CZ20023670A3

CZ20023670A3 - Fuel injection valve

Info

Publication number: CZ20023670A3
Application number: CZ20023670A
Authority: CZ
Inventors: Hohláguenther
Original assignee: Robertáboschágmbh
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2004-05-12
Also published as: EP1381771B1; CN1459002A; ES2280534T3; EP1381771A1; DE10112143A1; RU2003129063A; DE50209488D1; US20030168534A1; WO2002073026A1; US6921035B2; JP2004518873A

Description

Vstřikovací ventil paliva

Oblast techniky

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

------------------Dosavadní stav techniky____________________________________________________________________________________________________

Například ze spisu DE 196 00 403 Al 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 zvlněna kruhová podložka, umístěn v místě, které je od válce vzdálenější než první těsnicí úsek.

·· ···· • 9 • · • · · ·

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 pro přímé vstřikování paliva, zejména do spalovacího prostoru —zážehového spalovacího motoru se stlačováním palivové směsi, s ventilovým tělesem tvořeným tělesem trysky a těsnicím kroužkem, který utěsňuje vstřikovací ventil paliva vůči hlavě válce spalovacího motoru, podle vynálezu, jehož podstatou je, že těsnicí kroužek má vnější profil kuželový, přičemž vnější poloměr těsnicího kroužku a přesah těsnicího kroužku za těleso trysky se ve směru proudění paliva zvětšují.

Výhodou vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu je, že vnějším kuželovým profilem těsnicího kroužku mohou být sníženy tlakové síly při montáži vstřikovacího ventilu paliva opatřeného tímto těsnicím kroužkem. Těsnicí kroužek má přitom radiální přesah za těleso trysky, který se po axiální délce těsnicího kroužku ve směru proudění paliva zvětšuje.

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

• · • · · · • · • ·

Výhodné je zejména to, když těsnicí kroužek má obvodovou drážku, která ve spojení s nákružkem vytvořeným pro takto vytvořené vybrání v těsnicím kroužku umožňuje axiální upevnění těsnicího kroužku.

S výhodou je v oblasti největšího přesahu U_max vytvořeno na vnitřním průměru těsnicího kroužku válcové vybrání, které těsnicímu kroužku propůjčuje radiální pružnost, takže při montáži je zapotřebí podstatně menších zatlačovacích sil.

Výhodná jsou rovněž zkosení vytvořená na těsnicím kroužku a na hlavě válce, která usnadňují zavedení vstřikovacího ventilu paliva s instalovaným těsnicím kroužkem do úložného otvoru hlavy válce.

Vytvoření mezery mezi tělesem trysky a stěnou úložného otvoru v hlavě válce s výhodou umožňuje tlakem podporovaný těsnicí účinek při činnosti vstřikovacího ventilu paliva.

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. 2 schematicky detail II vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu, znázorněného na obr. 1.

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 1_ paliva je ·· ···· vhodný pro přímé vstřikování paliva do neznázorněného spalovacího prostoru spalovacího motoru.

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 £ cívky 10 magnetu a těsnicím kroužkem 34 vůči hlavě válce s p a 1 o v ac i h o m o t o r u, k t e r á n a o b r. lnění zn á z orně n a .Tě s n i c í kroužek 34 sestává s výhodou z materiálu opatřeného vrstvou teflonu označovaného jako Teflon nebo je přímo proveden z PTFE, aby se dosáhlo spolehlivého těsnicího účinku. Těsnicí kroužek 34 má podle vynálezu kuželovité profilovaný průřez, takže přesah 35 těsnicího kroužku 34 za těleso 2_ trysky se po jeho axiální délce mění. Podrobné provedení těsnicího kroužku 34 je uvedeno v popisu k obr. 2.

Cívka 10 magnetu je zapouzdřena v pouzdru 11 cívky a je navinuta na kostře 12, která dosedá na vnitřní pól 13 cívky 1 0 magnetu. Vnitřní pól 1 3 a vnější 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 17. Zástrčný kontakt 17 je obklopen plastovým pláštěm 1 8, 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 • 4 ·· • · · ···· · · · ··· ··· · · · ·· · ·· ···· ·· ·· 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 X paliva uvedena pouzdrem 24 do předpětí.

Za kotvou 20 ve směru proudění paliva je uspořádána druhá příruba 31, která slouží jako dolní doraz pro kotvu 20. Tato druhá příruba 31 je pomocí svarového švu 33 silově spojena s jehlou χ. Mezi kotvou 20 a druhou přírubou 31 je uspořádán pružný vložený kroužek 32 určený k tlumení nárazů kotvy 20 při zavírání vstřikovacího ventilu X paliva.

_______ - - - V e ve d e ní 14 jehly X, v k o t v ě 20 a v tělese X sedla v e n t i 1u probíhají palivové kanály 30a, 30b, 30c. Palivo je přiváděno centrálním přívodem 16 paliva a filtračním elementem 25 filtrováno. Vstřikovací ventil X paliva je těsněním 28 utěsněn vůči neznázorněnému rozváděcímu potrubí paliva.

V klidovém stavu vstřikovacího ventilu X paliva je první příruba 21 na jehle X 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 1 0 magnetu vytvoří magnetické pole, které přemístí kotvu 20 ve směru zdvihu proti síle vratné pružiny 23. Kotva 20 přitom unáší první přírubu XX, která je svařena s jehlou X, a tudíž ve směru zdvihu i jehlu χ. Uzavírací těleso X ventilu, které je v činném spojení s jehlou X, se nadzdvihne od plochy 6_ sedla ventilu, takže palivo přiváděné palivovými kanály 30a, 30b, 30c do vstřikovacího otvoru 7_ se vystříkne.

·· ···· • · 4 4

4 44

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 13, 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 uzavře. Kotva 20 dosedá na doraz tvořený druhou přírubou 3 1.

Obr. 2 znázorňuje detail Π z obr. 1 představující provedení vstřikovacího ventilu 1_ paliva podle vynálezu. Stejné součásti jsou přitom označeny stejnými vztahovými značkami.

Těsnicí kroužek 34 je uspořádán v obvodovém vybrání 36 tělesa 2 trysky, provedeném ve tvaru drážky. Pro zajištění proti sklouznutí j ak-pňi-montáži—vstřikovacího -v-entiTu—L- pal Lva, -tak i při jeho č i-nnos ti,je upraven nákružek 37, který je vytvořen ve vybrání 3 6 tělesa 2. trysky, a který vyčnívá ze dna vybrání 36 a zasahuje do odpovídající drážky 38 provedené v těsnicím kroužku 34.

Podle vynálezu má těsnicí kroužek 34 kuželový profil. To znamená, že přesah 35, který radiálně přesahuje těleso 2 trysky, jak již bylo uvedeno, se po axiální délce těsnicího kroužku 34 mění. Přitom je,přesah 35 na vstupní čelní ploše 39 těsnicího kroužku 34, uvažováno z hlediska proudění paliva, minimální, zatímco přesah 35 na výstupní čelní ploše 40 těsnicího kroužku 34 je maximální. Tato skutečnost je označena na obr. 2 hodnotami minimálního přesahu Ů_mina maximálního přesahu UmaxTěsnicí kroužek 34 je dále na výstupní straně nákružku 37 opatřen válcovým vybráním 41, takže v této oblasti má těsnicí kroužek 34 ode dna obvodového vybrání 36 odstup, takže válcové vybrání 41 propůjčuje těsnicímu kroužku 34 nepatrnou radiální pružnost. Tato skutečnost je jednak výhodná při montáži těsnicího • · · · ·· ·· kroužku 34 v obvodovém vybrání 36 tělesa 2_ trysky, protože průměr těsnicího kroužku 34 je v této oblasti rozšířen, takže síla potřebná pro nasunutí těsnicího kroužku 34 na těleso 2_ trysky je menší. Rovněž jeho zavádění do obvodového vybrání 36 se tím zjednoduší.

Radiální pružnost je rovněž výhodná pro montáž vstřikovacího ventilu 1_ paliva v hlavě 42 válce spalovacího motoru. Zasune-li se totiž vstřikovací ventil 1_ paliva s těsnicím kroužkem 34 do odpovídajícího úložného otvoru v hlavě 42 válce, může se těsnicí kroužek 34 v důsledku válcového vybrání 41 radiálně stlačit, čímž se stlačí oblast maximálního přesahu 3 5. Z toho vyplývá snazší zasunutelnost vstřikovacího ventilu 1_ paliva do hlavy 42 válce.

-----------Montáž se přitom přídavně zlepší zkosením 43. na výstupní čelní ploše 40 těsnicího kroužku 34, která má maximální přesah 35, přičemž toto zkosení 43 tento maximální přesah 35 v této oblasti takzvaně zaobluje. Podobného účinku je možno dosáhnout odpovídajícím zkosením 44 na hraně 45 úložného otvoru hlavy 42 válce.

Těsnicího účinku těsnicího kroužku 34 podle vynálezu se spolehlivě dosáhne jeho radiálním stlačením. Protože tlak ve spalovacím prostoru za těsnicím kroužkem 34 je větší než okolní tlak před těsnicím kroužkem 34, těsnicí kroužek 34 se prostřednictvím mezery 46 nacházející se mezi výstupní čelní plochou 40 a obvodovým vybráním 36, které je spojeno s válcovým vybráním 41, působením tlaku ve spalovacím prostoru v radiálním směru rozšíří, čímž se těsnicí účinek při činnosti vstřikovacího ventilu 1_ paliva zesílí.

Vynález není omezen na popsané a znázorněné příkladné provedení a může být použit i u jiných tvarů průřezů těsnicích

4444 44 44 ·· • · · 4 4 4 4 44 4

8· · 4 444 4444 4

444 444 4444

4 44 4444 44 44 kroužků 34, 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.

qqr-j

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vstřikovací ventil (1) paliva pro přímé vstřikování paliva, zejména do spalovacího prostoru zážehového spalovacího motoru se stlačováním palivové směsi, s ventilovým tělesem tvořeným tělesem (2) trysky a těsnicím kroužkem (34), který utěsňuje vstřikovací ventil (1) paliva vůči hlavě (42) válce spalovacího motoru, vyznačující se tím, že těsnicí kroužek (34) má vnější profil kuželový, přičemž vnější poloměr těsnicího kroužku (34) a přesah (35) těsnicího kroužku (34) za těleso (2) trysky se ve směru proudění paliva zvětšuj í.
2. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že přes ah(3 5) na v stupni č e 1 η í p 1 o š e (39) t ě sničího k ro už ku (34) je minimální a na výstupní čelní ploše (40) těsnicího kroužku (34) je maximální.
3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že těsnicí kroužek (34) je částečně uspořádán ve vybrání (36) tělesa (2) trysky.
4. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 3, vyznačující se tím, že ve vybrání (36) je vytvořen vystupující nákružek (37), který zasahuje do drážky (38) těsnicího kroužku (34) tak, že těsnicí kroužek (34) je upevněn v axiálním směru.
5. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 4, vyznačující se tím, že těsnicí kroužek (34) je ná výstupní straně drážky (38) na svém radiálně vnitřním průměru opatřen válcovým vybráním (41).

44 ··

99» 944 9 9 9 4 9

44» 4 9 9 4444

94 4 44 4444 99 44
6. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 5, vyznačující se tím, že těsnicí kroužek (34) má v oblasti válcového vybrání (41) odstup od vybrání (36) tělesa (2) trysky.
7. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 2, vyznačující se tím, že těsnicí kroužek (34) má v oblasti maximálního přesahu (Íj_max) zkosení (43).
8. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že hlava (42) válce spalovacího motoru je v oblasti hrany (45) úložného otvoru pro vstřikovací ventil (1) paliva opatřena zkosením (44).

.
9. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že mezi vstupní čelní plochou (40) a vybráním (36) je vytvořena mezera (46), která je spojena s válcovým vybráním (41).
10. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 9, vyznačující se tím, že na těsnicí kroužek (34) může mezerou (46) a válcovým vybráním (41) působit tlak spalovacího prostoru.

?!/ Tcoí.- 76¾