Oblast techniky
Vynález se týká vstřikovací trysky paliva s tělesem trysky, s jehlou trysky, která je posuvná v tělese trysky, s piezoelektrickým ovladačem, který je spojen s jehlou trysky, a s vyrovnávacím pístem, na který piezoelektrický ovladač dosedá, a který zasahuje do vyrovnávací komory, která je vyplněna tekutinou, přičemž vyrovnávací komora je spojena se zásobovacím prostorem přívodem s malým průřezem.
Dosavadní stav techniky
Taková vstřikovací tryskaje známá ze spisu DE 35 33 085 Al. Vyrovnávací píst umožňuje kompenzaci změny délky piezoelektrického ovladače, k níž dochází malou rychlostí. Tato změna délky piezoelektrického ovladače je vyvolána zejména změnou teploty. Když dojde ke změně teploty, je tekutina vyrovnávacím pístem buď z vyrovnávací komory vytlačena nebo do ní nasáta. Když naproti tomu dojde k rychlé změně délky piezoelektrického ovladače, k níž dochází pro otevření jehly trysky, způsobí přemístění tekutiny přítomné ve vyrovnávací komoře na základě malého průřezu přívodu tak vysoký odpor, že vyrovnávací píst působí jako pevná opěra. Jehla trysky potom může být ovládána, aniž by vyrovnávací píst nějak ovlivnil vyvolaný otevírací zdvih.
U známé vstřikovací trysky, která je tryskou otevírající směrem ven, je pro jehlu trysky upravena zvláštní vratná pružina. Pro otevření jehly trysky je zapotřebí, aby piezoelektrický ovladač překonal sílu vyvinutou vratnou pružinou, což vyvolává vysoké ovládací síly.
Úkolem vynálezu je vytvořit vstřikovací trysku paliva, u níž není nutno uspořádat vratnou pružinu, která by musela být překonána piezoelektrickým ovladačem.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol splňuje vstřikovací tryska paliva s tělesem trysky, s jehlou trysky, která je posuvná v tělese trysky, s piezoelektrickým ovladačem, který je spojen s jehlou trysky, a s vyrovnávacím pístem, na který piezoelektrický ovladač dosedá, a který zasahuje do vyrovnávací komory, která je vyplněna tekutinou, přičemž vyrovnávací komora je spojena se zásobovacím objemem přívodem s malým průřezem, podle vynálezu, jehož podstatou je, že zásobovací objem je napájen proměnným tlakem.
Vstřikovací tryska podle vynálezu má tu výhodu, že tlak panující v zásobovacím objemu, který rovněž působí na vyrovnávací píst, působí podobně jako vratná pružina pro jehlu trysky, takže je možno upustit od uspořádání zvláštní, silně předepjaté vratné pružiny.
Výhodná provedení vynálezu jsou uvedena ve vedlejších patentových nárocích.
Přehled obrázku na výkrese
Vynález bude dále blíže objasněn na výhodném příkladném provedení podle přiloženého výkresu, na němž je schematicky v řezu znázorněna vstřikovací trysky paliva podle vynálezu.
-1 CZ 295573 B6
Příklady provedení vynálezu
Vstřikovací tryska paliva má těleso 10 trysky, v němž je posuvně uspořádána jehla 12 trysky otevírající směrem dovnitř. Jehla 12 trysky otevírá vstřikovací otvory 14, které jsou vytvořeny v tělese 10 trysky, aby bylo umožněno vstříknutí paliva, které je přiváděno přívodním otvorem 16 a prstencovou komorou 18. Přívodní otvor 16 je zásobován z vysokotlakého sběrného potrubí, které je známé pod označením common rail.
Jehla 12 trysky je na svém konci odvráceném od vstřikovacích otvorů 14 spojena s piezoelektrickým ovladačem 20, který sestává ze svazku na sebe naskládaných piezoelektrických elementů 22 a z držáku 24. Piezoelektrické elementy 22 se v držáku 24 předepnou pomocí kroužkové pružiny 26. Piezoelektrický ovladač 20 je dále opatřen (neznázoměnými) svorkami, pomocí nichž se do piezoelektrických elementů 22 přivádí napětí.
Na konci piezoelektrického ovladače 20 odvráceného od vstřikovacích otvorů 14 je uspořádána kulička 28, na kterou dosedá vyrovnávací píst 30. Kulička 28 zaručuje, aby případné tolerance a odchylky polohy mezi vyrovnávacím pístem 30 a piezoelektrickým ovladačem 20 v radiálním směru nebyly přenášeny z jednoho dílu na druhý. Vyrovnávací píst 30 zasahuje do vyrovnávací komory 32, která je prostřednictvím prstencové mezery o tloušťce d mezi stěnou vyrovnávací komory 32 a vyrovnávacím pístem 30 spojena se zásobovacím objemem 34. V zásobovacím objemu 34 panuje systémový tlak PSYS, který se obvykle rovná tlaku přiváděného paliva.
Mezi tělesem 10 trysky a nákružkem vyrovnávacího pístu 30 je uspořádána tlačná pružina 36, která přitlačuje vyrovnávací píst 30 k piezoelektrickému ovladači 20. Tato tlačná pružina 36 proto působí na vyrovnávací píst 30 ve smyslu zvětšování objemu vyrovnávací komory32.
Popsaná vystřikovací tryska paliva pracuje následujícím způsobem: Když je vstřikovací systém paliva přiřazený vstřikovací trysce paliva vypnut, zaručuje tlačná pružina 36 to, že jehla 12 trysky je prostřednictvím piezoelektrického ovladače 20 tlačena do dosednutí na těleso 10 trysky, takže vstřikovací otvory 14 jsou uzavřeny, a do spalovacího prostoru spalovacího motoru nemůže vnikat ze vstřikovací trysky paliva žádné palivo. Když naproti tomu je vstřikovací systém zapnut a přívodním otvorem 16 proudí palivo, které se nachází pod systémovým tlakem PSys, vytvoří prstencové osazení jehly 12 trysky, které je uspořádáno v prstencové komoře 18, otevírací sílu. Tato otevírací síla působí na jehlu 12 trysky na přiloženém obrázku směrem vzhůru. Proti otevírací síle působí piezoelektrický ovladač 20 a vyrovnávací píst 30. Do piezoelektrických elementů 22 se ve vyrovnávacím stavu přivádí napětí, takže jednotlivé piezoelektrické elementy 22 se axiálně prodlouží. V tomto stavu se zadní konec piezoelektrického ovladače 20 opírá přes vyrovnávací píst 30 o tekutinu, která se ve vyrovnávací komoře 32 nachází pod systémovým tlakem Psys- Když má být jehla 12 trysky otevřena, přívod napětí do piezoelektrických elementů 22 se přeruší. Tím se piezoelektrické elementy 22 axiálně smrští, takže jehla 12 ventilu vykoná otevírací pohyb o délce až 0,25 mm. V průběhu tohoto pohybu zůstane vyrovnávací píst 30 ve své poloze, protože tekutina obsažená ve vyrovnávací komoře 32 nepřipustí žádný pohyb vyrovnávacího pístu 30. Prstencová mezera kolem vyrovnávacího pístu 30, kterou může tekutina proudit z vyrovnávacího objemu 34, je totiž tak malá, že systém může být v krátkých časových úsecích, v průběhu nichž je jehla 12 trysky otevřená, považován za stacionární. Když má být jehla 12 trysky opět zavřená, přivede se do piezoelektrických elementů 22 opět napětí, takže piezoelektrické elementy 22 se v axiálním směru prodlouží a přemístí jehlu 12 trysky do její zavřené polohy.
Když naproti tomu v průběhu provozu vstřikovací trysky nastane délková změna součástí vstřikovací trysky, zejména délková změna piezoelektrického ovladače 20 při změně teploty, způsobí se tím odpovídající posunutí vyrovnávacího pístu 30 ve vyrovnávací komoře 32, přičemž tekutina se prstencovou mezerou o tloušťce d buď z vyrovnávací komory 32 vytlačí nebo do ní nasaje.