CZ295158B6

CZ295158B6 - Vstřikovací ventil paliva

Info

Publication number: CZ295158B6
Application number: CZ2001904A
Authority: CZ
Inventors: Ferdinand Reiter
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2005-06-15
Also published as: CZ2001904A3; JP2003504559A; EP1114250B1; DE19932761A1; EP1114250A1; WO2001006114A1; DE50009352D1

Abstract

Ventil je proveden s výstupním otvorem (33) paliva upraveným ve směru proudu paliva za ventilovým sedlem, a s připojovacím dílem (16), který má vnitřní podélný otvor (18), v němž je uložen ventilový sedlový element (29). Připojovací díl (16) je vytvořen jako tenkostěnná objímka, která má nejméně jedno radiálně upravené zahloubení (43, 43'), ve kterém je uspořádán tlumicí element (45).ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká vstřikovacího ventilu paliva s přívodem paliva, s vybuditelným ovládacím ústrojím, kterým je přemístitelný ventilový uzavírací člen, s pevným ventilovým sedlem, které je vytvořeno na ventilovém sedlovém elementu, a s nímž ventilový uzavírací člen spolupůsobí pro otevírání a uzavírání ventilu, s výstupním otvorem paliva upraveným ve směru proudu paliva za ventilovým sedlem, a s připojovacím dílem, který má vnitřní podélný otvor, v němž je uložen ventilový sedlový element.

Dosavadní stav techniky

Takový vstřikovací ventil paliva je již známý ze spisu US 4 766 405. Tento vstřikovací ventil paliva má uzavírací těleso ventilu spojené sjehlou ventilu, které spolupůsobí s ventilovou dosedací plochou vytvořenou na ventilovém sedlovém tělesu pro zajištění těsnicího sedla. Pro elektromagnetické ovládání tohoto vstřikovacího ventilu paliva je upravena magnetová cívka, která spolupůsobí s magnetovou kotvou, která společně s ventilovým uzavíracím tělesem tvoří jehlu ventilu. Pro snížení zpětného odskakování ventilového uzavíracího tělesa od ventilové sedlové plochy při uzavírání vstřikovacího ventilu paliva je na vnějším obvodu magnetové kotvy uspořádán tlumicí element. Odskakování ventilové jehly, respektive ventilového uzavíracího tělesa, vede mimo jiné k nekontrolovatelnému krátkodobému otevírání vstřikovacího ventilu paliva a tím také k nereprodukovatelnému dávkování paliva a k nekontrolovatelnému vstřikování paliva.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vstřikovací ventil paliva s přívodem paliva, s vybuditelným ovládacím ústrojím, kterým je přemístitelný ventilový uzavírací člen, s pevným ventilovým sedlem, které je vytvořeno na ventilovém sedlovém elementu, a s nímž ventilový uzavírací člen spolupůsobí pro otevírání a uzavírání ventilu, s výstupním otvorem paliva upraveným ve směru proudu paliva za ventilovým sedlem, a s připojovacím dílem, který má vnitřní podélný otvor, v němž je uložen ventilový sedlový element, podle vynálezu, jehož podstatou je, že připojovací díl je vytvořen jako tenkostěnná objímka, která má nejméně jedno radiálně upravené zahloubení, ve kterém je uspořádán tlumicí element.

Uspořádání tlumicího elementu podle vynálezu vede kromě toho k tomu, že se podstatně sníží hluk při provozu vstřikovacího ventilu paliva.

Podle výhodného provedení vynálezu směřuje zahloubení od vnějšího obvodu připojovacího dílu radiálně dovnitř nebo zahloubení směřuje od vnitřního obvodu připojovacího dílu radiálně ven, neboť potom jsou výrobní a montážní náklady zvlášť nízké.

Podle dalšího výhodného provedení je zahloubení vytvořeno po celém obvodu připojovacího dílu. Přitom je zahloubení zejména vytvořeno válcováním.

Připojovací díl je s výhodou vytvořen hlubokým tažením.

Zahloubení je s výhodou prakticky celé naplněno jednoduše a levně vlitím nebo obstříknutím elastomerickým materiálem jako tlumicím materiálem. Alternativně může být místo vstříknutého elastomerického materiálu upraven v zahloubení tlumicí element ve tvaru tlumicího kroužku, zejména O-kroužku. Alternativně může být v zahloubení upraven tlumicí element ve tvaru hadicového elementu. I pro tyto tlumicí elementy mohou být použity elastomery.

-1 CZ 295158 B6

Podle ještě dalšího výhodného provedení je připojovací díl vytvořen z feritického, magnetický tok vodícího materiálu.

Přehled obrázků na výkresech

Příklad provedení vynálezu je zjednodušeně znázorněn na výkrese a v následujícím popise je blíže vysvětlen.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 částečně znázorněný elektromagneticky ovladatelný ventil v podobě vstřikovacího ventilu paliva pro vstřikovací zařízení paliva spalovacích motorů, které stlačují směs a z vnějšího zdroje ji zapalují, je vhodný zejména pro přímé vstřikování paliva do neznázorněného spalovacího prostoru. Vstřikovací ventil paliva má magnetovou cívkou £ obklopené trubkové jádro 2 jako tak zvaný vnitřní pól. Na kostře 3 cívky je uvinutí magnetové cívky £ a umožňuje tak ve spojení s jádrem 2 zvláště kompaktní konstrukci vstřikovacího ventilu v oblasti magnetové cívky £. Jako vybuzující ovládací elementy jsou vhodné místo elektromagnetického okruhu také piezoaktory nebo magnetostrikční aktory.

Spodním koncem 9 jádra 2 je prostřednictvím svaru a soustředně k ventilové podélné ose £0 těsně připojena trubková kovová mezilehlá část 12, která částečně obklopuje axiálně spodní konec 9 jádra 2. Ve směru po proudu od kostry 3 cívky a mezilehlé části 12 je upraven do značné míry trubkovitý a předem vytvarovaný připojovací díl 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu, který je například pevně spojen s mezilehlou částí 12. V připojovacím dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu, který slouží jako připojovací díl a přitom představuje tenkostěnnou objímku, je upraven podélný otvor £8. V tomto podélném otvoru 18 je uspořádána například ve tvaru tyče vytvořená jehla 19 ventilu, která má na svém po proudu upraveném konci ventilový uzavírací úsek 2£.

Ovládání vstřikovacího ventilu se uskutečňuje známým způsobem například elektromagneticky. Pro zajištění axiálního pohybu jehly 19 ventilu a tím také pro otevření proti pružné síle vratné pružiny 25, případně uzavření vstřikovacího ventilu slouží elektromagnetický obvod s magnetovou cívkou £, jádrem 2 a kotvou 26. Kotva 26 je spojena prostřednictvím svarového švu s koncem jehly 19 ventilu odvráceným od ventilového uzavíracího úseku 21 a je nasměrována na jádro 2. Do po proudu upraveného, od jádra 2 odvráceného konce připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventiluje prostřednictvím svaru těsně namontována do podélného otvoru 18 vodicí a sedlová jednotka.

Tato vodicí a sedlová jednotka má tři kotoučové elementy, které svými čelními plochami na sebe bezprostředně dosedají. Ve směru po proudu jsou za sebou upraveny vodicí element 27, vířivý element 28 a ventilový sedlový element 29. Zatímco vodicí element 27 a vířivý element 28 jsou uspořádány úplně uvnitř podélného otvoru £8, zasahuje ventilový sedlový element 29 odstupňovaným vnějším obrysem jen částečně do podélného otvoru 18. V oblasti navenek vyčnívajícího ramene 30 je ventilový sedlový element 29 pevně a těsně spojen s připojovacím dílem 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu na jeho čelní straně upravené po proudu. Vodicí element 27, vířivý element 28 a ventilový sedlový element 29 jsou mezi sebou také pevně spojeny, přičemž je na vnějším obvodu těchto tří elementů 27, 28 a 29 upraven svarový šev.

Pro vedení jehly 19 ventilu v průběhu axiálního pohybu podél osy 10 je upraven vodicí otvor v mezilehlé části 12 a vodicí otvor ve vodicím elementu 27. Ve směru po proudu se například kuželovité zužující ventilový uzavírací úsek dostává do spolupráce ve směru proudění se kuželovité zužující ventilovou sedlovou plochou 32 ventilového sedlového elementu 29. Přitom je upraven nejméně jeden výstupní otvor 33, který vychází od ventilové sedlové plochy 32 a prochází skrz ventilový sedlový element 29. U znázorněného příkladu provedení je tento výstupní otvor 33 proveden v šikmém sklonu vzhledem k ventilové podélné ose 10, která končí v konvexně zaoblené odstřikovací oblasti ventilového sedlového elementu 29. Palivo protékající výstupním otvorem 33 je ve víření, protože je ve vířivém elementu 28 před ventilovou sedlovou plochou 32 poskytováno víření, které zdokonaluje rozprašování a proto je tam upraveno více tangenciálně uspořádaných vířivých kanálů.

Koncová poloha jehly 19 ventiluje dána při nevybuzené magnetové cívce 1 dosednutím ventilového uzavíracího úseku 21 na ventilové sedlové ploše 32, zatímco druhá koncová poloha jehly 19 ventilu při vybuzené magnetové cívce 1 se vytváří dosednutím kotvy 26 na spodní konec 9 jádra

2. Dráhy mezi oběma těmito koncovými polohami představují ventilový zdvih. Magnetová cívka 1 je přitom obklopena hmcovitým tělesem 35 ventilu, které slouží jako tak zvaný vnější pól. Prostřednictvím svého spodního konce, který je přivrácený k ventilovému sedlovému elementu 29, je těleso 35 ventilu pevně upraveno na připojovacím dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu, například prostřednictvím svarového švu.

Například z feritického, magnetický tok vodícího materiálu sestávající připojovací díl 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu obklopuje axiálně pohyblivou ventilovou část sestávající z kotvy 26 a z jehly 19 ventilu ventilovým uzavíracím úsekem 21, jakož i částečně vodicí a sedlovou jednotku. Místo feritického materiálu pro připojovací díl 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu může být použit také austenitický materiál, který má například velmi dobrou deformovatelnost. Připojovací díl 16 ve tvaru unášeče sedla ventiluje vytvořen podélný, přičemž tento připojovací díl 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu může tvořit polovinu nebo více celkové axiální délky vstřikovacího ventilu. Prostřednictvím tohoto vytvoření připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu lze do značné míry předsadit vystřikovací bod vstřikovacího ventilu, což může být žádoucí u některých spalovacích motorů na podkladě zvláštního vytvarování a omezeného konstrukčního prostoru. Mimoto lze při použití vstřikovacího ventilu paliva jako přímého vstřikovacího ventilu umístit bod odstřiku optimálně v požadovaném místě spalovacího prostoru. Při obvyklých montážních polohách vstřikovacích ventilů pro vstřikování do sacího potrubí takové provedení znamená, že vstřikovací ventil paliva svým po proudu upraveným koncem a tím také svou odměřovací a odstřikovací oblastí zřetelně zasahuje do sací trubky. Tím lze prostřednictvím cíleného odstřikování na jeden nebo více vstupních ventilů do značné míry zabránit ostřikování stěny nasávací trubky a důsledku toho snížit emise spalin spalovacího motoru.

Prostřednictvím nasazení relativně levné objímky pro připojovací díl 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu se umožní nevyužívat obvyklé otočné součásti používané u vstřikovacích ventilů, které mají na podkladě jejich většího vnějšího průměru větší nároky na objem a při výrobě jsou dražší než daný unášeč sedla ventilu.

Těsnicí element 41, který je uspořádán v drážce 40 upravené na vnějším obvodu připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu, slouží pro utěsnění mezi obvodem vstřikovacího ventilu a mezi neznázoměným uložením ventilu v hlavě válce nebo na nasávacím potrubí spalovacího motoru. Tento těsnicí element 41 je vyroben například z plastické hmoty, jako polytetrafluoretylenu PTFE.

Připojovací díl 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu se vyznačuje tím, že přídavně k drážce 40, ve které je uložen těsnicí element 41, je upraveno nejméně jedno radiálně dovnitř nasměrované zahloubení 43, například ve tvaru drážky, které je například upraveno po celém obvodovém směru. Po axiální délce připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu může být také vytvořeno více radiálních zahloubení 43, jak je to patrno na výkrese se dvěma zahloubeními 43. V jiné oblasti připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu může být také upraveno více po obvodu oddělených, tuhost zvyšujících, zahloubených vytvarování v podobě vroubků 44. Tyto vroubky 44 přitom mají na rozdíl od zahloubení 43 větší podélné protažení. U připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeče sedla ventilu, který je vytvořen například hlubokým tažením nebo přetvařováním z trubky je nejméně jedno zahloubení 43 upraveno například prostřednictvím válcování.

-3 CZ 295158 B6

Na výkrese je znázorněn příklad provedení vstřikovacího ventilu paliva s připojovacím dílem 16 ve tvaru unášeěe sedla ventilu, u kterého jsou ve směru po proudu nejprve upraveny po obvodu rozdělené vroubky 44, potom dvě axiálně za sebou následující a radiálně obvodová zahloubení 43, potom opět po obvodu rozdělené podélné vroubky 44 a potom obvodová prstencová drážka 40 pro těsnicí element 41.

Podle vynálezu má nejméně jedno radiálně dovnitř vyčnívající zahloubení 43 připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeěe sedla ventilu tlumicí element 45, který je zasunutelný od vnějšího obvodu připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeěe sedla ventilu. Tento tlumicí element 45 má za úkol tlumit axiální kmitání v připojovacím dílu 16 ve tvaru unášeěe sedla ventilu, která vznikají ve ventilové sedlové ploše 32 prostřednictvím brzděné jehly 19 ventilu při uzavírání ventilu. Tak lze úplně zabránit kmitání jehly 19 ventilu s ventilovým uzavíracím úsekem 21 na ventilové sedlové ploše 32.

Tlumicí element 45 může být zaveden v různých variantách do nejméně jednoho zahloubení 43. Jedna možnost spočívá v tom, jak je to znázorněno na výkrese, vyplnit zahloubení 43 tlumicím materiálem. Jako tlumicí materiál je vhodný elastomerický materiál, který se naplní do zahloubení 43 vlitím nebo obstříknutím, například obdobně jako u známých procesů vstřikového lití plastické hmoty pro výrobu obstřiku z plastické hmoty. Zahloubení 43 mohou být například zcela naplněna až k jejich radiálním vnějším okrajovým oblastem. Alternativně mohou být také použity místo nastříknutého elastomerického materiálu tlumicí elementy 45 ve tvaru tlumicích prstenců nebo kroužků, například ve tvaru O-kroužků, nebo hadicové elementy s například dutými prostory. Také pro tyto tlumicí elementy 45 mohou být nasazeny elastomery. Pro nasazení do zahloubení 43 připojovacího dílu 16 ve tvaru unášeěe sedla ventilu jsou však možné jiné tlumicí materiály.

Na výkrese je znázorněn jen jeden příklad provedení, který má zahloubení 43, která vyčnívají radiálně dovnitř a jsou naplněna tlumicím elementem 45. Stejně tak je možné upravit radiálně od podélného otvoru 18 navenek vyčnívající zahloubení 43', která při pohledu od vnějšího obvodu přestavují vyvýšení a mají tlumicí element 45. Například je však také možné, aby mezi oběma zahloubeními 43 vytvořená, v opačném směru směřujícím, radiálně navenek vyčnívající zahloubení 43 byla také naplněna tlumicím elementem 45. Mohou tedy být opatřena tlumicími elementy 45 buď jen dovnitř vyčnívající zahloubení 43, nebo jen navenek vyčnívající zahloubení 43' nebo také oba druhy zahloubení 43, 43'.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vstřikovací ventil paliva s přívodem paliva, s vybuditelným ovládacím ústrojím, kterým je přemístitelný ventilový uzavírací člen, s pevným ventilovým sedlem, které je vytvořeno na ventilovém sedlovém elementu (29), a snímž ventilový uzavírací člen spolupůsobí pro otevírání a uzavírání ventilu, s výstupním otvorem (33) paliva upraveným ve směru proudu paliva za ventilovým sedlem, a s připojovacím dílem (16), který má vnitřní podélný otvor (18), v němž je uložen ventilový sedlový element (29), vyznačující se tím, že připojovací díl (16) je vytvořen jako tenkostěnná objímka, která má nejméně jedno radiálně upravené zahloubení (43,43'), ve kterém je uspořádán tlumicí element (45).
2. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1,vyznačující se tím, že zahloubení (43) směřuje od vnějšího obvodu připojovacího dílu (16) radiálně dovnitř.
3. Vstřikovací ventil paliva podle nároku 1,vyznačující se tím, že zahloubení (43') směřuje od vnitřního obvodu připojovacího dílu (16) radiálně ven.

-4CZ 295158 B6
4. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahloubení (43, 43') je vytvořeno po celém obvodu připojovacího dílu (16).
5. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že připojovací díl (16) je vytvořen hlubokým tažením.
6. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahloubení (43, 43') je naplněno vlitím nebo obstříknutím elastomerickým materiálem jako tlumicím materiálem.
7. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že v zahloubení (43, 43') je upraven tlumicí element (45) ve tvaru tlumicího kroužku, zejména O-kroužku.
8. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že v zahloubení (43,43') je upraven tlumicí element (45) ve tvaru hadicového elementu.
9. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahloubení (43') je vytvořeno válcováním.
10. Vstřikovací ventil paliva podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že připojovací díl (16) je vytvořen z feritického, magnetický tok vodícího materiálu.

1 výkres