CZ296994B6 - Vstrikovací zarízení a zpusob vstrikování fluida - Google Patents
Vstrikovací zarízení a zpusob vstrikování fluida Download PDFInfo
- Publication number
- CZ296994B6 CZ296994B6 CZ20012236A CZ20012236A CZ296994B6 CZ 296994 B6 CZ296994 B6 CZ 296994B6 CZ 20012236 A CZ20012236 A CZ 20012236A CZ 20012236 A CZ20012236 A CZ 20012236A CZ 296994 B6 CZ296994 B6 CZ 296994B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- valve
- pressure
- injection
- space
- booster
- Prior art date
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
- F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
- F02M59/105—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive hydraulic drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
- F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
- F02M57/022—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
- F02M57/025—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive hydraulic, e.g. with pressure amplification
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
- F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
- F02M2200/703—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Vstrikovací zarízení je provedeno se vstrikovací tryskou (12), s ventilovým ústrojím pro ovládání vstrikování a s nastavovacím elementem (22) pro ovládání ventilového ústrojí. Ventilové ústrojí má alespon jeden první ventil (18) a druhý ventil (22),které jsou ovladatelné nastavovacím elementem (22) pres hydraulický spolecný spojovací prostor (24). Dále je upraven zesilovac (16) tlaku pro zesílení primárního tlaku, který je ovladatelný ventilovým ústrojím. První ventil (18) v prvním stavu oddeluje primární tlak od nízkotlakého prostoru (32) zesilovace (16) tlaku a v druhém stavu vstrikuje primární tlak do nízkotlakého prostoru (32) zesilovace (16) tlaku. Druhý ventil (20) v prvním stavu spojuje nízkotlaký prostor (32) zesilovace (16) tlakuse svodovým systémem (34) a ve druhém stavu oddeluje nízkotlaký prostor (32) zesilovace (16) tlaku od svodového systému (34). Kdyz je nastavovací element (22) ovládán, nízkotlaký prostor (32) zesilovace (16) tlaku se odpojí od svodového systému (34)uzavrením druhého ventilu (20), nacez se otevrením prvního ventilu (18) vpustí primární tlak do nízkotlakého prostoru (32), coz zpusobí, ze tlak ve vstupní oblasti vstrikovací trysky (12) prekrocí urcitý tlak, takze vstrikovací tryska (12) se otevre, coz zpusobí uzavrení prvního ventilu (18), coz zpusobí otevrení druhého ventilu (20), takze vstrikování se ukoncí a zesilovac (16) tlaku se odlehcí.
Description
Vynález se týká vstřikovacího zařízení se vstřikovací tryskou, s ventilovým ústrojím pro ovládání vstřikování a s nastavovacím elementem pro ovládání ventilového ústrojí. Vynález se dále týká způsobu vstřikování fluida, při kterém se aktivuje nastavovací element, ventilové ústrojí se ovládá nastavovacím elementem a otevře se vstřikovací tryska.
Dosavadní stav techniky
Takové zařízení a takový způsob jsou známé například z EP 0 562 046 Bl. Základní požadavek na takový systém spočívá v tom, že je třeba uskutečnit vstřikování paliva s pokud možno velkým vstřikovací tlakem. Velký vstřikovací tlak má totiž kladné vlivy na funkci motoru. Tak například vede ke snížení emisí škodlivých látek a ke zmenšení spotřeby paliva. Pro realizaci vysokého vstřikovacího tlaku může být upraven zesilovač tlaku, který přivádí prostřednictvím hydraulického převodu primární tlak, poskytovaný tlakovým zásobníkem, na požadovaný vysoký vstřikovací tlak. Prostřednictvím vhodné volby ploch zesilovače tlaku ovládaných silou a volby protilehlých sil pružných prostředků je možné nastavovat vhodné zesílení tlaku.
Pro ovládání vstřikování je upraveno ventilové ústrojí, které má samo o sobě nastavovací element, poháněný magnetickým ventilem nebo piezoaktorem. Toto ventilové ústrojí slouží jak pro přívod primárního zesilovaného tlaku k zesilovači tlaku, tak také pro odlehčení a pro opětovné naplnění zesilovače tlaku po provedeném zesílení tlaku a z toho vyplývajícího vstřikování vstřikovací tryskou.
Podle stavu techniky se používá 3/2 ventil, to je ventil se třemi stavy a dvěma přípojkami. V prvním spínacím stavu 3/2 ventilu je průtok paliva mezi palivovým vstupem a mezi primární stranou zesilovače tlaku uzavřen. Na opačné straně je vytvořeno spojení mezi primární stranou zesilovače tlaku a mezi svodovým systémem. Jakmile je ovládán nastavovací element vstřikovacího zařízení, přejde 3/2 ventil do přechodového stavu, ve kterém vznikne spojení jak mezi vstupem paliva a primární stranou zesilovače tlaku, tak také mezi primární stranou zesilovače tlaku a svodovým systémem. Při dalším uvedení nastavovacího elementu do činnosti se zaujme druhý spínací stav 3/2 ventilu, ve kterém je spojení primární strany zesilovače tlaku se svodovým systémem uzavřeno, avšak spojení mezi vstupem paliva a mezi primární stranou zůstane dále otevřené. Při odlehčení, případně při opětovném naplňování zesilovače tlaku zaujme 3/2 ventil uvedené spínací stavy v opačném sledu.
U popsaného řešení stavu techniky se ukázala zvláště problematická ta skutečnost, že vznikala velká množství prosakování. Ta zhoršují účinnost vstřikovacího systému. Dále je 3/2 ventil pro vysokotlaková využití jen podmíněné vhodný, zejména zhlediska výroby a těsnění.
Uvedené zesílení tlaku je využitelné zejména v souvislosti se systémem Common-Rail. U zásobníkového vstřikování „Common-Rail“ je primární vytváření tlaku a vstřikování potlačeno. Vstřikovací tlak je nezávisle na počtu otáček motoru a nezávisle na vstřikovaném množství vytvářen a v „Rail“, je to zásobníku paliva je připravován pro vstřikování. Tak je možné v zásadě realizovat výhodný průběh vstřikování, protože zejména vstřikovací tlak avstřikované množství lze stanovit na sobě navzájem nezávisle pro každý provozní bod motoru. Jak je tlak v Common-Rail v současnosti omezen ještě na zhruba 1600 barů, takže z důvodu emisí a z důvodu spotřeby paliva je žádoucí zvýšení tlaku. Zesilovač tlaku v kombinaci se systémem Common-Rail by tak mohl poskytnou zvláště dobré výsledky. Současně však existují již dříve uvedené problémy spojené s využitím 3/2 ventilu, čímž se vytváří celkově škodlivý vliv na funkci vstřikovacího systému.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje vstřikovací zařízení se vstřikovací tryskou, s ventilovým ústrojím pro ovládání vstřikování a s nastavovacím elementem pro ovládání ventilového ústrojí, podle vynálezu, jehož podstatou je, že ventilové ústrojí má alespoň jeden první ventil a druhý ventil, které jsou ovladatelné nastavovacím elementem přes hydraulický společný spojovací prostor, přičemž je upraven zesilovač tlaku pro zesílení primárního tlaku, který je ovladatelný ventilovým ústrojím, přičemž první ventil v prvním stavu odděluje primární tlak od nízkotlakového prostoru zesilovače tlaku, první ventil v druhém stavu napojuje primární tlak do nízkotlakého prostoru zesilovače tlaku, druhý ventil v prvním stavu spojuje nízkotlaký prostor zesilovače tlaku se svodovým systémem a druhý ventil ve druhém stavu odděluje nízkotlaký prostor zesilovače tlaku od svodového systému.
Toto vstřikovací zařízení podle vynálezu zdokonaluje stav techniky tím, že ventilové ústrojí má nejméně první ventil a druhý ventil, které jsou ovladatelné nastavovacím elementem přes společný hydraulický spojovací prostor. Tak se odstraní například ty nevýhody, které vznikají při využití 3/2 ventilu u dosavadního stavu techniky. Protože oba ventily jsou ovladatelné stejným nastavovacím elementem, nejsou v tomto místě zvýšeny konstrukční náklady ve srovnání s použitím jednoho jediného 3/2 ventilu, takže dojde k celkovému zdokonalení systému. Tak například lze dosáhnout toho, že oba ventily prostřednictvím vhodného nastavení elastických prostředků reagují na ovládání prostřednictvím nastavovacího elementu v rozdílných okamžicích. Hydraulický spojovací prostor přitom také slouží případně potřebnému převodu síly na dráhu, jakož i pro vyrovnání tolerancí, například délkových změn.
Zesilovač tlaku je s výhodou upraven pro zesilování primárního tlaku a je ovladatelný ventilovým ústrojím. Tak je možné realizovat zvláště dobře vysoký vstřikovací tlak. Protože již není potřebné upravovat 3/2 ventil, mohou být ovládány vysoké tlakové rozdíly, které vznikají na základě zesilovače tlaku, při zabránění vzniku vysokých prosakovacch ztrát.
S výhodou je nastavovacím elementem piezoelektrický ovladač neboli piezoaktor. Piezoaktory se velmi osvědčily jako elektronicky ovladatelné nastavovací elementy, a to zejménaz toho důvodu, že mají kompaktní konstrukci a že spolehlivě pracují. Dále je možné změnit nastavovací funkci změnou parametrů ovládání, to je napětí a dobou trvání impulsů.
S výhodou je primární tlak poskytován systémem Common-Rail. Tak se umožní kombinovat výhody systému Common-Rail se vstřikovacím zařízením se zvýšeným tlakem. Tlak je možné zajistit, že se vstřikovací tryska skutečně otevře teprve nad stanoveným prahovým tlakem. Tím jsou za všech okolností zabezpečeny výhody vstřikování při vysokém tlaku.
S výhodou odděluje první ventil v prvním stavu primární tlak od nízkotlakého prostoru zesilovače tlaku a první ventil ve druhém stavu napojuje primární tlak do nízkotlakého prostoru zesilovače. Tím se používá první ventil jako měřicí ventil, přičemž jeho otevírací stavy rozhodují o zásobování systému palivem.
Výhodné je, když druhý ventil v prvním stavu spojuje nízkotlaký prostor zesilovače tlaku se svodovým systémem a druhý ventil ve druhém stavu odděluje nízkotlaký prostor zesilovače tlaku od svodového systému. Druhý ventil tak může sloužit jako odlehčovací ventil pro zesilovač tlaku. Dále je možné uskutečnit naplňování zesilovače tlaku přes druhý ventil.
Zvláště výhodná je ta skutečnost, že první ventil a druhý ventil jsou na sebe navzájem tak vyladitelné, že ovládáním nastavovacího elementu je nejprve druhý ventil převeditelný ze svého prvního stavu do svého druhého stavu a potom je první ventil převeditelný ze svého prvého stavu do svého druhého stavu. Tak lze dosáhnout toho, že se průřezy otevírání ventilů nepřekrývají. To vede ke zřetelnému zmenšení vznikajícího prosakovaného množství, protože druhý ventil je již uzavřen, když je první ventil ještě ve svém uzavřeném výchozím stavu. Dále je možné vícenásobné, to je taktované otevírání a uzavírání prvního ventilu při uzavřeném druhém ventilu.
S výhodou je nízkotlaký prostor zesilovače tlaku s vysokotlakým prostorem zesilovače tlaku spojen přes zpětným ventil, přes který je vysokotlaký prostor zesilovače tlaku naplnitelný. Takové naplňování vysokotlakého prostoru je potřebné při každém vstřikovacím cyklu, aby bylo k dispozici fluidum pro vysokotlaké vstřikování. Tento zpětný ventil zabraňuje tomu, aby se dostával vysoký tlak z vysokotlakového prostoru zesilovače tlaku do nízkotlakého prostoru zesilovače tlaku. Mimoto umožňuje tento zpětný ventil plnění vysokotlakého prostoru s nízkotlakového prostoru.
Mimoto může být také výhodné, když je vysokotlaký prostor zesilovače tlaku spojen se svodovým systémem přes zpětný ventil. Tak se umožní zcela od sebe navzájem odpojit nízkotlaký prostor a vysokotlaký prostor zesilovače tlaku a provádět opětovné naplňování vysokotlakého prostoru prostřednictvím fluida, které je k dispozici ve svodovém systému.
S výhodou je diferenční prostor zesilovače tlaku spojen přes zpětný ventil se svodovým systémem, takže diferenční prostor není naplňován. Zpětný ventil sice umožňuje, že prosakované množství vznikající v diferenčním prostoru odchází do svodového systému. Zpětný ventil však zabraňuje tomu, že nedochází k naplňování diferenčního prostoru, což výhodně zmenšuje celkově naplňovaný objem.
Může však být také výhodné, když místo nízkotlakého prostoru je odlehčitelný přes druhý ventil vysokotlaký prostor zesilovače tlaku. Tak je možné provést rychlejší odlehčení vstřikovací trysky než u varianty s odlehčením na nízkotlaké straně zesilovače tlaku. V každém případě je však třeba při odlehčování vysokotlakého prostoru přes druhý ventil brát zřetel na tu skutečnost, že na ventilový systém bude působit větší zatížení na podkladě vysokého tlaku ve vysokotlakém prostoru.
Může být užitečné, když je/jsou první ventil a/nebo druhý ventil 2/2 ventil/ventily. Tím se umožňuje provádět potřebné logické spínací funkce, které jsou ve stavu techniky převzaty jedním 3/2 ventilem.
S výhodou jsou první ventil a nastavovací element na sebe navzájem vyladěny tak, že první ventil je kontinuálně nebo stupňovitě převeditelný do různých otevíracích stavů s různými otevíracími průřezy. To může být výhodné například v souvislosti s předběžným vstřikováním. Prostřednictvím škrcení ve ventilovém sedle prvního ventilu mohou být realizována velmi malá množství předběžného vstřikování se sníženým vstřikovacím tlakem. K tomu účelu je souhra prvního ventilu a nastavovacího elementu uspořádána tak, že se umožní kontinuální ovládání průřezu prvního ventilu nebo odstupňované otevírání prvního ventilu. Přitom je možné výhodně využít rychlou dobu otevírání piezoaktoru. Na podkladě ovládání průřezu prvního ventilu lze také dosáhnout tvarování průběhu vstřiku.
Způsob podle vynálezu podle patentového nároku 13 zdokonaluje stav techniky tím, že první ventil a druhý ventil ventilového ústrojí se ovládá nastavovacím elementem přes hydraulický společný spojovací prostor. I když jsou použity dva ventily jako náhrada projeden 3/2 ventil, je možné průběh způsobu uspořádat shodně jednoduše. Je totiž potřebný jen jediný nastavovací element a jeho s výhodou elektronické ovládání, aby bylo možné ovládat jak první ventil, tak také druhý ventil.
S výhodou se pro zesilování primárního tlaku ovládá ventilovým ústrojím zesilovač tlaku. Tak je možné v systému uskutečnit s výhodou vyšší vstřikovací tlak.
S výhodou se vstřikovací tryska otevře, když je v její přívodní oblasti překročen stanovený tlak. Takový tlakem ovládaný systém je výhodný zejména při využití vysokých vstřikovacích tlaků, protože ovládací velikost, to je tlak, je současně rozhodující parametr pro kvalitu vstřikování.
S výhodou se způsob podle vynálezu dále vytvoří tak, že při ovládání nastavovacího elementu se uzavřením druhého ventilu odpojí nízkotlaký prostor zesilovače tlaku od svodového systému, potom se napojí otevřením prvního ventilu primární tlak do nízkotlakého prostoru, potom tlak v přívodní oblasti vstřikovací trysky překročí stanovený tlak, takže se vstřikovací tryska otevře, potom se uzavře první ventil a potom se druhý ventil otevře, takže se ukončí vstřikování a zesilovač tlaku se odlehčí. Prostřednictvím tohoto postupu způsobu se dosáhne toho, že se otevírací průřezy obou ventilů nepřeřezávají, což vede k výhodnému snížení prosakovaného množství. Dále jsou spínací stavy vhodné ktomu, aby umožnily rychlé vytvoření tlaku a aby uskutečnily také spolehlivé odlehčení zesilovače tlaku a vstřikovací trysky. Dále je možné uskutečnit více spínacích procesů prvního ventilu při uzavřeném druhém ventilu.
S výhodou se vysokotlaký prostor zesilovače tlaku naplňuje přes zpětný ventil, přes který je spojen s nízkotlakým prostorem zesilovače tlaku. Protože v nízkotlakém prostoru je při otevřeném ventilu k dispozici dostatečný rezervoár fluida, je užitečné využít jej k naplnění vysokotlakého prostoru přes zpětný ventil. Opačně nemůže skrz zpětný ventil vysoký tlak z vysokotlakého prostoru přecházet do nízkotlakého prostoru zesilovače tlaku. Je tedy využit úplně po ovládání vstřikovací trysky.
Může však být také výhodné, když se vysokotlaký prostor zesilovače tlaku naplňuje přes zpětný ventil, přes který je spojen se svodovým systémem. Potom je totiž k dispozici úplné odpojení nízkotlakového prostoru a vysokotlakého prostoru zesilovače tlaku a současně se umožní naplnění vysokotlakého prostoru z rezervoáru dostatečné velikosti.
Může být také užitečné, když se vysokotlaký prostor zesilovače tlaku odlehčuje prostřednictvím druhého ventilu. To může za určitých okolností vést k rychlejšímu odlehčení, přičemž je však třeba brát zřetel na tu skutečnost, že ventilové ústrojí bude pod vyššími tlaky.
S výhodou se první ventil přivádí kontinuálně nebo stupňovitě do různých stavů otevření s různými průřezy otevření. Tak je možné s prvním ventilem jako s odměřovacím ventilem realizovat vytváření průběhu vstřikování, jakož i předběžné vstřikování s malým množstvím předběžného vstřiku a s redukovaným tlakem vstřikování. Příznivě se to ovlivní také prostřednictvím rychlých spínacích dob, které umožní piezoaktor.
Vynález má tedy na základ překvapivý poznatek, že prostřednictvím využití dvou ventilů lze spolehlivě ovládat vstřikovací zařízení, zejména se zesilovačem tlaku. Nedostatky, které vznikají při použití jednoho 3/2 ventilu, jsou odstraněny. Dále nevzniká žádné nevýhodné zvýšení přístrojových nákladů. Přitom je třeba zdůraznit tu skutečnost, že pro pohon obou ventilů postačuje j en j eden j ediný nastavovací element.
Přehled obrázku na výkrese
Vynález je v dalším podrobněji popsán na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.
Na obr. 1 je schematicky znázorněno vstřikovací zařízení podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněno vstřikovací zařízení 10, které je nasaditelné zejména u Dieselových motorů. Toto vstřikovací zařízení 10 má vstřikovací trysku 12, prostřednictvím které je vstřiko váno Dieselovo palivo do spalovacího prostoru 14 motoru. Do vstřikovací trysky 12 se přivádí palivo s vysokým tlakem ze zesilovače 16 tlaku. Tento zesilovač 16 tlaku je provozován ventilovým ústrojím, které má první 2/2 ventil 18 a druhý 2/2 ventil 20. Oba 2/2 ventily 18, 20 jsou ovládány prostřednictvím jednoho jediného nastavovacího elementu 22, který je u znázorněného příkladu provedení realizován jako piezoaktor. Tento nastavovací element 22 v podobě piezoaktoru ovládá oba 2/2 ventily 18, 20 prostřednictvím společného spojovacího prostoru 24. Primární tlak je k prvnímu 2/2 ventilu 18 přiváděn od Common-Rail 26, ve kterém obvykle panuje tlak o hodnotě mezi 300 a 1000 barů, přičemž v Common-Rail 26 je dosažitelný maximální tlak o hodnotě 1600 barů. Tlak v tomto Common-Rail 26 je vytvářen z hlediska množství regulovaným vysokotlakým čerpadlem 28, které je ve spojení s palivovou nádrží 30.
Pro zahájení vstřikovacího procesu se aktivuje nastavovací element 22 v podobě piezoaktoru. Síla z nastavovacího elementu 22 ve tvaru piezoaktoru se přes společný spojovací prostor 24 současně přenáší na první 2/2 ventil 18 a na druhý 2/2 ventil 20. Ve výchozím stavuje první 2/2 ventil 18 uzavřen, zatímco druhý 2/2 ventil 20 je otevřen. Uzavřený stav prvního 2/2 ventilu 18 způsobuje, že nízkotlaký prostor 32 zesilovače 16 tlaku je odpojen od primárního tlaku v Common-Rail 26. Otevřený stav druhého 2/2 ventilu 20 má za následek, že nízkotlaký prostor 32 zesilovače 16 tlaku je spojen se svodovým systémem 34. Pokud je nyní síla z nastavovacího elementu 22 ve tvaru piezoelektoru přenášena přes společný spojovací prostor 24 na 2/2 ventily 18, 02, tak se nejprve uzavře druhý 2/2 ventil 20 a teprve potom se otevře první 2/2 ventil 1_8. Tohoto sledu spínání lze dosáhnout srovnáním obou podílejících se 2/2 ventilů 18, 20, zejména prostřednictvím vhodné volby podílejících se hydraulických záběrových ploch, jakož i elastických sil. Prostřednictvím spínacího sledu 2/2 ventilů j_8, 20 se dosáhne toho, že vytvoření tlaku v nízkotlakém prostoru 32 zesilovače 16 tlaku se uskuteční teprve v tomto okamžiku, když je uzavřeno spojení mezi nízkotlakým prostorem 32 a mezi svodovým systémem 34 prostřednictvím druhého 2/2 ventilu 20. Vytvoření tlaku v nízkotlakém prostoru 32 zesilovače 16 tlaku se tak může uskutečnit velmi rychle a prostřednictvím chybějícího překrytí otvorových průřezů obou 2/2 ventilů 1_8, 20 je vytvářené prosakující množství podstatně redukováno. Tlak, který je vytvářen v nízkotlakém prostoru 32 zesilovače 16 tlaku, je zesilovačem 16 tlaku zesilován, takže vzniká vysoký tlak ve vysokotlakém prostoru 36 zesilovače 16 tlaku. Ten je přiváděn na tlakem ovládanou vstřikovací trysku 12, přičemž vstřikovací tryska 12 se otevře při překročení prahového tlaku a vstřikování se uskuteční při příslušně vysokém tlakovém bodu.
Pokud se nyní 2/2 ventily 18, 20 pohybují, a to nejprve první 2/2 ventil 18 a potom druhý 2/2 ventil 20 prostřednictvím deaktivování nastavovacího elementu 22 v podobě piezoaktoru opět do své výchozí polohy, může být zesilovač 16 tlaku prostřednictvím druhého 2/2 ventilu 20 odlehčen a naplněn. Naplnění vysokotlakého prostoru 36 se přitom uskutečňuje přes zpětný ventil 38, který je uspořádán mezi nízkotlakým prostorem 32 a mezi vysokotlakým prostorem 36 zesilovače 16 tlaku. Při vstřikovacím procesu, který byl popsán v předcházejícím, má tento zpětný ventil 38 za úkol zabránit toku fluida od vysokotlakého prostoru 36 do nízkotlakého prostoru 32 zesilovače tlaku. Další prosakující množství, vznikající v diferenčním prostoru 40 zesilovače 16 tlaku, je odváděno přes zpětný ventil 42 do svodového systému 34. Úprava zpětného ventilu 42 zabraňuje naplnění diferenčního prostoru 40 v průběhu odlehčování zesilovače 16 tlaku a výhodně tak redukuje podílející se naplňované objemy.
Popsaný principiální průběh způsobu lze mnohým způsobem modifikovat, zejména z hlediska rozdílů mezi předběžným vstřikováním a hlavním vstřikováním a z hlediska tvaru průběhu vstřikování. Takové změny lze výhodným způsobem uskutečnit přizpůsobením systému vytvořeného z nastavovacího elementu 22 v podobě piezoaktoru a z prvního 2/2 ventilu 18, zejména prostřednictvím stupňovitého otvírání prvního 2/2 ventilu 18 v kontinuálním nebo diskontinuálním způsobu. Přizpůsobení prvního 2/2 ventilu 18 se přitom uskutečňuje prostřednictvím podílejících se hydraulických průřezů.
Předcházející popis příkladů provedení podle vynálezu slouží jen pro ilustrační účely a nikoli pro účely omezení vynálezu. V rámci vynálezu jsou možné různé změny a modifikace, aniž by byl opuštěn rozsah vynálezu a jeho ekvivalenty.
PATENTOVÉ NÁROKY
1. Vstřikovací zařízení se vstřikovací tryskou (12), s ventilovým ústrojím pro ovládání vstřikování a snastavovacím elementem (22) pro ovládání ventilového ústrojí, vyznačující se tím, že ventilové ústrojí má alespoň jeden první ventil (18) a druhý ventil (22), které jsou ovladatelné nastavovacím elementem (22) přes hydraulický společný spojovací prostor (24), přičemž je upraven zesilovač (16) tlaku pro zesílení primárního tlaku, který je ovladatelný ventilovým ústrojím, přičemž první ventil (18) v prvním stavu odděluje primární tlak od nízkotlakého prostoru (32) zesilovače (16) tlaku, první ventil (18) v druhém stavu napojuje primární tlak do nízkotlakého prostoru (32) zesilovače (16) tlaku, druhý ventil (20) v prvním stavu spojuje nízkotlaký prostor (32) zesilovače (16) tlaku se svodovým systémem (34) a druhý ventil (20) ve druhém stavu odděluje nízkotlaký prostor (32) zesilovače (16) tlaku od svodového systému (34).
Claims (17)
1. Vstřikovací zařízení se vstřikovací tryskou (12), s ventilovým ústrojím pro ovládání vstřikování a snastavovacím elementem (22) pro ovládání ventilového ústrojí, vyznačující se tím, že ventilové ústrojí má alespoň jeden první ventil (18) a druhý ventil (22), které jsou ovladatelné nastavovacím elementem (22) přes hydraulický společný spojovací prostor (24), přičemž je upraven zesilovač (16) tlaku pro zesílení primárního tlaku, který je ovladatelný ventilovým ústrojím, přičemž první ventil (18) v prvním stavu odděluje primární tlak od nízkotlakého prostoru (32) zesilovače (16) tlaku, první ventil (18) v druhém stavu napojuje primární tlak do nízkotlakého prostoru (32) zesilovače (16) tlaku, druhý ventil (20) v prvním stavu spojuje nízkotlaký prostor (32) zesilovače (16) tlaku se svodovým systémem (34) a druhý ventil (20) ve druhém stavu odděluje nízkotlaký prostor (32) zesilovače (16) tlaku od svodového systému (34).
2. Vstřikovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nastavovacím elementem (22) je piezoelektrický ovladač.
3. Vstřikovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že je uspořádáno v systému se společným tlakovým zásobníkempaliva.
4. V střikovací zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že je ovládáno tlakem.
5. Vstřikovací zařízení podle nároku 1, vyznaču j ící se tím, že první ventil (18) a druhý ventil (20) jsou navzájem koordinovány tak, že, když je nastavovací element (22) v činnosti, je druhý ventil (22) nejprve přepnutelný ze svého prvního stavu do svého druhého stavu, a v důsledku toho je první ventil (18) přepnutelný ze svého prvního stavu do svého druhého stavu.
6. Vstřikovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nízkotlaký prostor (32) zesilovače (16) tlaku je spojen s vysokotlakým prostorem (36) zesilovače (16) tlaku prostřednictvím zpětného ventilu (38), pomocí něhož je vysokotlaký prostor (36) zesilovače (16) tlaku naplnitelný, přičemž vysokotlaký prostor (36) zesilovače (16) tlaku je spojen se svodovým systémem (34) prostřednictvím zpětného ventilu.
7. Vstřikovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že diferenční prostor (40) zesilovače (16) tlaku je spojen se svodovým systémem (34) prostřednictvím zpětného ventilu (42), takže diferenční prostor (40) není plněn.
8. Vstřikovací zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že vysokotlaký prostor (36) zesilovače (16) tlaku je odlehčitelný přes druhý ventil (20).
9. Vstřikovací zařízení podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že první ventil (18) a/nebo druhý ventil (20) je/jsou 2/2 ventil/ventily.
10. Vstřikovací zařízení podle nároku 1, vyznaču j ící se tím, že první ventil (18) a nastavovací element (22) jsou navzájem zkoordinovány tak, že první ventil (18) je kontinuálně nebo stupňovitě přepnutelný do různých stavů otevření majících různé průřezy.
11. Způsob vstřikování fluida, při němž se aktivuje nastavovací element (22), nastavovacím elementem (22) se ovládá ventilové ústrojí a otevírá se vstřikovací tryska (12), vyznačující se tím, že první ventil (18) a druhý ventil (20) ventilového ústrojí se ovládají nastavovacím elementem (22) přes hydraulický společný spojovací prostor (24), přičemž, když je nastavovací element (22) ovládán, nízkotlaký prostor (32) zesilovače (16) tlaku, se odpojí od svodového systému (34) uzavřením druhého ventilu (20), načež se otevřením prvního ventilu (18) vpustí primární tlak do nízkotlakého prostoru (32), což způsobí, že tlak ve vstupní oblasti vstřikovací trysky (12) překročí určitý tlak, takže vstřikovací tryska (12) se otevře, což způsobí uzavření prvního ventilu (18), což způsobí otevření druhého ventilu (20), takže vstřikování se ukončí a zesilovač (16) tlaku se odlehčí.
12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že zesilovač (16) tlaku se pro zesilování primárního tlaku ovládá ventilovým ústrojím.
13. Způsob podle nároku 11,vyznačující se tím, že vstřikovací tryska (12) se otevře, když se v její přívodní oblasti překročí stanovený tlak.
14. Způsob podle nároku 12, v y z n a č u j í c í se t í m , že vysokotlaký prostor (36) zesilovače (16) tlaku se plní přes zpětný ventil (38), pomocí něhož se spojí s nízkotlakým prostorem (32) zesilovače (16) tlaku.
15. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že vysokotlaký prostor (36) zesilovače (16) tlaku se plní přes zpětný ventil, pomocí něhož se spojí se svodovým systémem. (34).
16. Způsob podle nároku 12, v y z n a č u j í c í se t í m , že vysokotlaký prostor (36) zesilovače (16) tlaku se odlehčí prostřednictvím druhé ventilu (20).
17. Způsob podle nároku 11, vy značu j í c í se tí m , že první ventil (18) se kontinuálně nebo stupňovitě převádí do různých stavů otevření majících různé průřezy.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19951005A DE19951005A1 (de) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Einspritzeinrichtung und Verfahren zum Einspritzen von Fluid |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ20012236A3 CZ20012236A3 (cs) | 2002-06-12 |
CZ296994B6 true CZ296994B6 (cs) | 2006-08-16 |
Family
ID=7926578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20012236A CZ296994B6 (cs) | 1999-10-22 | 2000-10-17 | Vstrikovací zarízení a zpusob vstrikování fluida |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6626369B1 (cs) |
EP (1) | EP1144859B1 (cs) |
JP (1) | JP2003512564A (cs) |
CN (1) | CN1158460C (cs) |
AT (1) | ATE292753T1 (cs) |
CZ (1) | CZ296994B6 (cs) |
DE (2) | DE19951005A1 (cs) |
WO (1) | WO2001029409A1 (cs) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030089802A1 (en) * | 2000-01-20 | 2003-05-15 | Bernd Mahr | Injection device and method for injecting a fluid |
GB2394001B (en) * | 2001-12-03 | 2004-06-16 | Daimler Chrysler Ag | Injection system operating with pressure intensification |
DE10158951A1 (de) * | 2001-12-03 | 2003-06-12 | Daimler Chrysler Ag | Mit Druckübersetzung arbeitendes Einspritzsystem |
DE10213659A1 (de) * | 2002-03-27 | 2003-10-16 | Bosch Gmbh Robert | Einspritzeinrichtung und Verfahren zum Einspritzen von Fluid |
US7252072B2 (en) * | 2003-03-12 | 2007-08-07 | Cummins Inc. | Methods and systems of diagnosing fuel injection system error |
DE102004057610A1 (de) * | 2004-11-29 | 2006-06-01 | Fev Motorentechnik Gmbh | Kraftstoff-Injektor |
US20060202053A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-14 | Gibson Dennis H | Control valve assembly and fuel injector using same |
CN104879258A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-09-02 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种液压放大式超高压燃油供给装置 |
CN109869251A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-06-11 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种液力耦合喷油器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5632444A (en) * | 1995-04-13 | 1997-05-27 | Caterpillar Inc. | Fuel injection rate shaping apparatus for a unit injector |
EP0816670A1 (en) * | 1996-07-02 | 1998-01-07 | Siemens Automotive Corporation | Piezoelectric controlled common rail injector with hydraulic amplification of piezoelectric stroke |
US5954030A (en) * | 1994-12-01 | 1999-09-21 | Oded E. Sturman | Valve controller systems and methods and fuel injection systems utilizing the same |
US5964406A (en) * | 1998-05-28 | 1999-10-12 | Caterpillar Inc. | Valve area scheduling in a double acting piston for a hydraulically-actuated fuel injector |
US5967413A (en) * | 1998-02-11 | 1999-10-19 | Caterpillar Inc. | Damped solenoid actuated valve and fuel injector using same |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2558789A1 (de) | 1975-12-24 | 1977-07-14 | Bosch Gmbh Robert | Hochdruck-kraftstoffeinspritzeinrichtung fuer dieselmotoren |
GB2009842B (en) | 1977-12-09 | 1982-03-03 | Lucas Industries Ltd | Fuel injection system |
JPH071623B2 (ja) * | 1987-06-30 | 1995-01-11 | 九州日立マクセル株式会社 | デイスククリ−ナ |
JPS6424778A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-26 | Brother Ind Ltd | Input device |
JPH03260369A (ja) * | 1990-03-09 | 1991-11-20 | Isuzu Motors Ltd | 蓄圧式燃料噴射装置 |
RU2085757C1 (ru) | 1991-10-11 | 1997-07-27 | Катерпиллар Инк. | Блок привода и клапана для форсунки с гидравлическим приводом и электронным управлением |
JP2885076B2 (ja) * | 1994-07-08 | 1999-04-19 | 三菱自動車工業株式会社 | 蓄圧式燃料噴射装置 |
US5732679A (en) * | 1995-04-27 | 1998-03-31 | Isuzu Motors Limited | Accumulator-type fuel injection system |
US5826561A (en) * | 1996-12-10 | 1998-10-27 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for injecting fuel using control fluid to control the injection's pressure and time |
DE19742320A1 (de) * | 1997-09-25 | 1999-04-01 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzventil |
-
1999
- 1999-10-22 DE DE19951005A patent/DE19951005A1/de not_active Ceased
-
2000
- 2000-10-17 AT AT00984833T patent/ATE292753T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-10-17 JP JP2001531973A patent/JP2003512564A/ja active Pending
- 2000-10-17 DE DE50009990T patent/DE50009990D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-17 CZ CZ20012236A patent/CZ296994B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-10-17 WO PCT/DE2000/003657 patent/WO2001029409A1/de active IP Right Grant
- 2000-10-17 EP EP00984833A patent/EP1144859B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-17 US US09/868,004 patent/US6626369B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-17 CN CNB008022623A patent/CN1158460C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5954030A (en) * | 1994-12-01 | 1999-09-21 | Oded E. Sturman | Valve controller systems and methods and fuel injection systems utilizing the same |
US5632444A (en) * | 1995-04-13 | 1997-05-27 | Caterpillar Inc. | Fuel injection rate shaping apparatus for a unit injector |
EP0816670A1 (en) * | 1996-07-02 | 1998-01-07 | Siemens Automotive Corporation | Piezoelectric controlled common rail injector with hydraulic amplification of piezoelectric stroke |
US5967413A (en) * | 1998-02-11 | 1999-10-19 | Caterpillar Inc. | Damped solenoid actuated valve and fuel injector using same |
US5964406A (en) * | 1998-05-28 | 1999-10-12 | Caterpillar Inc. | Valve area scheduling in a double acting piston for a hydraulically-actuated fuel injector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003512564A (ja) | 2003-04-02 |
DE50009990D1 (de) | 2005-05-12 |
EP1144859A1 (de) | 2001-10-17 |
CZ20012236A3 (cs) | 2002-06-12 |
WO2001029409A1 (de) | 2001-04-26 |
CN1158460C (zh) | 2004-07-21 |
DE19951005A1 (de) | 2001-04-26 |
US6626369B1 (en) | 2003-09-30 |
CN1327512A (zh) | 2001-12-19 |
ATE292753T1 (de) | 2005-04-15 |
EP1144859B1 (de) | 2005-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6513497B1 (en) | Fuel injection system for internal combustion engines | |
US6619263B1 (en) | Fuel injection system for an internal combustion engine | |
US20030146305A1 (en) | Directly controlled fuel injection device for a reciprocating internal combustion engine | |
JP2001505975A (ja) | 燃料噴射弁 | |
KR20010043493A (ko) | 연료 분사 시스템 | |
JPH06299928A (ja) | 内燃機関の燃料噴射装置 | |
JP4567264B2 (ja) | 燃料噴射の実施のための方法及び装置 | |
US20050252490A1 (en) | Method and device for shaping the injection pressure in a fuel injector | |
KR20010021360A (ko) | 엔진용 연료 분사 장치 및 방법 | |
US20030127539A1 (en) | Injection device and method for injecting a fluid | |
WO2006038636A1 (ja) | 燃料噴射装置 | |
EP1613855B1 (de) | Kraftstoffinjektor mit leckagefreiem servoventil | |
CZ296994B6 (cs) | Vstrikovací zarízení a zpusob vstrikování fluida | |
US20060065241A1 (en) | Fuel injection system for internal combustion engine | |
US6520151B2 (en) | Fuel injection system with common actuation device and engine using same | |
JP2005531726A (ja) | 燃料噴射システム | |
JP2003515047A (ja) | 液体を制御するための弁 | |
KR20010080112A (ko) | 연료 분사 장치 | |
CZ20022394A3 (en) | Injection device and method for injecting a fluid | |
WO2006033469A1 (ja) | 燃料噴射装置 | |
US6568369B1 (en) | Common rail injector with separately controlled pilot and main injection | |
US6718947B1 (en) | Fuel injection method and systems for an internal combustion engine | |
JP4571771B2 (ja) | 噴射装置 | |
JP2002188542A (ja) | モジュール式に形成された、燃料を噴射するためのインジェクタ | |
JP2004506839A (ja) | 燃料噴射装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20091017 |