CZ293800B6

CZ293800B6 - Vstřikovací ventil paliva

Info

Publication number: CZ293800B6
Application number: CZ20002626A
Authority: CZ
Inventors: Eichendorfáandreas; Sebastianáthomas
Original assignee: Robertáboschágmbh
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2004-08-18
Also published as: EP1047870B1; DE59905997D1; CZ20002626A3; JP2002530567A; DE19853091A1; KR20010034147A; WO2000029739A1; US6435429B1; EP1047870A1

Abstract

Vstřikovací ventil }�B je proveden s uzavíracím tělesem ventiluŹ které spolupracuje s plochou sedla ventilu vytvořenou na nosiči }@B sedla ventilu pro utěsnění sedla ventiluŹ s alespoň jedním prstencovým tělesem }@@BŹ které je součástí tělesa }��B ventiluŹ a se stavěcí podložkou }�ÚB zdvihu ventilu definující odstup mezi prstencovým tělesem }@@B a nosičem }@B sedla ventilu@ Stavěcí podložka }�ÚB zdvihu ventilu obvodově obklopuje vnější stranu výstupního konce }@@B prstencového tělesa }@@Bŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva, zejména vstřikovacího ventilu vysokotlakých vstřikovacích zařízení paliva spalovacích motorů, s uzavíracím tělesem ventilu, které spolupracuje s plochou sedla ventilu vytvořenou na nosiči sedla ventilu pro utěsnění sedla ventilu, s alespoň jedním tělesem, které je součástí tělesa ventilu, a se stavěči podložkou zdvihu ventilu definující odstup mezi tělesem a nosičem sedla ventilu.

Dosavadní stav techniky

Vstřikovací ventil paliva tohoto druhu je znám ze spisu DE 196 26 576 Al. Tento vstřikovací ventil paliva má uzavírací těleso ventilu, které spolupracuje s plochou sedla ventilu vytvořenou na nosiči sedla ventilu pro utěsnění sedla ventilu. Uzavírací těleso ventilu je elektromagneticky ovládáno magnetickou cívkou prostřednictvím jehly ventilu, nacházející se uvnitř nosiče sedla ventilu, a kotvy, spojené s jehlou ventilu na konci protilehlém k uzavíracímu tělesu ventilu. Nosič sedla ventilu je uložen v tělese a prostřednictvím kroužku se závitem, zašroubovaného v tomto tělese, je předepjat proti stavěči podložce zdvihu ventilu, která je vložena mezi těleso a nosič sedla ventilu. Stavěči podložka zdvihu ventilu se proto nachází uvnitř zmíněného tělesa. Tato stavěči podložka zdvihu ventilu slouží k nastavení zdvihu uzavíracího tělesa ventilu při elektromagnetickém ovládání vstřikovacího ventilu paliva. Změna tloušťky stavěči podložky zdvihu ventilu proto způsobí změnu axiální polohy plochy sedla ventilu. Při určité délce jehly ventilu a při určité poloze dorazové plochy pro kotvu je tímto způsobem stanoven zdvih ventilu.

Před montáží vstřikovacího ventilu paliva se změří různé rozměry jednotlivých dílů vstřikovacího ventilu paliva, které mají vliv na zdvih ventilu, a zvolí se vhodná stavěči podložka zdvihu ventilu tak, aby nezávisle na výrobních tolerancích byl zdvih ventilu nastaven ve velmi úzkém tolerančním rozsahu.

Tento známý vstřikovací ventil paliva je nevýhodný z toho hlediska, že stavěči podložka zdvihu ventilu má relativně malý průměr, a proto pro všechny případy použití není zaručena dostatečná ochrana proti náklonu nosiče sedla ventilu. Zvlášť nevýhodné je to, že stavěči podložka zdvihu ventilu se nachází uvnitř tělesa, takže vzájemné spojení tohoto tělesa, nosiče sedla ventilu a stavěči podložky zdvihu ventilu vyžaduje vložení stavěči podložky sedla ventilu do vnitřku tělesa, což je z výrobního hlediska složité. Dále existuje nebezpečí, že závit pro kroužek se závitem se znečistí.

Známý vstřikovací ventil paliva podobného provedení je znázorněn v axiálním řezu na obr. 1. Toto provedení odpovídá, pokud se týká uspořádání stavěči podložky zdvihu ventilu, provedení podle spisu DE 196 26 576 Al s tím rozdílem, že nosič sedla ventiluje spojen s tělesem ventilu nikoli kroužkem se závitem, nýbrž lemovým spojem.

Pro lepší pochopení vynálezu je na obr. 1 znázorněno známé provedení vstřikovacího ventilu paliva, takže pozdější popis příkladného provedení vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu je omezen na zvláštnosti řešení podle vynálezu. Vstřikovací ventil paliva, znázorněný na obr. 1, slouží ke vstřikování paliva, zejména u zážehového spalovacího motoru se stlačováním palivové směsi. Dále uváděné výrazy „vstupní“ a „výstupní“ se týkají směru pohybu paliva při jeho průchodu vstřikovacím ventilem paliva.

Vstřikovací ventil 1 paliva obsahuje uzavírací těleso 2 ventilu, které spolupracuje s plochou 4 sedla ventilu vytvořenou na nosiči 3 sedla ventilu pro utěsnění sedla ventilu. Uzavírací těleso 2 ventiluje spojeno s kotvou 6 prostřednictvím jehly 5 ventilu. Na kotvu 6 působí prostřednictvím

-1 CZ 293800 B6 magnetické cívky 7 axiální komponenta síly tak, že uzavírací těleso 2 ventilu se od plochy 4 sedla ventilu nadzvedne a uvolní vystřikovací otvor 8. Po vypnutí elektrického budicího proudu, který budí magnetickou cívku 7, se uzavírací těleso 2 ventilu opět vrátí účinkem vratné pružiny 9 působící na kotvu 6 do své zavřené polohy. Předpětí vratné pružiny 9 může být nastaveno pomocí stavěcího pouzdra 10 spojeného s prvním tělesem 11 prostřednictvím závitu. Palivo proudí vstupním otvorem 12 paliva a palivovým filtrem 13 do axiální podélné díry 14 prvního tělesa 11a dále axiální podélnou dírou 15 stavěcího pouzdra 10, jakož i podélnou dírou 16 kotvy 6 a podélnou dírou 17 stavěči podložky 18 zdvihu ventilu, která bude podrobněji popsána dále, do podélné díry 19 nosiče 3 sedla ventilu až dospěje k místu utěsnění mezi uzavíracím tělesem 2 ventilu a plochou 4 sedla ventilu.

První těleso lije obklopeno plastovým tělesem 20, vyrobeným vstřikováním plastu do formy, na němž je rovněž nastříknuta připojovací zástrčka 21 pro elektrické připojení spojovacího kabelu s magnetickou cívkou 7.

Vstřikovací ventil 1 paliva dále obsahuje druhé, prstencové těleso 22, které je spojeno s prvním tělesem 11 prvním lemovým spojem 23. Prstencové těleso 22 je opatřeno podélnou dírou 24, do které axiálně zasahuje nosič 3 sedla ventilu, který je vůči prstencovému tělesu 22 utěsněn pomocí těsnění 25. Nosič 3 sedla ventilu a prstencové těleso 22 jsou navzájem spojeny druhým lemovým spojem 30.

Mezi výstupní čelní plochou 26 prstencového tělesa 22 a vstupní čelní plochou 27 nosiče 3 tělesa ventilu se nachází již výše popsaná stavěči podložka 18 zdvihu ventilu.

Stavěči podložka 18 zdvihu ventilu slouží ke stanovení zdvihu ventilu, to znamená zdvihu uzavíracího tělesa 2 ventilu od plochy 4 sedla ventilu v ovládaném stavu vstřikovacího ventilu 1 paliva. Zdvih ventilu je přitom stanoven nepatrnou mezerou mezi vstupní čelní plochou 28 kotvy 6 a výstupní čelní plochou 29 prvního tělesa 11, která na obr. 1 není patrná. Tato mezera je dána délkou jehly 5 ventilu a kotvy 6, měřeno od vstupní čelní plochy 28 kotvy 6 až k dosedací ploše uzavíracího tělesa 2 ventilu na ploše 4 sedla ventilu nosiče 3 sedla ventilu, a axiální polohou nosiče 3 sedla ventilu. Zdvih ventiluje proto závislý na výrobních tolerancích velkého počtu součástí, zejména na výrobní toleranci uzavíracího tělesa 2 ventilu, jehly 5 ventilu, kotvy 6, nosiče 3 sedla ventilu a obou těles 11, 22. Protože součet těchto výrobních tolerancí je podstatně větší než požadovaná tolerance zdvihu ventilu, provádí se obvykle měření výše uvedených součástí, které mají rozhodující vliv na zdvihu ventilu, a jim se přiřadí vhodná stavěči podložka zdvihu ventilu. Přitom se tloušťka stavěči podložky zdvihu ventilu zvolí tak, aby se celkově nastavil požadovaný zdvih ventilu v úzkém tolerančním rozsahu.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vstřikovací ventil paliva, zejména vstřikovací ventil vysokotlakých vstřikovacích zařízení paliva spalovacích motorů, s uzavíracím tělesem ventilu, které spolupracuje s plochou sedla ventilu vytvořenou na nosiči sedla ventilu pro utěsnění sedla ventilu, s alespoň jedním prstencovým tělesem, které je součástí tělesa ventilu, a se stavěči podložkou zdvihu ventilu definující odstup mezi prstencovým tělesem a nosičem sedla ventilu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že stavěči podložka zdvihu ventilu obvodově obklopuje vnější stranu výstupního konce prstencového tělesa.

Vstřikovací ventil paliva podle vynálezu má oproti známým provedením tu výhodu, že stavěči podložka zdvihu ventilu vzhledem ke svému uspořádání obvodově na vnější straně prstencového tělesa může být instalována jednoduše a levně. Současně vznikne výhoda v tom, že nosič sedla ventiluje vůči prstencovému tělesu stavěči podložkou zdvihu ventilu v důsledku jejího relativně velkého průměru lépe zajištěn vůči náklonu.

-2CZ 293800 B6

Dále je výhodné, že montáž stavěči podložky zdvihu ventilu není náchylná na zanesení nečistot, a tím, že odpadl kroužek se závitem, který byl použit u známých řešení, došlo ke snížení počtu jednotlivých dílů.

Podle výhodného provedení vynálezu je stavěči podložka zdvihu ventilu další součástí tělesa ventilu.

Prstencové těleso je s výhodou opatřeno obvodovým osazením, v němž je uložena stavěči podložka zdvihu ventilu, která dosedá svojí vstupní čelní plochou na čelní plochu osazení prstencového tělesa a svojí výstupní čelní plochou dosedá na čelní plochu nosiče sedla ventilu.

Čelní plocha nosiče sedla ventilu je s výhodou vytvořena na obvodovém výstupku nosiče sedla ventilu.

Stavěči podložka zdvihu ventilu je s výhodou na straně vstupní čelní plochy svařena prostřednictvím prvního obvodového svarového švu s prstencovým tělesem a na straně výstupní čelní plochy prostřednictvím druhého obvodového svarového švu s nosičem sedla ventilu.

Prstencové těleso, stavěči podložka zdvihu ventilu a nosič sedla ventilu jsou s výhodou pro eliminaci napětí vzniklého po smrštění obvodových svarových švů vůči sobě předepnuty. Přitom stavěči podložka zdvihu ventilu má za úkol nejen pevně stanovit axiální polohu nosiče sedla ventilu vůči tělesu, a tím i zdvih ventilu, nýbrž současně přebírá funkci spojovacího elementu mezi prstencovým tělesem a nosičem sedla ventilu. Svarovými švy se s výhodou dosáhne upnutí smrštěním po provedení svařování, které vůči sobě navzájem předepíná prstencové těleso, stavěči podložku zdvihu ventilu a těleso sedla ventilu. Tím je dosaženo zvlášť vysoké pevnosti.

S výhodou je vstupní konec nosiče sedla ventilu uložen v díře prstencového tělesa ze strany jeho výstupního konce. Přitom vstupní konec nosiče sedla ventilu a výstupní konec tělesa jsou s výhodou vůči sobě utěsněny prostřednictvím těsnění. Tím se dosáhne té výhody, že tlak paliva nacházejícího se ve vstřikovacím ventilu paliva nepronikne až ke stavěči podložce zdvihu ventilu a ke svarovým švům, takže tlakem paliva nedojde k žádnému zatížení svarových švů. Spojení mezi tělesem ventilu a nosičem sedla ventilu, jakož i stavěči podložkou zdvihu ventilu, jsou prakticky nezávislá na tlaku paliva.

Přitom je výhodné, že svarové švy mohou být provedeny jednoduchým způsobem svařovacími nástroji pracujícími na vnější radiální straně.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na zjednodušeném příkladném provedení podle přiloženého obr. 2, na němž je znázorněn axiální řez částí vstřikovacího ventilu paliva podle vynálezu v oblasti stavěči podložky zdvihu ventilu.

Příklady provedení vynálezu

Vynález se týká zlepšení uspořádání a vytvoření stavěči podložky 18 zdvihu vstřikovacího ventilu 1 paliva.

Na obr. 2 je v axiálním řezu znázorněno příkladné provedení části vstřikovacího ventilu 1 paliva podle vynálezu. Znázorněny jsou pouze ty elementy, které jsou z hlediska vynálezu podstatné. Aby se usnadnilo pochopení, jsou elementy, popsané již podle obr. 1, opatřeny stejnými vztahovými značkami.

-3CZ 293800 B6

Na obr. 2 jsou znázorněny první těleso 11. druhé, prstencové těleso 22. nosič 3 sedla ventilu, jehla 5 ventilu, nacházející se v axiální podélné díře 19 nosiče 3 sedla ventilu, kotva 6, spojená s jehlou 5 ventilu, vratná pružina 9, dosedající na jehlu 5 ventilu přes přírubu 40, a magnetická cívka 7. Zdvih ventilu 1 je stanoven mezerou 41 mezi vstupní čelní plochou 28 kotvy 6 a výstupní čelní plochou 42 trubkové části 43 prstencového tělesa 22. Trubková část 43 je. prostřednictvím tenkého spojovacího můstku 45 spojena s radiálně směrem ven vyčnívající částí 44 prstencového tělesa 22. Tento spojovací můstek 45 je proveden co nejtenčí, aby hlavní část magnetického toku procházela kotvou 6, a aby se zabránilo vzniku magnetického krátkého spojení v tomto spojovacím můstku 45. Kotva 6 je opatřena otvory 46 pro průchod paliva.

Podle vynálezu obklopuje stavěči podložka 18 zdvihu ventilu obvodově na vnější straně výstupní konec 47 prstencového tělesa 22. Stavěči podložka 18 zdvihu ventilu je s výhodou vytvořena ve tvaru prstence. Stavěči podložka 18 zdvihu ventilu je přitom součástí tělesa ventilu 1 může být vložena do obvodového osazení 48 prstencového tělesa 22. Stavěči podložka 18 zdvihu ventilu dosedá ve smontovaném stavu svou vstupní čelní plochou 49 těsně na protilehlou příslušnou čelní plochu 50 prstencového tělesa 22. Výstupní čelní plocha 51 stavěči podložky 18 zdvihu ventilu těsně dosedá ve smontovaném stavu na protilehlou příslušnou čelní plochu 52 nosiče 3 sedla ventilu. Přitom je čelní plocha 52 protilehlá k výstupní čelní ploše 51 stavěči podložky 18 zdvihu ventilu u příkladného provedení, znázorněného na obr. 2, vytvořena na obvodovém výstupku 53 nosiče 3 sedla ventilu. Mezi stavěči podložkou 18 zdvihu ventilu a výstupním koncem 47 prstencového tělesa 22 je s výhodou upravena radiální mezera 54 na vyrovnání tolerancí.

Vstupní konec 55 nosiče 3 sedla ventilu může být vložen do úložné díry 56 výstupního konce 47 prstencového tělesa 22, takže výstupní konec 47 prstencového tělesa 22, obklopený stavěči podložkou 18 zdvihu ventilu, obklopuje vstupní konec 55 nosiče 3 sedla ventilu. Přitom je vstupní konec 55 nosiče 3 sedla ventilu prostřednictvím obvodového těsnění 25 utěsněn vůči výstupnímu konci 47 prstencového tělesa 22. Obvodové těsnění 25 je s výhodou vytvořeno jako O-kroužek a je vloženo do radiální drážky 57 vstupního konce 55 nosiče 3 sedla ventilu.

Stavěči podložka 18 zdvihu ventilu je prostřednictvím prvního obvodového svarového švu 58 přivařena na své vstupní čelní ploše 49 k prstencovému tělesu 22 a prostřednictvím druhého obvodového svarového švu 59 na své výstupní čelní ploše 51 k nosiči 3 sedla ventilu. Obvodové svarové švy 58 a 59 mohou být z výrobního hlediska provedeny bez obtíží svařovacím nástrojem pracujícím radiálně zvenku. Obvodové svarové švy 58 a 59 se přitom nerozkládají po celé čelní ploše 49, 50, 51, 52. Tímto omezením hloubky obvodových svarových švů 58 a 59 zůstane část jednak rovinných čelních ploch 49 a 50 a jednak rovinných čelních ploch 51 a 52 zachována, takže stavěči podložkou 18 zdvihu ventilu se dosáhne přesného ustavení nosiče 3 sedla ventilu ve středové ose 60 vstřikovacího ventilu 1 paliva. Řešení podle vynálezu účelně využívá napětí vzniklé smrštěním obvodových svarových švů 58 a 59 po jejich vychladnutí. Toto napětí způsobí předpětí prstencového tělesa 22, stavěči podložky 18 zdvihu ventilu a nosiče 3 sedla ventilu vůči sobě navzájem, takže vznikne svarový šev beze spáry a dosáhne se vyšší pevnosti.

Podstatnou výhodou stavěči podložky 18 zdvihu ventilu podle vynálezu, uspořádané vůči prstencovému tělesu 22 obvodově na jeho vnější straně, oproti stavěči podložce 18 zdvihu ventilu podle obr. 1, uspořádané uvnitř prstencového tělesa 22. je zvětšený průměr této stavěči podložky 18 zdvihu ventilu podle vynálezu, Čímž se dosáhne větší přesnosti správného ustavení nosiče 3 sedla ventilu vůči středové ose 60 vstřikovacího ventilu 1 paliva, a tudíž i menšího tolerančního rozsahu pro možný náklon nosiče 3 sedla ventilu. Další výhoda spočívá v tom, že při sestavování vstřikovacího ventilu 1 paliva může být stavěči podložka 18 zdvihu ventilu bez potíží vložena do obvodového osazení 48 prstencového tělesa 22, takže se dosáhne takového provedení vstřikovacího ventilu 1 paliva, které je nanejvýš vhodné k sestavení. U známého vstřikovacího ventilu 1 paliva, znázorněného na obr. 1, musí být naproti tomu stavěči podložka 18 zdvihu ventilu vložena do axiální podélné díry 24 prstencového tělesa 22. což je zejména při automatické výrobě proveditelné obtížněji. Uspořádání stavěči podložky 18 zdvihu ventilu podle vynálezu je také výhodné v tom, že při montáži nedochází k jejímu znečištění.

-4CZ 293800 B6

Těsnění 25 zajišťuje, že palivo proudící uvnitř vstřikovacího ventilu 1 paliva k sedlu ventilu nepronikne až k obvodovým svarovým švům 58 a 59. Obvodové svarové švy 58 a 59 proto nejsou zatíženy tlakem paliva. Tato skutečnost je důležitá zejména u vysokotlakých vstřikovacích ventilů, u nichž má tlak paliva hodnotu až 15 MPa, a přesto musí být dosaženo úzkých tolerancí zdvihu ventilu 1, například o hodnotě 0,2 %. Obvodové svarové švy 58 a 59 nemusí zaručovat žádnou těsnost, nýbrž slouží pouze k zachycování axiálních sil mezi prstencovým tělesem 22 a stavěči podložkou 18 zdvihu ventilu na jedné straně a mezi stavěči podložkou 18 zdvihu ventilu a nosičem 3 sedla ventilu na druhé straně. Proto mohou být upínací síly v průběhu svařování malé. Svařením stavěči podložky 18 zdvihu ventilu s prstencovým tělesem 22 a s nosičem 3 sedla ventilu podle vynálezu odpadne kroužek se závitem, který obsahuje známé řešení podle spisu DE 196 26 576 Al. Tato úspora jedné součásti snižuje výrobní náklady.

Spojení mezi prvním tělesem 11 a prstencovým tělesem 22 může být provedeno dalším svarovým švem 61, který může být umístěn rovněž na vnější straně.

Podle vynálezu jsou ve stavěči podložce 18 zdvihu ventilu sdruženy tři funkce: stavěči podložka 18 zdvihu ventilu definuje zdvih ventilu, tvoří integrální součást tělesa ventilu a zprostředkuje spojení mezi prstencovým tělesem 22 a nosičem 3 sedla ventilu.

Vynález není omezen na znázorněné příkladné provedení. Uspořádání stavěči podložky 18 zdvihu ventilu podle vynálezu může být stejným způsobem použito i u vstřikovacích ventilů 1 paliva otevírajících se směrem ven.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vstřikovací ventil (1) paliva, zejména vstřikovací ventil vysokotlakých vstřikovacích zařízení paliva spalovacích motorů, s uzavíracím tělesem ventilu, které spolupracuje s plochou sedla ventilu vytvořenou na nosiči (3) sedla ventilu pro utěsnění sedla ventilu, s alespoň jedním prstencovým tělesem (22), které je součástí tělesa (11) ventilu, a se stavěči podložkou (18) zdvihu ventilu definující odstup mezi prstencovým tělesem (22) a nosičem (3) sedla ventilu, vyznačující se tím, že stavěči podložka (18) zdvihu ventilu obvodově obklopuje vnější stranu výstupního konce (47) prstencového tělesa (22).
2. Vstřikovací ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že stavěči podložka (18) zdvihu ventiluje další součástí tělesa (11) ventilu.
3. Vstřikovací ventil podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že prstencové těleso (22) je opatřeno obvodovým osazením (48), v němž je uložena stavěči podložka (18) zdvihu ventilu, která dosedá svojí vstupní čelní plochou (49) na čelní plochu (50) osazení (48) prstencového tělesa (22) a svojí výstupní čelní plochou (51) dosedá na čelní plochu (52) nosiče (3) sedla ventilu.
4. Vstřikovací ventil podle nároku 3, vyznačující se tím, že čelní plocha (52) nosiče (3) sedla ventiluje vytvořena na obvodovém výstupku (53) nosiče (3) sedla ventilu.
5. Vstřikovací ventil podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že stavěči podložka (18) zdvihu ventilu je na straně vstupní čelní plochy (49) svařena prostřednictvím prvního obvodového svarového švu (58) s prstencovým tělesem (22) a na straně výstupní čelní plochy (51) prostřednictvím druhého obvodového svarového švu (59) s nosičem (3) sedla ventilu.

-5CZ 293800 B6
6. Vstřikovací ventil podle nároku 5, vyznačující se tím, že prstencové těleso (22), stavěči podložka (18) zdvihu ventilu a nosič (3) sedla ventilu jsou pro eliminaci napětí vzniklého po smrštění obvodových svarových švů (58, 59) vůči sobě předepnuty.

5
7. Vstřikovací ventil podle jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že vstupní konec (55) nosiče (3) sedla ventiluje uložen v díře (56) prstencového tělesa (22) ze strany jeho výstupního konce (47).
8. Vstřikovací ventil podle nároku 7, vyznačující se tím, že vstupní konec (55) ío nosiče (3) sedla ventilu a výstupní konec (47) tělesa (22) jsou vůči sobě utěsněny prostřednictvím těsněni (25).