí kroužek může být výhodně vyklenut dovnitř a ven, buď pod stejnými nebo odlišnými poloměry zakřivení, čímž lze docílit • · · · · · • '· · · · · • · • · · · • · ·· ·· · · stejnoměrnou tloušťku těsnicího kroužku nebo průřez, který se směrem k hranám zužuje.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení vynálezu jsou zjednodušeně znázorněny na výkresu a blíže objasněny v následujícím popisu. Zde znázorňují :

obr. 1 schematický řez prvním příkladem provedení vstřikovacího ventilu paliva, uspořádaného podle vynálezu, v celkovém pohledu, obr. 2 schematický výřez ze vstřikovacího ventilu paliva, uspořádaného podle vynálezu, v oblasti II na obr. 1, obr. 3 schematický výřez ve stejné oblasti jako na obr. 2 z druhého příkladu provedení vstřikovacího ventilu paliva, uspořádaného podle vynálezu, a obr. 4 schematický pohled na těsnicí kroužek podle obr. 2 nebo obr, 3.

Příklady provedení vynálezu

Dříve nežli budou pomocí obr. 2 až obr. 4 blíže popsány výhodné příklady provedení vstřikovacího ventilu X paliva podle vynálezu, bude pro lepší pochopení vynálezu nejprve pomocí obr. 1 krátce vysvětlen vstřikovací ventil X paliva, s ohledem na jeho podstatné součásti.

·· ···· ·· ··«· ·· ···· • · ··· · · * ·

Vstřikovací ventil X paliva je proveden jako vstřikovací ventil paliva pro zařízení ke vstřikování paliva do spalovacích motorů, jež stlačují směs a jsou zapalovány z cizího zdroje. Vstřikovací ventil X paliva se hodí zejména pro přímý vstřik paliva do neznázorněného spalovacího prostoru spalovacího motoru.

Vstřikovací ventil X paliva sestává z tělesa 2_ trysky, ve kterém je uspořádána jehla 3_ ventilu. Jehla X ventilu je spojena s uzavíracím tělesem 4_ ventilu, které způsobuje těsné dosednutí spolu s plochou 6. sedla ventilu, uspořádanou na tělese X sedla ventilu. U vstřikovacího ventilu X paliva se v příkladu provedení jedná o vstřikovací ventil X paliva otevíraný dovnitř, který má stříkací otvor ]_.

’ ^? T ě 1 e s o 2t r y s k y j e t ě s n ě ň i m 8_ utěsněno vůči v n ěj š i m u p ó 1 u 9 magnetické cívky 1 0 jakož i těsnicím kroužkem 34 vůči na obr. 1 dále neznázorněné hlavě válce spalovacího motoru. Těsnicí kroužek 34 je podle vynálezu vyroben z konvexně klenutého, na dvou koncích 35 se překrývajícího, kroužku, vyrobeného pomocí lisovacích nástrojů a kladek z profilovaného pásového materiálu. Podrobné vysvětlení těsnicího kroužku 3 4 i e uvedeno v popisu obr. 2 až obr. 4.

Magnetická cívka 10 je zapouzdřena v pouzdru 11 cívky a navinuta na nosiči 12 cívky, který přiléhá ke vnitřnímu pólu 13 magnetické cívky 10. Vnitřní pól 13 a vnější pól 9. jsou od sebe odděleny mezerou 26 a opírají se o spojovací stavební díl 29. Magnetická cívka 10 se budí elektrickým proudem přiváděným vedením 19 přes elektrický zástrčný kontakt 1 7. Zástrčný kontakt 1 7 je obklopen opláštěním 18 z plastu, které lze nastříknout na vnitřní pól 1 3.

9 9 ·

9 • · · · · · 9 9 9 9 < · • 9 ··

Jehla 3_ ventilu je vedena ve vedení 14 jehly ventilu, které je provedeno jako kotouč. Pro nastavení zdvihu slouží spárovaný nastavovací kotouč 15. Na druhé straně nastavovacího kotouče 15 se nachází kotva 20. Tato je silovým spojením prostřednictvím první příruby 21 spojena s jehlou 3. ventilu, která je s první přírubou 21 spojena svarovým stehem 22. O první přírubu 21 se opírá pružina 23 zpětného nastavení, která se v předložené konstrukční variantě vstřikovacího ventilu £ paliva uvede do předpětí prostřednictvím pouzdra 24. Ve směru odtoku od kotvy 20 j e uspořádána druhá příruba 31, která slouží jako spodní doraz kotvy. Svarovým stehem 33 je silovým spojením spojena s jehlou 3_ ventilu. Mezi kotvou 20 a druhou přírubou 31 je uspořádán elastický mezikroužek 3 2 pro tlumení rázů kotvy při uzavírání vstřikovacího ventilu 1 paliva.

Ve vedení 14 jehly ventilu, v kotvě 20 a na tělesu 5. sedla ventilu probíhají palivové kanály 3 0a až 30c, jež vedou palivo, které je přiváděno centrálním přívodem 16 paliva a filtrováno filtračním článkem 25, ke stříkacímu otvoru ]_. Vstřikovací ventil 1_ paliva je prostřednictvím těsnění 28 utěsněn vůči dále neznázorněnému vedení rozdělovače.

V klidovém stavu vstřikovacího ventilu 1_ paliva je první příruba 21 na jehle 3_ ventilu proti svému směru zdvihu podrobena pružině 23 zpětného nastavení tak, že uzavírací těleso 4 ventilu je těsně přidržováno na ploše 6. sedla ventilu. Kotva 20 doléhá na mezikroužek 32, který se opírá o druhou přírubu 31. Při nabuzení magnetické cívky 10 tato vytvoří magnetické pole, které pohnou kotvou 20 proti síle pružiny 23 zpětného nastavení ve směru zdvihu. Přitom kotva 20 sebou, ve směru zdvihu, vezme první přírubu 21, která je s jehlou 3_ ventilu svařená, a tím i jehlu 3. ventilu. Uzavírací těleso 4 ventilu, spojené s jehlou 3_ ventilu, se zdvihne z plochy 6 ·· ···· ·« ···· ·· ···· • · · * · · · · · • · · ··· ··· • · ···· · · · · · • · · · · · · · · · · · sedla ventilu, čímž se vystříkne palivo, přiváděné palivovými kanály 30a až 30c ke stříkacímu otvoru 7_.

Odpojí-li se proud cívky, odpadne kotva 20 od vnitřního pólu 13, po dostatečném odbourání magnetického pole, působením tlaku pružiny 23 zpětného nastavení na první přírubu 21, čímž se jehla 3_ ventilu pohybuje proti zdvihu. Tím uzavírací těleso 4 ventilu dosedne na plochu 6. sedla ventilu a vstřikovací ventil 1_ paliva se uzavře. Kotva 20 dosedne na dorazu kotvy, vytvořeném druhou přírubou 3 1.

Obr. 2 znázorňuje, na výřezu vytaženém z oblasti označené na obr. 1 jako II, vstřikovací ventil 1_ paliva podle vynálezu. Odpovídající si součásti jsou přitom ve všech obrázcích opatřeny stej ným i vztahovými značkami. ’ ~ ~

Pro pochopení způsobu fungování utěsňovacích opatření podle vynálezu je na obr. 2. schematicky znázorněna část hlavy válce..36 spalovacího motoru. Těsnicí kroužek 34 tak leží ve drážkovém vybrání 40 tělesa 2 trysky, aby těsnil vstřikovací ventil 1_ paliva vůči hlavě válce 36 spalovacího motoru. Těsnicí kroužek 34 je přitom pod nepatrnou tlakovou silou, která poněkud zplošťuje výše zmíněný konvexní poloměr zakřivení těsnicího kroužku 34, čímž vznikne těsnicí účinek. Těsnicí kroužek 34 je přitom svými vnějšími hranami 41 zapřen v okolo probíhajícím vybrání 40.

Výroba těsnicího kroužku 34 se provádí zejména vylisováním z profilovaného pásového materiálu a následným válcováním. Takto vytvořený těsnicí kroužek 34 má dva konce 3 5, jež jsou vytvarovány tak, aby se axiálně překrývaly a v obvodovém směru do sebe navzájem zasahovaly. Možný tvar překrytí je vidět z obr. 4.

• ·· ···· • · · · • · · • · · * « • · • · · ·

Aby se zajistily dobré pružící vlastnosti těsnicího kroužku 34, vyrábí se tento zejména ze slitiny mědi a cínu nebo z ušlechtilé oceli. Materiál se kromě toho vyznačuje dobrou odolností proti korozi a dobrými kluznými vlastnostmi. To první je nutné pro dlouhou trvanlivost těsnicího kroužku, to druhé usnadňuje zejména montáž a demontáž vstřikovacího ventilu 1_ paliva, aniž by se těsnicí kroužek 34 musel pokaždé obnovovat, což je případ stávajících teflonových těsnění.

Montáž těsnicího kroužku 34 nevyžaduje speciální nářadí, poněvadž pro dobré pružící vlastnosti je možné jednoduché nasunutí na těleso 2 trysky a následné tvarové zapadnutí do vybrání 40. To je umožněno překrytím konců 35 těsnicího kroužku 34, kterým je těsnicí kroužek 34 v průměru proměnlivý.--------------------------------- -----------------------------------------První příklad provedení těsnicího kroužku 34, znázorněný na obr. 2, má stejně velký poloměr zakřivení pro vnitřní stranu 3 8 jako pro vnější stranu 39 těsnicího kroužku 34. To znamená, že materiál těsnicího kroužku 34 ie ve všech místech stejně tlustý.

V protikladu k tomu druhý příklad provedení vstřikovacího ventilu 1_ paliva na obr. 3 ukazuje ve schematickém výřezu proměnlivou tloušťku těsnicího kroužku 34. Přitom se tloušťka materiálu směrem k hranám 41 těsnicího kroužku 34 zmenšuje, což je dosaženo větším poloměrem zakřivení vnitřní strany 38 oproti vnější straně 3 9. Takto vzniklý tvar je výhodný do té míry, že příložná plocha ve vybrání 40 je oproti prvnímu příkladu provedení menší a tím se jednak zjednoduší montáž a jednak se zlepší těsnicí účinek.

Obr. 4 ukazuje schematický pohled na těsnicí kroužek 34 podle obr. 2 nebo obr. 3 v oblasti překrytí konců 3 5. Těsnicí kroužek 3 4 je • 0 0 0 0 0 0 0 »000 0 0 0 0 0 0 • 0 0 0 0 000 0

0 0000 000 0

00 0 0 00 0 0 00 00 00 00 00 00 00 přitom pootočen o 90° oproti pohledům znázorněným na obr. 2 a na obr. 3.

Pro usnadnění montáže jakož i pro zlepšení pružících vlastností těsnicího kroužku 34 a tím i ke zlepšení těsnicích vlastností má těsnicí kroužek 34, jak už bylo výše zmíněno, oblast překrytí, ve které konce 35 těsnicího kroužku 34 do sebe navzájem zasahují. V předložených příkladech provedení se přitom překrytí dosáhne axiálním tvarovým zapadnutím. K tomu se při výrobě těsnicího kroužku 34 na jeho koncích 35 vylisují vyhloubení 42, jež axiální výšku těsnicího kroužku 34 dělí například na polovinu. Při válcování těsnicího kroužku 3 4 se pak vždy konec 35 vloží do protilehlého vyhloubení 42, takže se získá stupňovitá axiální tvarová západka. Tím lze například oproti úplnému—překrytí konců 3 5, které by se dosáhlo přesunutím přes sebe, dosáhnout výhodu konstantní tloušťky materiálu. Podle průměru vrtání 37 hlavy válce 36 zasahují konce 3 5 těsnicího kroužku 34 do sebe v proměnlivé velikosti, na základě obvodové délky vyhloubení 42. Tímto způsobem lze těsnicí kroužky 34 stejné velikosti použít pro různě velká vrtání 37.

Vynález se neomezuje na znázorněné příklady provedení a je použitelný i pro jiné tvary průřezu těsnicích kroužků 34, jakož i pro libovolné způsoby konstrukce vstřikovacích ventilů 1_ paliva, například pro vstřikovací ventily 1_ paliva s napojením na sací potrubí nebo pro Common-Rail-System.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vstřikovací ventil paliva (1), zejména k přímému vstřikování paliva do spalovacího prostoru spalovacího motoru, který stlačuje směs a je zapalován z cizího zdroje, s krytem ventilu, vytvořeným z tělesa (2) trysky, a s těsnicím kroužkem (34), který utěsňuje vstřikovací ventil (1) paliva vůči hlavě válce (36) spalovacího motoru, vyznačující se tím, že těsnicí kroužek (34) je profilován konvexně vyklenutě, přičemž se dva konce (35) těsnicího kroužku (34) axiálně stupňovitě překrývají.
2. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že vždy jeden konec (35) těsnicího kroužku (34) tvarově zapadá do v y h 1 o u b e ní (4 2) n a dru h ém k o n c i ( 35).
3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že poloměr zakřivení těsnicího kroužku (34) odpovídá poloměru otvoru vrtání (37) hlavy válce (36).
4. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že těsnicí kroužek (34) je ze slitiny mědi a cínu.
5. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že těsnicí kroužek (34) je uspořádán ve vybrání (40) tělesa (2) trysky, které se podobá drážce.
6. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 5, vyznačující se tím, že těsnicí kroužek (34) vnějšími hranami (41) doléhá ve vybrání (40).

'»· ···· ·· ···· ·· ···· • · · · · · · · · • · · ·· · · · · • · · · · · · · · · · • · · · · · · · · · · · • ·’ ·· ·· ·· ·· ··
7. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že těsnicí kroužek (34) má na vnitřní straně (38) a na vnější straně (39) stejný poloměr zakřivení.
8. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že těsnicí kroužek (34) má na vnitřní straně (38) větší poloměr zakřivení než na vnější straně (39).