RU2193102C2 - Устройство впрыскивания топлива для двигателя внутреннего сгорания - Google Patents

Устройство впрыскивания топлива для двигателя внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2193102C2
RU2193102C2 RU99108727/06A RU99108727A RU2193102C2 RU 2193102 C2 RU2193102 C2 RU 2193102C2 RU 99108727/06 A RU99108727/06 A RU 99108727/06A RU 99108727 A RU99108727 A RU 99108727A RU 2193102 C2 RU2193102 C2 RU 2193102C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
saddle
seat
cavity
guide hole
Prior art date
Application number
RU99108727/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99108727A (ru
Inventor
Фридрих БЕКИНГ (DE)
Фридрих БЕКИНГ
Original Assignee
Роберт Бош Гмбх
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 Роберт Бош Гмбх filed Critical Роберт Бош Гмбх
Publication of RU99108727A publication Critical patent/RU99108727A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2193102C2 publication Critical patent/RU2193102C2/ru

Links

Images

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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • 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
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • 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
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • 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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • 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
    • 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
    • F02M2200/704—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic with actuator and actuated element moving in different directions, e.g. in opposite directions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам впрыскивания топлива в двигатели внутреннего сгорания. Изобретение позволяет обеспечить впрыскивание максимально малых количеств топлива при работе ДВС с предварительным и основным впрыскиванием, существенно сократить временные потери и очень точно регулировать процесс впрыскивания. Устройство содержит клапанный элемент распределительного клапана, имеющий установленный в направляющем отверстии с возможностью перемещения в нем толкатель, на одном конце которого, выступающем из направляющего отверстия, расположена нагрузочная поверхность, а на его другом конце, выступающем с противоположной стороны из направляющего отверстия, расположен запорный элемент, который выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения толкателем в клапанной камере. На обращенной к распределительной полости стороне запорного элемента выполнена первая рабочая поверхность, взаимодействующая с первым седлом, а на другой его стороне, противоположной первой рабочей поверхности, выполнена вторая рабочая поверхность, взаимодействующая со вторым седлом, расположенным на входе в сливной канал напротив первого седла. Расстояние между первым и вторым седлами имеет такую величину, чтобы запорный элемент, находясь в промежуточном положении между обоими седлами, не контактировал ни с одним из них и обеспечивал соединение через клапанную камеру между теми частями сливного канала, которые примыкают к соответствующим седлам. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к устройству впрыскивания топлива для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения. В одном из устройств такого типа, известном, например, из DE-C1 19519192, распределительный клапан выполнен в виде клапана с плоским седлом, контактирующая с которым рабочая поверхность клапана управляет открытием и закрытием сливного канала на выходе из распределительной полости. При этом управление клапанным элементом распределительного клапана осуществляет поршень, имеющий нагрузочную поверхность в виде буртика. Этот поршень через пружину сжатия опирается на второй поршень, который в свою очередь может перемещаться пьезоэлектрическим приводом и ограничивает своим торцем, расположенным рядом с указанной нагрузочной поверхностью, гидравлическую напорную полость. Этот известный распределительный клапан работает таким образом, что он либо открывает сливной канал, либо закрывает его. В соответствии с этим и клапанный элемент клапанной форсунки может устанавливаться либо в открытое, либо закрытое положение.
Преимущество предлагаемого согласно изобретению устройства впрыскивания топлива с отличительными признаками п.1 формулы изобретения в сравнении с известным состоит в том, что в его сливном канале предусмотрены два седла, а запорный элемент распределительного клапана со своими рабочими поверхностями при приведении в движение пьезоэлектрическим приводом может перемещаться от одного седла к другому за один единственный цикл последовательных перемещений, при этом доступ через клапанную камеру к первоначально закрытому сливному каналу временно открывается, а затем снова закрывается. Благодаря этому за указанный цикл последовательных перемещений запорного элемента происходит кратковременный сброс давления из распределительной полости, вследствие чего клапанный элемент форсунки также открывается на непродолжительное время, что сопровождается кратковременным впрыскиванием топлива. Преимущество такого решения заключается в возможности впрыскивать очень малое количество топлива, которое определяется характером перемещения запорного элемента от одного седла к другому. Перемещение запорного элемента в основном зависит лишь от однократного возбуждения пьезоэлектрического привода и поэтому может быть ограничено очень коротким промежутком времени. Предлагаемая в изобретении конструкция позволяет осуществлять указанное впрыскивание за существенно более короткий промежуток времени в отличие от известных устройств впрыскивания топлива, в которых распределительный клапан для осуществления того же самого предварительного впрыскивания должен открываться дважды, а именно сначала при возбуждении пьезоэлектрического привода, а затем при снятии этого возбуждения. При таком переключении клапанный элемент распределительного клапана каждый раз требуется реверсировать, что является сравнительно длительным процессом, а также требуется дополнительно учитывать время, необходимое для соответствующего изменения состояния возбуждения пьезоэлектрического привода. Таким образом, предлагаемое согласно изобретению решение позволяет существенно сократить временные потери на управление осуществляемых последовательно предварительного и основного впрыскиваний.
При этом предлагаемое устройство впрыскивания топлива позволяет за счет частичного возбуждения пьезоэлектрического привода удерживать запорный элемент в промежуточном положении, в котором благодаря вышеописанному принципу работы сброс давления из распределительной полости происходит в течение менее продолжительного времени и в котором затем непосредственно после впрыскивания описанным выше путем предварительного количества топлива, а также по окончании следующей за предварительным впрыскиванием паузы может осуществляться впрыскивание заданного основного количества топлива. Следовательно, предлагаемое устройство позволяет очень точно регулировать процесс впрыскивания, в котором топливо сначала впрыскивается точно дозированными очень малыми количествами, затем выдерживается точная пауза между предварительным и основным впрыскиваниями, после чего обычным образом осуществляется основное впрыскивание также очень точно дозированных количеств топлива.
При этом согласно п.2 формулы изобретения величину хода запорного элемента распределительного клапана предпочтительно согласовать со скоростью его перемещения пьезоэлектрическим приводом таким образом, чтобы обеспечить предварительное впрыскивание заданного количества топлива.
В пп.3-9 формулы изобретения представлены предпочтительные варианты выполнения изобретения, которые более подробно рассмотрены ниже и поясняются на чертежах.
Задача заявленного изобретения направлена на обеспечение впрыскивания максимально малых количеств топлива при работе ДВС с предварительным и основным впрыскиванием, существенное сокращение временных потерь и очень точное регулирование процесса впрыскивания.
Задача достигается за счет того, что в устройстве впрыскивания топлива для двигателей внутреннего сгорания, имеющем источник подачи топлива под высоким давлением, из которого топливо подается в клапанную форсунку с клапанным элементом, служащим для управления открытием и закрытием распылительных отверстий, и с распределительной полостью, ограниченной подвижной стенкой, которая соединена по меньшей мере опосредованно с клапанным элементом форсунки, и сообщающейся с подводящей линией, которая проходит от источника высокого давления, предпочтительно от источника подачи топлива под высоким давлением, и проходное сечение которой определяется дросселем, а также имеющее сливной канал, максимальное проходное сечение которого определяется дросселем и который проходит к разгрузочной полости и в котором также выполнено седло распределительного клапана с поджатым в направлении к этому седлу пружиной клапанным элементом, рабочая поверхность которого взаимодействует с этим седлом и на противоположном от рабочей поверхности конце которого имеется обращенная к седлу нагрузочная поверхность, ограничивающая гидравлическую напорную полость, которая с другой стороны ограничена подвижной стенкой, которая приводится в движение пьезоэлектрическим приводом и площадь которой больше площади нагрузочной поверхности, клапанный элемент распределительного клапана имеет установленный в направляющем отверстии с возможностью перемещения в нем толкатель, на одном конце которого, выступающем из направляющего отверстия, расположена нагрузочная поверхность, а на его другом конце, выступающем с противоположной стороны из направляющего отверстия, расположен запорный элемент, который выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения толкателем в клапанной камере и на обращенной к распределительной полости стороне которого выполнена первая рабочая поверхность, взаимодействующая с первым седлом, а на другой его стороне, противоположной первой рабочей поверхности, выполнена вторая рабочая поверхность, взаимодействующая со вторым седлом, расположенным на входе в сливной канал напротив первого седла, причем расстояние между первым и вторым седлами имеет такую величину, чтобы запорный элемент, находясь в промежуточном положении между обоими седлами, не контактировал ни с одним из них и обеспечивал соединение через клапанную камеру между теми частями сливного канала, которые примыкают к соответствующим седлам.
Ход запорного элемента при его перемещении от одного из седел к другому может иметь такую величину, что с учетом скорости перемещения этого запорного элемента при устанавливающемся в процессе этого перемещения от одного седла к другому соединении частей сливного канала друг с другом до момента прерывания этого соединения, определяемого упором запорного элемента в одно из седел, из распределительной полости происходит сброс давления, сопровождающийся предварительным впрыскиванием.
Первое седло может быть выполнено коническим.
Второе седло может быть выполнено коническим.
Второе седло может быть выполнено сферическим.
Второе седло может быть выполнено плоским.
Запорный элемент может быть выполнен сферическим.
Направляющее отверстие может оканчиваться в кольцевой полости, которая образована выступающим из направляющего отверстия толкателем, вторым седлом и стенкой корпуса клапанной форсунки и от которой отходит сливной канал к разгрузочной полости.
Нагрузочная поверхность может быть расположена на соединенном с толкателем первом поршне, вставленном с возможностью перемещения в отверстие во втором поршне, который с возможностью перемещения установлен в цилиндрическом отверстии и торец которого вместе с расположенной рядом с ним нагрузочной поверхностью ограничивает гидравлическую полость и который также удерживается пружиной прижатым к расположенному по другую сторону от торца пьезоэлектрическому приводу.
Ниже изобретение более подробно поясняется на примере одного из вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 - схематичное изображение известного устройства впрыскивания топлива,
на фиг.2 - конструкция распределительного клапана для устройства впрыскивания топлива по фиг.1 и
на фиг. 3 - диаграмма, показывающая взаимосвязь между перемещением клапанного элемента распределительного клапана и величиной хода клапанного элемента клапанной форсунки для впрыскивания топлива в зависимости от времени.
На фиг.1 показано известное устройство впрыскивания топлива с клапанной форсункой 1, имеющей корпус 2 с отверстием 3, которое служит направляющей для перемещения в нем клапанного элемента 5 форсунки. Этот элемент 5 на одном своем конце имеет коническую рабочую поверхность 6, взаимодействующую с коническим седлом 7, выполненным на конце отверстия 3. По ходу потока за седлом 7 расположены распылительные отверстия 8, которые при контактировании рабочей поверхности 6 с седлом 7 отсоединены от напорной полости 9. Напорная полость 9 проходит через кольцевую полость 10, окружающую ту часть 11 клапанного элемента форсунки, которая имеет меньший диаметр и которая переходит в рабочую поверхность 6, и доходит до седла 7. Напорная полость 9 постоянно сообщается напорной линией 12 с источником 14 подачи топлива под высоким давлением. В зоне напорной полости 9 имеющая меньший диаметр часть 11 клапанного элемента форсунки переходит через обращенную к седлу 7 конусную поверхность 16 в большую по диаметру часть 18 клапанного элемента форсунки. Эта часть 18 перемещается в направляющем отверстии 3, плотно прилегая к его стенкам, и переходит на дальней от конусной поверхности 16 стороне в соединительную часть 19, которая в свою очередь проходит вплоть до поршневого конца 20 клапанного элемента форсунки. В зоне соединительной части 19 клапанный элемент форсунки имеет опорную тарелку 22 пружины, между которой и корпусом 2 форсунки зажата пружина 21 сжатия, которая поджимает клапанный элемент форсунки в направлении закрытия.
Поршневой конец 20 ограничивает в корпусе 2 клапанной форсунки своим торцем 24, площадь которого больше площади конусной поверхности 16, распределительную полость 25, которая через первый дроссель 26 постоянно сообщается с источником 14 подачи топлива под высоким давлением, а через второй расположенный в сливном канале 28 дроссель 27 соединена с разгрузочной полостью 29. Открытием и закрытием сливного канала 28 управляет распределительный клапан 31.
На фиг.2 показано устройство распределительного клапана 31, выполненного согласно настоящему изобретению. На этом чертеже также показан поршневой конец 20 клапанного элемента форсунки, ограничивающий в корпусе 2 форсунки распределительную полость 25. В этой распределительной полости оканчивается подводящая линия 33, проходное сечение которой определяется расположенным в ней первым дросселем 26 и через которую распределительная полость 25 постоянно сообщается с источником 14 подачи топлива под высоким давлением. Коаксиально поршневому концу 20 от распределительной полости 25 отходит сливной канал 28 с расположенным в нем вторым дросселем 27, которым определяется проходное сечение этого канала. Сливной канал 28 оканчивается при этом в клапанной камере 35 и на входе в нее имеет первое седло 36, которое предпочтительно выполнено коническим. С этим седлом взаимодействует также выполненная конической формы первая рабочая поверхность 37 запорного элемента 38, который может перемещаться в клапанной камере 35 между двумя крайними положениями и на другой стороне которого, противоположной первой рабочей поверхности 37, имеется вторая, также коническая рабочая поверхность 39, которая в соответствующем положении взаимодействует со вторым седлом 40, также выполненным конической формы.
Запорный элемент 38 находится на конце толкателя 42, который перемещается в направляющем отверстии 43 в корпусе 2 форсунки. Это направляющее отверстие 43 оканчивается в кольцевой полости 44, которая находится между направляющим отверстием 43 и вторым седлом 40, соответственно второй рабочей поверхностью 39 и ограничено толкателем 42 и стенкой корпуса 2. Кольцевая полость 44 постоянно сообщается с отводящей частью 46 сливного канала, проходящего к разгрузочной полости 29. С противоположной стороны направляющее отверстие 43 оканчивается в камере 48, в которой установлена пружина и внутри которой расположена выполненная на толкателе 42 опорная тарелка 49 пружины, при этом между тарелкой 49 и корпусом 2 форсунки установлена опирающаяся на них пружина 50 сжатия, прижимающая толкатель вместе с его запорным элементом к первому седлу 36. Из камеры 48 установки пружины толкатель входит в направляющее отверстие и далее проходит в гидравлическую напорную полость 52, ограниченную первым поршнем 53 в конце цилиндрического отверстия 54, которое служит направляющей для этого поршня. В глухое отверстие 57, выполненное в первом поршне 53, коаксиально последнему вставлен с возможностью перемещения второй поршень 56, который своим первым торцем 58, образующим нагрузочную поверхность, вместе с расположенным рядом с ним торцем 59 первого поршня 53 ограничивают напорную полость 52, образуя ее подвижную стенку. Второй торец 60 второго поршня 56 ограничивает в глухом отверстии 57 первую разгрузочную камеру 61, которая через отверстие 63 в дне первого поршня 53 переходит во вторую разгрузочную камеру 62.
С торцем 64 первого поршня 53, противоположном его другому торцу 59 и ограничивающем в цилиндрическом отверстии разгрузочную камеру 62, взаимодействует пьезоэлектрический привод 65, который, как известно, может состоять из нескольких пьезоэлектрических элементов и возбуждением, соответственно развозбуждением которого управляет не показанный на чертеже блок управления, при этом при возбуждении такой пьезоэлектрический привод расширяется в продольном направлении, создавая высокое усилие, которое передается на первый поршень 53.
Первый поршень 53 тарельчатой пружиной 66, расположенной в гидравлической напорной полости 52, удерживается в постоянном контакте с пьезоэлектрическим приводом 65. В положении, показанном на фиг.2, пьезоэлектрический привод 65 не возбужден, а толкатель 42 нагружен пружиной 50 сжатия и поэтому в этом положении первая рабочая поверхность 37 плотно прилегает к первому седлу 36, а распределительная полость 25 тем самым закрыта. В результате в этой распределительной полости 25 устанавливается такое же давление, которое создает источник 14 подачи топлива под высоким давлением, поскольку этот источник высокого давления и распределительная полость 25 постоянно сообщаются друг с другом по подводящей линии 33. Это высокое давление в сочетании с усилием пружины 21 сжатия удерживает клапанный элемент форсунки в закрытом положении, противодействуя давлению, приложенному в противоположном направлении к конусной поверхности 16.
При возбуждении пьезоэлектрического привода первый поршень 53 начинает перемещаться, что приводит к повышению давления в гидравлической напорной полости 52, в результате чего под действием этого же давления, приложенного и к торцу 58 второго соединенного с толкателем 42 поршня 56, последний начинает перемещаться из своего исходного положения и по мере утапливания в глухое отверстие 57 вытесняет топливо из первой разгрузочной камеры 61 во вторую разгрузочную камеру 62. Кроме того, при воздействии пьезоэлектрического привода на поршень 53 объем второй камеры увеличивается, что также способствует утапливанию второго поршня в глухое отверстие 57. Такой процесс в свою очередь приводит к тому, что толкатель 42 начинает перемещаться против усилия пружины 50 сжатия и приподнимает при этом запорный элемент 38 от первого седла 36. В этот момент происходит сброс давления из распределительной полости 25, поскольку сливной канал 28 оказывается соединенным со своей отводящей частью 46 благодаря открытым в этом случае отверстиям в седлах 36 и 40. Если усилия, развиваемого пьезоэлектрическим приводом 65 при его возбуждении, достаточно, чтобы толкатель 42 мог переместить запорный элемент 38 до упора его второй рабочей поверхности 39 во второе седло 40, то происходит повторное перекрытие сливного канала, в результате чего давление в распределительной полости 25 после промежуточного сброса снова возрастает до уровня, создаваемого источником подачи топлива под высоким давлением. При протекании этого процесса вышеописанным образом в интервале между открытием сливного канала у первого седла 36 и повторным его закрытием у второго седла 40 происходит кратковременный сброс давления из распределительной полости 25. Вследствие этого нагрузка на клапанный элемент 5 форсунки также уменьшается, и поэтому он на непродолжительное время перемещается в по меньшей мере частично открытое положение. Такой непродолжительный сброс давления обеспечивает впрыскивание очень малого количества топлива. После прижатия ко второму седлу 40 запорный элемент в последующем закрывает доступ к сливному каналу 28 с его отводящей частью 46, а по мере возрастания давления в распределительной полости 25 клапанный элемент 5 форсунки снова перемещается в закрытое положение и в последующем постоянно остается в этом закрытом положении. Непосредственно за таким впрыскиванием очень малого количества топлива, что в предпочтительном варианте может соответствовать предварительному впрыскиванию, в последующем по окончании паузы между впрыскиваниями давление из распределительной полости 25 может быть снова сброшено с целью открыть клапанный элемент форсунки для основного впрыскивания, при этом управление пьезоэлектрическим приводом должно осуществляться таким образом, чтобы запорный элемент 38 оставался неподвижным в промежуточном положении между первым седлом 36 и вторым седлом 40. Особое преимущество пьезоэлектрического привода состоит в том, что его можно остановить также в промежуточном положении, если приложить к нему возбуждение соответствующей величины. Пьезоэлектрический привод должен оставаться в этом промежуточном положении до тех пор, пока не будет впрыснуто необходимое основное количество топлива, после чего возбуждение пьезоэлектрического привода можно снять, например, полностью, в результате чего толкатель с запорным элементом 38 под действием пружины 50 сжатия снова переместится в закрытое положение к первому седлу 36.
На диаграмме по фиг. 3 вверху показана последовательность перемещений запорного элемента распределительного клапана, а внизу показана последовательность перемещений клапанного элемента 5 форсунки. Как показано в верхней части диаграммы, при возбуждении пьезоэлектрического привода, что соответствует точке 0 на оси абсцисс, толкатель 42 за определенный промежуток времени совершает перемещение в обратном направлении из положения ha в положение h0, в котором запорный элемент 38 упирается во второе седло 40. Как показано на нижней части диаграммы, за время этого хода клапанный элемент форсунки совершает перемещение V, соответствующее предварительному впрыскиванию. По окончании паузы Р, в течение которой клапанный элемент 5 форсунки с некоторым инерционным выбегом снова устанавливается в закрытое положение, происходит, например, частичное возбуждение пьезоэлектрического привода, который перемещает толкатель 42 в промежуточное положение hz, и, следовательно, происходит открытие обоих отверстий в седлах 36 и 40. В результате происходящего при этом сброса давления из распределительной полости 25 игла клапанного элемента 5 форсунки перемещается, совершая ход Н для основного впрыскивания. При последующем снятии возбуждения пьезоэлектрического привода толкатель 42 под действием пружины сжатия снова возвращается в исходное положение ha. Направление инерционного выбега клапанного элемента совпадает с направлением закрытия, что обусловлено также динамическим сбросом давления из распределительной полости 25 и параметрами дросселей 26 и 27.
Предлагаемое в настоящем изобретении техническое решение обеспечивает впрыскивание максимально малых количеств топлива при работе ДВС с предварительным и основным впрыскиванием. При этом особое преимущество предлагаемой конструкции состоит в том, что пьезоэлектрический привод возбуждается только в том случае, когда должно происходить впрыскивание топлива. Пьезоэлектрический привод тем самым в течение большей части работы ДВС остается обесточенным, а подача электроэнергии к нему требуется только для процессов впрыскивания.

Claims (9)

1. Устройство впрыскивания топлива для двигателей внутреннего сгорания, имеющее источник подачи топлива под высоким давлением, из которого топливо подается в клапанную форсунку (1) с клапанным элементом (5), служащим для управления открытием и закрытием распылительных отверстий (8), и с распределительной полостью (25), ограниченной подвижной стенкой (24), которая соединена по меньшей мере опосредованно с клапанным элементом (5) форсунки, и сообщающейся с подводящей линией (33), которая проходит от источника высокого давления, предпочтительно от источника подачи топлива под высоким давлением, и проходное сечение которой определяется дросселем (26), а также имеющее сливной канал (28, 46), максимальное проходное сечение которого определяется дросселем (27) и который проходит к разгрузочной полости (29) и в котором также выполнено седло (36) распределительного клапана (31) с поджатым в направлении к этому седлу (36) пружиной (50) клапанным элементом (42, 38), рабочая поверхность (37) которого взаимодействует с этим седлом (36) и на противоположном от рабочей поверхности (37) конце которого имеется обращенная к седлу (36) нагрузочная поверхность (58), ограничивающая гидравлическую напорную полость (52), которая с другой стороны ограничена подвижной стенкой (59), которая приводится в движение пьезоэлектрическим приводом (65) и площадь которой больше площади нагрузочной поверхности, отличающееся тем, что клапанный элемент (42, 38) распределительного клапана имеет установленный в направляющем отверстии (43) с возможностью перемещения в нем толкатель (42), на одном конце которого, выступающем из направляющего отверстия (43), расположена нагрузочная поверхность (58), а на его другом конце, выступающем с противоположной стороны из направляющего отверстия (43), расположен запорный элемент (38), который выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения толкателем (42) в клапанной камере (35) и на обращенной к распределительной полости (25) стороне которого выполнена первая рабочая поверхность (37), взаимодействующая с первым седлом (36), а на другой его стороне, противоположной первой рабочей поверхности (37), выполнена вторая рабочая поверхность (39), взаимодействующая со вторым седлом (40), расположенным на входе в сливной канал (28, 43) напротив первого седла (36), причем расстояние между первым (36) и вторым (40) седлами имеет такую величину, чтобы запорный элемент (38), находясь в промежуточном положении между обоими седлами (36, 40), не контактировал ни с одним из них и обеспечивал соединение через клапанную камеру (35) между теми частями (28, 43) сливного канала, которые примыкают к соответствующим седлам.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ход запорного элемента (38) при его перемещении от одного из седел к другому имеет такую величину, что с учетом скорости перемещения этого запорного элемента при устанавливающемся в процессе этого перемещения от одного седла к другому соединении частей сливного канала друг с другом до момента прерывания этого соединения, определяемого упором запорного элемента в одно из седел, из распределительной полости происходит сброс давления, сопровождающийся предварительным впрыскиванием.
3. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что первое седло (36) выполнено коническим.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что второе седло (40) выполнено коническим.
5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что второе седло (40) выполнено сферическим.
6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что второе седло (40) выполнено плоским.
7. Устройство по любому из пп. 3-5, отличающееся тем, что запорный элемент выполнен сферическим.
8. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что направляющее отверстие (43) оканчивается в кольцевой полости (44), которая образована выступающим из направляющего отверстия толкателем (42), вторым седлом (40) и стенкой корпуса (2) клапанной форсунки и от которой отходит сливной канал (43) к разгрузочной полости (29).
9. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нагрузочная поверхность (58) расположена на соединенном с толкателем (42) первом поршне (56), вставленном с возможностью перемещения в отверстие (57) во втором поршне (53), который с возможностью перемещения установлен в цилиндрическом отверстии (54) и торец (59) которого вместе с расположенной рядом с ним нагрузочной поверхностью (58) ограничивает гидравлическую полость (52) и который также удерживается пружиной (66) прижатым к расположенному по другую сторону от торца (59) пьезоэлектрическому приводу (65).
RU99108727/06A 1997-07-30 1998-04-03 Устройство впрыскивания топлива для двигателя внутреннего сгорания RU2193102C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19732802A DE19732802A1 (de) 1997-07-30 1997-07-30 Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE19732802.4 1997-07-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99108727A RU99108727A (ru) 2001-02-20
RU2193102C2 true RU2193102C2 (ru) 2002-11-20

Family

ID=7837363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99108727/06A RU2193102C2 (ru) 1997-07-30 1998-04-03 Устройство впрыскивания топлива для двигателя внутреннего сгорания

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6021760A (ru)
EP (1) EP0931215B1 (ru)
JP (1) JP2001501272A (ru)
KR (1) KR20000068640A (ru)
CN (1) CN1095033C (ru)
DE (2) DE19732802A1 (ru)
RU (1) RU2193102C2 (ru)
WO (1) WO1999006690A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2480614C2 (ru) * 2007-02-26 2013-04-27 Роберт Бош Гмбх Топливная форсунка
RU171964U1 (ru) * 2016-10-14 2017-06-22 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Башкортостан - Лада - Эксперт" (ООО НПП "БЛЭК") Устройство впрыска топлива поршневого двигателя

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19839125C1 (de) * 1998-08-27 2000-04-20 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zur Dosierung von Fluid
DE19860678A1 (de) * 1998-12-29 2000-07-06 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE50010902D1 (de) 1999-04-20 2005-09-15 Siemens Ag Fluiddosiervorrichtung
DE19919432C2 (de) * 1999-04-29 2002-07-04 Bosch Gmbh Robert Common Rail Injektor
GB9914646D0 (en) * 1999-06-24 1999-08-25 Lucas Ind Plc Fuel injector
DE19936668A1 (de) 1999-08-04 2001-02-22 Bosch Gmbh Robert Common-Rail-Injektor
DE19939453A1 (de) * 1999-08-20 2001-03-01 Bosch Gmbh Robert Ventileinrichtung
DE19939451A1 (de) * 1999-08-20 2000-11-02 Bosch Gmbh Robert Aggregat zur Einspritzung von Kraftstoff
DE19939449A1 (de) * 1999-08-20 2001-03-01 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19939520C2 (de) * 1999-08-20 2001-06-07 Bosch Gmbh Robert Einspritzsystem und Verfahren zum Betreiben eines Einspritzsystems
DE19939447A1 (de) * 1999-08-20 2000-11-23 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff
DE19939446A1 (de) * 1999-08-20 2001-03-01 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE19939452C2 (de) * 1999-08-20 2003-04-17 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff
DE19940300A1 (de) * 1999-08-25 2001-03-01 Bosch Gmbh Robert Steuerventil für einen Injektor
DE19946833C2 (de) 1999-09-30 2002-02-21 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19946828C1 (de) 1999-09-30 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19949528A1 (de) * 1999-10-14 2001-04-19 Bosch Gmbh Robert Doppelschaltendes Steuerventil für einen Injektor eines Kraftstoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinen mit hydraulischer Verstärkung des Aktors
DE19950224A1 (de) * 1999-10-19 2001-04-26 Bosch Gmbh Robert Doppelschaltendes Steuerventil für einen Injektor eines Kraftstoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinen mit kugelförmigem Stellglied
DE19954288A1 (de) * 1999-11-11 2001-05-17 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
MD1841G2 (ru) * 1999-12-28 2002-07-31 Виктор ЗАГОРОДНЮК Двигатель внутреннего сгорания
US6293254B1 (en) * 2000-01-07 2001-09-25 Cummins Engine Company, Inc. Fuel injector with floating sleeve control chamber
DE10001099A1 (de) * 2000-01-13 2001-08-02 Bosch Gmbh Robert Steuerventil für einen Injektor eines Kraftstoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinen mit Druckerhöhung im Steuerraum
DE10002270C1 (de) 2000-01-20 2001-06-28 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE10002271A1 (de) * 2000-01-20 2001-08-02 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
US6836056B2 (en) 2000-02-04 2004-12-28 Viking Technologies, L.C. Linear motor having piezo actuators
DE10006786A1 (de) * 2000-02-18 2001-08-30 Bosch Gmbh Robert Einspritzeinrichtung und Verfahren zum Einspritzen von Fluid
AU2001243481A1 (en) 2000-03-07 2001-09-17 Viking Technologies, Inc. Method and system for automatically tuning a stringed instrument
DE10014737A1 (de) * 2000-03-24 2001-10-11 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung des Raildrucks eines Einspritzventils mit einem piezoelektrischen Aktor
US6548938B2 (en) 2000-04-18 2003-04-15 Viking Technologies, L.C. Apparatus having a pair of opposing surfaces driven by a piezoelectric actuator
US6717332B2 (en) 2000-04-18 2004-04-06 Viking Technologies, L.C. Apparatus having a support structure and actuator
DE10019767A1 (de) 2000-04-20 2001-10-31 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE10029296A1 (de) * 2000-06-14 2001-12-20 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE10029297A1 (de) * 2000-06-14 2001-10-18 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE10031574B4 (de) 2000-06-29 2008-12-04 Robert Bosch Gmbh Druckgesteuerter doppelschaltender Hochdruckinjektor
DE10032022B4 (de) * 2000-07-01 2009-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Ansteuerspannung für ein Einspritzentil mit einem piezoelektrischen Aktor
EP1167745A1 (de) 2000-07-01 2002-01-02 Robert Bosch GmbH Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils sowie Kraftstoffeinspritzsystem
EP1167729B2 (de) 2000-07-01 2009-09-09 Robert Bosch Gmbh Piezoelektrischer Aktor eines Einspritzventils
DE50009868D1 (de) 2000-07-01 2005-04-28 Bosch Gmbh Robert Piezoelektrischer Aktor eines Einspritzventils sowie Kraftstoffeinspritzsystem
DE10039215A1 (de) * 2000-08-11 2002-02-28 Bosch Gmbh Robert Sitzventilanordnung, insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Verbrennungsmaschine
DE10046416C2 (de) * 2000-09-18 2002-11-07 Orange Gmbh Ventilausbildung für Steuerventile
DE10051343B4 (de) * 2000-10-17 2005-09-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff mit Mehrfachansteuerung eines Steuerventiles
DE10054992A1 (de) * 2000-11-07 2002-06-06 Bosch Gmbh Robert Druckgesteuerter Injektor mit Kraftausgleich
DE10101796A1 (de) * 2001-01-17 2002-07-18 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE10101798A1 (de) * 2001-01-17 2002-07-25 Bosch Gmbh Robert Einspritzventil
US6879087B2 (en) * 2002-02-06 2005-04-12 Viking Technologies, L.C. Apparatus for moving a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation
US6759790B1 (en) 2001-01-29 2004-07-06 Viking Technologies, L.C. Apparatus for moving folded-back arms having a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation
DE10113670A1 (de) 2001-03-21 2002-09-26 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Piezoaktors
US6595436B2 (en) 2001-05-08 2003-07-22 Cummins Engine Company, Inc. Proportional needle control injector
US6454238B1 (en) * 2001-06-08 2002-09-24 Hoerbiger Kompressortechnik Services Gmbh Valve
DE10139623A1 (de) * 2001-08-11 2003-02-27 Bosch Gmbh Robert Einspritzanordnung für ein Kraftstoff-Speichereinspritzsystem
DE10145622B4 (de) * 2001-09-15 2009-09-10 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE10205185A1 (de) * 2002-02-08 2003-08-21 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10207045A1 (de) * 2002-02-20 2003-08-28 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
KR100820024B1 (ko) * 2002-05-14 2008-04-07 가부시키가이샤 미쿠니 전자제어 연료분사장치
JP4758098B2 (ja) * 2002-06-21 2011-08-24 バイキング テクノロジィーズ エル．シー． 単体圧電モータ
DE10239614A1 (de) 2002-08-29 2004-03-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems, Computerprogramm sowie Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems und Brennkraftmaschine
DE10301822B4 (de) * 2003-01-20 2011-04-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Längenausdehnung eines piezoelektrischen Aktors
DE10333697A1 (de) 2003-07-24 2005-02-24 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung
US7506825B2 (en) * 2006-05-31 2009-03-24 Caterpillar Inc. Fuel injector control system
DE102006050163A1 (de) * 2006-10-25 2008-04-30 Robert Bosch Gmbh Injektor mit axial-druckausgeglichenem Steuerventil
DE102006058744A1 (de) * 2006-12-12 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils
DE102008032385B4 (de) * 2008-07-09 2018-03-29 Audi Ag Hochdruckeinspritzanordnung für eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine
CN102305140B (zh) * 2011-08-30 2014-06-11 潍柴动力股份有限公司 喷油器开启时间测量设备和喷油器
EP2975257B1 (en) * 2014-07-18 2018-01-10 Continental Automotive GmbH Control unit to control a valve pin of a fuel injector and fuel injector
CN114165373A (zh) * 2021-12-17 2022-03-11 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 喷油器和共轨系统
US11933257B2 (en) * 2022-03-18 2024-03-19 Caterpillar Inc. Fuel injector lift control

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4603671A (en) * 1983-08-17 1986-08-05 Nippon Soken, Inc. Fuel injector for an internal combustion engine
US4784102A (en) * 1984-12-25 1988-11-15 Nippon Soken, Inc. Fuel injector and fuel injection system
JPH0759919B2 (ja) * 1986-04-04 1995-06-28 日本電装株式会社 デイ−ゼルエンジン用燃料噴射制御装置
ATE98340T1 (de) * 1986-09-25 1993-12-15 Ganser Hydromag Elektronisch gesteuertes einspritzsystem.
DE4119467C2 (de) * 1991-06-13 1996-10-17 Daimler Benz Ag Nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Vorrichtung zur Kraft- und Hubübersetzung bzw. -übertragung
GB2289313B (en) * 1994-05-13 1998-09-30 Caterpillar Inc Fluid injector system
DE19519192C1 (de) 1995-05-24 1996-06-05 Siemens Ag Einspritzventil
DE19540155C2 (de) * 1995-10-27 2000-07-13 Daimler Chrysler Ag Servoventil für eine Einspritzdüse
DE19624001A1 (de) * 1996-06-15 1997-12-18 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE19744723A1 (de) * 1997-10-10 1999-04-15 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung
US5875764A (en) * 1998-05-13 1999-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and method for valve control

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2480614C2 (ru) * 2007-02-26 2013-04-27 Роберт Бош Гмбх Топливная форсунка
RU171964U1 (ru) * 2016-10-14 2017-06-22 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Башкортостан - Лада - Эксперт" (ООО НПП "БЛЭК") Устройство впрыска топлива поршневого двигателя

Also Published As

Publication number Publication date
CN1236417A (zh) 1999-11-24
EP0931215B1 (de) 2003-01-29
US6021760A (en) 2000-02-08
CN1095033C (zh) 2002-11-27
DE59807062D1 (de) 2003-03-06
JP2001501272A (ja) 2001-01-30
EP0931215A1 (de) 1999-07-28
WO1999006690A1 (de) 1999-02-11
DE19732802A1 (de) 1999-02-04
KR20000068640A (ko) 2000-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2193102C2 (ru) Устройство впрыскивания топлива для двигателя внутреннего сгорания
RU2222709C2 (ru) Клапанная форсунка для впрыскивания топлива
RU2190119C2 (ru) Магнитный клапан
RU2170846C2 (ru) Устройство впрыскивания топлива для двигателей внутреннего сгорания
RU2193683C2 (ru) Гидрораспределительный клапан
US6793161B1 (en) Needle lift damper device of injector for fuel injection and needle lift damping method
US6067955A (en) Fuel injection device for internal combustion engines
JP3468813B2 (ja) 内燃機関のための燃料噴射装置
JP3742669B2 (ja) 内燃機関用の燃料噴射装置
EP0829641A2 (en) A fuel injection device for engines
US6796543B2 (en) Electromagnetic valve for controlling a fuel injection of an internal combustion engine
KR20010043493A (ko) 연료 분사 시스템
SU1426464A3 (ru) Устройство дл впрыска топлива
JPH0118260B2 (ru)
EP1163440B1 (en) Fuel injector
US5577667A (en) Fuel injection valve
US20030127074A1 (en) Fuel injection system for internal combustion engines
US7172140B2 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines with damping chamber reducing pressure oscillations
JP4058349B2 (ja) 内燃機関の噴射弁を制御するための電磁弁
KR100715639B1 (ko) 연료 분사 장치
RU2018758C1 (ru) Электромагнитный клапан
US4467963A (en) Single dump single solenoid fuel injector
GB2366837A (en) Fuel injector for an internal combustion engine with a piston element at the nozzle needle which assists its closing
US20020113140A1 (en) Fuel injection apparatus for an internal combustion engine
KR19980070460A (ko) 인젝터

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050404