HU216999B - Fluidanyag-befecskendező - Google Patents

Fluidanyag-befecskendező Download PDF

Info

Publication number
HU216999B
HU216999B HU9501725A HU9501725A HU216999B HU 216999 B HU216999 B HU 216999B HU 9501725 A HU9501725 A HU 9501725A HU 9501725 A HU9501725 A HU 9501725A HU 216999 B HU216999 B HU 216999B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
valve
injector
injector according
gas
electromagnet
Prior art date
Application number
HU9501725A
Other languages
English (en)
Other versions
HUT72529A (en
HU9501725D0 (en
Inventor
Barry Richard Neumann
Original Assignee
Transcom Gas Technologies Pty Ltd.
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
Application filed by Transcom Gas Technologies Pty Ltd. filed Critical Transcom Gas Technologies Pty Ltd.
Publication of HU9501725D0 publication Critical patent/HU9501725D0/hu
Publication of HUT72529A publication Critical patent/HUT72529A/hu
Publication of HU216999B publication Critical patent/HU216999B/hu

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
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248Injectors
    • F02M21/0257Details of the valve closing elements, e.g. valve seats, stems or arrangement of flow passages
    • F02M21/026Lift valves, i.e. stem operated valves
    • F02M21/0263Inwardly opening single or multi nozzle valves, e.g. needle valves
    • F02M21/0266Hollow stem valves; Piston valves; Stems having a spherical tip
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/024Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • 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
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248Injectors
    • F02M21/0251Details of actuators therefor
    • F02M21/0254Electric actuators, e.g. solenoid or piezoelectric
    • 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
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0635Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding
    • F02M51/0642Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto
    • F02M51/0653Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto the valve being an elongated body, e.g. a needle valve
    • 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
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0635Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding
    • F02M51/0642Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto
    • F02M51/0653Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto the valve being an elongated body, e.g. a needle valve
    • F02M51/0657Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto the valve being an elongated body, e.g. a needle valve the body being hollow and its interior communicating with the fuel flow
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

A találmány tárgya gázbefecskendező (10) gázüzemű belső égésűmőtőrőkhőz. A gázbefecskendezőnek (10) szelepe (12) van, amely első,zárt helyzetében egy szelepülékre (14) fekszik fel, amely helyzetben agáz nem tűd a befecskendezőn átáramlani, egy másődik, nyitőtthelyzetbe mőzgatható, amelyben a szelep (12) a sze- lepülékről (14)elemelt helyzetben van, és a gáz a befecskendezőn (10) át tűdáramlani. A befecskendezőnek (10) a szelepet (12) villamős áramhatására első helyzetéből másődik helyzetébe mőzgató elektrőmágnese(16) van. A villamős áram vezérlésével a befecskendezővel (10) a belsőégésű mőtőrba pőntősan szabályőzőtt mennyiségű gáz jűttatható. Aszelepnek (12) kúpős szeleptányérja, valamint üreges, hősszúkásszelepszára (20) van. A szelepszár (20) egyik végén egy első nyílás(22), és másik végén hárőm sűgárirányú nyílással (24) kialakítőttmásődik nyílása van a gáznak a szelepen (12) történő átbőcsátására. Aszelep (12) egyik végén egy gyűrű alakú karima (30) van, amely azelektrőmágnes hőmlőklapjával van szemben, és amely mágneses anyagbólvan, és az elektrőmágnes (16) mágneskörének részét alkőtja. Abefecskendezőnek (10) mágneses anyagból lévő külső háza (50) van,amelynek a fala közvetlenül az elektrőmágnes (16) tekercse (32)mellett van, így a vasmaggal (34) és a gyűrű alakú karimával (30)együtt a mágneskör részét képezi. ŕ

Description

A találmány tárgya fluidanyag-befecskendező szabályozott mennyiségű, nagynyomású fluid anyag szállítására, egy, a befecskendező kimenetét első helyzetében lezáró, második helyzetében kinyitó szelepe van, a szelepnek hosszúkás, üreges szelepszára van, a szelepszára mindkét végének közelében egy-egy nyílás van, a szelepet villamos vezérlőjelre az első helyzetéből a második helyzetébe mozgató elektromágnese van, a szelep a befecskendezőbe elcsúsztathatóan van beszerelve.
A jelen leírás során alkalmazott „fluid” fogalom alatt bármilyen áramló közeget, beleértve a folyadékot vagy gázt, értjük annak ellenére, hogy a leírás során elsősorban gázt szállító eszközöket említünk.
A még függő PCT/AU92/00575 nemzetközi szabadalmi bejelentésben egy gázüzemű belső égésű motorhoz gáz halmazállapotú tüzelőanyag-továbbító rendszer van ismertetve. A rendszerben több gázbefecskendező van alkalmazva a gáz halmazállapotú tüzelőanyagnak a motor egyes hengereibe, a gyújtási forrásnak a közelébe történő szabályozott mennyiségű bejuttatására. A gáz halmazállapotú tüzelőanyag-továbbító rendszert egy, a motort vezérlő egység működteti, amely az egyes befecskendezőket a motor különböző működési paramétereinek a függvényében, beleértve a motor fordulatszámát és a terhelés mértékét, közvetlenül vezérli. A motort vezérlő egység kiszámítja az egyes befecskendezők működési idejét annak érdekében, hogy a motor egyes hengereibe pontosan szabályozott mennyiségű tüzelőanyagot vezessenek, és így az adott sebességen és terhelésnél optimális működési viszonyokat érjenek el.
Az ismert fluidanyag-befecskendezők nem voltak megfelelők a fenti, gáz halmazállapotú tüzelőanyag-továbbító rendszerhez. Különösen az ismert befecskendezők nyitási és zárási ideje nagyon lassú volt, vagy az átbocsátóit mennyiség volt túlságosan kevés az egyes hengerekhez szükséges pontosan szabályozott és megfelelő mennyiségű gáz halmazállapotú tüzelőanyaghoz képest.
A találmány elé célul tűztük ki egy olyan fluidanyag-befecskendező kidolgozását, amellyel a korábbi befecskendezők hátrányait legalább részben ki tudjuk küszöbölni.
A kitűzött célt a jelen találmány szerint úgy értük el, hogy a szelepszámak az elektromágnes véglapja felőli végén, a véglap előtt, annak közelében mágneses anyagból lévő karimája van, amely az elektromágnes mágneskörében a horgonyt alkotja, az elektromágnes tekercse egy helyben maradó üreges mágneses magra van tekercselve, amely üreg közlekedőkapcsolatban áll a vele egytengelyű szelepszár üregével, a befecskendezőnek továbbá mágneses anyagból lévő külső háza van, a külső ház fala közvetlenül a tekercs felett van, amely a mágneses maggal és a karimával az elektromágnes mágneskörét alkotja, továbbá mind a mágneses magnak, mind a külső háznak hengeres kialakítása van, és a szelepszáron lévő karima gyűrű alakú, amely a mágneses mag véglapjával párhuzamos.
Egy előnyös kiviteli alak szerint a mágneses mag véglapja és a szelepszáron lévő karima között egy nem mágneses elválasztóelem van.
Célszerűen a gyűrű alakú karima és a mágneses mag véglapja közötti légrés a szelepnek a szelepünkről a második helyzetébe történő elemelése szükséges mértékének és a nem mágneses elválasztóelem vastagságának együttes mérete.
A gyűrű alakú karima külső átmérője előnyösen úgy van méretezve, hogy a mágneses mag külső felülete és a külső ház belső felülete közötti sugárirányú távolság nagyobb, mint a légrés, és a gyűrű alakú karima profilja elkeskenyedik.
A találmány szerinti megoldás alaposabb megismerése érdekében a fluidanyag-befecskendező előnyös kiviteli alakjait az alábbiakban a mellékelt rajzok alapján ismertetjük részletesebben, ahol az
1. ábra a találmány szerinti fluidanyag-befecskendező előnyös kiviteli alakjának oldalmetszete; a
2. ábra a találmány szerinti fluidanyag-befecskendező egy második kiviteli alakjának oldalmetszete; a
3. ábra a 2. ábrán bemutatott befecskendezőszelep részének felnagyított képe; a
4. ábra a 3. ábra A-A metszete; az
5a. és 5b. ábrák az 1. ábrán bemutatott befecskendezőn folyó villamos áramnak és gázáramnak az időbeni jelleggörbéje.
Jóllehet az alábbi leírás gázbefecskendezőre vonatkozik, amelyet egy gázüzemű belső égésű motor gázbevezetésére használunk, de nyilvánvaló, hogy kisebb változtatásokkal számos más célra is használható, például az élelmiszer-feldolgozó iparban folyékony élelmiszertermékek pontosan adagolt mennyiségének a szállítására is alkalmazható.
A találmány szerinti fluidanyag-befecskendező az
1. ábrán látható 10 gázbefecskendező. A 10 gázbefecskendezőnek 12 szelepe van, amely az ábrán feltüntetett első, zárt helyzetben egy 14 szelepülékre fekszik fel, amely helyzetben a gáz nem tud a befecskendezőn átáramlani. A 12 szelep egy második, nyitott helyzetbe mozgatható, amikor is elemelkedik a 14 szelepünkről, és lehetővé válik a gáznak a 10 befecskendezőn történő átáramlása. A 10 befecskendezőnek továbbá a 12 szelepet villamos vezérlőjel hatására az első helyzetéből a második helyzetébe mozgató 16 elektromágnese van. A villamos áram vezérlésével pontosan szabályozott gázmennyiséget lehet bejuttatni a belső égésű motorba.
A 12 szelepnek kúpos 18 szeleptányéija és üreges, hosszúkás 20 szelepszára van, amelynek egyik, a 18 szeleptányérral ellentétes végén egy első 22 nyílás és a 18 szeleptányér felőli végének közelében második 24 nyílás is van. Ez a második 24 nyílás célszerűen három sugárirányú nyílásból áll, amely nyílások lehetővé teszik a gáznak a 12 szelepen keresztül történő átáramlását. A 12 szelepnek egy üreges 20 szelepszára van, ezáltal annak tömege jelentősen csökkenthető. A kis tömegre a 10 befecskendező gyors működése érdekében van szükség, valamint, hogy csökkenthető legyen a 14 szelepülékre történő ütődés ereje. A 12 szelep egy külső 50 ház belső falához 26 perselyekben elcsúsztathatóan van felfogva. A 20 szelepszámak a 16 elektromágnes 28 véglapjával
HU 216 999 Β szemben lévő egyik végén egy gyűrű alakú 30 karima van. A gyűrű alakú 30 karima mágneses anyagból van, amely a működtető 16 elektromágnes mágneskörében a horgonyt alkotja.
A 12 szelep előnyösen két részből van kialakítva, amelynél az egyik részt a 20 szelepszár és a kemény, kopásálló anyagból, mint például szerszámacélból lévő kúpos 18 szeleptányér alkotja. A gyűrű alakú 30 karima alkotja a másik részt, amely lágy mágneses anyagból van. Egy további lehetőség szerint a 20 szelepszár és a kúpos 18 szeleptányér is különböző anyagból van, így kopás esetén a 18 szeleptányér cserélhető anélkül, hogy az egész 12 szelepet ki kellene cserélni.
A működtető 16 elektromágnesnek egy helyben maradó 34 vasmag köré tekercselt 32 tekercse van. A 34 vasmagnak üreges belseje van, amely a fluid anyaggal a 20 szelepszár üregével közlekedik. így a 10 befecskendező 36 bevezetésén keresztül gázt bevezetve, az a 34 vasmag üregén és a 20 szelepszáron keresztül áramlik a 38 kivezetéshez abban az esetben, ha a 10 befecskendező bekapcsolt állapotban van, vagyis ha a 12 szelep a 14 szelepünkről a második helyzetébe el van emelve. Helytakarékosság szempontjából a 32 tekercset közvetlenül a 34 vasmagra tekercseljük. A 34 vasmag 28 véglapja mellett egy 40 támlap van, amely a 32 tekercs szélét támasztja. A 34 vasmag a 32 tekercs által keltett hő elvezetéséhez kiváló hűtőtestként szolgál, mivel a 34 vasmag középső üregén gáz áramlik.
Ismert jelenség az elektromágneseknél, hogy már kikapcsolt áram mellett is a maradék mágnesség (remanencia) képes a szelepet biztosan nyitott helyzetében megtartani. Annak érdekében, hogy a maradék mágnesség hatását csökkentsük, a 34 vasmag 28 véglapja és a szelep gyűrű alakú 30 karimája közé egy vékony, nem mágneses anyagból lévő 42 elválasztógyűrű van beiktatva.
A működtető 16 elektromágnes és a 12 szelep közé, a 34 vasmag furatába, egy 44 nyomórugó van beiktatva, és ez a 12 szelepet az első, zárt helyzetébe feszíti. A 44 nyomórugó lehetőleg könnyű kell hogy legyen annak biztosítása érdekében, hogy saját rezonancíafrekvenciája sokkal nagyobb legyen, mint a szelep nyitási ideje, ami általában 1 ms (átalakítva frekvenciára, a jellemző periódusidő 2 ms, ami hozzávetőlegesen 500 Hz-nek felel meg, a legrosszabb a 250 Hz-hez képest). A 44 nyomórugó önfrekvenciája például 9,8 kHz, ami hozzávetőlegesen hússzorosa a szelep nyitási frekvenciájának, és így a rezonancia nem okozhat rugótörést.
A 14 szelepüléket egy kívülről állítható 46 beállítószerv tartja, amivel a 12 szelep elemelési mértéke beállítható, és így a gáz a 10 befecskendező nyitott állapotában átáramlik. A 46 beállítószerv furata és a 14 szelepülék között kis sugárirányú rés van, így a 14 szelepünknek önbeálló lehetőséget biztosít a 18 szeleptányérhoz képest, ami elősegíti a 18 szeleptányémak a 14 szelepülékre való gyorsabb felülését. A 14 szelepünk és a 46 beállítószerv, valamint a befecskendező külső 50 háza között egy rugalmas anyagból lévő 48 O gyűrű biztosítja a tömítést.
A 10 befecskendező külső 50 háza mágneses anyagból van, amelynek a fala közvetlenül a 32 tekercs felett van oly módon, hogy az a 34 vasmaggal és a gyűrű alakú 30 karimával együtt a befecskendező mágneskörének részét alkotja. Ebben a kiviteli alakban mind a 34 vasmag, mind a külső 50 ház lényegében hengeres kialakítású. Annak érdekében, hogy a 34 vasmag 28 véglapja és a külső 50 ház közötti mágneses szórást minimális értéken lehessen tartani, a gyűrű alakú 30 karima átmérője úgy van méretezve, hogy a 34 vasmag külső kerületi felülete és a külső 50 ház belső kerületi felülete közötti sugárirányú távolság hozzávetőlegesen 2,5-szerese a szelep elemelése mértékének, és a 42 elválasztógyűrű vastagságának. A 34 vasmag és a külső 50 ház között helyezkedik el a 32 tekercs, ami bekapcsolt állapotban az egyes menetek mágneses terét együttesen egyetlen mágneses fluxussá tömöríti a 34 vasmagba, a gyűrű alakú 30 karimába, a külső 50 házba és a légrésekbe. A 12 szelep gyűrű alakú 30 karimájának profilja elvékonyodik annak érdekében, hogy ugyanolyan mágneskörszakasz legyen a 34 vasmag külső átmérőjén kívüli részen. Ez szintén hozzájárul a 12 szelep tömegének a csökkentéséhez.
Annak érdekében, hogy a teljes légrést lecsökkentsük, a gyűrű alakú 30 karima és a 34 vasmag 28 véglapja közötti nagyobb távolság akkora kell hogy legyen, amekkora a szelep kívánt elemeléséhez szükséges, vagyis, hogy a kívánt elemelés jöjjön létre a kívánt fluid anyag átáramlásához. A maradó teljes légrés a 42 elválasztógyűrűhöz szükséges, és megmarad még a gyűrű alakú 30 karima, valamint a külső 50 ház belső kerülete közötti sugárirányú légrés. A teljes légrés csökkenésével csökkenhet a 32 tekercshez szükséges menetszám, ami kívánatos, különösen, mivel ha az elektromágnes mérete növekszik, akkor annak méretei a 10 befecskendező tulajdonságait hátrányosan befolyásolják.
Az 1. ábra szerinti befecskendezőben a szelepülék és a szeleptányér ismételt összeütődése következtében azok jelentős kopásnak vannak kitéve, az injektor élettartama során több mint 1000x106 ciklus megy végbe. A befecskendező egy második kiviteli alakjában, amelyet a 2., 3. és 4. ábrákon tüntettünk fel, a befecskendező szelepét úgy terveztük át, hogy kiküszöböljük a szelepülék és a szeleptányér ismételt összeütődését. Az 1. ábrán látható alkatrészekkel azonos alkatrészeket azonos hivatkozási számmal láttuk el. A 2. és 3. ábrákon látható 10 gázbefecskendezőnek 12 szelepe van. A 12 szelep első helyzetében (amint az ábrán látható) a 15 nyílás zárva van, a fluid anyagnak a befecskendezőn át történő átáramoltatásának meggátlására, és egy második helyzetbe csúszhat, amelyben a 15 nyílás kinyílik, és a fluid anyag át tud áramlani a 10 befecskendezőn. Egy nem mágneses anyagból, előnyösen fémből lévő gyűrűből kialakított 118 ütköző korlátozza a 12 szelep mozgását.
A 12 szelep a 2. és 3. ábrák szerinti kiviteli alakban egy üreges, hosszúkás 20 szelepszárral rendelkezik, amelynek mindkét vége nyitott annak érdekében, hogy a 12 szelepen keresztül tudjon áramolni a gáz. A 12 szelepet egy üreges 20 szelepszárral kialakítva, a 12 szelep tömege csökkenthető. A kis tömeg azért kívánatos, hogy a 10 befecskendezőnek gyors működési ideje legyen, és hogy lecsökkentsük a 118 ütköző ütközési erejét.
HU 216 999 Β
A 20 szelepszár csúsztathatóan van egy 122 perselybe behelyezve, amely 122 perselynek az oldalfalába egy, a 2, és 3. ábrákon jól látható 15 nyílás van kialakítva. A 20 szelepszámak két 124 csúszófelülete van, amelyek sugárirányban átfedik a 122 persely belső felületét annak érdekében, hogy rendkívül jó illeszkedés jöjjön létre. A 20 szelepszár és a 122 persely közötti csúszási súrlódás minimális a két alkatrész közötti, a 20 szelepszár hosszának legnagyobb részén lévő 26 kenőanyaghézag következtében. A 122 perselynek több kerületi 27 hornya van, amelyekben rugalmas 48 O gyűrűk helyezkednek el, amint az a 2. és 3. ábrán látható, a 122 perselynek a befecskendező külső 50 házában történő felfogásához. A 48 O gyűrűk a 122 perselynek a deformálását minimálisra csökkentik abban az esetben, ha a külső 50 házra külső erők hatnak.
A 122 perselyben a 124 csúszófelületekkel szemben 29 tömítőeszközök vannak a 26 téren belüli kenőanyag tárolására. A 20 szelepszárban egy horony és 31 nyílások vannak a 122 perselyben lévő 15 nyílás mellett annak érdekében, hogy a 29 tömítések egyikén fellépő differenciális nyomást csökkentsük. A 122 perselyben egy vagy több 33 kenőnyílás van kialakítva, és a külső 50 házon kenőanyag-karbantartás céljából egy 35 kenőanyagtöltő hely van kialakítva.
A 122 perselyt egy kívülről hozzáférhető 46 beállítószerv tartja olyan helyzetben, amelyben a 20 szelepszár vége — zárt vagy első helyzetében - a 15 nyílást átfedi. A 15 nyíláson maximális folyadékáramlási teret úgy lehet biztosítani, hogy a 122 persely falában három sugárirányú rést alakítunk ki, amint az legjobban a 3. ábrán látható. A 15 nyílás sugárirányú rései egy körfűrésszel készíthetők, amely a 122 persely falát sugárirányban átvágja, csupán kis 47 áthidaló részeket hagyva. A bemutatott kiviteli alaknál a sugárirányú 15 rések a 122 persely falában tengelyirányban egy vonalba esnek. Szükség esetén azonban az egyes rések tengelyirányban eltolhatok két egymás melletti réshez képest, így a sugárirányú áramlási útvonal része három lépésben növelhető a 12 szelep elemelésétől függően. A 12 szelep elemelését a gyűrű alakú 30 karima nyitott helyzete és a 118 ütköző közötti távolság határozza meg. Az áramlási rész azonos befecskendezőknél azonos lehet akkor, ha a 20 szelepszár teljesen kinyitja a 15 réseket, vagyis a szelep elemelése nagyobb, mint a járat szélessége és átfedése (zárt helyzetben).
Egyéb vonatkozásokban a 2-4. ábrákon bemutatott befecskendező azonos az 1. ábrán bemutatottal, és ezeket a részeket nem ismertetjük újra. A leírás következő része a befecskendező mindkét kiviteli alakjára vonatkozik. A 10 befecskendező tervezése során több megközelítés elvégzésére lehet szükség a vasmag méretének a meghatározására, a tekercs menetszámának a meghatározására és a nyomórugó merevségére vonatkozóan. Gyors nyitási időre van szükség ahhoz, hogy a feltételezetten azonos befecskendezők közötti változtatásokat minimálisra csökkentsük, valamint, hogy biztosítsuk valamennyi hengerbe a kívánt mennyiségű gáz bejuttatását. Ezen túlmenően a befecskendező nyitási ideje rövid kell hogy legyen a maximális bekapcsolási időhöz képest annak megakadályozása céljából, hogy nagy motorfordulatszámoknál az azonos befecskendezők önmagukat átfedjék. A befecskendező méretezési eljárása a kívánt nyílásméret meghatározásával kezdődik, amely függ attól a sebességtől, amelyen a motor a legnagyobb teljesítményt adja le, és a szállítandó gáz mennyiségétől. Egyenletes áramlás biztosítható azáltal, hogy a kívánt gázmennyiséget felosztjuk a rendelkezésre álló bevezetési idővel, ami hozzávetőlegesen egyenlő a motor teljes körülfordulásának 0,6-szeresével.
A nyílást úgy méretezzük, hogy az a hangsebesség tartományában működjön, így a várható visszanyomásváltozások nem befolyásolják a gáz áramlását. A gáz bevezetési nyomása és a szelepülék átmérője olyan értékekre van beállítva, ami a szelep 1 mm nagyságrendű elemelését teszi szükségessé. A kúpos 18 szeleptányér és a 14 szelepülék közötti gyűrű alakú rést úgy méretezzük, hogy ugyanaz a tér álljon rendelkezésre, mint a 14 szelepülék nyílásán keresztül akkor, amikor a 12 szelep elemeit helyzetében van. A gáz nyomása általában 700-800 kPa. A legnagyobb megengedhető visszanyomás 0,544-szerese az abszolút gáznyomásnak (a 0,544 függvénye a gáz összetételének, jóllehet ez a szám a földgázra érvényes, amint az a termodinamika elméletéből levezethető). Abban az esetben, ha a nyílás méretét már meghatároztuk, akkor a szelepülék átmérője és területe már ismert, a gáznyomás és a minimális visszanyomás be van állítva, és a szelep zárva tartásához szükséges gáznyomás számítható, amelyet a szelep nyitása le kell hogy küzdjön.
A befecskendező gyors nyitásának elősegítéséhez, miközben a tekercs által létrehozott villamos melegítést minimálisra csökkentjük, különleges vezérlőáramkör (nincs ábrázolva) van alkalmazva, amely a 32 tekercsre teljes feszültséget (24 volt) kapcsol, 4 A áramcsúcsot enged meg, és leszabályozza az áramot 1 A-re a kikapcsolásig. Nyilvánvalóan ezek az áramértékek különböző méretű befecskendezőknél változhatnak. Az áram növekedhet az alkalmazott feszültségtől függően, a tekercs ellenállásának és a befecskendező induktivitásának megfelelően. A befecskendező induktivitása arányos a menetszám négyzetével és a mágneses körrel, osztva a légréssel és a tekercs ellenállásával. Mindezek a változók egy szimulátorprogramban kezelhetők, és kísérleti értékeken rögzíthetők. A program fut, és ha elegendő erő lép fel elegendő időn keresztül, akkor az a 12 szelepet elemeli annyira, amíg a gyűrű alakú 30 karima a 42 elválasztógyűrűn keresztül érintkezésbe nem lép a 34 vasmaggal. A menetszám változtatásával az áram úgy van beállítva, hogy az akkor élje el a 4 A-t, amikor a szelep éppen teljesen kinyit (legkedvezőtlenebb eset).
Az 5 a. ábra a vezérlőáramkör által a 32 tekercsben létrehozott áram változását szemlélteti. A vezérlőáramkör egy villamos vezérlőjelet állít elő a 32 tekercs számára, és úgy van kialakítva, hogy a vezérlőáram gyorsan növekedjen a maximális értékre (4 A), hogy a szelepet gyorsan nyitott helyzetébe állítsa. A villamos vezérlőjelet a 32 tekercsre egy 52 villamos érintkezőn keresztül vezetjük. Amint az az 5a. ábrán látható, az áram görbéjében a mágneses áramkör induktivitásának változása következtében egy visszaesés látható. Amikor a 12 szelep
HU 216 999 Β már nyitott helyzetében van, akkor a vezérlőáram gyorsan visszaesik egy minimális értékre (1 A), ami ahhoz szükséges, hogy a szelepet nyitott helyzetében megtartsa. A vezérlőáramot egy előre meghatározott időtartamra tartjuk fent, ami ahhoz szükséges, hogy elérjük a befecskendező kívánt működési idejét, és egy pontosan szabályozott mennyiségű gázt lehessen a megfelelő hengerbe bejuttatni. Az 5b. ábrán a 12 szelep első helyzetéből második helyzetébe történő mozgása alatti átáramló gázmennyiség változása van ábrázolva. Kezdetben nagy a gázáramlás, amint a szeleptányér elemelkedik a 14 szelepünkről, ezt követi egy rövid idejű lecsökkent áramlás a gáznak a befecskendező házán és a tápvezetékeken belüli kitágulása következtében, valamint a szabályozó működésének rövid késése miatt. Ezt egy egyenletes áramlási tartomány követi, amelyben a gáz a befecskendezőn állandó mennyiségben áramlik keresztül mindaddig, ameddig a vezérlőáramot le nem kapcsoljuk.
A fentiekben a fluidanyag-befecskendező előnyös kiviteli alakjait részletesen ismertettük, látható azonban, hogy az ismertetett gázbefecskendezőnek a hasonló, korábbi befecskendezőkhöz képest jelentős előnyei vannak. Különösen a befecskendező mechanikai szerkezetének és mágneses körének a gondos tervezésével minimális működési idők érhetők el a befecskendezett fluid anyagnak pontos, szabályozott mennyiségben történő bejuttatásához, vagyis a gyártási toleranciákat minimális értéken kell tartani.
A szakmában jártas villamos és gépész szakemberek számos módosítást és változatot javasolhatnak a fentebb ismertetekkel kapcsolatban anélkül, hogy a találmány alapgondolatától eltérnének. Például a fluid anyagnak a befecskendezőn keresztüli áramlási útja a bemutatottól jelentősen eltérhet annak érdekében, hogy különböző áramlási tulajdonságokkal rendelkező fluid anyagokhoz, például folyadékokhoz legyen alkalmas. Valamennyi ilyen változat és módosítás a találmány körén belül értendő, amely találmány a fenti leíráson és az ehhez fűzött szabadalmi igénypontokban van meghatározva.

Claims (13)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK
1. Fluidanyag-befecskendező (10) szabályozott mennyiségű, nagynyomású fluid anyag szállítására, egy, a befecskendező (10) kimenetét (10) első helyzetében lezáró, második helyzetében kinyitó szelepe (12) van, a szelepnek (10) hosszúkás, üreges szelepszára (20) van, a szelepszára (20) mindkét végének közelében egy-egy nyílás (22, 24) van, a szelepet (12) villamos vezérlőjelre az első helyzetéből a második helyzetébe mozgató elektromágnese (16) van, a szelep (12) a befecskendezőbe (10) elcsúsztathatóan van beszerelve, azzal jellemezve, hogy a szelepszámak (20) az elektromágnes (16) véglapja (28) felőli végén, a véglap (28) előtt, annak közelében mágneses anyagból lévő karimája (30) van, amely az elektromágnes (16) mágneskörében a horgonyt alkotja, az elektromágnes (16) tekercse (32) egy helyben maradó, üreges mágneses magra (34) van tekercselve, amely üreg közlekedőkapcsolatban áll a vele egytengelyű szelepszár (20) üregével, a befecskendezőnek (10) továbbá mágneses anyagból lévő külső háza (50) van, a külső ház (50) fala közvetlenül a tekercs (32) felett van, amely a mágneses maggal (34) és a karimával (30) az elektromágnes (16) mágneskörét alkotja, továbbá mind a mágneses magnak (34), mind a külső háznak (50) hengeres kialakítása van, és a szelepszáron (20) lévő karima (30) gyűrű alakú, amely a mágneses mag (34) véglapjával (28) párhuzamos.
2. Az 1. igénypont szerinti befecskendező, azzal jellemezve, hogy a mágneses mag (34) véglapja (28) és a szelepszáron (20) lévő karima (30) között egy nem mágneses elválasztóelem (42) van.
3. A 2. igénypont szerinti befecskendező, azzal jellemezve, hogy a gyűrű alakú karima (30) és a mágneses mag (34) véglapja (28) közötti légrés a szelepnek a szelepülékről (14) a második helyzetébe történő elemelése szükséges mértékének és a nem mágneses elválasztóelem (42) vastagságának együttes mérete.
4. A 3. igénypont szerinti befecskendező, azzal jellemezve, hogy a gyűrű alakú karima (30) külső átmérője úgy van méretezve, hogy a mágneses mag külső felülete és a külső ház belső felülete közötti sugárirányú távolság nagyobb, mint a légrés.
5. A 4. igénypont szerinti befecskendező, azzal jellemezve, hogy a gyűrű alakú karima (30) profilja elkeskenyedik.
6. Az 5. igénypont szerinti befecskendező, azzal jellemezve, hogy az elektromágnes (16) és a szelep (12) között egy, a szelepet (12) első helyzetébe előfeszítő nyomórugója (44) van.
7. Az 1. igénypont szerinti befecskendező, azzal jellemezve, hogy a szelep (12) egy perselyben (122) van elcsúsztathatóan elhelyezve, és a nyílás (15) a persely (122) falában van kialakítva.
8. A 7. igénypont szerinti befecskendező, azzal jellemezve, hogy a szelepszámak (20) első és második csúszó felülete (124) van, amely sugárirányban a persely (122) belső felületére laza illesztéssel fekszik fel.
9. A 8. igénypont szerinti befecskendező, azzal jellemezve, hogy a persely (122) falában lévő nyílást (15) több sugárirányú rés alkotja.
10. A 9. igénypont szerinti befecskendező, azzaljellemezve, hogy a perselynek (122) több kerületi hornya (27) van, amelyekbe rugalmas O gyűrűk (48) vannak a perselynek (122) a külső házban (50) való meghelyezésére.
11. Az 1. igénypont szerinti befecskendező, azzal jellemezve, hogy egy, a szelep (12) második helyzetében a fluid anyag átáramlását beállító, kívülről hozzáférhető beállítószerve (46) van.
12. A 1. igénypont szerinti befecskendező, azzal jellemezve, hogy a szelepszár (20) homlokoldalán a szelep (12) első helyzetében a szelepülékhez (14) illeszkedő szeleptányérja (18) van, a szelepüléket (14) a kívülről hozzáférhető beállítószerv (46) tartja.
13. A 12. igénypont szerinti befecskendező, azzal jellemezve, hogy a beállítószervnek (46) központi furata van, amelyben a szelepülék (14) van megtartva, és amelynél a beállítószerv (46) központi furata és a szelepülék (14) között sugárirányú rés van.
HU9501725A 1992-12-21 1993-12-21 Fluidanyag-befecskendező HU216999B (hu)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPL649592 1992-12-21
AUPL649492 1992-12-21
PCT/AU1993/000672 WO1994015092A1 (en) 1992-12-21 1993-12-21 Fluid injector

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU9501725D0 HU9501725D0 (en) 1995-08-28
HUT72529A HUT72529A (en) 1996-05-28
HU216999B true HU216999B (hu) 1999-11-29

Family

ID=25644395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9501725A HU216999B (hu) 1992-12-21 1993-12-21 Fluidanyag-befecskendező

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5794860A (hu)
EP (1) EP0676006A4 (hu)
JP (1) JPH08509648A (hu)
AU (1) AU685418B2 (hu)
BR (1) BR9307704A (hu)
CA (1) CA2151841A1 (hu)
HU (1) HU216999B (hu)
NZ (1) NZ259280A (hu)
RU (1) RU2125180C1 (hu)
WO (1) WO1994015092A1 (hu)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4426006A1 (de) * 1994-07-22 1996-01-25 Bosch Gmbh Robert Ventilnadel für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil und Verfahren zur Herstellung
NL1002330C2 (nl) * 1996-02-13 1997-08-14 Gentec Bv Gasafsluiter.
US5918818A (en) * 1996-05-22 1999-07-06 Denso Corporation Electromagnetically actuated injection valve
FR2768463B1 (fr) * 1997-09-12 1999-12-24 Michel Blandin Procede d'injection indirecte de gaz carburant et de regulation de pression pour moteur a combustion interne
AU749457C (en) * 1997-10-07 2003-08-14 Gas Injection Technologies Pty Limited Vapour fuel injection valve
AUPO964897A0 (en) * 1997-10-07 1997-10-30 Gas Injection Technologies Pty Limited Vapour fuel injection valve
GB2335233A (en) * 1998-02-24 1999-09-15 Hoerbiger Ventilwerke Gmbh Adjustable electromagnetic gas valve eg for i.c. engine fuel injection
US6508418B1 (en) 1998-05-27 2003-01-21 Siemens Automotive Corporation Contaminant tolerant compressed natural gas injector and method of directing gaseous fuel therethrough
US6328231B1 (en) 1998-05-27 2001-12-11 Siemens Automotive Corporation Compressed natural gas injector having improved low noise valve needle
IT1306317B1 (it) * 1998-07-16 2001-06-04 Magneti Marelli Spa Dispositivo di pompaggio ad alta pressione
US6409102B1 (en) * 1999-03-15 2002-06-25 Aerosance, Inc. Fuel injector assembly
US6431474B2 (en) 1999-05-26 2002-08-13 Siemens Automotive Corporation Compressed natural gas fuel injector having magnetic pole face flux director
US6089467A (en) * 1999-05-26 2000-07-18 Siemens Automotive Corporation Compressed natural gas injector with gaseous damping for armature needle assembly during opening
US6422488B1 (en) 1999-08-10 2002-07-23 Siemens Automotive Corporation Compressed natural gas injector having gaseous dampening for armature needle assembly during closing
US6405947B2 (en) 1999-08-10 2002-06-18 Siemens Automotive Corporation Gaseous fuel injector having low restriction seat for valve needle
US6799733B1 (en) 2000-06-28 2004-10-05 Siemens Automotive Corporation Fuel injector having a modified seat for enhanced compressed natural gas jet mixing
DE10103932B4 (de) * 2001-01-30 2010-01-21 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
JP3925091B2 (ja) * 2001-02-28 2007-06-06 株式会社豊田自動織機 容量可変型圧縮機の制御弁及び同制御弁の調整方法
US6928992B1 (en) * 2002-03-15 2005-08-16 Jeremy Holmes Universal injection valve assembly
US7552715B1 (en) 2002-03-15 2009-06-30 Jeremy Holmes Universal injection valve assembly
DE10261610A1 (de) * 2002-12-27 2004-07-08 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Steuern eines Fluids
JP2007500822A (ja) * 2003-06-10 2007-01-18 シーメンス ヴィディーオー オートモティヴ コーポレイション 双極磁気回路を有するモジュラー燃料噴射装置
DE10352502A1 (de) * 2003-11-11 2005-06-02 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Steuern eines Fluids
JP2005291128A (ja) * 2004-04-01 2005-10-20 Nippon Soken Inc インジェクタ
US7735803B2 (en) * 2004-08-12 2010-06-15 Borgwarner, Inc. Low friction sliding valve seal
US8261575B1 (en) 2005-01-18 2012-09-11 Jeremy Holmes Self cooling motor system
DE102005012757A1 (de) * 2005-03-19 2006-09-21 Man B & W Diesel Ag Brennkraftmaschine und Einspritzeinrichtung
DE102006017451A1 (de) * 2006-04-13 2007-10-18 Robert Bosch Gmbh Magnetbaugruppe für ein Magnetventil
US8297532B2 (en) * 2008-06-09 2012-10-30 Caterpillar Inc. Apparatus for cooling a fuel injector
US8191857B2 (en) * 2008-10-09 2012-06-05 Parker-Hannifin Corporation Linear motor valve
US7866301B2 (en) * 2009-01-26 2011-01-11 Caterpillar Inc. Self-guided armature in single pole solenoid actuator assembly and fuel injector using same
US9217511B2 (en) 2012-08-10 2015-12-22 Delavan Inc. Impulse duty cycle valves
DE102013202631A1 (de) * 2013-02-19 2014-08-21 Robert Bosch Gmbh Ventil mit einstellbarem Dichtelement
US9599997B2 (en) * 2014-11-14 2017-03-21 Honeywell International Inc. Feedback-controlled fluid valve
US9840992B2 (en) * 2015-03-06 2017-12-12 Elwha Llc Fuel injector system and method for making air-filled diesel droplets
DE102018221683A1 (de) * 2018-12-13 2020-06-18 Hyundai Motor Company Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs und Kraftstoffeinspritzsystem
CN110566276B (zh) * 2019-09-05 2020-09-25 西安科技大学 一种利用采空区漏风判别煤自燃危险区域的方法
DE102020203582A1 (de) 2020-03-20 2021-09-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gasinjektor zum Einblasen eines gasförmigen Kraftstoffs
DE102021103338A1 (de) 2021-02-12 2022-08-18 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Injektor zum Einblasen von Gas

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1076184A (en) * 1963-05-01 1967-07-19 Ass Eng Ltd Fuel injectors for internal combustion engines
FR2055858A5 (hu) * 1969-08-01 1971-05-14 Sopromi Soc Proc Modern Inject
US4116389A (en) * 1976-12-27 1978-09-26 Essex Group, Inc. Electromagnetic fuel injection valve
DE3120160A1 (de) * 1981-05-21 1982-12-09 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Elektromagnetisch betaetigbares ventil, insbesondere kraftstoffeinspritzventil fuer kraftstoffeinspritzan lagen
JPS5862359A (ja) * 1981-10-12 1983-04-13 Nippon Denso Co Ltd 電磁式燃料噴射弁
US4564145A (en) * 1982-08-04 1986-01-14 Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha Electromagnetic fuel injector
EP0571003B1 (en) * 1987-12-02 1997-07-16 Ganser-Hydromag Ag Electromagnetically operated device for the rapid switch-over of electro-hydraulically actuated fuel injectors
DE3921151A1 (de) * 1989-06-28 1991-01-10 Bosch Gmbh Robert Magnetsystem

Also Published As

Publication number Publication date
EP0676006A4 (en) 1997-12-29
RU2125180C1 (ru) 1999-01-20
AU685418B2 (en) 1998-01-22
CA2151841A1 (en) 1994-07-07
WO1994015092A1 (en) 1994-07-07
AU5804894A (en) 1994-07-19
BR9307704A (pt) 1999-08-31
EP0676006A1 (en) 1995-10-11
HUT72529A (en) 1996-05-28
HU9501725D0 (en) 1995-08-28
US5794860A (en) 1998-08-18
JPH08509648A (ja) 1996-10-15
NZ259280A (en) 1996-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU216999B (hu) Fluidanyag-befecskendező
US4313571A (en) Electromagnetically actuated injector for internal combustion engine
US5304971A (en) High speed miniature solenoid
US4979542A (en) Pulse modulated hydraulic valve
US5141164A (en) Fuel injector
US5289841A (en) Solenoid valve and valve calibrating method
US5392995A (en) Fuel injector calibration through directed leakage flux
US5381966A (en) Fuel injector
US5417403A (en) Captured ring and threaded armature solenoid valve
US4648559A (en) Electromagnetically actuatable fluid valve
JP2004505204A (ja) 燃料噴射弁及びその調整法
WO2018170291A1 (en) Actuator for solenoid operated valve
US20040050978A1 (en) Electromagnetic fuel injection device for internal combustion engine
KR20030036710A (ko) 연료 분사 밸브 및 그 조정 방법
KR20180090842A (ko) 제어 밸브를 포함한 연료 인젝터
EP0908654B1 (en) Flow metering solenoid valve
AU2005287878B2 (en) Gas injector
GB2225810A (en) Electromagnetic valve
US20230272762A1 (en) Solenoid valve
WO2006032098A1 (en) Gas injector
US20230265819A1 (en) Solenoid valve
SU1590602A1 (ru) Устройство дл подачи газа в двигатель внутреннего сгорани
RU2002128911A (ru) Газовый инжектор
JPH0492176A (ja) 電磁弁
JPH07113431B2 (ja) 比例流量制御バルブ

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee