ITRM980487A1

ITRM980487A1 - MAGNETIC CONTROL VALVE FOR DIRECT FUEL INJECTION FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH MULTIPLE CYLINDERS

Info

Publication number: ITRM980487A1
Application number: IT000487A
Authority: IT
Inventors: Ulrich Augustin
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1998-07-22
Publication date: 2000-01-22
Also published as: FR2766523A1; DE19732070A1; GB9815794D0; GB2327713A; DE19732070C2; ITRM980487A0; IT1299574B1; GB2327713B; FR2766523B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: "Valvola a comando magnetico per la iniezione diretta del carburante per motore a combustione interna a più cilindri", accompanying a patent application for an invention entitled: "Magnetic control valve for direct fuel injection for multi-cylinder internal combustion engine",

L'invenzione riguarda una valvola ad iniezione diretta del carburante con un comando a valvola magnetica per un motore a combustione interna a più cilindri, con un pistone di comando e un corpo di valvola cooperante con esso in un involucro di valvola, con un condotto ad alta pressione estendentesi verso il corpo di valvola, che è collegabile all'apertura di quest'ultimo con un condotto di adduzione, che sbocca in una camera di pressione circondante un ago di ugello e con un foro passante estendentesi nel pistone di comando e nel corpo di valvola, attraverso il quale una camera di comando limitata dal pistone di comanda è continuamente collegata con il condotto ad alta pressione con l'inserimento di una strozzatura di afflusso, la camera di comando sollecitata a pressione essendo scaricabile mediante la valvola magnetica che influenza l'iniezione, inoltre con un condotto di ritorno avente un punto di strozzatura. Una valvola di iniezione di carburante del genere, comandata da una valvola magnetica, è nota dalla pubblicazione DE 196 12 738 Al, in cui il pistone di^ comando è guidato con un corpo di valvola integrato in due parti dell'involucro e si trova in collegamento diretto con il lato posteriore dell'ago dell'ugello. Il corpo di valvola è circondato da una camera anulare in cui da un lato sbocca il condotto di adduzione e, dall'altro lato un condotto di ritorno strozzato. The invention relates to a direct fuel injection valve with a magnetic valve drive for a multi-cylinder internal combustion engine, with a control piston and a valve body cooperating therewith in a valve housing, with a duct high pressure extending towards the valve body, which is connectable to the opening of the latter with a supply duct, which opens into a pressure chamber surrounding a nozzle needle and with a through hole extending into the control piston and into the body of valve, through which a control chamber limited by the control piston is continuously connected to the high pressure duct with the insertion of an inflow restriction, the control chamber subjected to pressure being discharged by means of the magnetic valve which influences the injection, furthermore with a return duct having a throttling point. Such a fuel injection valve, controlled by a magnetic valve, is known from DE 196 12 738 A1, in which the control piston is guided with a valve body integrated into two parts of the housing and is located in direct connection with the back side of the nozzle needle. The valve body is surrounded by an annular chamber into which on one side the supply duct opens and, on the other side, a throttled return duct.

Nei sistemi di questo tipo mediante il ritorno strozzato viene continuamente scaricato il condotto ad alta pressione conducente all'ugello di iniezione e precisamente mediante il continuo collegamento del condotto adduzione attraverso la camera anulare con il condotto di ritorno. In systems of this type, the high pressure pipe leading to the injection nozzle is continuously discharged by means of the throttled return, and precisely by means of the continuous connection of the supply pipe through the annular chamber with the return pipe.

L’invenzione si è posta il compito di realizzare, con accorgimenti di basso dispendio strutturale, in ciascuna valvola di iniezione del carburante, del tipo in questione, un miglioramento sostanziale del rendimento complessivo del sistema di iniezione. The invention has set itself the task of achieving, with measures of low structural expenditure, in each fuel injection valve of the type in question, a substantial improvement in the overall efficiency of the injection system.

Per la soluzione del compito servono le caratteristiche indicate nella parte caratterizzante della rivendicazione 1. The characteristics indicated in the characterizing part of claim 1 serve to solve the aim.

Nelle sottorivendicazioni sono indicati ulteriori sviluppi vantaggiosi dell'invenzione. Further advantageous developments of the invention are indicated in the sub-claims.

Mediante gli accorgimenti secondo l'invenzione si evita uno scarico permanente durante l'iniezione e precisamente attraverso il collegamento controllabile tra il condotto di adduzione, conducente verso l'ugello di iniezione e il condotto di ritorno, collegato con il sistema a bassa pressione, ossia uno scarico ha luogo solo tra le iniezione, però non durante l'iniezione stessa. In tale maniera viene ridotta in misura notevole la quantità di riflusso. L'invenzione è illustrato nel disegno e verrà qui di seguito descritta più da vicino con riferimento a due esempi di realizzazione. By means of the devices according to the invention, a permanent discharge during injection is avoided and precisely through the controllable connection between the supply duct, leading towards the injection nozzle and the return duct, connected to the low pressure system, i.e. a discharge takes place only between injections, but not during the injection itself. In this way the amount of reflux is significantly reduced. The invention is illustrated in the drawing and will be described in more detail below with reference to two embodiments.

Nei disegni: In the drawings:

la figura 1 mostra la valvola di iniezione del carburante secondo l'invenzione in sezione longitudinale; Figure 1 shows the fuel injection valve according to the invention in longitudinal section;

la figura 2 rappresenta una vista in sezione, in scala molto ingrandita, della zona superiore della valvola di iniezione del carburante Figure 2 is a sectional view, on a much enlarged scale, of the upper region of the fuel injection valve

la figura 3 mostra un’altra forma di realizzazione della valvola di iniezione del carburante e precisamente anche qui la zona superiore in scala ingrandita. Figure 3 shows another embodiment of the fuel injection valve and precisely here too the upper area on an enlarged scale.

Una valvola 1 per iniezione diretta del carburante, comandata da una valvola magnetica, secondo la figura 1, che viene usata di preferenza per sistemi di iniezione a deposito, funzionanti secondo il principio "Common Rail", di motori a combustione interna a più cilindri, si compone di un involucro in più parti 2, di un pistone di comando 4 scorrevole longitudinalmente in una apertura cilindrica 3 conformata a gradini, dell'involucro 4 della valvola e di un corpo 5 della valvola, cooperante con il detto pistone, nonché di un ago di ugello 6, sollecitato a molla e distanziato dal corpo di valvola 5 e dal pistone di comando 4. A valve 1 for direct fuel injection, controlled by a magnetic valve, according to Figure 1, which is preferably used for deposit injection systems, operating according to the "Common Rail" principle, of multi-cylinder internal combustion engines, consists of a multi-part casing 2, a control piston 4 sliding longitudinally in a stepped cylindrical opening 3, the valve casing 4 and a valve body 5, cooperating with the said piston, as well as a nozzle needle 6, spring-loaded and spaced from the valve body 5 and the control piston 4.

Il corpo di valvola 5 è conformato quale pistone e giace coassialmente al pistone di comando 4 di diametro maggiore, che presenta un foro passante 7, al quale si unisce un foro passante 8 praticato nel corpo di valvola. Il pistone di comando 4 e il pistone di valvola 5 sono sistemati entrambi in una parte in un solo pezzo dell'involucro 2 della valvola . The valve body 5 is shaped like a piston and lies coaxially with the control piston 4 of larger diameter, which has a through hole 7, to which a through hole 8 made in the valve body is joined. The control piston 4 and the valve piston 5 are both arranged in a one-piece portion of the valve housing 2.

Il pistone di comando 4 delimita sul suo lato posteriore una camera di comando 9, in cui sbocca una strozzatura di afflusso 10 del foro passante 7. Mediante la disposizione della strozzatura di afflusso 10 durante lo scarico della camera di comando 9 all'estremità dal lato di alta pressione del pistone della valvola si stabilisce una pressione maggiore che nella camera di comando 9, che comporta un sollevamento del corpo di valvola 5 dalla sua sede 12. The control piston 4 defines on its rear side a control chamber 9, into which an inlet throat 10 of the through hole 7 opens. high pressure of the valve piston establishes a higher pressure than in the control chamber 9, which causes the valve body 5 to lift from its seat 12.

La camera di comando 9 si trova in collegamento, attraverso i due fori di passaggio 7, 8 giacenti coassialmente tra di loro, con un condotto ad alta pressione 11 estendentesi radialmente nell'involucro 2 della valvola. Il pistone della valvola è munito di una superficie conica 13, adattata alla sede conica 12 nell'involucro 2 della valvola. The control chamber 9 is connected, through the two passage holes 7, 8 lying coaxially to each other, with a high pressure duct 11 extending radially in the valve casing 2. The valve piston is provided with a conical surface 13, adapted to the conical seat 12 in the valve housing 2.

A questa forma conica si unisce un perno cilindrico 14, formato nel pistone della valvola e delimita una camera anulare 15, dalla quale si estende un condotto di adduzione 16, che sbocca in una camera di pressione 17 circondante l'ago di ugello 6 sollecitato a molla. This conical shape is joined by a cylindrical pin 14, formed in the valve piston and delimits an annular chamber 15, from which extends a supply duct 16, which opens into a pressure chamber 17 surrounding the nozzle needle 6 stressed to spring.

Secondo la figura 2, il condotto -di adduzione 16 presenta una diramazione 18 con una strozzatura 19 per lo scarico del sistema, che coopera con una scanalatura circonferenziale 20, praticata nella zona superiore del pistone di valvola 5, nel senso di adduzione e di scarico . La scanalatura cìrconferenziale 20 è collegata, attraverso una camera intermedia anulare 21, con un condotto di ritorno 22. According to Figure 2, the supply duct 16 has a branch 18 with a throttle 19 for draining the system, which cooperates with a circumferential groove 20, made in the upper region of the valve piston 5, in the direction of supply and discharge. . The circular groove 20 is connected, through an annular intermediate chamber 21, to a return conduit 22.

La camera intermedia 21 è formata nella stessa misura da uno scalamento 23 del pistone di comando 5 e da uno scalamento 24 del pistone di valvola 4 ed è sostanzialmente più grande della scanalatura cìrconferenziale 20. The intermediate chamber 21 is formed to the same extent by a shift 23 of the control piston 5 and a shift 24 of the valve piston 4 and is substantially larger than the circular groove 20.

Nella posizione illustrata, mediante il pistone 5 giacente sulla sede 12 della valvola viene stabilito un collegamento di scarico aperto dal condotto di adduzione 16 attraverso la strozzatura di scarico 19, la scanalatura cìrconferenziale 20 e la camera intermedia 21, con il condotto di ritorno 22 sul lato a bassa pressione. In the position illustrated, by means of the piston 5 lying on the seat 12 of the valve, an open exhaust connection is established from the supply pipe 16 through the exhaust throat 19, the circular groove 20 and the intermediate chamber 21, with the return pipe 22 on the low pressure side.

Non appena la camera di comando 9, collegabile con un condotto di scarico 25, viene scaricato mediante l'attivazione della valvola magnetica 26 (figura 1), il pistone di valvola 5 si solleva, grazie alla pressione maggiore regnante sul perno 14 del pistone di valvola 5, dalla sua sede 12 e la strozzatura di scarico 19 del sistema viene ricoperta dal bordo di comando inferiore· 20a della scanalatura cìrconferenziale 20, per cui viene interrotto lo scarico durante l'iniezione. As soon as the control chamber 9, which can be connected to an exhaust duct 25, is discharged by activating the magnetic valve 26 (Figure 1), the valve piston 5 rises, thanks to the greater pressure reigning on the pin 14 of the valve 5, from its seat 12 and the exhaust throat 19 of the system is covered by the lower control edge 20a of the circular groove 20, whereby the exhaust is interrupted during injection.

La camera intermedia anulare 21 e il condotto di ritorno 22 sono collegati in modo permanente tra di loro - contrariamente alla strozzatura di scarico 19 del sistema e la scanalatura circonferenziale 20 -indipendentemente dalla data posizione del pistone di valvola 5. The annular intermediate chamber 21 and the return duct 22 are permanently connected to each other - in contrast to the exhaust throat 19 of the system and the circumferential groove 20 - regardless of the given position of the valve piston 5.

Secondo la figura 3, la strozzatura di scarico 19 del sistema non si trova nell'involucro 2 della valvola, bensì nel pistone 5 ed è in collegamento con un foro longitudinale 27, conducente alla camera intermedia anulare 21 ed estendentesi nel pistone di valvola 5. La strozzatura di scarico 19 del sistema presenta, ad una piccola distanza dal perno 15, un andamento radiale e può essere collegata con la camera anulare 15 solo nella posizione di chiusura del pistone di valvola 5. La sezione trasversale 19a dell'imbocco della strozzatura di scarico 19 del sistema si trova nella zona superiore della camera anulare 15, in maniera tale che già dopo una piccola corsa di apertura del pistone di valvola 5 venga rimosso il collegamento di scarico. According to Figure 3, the exhaust throat 19 of the system is not located in the valve casing 2, but in the piston 5 and is connected to a longitudinal hole 27, leading to the annular intermediate chamber 21 and extending into the valve piston 5. The exhaust throat 19 of the system has a radial course at a small distance from the pin 15 and can be connected with the annular chamber 15 only in the closed position of the valve piston 5. The cross section 19a of the mouth of the throttle The exhaust 19 of the system is located in the upper region of the annular chamber 15, so that the exhaust connection is removed after a short opening stroke of the valve piston 5.

Claims

CLAIMS 1. Direct fuel injection valve with a magnetic valve control for a multi-cylinder internal combustion engine, with a control piston and a valve body cooperating therewith in a valve housing, with a leading high pressure line towards the valve body, which is connectable to the valve body opening with a supply duct, which opens into a pressure chamber surrounding the nozzle needle and with a through hole extending into the control piston and valve body , through which the control chamber, delimited by the control piston, is the permanent connection with the high pressure duct with the insertion of an inflow restriction, the control chamber subjected to pressure being discharged by means of the magnetic valve which affects the injection, as well as with a return line having a choke point, characterized by the fact that during injection the valve body (5) can interrupt an exhaust connection between the inflow pipe (16) and the return pipe (22).

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the exhaust connection is designed as an exhaust restriction (19) of the system.

Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the exhaust throat (19) of the system is arranged in the valve housing (2) in a branch (18) of the inlet pipe (16) and is it is connected to the reflux duct (22) only during the injection pause through a circumferential groove (20) provided in the control piston (4).

Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the exhaust throat (19) of the system is provided in the valve body (4) and is connectable with an annular chamber (17) surrounding the valve body ( 4) in the area of the valve seat, in such a way as to obtain an exhaust connection from the inlet duct (17), opening into the annular chamber (17), through the exhaust throat (19) of the system and a longitudinal hole (27 ), extending into the valve body (4), up to the reflux conduit (22).

5. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the control piston (4) and the valve body (5), of smaller diameter, as well as their through holes (7, 8) lie coaxially between of them, the front surfaces of the control piston (4) and of the valve body (5) being pressed to each other, sealing the through holes (7, 8), of which the through hole (7 ), made in the control piston (4) has a flow restriction (10) at its end facing the control chamber.

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston (4) and the valve body (5) together form, in the region of their front surfaces facing each other, an annular intermediate chamber (21), which is in connection with the return duct (22) in each position of the control piston (84).

Fuel injection valve according to claims 3 or 4 as well as 5 and 6, characterized in that the flattened circumferential groove (20) or the oblong hole (27) extending into the valve body (5), leads to the annular intermediate chamber (21).