CZ292559B6 - Vstřikovací ventil paliva - Google Patents

Abstract

Vstřikovací ventil je proveden s elektromagnetickým obvodem, s axiálně podél podélné osy (8) ventilu přemístitelnou ventilovou jehlou (20), která má ventilový uzavírací úsek (28), který spolupracuje pro otevírání a uzavírání ventilu s pevným sedlem (27) ventilu, které je vytvořeno na elementu (26) ventilového sedla, se samostatným vodicím elementem (35), který je uspořádán před elementem (26) ventilového sedla, a který má vnitřní vodicí otvor (55), v němž je ventilová jehla (20) axiálně pohyblivá, a s tlačnou pružinou (50) dosedající na vodicí element (35). Tlačná pružina (50) je vestavěna vůči vodicímu elementu (35) tak, že pružné upnutí vodicího elementu (35) je provedeno ve směru působení tlačné pružiny (50) k samostatnému elementu (26) ventilového sedla. Mezi vodicím elementem (35) a elementem (26) ventilového sedla je uspořádán vířivý element (47).ŕ

Description

Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, zejména pro přímé vstřikování paliva do spalovacího prostoru spalovacího motoru, s elektromagnetickým obvodem, s axiálně podél podélné osy ventilu přemístitelnou ventilovou jehlou, která má ventilový uzavírací úsek, který spolupracuje pro otevírání a uzavírání ventilu s pevným sedlem ventilu, které je vytvořeno na elementu ventilového sedla, se samostatným vodicím elementem, který je uspořádán před elementem ventilového sedla, a který má vnitřní vodicí otvor, v němž je ventilová jehla axiálně pohyblivá, a s tlačnou pružinou dosedající na vodicí element, přičemž tlačná pružina je vestavěna vůči vodícímu elementu tak, že pružné upnutí vodícího elementu je provedeno směrem působení tlačné pružiny k samostatnému elementu ventilového sedla.

Dosavadní stav techniky

Z DE-PS 39 43 005 je již známý elektromagneticky ovladatelný vstřikovací ventil paliva, u kterého jsou v oblasti sedla uspořádány ve větším počtu kotoučové elementy. Při vybuzení magnetického obvodu je plochá ventilová deska, která funguje jako plochá kotva, nadzdvižena od protilehlé desky sedlového ventilu, která s ní spolupracuje, přičemž společně vytvářejí deskovou ventilovou část. Ve směru proti proudu od desky ventilového sedlaje uspořádán vířivý element, který uvádí palivo proudící k sedlu ventilu do kruhového rotačního pohybu. Dorazová deska omezuje axiální dráhu ventilové desky na straně protilehlé vzhledem k desce ventilového sedla. Ventilová deska je obklopena vířivým elementem s velkou vůlí. Určité vedení ventilové desky tak přejímá vířivý element. Mimoto je mezi dosedací deskou a vířivým elementem upraven ještě jeden distanční element, který má vnitřní otvor, ve kterém je ventilová deska vedena s velkou vůlí. Vířivý element, distanční element a dosedací deska jsou uloženy na sobě a jsou ve ventilu pevně zamontovány ve skříni.

Dále je již z DE-PS 33 01 501 známý vstřikovací ventil paliva, u kterého má axiálně pohyblivá ventilová jehla ventilový uzavírací úsek, kteiý spolupůsobí se sedlem ventilu vložky ventilového sedla pro otevírání a uzavírání ventilu. Ve směru proti proudu od sedla ventilu má vložka ventilového sedla vodicí otvor, ve kterém je vedena ventilová jehla. Kromě vložky ventilového sedla je tryskové skříni vstřikovacího ventilu upraven ještě odděleně vzhledem k vložce ventilového sedla vytvořený vodicí kotouč, kteiý dosedá na rameno tryskové skříně. Pružina, která je upravena mezi vodicím kotoučem a vložkou ventilového sedla, zabezpečuje, že obě konstrukční součásti jsou zatlačovány v přesně protilehlém směru do požadovaných poloh v tryskové skříni. Pružinové předpětí vodícího kotouče se uskutečňuje na podkladě prostorového uspořádání pružiny, a tak ve směru od vložky ventilového sedla proti ramenu skříně, které je protilehlé k vložce ventilového sedla. Vodicí kotouč vytváří svým vodicím otvorem vedení pro ventilovou jehlu, přičemž vodicí kotouč je značně vzdálen od sedla ventilu působením pružiny, která je upravena mezi ním a vložkou ventilového sedla.

Ze spisu US 5 209 408 A je známý vstřikovací ventil paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, který je proveden s elektromagnetickým obvodem, s axiálně podél podélné osy ventilu přemístitelnou ventilovou jehlou, která má ventilový uzavírací úsek, který spolupracuje pro otevírání a uzavírání ventilu s pevným sedlem ventilu, které je vytvořeno na elementu ventilového sedla, se samostatným vodicím elementem, který je uspořádán před elementem ventilového sedla, a který má vnitřní vodicí otvor, v němž je ventilová sedla, a který má vnitřní vodicí otvor, v němž je ventilová jehla axiálně pohyblivá. Kromě toho je tento vstřikovací ventil paliva opatřen tlačnou pružinou, dosedající na vodicí element, přičemž tato útlačná pružina je vůči vodícímu elementu vestavěna tak, že pružné uhnití vodícího elementu je provedeno působe-1 CZ 292559 B6 ním tlačné pružiny směrem k elementu ventilového sedla. Vodicí element obsahuje ve vodicím otvoru průtokové kanály, kterými je palivo vedeno z vnitřku ventilu k ventilovému sedlu. Vodicí element je pomocí tlačné pružiny přímo přitlačován k osazení s tryskou, respektive elementu ventilového sedla.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vstřikovací ventil paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, zejména pro přímé vstřikování paliva do spalovacího prostoru spalovacího motoru, s elektromagnetickým obvodem, s axiálně podél podélné osy ventilu přemístitelnou ventilovou jehlou, která má ventilový uzavírací úsek, který spolupracuje pro otevírání a uzavírání ventilu s pevným sedlem ventilu, které je vytvořeno na elementu ventilového sedla, se samostatným vodicím elementem, který je uspořádán před elementem ventilového sedla, a který má vnitřní vodicí otvor, v němž je ventilová jehla axiálně pohyblivá, a s tlačnou pružinou dosedající na vodicí element, přičemž tlačná pružina je vestavěna vůči vodícímu elementu tak, že pružné upnutí vodícího elementu je provedeno směrem působení tlačné pružiny k samostatnému elementu ventilového sedla, podle vynálezu, jehož podstatou je, že mezi vodicím elementem a elementem ventilového sedlaje uspořádán vířivý element.

Vstřikovací ventil paliva podle vynálezu má tu výhodu, že jej lze velmi jednoduchým způsobem a ekonomicky výhodně vyrobit. Vzhledem kjeho zvlášť jednoduché konstrukci s jen jediným vnitřním rozměrně přesným vodicím otvorem je vodicí element velmi jednoduše vyrobitelný. Všechny ostatní rozměry vodícího elementu mohou mít podstatě větší tolerance. Zvlášť výhodným způsobem slouží vodicí element do značné míry jen pro vedení ventilové jehly, která prochází vodicím otvorem. Tím se vytvoří oddělení funkcí vzhledem k dalším elementům, které jsou upraveny ve směru po proudu.

Vodicí element je tedy s výhodou ve skříni ventilu pomocí tlačné pružiny upnut „měkce“. Vodicí element, který je radiálně pohyblivý ve skříni, například v unášeči ventilového sedla, může být po upevnění elementu ventilového sedla ještě nasměrován proti tomuto elementu ventilového sedla. Tímto způsobem je možno vodicím elementem ještě jednoduše vyrovnat případné rozměrové odchylky při upevňování, například svařováním, elementu ventilového sedla. V důsledku relativní radiální pohyblivost vodícího elementu vůči ventilovému sedlu po jeho upevnění je pružným upnutím vodícího elementu dosaženo spodního samovystřeďujícího uspořádání u ventilového sedla. Celkově se tedy podstatně zjednoduší postupy nastavování, respektive ustavování, do správné polohy. Samostatný vodicí element se s výhodou nachází v bezprostřední blízkosti elementu ventilového sedla, takže ventilová jehla může být ještě správně ustavena velmi blízko svého uzavíracího úseku.

Modulární konstrukce elementů a s ní spojené oddělení má tu výhodu, že jednotlivé součásti mohou mít velmi flexibilní vytvoření, takže jednoduchou změnou jednoho elementu je možno vytvářet různé paprsky vstřikovaného paliva, to znamená pod různými úhly, se statickým vstřikovaným množstvím.

Svou spodní čelní stranou zabezpečuje vodicí element s výhodou kromě již výše popsaných vodicích funkcí současně i překrytí vířivých kanálů, které jsou upraveny za vodicím otvorem, uvažováno z hlediska směru proudění paliva, jako prostředky pro vytváření víření.

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

Vodicí element s výhodou obsahuje vybrání, odvrácené od elementu ventilového sedla, na jehož dno dosedá tlačná pružina. Vodicí element má s výhodou rovnou čelní plochu, odvrácenou od elementu ventilového sedla, na kterou dosedá tlačná pružina. Na vnějším obvodu vodícího

-2CZ 292559 B6 elementu je s výhodou vytvořen alespoň jeden průtokový kanál podobný drážce. Na vnějším obvodu vodícího elementu je s výhodou vytvořena obvodová zkosená hrana přivrácená k vířivému elementu. Vodicí element je s výhodou uspořádán v průchozím otvoru unášeče ventilového sedla, přičemž vůle vodícího elementu v unášeči ventilového sedla je větší než vůle ventilové jehly ve vodicím otvoru. Průchozí otvor unášeče ventilového sedla má s výhodou osazení, na které dosedá svým jedním koncem tlačná pružina. Na unášeči ventilového sedla je s výhodou upevněn podpěrný kotouč, na který dosedá svým jedním koncem tlačná pružina.

S výhodou se dosáhne požadovaného prodloužení vířivých kanálů zakřivením nebo zalomením. Hákovitě zalomené konce vířivých kanálů slouží jako sběrné kapsy, které vytvářejí velkoplošně zásobník pro vstupní proudění paliva s malým vířením. Po vychýlení průtoku vstupuje palivo pomalu a s malými turbulencemi do vlastních tangenciálních vířivých kanálů, čímž se vytvářejí míry bezporuchové víření.

Kromě výroby vířeného elementu z plechu a jeho opracování prostřednictvím lisování, laserového řezání nebo drátové eroze může být velmi výhodné vytvořit element prostřednictvím galvanického odlučování. Prostřednictvím této výrobní technologie je jednoduše možné vytvářet vícevrstvé vířivé elementy, u kterých na jedné základní desce vyčnívá více vyvýšenin v požadovaném tvaru, přičemž mezi těmito vyvýšeními jsou vytvořeny vířivé kanály.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení vynálezu jsou zjednodušeně znázorněny na výkresech ajsou blíže vysvětleny v následujícím popisu.

Na obr. 1 je znázorněn první příklad provedení vstřikovacího ventilu paliva.

Na obr. 2 je znázorněna první vodicí a sedlová oblast ve výřezu z obr. 1 ve větším měřítku.

Na obr. 3 je znázorněn první jednovrstvý vířivý element.

Na obr. 4 je znázorněn druhý dvouvrstvý vířivý element.

Na obr. 5 je znázorněn řez vířivým elementem z obr. 4 v rovině podle čáry V-V.

Na obr. 6 je znázorněna druhá vodicí a sedlová oblast.

Na obr. 7 je znázorněn druhý příklad provedení vstřikovacího ventilu paliva.

Na obr. 8 je znázorněna třetí vodicí a sedlová oblast ve výřezu z obr. 7 ve větším měřítku.

Na obr. 9 je znázorněna čtvrtá vodicí a sedlová oblast.

Na obr. 10 je znázorněna pátá vodicí a sedlová oblast.

Na obr. lije znázorněna šestá vodicí a sedlová oblast.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 znázorněný elektromagneticky ovladatelný ventil, v podobě vstřikovacího ventilu pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů se zhutňovanou směsí a s vnějším zapalováním, má magnetovou cívkou 1 nejméně částečně obklopené, jako vnitřní pól magnetického obvodu sloužící, ve tvaru trubky vytvořené, do značné míry jako dutý válec upravené jádro 2. Tento vstřikovací ventil paliva je zvláště vhodný jako vysokotlaký vstřikovací ventil pro přímé vstřikování paliva do spalovacího prostoru spalovacího motoru. Na například odstupňované kostře 3 cívky z plastické hmoty je uloženo vinutí magnetové cívky 1 a umožňuje ve spojení s jádrem 2 a s prstencovou, nemagnetickou, magnetovou cívkou 1 částečně obklopenou mezilehlou částí 4 s průřezem ve tvaru písmene L zvláště kompaktní krátkou konstrukci vstřikovacího ventilu v oblasti magnetové cívky L

-3CZ 292559 B6

V jádru 2 je upraven podélný otvor 7, který je uspořádán podél podélné osy 8 ventilu. Jádro 2 magnetického obvodu slouží také jako vstupní hrdlo paliva, přičemž podélný otvor 7 vytváří přívodní kanál paliva. S jádrem 2 je nad magnetovou cívkou 1 pevně spojena vnější kovová horní skříňová část 14. která uzavírá jako vnější pól, případně vnější vodicí element magnetický obvod 5 a která nejméně v obvodovém směru zcela obklopuje magnetovou cívku 1. V podélném otvoru 7 jádra 2 je na přítokové straně upraven palivový filtr 15, který zabezpečuje odfiltrování takových součástí paliva, které by vzhledem k jejich velikosti mohly ve vstřikovacím ventilu způsobit ucpání nebo poškození. Palivový filtr 15 je v jádru 2 upevněn například zalisováním.

Jádro 2 vytváří s horní skříňovou částí 14 konec vstřikovacího ventilu paliva na přítokové straně, přičemž horní skříňová část 14 je upravena například v axiálním směru ve směru po proudu ještě přes magnetovou cívku 1. Na horní skříňovou část 14 navazuje utěsněné a pevně trubková spodní skříňová část 18, která obklopuje, případně je v ní uložena například axiálně pohyblivá ventilová část sestávající z kotvy 19 a ventilové jehly 20 ve tvaru tyčky, případně v podélném směru 15 upravený unášeč 21 ventilového sedla. Obě skříňové části 14 a 18 jsou pevně navzájem spojeny například prostřednictvím obvodového svarového švu.

U příkladu provedení, který je znázorněn na obr. 1, jsou spodní skříňová část 18 a do značné míry ve tvaru trubky vytvořený unášeč 21 ventilového sedla navzájem pevně spojeny prostřednictvím 20 sešroubování. Stejně tak je však možné pro toto spojení použít svařování, letování nebo zalemování. Utěsnění mezi spodní skříňovou částí 18 a mezi unášečem 21 ventilového sedla je uskutečněno například prostřednictvím vložného těsnicího kroužku 22. Unášeč 21 ventilového sedla má po celé své axiální délce vnitřní průchozí otvor 24. který je upraven soustředně vzhledem k podélné ose 8 ventilu.

Svým spodním koncem 25, který také současně vytváří ve směru po proudu upravený uzávěr vstřikovacího ventilu paliva, obklopuje unášeč 21 ventilového sedla v průchozím otvoru 24 zalícovaný kotoučový element 26 ventilového sedla se sedlem 27 ventilu, které se ve směru po proudu zužuje ve tvaru komolého kužele. V tomto průchozím otvoru 24 je uspořádána ventilová 30 jehla 20, která je vytvořena například ve tvaru tyče a má do značné míry kruhový průřez, přičemž na jejím konci ve směru po proudu je upraven ventilový uzavírací usek 28. Tento například ve tvaru koule nebo částečně kulový, případně jak je na všech obrázcích znázorněno kuželovité se zužující ventilový uzavírací úsek 28 spolupůsobí známým způsobem se sedlem 27 ventilu, které je uspořádáno v elementu 26 ventilového sedla. Ve směru po proudu od sedla 27 ventilu je 35 v elementu 26 ventilového sedla uspořádán nejméně jeden otvor 32 pro palivo.

Ovládání vstřikovacího ventilu se uskutečňuje známým způsobem elektromagneticky. Pro axiální pohybování ventilové jehly 20 a tím pro otevírání proti pružinové síle v podélném otvoru 7 jádra 2 uspořádané vratné pružiny 33. případně pro uzavírání vstřikovacího ventilu paliva slouží 40 elektromagnetický obvod s magnetovou cívkou 1, s jádrem 2, se skříňovými částmi 14 a 18 a s kotvou 19. Kotva 19 je spojena s tím koncem ventilové jehly 20, který je odvrácený od ventilového uzavíracího úseku 28. například prostřednictvím svarového švu a je nasměrována na jádro 2. Pro vedení ventilové jehly 20 v průběhu axiálního pohybu s kotvou 19 podél podélné osy 8 ventilu je upraven jednak v unášeči 21 ventilového sedla na konci přivráceném ke kotvě 19 45 uspořádaný vodicí otvor 34, a jednak ve směru proti proudu od elementu 26 ventilového sedla uspořádaný kotoučový vodicí element 35 s rozměrově přesným vnitřním vodicím otvorem 55, ve kterém má ventilová jehla 20 jen velmi nepatrnou vůli o hodnotě zhruba 1 až 20 pm. Kotva 19 je v průběhu svého axiálního pohybu obklopena mezilehlou částí 4.

Nastavovací objímka 38. která je zasunuta, zalisována nebo zašroubována do podélného otvoru 7 jádra 2, slouží pro nastavování pružinového předpětí vratné pružiny 33, která prostřednictvím vystřeďovacího kusu 39 dosedá na proti proudu upravenou stranu nastavovací objímky 38. přičemž tato vratná pružina 33 ie svou protilehlou stranou podepřena na kotvě 19. V kotvě 19 ie upraven jeden nebo více vývrtům podobných průtokových kanálů 40, prostřednictvím kterých 55 může protékat palivo od podélného otvoru 7 v jádru 2 přes spojovací kanály 41 vytvořené ve

-4CZ 292559 B6 směru po proudu od průtokových kanálů 40 blízko vodícího otvoru 34 v unášecí 21 ventilového sedla až do průchozího otvoru 24.

Zdvih ventilové jehly 20 je předem stanoven zamontovanou polohou elementu 26 ventilového 5 sedla. Koncová poloha ventilového jehly 20 je při nevybuzené magnetové cívce 1 stanovena dosednutím uzavíracího úseku 28 na sedle 27 ventilu elementu 26 ventilového sedla, zatímco opačná koncová poloha ventilové jehly 20 při vybuzené magnetové cívce 1 se vytváří dosednutím kotvy 19 na čelní stranu jádra 2 ve směru po proudu. Povrchové plochy konstrukčních součástí v posledně uvedené oblasti dosednutí jsou například pochromovány.

Elektrické zapojení magnetové cívky 1 a tím i její vybuzení se uskutečňuje prostřednictvím kontaktních elementů 43, které jsou ještě vně kostry 3 cívky opatřeny obstřikem 44 z plastické hmoty. Obstřik 44 z plastické hmoty může být vytvořen také ještě přes další konstrukční součástí vstřikovacího ventilu paliva, například přes skříňové části 14 a 18. Z obstřiku 44 z plastické 15 hmoty vystupuje elektrický připojovací kabel 45, prostřednictvím kterého se uskutečňuje napájení magnetové cívky 1 proudem. Obstřik 44 z plastické hmoty vystupuje skrz v této oblasti přerušenou horní skříňovou část 14.

Na obr. 2 je vodicí a sedlová oblast znázorněna jako výřez z obr. 1 ještě jednou v pozměněném 20 měřítku, aby bylo možné tuto oblast ventilu vytvořenou podle vynálezu lépe zdůraznit. V konci unášeče 21 ventilového sedla v jeho průchozím otvoru 24 na straně odstriku upravené vodicí a sedlové oblasti je tato u provedení znázorněné na obr. 2 vytvořena prostřednictvím tři axiálních, za sebou následujících, kotoučových a funkčně oddělených elementů. Ve směru po proudu za sebou následuje vodicí element 35. velmi plochý vířivý element 47 a element 26 ventilového 25 sedla.

Ve směru po proudu vodícího otvoru 34 je průchozí otvor 24 unášeče 21 ventilového sedla proveden například dvakrát odstupňovaně, přičemž se ve směru po proudu s každým stupněm průměr průchozího otvoru 24 zvětšuje. První osazení 49, viz obr. 1, slouží jako dosedací plocha 30 pro například šroubovitou tlačnou pružinu 50. Prostřednictvím druhého stupně 51 je vytvořen zvětšený montážní prostor pro tři elementy, to je pro vodicí element 35, vířivý element 47 a element 26 ventilového sedla. Tlačná pružina 50, která obklopuje ventilovou jehlu 20. měkce upíná tři elementy, to je vodicí element 35, vířivý element 47 a element 26 ventilového sedla v unášeči 21 ventilového sedla, protože svou stranu protilehlou k prvnímu osazení 49 tlačí na 35 vodicí element 35. Podle vynálezu je tedy k dispozici pružně předepjatý vodicí element 35, který je prostřednictvím montážní polohy tlačné pružiny 50 a jejího směru působení zatlačován ve směru k elementu 26 ventilového sedla a který má svým vnějším průměrem velkou vůli vzhledem k unášeči 21 ventilového sedla. Aby se vytvořila bezpečná úložná plocha na vodicí element 35 pro tlačnou pružinu 50, je čelní strana odvrácená od vířivého elementu 47 opatřena 40 vybráním 52. na jehož dno 53 tlačná pružina 50 dosedá.

Vodicí element 35 má rozměrově přesný vnitřní vodicí otvor 55. skrz který se pohybuje ventilová jehla 20 při svém axiálním pohybu. Vnější průměr vodicí element 35 je přitom zvolen menší než průměr průchozího otvoru 24 ve směru po proudu od stupně 51. Tím se zabezpečí proudění 45 paliva na vnějším obvodu vodicí element 35 ve směru k sedlu 27 ventilu. Palivo proudí ve směru proudění vodicí element 35 bezprostředně na obr. 3. Pro zdokonalení vtoku v oblasti vnějšího okraje vířivého elementu 47. je vodicí element 35 na své spodní čelní straně například obvodovou zkosenou hranou 56.

Uvedené tři elementy, to je vodicí element 35, vířivý element 47 a element 26 ventilového sedla, bezprostředně dosedají na sebe svými odpovídajícími čelními plochami. Předtím, než se provede pevné spojení elementu 26 ventilového sedla sunášečem 21 ventilového sedla, se provede nasměrování elementu 26 ventilového sedla. Element 26 ventilového sedla se nasměruje prostřednictvím nástroje například ve tvaru razníku 58, který je na obr. 2 znázorněn jen schematicky 55 a který dosedá na vnější, po proudu upravenou čelní stranu elementu 26 ventilového sedla

-5CZ 292559 B6 a unášeče 21 ventilového sedla, a to proti podélné ose unášeče 21 ventilového sedla. Tento svařovací razník 58 má například po obvodu stejnoměrně rozdělená vybrání 59. prostřednictvím kterých je element 26 ventilového sedla bodově laserově svařen s unášečem 21 ventilového sedla. Po odstranění razníku 58 může být element 26 ventilového sedla zcela obvodově přivařen utěsňujícím svarovým švem 61. Následně je například vodicí element 35 opětovně nasměrován proti elementu 26 ventilového sedla prostřednictvím ventilové jehly 20 dosedající na sedlo 27 ventilu.

Na obr. 3 je v půdoryse znázorněn jako jednotlivá konstrukční součást vířivý element 47, který je uložen, mezi vodicí element 35 a mezi elementem 26 ventilového sedla a který je veden s pokud možno nepatrnou vůlí na obvodu v průchozím otvoru 24. Vířivý element 47, může být ekonomicky výhodně vyroben například prostřednictvím lisování, drátové eroze, laserového stříhání, leptání nebo jiného známého způsobu z plechu. Ve vířivém elementu 47 vnitřní otvorová oblast 60, která je uspořádána přes celou axiální tloušťku vířivého elementu 47. Vnitřní otvorová oblast 60 je vytvořena vnitřní vířivou komorou 62. skrz kterou prochází ventilový uzavírací úsek 28 ventilové jehly 20. a více vířivými kanály 63, které vyúsťují do vnitřní vířivé komory 62. Vířivé kanály 63 vyúsťují do vířiví komory 62 tangenciálně a nejsou svými konci 65 odvrácenými od vířivé komory 62 ve spojení s vnějším obvodem vířivého elementu 47. Proto zůstává mezi konci 65 vířivých kanálů 63 s mezi vnějším obvodem vířivého elementu 47 obvodová okrajová oblast 66.

Při zamontované ventilové jehle 20 je vířivá komora 62 omezena ve směru dovnitř ventilovou jehlou 20. to je ventilovým uzavíracím úsekem 28. a navenek je omezena stěnou vnitřní otvorové oblasti 60 vířivého elementu 47. Prostřednictvím tangenciálního vyústění vířivých kanálů 63 do vnitřní vířivé komory 62 získá palivo rotační impulz, který v dalším proudění zůstane zachován až do výstupního otvoru 32. Prostřednictvím odstředivé síly je palivo odstřikováno ve tvaru dutého kuželu. Požadovaného prodloužení vířivých kanálů 63 lze dosáhnout například jejich zakřivením nebo zalomením. Ve tvaru háků zalomené konce 65 vířivých kanálů 63 slouží potom jako sběrné kapsy, které vytvářejí velkoplošně zásobník pro vstup paliva s nepatrnými turbulencemi. Po vychýlení proudění vstupuje palivo pomalu a s malými turbulencemi do vlastních tangenciálních vířivých kanálů 63. což umožňuje vytvářet do značné míry nenarušené víření.

Místo z plechu vyrobeného vířivého elementu 47 lze vyrobit vířivý element 47 také galvanickým odlučováním, přičemž může být vířivý element vytvořen vícevrstvý, jak je to patrno z obr. 4 a obr. 5. Na obr. 4 je přitom znázorněn dvouvrstvý vířivý element 47 v půdoryse, zatímco na obr. 5 je znázorněn řez rovinou podle čáry V-V na obr. 4. Ve vířivém elementu 47 je upraven vnitřní průchozí otvor 81. podél kterého se pohybuje ventilová jehla 20. První, spodní vrstva vířivého elementu 47 představuje kruhovou prstencovou základní desku 82, ze kterého vychází více vyvýšení 83 do druhé, horní vrstvy. Tato vyvýšení 83 jsou vytvořena tak, že mezi sebou vytvářejí více vířivých kanálů 63 a tak je také omezují, přičemž spodní omezení vířivých kanálů 63 je provedeno horní čelní stranou základní desky 82.

Vířivé kanály 63 vyúsťují tangenciálně do vířivé komory 62, která prstencově obklopuje vnitřní průchozí otvor 81 v horní vrstvě. Na té straně, která je odvrácená od vířivé komory 62. procházejí vířivé kanály 63 až do bezprostřední blízkosti vnějšího obvodu vířivého elementu 47. Například se vířivé kanály 63 zužují ve své šířce od vnějšího obvodu vířivého elementu 47 až k vířivé komoře 62. Vnější vstupní oblasti vířivých kanálů 63 zabezpečují vtok paliva bez podstatných turbulencí. Tak je možné vířivé proudění předem určit zvláště rovnoměrně a přesně.

V dalších příkladech provedení jsou ve srovnání s obr. 1 a obr. 2, na kterých je znázorněn jeden příklad provedení, shodné, případně shodně působící části označeny stejnými vztahovými znaky. Na obr. 6 znázorněná vodicí a sedlová oblast se odlišuje od znázornění na obr. 2 hlavně tím, že je upravena jiná možnost upevnění elementu 26 ventilového sedla na unášeči 21 ventilového sedla. Protože konec 25 unášeče 21 ventilového sedla je ve směru po proudu od stupně 51 proveden kratší, má ze tří elementů, to je z vodícího elementu 35. vířivého elementu 47 a elementu 26

-6CZ 292559 B6 ventilového sedla, uložení v průchozím otvoru 24 unášeče 21 ventilového sedla jen vodicí element 35. Na rozdíl od toho dosedá vířivý element 47 na čelní straněna spodním konci 25 unášeče 21 ventilového sedla. S větším vnějším průměrem vytvořený vířivý element 47 může mít s výhodou delší vířivé kanály 63, což umožňuje dosáhnout proudění s ještě menší turbulencí.

V souladu s vnějším průměrem vířivého elementu 47 má také element 26 ventilového sedla tento zvětšený vnější průměr. Upevnění elementu 26 ventilového sedla na unášeči 21 ventilového sedla je uskutečněno například prostřednictvím obvodového svarového švu 61 na vnějším obvodu elementu 26 ventilového sedla, přičemž tento svarový šev 61 může být upraven v oblasti vířivého elementu 47.

Příklad provedení vstřikovacího ventilu paliva, který je znázorněn na obr. 7, má unášeče 21 ventilového sedla provedený s podstatně tenčí stěnou, než jak je to znázorněno u příkladu provedení podle obr. 1. Zatímco se tlačná pružina 50 opírá svým spodním koncem na horní čelní straně vodícího elementu 35 bez vybrání 52, dosedá tlačná pružina 50 svým protilehlým koncem 15 na podpěrný kotouč 68. Tento podpěrný kotouč 68 je prostřednictvím svarového švu pevně spojen s horním koncem unášeče 21 ventilového sedla. Místo spojovacích kanálů 41 v unášeči 21 ventilového sedla má u tohoto příkladu provedení podpěrný kotouč 68 více axiálně upravených a průchozích spojovacích kanálů 41. Pro zdokonalení proudění paliva je na vnějším obvodu vodícího elementu 35 vytvořen nejméně jeden průtokový kanál 69 podobný drážce, což je 20 zřetelně patrno zejména na obr. 8.

Na obr. 8 je vodicí a sedlová oblast znázorněna jako výřez z obr. 7 ještě jednou v pozměněném měřítku, aby bylo možné tuto ventilovou oblast vytvořenou podle vynálezu lépe znázornit. V konci 25 unášeče 21 ventilového sedla na odstřikové straně je v jeho průchozím otvoru 24 25 upravená vodicí a sedlová oblast opět vytvořena ze tří za sebou následujících kotoučových elementů, to je z vodícího elementu 35, vířivého elementu 47 a z elementu 26 ventilového sedla. Na spodním konci 25 unášeče 21 ventilového sedla je vnitřní průchozí otvor 24 ve směru proudění kuželovité zúžen. V souladu s tím má také element 26 ventilového sedla pro přesné zalícování do unášeče 21 ventilového sedla kuželovité se zužující vnější obrys. U tohoto příkladu 30 provedení jsou tři elementy, to je vodicí element 35, vířivý element 47 a element 269 ventilového sedla zavedeny skrz průchozí otvor 24 shora, tedy ze strany přivrácené ke kotvě 19, přičemž se začne s elementem 26 ventilového sedla. V tomto případně je svarový šev 61 na spodním konci 25 unášeče 21 ventilového sedla zřetelně méně zatížen.

Na obr. 9 je znázorněna další vodicí a sedlová oblast, u kterého je konec 25 unášeče 21 ventilového sedla obvodově obklopen přídavnou trubkou upevňovací částí 70. Obdobně jako u provedení podle obr. 6 je vířivý element 47 a element 26 ventilového sedla opatřen větším vnějším průměrem než jaký je průměr průchozího otvoru 24, čímž dosedá vířivý element 47 čelní stranou na konec 25 unášeče 21 ventilového sedla. Vodicí element 35 je proveden jako plochý 40 kotouč a je uspořádán uvnitř průchozího otvoru 24, přičemž jeho vnější průměr je zřetelně menší než průměr průchozího otvoru 24. což umožňuje proudění paliva na vnějším obvodu vodícího elementu 35 v axiálním směru.

Pevného spojení mezi elementem 26 ventilového sedla a mezi unášečem 21 ventilového sedla se 45 dosahuje prostřednictvím přídavné upevňovací části 70. Tenkostěnná trubkovitá upevňovací část obklopuje totiž jak element 26 ventilového sedla a vířivý element 47, tak také konec 25 unášeče 21 ventilového sedla. Element 26 ventilového sedla a upevňovací část 70 jsou na svých přesně uzavírajících čelních plochách navzájem spojeny prostřednictvím svarového švu 61. U zvláště výhodného provedení má upevňovací část 70 na své spodní čelní ploše dovnitř vyčnívající 50 obvodové rameno 74. na které dosedá element 26 ventilového sedla prostřednictvím stupně 75.

Na podkladě tohoto vytvoření upevňovacím části 70 může být svarový šev 61 upraven s menším množstvím naneseného materiálu a tím také s menším průtahem spojeným se svařováním. Svarový šev 61 je u takového provedení podstatně méně zatížen než u provedení podle obr. 2. Svařování lze tedy uskutečnit s menším množstvím tepelné energie, čímž je v každém případě 55 zajištěna tvarová přesnost elementu 26 ventilového sedla.

-7CZ 292559 B6

Spojení mezi unášečem 21 ventilového sedla a mezi upevňovací částí 70 přejímá druhý, například o něco silnější než svarový šev 61 vytvořený svarový šev 71. který je například upraven ve směru proti proudu od vodícího elementu 35 od vnějšího obvodu upevňovací části 70.

Prostřednictvím přídavné upevňovací části 70 může být vířivý element 47 a vodicí element 35 velmi přesně nasměrován k podélné ose unášeče 21 ventilového sedla, čímž se zabrání vzpříčení nebo sevření vodícího elementu 35 na ventilové jehle 20. V průchozím otvoru 24 unášeče 21 ventilového sedla je opět zamontována tlačná pružina 50. která svým jedním koncem dosedá na pružně předepjatý vodicí element 35 a která je svým koncem odvráceným od vodícího elementu 10 35 podepřena na prvním osazení 49 v unášeči 21 ventilového sedla. Mezi vnějším osazením 72 na unášeči 21 ventilového sedla a mezi horním koncem upevňovací části 70 , který je odvrácen od svarového švu 61. je například vložen těsnicí element 73.

Jak již bylo uvedeno, může být ventilový uzavírací úsek 28 vytvořen místo ve tvaru komolého 15 kužele také jinak, například ve tvaru koule. U takového kulového úseku na konci ventilové jehly 20 ve směru po proudu je centrální bod takové koule s výhodou upraven v axiální výšce vodícího elementu 35. Tak se účinně zabrání sevření ventilové jehly 20 ve vodicím elementu 35.

Pro všechny příklady provedení platí, že vůle mezi ventilovou jehlou 20 a mezi vodicím elemen20 tem 35 ve vnitřním vodicím otvoru 55 je velmi malá, aby v této oblasti na podkladě tlakového rozdílu mezi oběma čelními stranami vodícího elementu 35 nedocházelo k prosakování paliva. Vodicí element 35 má v průchozím otvoru 24 zřetelně větší vůli než ventilová jehla 20 ve vodicím otvoru 55.

Na obr. 10 a obr. 11 jsou znázorněny dva další příklady provedení vodicích a sedlových oblastí, které mají kromě již podrobně popsaných tří elementů, to je vodícího elementu 35, vířivého elementu 47 a elementu 26 ventilového sedla, ještě další podpěrný element 85. Zatímco vodicí element 35 je vytvořen vždy jako plochý kotouč, je podpěrný element 85 vytvořen jako válcové těleso, které má stejný vnější průměr jako je průměr průchozího otvoru 24 unášeče 21 venti30 lového sedla po proudu od stupně 51. Podpěrný element 85 je přitom pevně axiálně skříňově upnut v unášeči 21 ventilového sedla.

U příkladu provedení, který je znázorněn na obr. 10, má podpěrný element 85 od elementu 26 ventilového sedla odvrácené vybrání 86, na jehož dno 87 vodicí element 35 dosedá. Podpěrný 35 element 85 je ve styku s dnovou oblastí 88 na vířivém elementu 47. Vybrání 86 pokračuje ve směru po proudu s druhým vodicím otvorem 55', který je upraven ve dnové oblasti 88 a má menší průměr. Tlačná pružina 50 je stejně jako vodicí element 35 uspořádána ve vybrání 86 podpěrného elementu 85. přičemž tato tlačná pružina 50 je na jedné straně podepřena na stupni 51 a na druhé straně na takto s ní pružně spojeném vodicím elementu 35. Vodicí element 35 je na 40 dnové oblasti 88 podpěrného elementu 85 radiálně pohyblivě upnut s tlačnou pružinou 50 a může se nasměrovat podle ventilové jehly 20.

Ve stěně podpěrného elementu 85 je upraven nejméně jeden radiální otvor 90, skrz který může procházet palivo z vybrání 86 do průtokového kanálu 92. který je vytvořen mezi vnitřní stěnou 45 unášeče 21 ventilového sedla a mezi vnější stěnou podpěrného elementu 85 na podkladě ve tvaru drážky nebo zploštění upraveného, zmenšení 91 průměru. Z tohoto průtokového kanálu 92 prochází palivo kolem obvodové zkosené hrany 56 do vířivých kanálů 63 vířivého elementu 47 a dále až k sedlu 27 ventilu.

U příkladu provedení, který je znázorněn na obr. 11, nemá podpěrný element 85 žádnou dnovou oblast, ale má víkovou oblast 93, která má vnitřní centrální druhý vodicím otvor 55', skrz který prochází ventilová jehla 20. Ve víkové oblasti 93, která dosedá na stupeň 51, je dále upraveno více, například dva nebo čtyři axiální otvory 94, které stejně jako druhý vodicí otvor 55' vyúsťují do vybrání 86', které je otevřeno k vířivému elementu 47. Palivo prochází přes axiální otvory 94

-8CZ 292559 B6 do vybrání 86', odkud proudí po vodicím elementu 35 do vířivých kanálů 63 vířivého elementu a dále až k sedlu 27 ventilu.

Tlačná pružina 50 je stejně jako vodicí element 35 uspořádána ve vybrání 86' podpěrného elementu 85. přičemž tlačná pružina 50 je na jedné straně podepřena na osazení 97 víkové oblasti podpěrného elementu 85 mezi vnitřním druhým vodicím otvorem 55 a mezi axiálními otvory a na druhé straně na s ní pružně sepnutém vodicím elementu 35. Vodicí element 35 je radiálně pohyblivě předepjat na vířivém elementu 47 tlačnou pružinou 50 a může být nasměrován k ventilové jehle 20.

U obou naposledy uvedených příkladů provedení je společná ta skutečnost, že radiálně pohyblivý, pružně předepjatý, například ve tvaru kotouče vytvořený vodicí element 35 je upraven v podpěrném elementu 85, který má taky vodicí oblast. Přitom má vodicí otvor 55 pružně předepjatého vodícího elementu 35 takovou velikost, že ventilová jehla 20 skrz něj prochází s menší vůlí než skrz druhý vodicí otvor 55' se skříní spojeného podpěrného elementu 85. Vůle ventilové jehly 20 proti vodícímu otvoru 55 má hodnotu zhruba 1 až 15 pm, zatímco vůle proti druhému vodícímu otvoru 55' má řádovou velikost o hodnotě zhruba 20 až 100 pm. Tyto údaje o velikosti slouží jen pro lepší porozumění a v žádném případě neomezují vynález.

Podpěrný element 85 lze na podkladě relativně velké vůle vzhledem k ventilové jehle 20 ekonomicky výhodně vyrábět a montovat. Podpěrný element 85 slouží pro předběžné vystře dění ventilové jehly 20 při montáži a lze jej také využít jako nouzové vedení. Pokud by v důsledku nečistot nebo jiných usazenin mělo dojít k tomu, že vodicí element 35 ulpívá na ventilové jehle 20 a pohybuje se axiálně společně s ní, tak může ještě vždy druhý vodicí otvor 55' podpěrného elementu 85 převzít vedení ventilové j ehly 20.

Hlavní rozdíl obou naposledy uvedených příkladů provedení spočívá v geometrickém uspořádání druhého vodícího otvoru 552. Druhý vodicí otvor 55' může být jednak uspořádán s větší vůlí mezi prvním vodicím otvorem 55 s malou vůlí a mezi sedlem 27 ventilu, jak je to znázorněno na obr. 10. Druhý vodicí otvor 55' však může být také upraven již ve směru proti proudu prvním vodicím otvorem 55, jak je to znázorněno na obr. 11.

Dále je třeba ještě výrazně poukázat na tu skutečnost, že použití vířivého elementu 47 ve směru po proudu od vodícího elementu 35 není žádná výlučná podmínka. Je totiž také možné upravit drážky již na spodní čelní straně vodícího elementu 35, které potom při uložení na elementu 26 ventilového sedla vytvoří vířivé kanály.

Claims (15)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Vstřikovací ventil paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, zejména pro přímé vstřikování paliva do spalovacího prostoru motoru, s elektromagnetickým obvodem, s axiálně podél podélné osy (8) ventilu přemístitelnou ventilovou jehlou (20), která má ventilový uzavírací úsek (28), který spolupracuje pro otevírání a uzavírání ventilu s pevným sedlem (27) ventilu, které je vytvořeno na elementu (26) ventilového sedla, se samostatným vodicím elementem (35), který je uspořádán před elementem (26) ventilového sedla, a který má vnitřní vodicí otvor (55), v němž je ventilová jehla (20) axiálně pohyblivá, a s tlačnou pružinou (50) dosedající na vodicí element (35), přičemž tlačná pružina (50) je vestavěna vůči vodícímu elementu (35) tak, že pružné upnutí vodícího elementu (35) je provedeno směrem působení tlačné pružiny (50) k samostatnému elementu (26) ventilového sedla, vyznačující se tím,že mezi vodicím elementem (35) a elementem (26) ventilového sedlaje uspořádán vířivý element (47).

   -9CZ 292559 B6
2. 2. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodicí element (35) obsahuje vybrání (52), odvrácené od elementu (26) ventilového sedla, na jehož dno (53) dosedá tlačná pružina (50).

   5
3. 3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodicí element (35) má rovnou čelní plochu, odvrácenou od elementu (26) ventilového sedla (26), na kterou dosedá tlačná pružina (50).
4. 4. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se

   10 t í m, že na vnějším obvodu vodícího elementu (35) je vytvořen alespoň jeden průtokový kanál (69) podobný drážce.
5. 5. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se t í m, že na vnějším obvodu vodícího elementu (35) je vytvořena obvodová zkosená strana (56) 15 přivrácená k vířivému elementu (47).
6. 6. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se t í m, že vodicí element (35) je uspořádán v průchozím otvoru (24) unášeče (21) ventilového sedla, přičemž vůle vodícího elementu (35) vunášeči (21) ventilového sedlaje větší než vůle 20 ventilové jehly (20) ve vodicím otvoru (55).
7. 7. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 6, vyznačující se tím, že průchozí otvor (24) unášeče (21), ventilového sedla má osazení (49), na které dosedá svým jedním koncem tlačná pružina (50).
8. 8. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 6, vyzn ač u j í cí se tí m , že na unášeči (21) ventilového sedlaje upevněn podpěrný kotouč (68), na který dosedá svým jedním koncem tlačná pružina (50).

   30
9. 9. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků laž 3, vyznačující se tím, že vodicí element (35) je umístěn ve vybrání (86, 86') podpěrného elementu (85), kteiý je uspořádán v průchozím otvoru (24) unášeče (21) sedla ventilu, přičemž podpěrný element (85) má druhý vnitřní vodicí otvor (55'), v němž je ventilová jehla (20) axiálně pohyblivá.

   35
10. 10. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 9, vyznačující se tím, že první vodicí otvor (55) vodícího elementu (35) má menší velikost než druhý vodicí otvor (55') podpěrného elementu (85).
11. 11. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 10, vyznačující se tím, že vůle ventilové 40 jehly (20) v prvním vodicím otvoru (55) je v rozsahu 1 až 20 pm a ve druhém vodicím otvoru (55') je v rozsahu 20 až 100 pm.
12. 12. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že vířivý element (47) má tvar kotouče.
13. 13. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 12, vyznačující se tím,že vířivý element (47) obsahuje vířivé kanály (63), které vyúsťují tangenciálně do vnitřní vířivé komory (62).
14. 14. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 13, vyznačující se tím,že vířivý element ⁵⁰ (47) je tvořen jednovrstvým plechovým kotoučem.
15. 15. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 13, vyznačující se tím, že vířivý element (47) je vytvořen jako vícevrstvý z galvanicky vyloučených kovových vrstev.

    55 7 výkresů