RU2517518C2

RU2517518C2 - Fuel injector with electromagnet armature composed of two parts

Info

Publication number: RU2517518C2
Application number: RU2011102820/06A
Authority: RU
Inventors: РЕТТИХ Андреас
Original assignee: Роберт Бош Гмбх
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2014-05-27
Also published as: EP2307697B1; WO2009156208A1; CN102076950A; EP2307697A1; DE102008002717A1; RU2011102820A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to production of motors, particularly, to ICE fuel injectors. ICE fuel injector to be used, first of all, in common-rail systems, incorporates at least one injection control valve to open or close at least one spray bore fitted in system body. Besides, it comprises at least one fluid control valve for control over injection control valve element displacement by varying the pressure in at least one control chamber. Said valve is equipped with electromagnetic drive with at least one coil and at least one armature. Said armature consists of at least one armature plate interacting with electromagnetic drive and at least of armature core displacing along said plate to control pressure inside armature core control chamber. Armature core is composed by armature sleeve fitted on armature plate to slide there along.

EFFECT: smooth operation of armature, decreased time intervals between fuel injections.

11 cl, 3 dwg

Description

Уровень техникиState of the art

Для подачи топлива в камеры сгорания в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), прежде всего дизельных двигателях, могут использоваться управляемые по давлению и управляемые по величине хода системы впрыскивания топлива. В качестве систем впрыскивания топлива используются насос-форсунки, насос-форсунки с электромагнитным управлением и промежуточным между насосом и форсункой топливопроводом высокого давления, а также системы впрыскивания топлива с так называемым топливным аккумулятором высокого давления. В системах впрыскивания топлива с общей топливной магистралью высокого давления (называемых также системами с топливным аккумулятором высокого давления или системами "common rail") находящееся под высоким давлением топливо (например, топливо под давлением свыше 1000 бар) подводится в топливную форсунку из общей топливной магистрали высокого давления. Преимущество топливных форсунок, используемых в системах "common rail", состоит в возможности эффективного согласования давления впрыскивания с нагрузкой ДВС и частотой вращения его вала. Рассмотренное в последующем описании изобретение относится прежде всего к топливным форсункам для систем "common rail", однако в принципе может использоваться и применительно к топливным форсункам иных типов.To supply fuel to the combustion chambers in internal combustion engines (ICE), primarily diesel engines, pressure-controlled and magnitude-controlled fuel injection systems can be used. As fuel injection systems, pump nozzles, electromagnetic pump injector pumps and intermediate high-pressure fuel pipes between the pump and the nozzle, as well as fuel injection systems with the so-called high-pressure fuel accumulator, are used. In high-pressure common rail fuel injection systems (also called high-pressure fuel cell systems or common rail systems), high-pressure fuel (for example, fuel under pressure above 1000 bar) is fed into the fuel injector from a high-pressure common fuel line pressure. The advantage of the fuel injectors used in common rail systems is the ability to effectively match the injection pressure with the ICE load and its shaft speed. The invention described in the following description relates primarily to fuel injectors for common rail systems, however, in principle, it can also be applied to other types of fuel injectors.

В обычных топливных форсунках, применяемых в системах "common rail", для открытия топливной форсунки, т.е. для инициирования процесса впрыскивания топлива, и для последующего ее закрытия, как правило, используется привод. В качестве такового могут, например, использоваться электромагнитные или пьезоэлектрические приводы, при этом рассмотренное в последующем описании изобретение относится к топливным форсункам, в которых применяются электромагнитные приводы.In conventional fuel injectors used in common rail systems, to open the fuel injector, i.e. as a rule, a drive is used to initiate the fuel injection process, and for its subsequent closure. As such, for example, electromagnetic or piezoelectric drives can be used, while the invention described in the following description relates to fuel nozzles in which electromagnetic drives are used.

В подобных топливных форсунках с гидроклапанами, оснащенными электромагнитными приводами, стремятся прежде всего к обеспечению уравновешенности гидроклапанов по давлению. Сказанное означает, что запирающее усилие гидравлических клапанов, т.е. усилие, с помощью которого гидроклапаны обеспечивают герметичность управляющей полости топливной форсунки для поддержания необходимого давления в этой управляющей полости, не зависит от давления в системе, соответственно в общей топливной магистрали высокого давления. Достигается это благодаря тому, что для создания уплотняющего эффекта гидроклапанов не требуется преодолевать существующее давление. Тем самым при меньших величинах хода клапанного элемента (затвора) гидроклапаны можно прежде всего выполнять с большим проходным сечением.In such fuel nozzles with hydraulic valves equipped with electromagnetic actuators, they strive primarily to ensure the balance of hydraulic valves in pressure. The foregoing means that the locking force of the hydraulic valves, i.e. the force by which the hydraulic valves ensure the tightness of the control cavity of the fuel nozzle to maintain the necessary pressure in this control cavity does not depend on the pressure in the system, respectively, in the common high-pressure fuel line. This is achieved due to the fact that to create a sealing effect of hydraulic valves, it is not necessary to overcome the existing pressure. Thus, with smaller stroke values of the valve element (shutter), the hydraulic valves can be primarily performed with a large flow area.

Использование подобных уравновешенных по давлению электромагнитных клапанов позволяет добиться значительных улучшений с точки зрения многоразового впрыскивания топлива форсункой. Стабильность топливных форсунок с уравновешенными по давлению электромагнитными гидроклапанами существенно повышается прежде всего благодаря исключительно малой величине хода их клапанного элемента (затвора), которая может быть, например, на примерно 50% меньше величины хода клапанного элемента у топливных форсунок с сопоставимыми шариковыми клапанами.The use of such pressure-balanced solenoid valves makes it possible to achieve significant improvements in terms of multiple injections of fuel by a nozzle. The stability of fuel injectors with pressure balanced solenoid valves significantly increases primarily due to the extremely small stroke of their valve element (shutter), which can be, for example, about 50% less than the stroke of a valve element in fuel injectors with comparable ball valves.

Однако недостаток подобных топливных форсунок состоит в том, что при закрытии электромагнитного клапана происходит дребезг его якоря. По причине такого дребезга минимальный интервал времени между последовательными процессами срабатывания электромагнитного клапана обычно ограничен 200-250 мкс. Обусловлено это прежде всего тем, что на протяжении всего срока службы электромагнитного клапана уже небольшие изменения в "дребезговых" характеристиках якоря могут привести к значительному дрейфу количества впрыскиваемого топлива, когда при многоразовом впрыскивании топлива дребезг якоря при закрытии электромагнитного клапана еще не завершился в момент подачи управляющего сигнала на впрыскивание следующей порции топлива, например, на впрыскивание второй порции топлива. Однако во многих случаях необходимо, чтобы интервалы времени между последовательными процессами впрыскиваниями топлива, т.е. интервалы между отдельными процессами срабатывания гидроклапана, составляли не более примерно 100 мкс.However, the disadvantage of such fuel injectors is that when the solenoid valve closes, its armature rattles. Due to such bounce, the minimum time interval between successive processes of the actuation of the electromagnetic valve is usually limited to 200-250 μs. This is primarily due to the fact that throughout the entire life of the solenoid valve, already small changes in the "rattling" characteristics of the armature can lead to a significant drift in the amount of injected fuel, when during repeated injection of fuel the arm bounce did not finish when the solenoid valve was closed when the control a signal for injecting the next portion of fuel, for example, for injecting a second portion of fuel. However, in many cases it is necessary that the time intervals between successive processes of fuel injection, i.e. the intervals between the individual processes of the actuation of the hydraulic valve were not more than about 100 μs.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Исходя из вышеизложенного, в изобретении предлагается топливная форсунка для впрыскивания топлива в камеру сгорания в ДВС, позволяющая по меньшей мере практически полностью устранить описанные выше недостатки известных топливных форсунок. Предлагаемая в изобретении топливная форсунка предназначена прежде всего для применения в системах "common rail", прежде всего в дизельных двигателях, однако может использоваться и по иному назначению. Предлагаемая в изобретении топливная форсунка позволяет прежде всего значительно уменьшить описанные выше явления дребезга якоря при закрытии электромагнитного клапана, что позволяет сократить интервалы времени между последовательными процессами впрыскивания топлива до менее 200 мкс. Одновременно с этим могут сохраняться все преимущества уравновешенных по давлению гидроклапанов.Based on the foregoing, the invention provides a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber in an internal combustion engine, which allows at least almost completely eliminating the disadvantages of the known fuel nozzles described above. The fuel injector proposed in the invention is intended primarily for use in common rail systems, primarily in diesel engines, but can also be used for other purposes. The fuel injector proposed in the invention allows, first of all, to significantly reduce the bounce of the armature described above when closing the solenoid valve, which reduces the time intervals between successive fuel injection processes to less than 200 μs. At the same time, all the benefits of pressure-balanced hydraulic valves can be maintained.

Основная идея настоящего изобретения заключается в том, что дребезг якоря при закрытии электромагнитного клапана можно предотвратить, устранив жесткую связь между якорным стержнем и якорной пластиной. Благодаря этому удается дополнительно оптимизировать преимущества уравновешенного по давлению клапана, и прежде всего возможно достижение исключительно коротких интервалов времени между последовательными процессами впрыскивания топлива. Касательно изготовления, включая сборку, изобретение можно использовать в сочетании с топливными форсунками, оснащаемыми электромагнитными клапанами с цельным якорем, что, например, позволяет предлагать заказчикам предлагаемую в изобретении топливную форсунку с составным якорем как дополнительный вариант.The main idea of the present invention is that the bounce of the armature when closing the electromagnetic valve can be prevented by eliminating the rigid connection between the armature rod and the armature plate. Thanks to this, it is possible to further optimize the advantages of a pressure-balanced valve, and above all, extremely short time intervals between successive fuel injection processes can be achieved. Regarding manufacturing, including assembly, the invention can be used in combination with fuel nozzles equipped with solenoid valves with a single armature, which, for example, allows customers to offer the inventive fuel nozzle with a composite armature as an additional option.

Выполнение якоря составным значительно упрощает его изготовление по сравнению с традиционными якорями электромагнитных клапанов. Помимо этого благодаря отсутствию жесткой связи между якорным стержнем и якорной пластиной существует возможность раздельной оптимизации каждой из этих деталей с точки зрения используемых для их изготовления материалов. Для изготовления якорного стержня и якорной пластины можно использовать разные материалы. Так, например, якорную пластину можно выполнять с оптимальными магнитными свойствами и с оптимальной геометрией, равно как и выполняемый отдельно от якорной пластины якорный стержень можно оптимизировать, например, с целью придания ему оптимальных запорных свойств и уменьшения его износа до минимально возможного. Тем самым при выборе материала для изготовления якорной пластины и при выборе ее геометрии не требуется учитывать износ седла затвора электромагнитного клапана. Выбор же соответствующего материала для изготовления якорного стержня, а также придание ему определенной геометрии позволяют добиться минимального его износа и обеспечить наличие у него оптимальных уплотняющих свойств. Помимо этого отпадает необходимость в использовании опорной тарелки пружины, поскольку вместо этого для компенсации избыточных размеров можно, например, использовать регулировочные кольца в качестве размерной группы.The implementation of the composite anchor greatly simplifies its manufacture in comparison with traditional solenoid valve anchors. In addition, due to the absence of a rigid connection between the anchor rod and the anchor plate, it is possible to separately optimize each of these parts from the point of view of the materials used for their manufacture. For the manufacture of the anchor rod and the anchor plate, you can use different materials. So, for example, the anchor plate can be made with optimal magnetic properties and with the optimal geometry, just as the anchor rod, which is carried out separately from the anchor plate, can be optimized, for example, to give it optimal locking properties and reduce its wear to the minimum possible. Thus, when choosing the material for the manufacture of the anchor plate and when choosing its geometry, it is not necessary to take into account the wear of the valve seat of the electromagnetic valve. The choice of the appropriate material for the manufacture of the anchor rod, as well as giving it a certain geometry, allows it to achieve minimal wear and to ensure that it has optimal sealing properties. In addition, there is no need to use a spring support plate, because instead of this, for example, compensation rings can be used as a size group to compensate for excess sizes.

Сборку предлагаемой в изобретении топливной форсунки можно выполнять, используя выполненный в виде узла якорь. Такой узел может, например, состоять, как это более подробно описано ниже, из якорной пластины, якорной втулки и регулировочного кольца, прежде всего серповидной шайбы. Подобный узел можно, например, предварительно собирать отдельно от собственно процесса сборки топливной форсунки и поставлять в виде готового предварительно собранного узла в процесс сборки собственно топливной форсунки.The assembly of the fuel injector according to the invention can be carried out using an anchor made as a unit. Such an assembly may, for example, consist, as described in more detail below, of an anchor plate, an anchor sleeve and an adjusting ring, in particular a crescent washer. Such a unit can, for example, be pre-assembled separately from the actual fuel injector assembly process and delivered as a finished pre-assembled assembly to the fuel injector assembly process.

Для реализации описанной выше лежащей в основе изобретения идеи топливная форсунка имеет подвижно установленный в ее корпусе управляющий впрыскиванием клапанный элемент для закрытия или открытия по меньшей мере одного распылительного отверстия. Такой управляющий впрыскиванием клапанный элемент может быть выполнен цельным или состоящим из нескольких частей.To implement the above-described underlying idea of the invention, the fuel nozzle has a valve element movably mounted in its housing for controlling the injection of an element for closing or opening at least one spray opening. Such an injection control valve element may be made in one piece or in several parts.

Помимо этого предлагаемая в изобретении топливная форсунка имеет по меньшей мере один гидроклапан, который предназначен для управления перемещением управляющего впрыскиванием клапанного элемента путем изменения давления в по меньшей мере одной управляющей полости. При этом такой гидроклапан может быть выполнен, как описано выше, в виде уравновешенного по давлению клапана, т.е. в виде клапана, на который даже в его закрытом состоянии не действует высокое давление топлива, т.е., например, давление, преобладающее в общей топливной магистрали высокого давления. Подобный эффект может, например, достигаться благодаря тому, что гидроклапан не имеет никаких нагружаемых давлением топлива в направлении своего открытия или закрытия поверхностей, например, никаких поверхностей или плоских участков, расположенных перпендикулярно перекрываемому выходному отверстию сливного канала или дросселя.In addition, the fuel injector according to the invention has at least one hydraulic valve, which is designed to control the movement of the injection control valve element by changing the pressure in the at least one control cavity. In this case, such a hydraulic valve can be made, as described above, in the form of a pressure-balanced valve, i.e. in the form of a valve, which even in its closed state is not affected by high fuel pressure, i.e., for example, the pressure prevailing in the common high-pressure fuel line. A similar effect can, for example, be achieved due to the fact that the hydraulic valve does not have any fuel loaded with pressure in the direction of its opening or closing surfaces, for example, no surfaces or flat sections located perpendicular to the blocked outlet of the drain channel or throttle.

Гидроклапан имеет по меньшей мере один электромагнитный привод с по меньшей мере одной катушкой и с по меньшей мере одним якорем. Якорь, в свою очередь, состоит из по меньшей мере одной взаимодействующей с электромагнитным приводом якорной пластины и по меньшей мере одного установленного подвижно относительно нее и управляющего давлением в управляющей полости якорного стержня. Подобный якорный стержень преимущественно предназначен для открытия или перекрытия по меньшей мере одного сливного дросселя, ведущего из управляющей полости, в соответствии с управлением электромагнитным приводом. Под якорным стержнем, таким образом, подразумевается запорный элемент, в принципе, произвольной формы, который может быть выполнен, например в виде продолговатого запорного элемента с произвольным поперечным сечением, например, в виде пальца сплошного сечения. Якорный стержень может быть также выполнен полым с несплошным сечением, такой вариант более подробно рассмотрен ниже на примере выполнения якорного стержня с предпочтительной втулкообразной формой.The hydraulic valve has at least one electromagnetic actuator with at least one coil and with at least one armature. The anchor, in turn, consists of at least one anchor plate interacting with the electromagnetic drive and at least one mounted movably relative to it and controlling the pressure in the control cavity of the anchor rod. Such an anchor rod is mainly designed to open or close at least one drain choke leading from the control cavity, in accordance with the control of the electromagnetic drive. An anchor rod, therefore, means a locking element, in principle, of arbitrary shape, which can be made, for example, in the form of an elongated locking element with an arbitrary cross section, for example, in the form of a finger of a solid section. The anchor rod can also be made hollow with a non-continuous cross-section, such an option is discussed in more detail below on the example of an anchor rod with a preferred sleeve-like shape.

Якорный стержень может быть прежде всего нагружен действующим в направлении закрытия гидроклапана первым усилием его упругого элемента, например спиральной пружины гидроклапана. Якорная пластина, в свою очередь, может быть прежде всего нагружена вторым, действующим против направления закрытия усилием по меньшей мере одного упругого элемента якоря, например спиральной пружины якоря. При этом в предпочтительном варианте такое второе усилие по величине меньше первого усилия.The anchor rod can be primarily loaded with the first force acting on the closing of the hydraulic valve by its elastic element, for example a spiral spring of the hydraulic valve. The anchor plate, in turn, can be primarily loaded with a second, acting against the direction of closure by the force of at least one elastic element of the anchor, for example a spiral spring of the anchor. Moreover, in a preferred embodiment, such a second force is smaller in magnitude than the first force.

Якорный стержень может быть установлен, например, внутри якорной пластины или с охватом ее, вследствие чего якорный стержень и якорная пластина имеют возможность перемещения относительно друг друга в направлении закрытия гидроклапана. При этом в предпочтительном варианте якорный стержень установлен относительно якорной пластины таким образом, что якорная пластина при своем перемещении в направлении открытия, обратном направлению закрытия гидроклапана, по меньшей мере после прохождения некоторого минимального расстояния увлекает в движение якорный стержень с открытием тем самым гидроклапана. Для такого увлечения в движение на якорном стержне и/или на якорной пластине можно предусмотреть, например, соответствующие уступы и/или иные поводковые устройства.The anchor rod can be installed, for example, inside the anchor plate or with its coverage, so that the anchor rod and the anchor plate can move relative to each other in the direction of closing the hydraulic valve. In this case, in a preferred embodiment, the anchor rod is mounted relative to the anchor plate in such a way that the anchor plate, when moving in the direction of opening opposite to the closing direction of the hydraulic valve, at least after passing a certain minimum distance, pulls the anchor rod in motion, thereby opening the hydraulic valve. For such entrainment in movement on the anchor rod and / or on the anchor plate, it is possible to provide, for example, appropriate ledges and / or other pulling devices.

Якорный стержень может быть выполнен прежде всего втулкообразным и тем самым может иметь якорную втулку или может быть выполнен в виде нее. При этом в предпочтительном варианте такая якорная втулка подвижно в осевом направлении по скользящей посадке установлена на якорной пластине, прежде всего внутри нее. Выполнение якорного стержня втулкообразным в виде якорной втулки предпочтительно для выполнения гидроклапана уравновешенным по давлению согласно приведенному выше определению, поскольку якорную втулку можно использовать для того, чтобы по возможности исключить наличие всяких поверхностей, нагруженных давлением топлива в направлении, обратном направлению закрытия гидроклапана. В этом случае все гидравлические силы, воспринимаемые якорной втулкой, могут действовать в радиальном направлении, что исключает влияние на положение якорной втулки в осевом направлении, соответственно исключает приложение к ней гидравлической силы.The anchor rod can be made primarily sleeve-like and thus can have an anchor sleeve or can be made in the form of it. Moreover, in a preferred embodiment, such an anchor sleeve is movably in the axial direction along a sliding fit mounted on the anchor plate, especially inside it. Making the anchor rod sleeve-like in the form of an anchor sleeve is preferable for making the hydraulic valve pressure balanced according to the above definition, since the anchor sleeve can be used to exclude the possibility of any surfaces loaded with fuel pressure in the direction opposite to the closing direction of the hydraulic valve. In this case, all hydraulic forces perceived by the anchor sleeve can act in the radial direction, which eliminates the influence on the position of the anchor sleeve in the axial direction, respectively, eliminates the application of hydraulic force to it.

При применении якорной втулки в нее с той стороны ее полости, которая обращена к управляющей полости, можно вставить работающий на сжатие стержень для гидравлического уплотнения внутреннего пространства якорной втулки. Внутреннее пространство якорной втулки может быть выполнено прежде всего цилиндрическим, главным образом в форме кругового цилиндра и/или многогранного цилиндра (призмы). Наружный диаметр работающего на сжатие стержня может быть согласован с внутренним диаметром, соответственно с внутренними размерами внутреннего пространства якорной втулки, в котором работающий на сжатие стержень тем самым может быть установлен, например, по скользящей и плотной посадке. Работающий на сжатие стержень, якорная втулка и форсуночная деталь с выполненным в ней сливным дросселем, ведущим из управляющей полости, могут в этом случае ограничивать клапанную камеру, в которой гидравлические силы, обусловленные высоким давлением топлива, действуют только на работающий на сжатие стержень, но не на якорную втулку. Таким образом также можно обеспечить уравновешенность гидроклапана по давлению.When applying the anchor sleeve into it from the side of its cavity that faces the control cavity, it is possible to insert a compression working rod for hydraulic sealing of the internal space of the anchor sleeve. The inner space of the anchor sleeve can be made primarily cylindrical, mainly in the form of a circular cylinder and / or polyhedral cylinder (prism). The outer diameter of the compression rod can be matched with the inner diameter, respectively, with the internal dimensions of the internal space of the anchor sleeve, in which the compression rod can thus be installed, for example, by sliding and tight fit. The compression rod, the anchor sleeve, and the nozzle with a discharge throttle in it leading from the control cavity can limit the valve chamber in this case, in which hydraulic forces due to high fuel pressure act only on the compression rod, but not on the anchor sleeve. Thus, it is also possible to ensure the balance of the hydraulic valve in pressure.

При использовании якорной пластины предпочтительно также наличие у топливной форсунки форсуночной детали, в которой выполнен по меньшей мере один сливной дроссель, ведущий из управляющей полости. Под сливным дросселем при этом в общем случае может подразумеваться ведущее из управляющей полости отверстие, которое при открытом гидроклапане ограничивает перетекание, соответственно управляет перетеканием топлива из управляющей полости в сливной топливопровод в контуре низкого давления.When using the anchor plate, it is also preferable for the fuel nozzle to have an injector part in which at least one drain throttle leading from the control cavity is made. In this case, a drain throttle in general can mean a hole leading from the control cavity, which, when the hydraulic valve is open, restricts the flow, accordingly controls the flow of fuel from the control cavity to the fuel drain pipe in the low pressure circuit.

При этом особенно предпочтителен вариант, в котором форсуночная деталь имеет входящий в якорную втулку по меньшей мере в закрытом состоянии гидроклапана выступ, прежде всего цилиндрический выступ. Такой выступ в его поперечном сечении может быть по меньшей мере на отдельных участках согласован с внутренними размерами внутреннего пространства якорной втулки, т.е. по меньшей мере на отдельных участках может иметь также, например, круглое сечение, многоугольное сечение или иное аналогичное сечение. Тем самым подобный выступ форсуночной детали одновременно может служить направляющей для якорной втулки, предпочтительно уплотняющей направляющей.In this case, a variant is particularly preferred in which the nozzle part has a protrusion, at least in the closed state of the hydraulic valve, which enters the anchor sleeve, in particular a cylindrical protrusion. Such a protrusion in its cross section may be at least in some areas consistent with the internal dimensions of the internal space of the anchor sleeve, i.e. at least in certain areas, it can also have, for example, a circular section, a polygonal section or another similar section. Thus, a similar protrusion of the nozzle part can simultaneously serve as a guide for the anchor sleeve, preferably a sealing guide.

В указанном выступе может прежде всего располагаться выходное отверстие сливного дросселя, ведущего из управляющей полости. Такое выходное отверстие может располагаться, например, на обращенном от управляющей полости конце выступа. Однако альтернативно этому или дополнительно к этому по меньшей мере одно выходное отверстие может также располагаться в окружной шейке указанного выступа. Так, например, выступ может иметь сначала первый направляющий участок, затем указанную шейку с по меньшей мере одним выходным отверстием в ней и примыкающий к ней далее еще один направляющий участок. По меньшей мере один направляющий участок по своему наружному диаметру может быть при этом согласован с внутренним диаметром внутреннего пространства якорной втулки, т.е., например, также может иметь указанное выше круглое и/или многоугольное поперечное сечение.In the said protrusion, the outlet opening of the drain choke leading from the control cavity may first of all be located. Such an outlet may be located, for example, at the end of the protrusion facing away from the control cavity. However, alternatively to this or in addition to this, at least one outlet may also be located in the circumferential neck of said protrusion. So, for example, the protrusion may have first a first guide section, then a specified neck with at least one outlet in it and further adjacent guide section adjacent thereto. At least one guide section along its outer diameter can be matched with the inner diameter of the inner space of the anchor sleeve, i.e., for example, it can also have the above round and / or polygonal cross section.

Другие предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к различным возможностям по регулированию величины хода клапанного элемента гидроклапана. Так, в частности, в одном из особенно предпочтительных вариантов якорный стержень с обращенной от управляющей полости стороны по меньшей мере частично окружен сменной регулировочной шайбой, прежде всего серповидной шайбой. Подобные регулировочные шайбы, которые можно, например, изготавливать и хранить с разными значениями их толщины, можно использовать для регулирования избыточного хода гидроклапана. Под избыточным ходом при этом подразумевается расстояние, на которое после отключения электромагнитного привода якорная пластина в силу своей собственной инерционности продолжает перемещаться по достижении якорным стержнем своего седла и тем самым своего закрытого положения.Other preferred embodiments of the present invention relate to various possibilities for adjusting the stroke of the valve element of the hydraulic valve. Thus, in particular, in one particularly preferred embodiment, the anchor rod with the side facing away from the control cavity is at least partially surrounded by a replaceable adjusting washer, in particular a sickle washer. Such adjusting washers, which can, for example, be made and stored with different values of their thickness, can be used to control the excess stroke of the hydraulic valve. In this case, the overstroke means the distance to which, after turning off the electromagnetic drive, the anchor plate, due to its own inertia, continues to move when the anchor rod reaches its saddle and thereby its closed position.

С противоположной, обращенной к управляющей полости стороны также может быть предусмотрен соответствующий ограничитель избыточного хода, прежде всего регулируемый ограничитель избыточного хода. Такой ограничитель избыточного хода и в данном случае может быть выполнен в виде сменного ограничителя избыточного хода, например, также в виде сменной шайбы или сменного кольца. Этот ограничитель избыточного хода в принципе может располагаться между любой частью топливной форсунки, прежде всего ее корпусом, и якорной пластиной. Однако наиболее предпочтителен вариант, в котором якорная пластина имеет со своей обращенной от электромагнитного привода стороны направляющий выступ, например направляющий выступ в форме цилиндрической втулки, вставленный в предусмотренную у топливной форсунки и охватывающую его направляющую часть. Между этой направляющей частью, которая является, например, частью форсуночной детали, в которой расположен описанный выше сливной дроссель, и направляющим выступом при этом может располагаться по меньшей мере один ограничитель избыточного хода. Этот ограничитель избыточного хода, расположенный между направляющей частью и направляющим выступом, может быть выполнен, например, как описано выше, в виде сменной шайбы.On the opposite side facing the control cavity, a corresponding overstroke limiter can also be provided, especially an adjustable overstroke limiter. In this case, such an excess stroke limiter can also be made in the form of a replaceable excess stroke limiter, for example, also in the form of a replaceable washer or replaceable ring. This excess stroke limiter can in principle be located between any part of the fuel injector, especially its body, and the anchor plate. However, the most preferred embodiment is that the anchor plate has, on its side facing away from the electromagnetic drive, a guide protrusion, for example a guide protrusion in the form of a cylindrical sleeve, inserted into the guide portion provided at the fuel nozzle and surrounding it. Between this guide part, which is, for example, a part of the nozzle part in which the drain choke described above is located, and at least one overstroke limiter can be located. This overstop limiter, located between the guide part and the guide protrusion, can be made, for example, as described above, in the form of a replaceable washer.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:Below the invention is described in more detail on the example of some variants of its implementation with reference to the accompanying drawings, which show:

на фиг.1 - вид в разрезе выполненной по первому варианту предлагаемой в изобретении топливной форсунки,figure 1 is a view in section made according to the first embodiment of the invention in a fuel nozzle,

на фиг.2 - вид в плане якорной пластины, используемой в топливной форсунке, выполненной по показанному на фиг.1 варианту, иfigure 2 is a view in plan of the anchor plate used in the fuel nozzle, made according to the variant shown in figure 1, and

на фиг.3 - вид в разрезе фрагмента выполненной по второму варианту предлагаемой в изобретении топливной форсунки.figure 3 is a view in section of a fragment made according to the second embodiment of the invention in a fuel nozzle.

На фиг.1 показана выполненная по первому варианту предлагаемая в изобретении топливная форсунка 110, изображенная в продольном разрезе плоскостью, в которой лежит ось 112 топливной форсунки. Такая топливная форсунка 110 имеет корпус 114, который на фиг.1 показан лишь частично. В корпусе 114 топливной форсунки подвижно в осевом направлении по скользящей посадке установлен управляющий впрыскиванием клапанный элемент 116, который на приведенном на фиг.1 виде в разрезе показан лишь частично с изображением его плунжера 118. Управляющий впрыскиванием клапанный элемент 116 может быть выполнен цельным или состоящим из нескольких частей и служит для открытия или закрытия по меньшей мере одного распылительного отверстия, которое на фиг.1 не показано.Figure 1 shows a fuel injector 110 according to the first embodiment of the invention, shown in longitudinal section by a plane in which the axis of the fuel injector 112 lies. Such a fuel injector 110 has a housing 114, which is only partially shown in FIG. 1. In the housing 114 of the fuel nozzle, an injection control valve 116 is mounted movably in the axial direction along a sliding fit, which, in the cross-sectional view of FIG. 1, is shown only partially with the image of its plunger 118. The injection control valve 116 can be made integral or consisting of several parts and serves to open or close at least one spray opening, which is not shown in figure 1.

Своим верхним концом плунжер 118 установлен во втулкообразном продолжении 120 форсуночной детали 122, между которой и верхней стороной плунжера 118 тем самым образуется управляющая полость 124. В эту управляющую полость через входной дроссель 126 может поступать находящееся под высоким давлением топливо, давление которого в управляющей полости 124 управляет положением плунжера 118 и тем самым управляющего впрыскиванием клапанного элемента 116.At its upper end, the plunger 118 is installed in a sleeve-like extension 120 of the nozzle part 122, between which and the upper side of the plunger 118 thereby forms a control cavity 124. A high pressure fuel whose pressure in the control cavity 124 can enter into this control cavity through the inlet choke 126 controls the position of the plunger 118 and thereby the injection control of the valve element 116.

Форсуночная деталь 122 имеет далее по меньшей мере частично цилиндрический корпус 128, который, снизу, т.е. в направлении закрытия управляющего впрыскиванием клапанного элемента 116, опирается на корпус 114 топливной форсунки. На этом корпусе 128 форсуночной детали сначала расположен уплотняющий уступ 130, а за ним - примыкающий к нему цилиндрический выступ 132.The nozzle piece 122 further has at least a partially cylindrical body 128, which, from the bottom, i.e. in the closing direction of the injection control valve element 116, relies on the housing of the fuel injector 114. On this housing 128 of the nozzle part, a sealing step 130 is first located, followed by a cylindrical protrusion 132 adjacent to it.

В форсуночной детали 122 расположен сливной дроссель 134, ведущий из управляющей полости 124. Такой сливной дроссель 134 образован, если смотреть в направлении начиная от управляющей полости 124, сначала осевым отверстием 136 и следующими за ним в рассматриваемом варианте двумя проходящими наклонно к продольной оси 112 топливной форсунки дросселирующими отверстиями 138. Каждое из этих дросселирующих отверстий 138 оканчивается в одном из соответствующих выходных отверстий 140, предусмотренных в шейке 142 выступа 132. Над шейкой 142 выступ 132 вновь расширяется и имеет направляющий участок 144.In the nozzle part 122, there is a drain throttle 134 leading from the control cavity 124. Such a drain throttle 134 is formed, when viewed in the direction starting from the control cavity 124, first by an axial hole 136 and two following the fuel passage passing obliquely to the longitudinal axis 112 nozzles with throttling openings 138. Each of these throttling openings 138 ends in one of the respective outlet openings 140 provided in the neck 142 of the protrusion 132. Above the neck 142, the protrusion 132 is again expanded Xia and has a guide portion 144.

Через сливной дроссель 134 управляющую полость 124 можно соединять со (не показанным на фиг.1) сливным топливопроводом в контуре низкого давления, что позволяет путем открытия, соответственно закрытия сливного дросселя 134 управлять давлением в управляющей полости 124, а тем самым и положением управляющего впрыскиванием клапанного элемента 116.Through the drain throttle 134, the control cavity 124 can be connected to a low-pressure fuel pipe (not shown in FIG. 1), which allows the pressure in the control cavity 124 and thereby the position of the injection valve to be controlled by opening or closing the drain throttle 134 element 116.

Для открытия, соответственно закрытия выходного отверстия 140 сливного дросселя 134 в топливной форсунке 110 предусмотрен гидроклапан 146, который выполнен в виде электромагнитного клапана. Такой гидроклапан 146 имеет электромагнитный привод 148 с катушкой 150 и сердечником 152, расположенными осесимметрично.To open or close the outlet 140 of the drain throttle 134, a hydraulic valve 146 is provided in the fuel nozzle 110, which is in the form of an electromagnetic valve. Such a hydraulic valve 146 has an electromagnetic actuator 148 with a coil 150 and a core 152 disposed axially symmetrically.

Электромагнитный привод 148 имеет также якорь 154. Якорь 154 нагружен в направлении закрытия усилием пружины 158, установленной в центральной полости 156 сердечника 152. В направлении, обратном направлению закрытия, якорь 154 нагружен усилием пружины 160, опирающейся на корпус 128 форсуночной детали.The electromagnetic actuator 148 also has an anchor 154. The anchor 154 is loaded in the closing direction by the force of a spring 158 installed in the central cavity 156 of the core 152. In the direction opposite to the closing direction, the anchor 154 is loaded by the force of the spring 160 resting on the nozzle body 128.

В рассматриваемом варианте якорь 154 выполнен состоящим из двух частей, одной из которых является якорная пластина 162, а другой - якорный стержень 164.In this embodiment, the anchor 154 is made up of two parts, one of which is the anchor plate 162, and the other is the anchor rod 164.

Якорная пластина 162 на своем обращенном к сердечнику 152 конце имеет тарелку 166 в виде осесимметричного диска. В направлении закрытия к этой тарелке 166 примыкает имеющий форму полого цилиндра направляющий выступ 168. Якорная пластина 162 взаимодействует с катушкой 150 и в соответствии с этим может быть изготовлена из оптимизированного для электромагнитного приведения в действие материала.The anchor plate 162 at its end facing the core 152 has a plate 166 in the form of an axisymmetric disk. In the closing direction, a guide protrusion 168 adjoins this plate 166 in the form of a hollow cylinder. The anchor plate 162 interacts with the coil 150 and, accordingly, can be made of material optimized for electromagnetic actuation.

Внутри направляющего выступа 168 в рассматриваемом варианте подвижно по скользящей посадке установлен якорный стержень 164. Такой якорный стержень 164 в рассматриваемом варианте выполнен в виде якорной втулки 170. Эта якорная втулка 170 ограничивает цилиндрическое внутреннее пространство 172, в которое по скользящей и плотной посадке вставлен направляющий участок 144 выступа 132.An anchor rod 164 is movably mounted inside the guide protrusion 168 in the present embodiment, such an anchor rod 164 is in the form of an anchor sleeve 170. This anchor sleeve 170 defines a cylindrical interior space 172 into which the guide portion is inserted in a sliding and tight fit 144 protrusions 132.

На своем нижнем конце якорная втулка 170 имеет уплотняющую кромку 174, которая в показанном на фиг.1 закрытом состоянии гидроклапана 146 прилегает к уплотняющему уступу 130 форсуночной детали 122 с образованием герметичного седла. Таким путем в показанном на фиг.1 закрытом состоянии гидроклапана якорная втулка 170 закрывает сливной дроссель 134, и поэтому в управляющей полости 124 преобладает высокое давление, под действием которого управляющий впрыскиванием клапанный элемент 116 прижимается к своему не показанному на фиг.1 седлу и перекрывает по меньшей мере одно распылительное отверстие.At its lower end, the anchor sleeve 170 has a sealing lip 174 which, in the closed state of the hydraulic valve 146 shown in FIG. 1, abuts against the sealing ledge 130 of the nozzle part 122 to form an airtight seat. In this way, in the closed state of the hydraulic valve shown in FIG. 1, the anchor sleeve 170 closes the drain throttle 134, and therefore, high pressure prevails in the control cavity 124, under the influence of which the injection control valve 116 is pressed against its seat not shown in FIG. 1 and overlaps by at least one spray opening.

Показанный на фиг.1 гидроклапан 146 выполнен при этом в виде уравновешенного по давлению клапана, поскольку на него и прежде всего на якорный стержень 164 в осевом направлении не могут действовать никакие гидравлические силы. Давление, которое передается из управляющей полости 124 через сливной дроссель 134 на шейку 142, может действовать лишь в радиальном направлении на внутреннюю стенку якорной втулки 170.The hydraulic valve 146 shown in Fig. 1 is made in the form of a pressure-balanced valve, since no hydraulic forces can act on it, and especially on the anchor rod 164 in the axial direction. The pressure that is transmitted from the control cavity 124 through the drain throttle 134 to the neck 142 can only act in a radial direction on the inner wall of the armature sleeve 170.

На своем верхнем обращенном к сердечнику 152 конце якорный стержень 164 имеет регулировочную шайбу 176, которая вставлена в круговую канавку в якорной втулке 170. Такая регулировочная шайба 176 в рассматриваемом варианте выполнена, например, в виде серповидной (дугообразной) шайбы 178, как это следует, например, из приведенного на фиг.2 вида в плане якоря 154. На этом чертеже не показан регулировочный диск 184 для выставления остаточного воздушного зазора. На своем нижнем конце якорная втулка 170 имеет, как показано на фиг.1, уступ 180, который ограничивает перемещение или ход якорной пластины 162 вниз и который тем самым служит ограничителем 182 избыточного хода якорной пластины. При сборке для установки якоря 154 сначала якорную втулку 170 можно вдвинуть снизу в направляющий выступ 168, а затем на верхнем конце вставить серповидную шайбу 178 в канавку в якорной втулке 170. В рассматриваемом варианте пружина 158 при этом опирается на серповидную шайбу 178, однако в других вариантах может также опираться на другие части якорного стержня 164, например на якорную втулку 170.At its upper end facing the core 152, the anchor rod 164 has an adjusting washer 176, which is inserted into a circular groove in the anchor sleeve 170. Such an adjusting washer 176 in the present embodiment is made, for example, in the form of a crescent (arcuate) washer 178, as follows, for example, from the plan view of anchor 154 shown in FIG. 2. The adjustment disk 184 for setting the residual air gap is not shown in this drawing. At its lower end, the anchor sleeve 170 has, as shown in FIG. 1, a step 180, which restricts the movement or movement of the anchor plate 162 down and which thereby serves as a limiter 182 for the excessive travel of the anchor plate. When assembling to install the anchor 154, first, the anchor sleeve 170 can be pushed from below into the guide protrusion 168, and then at the upper end insert the crescent washer 178 into the groove in the anchor sleeve 170. In this embodiment, the spring 158 rests on the crescent washer 178, but in others variants can also rely on other parts of the anchor rod 164, for example on the anchor sleeve 170.

Пружина 160 якоря своим верхним концом опирается на тарелку 166. Однако возможно также использование опоры иного типа. Установка якорной втулки 170 в якорной пластине 162 по скользящей посадке допускает возможность относительного перемещения между якорной пластиной 162 и якорным стержнем 164, которое сверху ограничено серповидной шайбой 178, а снизу - уступом 180. На верхней стороне тарелки 166 помимо этого может быть предусмотрен еще регулировочный диск 184 в виде одного или нескольких дисков, позволяющий выставлять или регулировать остаточный воздушный зазор между сердечником 152 и якорем 154. Вместо регулирования или дополнительно к регулированию регулировочным диском 184 остаточный воздушный зазор между сердечником 152 и якорем 154 может быть выполнен также в виде воздушного зазора. Так, например, ограничитель хода якорного стержня 164, соответственно его якорной втулки 170, может быть также реализован иначе, а не только за счет использования регулировочного диска.The spring 160 of the anchor with its upper end rests on a plate 166. However, it is also possible to use supports of a different type. The installation of the anchor sleeve 170 in the anchor plate 162 in a sliding fit allows the relative movement between the anchor plate 162 and the anchor rod 164, which is bounded from above by a crescent washer 178, and from the bottom by a step 180. An adjustment disc can also be provided on the upper side of the plate 166. 184 in the form of one or more disks, allowing you to set or adjust the residual air gap between the core 152 and the armature 154. Instead of regulating or in addition to regulating the adjusting distance claim 184, the residual air gap between the core 152 and the armature 154 can also be made in the form of an air gap. So, for example, the stroke limiter of the anchor rod 164, respectively, of its anchor sleeve 170, can also be implemented differently, and not only through the use of the adjusting disk.

При приведении в действие гидроклапана 146, т.е. при подаче электрического тока на катушку, в электромагнитном приводе 148 создается подъемная сила. При этом якорная пластина 162 притягивается катушкой 152 вверх на фиг.1. Соединенная с якорным стержнем 164 с геометрическим замыканием серповидная шайба 178 действует в качестве поводка (ведущей детали) и обеспечивает перемещение якорной втулки 170 якорной пластиной 162 вместе с ней вверх. В результате этого уплотняющая кромка 174 приподнимается со своего седла на уплотняющем уступе 130, обеспечивая таким путем возможность сброса давления из управляющей полости 124 через сливной дроссель 134 в сливной топливопровод в контуре низкого давления и тем самым возможность перемещения управляющего впрыскиванием клапанного элемента 116 вверх на фиг.1 для открытия им распылительных отверстий. Для закрытия управляющего впрыскиванием клапанного элемента 116, а тем самым и для закрытия топливной форсунки 110 электромагнитный привод 148 отключают или снижают создаваемую им подъемную силу, в результате чего якорный стержень 164 усилием пружины 158 вновь прижимается к своему седлу, после чего давление в управляющей полости 124 вновь может повышаться до высокого. Затем управляющий впрыскиванием клапанный элемент 116 вновь закрывается.When actuating the hydraulic valve 146, i.e. when an electric current is supplied to the coil, a lifting force is generated in the electromagnetic drive 148. In this case, the anchor plate 162 is attracted by the coil 152 upwards in figure 1. Connected to the anchor rod 164 with a geometric closure, the crescent washer 178 acts as a leash (leading part) and allows the anchor sleeve 170 to be moved with the anchor plate 162 together with it up. As a result of this, the sealing lip 174 rises from its seat on the sealing ledge 130, thereby providing the possibility of depressurizing the control cavity 124 through the drain throttle 134 into the drain fuel line in the low pressure circuit and thereby allowing the injection control valve member 116 to be moved upward in FIG. 1 to open the spray holes. To close the injection control valve 116 and thereby close the fuel injector 110, the electromagnetic actuator 148 is turned off or the lifting force it generates is turned off, as a result of which the anchor rod 164 is again pressed against its seat by the force of the spring 158, after which the pressure in the control cavity 124 may again rise to high. Then, the injection control valve member 116 closes again.

Регулировочный диск 184 для выставления остаточного воздушного зазора в предпочтительном варианте может быть зажат под серповидной шайбой 178 и таким путем может удерживаться последней в определенном положении. На время между двумя последовательными циклами впрыскивания топлива якорная пластина 162 пружиной 160 удерживается в определенном положении, соответственно помещается в него. Усилие пружины 160 якоря следует при этом выбирать минимально возможным, предпочтительно максимум 3-4 ньютона. После отключения электромагнитного привода 148, соответственно после снижения создаваемой им подъемной силы, пружина 158 вновь, как описано выше, прижимает якорный стержень 164 к его седлу. Сразу же по достижении якорным стержнем 164 своего седла якорная пластина 162 из-за своей инерционности продолжает двигаться далее. Подобное расстояние, дополнительно проходимое якорной пластиной и называемое также избыточным ходом, обозначено на фиг.1 через а. На фиг.1 указаны также другие величины, а именно: x (толщина серповидной шайбы 178), z (осевая длина якорной пластины 162) и y (расстояние между верхней стороной серповидной шайбы 178 и нижней стороной якорной пластины 162). Отсюда следует, что толщина x серповидной шайбы 178 вычисляется на основании величин a, y и z как x=a-y+z.The adjusting disk 184 for setting the residual air gap can preferably be clamped under the crescent washer 178 and in this way can be held last in a certain position. For the time between two consecutive fuel injection cycles, the anchor plate 162 is held in a certain position by a spring 160, and is accordingly placed in it. The force of the spring 160 of the anchor should be chosen as low as possible, preferably a maximum of 3-4 Newton. After turning off the electromagnetic actuator 148, respectively, after reducing the lifting force it creates, the spring 158 again, as described above, presses the anchor rod 164 to its seat. As soon as the anchor rod 164 reaches its seat, the anchor plate 162 continues to move further due to its inertia. A similar distance, additionally traveled by the anchor plate and also called the excess stroke, is indicated in figure 1 through a. Figure 1 also shows other values, namely: x (thickness of the crescent washer 178), z (axial length of the anchor plate 162) and y (the distance between the upper side of the crescent washer 178 and the lower side of the anchor plate 162). It follows that the thickness x of the crescent washer 178 is calculated based on the values of a, y and z as x = a-y + z.

Избыточный ход а якорной пластины ограничивается упором 182, который в данном случае образован уступом 180 на верхней стороне буртика 186 якорной втулки 170. Избыточный ход а якорной пластины предпочтительно не должен превышать 10 мкм. Если в отдельных случаях допуски на размеры отдельных деталей, которыми определяется величина избыточного хода а якорной пластины, оказываются больше тех, чем того требует допуск на избыточный ход a, существует возможность регулирования величины избыточного хода a с помощью регулировочного кольца (размерные группы). В подобном случае перед сборкой необходимо измерить обозначенные на фиг.1 через y и z размеры и затем подобрать соответствующую регулировочную шайбу 176 (размер x на фиг.1).The excess travel a of the anchor plate is limited by a stop 182, which in this case is formed by a step 180 on the upper side of the shoulder 186 of the anchor sleeve 170. The excess travel a of the anchor plate should preferably not exceed 10 microns. If in some cases the tolerances on the dimensions of individual parts, which determine the amount of excess travel a of the anchor plate, turn out to be larger than those required by the tolerance on excess travel a, it is possible to control the magnitude of the excess travel a using the adjusting ring (size groups). In such a case, before assembly, it is necessary to measure the dimensions indicated in FIG. 1 through y and z and then select the appropriate adjusting washer 176 (size x in FIG. 1).

На фиг.3 показана выполненная по второму варианту предлагаемая в изобретении топливная форсунка 110. Конструкция и принцип работы такой топливной форсунки 110, по существу, соответствуют конструкции и принципу работу топливной форсунки в показанном на фиг.1 варианте ее выполнения, и поэтому в отношении общих для обоих вариантов моментов в основном можно сослаться на приведенное выше описание. Выполненная по второму варианту топливная форсунка 110 также имеет корпус 114, в котором установлен управляющий впрыскиванием клапанный элемент 116 с плунжером 118. Над плунжером 118 в форсуночной детали 122 также образована управляющая полость 124, в которую через входной дроссель 126 может поступать находящееся под высоким давлением топливо. Давление из управляющей полости 124 также может сбрасываться через выполненный в форсуночной детали 122 сливной дроссель 134, который в показанном на фиг.3 варианте в отличие от показанного на фиг.1 варианта образован только осевым отверстием 136. Такое осевое отверстие 136 оканчивается во внутреннем пространстве имеющей форму цилиндрической втулки направляющей части 188 форсуночной детали 122 и может перекрываться, соответственно открываться гидроклапаном 146.Figure 3 shows the fuel injector 110 made according to the second embodiment of the invention. The design and operation of such a fuel injector 110 substantially correspond to the construction and principle of operation of the fuel injector in the embodiment shown in Fig. 1, and therefore with respect to general for both versions of the points, you can mainly refer to the above description. The fuel injector 110 made according to the second embodiment also has a housing 114 in which an injection control valve element 116 with a plunger 118 is mounted. A control cavity 124 is also formed above the plunger 118 in the nozzle part 122, into which high pressure fuel can enter through the inlet choke 126. . The pressure from the control cavity 124 can also be relieved via a discharge throttle 134 made in the nozzle 122, which in the embodiment shown in FIG. 3, in contrast to the embodiment shown in FIG. 1, is formed only by an axial bore 136. Such an axial bore 136 terminates in an interior having the shape of the cylindrical sleeve of the guide portion 188 of the nozzle part 122 and may overlap, respectively open by a hydraulic valve 146.

Такой гидроклапан 146 по своей конструкции принципиально аналогичен гидроклапану 146, показанному на фиг.1. При этом на фиг.3 электромагнитный привод 148 показан лишь частично с изображением только части сердечника 152 его электромагнита. Катушка 150, которая по своему конструктивному исполнению может быть, например, аналогична изображенной на фиг.1 катушке, на фиг.3 не показана.Such a hydraulic valve 146 is fundamentally similar in design to the hydraulic valve 146 shown in FIG. At the same time, in Fig.3, the electromagnetic drive 148 is shown only partially with the image of only part of the core 152 of its electromagnet. The coil 150, which in its design may, for example, be similar to that shown in FIG. 1, is not shown in FIG. 3.

Электромагнитный привод 148 в показанном на фиг.3 варианте также имеет якорь 154 с якорной пластиной 162 и якорным стержнем 164. Якорная пластина 162 и в данном случае выполнена с тарелкой 166 и направляющим выступом 168. Направляющий выступ 168 имеет на своем нижнем конце суженную часть 190, которая выполнена цилиндрической формы и наружный диаметр которой соответствует внутреннему диаметру направляющей части 188. Направляющий выступ 168 тем самым может направленно перемещаться в направляющей части 188 форсуночной детали 122.The electromagnetic actuator 148 in the embodiment shown in FIG. 3 also has an anchor 154 with an anchor plate 162 and an anchor rod 164. In this case, the anchor plate 162 is also made with a plate 166 and a guide protrusion 168. The guide protrusion 168 has a narrowed part 190 at its lower end which is cylindrical in shape and whose outer diameter corresponds to the inner diameter of the guide part 188. The guide protrusion 168 can thereby be directed in the guide part 188 of the nozzle part 122.

В цилиндрическом внутреннем пространстве якорной пластины 162 по плотной и подвижной в осевом направлении посадке установлен якорный стержень 164. Якорная втулка 170 в данном случае также выполнена трубчатой формы и имеет на своем нижнем конце посадочную (запирающую) кромку 192, например, отсечную остроугольную или остроконечную кромку, плоское седло или коническое седло, которая в показанном на фиг.3 закрытом состоянии опущена на герметичное седло 194 внутри направляющей части 188 форсуночной детали 122 и герметично перекрывает выходное отверстие 140 сливного дросселя 134.An anchor rod 164 is mounted in a cylindrical interior space of the anchor plate 162 in a tight and axially movable fit. The anchor sleeve 170 in this case is also tubular and has a landing (locking) edge 192 at its lower end, for example, a cut-off acute-angled or pointed edge , a flat seat or a conical seat, which in the closed state shown in FIG. 3 is lowered onto the sealed seat 194 inside the guide portion 188 of the nozzle part 122 and hermetically closes the outlet e drain choke 140 134.

Внутри трубчатой якорной втулки 170 в показанном на фиг.3 варианте установлен цилиндрический работающий на сжатие стержень 196. Такой цилиндрический работающий на сжатие стержень на своем верхнем конце опирается на сердечник 152 или на иную деталь электромагнитного привода 148. Наружный диаметр работающего на сжатие стержня 196 соответствует внутреннему диаметру трубчатой якорной втулки 170, которая тем самым по скользящей посадке установлена на этом работающем на сжатие стержне 196, который, однако, обеспечивает герметичное уплотнение управляющей полости 124. Гидравлическим давлением в управляющей полости 124, которое через сливной дроссель 134 передается на работающий на сжатие стержень 196, он прижимается вверх к сердечнику 152.Inside the tubular anchor sleeve 170 in the embodiment shown in FIG. 3, a cylindrical compression rod 196 is mounted. Such a cylindrical compression rod at its upper end rests on a core 152 or on another part of the electromagnetic actuator 148. The outer diameter of the compression rod 196 corresponds to the inner diameter of the tubular anchor sleeve 170, which is thereby mounted on a sliding fit on this compression working rod 196, which, however, provides a tight seal cavity 124. Hydraulic pressure in the control cavity 124, which is transmitted through the drain throttle 134 to the compression rod 196, is pressed upward against the core 152.

Якорный стержень 164 на своем верхнем, обращенном от управляющей полости 124 конце и в данном случае имеет поводок в виде буртика. Такой буртик также может быть выполнен в виде регулировочной шайбы 176 или серповидной шайбы 178 и может быть соединен с якорной втулкой 170 также с силовым замыканием. Вместо этого или дополнительно к этому буртик может быть также выполнен иным образом, например, может являться частью самой якорной втулки 170. Под серповидной шайбой 178 также может быть расположен регулировочный диск 184 для выставления остаточного воздушного зазора.The anchor rod 164 at its upper end, facing away from the control cavity 124, and in this case has a shoulder in the form of a shoulder. Such a collar can also be made in the form of an adjusting washer 176 or a crescent washer 178 and can be connected to the anchor sleeve 170 also with a power circuit. Instead, or in addition to this, the collar may also be made differently, for example, may be part of the anchor sleeve 170 itself. Under the crescent washer 178, an adjustment disk 184 may also be located to set the residual air gap.

Принцип работы топливной форсунки 110 в показанном на фиг.3 варианте ее выполнения в основном соответствует принципу работы топливной форсунки в показанном на фиг.1 варианте ее выполнения. Используемый гидроклапан 146 в данном случае также представляет собой уравновешенный по давлению клапан, поскольку на якорь 154 в осевом направлении не действуют никакие гидравлические силы. Сразу же при подаче электрического тока на электромагнитный привод 148 якорная пластина 162 притягивается катушкой 150 и перемещается вверх. Благодаря наличию буртика в виде серповидной шайбы 178 на якорном стержне 164 он также перемещается якорной пластиной 162 вверх вместе с ней. Зажим регулировочного диска 184 для выставления остаточного воздушного зазора также предназначен для его удержания в определенном положении.The principle of operation of the fuel nozzle 110 in the embodiment shown in FIG. 3 basically corresponds to the principle of operation of the fuel nozzle in the embodiment shown in FIG. 1. The used hydraulic valve 146 in this case is also a pressure balanced valve, since no hydraulic forces act on the armature 154 in the axial direction. Immediately when an electric current is applied to the electromagnetic drive 148, the anchor plate 162 is attracted by the coil 150 and moves up. Due to the presence of a shoulder in the form of a crescent washer 178 on the anchor rod 164, it also moves the anchor plate 162 up with it. The clamp of the adjusting disk 184 for setting the residual air gap is also designed to hold it in a certain position.

Якорная пластина 162 при своем описанном выше движении вверх направленно перемещается в направляющей части 188 своим направляющим выступом 168. Пружиной 160 якоря якорная пластина 162 удерживается в определенном положении. Усилие этой пружины 160 и в данном случае необходимо выбирать минимально возможным, например, также ограничивать максимальной величиной в 3-4 ньютона. В результате такого перемещения якорного стержня 164 вверх открывается выходное отверстие 140 сливного дросселя, и давление в управляющей полости 124 сбрасывается, вследствие чего управляющий впрыскиванием клапанный элемент 116 может перемещаться вверх и открывать по меньшей мере одно распылительное отверстие.The anchor plate 162, in its upward movement as described above, moves directionally in the guide portion 188 with its guide protrusion 168. With the armature spring 160, the anchor plate 162 is held in a certain position. The force of this spring 160 and in this case it is necessary to choose the minimum possible, for example, also limit it to a maximum value of 3-4 Newton. As a result of such an upward movement of the anchor rod 164, the outlet orifice 140 of the drain throttle opens and the pressure in the control cavity 124 is released, whereby the injection control valve member 116 can move up and open at least one spray opening.

Для завершения процесса впрыскивания топлива отключают электромагнитный привод 148 или уменьшают силу подаваемого на него электрического тока. В результате этого пружина 158 клапана отжимает якорный стержень 164 обратно к его седлу. Сразу же по достижении якорным стержнем своего седла выходное отверстие 140 сливного дросселя перекрывается, и давление в управляющей полости 124 в результате поступления в нее топлива через входной дроссель 126 вновь возрастает до высокого, вследствие чего управляющий впрыскиванием клапанный элемент 116 вновь перемещается вниз и перекрывает по меньшей мере одно распылительное отверстие.To complete the fuel injection process, the electromagnetic drive 148 is turned off or the electric current supplied to it is reduced. As a result, the valve spring 158 presses the anchor rod 164 back to its seat. As soon as the anchor rod reaches its seat, the outlet opening 140 of the drain throttle is closed, and the pressure in the control cavity 124 again increases to high as a result of fuel entering through the inlet choke 126, as a result of which the injection control valve element 116 again moves down and closes at least at least one spray hole.

Сразу же по достижении якорным стержнем 164 своего седла якорная пластина 162 вновь из-за своей инерционности продолжает перемещаться далее вниз, в результате чего возникает ее избыточный ход a.As soon as the anchor rod 164 reaches its seat, the anchor plate 162 again, due to its inertia, continues to move further down, resulting in its excessive travel a.

Величина такого избыточного хода а якорной пластины ограничивается предназначенным для этого ограничителем 182. Такой ограничитель 182 избыточного хода в рассматриваемом варианте образован верхней стороной направляющей части 188. Вместе с тем между направляющей частью 188 и уступом 198 на конце суженной части 190 направляющего выступа 168 якорной пластины 162 необязательно может быть предусмотрен сменный ограничитель 182 избыточного хода в виде регулировочного кольца 200, как это показано на фиг.3. Такое регулировочное кольцо 200 может быть выполнено прежде всего в виде сменного регулировочного кольца, благодаря чему и ограничитель 182 избыточного хода также может быть выполнен в виде сменного ограничителя 182. Возможно и иное выполнение ограничителя 182 избыточного хода, например, выполнение уступа 180 не на направляющем выступе 168 якорной пластины 162, а, например, на направляющей части 188. Возможно также использование иных типов ограничителя избыточного хода или комбинаций подобных ограничителей избыточного хода. В целом же величина избыточного хода a и в данном случае предпочтительно не должна превышать 10 мкм. Минимальный избыточный ход а ограничивается величиной максимального износа, соответственно обусловленным им дрейфом величины хода якоря в седле. Обычно износ, соответственно дрейф величины хода якоря составляет менее 4 мкм, откуда следует, что нижнее предельное значение величины избыточного хода а может составлять около 5 мкм.The magnitude of such an excess stroke a of the anchor plate is limited by the limiter 182 intended for this purpose. Such an excess stroke limiter 182 in the present embodiment is formed by the upper side of the guide part 188. However, between the guide part 188 and the step 198 at the end of the narrowed part 190 of the guide protrusion 168 of the anchor plate 162 optionally, an interchangeable overstroke limiter 182 may be provided in the form of an adjusting ring 200, as shown in FIG. Such an adjusting ring 200 can be made primarily in the form of a replaceable adjusting ring, due to which the overrun stopper 182 can also be made in the form of a replaceable stopper 182. It is also possible to perform another overrun stopper 182, for example, to make a step 180 not on the guide protrusion 168 of the anchor plate 162, and, for example, on the guide portion 188. It is also possible to use other types of overstop stops or combinations of similar overstop stops. In general, the magnitude of the excess stroke a, and in this case, preferably should not exceed 10 μm. The minimum excess stroke a is limited by the maximum wear, respectively, due to the drift of the value of the armature in the saddle. Typically, the wear, respectively, the drift of the magnitude of the stroke of the armature is less than 4 microns, which implies that the lower limit value of the magnitude of the excess stroke a can be about 5 microns.

В отношении предпочтительных допусков на размеры можно сослаться на рассмотренный выше и показанный на фиг.1 вариант. Если же в отдельном случае допуски на размеры отдельных деталей, которыми определяется величина избыточного хода а якорной пластины, также оказываются больше тех, чем требуется, и в данном варианте существует возможность регулирования величины избыточного хода a с помощью дополнительного регулировочного кольца, например, регулировочного кольца 182, 200. В подобном случае перед сборкой также необходимо измерить обозначенные на фиг.3 через y и z размеры с тем, чтобы затем можно было подобрать регулировочное кольцо 200 с соответствующим размером x.With respect to preferred dimensional tolerances, reference can be made to the embodiment discussed above and shown in FIG. If, in a particular case, the tolerances on the dimensions of individual parts, which determine the value of the excess travel a of the anchor plate, also turn out to be larger than those required, and in this embodiment it is possible to control the excess travel a using an additional adjusting ring, for example, an adjusting ring 182 , 200. In such a case, before assembly it is also necessary to measure the dimensions indicated in FIG. 3 through y and z so that then it is possible to select the adjusting ring 200 with the corresponding size x.

Claims

1. A fuel injector (110) for injecting fuel into a combustion chamber in an internal combustion engine, primarily for use in common rail systems, having at least one injection control valve (116) movably mounted in its housing (114) for closing or opening at least one spray opening, and also having at least one hydraulic valve (146), which is designed to control the movement of the injection control valve element (116) by changing the pressure in at least about control cavity (124) and which has an electromagnetic drive (148) with at least one coil (150) and with at least one anchor (154), which consists of at least one anchor plate interacting with the electromagnetic drive (148) (162) and at least one anchor rod (164) installed movably relative to it and controlling the pressure in the control cavity (124), characterized in that the anchor rod (164) is made in the form of an anchor sleeve (170), which is movable in the axial direction on a sliding landing set on the anchor plate (162).

2. A fuel injector (110) according to claim 1, characterized in that the anchor rod (164) is loaded with the first force of the elastic element (158) of the hydraulic valve acting in the closing direction, and the anchor plate (162) is loaded with the second force of the elastic against the closing direction element (160) of the anchor, which is smaller than the first force.

3. The fuel nozzle (110) according to claim 1, characterized in that a compression working rod (196) mounted on a sliding fit for hydraulic sealing of the anchor sleeve (170) with its facing away from the control cavity (124) is inserted into the anchor sleeve (170) ) side.

4. The fuel nozzle (110) according to claim 1, characterized in that it further has a nozzle part (122), in which a drain throttle (134) is made leading from the control cavity (124), and which has an anchor sleeve ( 170) the protrusion (132), especially at least partially cylindrical protrusion (132).

5. A fuel nozzle (110) according to claim 4, characterized in that the outlet (140) of the drain throttle (134) is located in the said protrusion (132).

6. A fuel nozzle (110) according to claim 5, characterized in that the outlet opening (140) of the drain throttle is located in the circumferential neck (142) of said protrusion (132).

7. Fuel nozzle (110) according to claim 6, characterized in that said protrusion (132) with the side of the neck (142) facing away from the control cavity (124) has a guide portion (144) whose outer diameter is consistent with the inner diameter of the anchor sleeve (170).

8. The fuel injector (110) according to claim 1, characterized in that for the possibility of controlling the amount of the excess travel of the hydraulic valve (146), the anchor rod (164) with the side facing away from the control cavity (124) is at least partially surrounded by a replaceable adjusting washer (176 ), primarily with a crescent washer (178).

9. The fuel injector (110) according to claim 1, characterized in that on the side of the armature plate (162) facing the electromagnetic drive (148), a limiter (182) for the excessive stroke of the hydraulic valve (146) is provided, primarily a replaceable limiter (182) for the excess hydraulic valve stroke (146).

10. A fuel injector (110) according to claim 9, characterized in that the anchor plate (162) has, on its side facing away from the electromagnetic drive (148), a guide protrusion (168) that is inserted into and provided around the fuel nozzle (110) and enclosing its guide part (188), between which and the guide protrusion (168), at least one excess stroke limiter (182) is located.

11. Fuel nozzle (110) according to claim 10, characterized in that the guide part (188) is made in the form of a part of the nozzle part (122) in which at least one drain throttle (134) is made leading from the control cavity (124) )