CZ292958B6 - Děrovaný kotouč, zejména rozprašovací kotouč pro vstřikovací ventily, a vstřikovací ventil - Google Patents

Děrovaný kotouč, zejména rozprašovací kotouč pro vstřikovací ventily, a vstřikovací ventil Download PDF

Info

Publication number
CZ292958B6
CZ292958B6 CZ19991677A CZ167799A CZ292958B6 CZ 292958 B6 CZ292958 B6 CZ 292958B6 CZ 19991677 A CZ19991677 A CZ 19991677A CZ 167799 A CZ167799 A CZ 167799A CZ 292958 B6 CZ292958 B6 CZ 292958B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
perforated
perforated disc
disc
valve seat
openings
Prior art date
Application number
CZ19991677A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ167799A3 (cs
Inventor
Stefan Arndt
Martin Maier
Jörg Heyse
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19831845A external-priority patent/DE19831845A1/de
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of CZ167799A3 publication Critical patent/CZ167799A3/cs
Publication of CZ292958B6 publication Critical patent/CZ292958B6/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/184Discharge orifices having non circular sections
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0807Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets
    • B05B7/0815Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets with at least one gas jet intersecting a jet constituted by a liquid or a mixture containing a liquid for controlling the shape of the latter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0807Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets
    • B05B7/0853Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets with one single gas jet and several jets constituted by a liquid or a mixture containing a liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0892Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point the outlet orifices for jets constituted by a liquid or a mixture containing a liquid being disposed on a circle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/08Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle specially for low-pressure fuel-injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1853Orifice plates
    • F02M61/186Multi-layered orifice plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04Injectors peculiar thereto
    • F02M69/047Injectors peculiar thereto injectors with air chambers, e.g. communicating with atmosphere for aerating the nozzles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Děrovaný kotouč je vytvořen z alespoň jednoho kovového materiálu a opatřen úplným průchodem pro tekutinu, s alespoň jedním vtokovým otvorem (40, 40') a s alespoň jedním výtokovým otvorem (42). Každý vtokový otvor (40, 40') je upraven v horní funkční rovině (47) děrovaného kotouče (23) a každý výtokový otvor (42) je upraven ve spodní funkční rovině (45) děrovaného kotouče (23). Funkční roviny (45, 46, 46', 47) děrovaného kotouče (23) jsou na sobě vytvořeny prostřednictvím galvanického vylučování kovu. Děrovaný kotouč obsahuje ve spodní funkční rovině (45) přiváděcí otvory (43) plynu, zasahující ve tvaru štěrbin z vnějšího obvodu děrovaného kotouče (23) až do úplného průchodu ve vnitřku děrovaného kotouče (23). Vstřikovací ventil je proveden s tímto děrovaným kotoučem (23), přičemž na plochu (29) ventilového sedla vstřikovacího ventilu ve směru proudění navazuje výstupní otvor (31), do něhož zasahuje oblast (33) děrovaného kotouče (23), zatímco základní oblast (32) děrovaného kotouče (23) dosedá na spodní čelní stranu (17) tělesa (16) ventilového sedla.ŕ

Description

Vynález se týká děrovaného kotouče, zejména rozprašovacího kotouče pro vstřikovací ventily, vytvořeného z alespoň jednoho kovového materiálu a opatřeného úplným průchodem pro tekutinu, s alespoň jedním vtokovým otvorem a s alespoň jedním výtokovým otvorem, přičemž každý vtokový otvor je upraven v horní funkční rovině děrovaného kotouče a každý výtokový otvor je upraven ve spodní funkční rovině děrovaného kotouče, přičemž funkční roviny děrovaného kotouče jsou na sobě vytvořeny prostřednictvím galvanického vylučování kovu. Vynález se dále týká vstřikovacího ventilu provedeného s tímto děrovaným kotoučem.
Dosavadní stav techniky
Ze spisu EP 0 354 660 je již známé vyrábět trysky ve tvaru děrovaných kotoučů, které představují takzvané otvory v děrovaném kotouči jsou vytvořeny navzájem přesazené, čímž se nucené vytváří vinutí ve tvaru písmene S v proudění fluida protékajícího skrz děrovaný kotouč. Navrhované děrované kotouče jsou tvořeny dvěma rovnými destičkami, které jsou spojeny fosfátováním, a které sestávají z křemíku. Na křemíkových destičkách jsou vytvarovány oblasti s redukovanou tloušťkou, čímž se vytvoří štěrbiny rovnoběžné s čelními plochami destiček mezi otvory první destičky a odpovídajícím otvorem druhé destičky. Známou maskovací technikou se prostřednictvím leptání vytvářejí na křemíkových destičkách, opatřených více strukturami děrovaných kotoučů, vstupní a výstupní otvory. Obrysy ve tvaru komolého kužele pro otvory v děrovaném kotouči se logicky vytvářejí anizotropní technikou leptání.
Z patentu US-PS 4 907 748 je již známý vstřikovací ventil paliva, který má na svém po proudu upraveném konci trysku, sestávající ze dvou křemíkových destiček. Obdobně jako u již popsaných děrovaných kotoučů jsou vstupní a výstupní otvory v obou křemíkových destičkách navzájem přesazeny, takže se vytváří průtok ve tvaru písmene S protékajícího fluida, v daném případě paliva.
Dále jsou z DE-OS 43 31 851 známé děrované kotouček, které sestávají ze dvou nebo ze tří navzájem spojených křemíkových destiček. Přitom následují za horním vstupní otvorem v horní destičce výstupní otvory, které jsou ve spodní destičce upraveny ve větším počtu s výrazným překrytím. Děrované kotouče jsou pro odstřikování směsi paliva s plynem opatřeny přírodními kanály plynu, ze kterých vystupuje plyn do značné míry kolmo na vystřikované palivo.
Všechny uvedené děrované kotouče z křemíku mají nevýhodu v nedostatečné pevnosti ve zlomu, která je dána křehkostí křemíku. Právě při trvalém zatížení například na vstřikovacím ventilu, které je dáno kmitáním motoru, vzniká nebezpečí, že se křemíkové destičky zlomí. Montáž křemíkových destiček na kovových konstrukčních součástech, jako například na vstřikovacích ventilech, je nákladná, protože musejí být nalezena zvláštní bez napětí pracující svěmá řešení a utěsnění na ventilu je problematické. Přivaření děrovaných kotoučů z křemíku na vstřikovacím ventilu není například možné. Mimoto dochází k nevýhodě způsobené opotřebením hran na otvorech křemíkových kotoučů při častém průtoku fluidem..
Z WO 95/25889 je již známé upravit na vstřikovacím ventilu paliva jednak vstřikovací děrovaný kotouč s více vystřikovacími otvory a jednak dále po proudu rozprašovací kotouč. Vystřikovací otvory jsou přitom upraveny v centrálním kuželovitém zahloubení vystřikovacího děrovaného kotouče. Ve zcela od něj odděleného rozprašovacího kotouče je následně za vystřikovacím děrovaným kotoučem s více vrstvami, popřípadě destičkami, zajištěno, že dovnitř proudí vzduch prostřednictvím speciální otvorové geometrie. Z korozivzdomé oceli vytvořené plechové destičky rozprašovacího kotouče mají vnitřní centrální průchozí otvor, ve kterém vstupuje vzduch
-1CZ 292958 B6 do značné míry kolmo na palivo, které přichází z vystřikovacích otvorů vystřikovacího děrovaného kotouče.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje děrovaný kotouč, zejména rozprašovací kotouč pro vstřikovací ventily, vytvořený z alespoň jednoho kovového materiálu a opatřený úplným průchodem pro tekutinu, s alespoň jedním vtokovým otvorem a s alespoň jedním výtokovým otvorem, přičemž každý vtokový otvor je upraven v horní funkční rovině děrovaného kotouče a každý výtokový otvor je upraven ve spodní funkční rovině děrovaného kotouče, přičemž funkční roviny děrovaného kotouče jsou na sobě vytvořeny prostřednictvím galvanického vylučování kovu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že obsahuje ve spodní funkční rovině přiváděči otvory plynu, zasahující ve tvaru štěrbin z vnějšího obvodu děrovaného kotouče až do úplného průchodu ve vnitřku děrovaného kotouče.
Výtokové otvory jsou s výhodou částí přiváděčích otvorů plynu, odvrácenou od vnějšího obvodu děrovaného kotouče.
Počet výtokových otvorů s výhodou odpovídá přesně počtu přiváděčích otvorů plynu.
Přiváděči otvory plynu s výhodou probíhají radiálně k centrálně uspořádanému výtokovému otvoru.
Přiváděči otvory plynu s výhodou vyúsťují tangenciálně do centrálně uspořádaného výtokového otvoru.
Děrovaný kotouč má s výhodou tři funkční roviny, přičemž ve střední funkční rovině je upraven kanál, s nímž je spojen alespoň jeden vtokový otvor a alespoň jeden výtokový otvor.
Děrovaný kotouč má s výhodou čtyři funkční roviny, přičemž v alespoň jedné střední funkční rovině jsou upraveny vířivé kanály, které vyúsťují do centrální vířivé komory kotouče.
Vtokové otvory mají s výhodou svůj průmět do roviny kotouče vytvořen úplně přesazené vůči průmětu výtokových otvorů do této roviny.
Kanál je s výhodou větší než vtokové otvory a výtokové otvory, přičemž při průmětu otvorů a kanálu do roviny kotouče leží vtokové otvory a výtokové otvory uvnitř kanálu.
Horní funkční rovina je s výhodou upravena v oblasti děrovaného kotouče, která má menší vnější průměr než základní oblast obsahující spodní funkční rovinu.
Alespoň jedna střední funkční rovina má s výhodou větší vnější průměr než spodní funkční rovina a horní funkční rovina.
Uvedené nedostatky dále odstraňuje vstřikovací ventil s podélnou osou ventilu, s ventilovým uzavíracím tělesem, spolupracujícím s plochou ventilového sedla, a s rozprašovacím děrovaným kotoučem z alespoň jednoho kovového materiálu, uspořádaným za plochou ventilového sedla, přičemž jeho podstatou je, že děrovaným kotoučem je děrovaný kotouč podle vynálezu, a že na plochu ventilového sedla ve směru proudění navazuje výstupní otvor, do něhož zasahuje oblast děrovaného kotouče, zatímco základní oblast děrovaného kotouče dosedá na spodní čelní stranu tělesa ventilového sedla.
Výstupní otvor je s výhodou proveden odstupňovaně.
-2CZ 292958 B6
Děrovaný kotouč je s výhodou upevnitelný na tělese ventilového sedla prostřednictvím držáku.
Držák je s výhodou vytvořen ve tvaru hrnce, přičemž obsahuje dnovou část s průchozím otvorem a kolmo k ní uspořádaný přidržovací okraj.
Těleso ventilového sedla má s výhodou na svém vnějším obvodu alespoň jedno zahloubení, které je pro vytvoření alespoň jednoho průtokového kanálu pro průtok plynu ohraničeno unášečem ventilového sedla.
Zahloubení na tělese ventilového sedlaje s výhodou tvořeno rovinným obrusem.
Plocha ventilového sedla je s výhodou vytvořena v tělese ventilového sedla, přičemž jak těleso ventilového sedla, tak i děrovaný kotouč, jsou umístěny v úložném elementu.
Děrovaný kotouč s výhodou dosedá svojí spodní funkční rovinou na podpěrný element, pevně spojený s úložným elementem.
V úložném elementu je s výhodou upraven alespoň jeden průtokový kanál pro průtok plynu.
Děrovaný kotouč, popřípadě vstřikovací ventil, podle vynálezu má tu výhodu, že se pomocí nich dosahuje zvlášť rovnoměrného co nejjemnějšího rozprašování fluida za pomoci plynu, přičemž se dosahuje zvláště vysoké kvality rozprašování a vytváření paprsku přizpůsobeného daným požadavkům. V důsledku využití takového děrovaného kotouče, popřípadě rozprašovacího kotouče, na vstřikovacím ventilu spalovacího motoru mohou být jednak redukovány emise spalin spalovacího motoru a jednak lze dosáhnout snížení spotřeby paliva.
Prostřednictvím galvanického pokovení je možné výhodným způsobem vyrábět děrované kotouče, popřípadě rozprašovací kotouče, reprodukovatelným způsobem velmi přesně a hospodárně, a to zároveň ve velkým počtech. Mimoto umožňuje tato výroba extrémně vysokou volnost uspořádání, protože obrysy otvorů v děrovaném kotouči jsou volně volitelné. Kovové odlučování má zejména ve srovnání s výrobou křemíkových kotoučů výhodu využití všech možných materiálů. Různé kovy s jejich různými magnetickými vlastnostmi a tvrdostmi mohou být využity při výrobě děrovaného kotouče, zejména rozprašovacího kotouče podle vynálezu.
Prostřednictvím vícenásobné galvanizace lze zvláště výhodně a ekonomicky příznivě vytvořit zářezy s extrémně vysokou přesností.
Dále spočívá velká výhoda v tom, že prostřednictvím galvanického odlučování kovů vyrobené děrované kotouče jsou jednodílné, protože jednotlivé funkční roviny jsou vytvářeny v bezprostředně za sebou následujících krocích odlučování. Po ukončení kovového odlučování je k dispozici jednodílný děrovaný kotouč. Proto nejsou potřebné žádné časově a ekonomicky nákladné kroky způsobu pro spojování jednotlivých tryskových destiček. Dále zcela odpadají problémy, které se vytvářejí u vícedílných děrovaných kotoučů prostřednictvím vzájemného vystřeďování, případně polohování jednotlivých destiček.
Výhodným způsobem lze velmi jednoduše a bez případných ekonomických nákladů v takto prostřednictvím galvanického odlučování kovů vyrobeném děrovaném kotouči, případně rozprašovacím kotouči vytvarovat prostředky pro přívod plynu. Prostřednictvím těchto prostředků pro přívod plynu se uskutečňuje průtok plynu ve směru k vystřikovanému palivu, prostřednictvím kterého je palivo zvláště jemně rozprašováno. Kromě optimální přípravy a rozprašování paliva ovlivňuje přítokový impulz plynu také směr paprsků paliva ve výstupu. Při vysokém impulzu se zmenšuje například obalový úhel paprsku paliva ve tvaru kužele. Tohoto efektu lze využit pro ovládání tvaru paprsku v závislosti na zatížení. Při nízkém zatížení motoru, při kterém se na podkladě polohy škrticí klapky vytváří v sacím potrubí podtlak, je poháněči pokles tlaku pro objem plynu tak velký, že se objem paprsku zúží. Při vysokém zatížení motoru
-3CZ 292958 B6 lze tímto způsobem vytvářet širší svazky paprsků s většími úhly kužele. Podle místního rozdělení zavádění paliva do spalovacího prostoru spalovacího motoru lze řízeným ovládáním tvaru paprsku dosáhnout ideálního spalování odpovídajícího provoznímu zatížení. V souladu s různě zvolenými geometriemi otvorů v děrovaném kotouči lze uskutečnit toto ovlivnění tvaru paprsků také u vy stři kování plochých paprsků nebo při asymetrickém průběhu paprsků.
Prostřednictvím opatření, která jsou uvedena v závislých patentových nárocích, jsou možná výhodná další vytvoření a zdokonalení děrovaného kotouče, případně rozprašovacího kotouče uvedeného v patentovém nároku 1, případně vstřikovacího ventilu uvedeného v patentovém nároku 14.
Zvláště výhodné je vytvářet děrované kotouče podle vynálezu ve tvaru tak zvaných kotoučů v podobě S, aby bylo možné vytvářet zvláštní a podivuhodné tvary paprsků. Tyto děrovaného kotouče umožňují pro jedno-, dvou- a vícepaprskové výstřiky průřezy paprsků v mnoha variantách, jako například ve tvaru pravoúhelníku, trojúhelníku, kříže, elipsy. Takové neobvyklé tvary paprsků umožňují přesné optimální přizpůsobení na předem stanovené geometrie, například na různé průřezy sacích trubek spalovacích motorů. Tím se vytvářejí výhody tvarově přizpůsobeného využití průřezu, který je k dispozici pro homogenní rozdělování, spaliny snižující zavádění směsi a zabránění filmového usazování na stěnách sací trubky, které vytváří spalinové škodliviny.
Snadno je možné vytvářet také variace obrazu paprsků. Zvláště snadno lze vytvářet ploché, kuželovité, více jednotlivých paprsků zahrnující a asymetricky vytvořené, to je jednostranně nasměrované obrazy paprsků.
Prostřednictvím asymetrického, například jednostranného přívodu plynu může být paprsek paliva velmi dobře vychylován na jednu stranu. To může být výhodné zejména tehdy, když má palivo při každém provozním zatížení vstřikováno vždy pod stanoveným úhlem na vstupní ventil.
Mimoto je zvláště výhodné vytvořit rozprašovací kotouče podle vynálezu jako šroubovité kotouče, aby se dosáhlo zvláště dobrého rozprašování vystřikovaného fluida. Zatímco přívodní otvory plynu jako prostředky pro přívod plynu nevyúsťují do výstupních otvorů radiálně, ale tangenciálně, lze přídavně vytvářet víření také v plynu. Toto víření může být vytvořeno ve stejném směru nebo protilehle vzhledem kvíru paliva. Při protilehlém víření jsou relativní rychlosti mezi rotujícím proudem plynu a mezi rotující povrchovou plochou paprsku největší. Tak se vytvoří zvláště výhodné rozdělení paprsku paliva do malých kapek.
Ideálně jsou prostředky pro přívod plynu vytvořeny jako přiváděči otvory plynu, které na svém od obvodu děrovaného kotouče odvráceném vnitřním konci současně vytvářejí výstupní otvory pro palivo, přičemž velikosti těchto výstupních otvorů jsou předem dány materiálem nad nimi galvanicky vytvořené funkční roviny. Tak nevzniká v žádném případě potřeba zvýšení nákladů proti výrobě děrovaných kotoučů, které mají ve své spodní rovině jen výstupní otvoiy bez prostředků pro přívod plynu.
Přehled obrázků na výkresech
Příklad provedení vynálezu jsou schematicky znázorněny na výkresech a jsou blíže vysvětleny v následujícím popisu.
Na obr. 1 je částečně znázorněn první příklad provedení vstřikovacího ventilu s děrovaným kotoučem podle vynálezu. Na obr. 2 je znázorněn děrovaný kotouč podle obr. 1 v půdoryse. Na obr. 3 je znázorněn děrovaný kotouč v řez rovinou podle čáry III—III z obr. 2.
-4CZ 292958 B6
Na obr. 4 je znázorněn druhý příklad provedení částečně vyobrazeného vstřikovacího ventilu s děrovaným kotoučem podle vynálezu. Na obr. 5 je znázorněn děrovaný kotouč podle obr. 4 při pohledu zdola. Na obr. 6 je znázorněn děrovaný kotouč v řezu rovinou podle čáry VI-VI z obr. 5.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněn příklad provedení vstřikovacího ventilu pro vstřikovací zařízení paliva u směs zhutňujících zvnějšku zapalovaných spalovacích motorů. Vstřikovací ventil má ve tvaru trubky vytvořený unášeč 1 ventilového sedla, ve kterém je soustředně vzhledem k podélné ose 2 ventilu vytvořen podélný otvor 3. V podélném otvoru 3 je uspořádána například ve tvaru trubky vytvořená ventilová jehla 5, která je na svém po proudu upraveném konci 6 opatřena například ve tvaru koule vytvořeným ventilovým uzavíracím tělesem 7, se kterým je pevně spojena a na jehož obvodu je upraveno například pět zploštění 8 pro obtok paliva.
Ovládání vstřikovacího ventilu se uskutečňuje známým způsobem, například elektromagneticky. Pro axiální pohyb ventilové jehly 5 a tím také pro její otevírání proti pružné síle neznázoměné vratné pružiny, případně pro uzavírání vstřikovacího ventilu slouží schematicky znázorněný elektromagnetický obvod s magnetovou cívkou 10, s kotvou 11 a s jádrem 12. Kotva 11 je s tím koncem ventilové jehly 5, který je odvrácený od ventilového uzavíracího tělesa 7, spojena prostřednictvím například svarového švu vytvořeného laserem a je nasměrována na jádro 12.
Pro vedení ventilového uzavíracího tělesa 7 v průběhu axiálního pohybu je upraven vodicí otvor 15 tělesa 16 ventilového sedla, který je například prostřednictvím svaru těsně namontován do unášeče 1 ventilového sedla na jeho konci odvráceném od jádra 12 do podélného otvoru 3, upraveného soustředně vzhledem k podélné ose 2 ventilu. V oblasti spodní čelní strany 17, která je odvrácená od ventilového uzavíracího tělesa 7, je ve směru po proudu od tělesa 16 ventilového sedla uspořádán držák 21 děrovaného kotouče 23, který je vytvořen například ve tvaru misky. Držák 21 děrovaného kotouče 23 přitom má podobný tvar jako známé vystřikovací děrovací kotouče ve tvaru misky, přičemž centrální oblast tohoto držáku 21 děrovaného kotouče 23 je opatřena průchozím otvorem 20 bez vyměřovací funkce.
Podle vynálezu vytvořený děrovaný kotouč 23 je uspořádán ve směru proti proudu od průchozího otvoru 20 na spodní čelní straně 17 tak, že zcela překrývá průchozí otvor 20. Děrovaný kotouč 23 představuje vložitelnou součást, kterou lze vložit mezi těleso 16 ventilového sedla a mezi držák 21 děrovaného kotouče 23. Držák 21 děrovaného kotouče 23 je vytvořen se dnovou částí 24 a s přidržovacím okrajem 26. Přidržovací okraj 26 je přitom upraven v axiálním směru odvráceně od tělesa 16 ventilového sedla a je až ke svému konci kuželovité ohnut navenek. Držák 21 děrovaného kotouče 23 je v oblasti přidržovacího okraje 26 spojen se stěnou podélného otvoru 3 v unášeči 1 ventilového sedla například prostřednictvím obvodového a těsného svarového švu 30.
V oblasti průchozího otvoru 20 mezi držákem 21 děrovaného kotouče 23 a mezi tělesem 16 ventilového sedla sevření schopný děrovaný kotouč 23 je proveden například odstupňovaně. Horní oblast 33 děrovaného kotouče 23, která má menší průměr než základní oblast 32, zasahuje přitom přesně do výstupního otvoru 31 tělesa 16 ventilového sedla, který je například odstupňovaný a který je vytvořen ve směru po proudu od plochy 29 ventilového sedla. Tento výstupní otvor 31 může být také proveden jednoduše jen ve tvaru válce bez odstupňování. Pro tuto oblast tvořenou oblastí 33 děrovaného kotouče 23 a výstupním otvorem 31 může být také upraveno lisované spojení. Přes oblast 33 děrovaného kotouče 23 radiálně navenek vyčnívající a tak sevření schopná základní oblast 32 děrovaného kotouče 23 dosedá na jedné straně na spodní čelní stranu 17 tělesa 16 ventilového sedla a na druhé straně na dnovou část 24 držáku 21 děrovaného kotouče 23. Zatímco oblast 33 děrovaného kotouče 23 zahrnuje například dvě funkční roviny, to je střední a horní funkční rovinu děrovaného kotouče 23, vytváří spodní funkční rovinu jen základní oblast 32 sama o sobě. Pod pojmem funkční rovina se přitom rozumí
-5CZ 292958 B6 oblast děrovaného kotouče 23 v axiálním směru, přes kterou je v axiálním směru k dispozici vždy do značné míry konstantní obrys otvoru.
Hloubka zasunutí tělesa 16 ventilového sedla, případně miskovitého držáku 21 děrovaného kotouče 23 do podélného otvoru 3 určuje velikost zdvihu ventilové jehly 5, protože koncová poloha ventilové jehly 5 je při nevybuzené magnetové cívce 10 určena dosednutím ventilového uzavíracího tělesa 7 na plochu 29 ventilového sedla tělesa 16 ventilového sedla. Opačná koncová poloha ventilové jehly 5 je při vybuzené magnetové cívce 10 určena například dosednutím kotvy H na jádro 12. Dráha mezi oběma těmito koncovými polohami ventilové jehly 5 tak představuje zdvih. Kulové ventilové uzavírací těleso 7 spolupůsobící s plochou 29 ventilového sedla tělesa 16 ventilového sedla, která se zužuje ve tvaru komolého kužele ve směru proudění a která je vytvořena v axiálním směru mezi vodicím otvorem 15 a mezi spodním výstupním otvorem 31 tělesa 16 ventilového sedla.
Unášeč 1 ventilového sedla, těleso 16 ventilového sedla a děrovaný kotouč 23 jsou provedeny tak, že k fluidu, například palivu, které je vystřikováno přes děrovaný kotouč 23, lze přivádět plyn, zejména vzduch. Jako plyn lze použít například sací vzduch, který se přivádí obtokem před škrticí klapkou v sacím potrubí spalovacího motoru, vzduch dopravovaný přídavným dmýchadlem, vzduch obohacený parami paliva z odvětrávacího systému nádrže, ale také nazpět vedeného spaliny spalovacího motoru nebo směs vzduchu a spalin. Pro přívod plynu je například v unášeči 1 ventilového sedla upraveno více v radiálním směru uspořádaných přítokových otvorů 35.
Těleso 16 ventilového sedla má na svém obvodu nejméně jedno, obvykle nejméně dvě v axiálním směru upravená, drážkám podobná zahloubení 36, která jsou navenek omezena stěnami podélného otvoru 3 unášeče 1 ventilového sedla a tak vytvářejí průtokové kanály 37 pro plyn. Zahloubení 36 začínají v úrovni přítokových otvorů 35 a končí na spodní čelní straně 17 tělesa 16 ventilového sedla v oblasti, ve které je vytvarována zkosená hrana 38 pro usnadnění vtoku plynu do děrovaného kotouče 23. Místo ve tvaru drážek vytvořených zahloubení 36 mohou být zahloubení 36 také vytvořena jako rovná obroušení na obvodu tělesa 16 ventilového sedla. Ve směru po proudu od spodní čelní strany 17 se zkosenou hranou 38 vstupuje proud plynu do prstencového prostoru 39, který je vymezen vnitřní stěnou unášeče 1 ventilového sedla, držákem 21 děrovaného kotouče 23 a tělesem 16 ventilového sedla. V tomto prstencovém prostoru 39 se rozděluje proud plynu do značné míry rovnoměrně po obvodě.
Děrovaný kotouč 23 je ve své spodní základní oblasti 32 opatřen prostředky pro přívod plynu ve směru své geometrie odstřikování, které jsou podle obr. 2 a obr. 3 tvořeny přiváděcími otvory 43 plynu, do kterých vstupuje plyn z průtokových kanálů 37 a prstencového prostoru 39 a protéká jimi do značné míry kolmo k podélné ose 2 ventilu. Průtokové dráhy plynu jsou na obr. 1 znázorněny čárkovanými čarami, zatímco principiální průtoková dráha fluida, případně nakonec vystřikované směsi fluida a plynu jsou znázorněny průchozími šipkovými čarami.
Děrovaný kotouč 23. který je částečně uspořádán v odstupňovaném výstupním otvoru 31 tělesa 16 ventilového sedla a prostřednictvím držáku 21 děrovaného kotouče 23 je pevně držen bezprostředně na spodní čelní straně 17 tělesa 16 ventilového sedla, je na obr. 1 znázorněn jen zjednodušeně a v příkladu provedení a bude na podkladě následujících obrázků blíže popsán. Vložení děrovaného kotouče 23 s držákem 21 děrovaného kotouče 23 a sevření jako upevnění je jen jedna z možných variant úpravy děrovaného kotouče 23 ve směru po proudu od plochy 29 ventilového sedla. Takové upnutí jako nepřímé upevnění děrovaného kotouče 23 na tělese 16 ventilového sedla má tu výhodu, že se zabrání deformacím podmíněným teplotou, které mohou případně vzniknout při přímém upevňování děrovaného kotouče 23 prostřednictvím svařování nebo letování. Držák 21 děrovaného kotouče 23 nepředstavuje tedy v žádném případě výlučnou podmínku pro upevnění děrovaného kotouče 23. Protože možnosti upevnění nejsou z hlediska vynálezu podstatné, poukazuje se jen na tu skutečnost, že lze využít obvyklé způsoby spojování, jako je svařování, letování nebo lepení.
-6CZ 292958 B6
Děrovaný kotouč 23, který je znázorněn na obr. 2 a obr. 3, je vytvořen ve více kovových funkčních rovinách galvanickým odlučováním, například vícenásobnou galvanizací. Na podkladě hluboko litografické, galvanotechnické výroby se vytvářejí zvláštní znaky ve stanovení obrysu, z nichž některé budou v dalším krátce uvedeny.
Funkční roviny mají konstantní tloušťku po celé kotoučové ploše.
Hlubokolitografickou strukturou vznikají do značné míry kolmé zářezy do funkčních rovin, které vytvářejí průtokové dutiny, přičemž mohou vzniknout výrobou podmíněné odchylky o hodnotě zhruba 3° proti optimálním svislým stěnám.
Vytvářejí se požadované zářezy a překrytí zářezů vícevrstvou konstrukcí jednotlivě vytvořených kovových vrstev.
Zářezy přitom mají libovolné, do značné míry s osově rovnoběžnými stěnami opatřené průřezové tvary.
Je možné vytvořit jednodílné provedení děrovaného kotouče 23, protože jednotlivá kovová odlučování následují bezprostředně za sebou.
V dalším bude následovat krátká definice pojmů, a to pojmů vrstva a funkční rovina. Jedna funkční rovina děrovaného kotouče 23 představuje vrstvu, na které je v jejím axiálním směru obrys včetně uspořádání všech otvorů proti sobě navzájem a geometrie každého jednotlivého otvoru do značné míry konstantní. Pod pojmem vrstva se na rozdíl od toho rozumí vrstva děrovaného kotouče 23 vytvořená jen v jednom jediném galvanickém kroku. Jedna vrstva však může mít více funkčních rovin, které jsou zhotovitelné tak zvaným laterálním obrostem. V jedno jediném galvanickém kroku je potom vytvářeno více funkčních rovin, například u děrovaného kotouče 23, který má tři fůnkční roviny, střední a horní funkční rovina, které představují souvislou vrstvu. Odpovídající funkční roviny přitom však mají, jak již bylo uvedeno, různé otvorové obrysy, to je vstupní kanály, výstupní otvory, kanály, k bezprostředně následující funkční rovině. Jednotlivé vrstvy děrovaného kotouče 23 jsou přitom po sobě navzájem galvanicky odlučovány, takže se následná vrstva na podkladě galvanického ulpívání pevně spojí s vrstvou pod ní upravenou a všechny vrstvy potom společně vytvářejí jednodílný děrovací kotouč 23. Jednotlivé funkční roviny, případně vrstvy děrovaného kotouče 23 proto nejsou srovnatelné s jednotlivě vyrobenými tryskovými destičkami z kovu nebo z křemíku u známých děrovaných kotoučů podle dosavadního stavu techniky.
V následujících úsecích bude jen v krátké podobě vysvětlen způsob výroby znázorněných děrovaných kotoučů 23. Podrobně byly všechny kroky způsobu galvanického kovového odlučování pro výrobu děrovaného kotouče již popsány vDE-OS 196 07 288. Na podkladě vysokých požadavků na rozměry struktury a na přesnost vstřikovacích trysek získávají dnes způsoby mikrostruktury narůstající význam pro jejich vysokou technickou výrobu. Všeobecně je pro průtok fluida, například paliva, uvnitř trysky, případně děrovaného kotouče požadována taková průchozí dráha, která příznivě ovlivňuje již uvedené vytváření turbulence uvnitř průtoku. Charakteristické pro způsob použití fotolitografických kroků, například hluboké litografie s ultrazářením, a návazné mikrogalvaniky je, že se velkoplošném měřítku zabezpečí vysoká přesnost struktur, což je ideální pro masovou výrobu s velkým počtem výrobků. Na jednom zařízení lze tak současně vyrobit větší počet děrovaných kotoučů 23.
Výchozím bodem pro tento způsob je rovná a stabilní nosná deska, která může například sestávat z kovu, s výhodou z titanu nebo mědi, z křemíku, skla nebo z keramiky. Na tuto nosnou desku je s výhodou nejprve nagalvanizována nejméně jedna pomocná vrstva. Přitom se například jedná o galvanickou startovací vrstvu, například z mědi, která se využije pro elektrické vedení pro pozdější mikrogalvaniku. Galvanická startovací vrstva může také sloužit k umožnění pozdějšího jednoduchého rozdělování struktur děrovaných kotoučů prostřednictvím leptání. Nanášení
-7CZ 292958 B6 pomocné vrstvy, například z chrómu a mědi, se uskutečňuje prostřednictvím například bezproudového odlučování kovu. Po tomto předběžném ošetření nosné desky se na pomocnou vrstvu nanese fotolak vytvářející odpor po celé ploše.
Tloušťka fotolaku by přitom měla odpovídat tloušťce kovové vrstvy, která bude realizována v později následujícím galvanickém procesu, tedy tloušťce spodní vrstvy, případně funkční roviny děrovaného kotouče 23. Realizovaná kovová struktura má být přenášena prostřednictvím fotolitografické masky do vrstvy fotolaku. Jedna možnost spočívá v tom, že se fotolak ozařuje přímo přes masku prostřednictvím ultrafialového záření.
Nakonec ve fotolaku vznikající negativní struktura k pozdější funkční rovině děrovaného kotouče 23 je galvanicky naplňována kovem, například niklem a dochází k odlučování kovu. Kov dosedá prostřednictvím galvanizace úzce na obrys negativní struktury, takže jsou v něm reprodukovány tvarově správně předem stanovené obrysy. Pro realizaci struktury děrovaného kotouče 23 se musejí kroky od dobrého nanesení pomocné vrstvy opakovat v souladu s počtem požadovaných vrstev, přičemž jsou například vytvořeny dvě funkční roviny v jednom galvanickém kroku. Pro vrstvy děrovaného kotouče 23 mohou být také použity různé kovy, které je však možné nasadit vždy jen v jednom novém galvanickém kroku. Následně následuje rozdělení děrovaných kotoučů 23. K tomu účelu je obětní vrstva odtavena, čímž se děrované kotouče 23 uvolní od nosné desky. Potom jsou odstraněny letováním galvanické startovací vrstva a zbývající fotolak je z kovových struktur uvolněn.
Na obr. 2 je znázorněn výhodný příklad provedení děrovaného kotouče 23 v půdoryse. Děrovaný kotouč 23 je vytvořen jako plochá kruhová konstrukční část, která má více, například tři, axiálně za sebou následující funkční roviny. Zejména obr. 3, který představuje řez rovinou podle čáry III-ΠΙ z obr. 2, zdůrazňuje konstrukci děrovaného kotouče 23 s jeho třemi funkčními rovinami, přičemž nejprve vytvořená, spodní funkční rovina 45, která odpovídá nejprve odloučené vrstvě, případně základní oblasti 32 děrovaného kotouče 23, má větší vnější průměr než obě následně vytvořené funkční roviny 46 a 47, které společně vytvářejí oblast 33 děrovaného kotouče 23 a jsou vyrobeny například v jednom galvanickém kroku.
Horní funkční rovina 47 má vtokový otvor 40 s pravoúhlým průřezem. S například shodným odstupem vzhledem k podélné ose 2 ventilu a tím i k centrální ose děrovaného kotouče 23 jsou kolem ní (například také souměrně) uspořádány ve spodní funkční rovině 45 čtyři například čtvercové výtokové otvory 42, do kterých vyúsťuje vždy jeden štěrbinovitý přiváděči otvor 43 plynu. Výtokové otvory 42 jsou přitom vytvořeny podél obou podélných strana pravoúhlého vtokového otvoru 40. přičemž výtokové otvory 42 jsou samozřejmě uspořádány v jiné spodní funkční rovině 45. Od vnějšího obvodu základní oblast 32 děrovaného kotouče 23 procházejí čtyři přiváděči otvory 43 plynu s pravoúhlými průřezy navzájem rovnoběžně, případně lícované do vnitřku děrovaného kotouče 23 až ke koncovým oblastem, tvořeným výtokovými otvory 42. Tyto výtokové otvory 42 tak představují od vnějšího obvodu děrovaného kotouče 23 vzdálený konec vždy jednoho přiváděcího otvoru 43 plynu. V úseku přes oblast 33 jsou přiváděči otvory 43 plynu do značné míry překryty tělesem 16 ventilového sedla a držákem 21 děrovaného kotouče 23. čímž vznikají přívodní kanály plynu.
Čtvercové výtokové otvory 42 jsou upraveny při průmětu všech funkčních rovin 45, 46, 47 v jedné rovině, viz obr. 2, s přesazením vzhledem ke vtokovému otvoru 40, to znamená, že v průmětu vtokový otvor 40 v žádném místě nepřekrývá výtokové otvory 42. Toto přesazení však může být v různých směrech různě velké.
Pro zabezpečení průtoku fluida od vtokového otvoru 40 až k výtokovým otvorům 42 je ve střední funkční rovině 46 vytvořen kanál, který představuje kavitu. Kanál 41. který má obrys nerovnoměrného osmiúhelníku, má takovou velikost, že v průmětu zcela překrývá vtokový otvor 40. Kanál 41 je vytvořen dokonce tak velký, že v průmětu jsou jím překryty také všechny výtokové otvory 42. Tak může proud fluida na podkladě vždy na třech stranách výtokových
-8CZ 292958 B6 otvorů 42 přesahujících kanálových stěn vstupovat do značné míry na všech místech obvodu každého výtokového otvoru 42, přičemž na té straně výtokových otvorů 42, která je odvrácená od vtokového otvoru 40, je kanálová stěna upravena přesně nad tím. Materiál střední funkční roviny 46 překrývá ve směru proudění plynu za tělesem 16 ventilového sedla také část přiváděčích otvorů 43 plynu. Následné, na podkladě kanálu 41 nepřekryté úseky přiváděčích otvorů 43 plynu vytvářejí výtokové otvory 42 a tím také dávkující výstupní průřezy pro proudění paliva.
Na obr. 3 znázorněné ideální svislé stěny všech otvorových oblastí, to je vtokového otvoru 40, kanálu 41. výtokového otvoru 42 a přiváděcího otvorů 43 plynu mohou mít z hlediska výroby podmíněné odchylky o maximální hodnotě zhruba 3° až 4°, takže se všechny otvorové oblasti,to je vtokový otvor 40, kanál 41, výtokový otvor 42 a přiváděči otvor 43 plynu při pohledu ve směru prodění případně minimálně zužují ve výchylce od svislic v uvedených úhlových oblastech.
Při průměru o hodnotě zhruba 2 až 2,5 mm má děrovaný kotouč 23 například tloušťku 0,3 mm, přičemž všechny funkční roviny 45. 46 a 47 jsou například silné 0,1 mm. Zejména střední funkční rovina 46 sjejich kanály 41, vytvořenými jako kavity, jsou nejčastěji u různých provedení uspořádány variabilně vzhledem k tloušťce střední funkční roviny 46, aby tak bylo možné prostřednictvím přesazení vtokových otvorů 40 a výtokových otvorů 42 vzhledem k výšce kanálu 41. to je daného poměru, ovlivňovat proudění. Údaje o velikostech rozměrů vzhledem k rozměrů děrovaného kotouče 23 slouží jen pro lepší porozumění a v žádném případě neomezují vynález. Také relativní rozměry jednotlivých struktur děrovaných kotoučů 23 na všech výkresech nestanovují bezpodmínečně rozměry, protože tloušťky vrstev musejí být ve srovnání s jinými konstrukčními součástmi znázorněny relativně ve větším měřítku.
Na podkladě již zmíněného přesazení výtokových otvorů 42 proti nejméně jednomu vtokovému otvoru 40 se vytváří průběh proudění média, například paliva ve tvaru písmene S, takže tyto děrované kotouče 23 jsou kotouče typu S. Prostřednictvím radiálně upraveného kanálu 41 získá médium komponenty radiální rychlosti. Proudění neztrácí v krátkém axiálním výstupním průchodu zcela svoje komponenty radiální rychlosti. Spíše vystupuje s uvolněním na vtokových otvorech 40 přivrácených stěn výtokových otvorů 42 z děrovaného kotouče 23 pod úhlem vzhledem k podélné ose 2 ventilu. Kombinace více, například asymetricky navzájem nasměrovaných jednotlivých paprsků, kterých lze dosáhnout prostřednictvím odpovídajícího uspořádání a nasměrování vtokových otvorů 40, výtokových otvorů 42 a kanálů 41, umožňuje individuální komplexní tvary celkových paprsků s rozdílným rozdělením množství.
Prostřednictvím tak zvaného vinutí ve tvaru písmene S uvnitř děrovaného kotouče 23 s více silnými výchylkami proudění je proud vystaven silní, rozprašování vyžadující turbulenci. Proto je také značný rychlostní gradient ve směru napříč k proudu. Ten je také výrazem pro změnu rychlosti napříč ke směru proudění, přičemž rychlost ve středu proudění je zřetelně větší než v blízkosti stěn. Zvětšená střihová pnutí ve fluidu, vyplývající z rozdílů rychlostí, ovlivňují příznivě rozpad do jemných kapek v blízkosti výtokových otvorů 42. Protože proudění je na výstupu částečně uvolněno, nedochází vzhledem k chybějícímu obrysovému vedení k žádnému uklidnění proudění. Zvláště vysokou rychlost má fluidum na uvolněné straně, zatímco rychlost fluida ke straně výtokového otvoru 42 s dosedajícím prouděním klesá. Turbulence, která vytvářejí rozprašování, a střihová pnutí tak nejsou na výstupu zanedbány.
Prostřednictvím vinutí ve tvaru písmene S, případně uvolnění proudění na výstupu se vytváří ve fluidu vysokofrekvenční turbulence s příčnými kmity, která umožňuje rozpad paprsku, případně paprsků bezprostředně po výstupu z děrovaného kotouče 23 na odpovídající jemné kapky. Čím větší je střižné pnutí vznikající z turbulence, tím větší je také rozptylování vektorů proudění.
Na obr. 2 a obr. 3 znázorněný děrovaný kotouč 23 představuje jen jeden příklad provedení pro vytvoření otvorových geometrií v děrovaném kotouči 23 zhotovením vícenásobnou galvanizací. Je třeba výslovně poukázat na tu skutečnost, že stejně je možné vytvořit neomezený počet jiných
-9CZ 292958 B6 otvorových obrysů, jako například ve tvaru trojúhelníku, čtverce, pravoúhelníku, mnohoúhelníku, kruhu, polokruhu, elipsy, zaoblené, ve tvaru srpu, ve tvaru kříže, ve tvaru tunelu, ve tvaru netopýra, ve tvaru meandru, podobné ozubenému kolu, ve tvaru kosti, ve tvaru písmene T, ve tvaru kruhových prstencových úseků, ve tvaru obrysů písmene V, které mohou být také libovolným způsobem kombinovány jako vtokové otvory 40 a výtokové otvory 42, jakož i kanály 4L Stejně tak může být libovolně pozměněno uspořádání a tvar přiváděčích otvorů 43 plynu.
Na obr. 4 je znázorněn druhý příklad provedení vstřikovacího ventilu pro zařízení pro vstřikování paliva u směs zhutňujících zvnějšku zapalovaných spalovacích motorů, a to v dílčím provedení, přičemž takový vstřikovací ventil je zvláště vhodný pro přímé vstřikování paliva do spalovacího prostoru takového spalovacího motoru. U tohoto příkladu provedení jsou v následujících obrázcích shodné nebo shodně působící části jako u příkladu provedení znázorněného na obr. 1 až obr. 3 označeny shodnými vztahovými znaky. Všechny již vysvětlené aspekty výrobní technologie stejně platí také pro děrované kotouče 23 znázorněné na obr. 5 a obr. 6, které jsou vytvořeny jako rozprašovací kotouče prostřednictvím vícenásobné galvanizace.
Na obr. 4 je znázorněn další vestavný princip děrovaného kotouče 23 podle vynálezu, u kterého je na ventilovém konci použit přídavný úložný element 50, který zasahuje do odstupňovaného podélného otvoru 3 unášeče 1 ventilového sedla. Těleso 16 ventilového sedla je vloženo do vnitřního otvoru 51 utěsněné prostřednictvím těsnícího kroužku 52 v úložném elementu 50 a je upevněno například prostřednictvím laserového svaru, zalisování, zatlačení, tvrdého letování, difuzního letování nebo magnetického přetvařování, přičemž se svou spodní čelní stranou 54 opírá na stupni 55 v úložném elementu 50. Při pohledu ve směru po proudu prochází otvor 51 až ke stupni 55 ve tvaru válce a rotačně souměrně vzhledem k podélné ose 2 ventilu s větším průměrem než ve směru po proudu od stupně 55. Spodní úsek 56 otvoru 51 slouží pro uložení děrovaného kotouče 23, který je vytvořen jako vířivý kotouč. Děrovaný kotouč 23 je vytvořen tak, že na sobě ulpívají čtyři galvanicky odloučené vrstvy, případně funkční roviny se vždy od sebe navzájem odlišným obrysem otvoru, přičemž nejméně jedna zobou vrstev středních funkčních rovin 46, 46' určuje vnější spojovací obrys děrovaného kotouče 23, čímž tento dosedá lícované přesně do otvoru 51 úložného elementu 50. Úložný element 50 a unášeč 1 ventilového sedla jsou navzájem pevně spojeny například prostřednictvím obvodového svarového švu 57. Těleso 16 ventilového sedla přejímá svým vodicím otvorem 15 také funkci ventilové jehly 5.
Ve směru po proudu od děrovaného kotouče 23 je v otvoru 51 uspořádán ještě jeden válcový kotoučový podpěrný element 58, na který dosedá děrovaný kotouč 23 svou spodní funkční rovinou 45. Na straně protilehlé k podpěrnému elementu 58 je v úrovni homí funkční roviny 47 uložen na děrovaném kotouči 23 prstencový těsnicí element 61. který je při vložení podpěrného elementu 58 zatlačován zdola proti osazení 63 otvoru 5L S výhodou je těsnicí element 61 vytvořen z měkkého kovu, jako z hliníku nebo z mědi. Jinak je však také možné vytvořit těsnicí element 61 z plastické hmoty nebo z pryže. Se spodní člení stranou 59 úložného elementu 50 je lícované spojen podpěrný element 58. přičemž toto upevnění je provedeno prostřednictvím svarového švu 60 v oblasti čelní strany 59. Centrální vypouštěcí otvor 62 v podpěrném elementu 58 je proveden například tak, že se ve směru po proudu kuželovité rozšiřuje, aby nenarušoval rozšiřování paprsku. Děrovaný kotouč 23 lze jednoduchým způsobem vložit zdola do úložného elementu 50.
V úložném elementu 59 je upraven nejméně jeden průtokový kanál 37 pro plyn, který například prochází od vnějšího obvodu úložného elementu 50 až k otvoru 51. Za průtokovým kanálem 37 vstupuje proud plynu do prstencového prostoru 39. který je vytvořen v otvoru 51 a který je omezen děrovaným kotoučem 23, podpěrným elementem 58 a vnitřní stěnou úložného elementu 50. V tomto prstencovém prostoru 39 se rozděluje proud plynu do značné míry rovnoměrně po jeho obvodu.
Děrovaný kotouč 23 je ve své spodní vrstvě, případně ve spodní funkční rovině 45 opatřen prostředky, tedy přiváděcím otvorem 43 plynu, pro přívod plynu ve směru jeho geometrie
-10CZ 292958 B6 výstřiku, ve které plyn vstupuje z průtokového kanálu 37 do prstencového prostoru 39 a protéká skrz něj do značné míry kolmo k podélné ose 2 ventilu.
Na obr. 5 je znázorněn výhodný příklad provedení rozprašovacího, případně děrovaného kotouče 23 s vířivým ovlivňováním protékajícího paliva při pohledu zdola. Děrovaný kotouč 23 je proveden jako plochá, kruhová konstrukční součást, která má více, například čtyři, axiálně za sebou upravené funkční roviny. Zejména obr. 6, na kterém je znázorněn řez rovinou podél čáry VI-VI z obr. 5, zdůrazňuje konstrukci děrovaného kotouče 23 s jeho čtyřmi funkčními rovinami, přičemž nejprve vytvořená, spodní funkční rovina 45, která odpovídá nejprve odloučené vrstvě, má menší vnější průměr než obě později vytvořené střední funkční roviny 46' a 46. Homí funkční rovina 47 má například opět takový vnější průměr, který odpovídá spodní funkční rovině 45.
Homí funkční rovina 47 má opět více vtokových otvorů 40'. Ve směru po proudu upravené střední funkční rovině 46' a ve spodní funkční rovině 45 je upraven například kruhový výtokový otvor 42, do kterého vyúsťují například tři přiváděči otvory 43 plynu, které jsou vytvořeny ve tvaru drážek a které jsou proti sobě navzájem přesazeny o 120°. Výtokový otvor 42 může být mezi střední funkční rovinou 46' a mezi spodní funkční rovinou 45 také odstupňován, přičemž je výhodné zvolit průměr výtokového otvoru 42 ve spodní funkční rovině 45 větší než průměr ve střední funkční rovině 461. V tomto případě se vytváří mezi paprskem paliva a mezi stěnou výtokového otvoru 42 ve spodní funkční rovině 45 prstencový dutý prostor pro rovnoměrné rozdělení proudu plynu po obvodu paprsku.
Cíleným rozdělením přiváděčích otvorů 43 plynu po kotoučovém obvodu může být při přívodu plynu průřez paprsku odstřikovaného paliva cíleně deformován. U uspořádání, které je znázorněno na obr. 5, a které má tři přiváděči otvory 43 plynu může být dutý kuželový paprsek přívodu plynu deformován do paprsku s trojúhelníkovým průřezem. Pro jiné požadované tvary paprsku lze příslušně měnit počet přiváděčích otvorů 43 plynu a rozdělení přiváděčích otvorů 43 plynu po kotoučovém obvodu. V zamontovaném stavu děrovaného kotouče 23 jsou přiváděči otvoiy 43 plynu podpěrným elementem 58 zdola překryty, čímž se vytvoří přívodní kanály plynu.
Pro zabezpečení proudění fluida od oblastí vtokových otvorů 40' až k výtokovému otvoru 42 jsou v proti proudu uspořádané střední funkční rovině 46 vytvořeny vířivé kanály 64, které vyúsťují například tangenciálně do centrální vířivé komory 65 nad výtokovým otvorem 42. Protože přiváděči otvory 43 plynu nevyúsťují do výtokových otvorů 42 radiálně, ale tangenciálně, lze vytvořit přídavné víření také v plynu. Toto víření může být ve stejném směru nebo protilehlé vzhledem k víření paliva. Při protisměrném víření jsou relativní rychlosti mezi rotujícím proudem plynu a mezi rotující povrchovou plochou paprsků největší. Tím se zvláště podpoří rozdělování paprsku paliva do malých kapek.
Přiváděči otvory 43 plynu, případně v zamontovaném stavu děrovaného kotouče 23 se vytvářející přírodní kanály plynu mají úzké příčné průřezy, které slouží pro dávkování plynu. Mimoto tento úzký příčný řez vede ke zrychlení plynu, takže plyn na vystřikované palivo dopadá v oblasti výtokových otvorů 42 s vysokou rychlostí a pohlcuje jej a rozprašuje při vytváření do nejjemnějších kapek. Dopadající impulz a promíchávání plynu s palivem vedou k velmi dobrému rozprašování paliva. Tím se dosáhne vytvoření do značné míry homogenní směsi paliva s plynem.
Popsané děrované kotouče 23, případně rozprašovací kotouče nejsou určeny výlučně pro použití u vstřikovacích ventilů. Mohou být také velmi dobře nasazeny například u lakovacích trysek, u inhalátorů, u tiskacích zapisovačů s inkoustovou tryskou nebo u způsobu mrazicího sušení, pro odstřikování, případně vstřikování kapalin, jako například nápojů, a pro rozprašování léčiv. Pro vytváření jemných sprejů, například s velkými úhly, se hodí prostřednictvím vícenásobné galvanizace vyrobené a jako kotouče typu S nebo jako kotouče s vířivým rozprašováním s přívodem plynu vytvořené děrované kotouče 23 zcela obecně.

Claims (20)

1. Děrovaný kotouč, zejména rozprašovací kotouč pro vstřikovací ventily, vytvořený z alespoň jednoho kovového materiálu a opatřený úplným průchodem pro tekutinu, s alespoň jedním vtokovým otvorem (40, 40') a s alespoň jedním výtokovým otvorem (42), přičemž každý vtokový otvor (40,40') je upraven v homí funkční rovině (47) děrovaného kotouče (23) a každý výtokový
10 otvor (42) je upraven ve spodní funkční rovině (45) děrovaného kotouče (23), přičemž funkční roviny (45, 46, 46', 47) děrovaného kotouče (23) jsou na sobě vytvořeny prostřednictvím galvanického vylučování kovu, vyznačující se tím, že obsahuje ve spodní funkční rovině (45) přiváděči otvory (43) plynu, zasahující ve tvaru štěrbin z vnějšího obvodu děrovaného kotouče (23) až do úplného průchodu ve vnitřku děrovaného kotouče (23).
2. Děrovaný kotouč podle nároku 1, vyznačující se tím, že výtokové otvory (42) jsou částí přiváděčích otvorů (43) plynu, odvrácenou od vnějšího obvodu děrovaného kotouče (23).
20
3. Děrovaný kotouč podle nároku 2, vyznačující se tím, že počet výtokových otvorů (42) odpovídá přesně počtu přiváděčích otvorů (43) plynu.
4. Děrovaný kotouč podle nároku 1, vyznačující se tím, že přiváděči otvory (43) plynu probíhající radiálně k centrálně uspořádanému výtokovému otvoru (42).
5. Děrovaný kotouč podle nároku 1, vyznačující se tím, že přiváděči otvory (43) plynu vyúsťují tangenciálně do centrálně uspořádaného výtokového otvoru (42).
6. Děrovaný kotouč podle jednoho z předcházejících nároků, vy z n ač uj í c í se tím, že 30 má tři funkční roviny (45, 46, 47), přičemž ve střední funkční rovině (46) je upraven kanál (41), s nímž je spojen alespoň jeden vtokový otvor (40) a alespoň jeden výtokový otvor (42).
7. Děrovaný kotouč podle jednoho z nároků laž 5, vyznačující se tím, že má čtyři funkční roviny (45, 46, 46', 47), přičemž v alespoň jedné střední funkční rovině (46, 46') jsou
35 upraveny vířivé kanály (64), které vyúsťují do centrální vířivé komory (65) kotouče (23).
8. Děrovaný kotouč podle jednoho z předcházejících nároků, vy zn ač uj í c í se tím, že vtokové otvory (40, 40') mají svůj průmět do roviny kotouče (23) vytvořen úplně přesazené vůči průmětu výtokových otvorů (42) do této roviny.
9. Děrovaný kotouč podle nároku 6, vyznačující se t í m , že kanál (41) je větší než vtokové otvory (40) a výtokové otvory (42), přičemž při průmětu otvorů (40,42) a kanálu (41) do roviny kotouče (23) leží vtokové otvory (40) a výtokové otvory (42) uvnitř kanálu (41).
45
10. Děrovaný kotouč podle jednoho z předcházej ících nároků, vyznačující se tím, že homí funkční rovina (47) je upravena v oblasti (33) děrovaného kotouče (23), která má menší vnější průměr než základní oblast (32) obsahující spodní funkční rovinu (45).
11. Děrovaný kotouč podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že alespoň jedna 50 střední funkční rovina (46, 46') má větší vnější průměr než spodní funkční rovina (45) a homí funkční rovina (47).
12. Vstřikovací ventil s podélnou osou (2) ventilu, s ventilovým uzavíracím tělesem (7), spolupracujícím s plochou (29) ventilového sedla, a s rozprašovacím děrovaným kotoučem
55 z alespoň jednoho kovového materiálu, uspořádaným za plochou (29) ventilového sedla,
-12CZ 292958 B6 vyznačující se tím, že děrovaným kotoučem je děrovaný kotouč (23) podle nároků 1 až 11, a že na plochu (29) ventilového sedla ve směru proudění navazuje výstupní otvor (31), do něhož zasahuje oblast (33) děrovaného kotouče (23), zatímco základní oblast (32) děrovaného kotouče (23) dosedá na spodní čelní stranu (17) tělesa (16) ventilového sedla.
13. Vstřikovací ventil podle nároku 12, vyznačující se tím, že výstupní otvor (31) je proveden odstupňovaně.
14. Vstřikovací ventil podle nároku 12, vyznačující se tím, že děrovaný kotouč (23) je upevnitelný na tělese (16) ventilového sedla prostřednictvím držáku (21).
15. Vstřikovací ventil podle nároku 14, vyznačující se tím, že držák (21) je vytvořen ve tvaru hrnce, přičemž obsahuje dnovou část (24) s průchozím otvorem (20) a kolmo k ní uspořádaný přidržovací okraj (26).
16. Vstřikovací ventil podle nároku 12, vyznačující se tím, že těleso (16) ventilového sedla má na svém vnějším obvodu alespoň jedno zahloubení (36), které je pro vytvoření alespoň jednoho průtokového kanálu (37) pro průtok plynu ohraničeno unášečem (1) ventilového sedla.
17. Vstřikovací ventil podle nároku 16, vyznačující se tím, že zahloubení (36) na tělese (16) ventilového sedlaje tvořeno rovinným obrusem.
18. Vstřikovací ventil podle nároku 12, vyznačující se tím, že plocha (29) ventilového sedlaje vytvořena v tělese (16) ventilového sedla, přičemž jak těleso (16) ventilového sedla, tak i děrovaný kotouč (23), jsou umístěny v úložném elementu (50).
19. Vstřikovací ventil podle nároku 18, vyznačující se tím, že děrovaný kotouč (23) dosedá svojí spodní funkční rovinou (45) na podpěrný element (58), pevně spojený s úložným elementem (50).
20. Vstřikovací ventil podle nároku 18 nebo 19, vyznačující se tím, že v úložném elementu (50) je upraven alespoň jeden průtokový kanál (37) pro průtok plynu.
CZ19991677A 1997-09-16 1998-09-10 Děrovaný kotouč, zejména rozprašovací kotouč pro vstřikovací ventily, a vstřikovací ventil CZ292958B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19740882 1997-09-16
DE19831845A DE19831845A1 (de) 1997-09-16 1998-07-16 Lochscheibe bzw. Zerstäuberscheibe und Einspritzventil mit einer Lochscheibe bzw. Zerstäuberscheibe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ167799A3 CZ167799A3 (cs) 2000-02-16
CZ292958B6 true CZ292958B6 (cs) 2004-01-14

Family

ID=26040044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19991677A CZ292958B6 (cs) 1997-09-16 1998-09-10 Děrovaný kotouč, zejména rozprašovací kotouč pro vstřikovací ventily, a vstřikovací ventil

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6230992B1 (cs)
EP (1) EP0939858B1 (cs)
JP (1) JP2001505279A (cs)
CZ (1) CZ292958B6 (cs)
WO (1) WO1999014487A1 (cs)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19815775A1 (de) * 1998-04-08 1999-10-14 Bosch Gmbh Robert Drallscheibe und Brennstoffeinspritzventil mit Drallscheibe
DE19947780A1 (de) * 1999-10-02 2001-04-12 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Einstellen der Strömungsmenge an einem Brennstoffeinspritzventil
DE10041440A1 (de) * 2000-08-23 2002-03-07 Bosch Gmbh Robert Drallscheibe und Brennstoffeinspritzventil mit Drallscheibe
US6513724B1 (en) * 2001-06-13 2003-02-04 Siemens Automotive Corporation Method and apparatus for defining a spray pattern from a fuel injector
DE10222895A1 (de) * 2002-05-23 2003-12-11 Bosch Gmbh Robert Hochdruckspeicher für Kraftstoffeinspritzsysteme mit integriertem Druckregelventil
JP4324881B2 (ja) * 2004-10-26 2009-09-02 株式会社デンソー 燃料噴射弁
US7198207B2 (en) * 2004-11-05 2007-04-03 Visteon Global Technologies, Inc. Low pressure fuel injector nozzle
TW200807520A (en) * 2006-03-24 2008-02-01 Applied Materials Inc Methods and apparatus for cleaning a substrate
DE102010029298A1 (de) * 2010-05-26 2011-12-01 Robert Bosch Gmbh Ventilanordnung zur Dosierung eines fluiden Mediums in einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine
DK2405127T3 (da) * 2010-07-07 2013-04-22 Waertsilae Switzerland Ltd Brændstofindsprøjtningsindretning til motorer med indvendig forbrænding
EP3437872B1 (en) 2010-12-28 2020-12-09 Stamford Devices Limited Photodefined aperture plate and method for producing the same
EP2859137B1 (en) 2012-06-11 2018-12-05 Stamford Devices Limited A method of producing an aperture plate for a nebulizer
US10047713B2 (en) * 2013-11-11 2018-08-14 Enplas Corporation Attachment structure of fuel injection device nozzle plate
WO2015177311A1 (en) 2014-05-23 2015-11-26 Stamford Devices Limited A method for producing an aperture plate
DE102018203065A1 (de) * 2018-03-01 2019-09-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Injektors

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4907748A (en) 1988-08-12 1990-03-13 Ford Motor Company Fuel injector with silicon nozzle
US4828184A (en) 1988-08-12 1989-05-09 Ford Motor Company Silicon micromachined compound nozzle
DE4112150C2 (de) 1990-09-21 1998-11-19 Bosch Gmbh Robert Lochkörper und Ventil mit Lochkörper
US5148788A (en) * 1991-06-19 1992-09-22 Hitachi America, Ltd. Air-assist fuel injection system
DE4331851A1 (de) 1993-09-20 1995-03-23 Bosch Gmbh Robert Lochkörper und Ventil mit Lochkörper
DE4333519A1 (de) 1993-10-01 1995-04-06 Bosch Gmbh Robert Lochkörper
US5437413A (en) 1994-03-24 1995-08-01 Siemens Automotive L.P. Multiple disk air assist atomizer for fuel injection
WO1996030644A1 (de) * 1995-03-29 1996-10-03 Robert Bosch Gmbh Lochscheibe, inbesondere für einspritzventile und verfahren zur herstellung einer lochscheibe
WO1996030645A1 (de) * 1995-03-29 1996-10-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur herstellung einer lochscheibe
DE19607288A1 (de) 1995-03-29 1996-10-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung einer Lochscheibe
WO1996030643A1 (de) * 1995-03-29 1996-10-03 Robert Bosch Gmbh Lochscheibe, insbesondere für einspritzventile
DE19527846A1 (de) * 1995-07-29 1997-01-30 Bosch Gmbh Robert Ventil, insbesondere Brennstoffeinspritzventil
DE19654322C2 (de) * 1996-12-24 1999-12-23 Bosch Gmbh Robert Elektromagnetisch betätigbares Ventil

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999014487A1 (de) 1999-03-25
EP0939858B1 (de) 2004-04-28
EP0939858A1 (de) 1999-09-08
CZ167799A3 (cs) 2000-02-16
JP2001505279A (ja) 2001-04-17
US6230992B1 (en) 2001-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100623891B1 (ko) 연료분사밸브
US5899390A (en) Orifice plate, in particular for injection valves
US6161782A (en) Atomizing disc and fuel injection valve having an atomizing disc
US5785254A (en) Fuel injection valve
KR100342093B1 (ko) 연료인젝터내의 와류발생기
CZ292958B6 (cs) Děrovaný kotouč, zejména rozprašovací kotouč pro vstřikovací ventily, a vstřikovací ventil
JP3579426B2 (ja) 孔付き円板を製造するための方法
US6796516B2 (en) Fuel injection valve
RU2180407C2 (ru) Распылительная шайба и клапан с такой шайбой
US5707012A (en) Atomizing sieve and fuel injection valve having an atomizing sieve
US6695229B1 (en) Swirl disk and fuel injection valve with swirl disk
JPH0914090A (ja) 流体噴射ノズル
EP1392968B1 (en) Spray pattern control with non-angled orifices in fuel injection metering disc
JPH08100745A (ja) 燃料噴射装置
JP2002503314A (ja) 燃料噴射弁
US5540387A (en) Device for injecting a fuel/gas mixture
JP3737116B2 (ja) 弁、殊に燃料噴射弁
JP2002503312A (ja) 燃料噴射弁
US6405935B2 (en) Fuel injection valve and a method for installing a fuel injection valve
EP1201917B1 (en) Fuel injection valve and fuel injection system
US6170764B1 (en) Fuel injection valve
JPH08177689A (ja) 内燃機関の燃料供給装置
JPH07246352A (ja) 流体噴射ノズルおよびその製造方法
DE19831845A1 (de) Lochscheibe bzw. Zerstäuberscheibe und Einspritzventil mit einer Lochscheibe bzw. Zerstäuberscheibe
JPH01178763A (ja) 電磁式燃料噴射弁

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20050910