CZ20023957A3 - Fuel injection valve comprising a damping element between the armature and the valve needle - Google Patents

Description

Vstřikovací ventil paliva

Oblast techniky

Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů . š jehlou ventilu, která spolupůsobí s dosedací plochou ventilu tak, že vytvářejí těsnicí sedlo, a s kotvou dotýkající se jehly ventilu, přičemž kotva je na jehle ventilu axiálně pohyblivá a je tlumena tlumicím? elementem sestávajícím z elastomeru, přičemž tlumicí element doléhá na pouzdro spojené s jehlou ventilu se silovým stykem.

Dosavadní stav techniky

Ze spisu US 4,766,405 je již známý vstřikovací ventil paliva, u kterého je jehla ventilu spojena s uzavíracím tělesem ventilu, které spolupracuje s dosedací plochou ventilu, vytvořenou na tomto tělese tak, že vytvářejí těsnicí sedlo. K elektromagnetickému ovládání vstřikovacího ventilu paliva je upravena magnetová cívka, která spolupůsobí s kotvou, která je se silovým stykem spojena s jehlou ventilu. Okolo kotvy a jehly ventilu je upravena přídavná hmota ve tvaru válce, která je přes elastomerovou vrstvu spojena s kotvou.

Nevýhodou je v tomto případě zejména nákladná konstrukční forma s přídavným konstrukčním prvkem. Pro průběh magnetického pole je rovněž nepříznivý velkoplošný elastomerový prstenec, který ztěžuje uzavření siločar pole a tedy dosažení vyšší přitažlivé síly při otevíracím pohybu vstřikovacího ventilu paliva.

• · ····

Ze spisu US 4,766,405 je známá další forma provedení vstřikovacího ventilu paliva, u které je pro účely tlumení a odpružení upravena kolem kotvy a jehly ventilu určitá další hmota ve tvaru válce, která je ve své poloze pohyblivě upnuta a přidržována pomocí dvou elastomerových kroužků. Př.i dosednutí jehly ventilu na těsnicí sedlo se tato druhá hmota může vůči kotvě á jehle ventilu relativně pohybovat a bránit odrazům jehly ¹ ·

U popsané formy provedení jsou nevýhbdhé dodatkové náklady a potřeba místa. Samotnou kotvu také nelze^rozpojovat. Její impuls tak zvětšuje u jehly ventilu sklon k odrážení.

Ze spisu US 5,299,775 je známý vstřikovací ventil paliva s jehlou ventilu a s kotvou, která je na jehle pohyblivě vedena a jejíž pohyb je ve směru zdvihu jehly ventilu omezen první zarážkou a proti směru zdvihu jehly ventilu druhou zarážkou. Axiální vůle pohybu kotvy, určená oběma zarážkami, vede na jedné straně v určitých mezích k neutralizaci setrvačné hmoty jehly ventilu a na straně druhé k neutralizaci setrvačné hmoty kotvy. To do určité míry působí při uzavírání vstřikovacího ventilu paliva proti zpětnému odrážení jehly ventilu od dosedací plochy ventilu. Protože však axiální poloha kotvy není, pokud jde o jehlu ventilu, úplně definována stupněm volnosti této kotvy vůči jehle, jsou odrazy odstraněny jen v omezené míře. Zejména u konstrukční formy vstřikovacího ventilu paliva, známé ze spisu US 56,299,776, nelze zabránit tomu, že kotva při uzavíracím pohybu vstřikovacího ventilu dosedne na zarážku přivrácenou k uzavíracímu tělesu ventilu a její impuls se tak rázově přenese na jehlu ventilu. Tento rázový přenos impulsu může způsobit dodatečné odrazy uzavíracího tělesa ventilu.

• ·

Podstata vynálezu

Tyto nedostatky odstraňuje vstřikovací ventil paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů s jehlou ventilu, která spolupůsobí s dosedací plochou ventilu tak, že vytvářejí těsnicí sedlo, a s kotvou dotýkající se jehly ventilu, přičemž kotva je na jehle ventilu axiálně pohyblivá a je tlumena tlumicím elementem sestávajícím z elastomeru, přičemž tlumicí element doléhá na pouzdro spojené s jehlou ventilu se silovým stykem, podle vynálezu,' jehož podstatou je, že tlumicí element je uspořádán ve vybrání, které je vytvořeno v čelní straně kotvy po směru proudu.

Výhodou vstřikovacího ventilu podle vynálezu je dále to, že kotva je jednak chráněna proti zkrucování a jednak je možné ušetřit nákladné přídavné součásti i montážní náklady. Pomocí opatření uvedených v dodatkových nárocích jsou umožněna další výhodná provedení vstřikovacího ventilu paliva.

Zvlášť výhodné je hrncovité prolisování pouzdra, které má rozšíření na způsob osazení, s jehož pomocí může být tlumicí element předepjat na potřebnou hodnotu.

Dále je výhodné, že jak pouzdro, tak i tlumicí element lze snadno a přitom přesně vyrobit, čímž jsou odstraněny vadné funkce vstřikovacího ventilu paliva.

V pouzdře jsou výhodným způsobem upraveny průtokové otvory, které umožňují proudění paliva tímto pouzdrem k těsnicímu sedlu bez jakýchkoliv překážek.

Zvlášť výhodná je výroba tlumicího elementu s obdélníkovým průřezem, například jako úseku hadice.

Výhodné je rovněž vytvoření zahloubených oblastí buď na rozšíření pouzdra ve formě osazení nebo na dorazové ploše tlumicího elementu na pouzdře, protože prostřednictvím počtu a hloubky těchto oblastí je možné libovolně ovlivňovat chování tlumení.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení vynálezu jsou blíže vysvětleny v následujícím popisu a podle zjednodušených obrázků, na kterých znamená z obr- 1 schématický řez prvním příkladem provedení vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu, obr. 2 V schématický výřez z prvního příkladu provedení.

vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu, znázorněného na obr. 1, v oblasti II, obr. 3 _; schématický výřez ze stejné oblasti jako na obr. 2 z druhého příkladu provedení vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu, a obr. 4 schématický pohled na pouzdro druhého příkladu provedení vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu znázorněného na obr. 3.

Příklady provedení vynálezu

Vstřikovací ventil JL paliva znázorněný na obr. 1 je proveden ve i

formě vstřikovacího ventilu X pro vstřikovací zařízení paliva zážehových spalovacích motorů, pracujících se stlačenou směsí.

• · · ·

Vstřikovací ventil X paliva je vhodný zejména k přímému vstřikování paliva do neznázorněného spalovacího prostoru spalovacího motoru.

Vstřikovací ventil X paliva sestává z tělesa 2 trysky, ve kterém je uspořádána jehla 3_ ventilu. Jehla 3_ ventilu je v činném spojení s uzavíracím tělesem 4 ventilu, které spolupůsobí s dosedací plochou 6 ventilu, uspořádanou na tělese 5. sedla ventilu tak,: že vytvářejí těsnicí sedlo. U vstřikovacího ventilu X paliva se v příkladu provedení, jedná o vstřikovací ventil X otevírající směrem dovnitř, který je vybaven odstřikovacím otvorem ]_. Těleso 2. trysky je pomocí těsnění 8. utěsněno vůči vnějšímu pólu 9. magnetové cívky 10. Magnetová cívka 10 ie zapouzdřena v pouzdře XX cívky a navinuta na nosníku* 12 cívky, který přiléhá na vnitřní pól 13 magnetové cívky 10. Vnitřní pól 13 a vnější pól 9 jsou vzájemné odděleny, zúžením 26 a vzájemně spojeny spojovacím konstrukčním dílem 29. který není feromagnetický. Magnetová cívka XO. je přeš vedení 19 aktivována elektrickým proudem, který je možné přivádět přes elektrický zástrčkový kontakt- 17. Zástrčkový kontakt 17 je obklopen plastovým pláštěm 18. který může být na vnitřní pól 13 nastříkán.

Jehla 3_ ventilu je vedena ve vedení 14 jehly ventilu, které je provedeno ve tvaru kotouče. K nastavování zdvihu slouží párový nastavovací kotouč 15. Na druhé straně nastavovacího kotouče 15 se nachází kotva 20. Tato kotva 20 je přes přírubu 21 silově spojena s jehlou X ventilu, přičemž jehla je s přírubou 21 spojena svarovým švem 22.. O přírubu 21 se opírá vratná pružina 23, která je v předkládané konstrukční - formě vstřikovacího ventilu X paliva předepínána pouzdrem 24. Ve vedení 14 jehly ventilu, v kotvě 20. a v tělese 5. sedla ventilu probíhají palivové kanály 3 0a až 3 0c, které palivo, přiváděné přes centrální přívod 16 paliva a filtrované filtračním elementem 25. vedou k odstřikovacímu otvoru ]_.

• ·

Vstřikovací ventil 1_ paliva je těsněním 28 utěsněn vůči dále neznázorňovanému palivovému potrubí.

Na straně 34. kotvy 20 po směru proudění paliva'je ve vybrání 35 uspořádán tlumicí element 32. vytvořený jako kroužek O, který sestává z elastomerového materiálu. Kroužek přiléhá na rozšíření 36. zejména hlubokotažného pouzdra 31 ve formě osažení,./-které je svarovým švem 33 spojeno se silovým stykem s jehlou 3. ventilu.

Při výrobě konstrukčního prvku, sestávajícího . z kotvy 20. a jehly X ventilu, je příruba 21 s jehlou 3. ventilu svařována, je nasaza.vána^kptva 20 a tlumicí element 32 a následně je pod tlakem lisováno pouzdro 3 1 na těsnicí element 32. a rovněž svařováno s jehlou 3. ventilu. Tímto způsobem d i s ρ o n u i e k o t v a 2 0 jen silně přitlumeným mrtvým chodem a vykazuje jen nepatrný sklon ke zkrucování mezi přírubou 21 a tlumicím elementem 3 2.

Detailní znázornění a popis opatření podle vynálezu jsou patrné z popisu k obr. 2_;.

-,Γ' V klidovém stavu vstřikovacího ventilu JL paliva působí na kotvu 20. proti směru jejího zdvihu vratná pružina 23 tak, že uzavírací těleso 4 ventilu je drženo v těsném dotyku na isedle 6. ventilu. Při aktivaci: magnetové cívky 10 se vytváří magnetické pole, které pohybuje kotvou 20 ve směru zdvihu proti síle vratné pružiny 23., přičemž zdvih je dán pracovní štěrbinou 27, nacházející se mezi vnitřním pólem 12 a kotvou 20, -Kotva 20 unáší přírubu 21, která je svařena s jehlou 3. ventilu, rovněž ve směru zdvihu. Uzavírací těleso 4 ventilu, které je ve spojení s jehlou 3. ventilu, se zvedá od dosedací plochy 6. ventilu a palivo je odstřikoýáno odstřikovacím otvorem ]_.

Ί

Je-li proud do cívky vypnut, odpadá kotva 20 po dostatečném zániku magnetického pole díky tlaku vratné pružiny 23 od vnitřního pólu 13, takže se příruba 21, spojená s jehlou 3_ ventilu, pohybuje proti směru zdvihu. Jehla 3. ventilu se tak pohybuje ve stejném směru, takže uzavírací těleso 4 ventilu dosedá na dosedací-plochu 6. ventilu a vstřikovací ventil 1_ paliva uzavírá.

Obr. 2 znázorňuje v částečném řezu zvětšený pohled na oblast II z obr. 1. .

Znázorněna je část jehly 3_ ventilu, s jehlou svářená příruba 2Γ, pouzdro 31 a tlumicí element 32 vytvořený podle vynálezu, vložený ~ do vybrání 35 kotvy 20.

Při montáži konstrukčního dílu, sestávajícího z kotvy 20 a z jehly 3. ventilu, je nejprve svarovým švem 22 svářená příruba 21. s jehlou 3. ventilu. Tlumicí element 32 je vložen do vybrání 35 vytvořeného na čelní straně 34. kotvy 20 po směru proudění. Potom je kotva 20 s vloženým tlumicím elementem 32 nasazena na jehlu 3. ventilu. Následně je pouzdro 31. vyrobené * přednostně hlubokým tažením, které má pro vedení paliva zejména ražené průtočné otvory 32, nasunuto na jehlu 3. ventilu a rozšířením 36 ve formě osazení je přitlačí na tlumicí element 32. Pouzdro 31, které je tímto způsobem předepjato, je rovněž spojeno s jehlou ventilu svarovým švem. 33.· »

Při provozu vstřikovacího ventilu i. paliva zajišťuje tlumicí element 32 při otevírání otevírací * pohyb téměř bez zpožďování, protože kotva 20 s sebou při přitahování v magnetickém poli magnetové cívky 10 unáší pouzdro 31 přes předepnutý těsnicí element 32 velmi rychle. '

Při uzavírání vstřikovacího ventilu £ paliva odpadá kotva 20 po dostatečném zániku magnetického pole od vnitřního pólu 13. takže pouzdro 3 1. spojené se silovým stykem s jehlou 3. ventilu, se rovněž ihned pohybuje přes předepnutý tlumicí element 32 v uzavíracím směru.

Díky předepnutí tlumicího elementu 32 je po uzavření vstřikovacího ventilu £ paliva zajištěno, že odrazy kotvy 20 jsou absorbovány na dorazové ploše kotvy vytvořené pouzdrem 31 bez opětovného nežádoucího otevírání vstřikovacího ventilu £. K tomuto účelu je axiální poloha pouzdra 31 zvolena tak, že mezi kotvou 20. a pouzdrem 31 ιό upravena štěrbina 3 8. která dovoluje nepatrné . prohnutí kotvy 20. ’

Jak už bylo výše krátce popsáno, je tlumicí element 32. vytvořen například jako kroužek O. S tlumicími elementy 32 tohoto druhu lze snadno manipulovat a lze je jednoduše montovat jako například tlumicí membrány, přičemž jejich výroba je výhodná. Membrány mají často trhliny, otřepy .nebo nečisté střižné hrany a při provozu vstřikovacího ventilu £ navíc často tendenci k bočnímu bobtnání a následné vadné funkci. Tlumicí element 32 ve tvaru kroužku O je ‘ naproti tomu uzavřen v daném prostoru a nemůže se tedy ani při ; nabobtnání deformovat. J

Umístění tlumicího elementu 32 ve vybrání 35 v čelní straně 3 4 *

kotvy 20 po směru proudění může navíc¹'díky montáži s předpětím ť zabraňovat kroucení kotvy 20 a z toho 'vyplývajícím změnám zdvihu. Chování vstřikovacího ventilu £ paliva při trvalém chodu je tím pozitivně ovlivňováno. l·

Obr. 3 znázorňuje ve stejném pohledu jako obr. 2 dílčí schématický řez druhým příkladem provedení vstřikovacího ventilu £ ·« · · * · paliva podle vynálezu. Totožné- konstrukční prvky jsou označeny stejnými vztahovými značkami,

V předkládaném příkladu provedení je tlumicí element 32 proveden jako tvarový kroužek, který je přizpůsoben geometrii vybrání 35 v čelní straně 34 kotvy 20 po směru proudění. Rozšíření 3 6 pouzdra 31 ve formě osazení přiléhá lépe na tlumicí element 32. takže tvarový styk je lepší a tlumicí chování vstřikovacího ventilu 1_ paliva může být cíleně ovlivňováno. >

Tlumicí element 32 může být alternativně vyroben také jako tvarový díl s obdélníkovým průřezem, například ve formě úseku......

hadice. Tento tvar je možné - realizovat zvlášť jednoduše a cenově příznivě.

Obr. 4 znázorňuje schématický . pohled na pouzdro . 31 vstřikovacího ventilu X paliva provedeného podlé vynálezu ve směru proudění podle obr. 2 nebo obr. 3.'

Rozšíření 36 pouzdra 31 ve formě osazení může být přitom provedeno ve více vrstvách, jak vyznačují šrafované oblasti 3 9. Také pomocí těchto opatření může být cíleně ovlivňováno tlumicí chování, 7 například hloubkou a počtem osazených úseků. . 7

Dorazová plocha tlumicího elementu 32 může mít alternativně místo rozšíření 36 pouzdra 3 1 ve formě osázení také prohloubené oblasti a může přiléhat na dorazové plochý pouzdra.

Vynález není omezen na znázorněný příklad provedení a je vhodný například také pro vstřikovací ventily X paliva otevírající směrem ven nebo pro jiné tvary kotev, například pro ploché kotvy.

Claims (10)

1. Vstřikovací ventil (1) paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů s jehlou (3) ventilu, která spolupůsobí s dosedací plochpu (6) ventilu tak, že vytvářejí těsnicí sedlo, a s kotvou ,(20) dotýkající se jehly (3) ventilu, přičemž kotva (20) je na jehle (3)? ventilu axiálně pohyblivá a je tlumena tlumicím elementem (32) sestávajícím z elastomeru,, přičemž tlumicí element (32) doléhá na pouzdro (31) spojené s jehlou (3) ventilu se silovým stykem, vyznačující se tím, že tlumicí element (32) je uspořádán ve vybrání (3 5), které je vytvořeno.,-_sv čelní straně (34) kotvy (20) po směru proudů.

2. Vstřikovací ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že pouzdro (31) se rozšířením (36) ve formě osazení opírá o tlumicí element (32). . . . - -—

3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 2, vyznačující se tím, že tlumicí element (32) je pouzdrem (31) předepjat. .....

4. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že tlumicí element (32) je vytvořen jako kroužek O. ‘

5. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že tlumicí element (32) má obdélníkový průřez.

6. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho ? z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že tlumicí element (32) má tvar, přizpůsobený vybrání (35) kotvy (20).

• 9 · · ·· ···

7. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že pouzdro (31) je vyrobeno hlubokým tažením.

.

8. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že pouzdro (31) má průtokové otvory (37) pro palivo.

9. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že mezi kotvou (20) a pouzdrem (31) je vytvořena štěrbina (38). :

10. Vstřikovací ventil přaliva podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že tlumicí element (32) a/nebo pouzdro (31.) mají větší počet zahloubených oblastí (39) na dosedací ploše (40), přivrácené k rozšíření (36) pouzdra (31) ve formě osazení a /nebo na rozšíření (36) pouzdra ve formě osazení;