CZ200395A3

CZ200395A3 - Vstřikovací ventil paliva

Info

Publication number: CZ200395A3
Application number: CZ200395A
Authority: CZ
Inventors: Heyseájörg
Original assignee: Robertáboschágmbh
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2004-08-18
Also published as: EP1395749B1; WO2002095218A1; US20040046063A1; EP1395749A1; JP2004519621A; DE10124748A1; DE50202848D1; US7011257B2

Description

Oblast techniky

Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, s vybuditelným ovladačem, s jehlou, spojenou činně s ovladačem a zatěžovanou vratnou pružinou ve směru zavírání, pro ovládání uzavíracího tělesa ventilu, které společně s plochou sedla ventilu vytvořenou na tělese sedla ventilu tvoří těsnicí sedlo, a s alespoň jedním vstřikovacím otvorem, který je vytvořen v tělese sedla ventilu.

Dosavadní stav techniky

Ze spisu DE 198 04 463 Al je známý vstřikovací systém paliva pro zážehové spalovací motory se stlačováním palivové směsi, který obsahuje vstřikovací ventil paliva vstřikující palivo do spalovacího prostoru vytvořeného v konstrukci válce s pístem, a který je opatřen zapalovací svíčkou vyčnívající do spalovacího prostoru. Vstřikovací ventil paliva je opatřen alespoň jednou řadou vstřikovacích otvorů uspořádaných po obvodu vstřikovacího ventilu paliva. Cíleným vstřikováním paliva vstřikovacími otvory se uskutečňuje spalování oblaku palivové směsi vytvářeného alespoň jedním paprskem.

Nevýhodou vstřikovacího ventilu paliva známého z výše uvedeného spisu je zejména zanášení vstřikovacích otvorů spalinami, které se tím ucpávají a nepřípustně silně brání průtoku paliva vstřikovacím ventilem. To má za následek chybnou funkci spalovacího motoru.

• · · • ·

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vstřikovací ventil paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, s vybuditelným ovladačem, s jehlou, spojenou činně s ovladačem a zatěžovanou vratnou pružinou ve směru zavírání, pro ovládání uzavíracího tělesa ventilu, které společně s plochou sedla ventilu vytvořenou na tělese sedla ventilu tvoří těsnicí sedlo, a s alespoň jedním vstřikovacím otvorem, který je vytvořen v tělese sedla ventilu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že vstřikovací otvory vyúsťují z vyvýšenin, které přesahují vnější čelní stranu tělesa sedla ventilu, přičemž palivo je do vyvýšenin vedeno průtočnými kanály.

Výhodou vstřikovacího ventilu podle vynálezu je, že vstřikovací otvory jsou provedeny tak, že na vnější čelní ploše tělesa sedla ventilu vystupují vyvýšeniny ve formě výčnělků, které obsahují průtočné kanály, jimiž je palivo do vstřikovacích otvorů vedeno. Vstřikovací otvory ústí do spalovacího prostoru spalovacího motoru.

Pomocí opatření uvedených ve vedlejších patentových nárocích jsou umožněna další výhodná provedení vstřikovacího ventilu paliva uvedeného v hlavním patentovém nároku.

Průměr průtočných kanálů se směrem ke vstřikovacím otvorům s výhodou zužuje, takže v těchto průtočných kanálech nedochází k odtrhávání proudění.

Pro tvar průtočných kanálů je s výhodou kromě zúžení ve tvaru kužele nebo trumpety rovněž důležitý soudkovitý tvar, který se nejprve rozšiřuje a potom opět zužuje.

• · · • 9 * · · 9

99

Přímý válcový tvar průtočných kanálů je zvlášť výhodný, protože je jednoduše a levně vyrobitelný.

Vytvoření vstřikovacích otvorů je proveditelné jednoduše pomocí trnu, který je v tělese sedla ventilu prorazí ve směru proudění. Tvar průtočných kanálů může být jednoduše vymodelován tvarem trnu.

Použitím matrice je možno dosáhnout požadovaného tvaru okraje vstřikovacích otvorů, přičemž zvlášť výhodný je okraj vybíhající do špičky, neboť poskytuje malou plochu pro usazování spalin.

Sklon k zanášení spalinami je s výhodou ovlivněn i rozšířeným vstupním zaoblením, které vznikne při výrobě vstřikovacích otvorů.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených zjednodušených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schematický řez prvním příkladným provedením vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu v celkovém pohledu, obr. 2A schematický řez oblastí IIA vstřikovací části prvního příkladného provedení vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu, znázorněného na obr. 1, a obr. 2B-2C ve zvětšeném měřítku dvě příkladná provedení vstřikovacích otvorů v oblasti IIB na obr. 2A.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje v řezu první příkladné provedení vstřikovacího ventilu 1_ paliva podle vynálezu. Vstřikovací ventil 1_ paliva je proveden ve formě vstřikovacího ventilu J_ paliva pro vstřikovací zařízení paliva zážehových 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 činně spojena s uzavíracím tělesem 4 vstřikovacího ventilu £ paliva, které spolupracuje s plochou 6. sedla ventilu uspořádanou na tělese 5. sedla ventilu pro vytvoření těsnicího sedla. U popisovaného a znázorněného příkladného provedení je vstřikovací ventil £ paliva proveden jako dovnitř otvírající vstřikovací ventil 1_ paliva, který obsahuje alespoň jeden vstřikovací otvor 7.

Uzavírací těleso 4 vstřikovacího ventilu 1_ paliva podle vynálezu má téměř tvar koule. Tím se dosáhne kloubového vedení jehly 3. bez osazení, které slouží pro přesnou funkci vstřikovacího ventilu 1_ paliva.

Těleso 5_ sedla ventilu vstřikovacího ventilu 1. paliva je vytvořeno téměř ve tvaru hrnce a svým tvarem přispívá k dobrému vedení jehly 3_. Těleso 5_ sedla ventilu je přitom vloženo do vybrání 34 v tělese 2 trysky upraveného na vstřikovací straně a pomocí svarového švu 35 spojeno s tělesem 2_ trysky.

Těleso 2_ trysky je těsněním 8_ utěsněno vůči vnějšímu pólu £ cívky 10 magnetu. Cívka 10 magnetu je zapouzdřena v pouzdru 11 magnetu a navinuta na kostře 12, která dosedá na vnitřní pól 1 3 cívky magnetu. Vnitřní pól 13 a vnější pól 9 jsou od sebe navzájem ·· · ·· • · odděleny mezerou 26 a opírají se o spojovací díl 29. Cívka 10 magnetu je vybuzována elektrickým proudem pomocí vedení 1 9 prostřednictvím elektrického zástrčného kontaktu 17. Zástrčný kontakt 17 je obklopen plastovým pláštěm 18, který může být na vnitřní pól 13 nastříknut.

Jehla 3_ je vedena ve vedení 14, které je provedeno ve tvaru kotouče. Pro nastavení zdvihu slouží přiřazený nastavovací kotouč

15. Na druhé straně nastavovacího kotouč 15 se nachází kotva 20. Kotva 20 je prostřednictvím první příruby 21 silově spojena s jehlou 3_, která je svarovým švem 22 spojena s první přírubou 21. Na první přírubu 21 dosedá vratná pružina 23, která je ve znázorněném provedení vstřikovacího ventilu 1_ paliva uvedena pomocí pouzdra 24. do předepjatého stavu.

Za kotvou 20., uvažováno ve směru proudění paliva, je uspořádána druhá příruba 3 1, která slouží jako dolní doraz pro kotvu 20. Tato druhá příruba 3 1 je pomocí svarového švu 33 spojena silově s jehlou 3_. Mezi kotvou 20 a druhou přírubou 3 1 je uspořádán pružný vložený kroužek 32 určený pro tlumení nárazů kotvy při zavírání vstřikovacího ventilu £ paliva.

Ve vedení 14 jehly 3_, v kotvě 20 a v tělese 5. sedla ventilu probíhají palivové kanály 3 0a, 3 0b, 3 0c. Palivo je přiváděno centrálním přívodem 16 paliva a filtračním elementem 25 filtrováno. Vstřikovací ventil £ paliva je těsněním 28 utěsněn vůči neznázorněnému rozváděcímu potrubí.

Podle vynálezu obsahuje vstřikovací ventil 1_ paliva na tělese 5.

sedla ventilu, které je uspořádáno ve vybrání 34 provedeném v tělese trysky, a které je například pomocí svarového švu 35 s tímto tělesem 2. trysky spojeno, vyvýšeniny 3 6, v nichž probíhají průtočné

• 0

0

0 kanály 39 ústící do vstřikovacích otvorů 7_. Vyvýšeniny 3 6 jsou přitom vytvořeny na vnější čelní straně 38 tělesa 5. sedla ventilu. Tyto vyvýšeniny 36 svým zvláštním tvarem a uspořádáním brání zanášení vstřikovacích otvorů 7. spalinami a předcházejí tak vzniku chybné funkce vstřikovacího ventilu 1_ paliva v důsledku zanášení vstřikovacích otvorů Ί_ a nepřípustnému zmenšování průtoku paliva. Část vstřikovacího ventilu 1_ paliva na jeho vstřikovací straně s provedením podle vynálezu bude nyní blíže objasněna pomocí dalších obrázků.

V klidové stavu vstřikovacího ventil 1_ paliva je první příruba 21 na jehle 3_ zatížena vratnou pružinou 23 proti směru jejího zdvihu tak, že uzavírací těleso 4 ventilu těsně dosedá na plochu <5 sedla ventilu. Kotva 20 dosedá na vložený kroužek 32, který se opírá o druhou přírubu 3 1. Při vybuzení cívky 10 magnetu vytvoří tato cívka 1 0 magnetu magnetické pole, které přemístí kotvu 20 proti síle vratné pružiny 23 ve směru zdvihu. Přitom kotva 20 unáší první přírubu 2 1, která je svařena s jehlou 3_, a proto i jehlu 3_ ve směru zdvihu. Uzavírací těleso 4 ventilu, které je v činném spojení s jehlou 3_,„ se nadzdvihne od plochy 6. sedla ventilu, takže palivo je vstřikováno vstřikovacími otvory 7..

Po vypnutí proudu do cívky 10 magnetu odpadne kotva 20 po dostatečném poklesu magnetického pole tlakem vratné pružiny 23 na první přírubu 21 od vnitřního pólu 13, takže jehla 3. se pohybuje proti směru zdvihu. Tím uzavírací těleso 4 ventilu dosedne na plochu 6 sedla ventilu a vstřikovací ventil 1_ paliva se zavře. Kotva 20 dosedne na doraz tvořený druhou přírubou 3 1.

Obr. 2A znázorňuje v řezu oblast IIA z obr. 1, na němž je znázorněno první příkladné provedení vstřikovacího ventilu 1_ paliva podle vynálezu.

• φ

Jak je již na obr. 1 naznačeno, je těleso 5_ sedla ventilu u popisovaného prvního příkladného provedení na své vnější čelní straně 38 přivrácené k palivovému prostoru opatřeno vyvýšeninami

6, v nichž probíhají průtočné kanály 3 9, které ústí do vstřikovacích otvorů ]_.

Vstřikovací otvory 7_ jsou u popisovaného příkladného provedení vytvořeny ve vnější čelní straně 38 tělesa 5_ sedla ventilu. Vstřikovací otvory 7_ mohou být umístěny v libovolných bodech tělesa 5_ sedla ventilu. S výhodou jsou uspořádány na více kružnicích nebo elipsách, které mohou být navzájem uspořádány soustředně nebo výstředně, nebo na více přímých nebo zahnutých řadách, uspořádaných navzájem rovnoběžně, vůči sobě šikmo nebo vůči sobě přesazené. Odstupy mezi středy vstřikovacích otvorů 7_ mohou být stejné nebo různé, avšak z výrobních důvodů by měly mít hodnotu nejméně průměru vstřikovacích otvorů 7_. Prostorová orientace osy každého vstřikovacího otvoru 7_ může být různá, jak je na obr.2A naznačeno u dvou vstřikovacích otvorů 7_.

Vyvýšeniny 36 vystupují z vnější čelní strany 38 tělesa 5_ sedla ventilu jako kopule nebo trubky. Výroba vstřikovacích otvorů 7_ se přitom provede například pomocí kaleného trnu, kterým se prorazí materiál tělesa 5_ sedla ventilu, čímž vzniknou vyvýšeniny 3 6 obklopující vstřikovací otvory 7_- Pomocí libovolných tvarů trnu je možno vytvořit různé tvary a průřezy vstřikovacích otvorů 7_, jak je znázorněno na obr. 2B a 2C.

Obr. 2B přitom znázorňuje tvar průřezu vstřikovacího otvoru 7_, který se zužuje jako trumpeta ve směru proudění paliva, zatímco obr.

2C znázorňuje tvaru průřezu ve tvaru soudku, který se, celkově

viděno, rovněž zužuje ve směru proudění paliva. Vstřikovací otvory 7. však mohou být provedeny i tak, že se ve směru proudění rozšiřují.

Zvláštním tvarem a uspořádáním vstřikovacích otvorů Ί__ je možno snížit usazování spalin ve vstřikovacích otvorech 7_. Protože průměr vstřikovacích otvorů 7. je obvykle asi 100 pm, je nebezpečí, že vstřikovací otvory 7. se usazováním spalin v průběhu doby ucpou, a proto nepřípustně silně omezí průtok paliva, relativně velké. Zužujícím se tvarem průtočných kanálů 39 ve vyvýšeninách 36 se zvýší rychlost proudění paliva ve směru proudění, čímž se zabrání odtrhávání proudění ve vstřikovacím otvorů ]_. Tím, že nedochází k odtrhávání proudění, jsou průtočné kanály 39 a vstřikovací otvory 7. chráněny před usazováním spalin, takže vstřikovací otvory ]_ nemohou zarůst usazenými zbytky paliva.

Protože vstřikovací otvory ]_ jsou vyvýšeny nad vnější čelní stranu 3 8 tělesa 5. sedla ventilu a zasahují do neznázorněného spalovacího prostoru, nedochází k zarůstání zbytků spalin, které se usazují na vnější čelní straně 3 8 tělesa 5. sedla ventilu, do vstřikovacích otvorů ]_ a usazené zbytky spalin jsou vyvýšeninami 36. odděleny od vstřikovacích otvorů 7.·

V oblasti vyklenutí vyvýšenin 36 vznikne zaoblení 40., podmíněné způsobem výroby vstřikovacích otvorů ]_, které je výhodné pro zabránění odtrhávání proudění v průtočném kanálu 39.

Tvar vyvýšenin 36 může být s výhodou ovlivněn použitím neznázorněné matrice tím, že vyvýšeniny 36 se sevřou mezi matricí a trnem a tímto způsobem je možno libovolně vytvarovat okraj 41 vyvýšenin 36. Na obr. 2B a 2C je okraj 41 vytvořen tak, že se sbíhá do špičky, což výhodně působí ve smyslu bránění usazování zbytků spalin v důsledku velmi malého povrchu okraje 41.

Vynález není omezen na znázorněná příkladná provedení a je použitelný například pro libovolně uspořádané vstřikovací otvory 7_, pro průtočné kanály 39 ve tvaru kužele nebo válce, jakož i pro libovolné konstrukce vstřikovacích ventilů 1_ paliva s více vstřikovacími otvory 7, které otvírají směrem dovnitř.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vstřikovací ventil (1) paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, s vybuditelným ovladačem (10), s jehlou (3), spojenou činně s ovladačem (10) a zatěžovanou vratnou pružinou (23) ve směru zavírání, pro ovládání uzavíracího tělesa (4) ventilu, které společně s plochou (6) sedla ventilu vytvořenou na tělese (5) sedla ventilu tvoří těsnicí sedlo, a s alespoň jedním vstřikovacím otvorem (7), který je vytvořen v tělese (5) sedla ventilu, vyznačující se tím, že vstřikovací otvory (7) vyúsťují z vyvýšenin (36), které přesahují vnější čelní stranu (38) tělesa (5) sedla ventilu, přičemž palivo je do vyvýšenin (36) vedeno průtočnými kanály (39).
2. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že průtočné kanály (39) se ve vyvýšeninách (36) zužují ve směru proudění paliva ke vstřikovacím otvorům (7).
3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 2, vyznačující se tím, že průtočné kanály (39) se zužují ve tvaru trumpety.
4. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že průtočné kanály (39) se rozšiřují ve tvaru soudku a ke vstřikovacím otvorům (7) se zužují.
5. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že průtočné kanály (39) se kuželově zužují ke vstřikovacím otvorům (7).
6. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že průtočné kanály (39) probíhají vyvýšeninami (36) válcovitě.

··· · ··
7. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že vyvýšeniny (3 6) jsou vyklenuty prostřednictvím trnu při vytváření vstřikovacích otvorů (7).
8. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že na vstupním konci průtočných kanálů (39) je vytvořeno zaoblení (40).
9. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že v oblasti vstřikovacích otvorů (7) je na vyvýšeninách (36) vytvořen okraj (41).
10. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 9, vyznačující se tím, že okraj (41) se sbíhá do špičky.