CZ20023668A3

CZ20023668A3 - Fuel injection valve

Info

Publication number: CZ20023668A3
Application number: CZ20023668A
Authority: CZ
Inventors: Hansáwaldemar
Original assignee: Robertáboschágmbh
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2004-05-12
Also published as: JP2004518874A; WO2002073027A1; US6840226B2; DE50208707D1; EP1370765B1; EP1370765A1; ES2276927T3; DE10112142A1; US20030183201A1; CN1459001A

Description

Vstřikovací ventil paliva

Oblast techniky

Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva, zejména pro přímé vstřikování paliva do spalovacího prostoru zážehového spalovacího motoru se stlačováním palivové směsi, s ventilovým tělesem tvořeným tělesem trysky a s prvním těsnicím kroužkem, který utěsňuje vstřikovací ventil paliva vůči hlavě válce spalovacího motoru.

Dosavadní stav techniky

Například ze spisu DE 196 00 403 AI je známý elektromagnetický vstřikovací ventil paliva a upevňovací konstrukce vhodná pro tento vstřikovací ventil paliva, pomocí níž je možno u spalovacího motoru se vstřikovacím systémem do válců splnit požadavky kladené na těsnicí účinek, odolnost vůči vysokým teplotám a odolnost vůči vysokým tlakům. Zvláštní péče se přitom věnuje utěsnění oblasti v bezprostředním sousedství válce, v níž má být elektromagnetický vstřikovací ventil paliva upevněn, jakož i oblasti od ní více vzdálené. Z toho vyplývá, že podle tohoto řešení první těsnicí úsek s prvním těsnicím kroužkem, který je proveden jako zvlněná kruhová podložka, dosedá v místě blízkém válci a mezi vstřikovacím ventilem paliva a hlavou válce. Dále je druhý těsnicí úsek s druhým těsnicím kroužkem, který je rovněž proveden jako zvlněná kruhová podložka, umístěn v místě, které je od válce vzdálenější než první těsnicí úsek.

• · • · • · • · · ·

Nevýhodou vstřikovacího ventilu paliva známého z tohoto spisu 196 00 403 Al jsou jednak výrobní náklady a jednak vysoké výrobní náklady těsnicích kroužků, způsobené zušlechtěnými materiály pro ně použitými, například materiálem INCONEL plátovaným stříbrem.

Jinak jsou s vysokým těsnicím účinkem stále spojeny vysoké montážní náklady, protože při montáži je zapotřebí vysokých strojem dosahovaných sil, přičemž může docházet k poškozování součástí.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vstřikovací ventil paliva, zejména pro přímé vstřikování paliva do spalovacího prostoru zážehového s p a 1o v a c i ho motoru s e stlač ováním- pa 1 i v o v č—směsi,---s ventilovým tělesem tvořeným tělesem trysky a s prvním těsnicím kroužkem, který utěsňuje vstřikovací ventil paliva vůči hlavě válce spalovacího motoru, podle vynálezu, jehož podstatou je, že první těsnicí kroužek se na radiálně vnější straně ve směru proudění paliva kuželově zužuje a spolupracuje s druhým těsnicím kroužkem, který se ho dotýká, a který se na radiálně vnitřní straně proti směru proudění paliva kuželově zužuje.

Výhodou vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu je, že kombinace dvou těsnicích kroužků, které se opačně vůči sobě kuželově zužují, a jejichž radiální rozměr je menší než prostor pro jejich vložení, umožní jednoduchou montáž s vynaložením malých sil, jakož i dosažení spolehlivého těsnicího účinku v hotově smontovaném stavu.

Pomocí opatření uvedených v závislých patentových nárocích jsou možná další výhodná provedení vstřikovacího ventilu paliva uvedeného v hlavním patentovém nároku.

• · • · · · • · · ·

Výhodné je zejména to, že zpárované příložné kotouče uspořádané na vstupní a výstupní straně těsnicích kroužků umožňují rovnoměrný přenos sil na těsnicí kroužky.

Použití příložného kotouče na výstupní straně těsnicího kroužku je zvlášť výhodné, protože tímto opatřením se prakticky zamezí rušivému kontaktu mezi těsnicím kroužkem a směsmi přítomnými ve spalovacím prostoru.

Dále je výhodné, že těsnicí účinek se zatížením těsnicích kroužků prostřednictvím výstupního příložného kotouče při činnosti vstřikovacího ventilu paliva zesílí.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schematicky v celkovém pohledu řez příkladným provedením vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu a obr. 2A-2B schematicky vždy detail II vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu, znázorněného na obr. 1, a to ve dvou za sebou následujících stavech montáže.

Příklady provedení vynálezu

Vstřikovací ventil 1_ paliva je proveden ve formě vstřikovacího ventilu paliva pro vstřikovací zařízení paliva zážehových spalovacích motorů se stlačováním palivové směsi. Vstřikovací ventil £ paliva je vhodný pro přímé vstřikování paliva do neznázorněného spalovacího prostoru spalovacího motoru.

• ·

44 4 • · · · · 4 • * · ·

Vstřikovací ventil 1_ paliva sestává z tělesa 2_ trysky, v němž je uspořádána jehla 3_. Jehla 3 je v činném spojení s uzavíracím tělesem 4 ventilu, které spolupracuje s plochou 6 sedla ventilu uspořádanou na tělese 5. sedla ventilu pro vytvoření těsnicího sedla. U vstřikovacího ventilu 1_ paliva se ve znázorněném příkladném provedení jedná o vstřikovací ventil 1_ paliva otevírající se směrem dovnitř, který má jeden vstřikovací otvor 7.

Těleso 2 trysky je těsněním 8. utěsněno vůči vnějšímu pólu 9 cívky 10 magnetu a dvoudílným těsnicím kroužkem podle vynálezu, který sestává z prvního těsnicího kroužku 34 a’ z druhého těsnicího kroužku 35, vůči hlavě 36 válce spalovacího motoru. Přitom první těsnicí kroužek 34 se na radiální vnější straně 45 ve směru proudění paliva kuželově zužuje, zatímco druhý těsnicí kroužek 35^ se kuželově—zužuje na radiálně vnitřní straně 46 proti směru proudění paliva. Těsnicí kroužky 34 a 35 sestávají s výhodou z teflonu označovaného jako Teflon , aby se dosáhlo vysokého těsnicího účinku při vyšší . stabilitě.

Vstřikovací ventil 1_ paliva ve stavu montáže podle obr. 2A ještě nedosáhl své konečné montážní polohy v hlavě 36 válce. Jakmile se vstřikovací ventil 1_ paliva dále zatlačí do úložného otvoru 39 hlavy 36 válce, nastaví se axiálním posouváním prvního těsnicího kroužku 34 do druhého těsnicího kroužku 3 5 a následujícím rozšířením druhého těsnicího kroužku 35 požadovaný těsnicí účinek. Podrobnější vytvoření těsnicích kroužků 34 a 35, jakož i způsob jejich činnosti, bude uvedeno v popisu k obr. 2A a 2B.

Cívka 10 magnetu je zapouzdřena v pouzdru 11 cívky a je navinuta na kostře 12, která dosedá na vnitřní pól 13 cívky 10 magnetu. Vnitřní pól 1 3 a vněj ší pól 9 jsou od sebe odděleny mezerou 26 a dosedají na spojovací součást 29. Cívka 10 magnetu je buzena • · • · « · ·· elektrickým proudem přiváděným vedením 19 vedeným elektrickým zástrčným kontaktem 1 7. Zástrčný kontakt 17 je obklopen plastovým pláštěm 18, který může být na vnitřní pól 13 nastříknut.

Jehla 3. vstřikovacího ventilu 1_ paliva je vedena ve vedení 14, které má tvar kotouče. Pro nastavení zdvihu slouží přidružený nastavovací kotouč 1 5. Na druhé straně nastavovacího kotouče 15 se nachází kotva 20.. Kotva 20 je prostřednictvím první příruby 2 1 silově spojena s jehlou 3_, která je s první přírubou 21 spojena svarovým švem 22. Na první přírubu 21 dosedá vratná pružina 23, která je u znázorněného provedení vstřikovacího ventilu 1_ paliva uvedená pouzdrem 24 do předpětí.

Z a k o t v o u 20 v c s m čr u proudění pa li v a -je- uspoř á dá na—druhá- příruba 31, která slouží jako dolní doraz pro kotvu 20.. Tato druhá příruba 31 je pomocí svarového švu 33 silově spojena s jehlou 3_. Mezi kotvou 20 a druhou přírubou 31 je uspořádán pružný vložený kroužek 32 určený k tlumení nárazů kotvy 20 při zavírání vstřikovacího ventilu J_ paliva.

Ve vedení 14 jehly 3_, v kotvě 20 a v tělese 5. sedla ventilu probíhají palivové kanály 3 0a, 30b, 30c, které přivádějí palivo centrálním přívodem 16 paliva a filtrují je filtračním elementem 25 a vedou ke vstřikovacímu otvoru Ί_·- Vstřikovací ventil 1_ paliva je těsněním 2 8 utěsněn vůči neznázorněnému rozváděcímu potrubí paliva.

V klidovém stavu vstřikovacího ventilu 1. paliva je první příruba 2 1 na jehle 3_ zatížena vratnou pružinou 23 proti směru svého zdvihu tak, že uzavírací těleso 4 ventilu těsně dosedá na plochu 6. sedla ventilu. Kotva 20 dosedá na vložený kroužek 32, který se opírá o druhou přírubu 3 1. Při vybuzení cívky 10 magnetu tato cívka 10 • · • · · · • · · · (5 · · · ··· ···· ·· · ·· ···· ·· ·· magnetu vytvoří magnetické pole, které přemístí kotvu 20 ve směru zdvihu proti síle vratné pružiny 23. Kotva 20 přitom unáší první přírubu 21, která je svařena s jehlou 3., a tudíž ve směru zdvihu i jehlu 3_. Uzavírací těleso 4 ventilu, které je v činném spojení s jehlou 3_, se nadzdvihne od plochy 6 sedla ventilu, takže palivo přiváděné palivovými kanály 30a, 30b, 30c do vstřikovacího otvoru 7. se vystříkne.

Dojde-li k vypnutí proudu budicího cívku 10 magnetu, kotva 20 po dostatečném poklesu magnetického pole účinkem tlaku vratné pružiny 23 na první přírubu 21 odpadne od vnitřního pólu 1 3, čímž se jehla 3_ pohybuje proti směru zdvihu. Tím uzavírací těleso 4_ ventilu dosedne na plochu 6. sedla ventilu a vstřikovací ventil 1_ paliva se u z a v ře. K o t v a 20 d o sedá nádor a z t v o ř e n ý d ru ho u p ří ru b o u - 31---------------Obr. 2A a 2B znázorňují detail Π z obr. 1, zobrazující v řezu provedení vstřikovacího ventilu 1_ paliva podle vynálezu v různých stavech montáže. Stejné součásti jsou na všech obrázcích opatřeny stejnými vztahovými značkami.

Jak již bylo uvedeno v popisu k obr. 1, mají těsnicí kroužky 34 a 35 svůj radiální rozměr tak velký, aby mohly být společně se vstřikovacím ventilem 1_ paliva, nejprve bez vynaložení síly, zasunuty do úložného otvoru 39 hlavy 36 válce. Pro montáž těsnicích kroužků 34 a 35 se nejprve do vybrání 3 8, provedeného v tělese 2 trysky ve tvaru drážky, vloží první příložný kotouč 41. Potom se na těleso 2 trysky axiálně nasunou těsnicí kroužky 34 a 35, dokud rovněž nejsou uspořádány ve vybrání 3 8. Potom se do vybrání 38 vloží druhý příložný kotouč 42.

V důsledku zvláštního tvaru těsnicích kroužků 34 a 3 5, které se opačně vůči sobě kuželově zužují, dosedají na sebe kuželové plášťové

9 9 9 94 9 4 44 49 44 9 9

4 9444 49 4

444 994 9444

4 49 4444 94 44 plochy tvořené radiálně vnější stranou 45 prvního těsnicího kroužku 34 a radiálně vnitřní stranou 46 druhého těsnicího kroužku 35, takže těsnicí kroužky 34 a 35 jsou působením axiálního tlaku zasunutelné do sebe. Tím se může druhý těsnicí kroužek 35 při vynaložení malé síly rozšířit tak, že se v úložném otvoru 39 hlavy 36 válce dosáhne požadovaného těsnicího účinku. Potřebný tlak vznikne při montáži vstřikovacího ventilu 1_ paliva v úložném otvoru 39 a je prostřednictvím prvního příložného kotouče 41 přenášen na první těsnicí kroužek 34. První příložný kotouč 41 přitom dosedá na vstupní osazení 47 vybrání 38 tělesa 2_ trysky a montážním tlakem je ve směru proudění paliva přitlačen k prvnímu těsnicímu kroužku 34. Tento první těsnicí kroužek 34 je tlakem zasunován do druhého těsnicího kroužku 35 a rozšíří jej. Současně se panujícím tlakem a omezenými stupni—volnostipřizmenšení- axiálního roz.ložení zvětší i radiální rozměr prvního těsnicího kroužku 34. Tím je možno dosáhnout jak těsnicího účinku, tak i konečné vestavěné polohy vstřikovacího ventilu 1_ paliva v úložném otvoru 39 hlavy 36 válce.

Druhý příložný kotouč 42, dosedající na osazení 37 hlavy 3 6 válce, přitom plní funkci opěry, která podpírá druhý těsnicí kroužek 3 5a brání protlačení prvního těsnicího kroužku 34 druhým těsnicím kroužkem 35 ve směru proudění paliva. Navíc může být druhým příložným kotoučem 42 bráněno možnému rušivému kontaktu mezi směsmi nacházejícími se ve spalovacím prostoru a proniklými do úložného otvoru 32 mezerou 43 a materiálem těsnicích kroužků 34 a 35.

Protože tlak ve spalovacím prostoru, který panuje ve směru proudění paliva za těsnicími kroužky 34 a 3 5, je větší než okolní tlak panující na straně těsnicích kroužků 34 a 3 5 odvrácené od spalovacího prostoru, působí na první těsnicí kroužek 3 4 prostřednictvím mezery 43- mezi tělesem 2 trysky a hlavou 36 válce •« · · 4 · 4 4

4 · 4 4 4 4 4 4 4

444 444 4444 4 • · 4 4 4 · · 4 4 4

4 44 44·4 44 44 tlak panující ve spalovacím prostoru, takže těsnicí účinek při činnosti vstřikovacího ventilu £ paliva se přitlačením prvního těsnicího kroužku 34 pomocí prvního příložného kotouče 41 k osazení 47 tělesa 2_ trysky zvýší. V důsledku vzniku prstencové mezery 44, která vznikne po stlačení těsnicích kroužků 34 a 35 ve vybrání 38 tělesa 2_ trysky se tento efekt ještě přídavně zesílí.

Vynález není omezen na popsané a znázorněné příkladné provedení a může být použit i u jiných tvarů průřezů těsnicích kroužků 34, 35, jakož i u libovolných konstrukcí vstřikovacích ventilů 1_ paliva, například u vstřikovacích ventilů 1_ paliva s návazností na vstřikovací systém paliva se společným tlakovým zásobníkem paliva označovaným jako Common Rail.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vstřikovací ventil (1) paliva, zejména pro přímé vstřikování paliva do spalovacího prostoru zážehového spalovacího motoru se stlačováním palivové směsi, s ventilovým tělesem tvořeným tělesem (
2) trysky a s prvním těsnicím kroužkem (34), který utěsňuje vstřikovací ventil (1) paliva vůči hlavě (36) válce spalovacího motoru, vyznačující se tím, že první těsnicí kroužek (34) se na radiálně vnější straně (45) ve směru proudění paliva kuželově zužuje a spolupracuje s druhým těsnicím kroužkem (35), který se ho dotýká, a který se na radiálně vnitřní straně (46) proti směru proudění paliva kuželově zužuje.

. 2. Vstřikovací ventil pal i v a pod 1e n á r o k u 1, v y z nač u j í c í setím,___________________ že první těsnicí kroužek (34) a druhý těsnicí kroužek (35) jsou uspořádány ve vybrání (38) tělesa (2) trysky.
3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že na vstupní straně prvního těsnicího kroužku (3 4), uvažováno ve směru proudění paliva, je ve vybrání (38) uspořádán první příložný kotouč (41).
4. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 3, vyznačující se tím, že první příložný kotouč (41) dosedá na osazení (47) vybrání (38).
5. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že za druhým těsnicím kroužkem (35), uvažováno ve směru proudění paliva, je uspořádán druhý příložný kotouč (42).
6. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 5, vyznačující se tím, že druhý příložný kotouč (42) dosedá na osazení (37) hlavy (36) válce.

·· ·«·· ·· ·· ·· ···· • · · · · · · · . · · • · · · · · · · « ίο · · · ··» ···· ·· · ·· ···· ·· ··
7. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že první těsnicí kroužek (34) je v druhém těsnicím kroužku (35) axiálně posuvný.
8. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 7, vyznačující se tím, že axiální posouvání těsnicích kroužků (34, 35) vůči sobě má za následek radiální rozšíření prvního těsnicího kroužku (34) a druhého těsnicího kroužku (35).