RU2469206C2

RU2469206C2 - Atomiser

Info

Publication number: RU2469206C2
Application number: RU2009146123/06A
Authority: RU
Inventors: Бернд ШТРАЙХЕР; Ральф НУССБАУМЕР; Рудольф ХАЙНЦ; Михаэль МЕННИККЕН; Хольгер РАПП; Вольфганг ШТЁККЛАЙН; Кристиан ФАЛТИН; Надя АЙЗЕНМЕНГЕР
Original assignee: Роберт Бош Гмбх
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2012-12-10
Also published as: CN101680405B; DE502008001904D1; EP2156045A1; CN101680405A; RU2009146123A; DE102007022586A1; EP2156045B1; ATE489551T1; WO2008138743A1

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed atomiser comprises control valve 18. Said valve controls fuel flow via drain channel 14 made in atomiser part 6. Fuel flows from control chamber 5 confined by axially displacing valve element 2 toward zone 12 of atomiser 1 at low pressure of said zone. Valve 18 comprises atomiser part 6 including valve bush 17. The latter is arranged to displace directly inside guide element 26. Said element represents a separate element secured to atomiser part 6 with interference fit on taper section. Said guide element 26 is provided with transverse hole 31, 32 for heat removal from drain channel 14.

EFFECT: simplified design.

9 cl, 2 dwg

Description

Уровень техникиState of the art

Настоящее изобретение относится к форсунке для впрыскивания топлива в камеру сгорания в двигателе внутреннего сгорания (ДВС), прежде всего к форсунке для системы "common rail" (системы впрыскивания топлива с общей топливной магистралью), согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.The present invention relates to an injector for injecting fuel into a combustion chamber in an internal combustion engine (ICE), in particular to an injector for a common rail system (common rail fuel injection system), according to the preamble of claim 1.

В EP 1612403 A1 описана форсунка для системы "common rail", имеющая уравновешенный по давлению в осевом направлении управляющий клапан (сервоклапан), управляющий закрытием и открытием сливного канала, по которому топливо сливается из управляющей полости. Управляющий клапан позволяет воздействовать на давление топлива в управляющей полости, в которую через входной дроссель постоянно поступает находящееся под высоким давлением топливо. В результате изменения давления топлива в управляющей полости происходит перемещение в ней клапанного элемента между его открытым и закрытым положениями, при этом в своем открытом положении клапанный элемент открывает путь прохождения потока топлива в камеру сгорания в ДВС. Управляющий клапан имеет перемещаемую в осевом направлении электромагнитным приводом клапанную втулку, направленно перемещающуюся по выполненному за одно целое с форсуночной деталью направляющему стержню. Клапанная втулка лишь радиально снаружи ограничивает образованную имеющим уменьшенный диаметр участком направляющего стержня клапанную камеру управляющего клапана, и поэтому со стороны находящегося под высоким давлением топлива в клапанной камере к клапанной втулке не прикладываются никакие действующие в направлении открытия или закрытия усилия. Благодаря подобному свойству такой управляющий клапан пригоден для управления распределением топлива, находящегося под очень высоким давлением. Поскольку находящееся под высоким давлением топливо должно перетекать в клапанную камеру через вертикальный сливной канал и боковые, пересекающие его поперечные отверстия в форсуночной детали, существуют пределы миниатюризации таких управляющих клапанов. В подобных управляющих клапанах при их использовании в системах, в которых давление топлива превышает 2000 бар, седла для придания им необходимой прочности приходится выполнять сравнительно большого диаметра, поскольку в противном случае появляется опасность разрушения форсуночной детали в зоне существующих пересечений отверстий.EP 1612403 A1 describes a nozzle for a common rail system having an axially balanced pressure control valve (servo valve) that controls the closing and opening of a drain channel through which fuel is drained from the control cavity. The control valve allows you to influence the fuel pressure in the control cavity, into which the fuel under high pressure constantly flows through the inlet throttle. As a result of changes in the fuel pressure in the control cavity, the valve element moves between its open and closed positions, while in its open position the valve element opens the way for the fuel flow to enter the combustion chamber in the internal combustion engine. The control valve has a valve sleeve axially displaceable by an electromagnetic actuator, which moves directionally along a guide shaft that is integral with the nozzle part. The valve sleeve only radially externally limits the valve chamber of the control valve formed by a section of the guide rod having a reduced diameter, and therefore, no force acting in the direction of opening or closing is applied to the valve sleeve from the side of the high-pressure fuel in the valve chamber. Due to this property, such a control valve is suitable for controlling the distribution of fuel under very high pressure. Since the fuel under high pressure must flow into the valve chamber through the vertical drain channel and the lateral, transverse openings in the nozzle, there are limits to the miniaturization of such control valves. In such control valves, when used in systems in which the fuel pressure exceeds 2000 bar, the seats must be made of relatively large diameter to give them the necessary strength, since otherwise there is a danger of destruction of the nozzle part in the area of the existing intersections of the holes.

По этой причине на фирме Robert Bosch GmbH согласно ее внутреннему (до настоящего времени) уровню техники была разработана конструкция, в которой клапанная втулка охватывает отдельный от форсуночной детали работающий на сжатие стержень, единственное назначение которого состоит в том, чтобы уплотнять сверху в осевом направлении находящуюся в клапанной втулке клапанную камеру. Благодаря выполнению форсуночной детали и работающего на сжатие стержня в виде отдельных друг от друга элементов, прежде всего, отпадает необходимость в выполнении отверстий в форсуночной детали с их сложными пересечениями, а у форсуночной детали в отличие от известной форсуночной детали тем самым отсутствуют зоны с высокими растягивающими напряжениями. Вследствие этого седло в управляющем клапане можно выполнять значительно меньшего диаметра, чем в известном из EP 1612403 A1 уровне техники. Однако недостаток такой конструкции состоит в том, что в форсуночной детали для клапанной втулки необходимо предусматривать охватывающую ее наружную боковую поверхность направляющую. Наличие такой радиально наружной, проходящей в осевом направлении, замкнутой по своему окружному периметру направляющей усложняет изготовление форсуночной детали. При этом прежде всего седло клапанной втулки располагается не свободно на поверхности форсуночной детали, а утоплено в осевом направлении в направляющую клапанной втулки, из-за чего для его обработки необходимо использовать филигранную абразивную головку. Помимо этого и в том случае, когда на седло клапанной втулки необходимо нанести покрытие, его нанесение на седло усложняется из-за очень затрудненного доступа к нему. Кроме того, находящееся в основании направляющей седло клапанной втулки по технологическим причинам можно выполнять только в виде плоского седла или вогнутого конического седла, но не выпуклого конического седла.For this reason, a design was developed at Robert Bosch GmbH according to its internal (to date) prior art, in which the valve sleeve covers a compression rod separate from the nozzle, the sole purpose of which is to axially seal the top in the valve sleeve, the valve chamber. Due to the implementation of the nozzle part and the rod working in compression in the form of elements separate from each other, first of all, there is no need to make holes in the nozzle part with their complex intersections, and the nozzle part, in contrast to the known nozzle part, thereby lacks zones with high tensile voltages. As a result of this, the seat in the control valve can be made much smaller in diameter than in the prior art known from EP 1612403 A1. However, a drawback of this design is that in the nozzle part for the valve sleeve, it is necessary to provide a guide covering the outer side surface thereof. The presence of such a radially external, passing in the axial direction, closed along its circumferential perimeter guide makes it difficult to manufacture a nozzle part. In this case, first of all, the valve sleeve seat is not located freely on the surface of the nozzle part, but axially recessed into the valve sleeve guide, which is why it is necessary to use a filigree abrasive head for its processing. In addition, in the case when it is necessary to apply a coating to the valve sleeve seat, its application to the seat is complicated due to the very difficult access to it. In addition, the valve seat of the valve sleeve located at the base of the guide can, for technological reasons, be implemented only in the form of a flat seat or a concave conical seat, but not a convex conical seat.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Задача изобретенияObject of the invention

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать форсунку с управляющим клапаном, имеющим перемещаемую в осевом направлении клапанную втулку, каковая форсунка, с одной стороны, была бы простой в изготовлении, а с другой стороны, имела бы конструкцию, позволяющую избежать проблем, связанных с недостаточной прочностью.Based on the foregoing, the present invention was based on the task of developing a nozzle with a control valve having an axially displaceable valve sleeve, which nozzle, on the one hand, would be easy to manufacture and, on the other hand, would be designed to avoid problems related to insufficient strength.

Решение положенной в основу изобретения задачиThe solution laid the basis of the invention of the problem

Указанная выше задача решается с помощью отличительных признаков, представленных в п.1 формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения. В объем изобретения включены также все возможные комбинации из, по меньшей мере, двух отличительных особенностей изобретения, представленных в описании, в формуле изобретения и/или на чертежах. При указании интервалов значений тех или иных величин лежащие в указанных пределах значения также должны рассматриваться в качестве предельных значений и могут использоваться произвольно.The above problem is solved using the distinguishing features presented in claim 1 of the claims. Various preferred embodiments of the invention are given in the dependent claims. The scope of the invention also includes all possible combinations of at least two distinguishing features of the invention presented in the description, in the claims and / or in the drawings. When specifying intervals of values of certain quantities, values lying within the specified limits should also be considered as limit values and can be used arbitrarily.

Основная идея изобретения состоит в том, чтобы установить клапанную втулку с возможностью направленного перемещения в охватывающем ее наружную боковую поверхность направляющем элементе, который выполнен в виде детали, отдельной от форсуночной детали, но закреплен на ней. Преимущество подобного решения состоит в том, что направляющий элемент можно закреплять на форсуночной детали лишь после изготовления седла клапанной втулки, благодаря чему изготовление седла возможно обычным способом, поскольку к форсуночной детали и прежде всего к седлу имеется свободный доступ (сверху). Помимо этого седло можно выполнять любой формы, в том числе, в частности, и в виде выпуклого конического седла. Кроме того, упрощается проведение процесса нанесения возможно предусматриваемого покрытия на седло. Помимо этого направляющий элемент проще в изготовлении, чем подвергаемое шлифованию по внутреннему периметру направляющее отверстие для направленного перемещения клапанной втулки. Благодаря наличию отдельного, в последующем закрепляемого на форсуночной детали направляющего элемента в качестве направляющей, охватывающей наружную боковую поверхность клапанной втулки и обеспечивающей ее направленное перемещение, можно отказаться от использования направляющего стержня в качестве направляющей, охватываемой внутренней боковой поверхностью клапанной втулки. Благодаря этому, в свою очередь, можно отказаться от выполнения необходимых при направлении перемещения клапанной втулки по ее внутренней боковой поверхности пересекающихся отверстий для отвода топлива, в результате чего существенно повышается прочность форсуночной детали.The main idea of the invention is to install the valve sleeve with the possibility of directional movement in covering the outer side surface of the guide element, which is made in the form of a part separate from the nozzle part, but fixed on it. The advantage of such a solution is that the guide element can only be fixed on the nozzle part after the valve sleeve seat is manufactured, which makes it possible to manufacture the seat in the usual way, since the nozzle part and, above all, the seat have free access (from above). In addition, the saddle can be made of any shape, including, in particular, in the form of a convex conical saddle. In addition, it simplifies the process of applying the possible coating to the saddle. In addition, the guide element is easier to manufacture than the guide hole for grinding along the inner perimeter for directional movement of the valve sleeve. Due to the presence of a separate, subsequently fixed on the nozzle part of the guide element as a guide, covering the outer side surface of the valve sleeve and providing its directional movement, you can refuse to use the guide rod as a guide covered by the inner side surface of the valve sleeve. Due to this, in turn, it is possible to refuse to perform the intersecting holes for the removal of fuel necessary for the direction of movement of the valve sleeve along its inner side surface, as a result of which the strength of the nozzle part is significantly increased.

Особенно предпочтителен вариант, в котором направляющий элемент выполнен в виде втулки, прежде всего цилиндрической втулки, внутренний диаметр которой по меньшей мере на отдельных участках соответствует наружному диаметру клапанной втулки, включая (минимальный) направляющий зазор. В предпочтительном варианте торец цилиндрической втулки отстоит в осевом направлении от кинематически связанного с клапанной втулкой, прежде всего выполненного за одно целое с ней, и проходящего в радиальном направлении плоского якоря. Для уплотнения управляющей полости, находящейся радиально внутри клапанной втулки, в еще одном предпочтительном варианте предусмотрен работающий на сжатие стержень, который отжимается вверх в осевом направлении давлением поступающего из управляющей полости топлива. Наружный диаметр такого работающего на сжатие стержня соответствует внутреннему диаметру клапанной втулки за вычетом минимального зазора. Работающий на сжатие стержень в осевом направлении сверху опирается на определенный конструктивный элемент форсунки, прежде всего на корпус электромагнитного привода. При этом работающий на сжатие стержень, который в предпочтительном варианте не выполняет никакую направляющую функцию, вполне может поджиматься в осевом направлении в сторону электромагнитного привода усилием опирающейся на форсуночную деталь пружины.Particularly preferred is the embodiment in which the guide element is in the form of a sleeve, in particular a cylindrical sleeve, the inner diameter of which at least in some sections corresponds to the outer diameter of the valve sleeve, including a (minimum) guide clearance. In a preferred embodiment, the end face of the cylindrical sleeve is axially separated from the kinematically connected with the valve sleeve, primarily made integral with it, and extending in the radial direction of the flat armature. To seal the control cavity located radially inside the valve sleeve, in another preferred embodiment, a compression rod is provided, which is pressed axially upward by the pressure of the fuel coming from the control cavity. The outer diameter of such a compression rod corresponds to the inner diameter of the valve sleeve minus the minimum clearance. The axially working compression rod from above relies on a specific nozzle structural element, primarily on the electromagnetic drive housing. At the same time, the compression-working rod, which in the preferred embodiment does not perform any guiding function, may well be axially compressed towards the electromagnetic drive by the force resting on the nozzle of the spring.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения направляющий элемент закреплен на форсуночной детали по посадке с натягом. Преимущество этого варианта состоит в том, что для закрепления направляющего элемента на форсуночной детали не требуются никакие дополнительные крепежные средства. Крепление подобного типа пригодно, прежде всего, для закрепления втулкообразного (трубчатого) направляющего элемента, напрессовываемого в осевом направлении на форсуночную деталь. При этом направляющий элемент, по меньшей мере, в зоне посадки с натягом предпочтительно должен обладать упругой деформируемостью в радиальном направлении для повышения за счет этого заклинивающего действия.In yet another preferred embodiment of the invention, the guide element is secured to the nozzle by interference fit. The advantage of this option is that no additional fastening means are required to secure the guide element to the nozzle. A fastening of this type is suitable, first of all, for fastening a sleeve-like (tubular) guide element, axially pressed onto the nozzle part. In this case, the guide element, at least in the interference fit zone, should preferably have elastic deformability in the radial direction to increase due to this wedging action.

С целью обеспечить оптимальное закрепление направляющего элемента на форсуночной детали в еще одном варианте осуществления изобретения направляющий элемент предлагается закреплять на коническом, прежде всего на слегка коническом, участке форсуночной детали. Для обеспечения посадки с натягом угол, равный половине угла при вершине соответствующего внутреннего конуса направляющего элемента, перед его закреплением на коническом участке форсуночной детали предпочтительно должен быть меньше, прежде всего незначительно меньше, угла, равного половине угла при вершине конуса этого конического участка форсуночной детали. Посадку с натягом предпочтительно выполнять в виде так называемой посадки по конусу Морзе, которая известна, например, по ее применению для крепления инструментов с коническими хвостовиками.In order to ensure optimal fastening of the guide element on the nozzle part, in another embodiment of the invention, the guide element is proposed to be fixed on a conical, especially slightly conical, section of the nozzle part. To ensure an interference fit, an angle equal to half the angle at the apex of the corresponding inner cone of the guide element should preferably be smaller, first of all, slightly less than the angle equal to half the angle at the apex of the cone of this conical section of the nozzle. An interference fit is preferably carried out in the form of a so-called Morse taper fit, which is known, for example, for its use for fastening tools with tapered shanks.

Как уже указывалось выше, угол, равный половине угла при вершине конуса конического участка форсуночной детали (т.е. угол между осью симметрии конического участка и его наклонной боковой поверхностью), имеет малую величину, прежде всего очень малую величину, а предпочтительно должен быть меньше примерно 10°, прежде всего меньше примерно 5°. В частных вариантах осуществления изобретения этот угол может составлять от примерно 0,5° до примерно 10°, предпочтительно менее 7°, более предпочтительно менее 5°, особенно предпочтительно менее 3°, прежде всего менее 2°, наиболее предпочтительно примерно 1°. В особенно предпочтительном варианте угол, равный половине угла при вершине конуса конического участка форсуночной детали, составляет от примерно 0,5° до примерно 2,5°. При этом угол, равный половине угла при вершине внутреннего конуса направляющего элемента (т.е. угол между осью симметрии внутреннего конуса и его наклонной боковой поверхностью), предпочтительно должен быть меньше угла, равного половине угла при вершине конуса конического участка форсуночной детали, на величину в пределах от примерно 0,1° до примерно 1,5°, преимущественно на величину в пределах от примерно 0,25° до примерно 0,75°.As already mentioned above, the angle equal to half the angle at the apex of the cone of the conical section of the nozzle part (i.e., the angle between the axis of symmetry of the conical section and its inclined lateral surface) is small, primarily very small, and preferably should be less about 10 °, especially less than about 5 °. In particular embodiments, the angle may be from about 0.5 ° to about 10 °, preferably less than 7 °, more preferably less than 5 °, particularly preferably less than 3 °, especially less than 2 °, most preferably about 1 °. In a particularly preferred embodiment, an angle equal to half the angle at the apex of the cone of the conical portion of the nozzle is from about 0.5 ° to about 2.5 °. Moreover, the angle equal to half the angle at the apex of the inner cone of the guide element (i.e., the angle between the axis of symmetry of the inner cone and its inclined lateral surface) should preferably be less than the angle equal to half the angle at the apex of the cone of the conical section of the nozzle part by an amount in the range of from about 0.1 ° to about 1.5 °, preferably by a value in the range of from about 0.25 ° to about 0.75 °.

С технологический точки зрения предпочтителен вариант, в котором седло клапанной втулки на форсуночной детали расположено непосредственно рядом с ее коническим участком, на котором закреплен направляющий элемент. Седло предпочтительно при этом выполнять в форме выпуклого конического седла с существенно более плоским углом, равным половине угла при вершине конуса конической поверхности, по сравнению с углом, равным половине угла при вершине конуса конического участка форсуночной детали, для закрепления на ней направляющего элемента. Наряду с этим возможно также выполнение седла в виде плоского седла или даже в виде вогнутого конического седла.From a technological point of view, a variant is preferred in which the valve sleeve seat on the nozzle part is located directly next to its conical section on which the guide element is fixed. In this case, the saddle is preferably made in the form of a convex conical saddle with a substantially flatter angle equal to half the angle at the apex of the cone of the conical surface, compared with the angle equal to half the angle at the apex of the cone of the nozzle part to fix the guide element on it. Along with this, it is also possible to make a saddle in the form of a flat saddle or even in the form of a concave conical saddle.

Для обеспечения посадки с натягом между направляющим элементом и форсуночной деталью существуют различные возможности. В одном из таких возможных вариантов направляющий элемент сплошной контактной поверхностью прилегает к форсуночной детали, прежде всего к ее коническому участку.There are various possibilities for providing an interference fit between the guide element and the nozzle part. In one of these possible options, the guide element with a continuous contact surface is adjacent to the nozzle part, primarily to its conical section.

Альтернативно этому указанную контактную поверхность можно выполнять прерывающейся, прежде всего, кольцеобразно прерывающейся, предпочтительно за счет ее выполнения с выемкой, т.е. с не контактирующей зоной на направляющем элементе и/или на форсуночной детали. В этом варианте образуются две, прежде всего кольцевые, разделенные в осевом направлении выемкой контактные зоны между направляющим элементом и форсуночной деталью, благодаря чему удается дополнительно повысить заклинивающее действие.Alternatively, said contact surface can be made interrupted, first of all, annularly interrupted, preferably due to its execution with a recess, i.e. with a non-contacting area on the guide element and / or on the nozzle part. In this embodiment, two contact zones are formed, primarily annular, axially divided by a recess in the recess, between the guide element and the nozzle part, which makes it possible to further increase the jamming effect.

С целью обеспечить при открытом управляющем клапане, т.е. при приподнятой со своего седла клапанной втулке, возможность свободного перетекания того количества топлива (управляющего количества топлива), которое поступает из управляющей полости, в направлении находящейся под низким давлением зоны форсунки необходим выпускной канал, ведущий из заполненного топливом объема внутри клапанной втулки. Для этого в направляющем элементе предпочтительно предусматривать, по меньшей мере, одно поперечное отверстие. Такое поперечное отверстие при этом не обязательно должно проходить под прямым углом к продольной оси клапанной втулки, а может также проходить наклонно. Дополнительно к этому или альтернативно этому для образования осевого выпускного канала на наружной боковой поверхности клапанной втулки и/или на внутренней боковой поверхности направляющего элемента можно выполнить по меньшей мере одну лыску (плоский участок). Равным образом выпускное отверстие или выпускной канал, через которое, соответственно через который управляющее количество топлива может перетекать прежде всего снизу под направляющим элементом наружу в зону низкого давления, можно предусмотреть в форсуночной детали.In order to provide with the control valve open, i.e. when the valve sleeve is raised from its seat, the possibility of free flow of the amount of fuel (control amount of fuel) that comes from the control cavity in the direction of the nozzle zone under low pressure requires an exhaust channel leading from the volume filled with fuel inside the valve sleeve. For this, at least one transverse opening is preferably provided in the guide element. In this case, such a transverse hole does not have to extend at right angles to the longitudinal axis of the valve sleeve, but may also extend obliquely. In addition to this or alternatively, at least one flange (flat section) can be made on the outer lateral surface of the valve sleeve and / or on the inner lateral surface of the guide element to form an axial outlet channel. Similarly, an outlet or outlet through which, respectively, through which a control amount of fuel can flow primarily from below below the guide element outward into the low pressure zone, can be provided in the nozzle part.

Другие преимущества, отличительные особенности и частности изобретения более подробно рассмотрены в последующем описании на примере предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:Other advantages, distinguishing features and particularities of the invention are described in more detail in the following description by way of example preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, on which is shown:

на фиг.1 - упрощенный вид фрагмента форсунки, выполненной в виде форсунки для системы "common rail", иfigure 1 is a simplified view of a fragment of a nozzle made in the form of a nozzle for the common rail system, and

на фиг.2 - упрощенный вид фрагмента форсунки, выполненной по другому варианту.figure 2 is a simplified view of a fragment of a nozzle made in another embodiment.

На чертежах одинаковые по своей конструкции и выполняемой функции детали и элементы обозначены одними и теми же позициями.In the drawings, parts and elements of the same construction and function are denoted by the same reference numerals.

На фиг.1 схематично показан фрагмент форсунки 1, выполненной в виде топливной форсунки для системы "common rail" и предназначенной для впрыскивания топлива в не показанную на чертеже камеру сгорания в двигателе внутреннего сгорания (ДВС). Приведенное на фиг.1 изображение служит исключительно для пояснения принципа работы форсунки, при этом представленные на чертеже соотношения между размерами не соответствуют реальным размерным пропорциям.Figure 1 schematically shows a fragment of the nozzle 1, made in the form of a fuel nozzle for the common rail system and designed to inject fuel into a combustion chamber not shown in the drawing in an internal combustion engine (ICE). The image shown in figure 1 is used solely to explain the principle of operation of the nozzle, while the relationships between the sizes shown in the drawing do not correspond to the actual size proportions.

Форсунка 1 имеет показанный на чертеже лишь частично цельный или составной клапанный элемент 2, который может перемещаться между своими открытым и закрытым положениями. В своем открытом положении (перемещенном вверх в плоскости чертежа положении) клапанный элемент 2 открывает путь прохождения потока топлива из полости 3 высокого давления через систему не показанных на чертеже распылительных отверстий в камеру сгорания в ДВС.The nozzle 1 has only partly integral or integral valve element 2 shown in the drawing, which can be moved between its open and closed positions. In its open position (displaced upward in the drawing plane), the valve element 2 opens the path for the fuel flow from the high-pressure cavity 3 through a system of spray holes not shown in the drawing into the combustion chamber in the internal combustion engine.

Своим верхним торцом 4 клапанный элемент 2 ограничивает управляющую полость 5. Управляющая полость расположена радиально внутри выступающей в полость 3 высокого давления втулкообразной части форсуночной детали 6.With its upper end 4, the valve element 2 limits the control cavity 5. The control cavity is located radially inside the sleeve-like part of the nozzle part 6 protruding into the high-pressure cavity 3.

В управляющей полости 5 оканчивается выполненный во втулкообразной части форсуночной детали 6 входной дроссель 7, через который топливо поступает в управляющую полость 5 из полости 3 высокого давления. В полость 3 высокого давления находящееся под высоким давлением топливо, в свою очередь, поступает по топливопроводу 8 из общей топливной магистрали 9 ("rail"). В общую топливную магистраль топливо подается из находящегося под низким давлением топливного бака 11 насосом 10 высокого давления, выполненным, прежде всего, в виде радиально-поршневого насоса. В топливный бак 11 по сливному топливопроводу 13, ведущему от форсунки, из ее зоны 12 низкого давления стекает также более подробно рассмотренное ниже управляющее количество топлива.In the control cavity 5, the inlet throttle 7, made in the sleeve-like part of the nozzle part 6, ends, through which the fuel enters the control cavity 5 from the high pressure cavity 3. The high-pressure cavity 3 in high pressure fuel, in turn, enters through the fuel line 8 from the common fuel line 9 ("rail"). Fuel is supplied to the common fuel line from a low-pressure fuel tank 11 by a high-pressure pump 10, made primarily in the form of a radial piston pump. The control amount of fuel, described in more detail below, also flows into the fuel tank 11 through a drain fuel line 13 leading from the nozzle from its low pressure zone 12.

Из управляющей полости 5 отходит проходящий в осевом направлении в форсуночной детали 6 сливной канал 14. Такой сливной канал имеет сливной дроссель 15 или выполнен в виде него. Сливной канал 14 расширяется на своем верхнем в плоскости чертежа участке и оканчивается в клапанной камере 16, которая радиально снаружи ограничена форсуночной деталью 6, а также примыкающей к ней в осевом направлении клапанной втулкой 17 управляющего клапана 18 (сервоклапана). Сверху в осевом направлении клапанная камера 16 управляющего клапана 18 ограничена подвижным в осевом направлении работающим на сжатие стержнем 19, который находящимся в клапанной камере 16 топливом поджимается в осевом направлении вверх в плоскости чертежа к сливному патрубку 36. Для этого работающий на сжатие стержень 19 проходит через отверстие 37 в корпус 20 электромагнитного привода 21. Своей верхней в плоскости чертежа частью работающий на сжатие стержень 19 вставлен в направляющую его перемещение втулку 22, которая усилием закрывающей пружины 23, опирающейся на выполненный за одно целое с клапанной втулкой 17 плоский якорь 24, поджимается к сливному патрубку 36. Одновременно с этим закрывающая пружина 23 своим усилием воздействует на плоский якорь 24 и тем самым на клапанную втулку, поджимая их в осевом направлении вниз в плоскости чертежа к выполненному на клапанной детали 6 седлу 25 управляющего клапана 18, выполненному в виде конического седла. В другом варианте закрывающая пружина может опираться на кольцевой буртик корпуса 20 электромагнитного привода 21.A drain channel 14 extends axially in the nozzle part 6 from the control cavity 5. Such a drain channel has a drain choke 15 or is made in the form of it. The drain channel 14 expands at its upper portion in the drawing plane and terminates in the valve chamber 16, which is radially externally limited by the nozzle part 6, as well as by the valve sleeve 17 of the control valve 18 (servo valve) adjacent to it in the axial direction. From the top, in the axial direction, the valve chamber 16 of the control valve 18 is limited by the axially movable compression-acting rod 19, which, in the valve chamber 16, is pressed axially upward in the plane of the drawing to the drain pipe 36. To do this, the compression rod 19 passes through hole 37 in the housing 20 of the electromagnetic actuator 21. With its upper part in the drawing plane, the compression rod 19 is inserted into the sleeve 22 guiding its movement, which closes the force Ina 23, based on a flat armature 24 made in one piece with the valve sleeve 17, is pressed against the drain pipe 36. At the same time, the closing spring 23 acts on the flat armature 24 and thereby on the valve sleeve, axially pressing them down to the plane of the drawing to the seat 25 of the control valve 18 made on the valve part 6, made in the form of a conical seat. In another embodiment, the closing spring may rest on the annular flange of the housing 20 of the electromagnetic actuator 21.

Учитывая тот факт, что внутри клапанной камеры клапанная втулка 17 не имеет поверхности приложения к ней действующего в осевом направлении давления топлива, управляющий клапан 18 представляет собой уравновешенный по давлению в осевом направлении сервоклапан.Considering the fact that inside the valve chamber the valve sleeve 17 does not have an axially acting fuel pressure applied to it, the control valve 18 is an axial pressure balanced valve in the axial direction.

Для направленного перемещения клапанной втулки 17 по ее наружному периметру предусмотрен втулкообразный направляющий элемент 26 в виде полого цилиндра. Такой направляющий элемент 26 по посадке с натягом закреплен на коническом участке 27 форсуночной детали 6, при этом угол α, равный половине угла при вершине конуса конического участка 27, для наглядности показан на чертеже значительно большим, нежели преимущественно выполняемый в реальности угол. В реальности угол α между конической поверхностью 28 и осью, параллельной продольной оси L управляющего клапана 18, в рассматриваемом примере составляет примерно 1°.For directional movement of the valve sleeve 17 along its outer perimeter, a sleeve-like guide element 26 is provided in the form of a hollow cylinder. Such an interference fitting guide element 26 is fixed on the conical section 27 of the nozzle part 6, while an angle α equal to half the angle at the apex of the cone of the conical section 27 is shown for clarity in the drawing much larger than the angle actually performed. In reality, the angle α between the conical surface 28 and the axis parallel to the longitudinal axis L of the control valve 18, in this example, is approximately 1 °.

Обращенный от конического участка торец 29 направляющего элемента 26 расположен с осевым отступом от нижней стороны плоского якоря 24. Как показано из фиг.1, седло 25 расположено радиально внутри конического участка 27, соответственно конической поверхности 28.The end face 29 of the guide member 26 facing away from the conical section is axially indented from the lower side of the flat armature 24. As shown in FIG. 1, the seat 25 is located radially inside the conical section 27, respectively, of the conical surface 28.

Направляющий элемент 26 по посадке с натягом закреплен на коническом участке 27 клапанного элемента 26. Угол β, равный половине угла при вершине внутреннего конуса 30, в собранном состоянии так же, как и угол α, равный половине угла при вершине конуса конического участка 27 форсуночной детали 6, также составляет 1°. Перед сборкой же угол β, равный половине угла при вершине внутреннего конуса 30, несколько меньше угла α. При напрессовывании направляющего элемента 26 на конический участок 27 внутренний конус упруго расширяется в радиальном направлении и таким путем повышает заклинивающее действие. Показанное на чертеже соединение с силовым замыканием между направляющим элементом 26 и коническим участком 27 форсуночной детали 6 представляет собой своего рода посадку по конусу Морзе.The interference fit guide 26 is secured to the conical portion 27 of the valve member 26. The angle β equal to half the angle at the apex of the inner cone 30 is in the assembled state, as is the angle α equal to half the angle at the apex of the cone to the conical portion 27 of the nozzle 6 is also 1 °. Before assembly, the angle β equal to half the angle at the apex of the inner cone 30 is somewhat smaller than the angle α. When pressing the guide element 26 onto the conical section 27, the inner cone elastically expands in the radial direction and in this way increases the jamming effect. Shown in the drawing, the connection with the power circuit between the guide element 26 and the conical section 27 of the nozzle part 6 is a kind of landing on the Morse cone.

В направляющем элементе 26 выполнены два поперечных отверстия 31 и 32, которые расположены на уровне седла 25 диаметрально друг против друга и проходят с небольшим наклоном и через которые топливо из клапанной камеры 16 может при приподнятой от седла 25 клапанной втулке 17 управляющего клапана 18 перетекать в ту окружающую направляющий элемент 26 зону 12 форсунки, где преобладает низкое давление. Из этой зоны 12 низкого давления топливо может перетекать по сливному топливопроводу 13 в топливный бак 11.In the guide element 26 there are two transverse openings 31 and 32, which are located at the level of the seat 25 diametrically opposed to each other and pass with a slight slope and through which the fuel from the valve chamber 16 can flow when the valve sleeve 17 of the control valve 18 is raised from the seat 25 and flows into that nozzle zone 12 surrounding the guide element 26, where low pressure prevails. From this low pressure zone 12, fuel can flow through a drain fuel line 13 into a fuel tank 11.

Для открытия клапанного элемента 2 необходимо снизить давление в управляющей полости 5. Для этого клапанная втулка 17 из показанного на фиг.1 положения при подаче электрического тока на электромагнитный привод 21 перемещается вверх в плоскости чертежа, в результате чего топливо может перетекать через выполненный на коническом участке 27 центральный сливной канал 14 в клапанную камеру 16, из нее - в радиальном направлении под клапанной втулкой и через поперечные отверстия 31, 32 в зону 12 низкого давления и из нее - к сливному топливопроводу 13.To open the valve element 2, it is necessary to reduce the pressure in the control cavity 5. For this, the valve sleeve 17 from the position shown in Fig. 1 when applying electric current to the electromagnetic actuator 21 moves upward in the plane of the drawing, as a result of which the fuel can flow through the conical section 27 the Central drain channel 14 into the valve chamber 16, from it in the radial direction under the valve sleeve and through the transverse holes 31, 32 to the low pressure zone 12 and from it to the fuel drain line 13.

Дополнительно к выполнению сливного дросселя 15 в сливном канале 14 или альтернативно этому сами поперечные отверстия 31, 32 могут быть выполнены в виде сливных дросселей.In addition to making the drain choke 15 in the drain channel 14, or alternatively, the transverse holes 31, 32 themselves can be made in the form of drain chokes.

Поскольку проходное сечение сливного дросселя 15 больше проходного сечения входного дросселя 7, при открытом управляющем клапане 18 происходит слив практически всего топлива из управляющей полости 5, в результате чего снижается закрывающее усилие, действующее на клапанный элемент 2, который поэтому приподнимается от своего не показанного на чертеже седла и открывает путь прохождения потока топлива. Для закрытия клапанного элемента 2 прекращают подачу электрического тока на электромагнитный привод 21, в результате чего клапанная втулка 17 под действием усилия закрывающей пружины 23 перемещается в осевом направлении вниз к своему седлу 25, после окончательного опускания на которое дальнейшее перетекание топлива из клапанной камеры 16 в зону низкого давления невозможно. В результате продолжающегося поступления топлива через входной дроссель 7 в управляющую полость 5 давление в ней, а тем самым и действующее на клапанный элемент 2 закрывающее усилие возрастают.Since the bore of the drain throttle 15 is larger than the bore of the inlet 7, when the control valve 18 is open, almost all fuel is drained from the control cavity 5, thereby reducing the closing force acting on the valve element 2, which therefore rises from its not shown in the drawing saddles and opens the way for the flow of fuel. To close the valve element 2, the supply of electric current to the electromagnetic actuator 21 is stopped, as a result of which the valve sleeve 17 under the action of the closing spring 23 moves axially down to its seat 25, after the final lowering of which further fuel flows from the valve chamber 16 into the zone low pressure is not possible. As a result of the continued flow of fuel through the inlet throttle 7 into the control cavity 5, the pressure therein, and thereby the closing force acting on the valve element 2, increases.

Форсунка 1 в показанном на фиг.2 варианте ее выполнения в основном соответствует форсунке, выполненной по показанному на фиг.1 варианту, и поэтому во избежание повторений в дальнейшем рассматриваются только различия между обоими этими вариантами. В отношении общих для обоих вариантов моментов можно сослаться на предшествующее описание чертежей.The nozzle 1 in the embodiment shown in FIG. 2 basically corresponds to the nozzle made according to the embodiment shown in FIG. 1, and therefore, in order to avoid repetitions, only the differences between these two options are further considered. With respect to the points common to both variants, reference can be made to the previous description of the drawings.

Единственное отличие от показанного на фиг.1 варианта заключаются в том, что посадка с натягом между направляющим элементом 26 и коническим участком 27 форсуночной детали 6 реализована иным образом. На поверхности внутреннего конуса 30 направляющего элемента 26 выполнена кольцевая выемка 33, из-за наличия которой направляющий элемент прилегает к коническому участку 27 форсуночной детали 6 по двум отстоящим друг от друга в осевом направлении контактным поверхностям 34, 35. Благодаря этому удается дополнительно повысить заклинивающее действие в посадке между направляющим элементом 26 и форсуночной деталью 6.The only difference from the variant shown in FIG. 1 is that an interference fit between the guide element 26 and the conical section 27 of the nozzle part 6 is implemented differently. On the surface of the inner cone 30 of the guide element 26, an annular recess 33 is made, due to the presence of which the guide element abuts the conical section 27 of the nozzle part 6 in two axially spaced apart contact surfaces 34, 35. Due to this, it is possible to further increase the jamming effect in the fit between the guide element 26 and the nozzle part 6.

Вместо показанных на чертеже поперечных отверстий 31, 32 в направляющем элементе 26 для отвода топлива из клапанной камеры 16 при открытом управляющем клапане 18 на наружной боковой поверхности клапанной втулки 17 и/или на внутренней боковой поверхности направляющего элемента 26 можно предусмотреть проходящие предпочтительно в осевом направлении лыски.Instead of the lateral openings 31, 32 shown in the drawing, in the guide member 26 for removing fuel from the valve chamber 16 with the control valve 18 open, on the outer side surface of the valve sleeve 17 and / or on the inner side surface of the guide element 26, it is possible to provide axially extending flats .

Claims

1. An injector for injecting fuel into a combustion chamber in an internal combustion engine, in particular an injector for a common rail system having a control valve (18) that has a valve sleeve (17) that can be axially displaced in an outer envelope the side surface of the guide, and which allows you to open and block the path of the fuel flow through the drain channel (14) made in the nozzle part (6) in the direction of the nozzle (1) under the low pressure zone (12) from the control floor a bridge (5) bounded by an axially movable valve element (2), characterized in that the valve sleeve (17) is mounted with the possibility of directional movement in the guide element (26) that covers its outer side surface, which is made in the form of a part separate from nozzle part (6), and is fixed on it, and in the guide element (26) there is a transverse hole (31, 32) for removing fuel from the drain channel (14) to the low pressure zone (12).

2. The nozzle according to claim 1, characterized in that the guide element (26) is made in the form of a sleeve, especially a cylindrical sleeve, the inner diameter of which corresponds to the outer diameter of the valve sleeve (17), including the guide gap.

3. The nozzle according to claim 1, characterized in that the guide element (26) is mounted on the nozzle part (6) by interference fit.

4. The nozzle according to claim 1, characterized in that the guide element (26) is fixed on the conical section (27) of the nozzle part (6).

5. The nozzle according to claim 4, characterized in that the angle (β) equal to half the angle at the apex of the inner cone (30) of the guide element (26) is smaller, first of all, slightly less than the angle (α) equal to half the angle for the top of the cone of the conical section (27) of the nozzle part.

6. The nozzle according to claim 4, characterized in that the angle (α) equal to half the angle at the apex of the cone of the conical section (27) of the nozzle part (6) is from about 0.5 to about 10 °, preferably less than 7 °, more preferably less than 5 °, particularly preferably less than 3 °, especially less than 2 °, most preferably about 1 °.

7. The nozzle according to claim 4, characterized in that the seat (25) of the valve sleeve (17) is formed radially inside the conical section (27).

8. The nozzle according to claim 1, characterized in that the guide element (26) in the contact zone with the nozzle part (6) abuts against it on the surface.

9. The nozzle according to claim 1, characterized in that in the contact zone between the guide element (26) and the nozzle part (6) on the guide element (26) and / or on the nozzle part (6), a recess (33) is provided, in particular annular recess (33).