RU2575227C2

RU2575227C2 - Fuel atomiser

Info

Publication number: RU2575227C2
Application number: RU2013118102/06A
Authority: RU
Inventors: Вальтер ФУКС
Original assignee: Роберт Бош Гмбх
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2016-02-20

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: claimed atomiser incorporates sprayer needle (3) fitted in the bore (1) of structural part (2) to reciprocate therein for opening/closing of spraying bore (4). Electromagnetic assembly (5) actuates said sprayer needle (3) and incorporates reciprocating armature (6). Said electromagnetic assembly (5) has sleeve-like part (7) that doubles as a coupling sleeve (8) and/or connector of structural part (2) with structural part (9, 15). This defines the fuel atomiser maximum OD in terms of critical available mounting space. The atomiser is coupled with interference with the structural part (2, 9, 15) to increase the magnetic circuit.

EFFECT: higher efficiency of magnetic circuit.

7 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к топливной форсунке для впрыскивания топлива в камеру сгорания в двигателе внутреннего сгорания согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.The present invention relates to a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber in an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Топливная форсунка указанного в начале описания типа имеет электромагнитный узел для непосредственного или опосредованного приведения в действие иглы ее распылителя, которая установлена в отверстии корпусной детали топливной форсунки с возможностью возвратно-поступательного перемещения в этом отверстии и которая при ее приведении в действие открывает, соответственно закрывает по меньшей мере одно распылительное отверстие. В качестве предпочтительного зарекомендовало себя прежде всего непосредственное приведение в действие иглы распылителя, поскольку непосредственное ее приведение в действие происходит без подачи возвращаемого количества топлива. Сказанное означает, что в сливной топливопровод нет необходимости подавать перепускаемое количество топлива с целью снижения управляющего давления, действующего на иглу распылителя, и обеспечения тем самым ее открытия. Непосредственное приведение в действие иглы распылителя позволяет, таким образом, упростить конструкцию топливной форсунки. Помимо этого повышается коэффициент полезного действия системы впрыскивания топлива, в которой используется подобная топливная форсунка. Повышение коэффициента полезного действия обусловлено тем, что при работе топливной форсунки без подачи в нее возвращаемого количества топлива сокращается объемная подача. Вследствие этого появляется также возможность уменьшить мощность, соответственно производительность топливоподающего агрегата, используемого в системе впрыскивания топлива.The fuel nozzle of the type indicated at the beginning of the description has an electromagnetic unit for directly or indirectly actuating the needle of its atomizer, which is installed in the hole of the body of the fuel nozzle with the possibility of reciprocating movement in this hole and, when actuated, opens, closes accordingly at least one spray opening. First of all, direct actuation of the atomizer needle proved to be preferred, since its direct actuation occurs without supplying a returnable amount of fuel. The aforesaid means that there is no need to supply a bypassed amount of fuel to the drain fuel line in order to reduce the control pressure acting on the atomizer needle and thereby ensure its opening. The direct actuation of the sprayer needles thus simplifies the design of the fuel injector. In addition, the efficiency of the fuel injection system, which uses a similar fuel injector, is increased. The increase in efficiency is due to the fact that when the fuel injector is operated without supplying a returnable amount of fuel, the volumetric flow is reduced. As a result of this, it is also possible to reduce the power, respectively, the performance of the fuel supply unit used in the fuel injection system.

Однако непосредственное приведение в действие иглы распылителя предъявляет высокие требования к применяемым приводным средствам. Связано это с тем, что, во-первых, для открывания иглы распылителя необходимо развивать достаточно высокое усилие, а во-вторых, необходимо обеспечить достаточно большой ее ход для устранения эффекта дросселирования (для "раздросселирования") в зоне ее седла. Использование более крупного и тем самым более мощного привода не всегда возможно, поскольку топливная форсунка обычно имеет заданные размеры и поэтому имеющееся в распоряжении монтажное пространство для размещения привода ограничено. По этой причине необходимо принимать иные меры, которые обеспечивают развитие достаточно высокого приводного усилия для приведения в действие иглы распылителя, прежде всего при непосредственном ее приведении в действие.However, direct actuation of the sprayer needle places high demands on the drive means used. This is due to the fact that, firstly, to open the sprayer needle, it is necessary to develop a sufficiently high force, and secondly, it is necessary to provide a sufficiently large stroke to eliminate the throttling effect (for "throttling") in the area of its saddle. The use of a larger and thereby more powerful drive is not always possible, since the fuel nozzle usually has a predetermined size and therefore the available mounting space for accommodating the drive is limited. For this reason, it is necessary to take other measures that ensure the development of a sufficiently high drive force to actuate the sprayer needle, especially when it is directly actuated.

Уровень техникиState of the art

Из DE 102007034610 A1 известен электромагнитный узел, который может использоваться, например, в топливной форсунке указанного в начале описания типа. Такой электромагнитный узел имеет магнитную цепь с кольцевым магнитопроводом, в котором предусмотрена кольцевая выемка, в которой размещена катушка. Катушка при ее запитывании приводит в движение якорь, который выполнен цельным или составным. Электромагнитный узел имеет далее втулку, насаженную на сердечник. Втулка имеет внутреннюю рабочую поверхность полюса, которая проходит в радиальном направлении и увеличивает площадь внешнего полюса сердечника в этом же радиальном направлении. Благодаря этому должно улучшаться проведение магнитного потока, который может полностью использоваться для создания приводного усилия.An electromagnetic unit is known from DE 102007034610 A1, which can be used, for example, in a fuel injector of the type indicated at the beginning of the description. Such an electromagnetic unit has a magnetic circuit with an annular magnetic circuit, in which an annular recess is provided in which the coil is located. The coil, when it is energized, drives the anchor, which is made integral or composite. The electromagnetic assembly further has a sleeve mounted on the core. The sleeve has an inner working surface of the pole, which extends in the radial direction and increases the area of the outer pole of the core in the same radial direction. This should improve the conductivity of the magnetic flux, which can be fully used to create a driving force.

Исходя из рассмотренного выше уровня техники в основу настоящего изобретения была положена задача разработать топливную форсунку с электромагнитным узлом в качестве приводного средства, который обладал бы особо высокой мощностью и позволял бы при этом интегрировать его в топливную форсунку таким образом, чтобы обеспечивалась возможность сохранения ее обычных размеров.Based on the aforementioned prior art, the present invention was based on the task of developing a fuel nozzle with an electromagnetic unit as a drive means, which would have a particularly high power and would allow it to be integrated into the fuel nozzle in such a way that it would be possible to maintain its normal dimensions .

Указанная задача решается с помощью топливной форсунки с отличительными признаками, представленными в п. 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения приведены различные предпочтительные варианты осуществления изобретения.This problem is solved using a fuel injector with the distinctive features presented in paragraph 1 of the claims. In the dependent claims are various preferred embodiments of the invention.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Предлагаемая в изобретении топливная форсунка имеет для непосредственного или опосредованного приведения в действие иглы ее распылителя, установленной в отверстии корпусной детали топливной форсунки с возможностью возвратно-поступательного перемещения в этом отверстии для открытия и закрытия по меньшей мере одного распылительного отверстия, электромагнитный узел с цельной или составной возвратно-поступательно перемещающейся якорной деталью. Согласно изобретению электромагнитный узел для увеличения магнитной цепи имеет также втулкообразную деталь, используемую в качестве стяжной втулки и/или для соединения корпусной детали с по меньшей мере еще одной корпусной деталью и определяющую тем самым максимальный наружный диаметр D топливной форсунки в критичной с точки зрения доступного монтажного пространства зоне, т.е. в зоне ограниченного монтажного пространства. Тем самым втулкообразная деталь может использоваться, с одной стороны, для замыкания магнитной цепи, а с другой стороны, в качестве стяжной втулки. В предпочтительном варианте втулкообразная деталь обеспечивает герметичное соединение по меньшей мере двух корпусных деталей топливной форсунки и их фиксацию по положению относительно друг друга, например, путем их стягивания друг с другом. Помимо этого реализуется магнитная цепь, использующая весь диаметр топливной форсунки. Увеличенная на втулкообразную деталь магнитная цепь обеспечивает повышение магнитной силы, что предпочтительно прежде всего в топливных форсунках с непосредственным управлением иглой распылителя. Помимо этого размеры топливной форсунки остаются неизменными, поскольку втулкообразная деталь заменяет собой обычно применяемую для соединения между собой нескольких корпусных деталей стяжную втулку и/или накидную гайку.The fuel injector according to the invention has, for direct or indirect actuation of the needle of its atomizer, mounted in an opening of the housing of the fuel injector with the possibility of reciprocating movement in this opening for opening and closing of at least one spray opening, an electromagnetic unit with a whole or integral reciprocating moving anchor part. According to the invention, the electromagnetic assembly for enlarging the magnetic circuit also has a sleeve-like part used as a shrink sleeve and / or for connecting the body part to at least one more body part and thereby determining the maximum outer diameter D of the fuel nozzle in a critical installation-accessible space zone, i.e. in a limited installation area. Thus, the sleeve-like part can be used, on the one hand, to close the magnetic circuit, and on the other hand, as a shrink sleeve. In a preferred embodiment, the sleeve-like part provides a tight connection of at least two body parts of the fuel nozzle and their fixation in position relative to each other, for example, by pulling them together. In addition, a magnetic circuit is implemented using the entire diameter of the fuel injector. An increased magnetic circuit by a sleeve-like part provides an increase in magnetic force, which is preferably primarily in fuel nozzles with direct control of the atomizer needle. In addition, the dimensions of the fuel nozzle remain unchanged, since the sleeve-like part replaces the compression sleeve and / or union nut, which is usually used to connect several body parts to one another.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения втулкообразная деталь для увеличения магнитной цепи без зазора соединена с по меньшей мере одной корпусной деталью топливной форсунки. С этой целью втулкообразная деталь в предпочтительном варианте напрессована на корпусную деталь или насажена на нее в горячем состоянии. Беззазорное соединение обладает тем дополнительным преимуществом, что втулкообразная деталь участвует в восприятии создаваемых давлением сил, приложенных к внутренним деталям. Восприятие таких сил втулкообразной деталью обеспечивает снижение максимального растягивающего напряжения на внутренних волокнах внутренних деталей. Поэтому благодаря меньшей нагрузке, соответственно меньшему напряжению появляется возможность уменьшить толщину стенок внутренних деталей и/или без риска перегрузки увеличить прикладываемые к ним силы, создаваемые давлением, путем повышения его уровня в системе. В соответствии с этим предлагаемая в изобретении топливная форсунка пригодна для применения прежде всего в системах впрыскивания топлива, давление в которых составляет 2000 бар и более. Для некритичного с точки зрения нагрузки применения втулкообразную деталь вполне достаточно лишь надевать на корпусную деталь.In one of the preferred embodiments of the invention, the sleeve-like part for increasing the magnetic circuit without a gap is connected to at least one body part of the fuel nozzle. For this purpose, the sleeve-like part is preferably pressed onto the body part or mounted on it in a hot state. The gap-free connection has the additional advantage that the sleeve-like part is involved in the perception of the forces created by pressure applied to the internal parts. The perception of such forces by the sleeve-like part reduces the maximum tensile stress on the inner fibers of the inner parts. Therefore, due to the lower load, respectively lower voltage, it becomes possible to reduce the wall thickness of the internal parts and / or without the risk of overload to increase the forces exerted on them by the pressure by increasing its level in the system. Accordingly, the fuel injector according to the invention is suitable primarily for use in fuel injection systems with a pressure of 2000 bar or more. For a non-critical application from the point of view of load, a sleeve-like part is quite enough just to put on the body part.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения электромагнитный узел предназначен для непосредственного приведения в действие иглы распылителя топливной форсунки, которая соответственно выполнена с возможностью работы без подачи в нее возвращаемого количества топлива. Необходимое для непосредственного приведения в действие иглы распылителя высокое приводное усилие может достигаться благодаря предлагаемому в изобретении выполнению электромагнитного узла, поскольку в качестве компонента электромагнитного узла втулкообразная деталь вне катушки берет на себя выполнение функции по замыканию силовых линий, что приводит к увеличению магнитной цепи и тем самым к повышению приводного усилия.In yet another preferred embodiment of the invention, the electromagnetic assembly is designed to directly actuate the nozzle of a fuel injector atomizer, which is suitably operable without supplying a returnable amount of fuel. The high driving force required for direct actuation of the atomizer needle can be achieved thanks to the embodiment of the electromagnetic assembly proposed in the invention, since as a component of the electromagnetic assembly, the sleeve-like part outside the coil takes on the function of closing the power lines, which leads to an increase in the magnetic circuit and thereby to increase drive power.

В еще одном варианте осуществления изобретения при работе топливной форсунки электромагнитный узел по меньшей мере на отдельных участках нагружен высоким давлением. В соответствии с этим электромагнитный узел не требуется размещать отдельно в находящейся под низким давлением части, которая герметично изолирована от находящейся под высоким давлением части. Тем самым при работе топливной форсунки по меньшей мере части электромагнитного узла обтекает находящееся под высоким давлением топливо.In yet another embodiment of the invention, when the fuel injector is operating, the electromagnetic assembly is at least in certain areas loaded with high pressure. Accordingly, the electromagnetic assembly does not need to be placed separately in the low-pressure portion that is hermetically isolated from the high-pressure portion. Thus, when the fuel injector is operating, at least part of the electromagnetic unit flows around the high-pressure fuel.

Предпочтителен далее вариант, в котором по меньшей мере на одном отдельном участке образован осесимметричный топливопровод высокого давления и/или между двумя противолежащими поверхностями внутренних стенок образован топливопровод высокого давления. В соответствии с этим можно отказаться от расположенного сбоку дополнительного отверстия высокого давления, избежав тем самым дополнительного ослабления корпусной детали выполнением в ней такого дополнительного бокового отверстия высокого давления. Благодаря этому дополнительно повышается прочность топливной форсунки к воздействию высокого давления.Further preferred is a variant in which at least one separate section is formed of an axisymmetric high pressure fuel line and / or a high pressure fuel line is formed between two opposite surfaces of the inner walls. In accordance with this, it is possible to abandon the side of the additional high-pressure hole, thereby avoiding the additional weakening of the casing by making such an additional side high-pressure hole in it. Due to this, the fuel injector's resistance to high pressure is additionally increased.

Альтернативно этому или дополнительно к этому в еще одном возможном варианте топливопровод высокого давления имеет по меньшей мере одно отверстие или одну канавку, проходящее/проходящую через деталь электромагнитного узла. Подобное отверстие или подобную канавку целесообразно предусматривать прежде всего при отсутствии между двумя деталями зазора, достаточного для образования топливопровода высокого давления. Такое отверстие или такая канавка может проходить через деталь электромагнитного узла в осевом направлении и/или в радиальном направлении и, например, гидравлически соединять первую полость высокого давления со второй полостью высокого давления. Разделяющая эти полости высокого давления деталь может представлять собой, например, имеющийся в электромагнитном узле диск или пластинчатый якорь, в котором в этом случае выполнено такое отверстие или выполнена такая канавка. Помимо этого подобное отверстие или подобная канавка может также проходить наклонно и, например, гидравлически соединять между собой центральное отверстие высокого давления и расположенную радиально снаружи него кольцевую полость высокого давления.Alternatively, or in addition to this, in yet another possible embodiment, the high pressure fuel line has at least one hole or one groove passing / passing through the part of the electromagnetic assembly. It is advisable to provide such a hole or a similar groove primarily in the absence of a gap between the two parts sufficient to form a high pressure fuel line. Such a hole or such a groove can pass through the part of the electromagnetic assembly in the axial direction and / or in the radial direction and, for example, hydraulically connect the first high-pressure cavity with the second high-pressure cavity. The part separating these high-pressure cavities can be, for example, a disk or a plate armature available in the electromagnetic unit, in which in this case a hole is made or such a groove is made. In addition, such a hole or a similar groove can also extend obliquely and, for example, hydraulically interconnect a central high-pressure hole and an annular high-pressure cavity located radially outside of it.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения цельная или составная возвратно-поступательно перемещающаяся якорная деталь имеет иглу электромагнитного узла. Такая игла в предпочтительном варианте также установлена в центральном отверстии якорной детали с возможностью перемещения в этом отверстии в осевом направлении. Альтернативно этому в якорной детали может быть также установлен якорный палец и/или стержневой выравнивающий давление (компенсационный) элемент. Якорная деталь может быть далее выполнена в виде втягивающегося, ступенчатого или плоского якоря.In yet another preferred embodiment of the invention, the integral or composite reciprocating anchor component has an electromagnetic unit needle. Such a needle, in a preferred embodiment, is also installed in the Central hole of the anchor part with the possibility of movement in this hole in the axial direction. Alternatively, an anchor pin and / or a rod pressure equalizing (compensating) element can also be installed in the anchor part. The anchor part can then be made in the form of a retractable, step or flat anchor.

В качестве предпочтительной зарекомендовала себя цельная или составная возвратно-поступательно перемещающаяся якорная деталь, выполненная в виде втягивающегося якоря с радиально расширенной частью в зоне рабочего зазора. Вытекающие из этого преимущества проявляются прежде всего в том случае, когда якорь, кроме того, изготовлен из обладающего более выраженными магнитными свойствами материала, чем материал окружающей якорь детали, поскольку из-за эффектов магнитного насыщения детали из обладающего менее выраженными магнитными свойствами материала приводное усилие дросселируется в меньшей степени. В результате проявляется дополнительный предпочтительный эффект.A one-piece or compound reciprocating moving anchor piece made in the form of a retractable armature with a radially expanded part in the working gap zone has proved to be preferred. The advantages resulting from this are manifested primarily in the case when the anchor, in addition, is made of a material with more pronounced magnetic properties than the material surrounding the armature of the part, because due to the effects of magnetic saturation of the part of the material having less pronounced magnetic properties, the drive force is throttled less. The result is an additional preferred effect.

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

на фиг. 1 - вид в продольном разрезе топливной форсунки, известной из уровня техники,in FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fuel injector known in the art,

на фиг. 2 - вид в продольном разрезе предлагаемой в изобретении топливной форсунки в зоне электромагнитного узла, имеющего втягивающийся якорь,in FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a fuel injector according to the invention in the area of an electromagnetic unit having a retractable armature,

на фиг. 3 - вид в продольном разрезе выполненной еще по одному варианту предлагаемой в изобретении топливной форсунки в зоне электромагнитного узла, имеющего ступенчатый якорь, иin FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a further embodiment of a fuel injector according to the invention in the area of an electromagnetic unit having a stepped armature, and

на фиг. 4 - вид в продольном разрезе выполненной еще по одному варианту предлагаемой в изобретении топливной форсунки в зоне электромагнитного узла, имеющего плоский якорь.in FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a further embodiment of a fuel injector according to the invention in the area of an electromagnetic unit having a flat armature.

Подробное описание чертежейDetailed Description of Drawings

Показанная на фиг. 1 известная топливная форсунка имеет распылитель с корпусом в качестве корпусной детали 2 и с центральным отверстием 1, в котором установлена возвратно-поступательно перемещающаяся игла 3. При совершении иглой 3 возвратно-поступательного движения она открывает, соответственно закрывает по меньшей мере одно распылительное отверстие 4 топливной форсунки. Центральное отверстие 1 на отдельном своем участке одновременно служит топливопроводом высокого давления, по которому к распылительному отверстию 4 подводится находящееся под высоким давлением топливо. Такой выполненный в виде топливопровода высокого давления участок центрального отверстия 1 проходит от выполненной в корпусной детали 2 кольцевой полости 17 высокого давления вплоть до распылительного отверстия 4. В полость 17 высокого давления находящееся под ним топливо попадает по проходящему сбоку каналу 18 высокого давления.Shown in FIG. 1, the known fuel nozzle has a nozzle with a housing as a body part 2 and with a central hole 1 in which a reciprocating needle 3 is mounted. When the needle 3 makes a reciprocating movement, it opens or closes at least one spray hole 4 of the fuel nozzles. The central hole 1 in a separate section simultaneously serves as a high pressure fuel line through which high pressure fuel is supplied to the spray hole 4. Such a portion of the central hole 1 made in the form of a high-pressure fuel line extends from the annular high-pressure cavity 17 made in the body part 2 up to the spraying hole 4. In the high-pressure cavity 17, the fuel underneath it enters along the lateral high-pressure channel 18.

К корпусной детали 2, соответственно к корпусу распылителя форсунки примыкает электромагнитный узел 5, который имеет корпус 15 в качестве еще одной корпусной детали, а также вставленную в него катушку 14. В корпусе 15 установлена, кроме того, составная возвратно-поступательно перемещающаяся якорная деталь 6, которая в данном случае состоит из втягивающегося якоря 19 и иглы 12 электромагнитного узла. Игла 12 электромагнитного узла нагружена нажимным усилием упругого элемента 16 в направлении закрытия иглы 3 распылителя. Тем самым упругий элемент 16 предназначен для возврата иглы 12 электромагнитного узла, соответственно иглы 3 распылителя, которая возвращается иглой 12 на свое герметичное седло. Электромагнитный узел 5, а также еще одна корпусная деталь 9 скреплены между собой герметично стягивающей их друг с другом стяжной втулкой 8, которая при этом задает максимальный наружный диаметр D топливной форсунки в критичной с точки зрения доступного монтажного пространства зоне. Показанная на фиг. 1 топливная форсунка имеет далее охватывающий иглу 12 электромагнитного узла передаточный поршень 20, который через гидравлический связующий объем 21 кинематически связан с иглой 3 распылителя. В первой фазе перемещения иглы 3 распылителя в направлении открытия передаточный поршень 20 прилегает к корпусной детали 2 в то время, когда игла 12 электромагнитного узла через гидравлический связующий объем 21 прикладывает к игле 3 распылителя тянущее усилие, стремящееся приподнять иглу распылителя с ее герметичного седла. При этом гидравлическая рабочая поверхность иглы 12 электромагнитного узла, явно меньшая по своей площади по сравнению с рабочей поверхностью иглы 3 распылителя, обусловливает увеличение развиваемого в направлении открытия усилия, благодаря чему преодолевается первоначально действующее на иглу 3 распылителя высокое закрывающее усилие. Лишь во второй фазе перемещения иглы 3 распылителя в направлении открытия передаточный поршень 20 приподнимается от корпусной детали 2, при этом из-за существующего после этого соотношения площадей происходит изменение с увеличения развиваемого в направлении открытия усилия на его передачу с передаточным отношением 1/1.An electromagnetic unit 5 is adjacent to the body part 2, respectively, to the nozzle atomizer body, which has a body 15 as another body part and a coil 14 inserted into it. In addition, a composite reciprocating anchor part 6 is installed in the body 15 , which in this case consists of a retractable armature 19 and a needle 12 of the electromagnetic unit. The needle 12 of the electromagnetic unit is loaded with a pressing force of the elastic element 16 in the direction of closing the needle 3 of the atomizer. Thus, the elastic element 16 is designed to return the needle 12 of the electromagnetic unit, respectively the needle 3 of the atomizer, which returns the needle 12 to its sealed seat. The electromagnetic assembly 5, as well as another housing part 9 are fastened together by a tightening sleeve 8 tightly tightening them to each other, which at the same time sets the maximum outer diameter D of the fuel nozzle in a zone critical from the point of view of available mounting space. Shown in FIG. 1, the fuel nozzle further has a transmission piston 20 covering the needle 12 of the electromagnetic assembly, which is kinematically connected through the hydraulic coupling volume 21 to the needle 3 of the atomizer. In the first phase of the movement of the needle 3 of the spray gun in the opening direction, the transfer piston 20 is adjacent to the body part 2 while the needle 12 of the electromagnetic unit exerts a pulling force on the spray needle 3 through the hydraulic coupling volume 21, which tends to lift the spray needle from its airtight seat. In this case, the hydraulic working surface of the needle 12 of the electromagnetic unit, clearly smaller in area compared with the working surface of the needle 3 of the atomizer, causes an increase in the force developed in the opening direction, thereby overcoming the high closing force initially acting on the needle 3 of the atomizer. Only in the second phase of the movement of the needle 3 of the spray gun in the opening direction does the transfer piston 20 rise from the body part 2, and due to the area ratio existing thereafter, does a change occur with an increase in the transmission force developed in the opening direction with a gear ratio of 1/1.

У предлагаемой в изобретении топливной форсунки, например форсунки, показанной на фиг. 2-4, увеличение развиваемого в направлении открытия усилия обеспечивают путем расширения магнитной цепи до максимального наружного диаметра D топливной форсунки в критичной с точки зрения доступного монтажного пространства зоне. Достигается это благодаря тому, что электромагнитный узел 5 предлагаемой в изобретении топливной форсунки наряду с катушкой 14 и корпусом 15 имеет также втулкообразную деталь 7, которая одновременно служит стяжной втулкой 8 и определяет наружный диаметр D топливной форсунки в критичной с точки зрения доступного монтажного пространства зоне. Тем самым для образования магнитной цепи используется полный диаметр топливной форсунки. Однако наружные размеры топливной форсунки остаются при этом неизменными. Одновременно с этим втулкообразная деталь 7 служит для опирания на нее внутренних стенок, воспринимая действующие на них создаваемые давлением силы. Наличие у втулкообразной детали 7 подобной опорной функции обусловлено тем, что она в качестве еще одной корпусной детали без зазора соединена с корпусными деталями 2, 9 и с корпусом 15. Дополнительно повысить эффективность опирания можно путем напрессовывания втулкообразной детали 7 на корпусные детали 2, 9 и корпус 15. Помимо этого повышению прочности корпусных деталей 2, 9, соответственно электромагнитного узла 5 способствует выполненный в основном осесимметричным топливопровод 10 высокого давления. Подвод топлива осуществляется в основном через кольцевые зазоры между противолежащими поверхностями внутренних стенок, при этом такие кольцевые зазоры могут проходить преимущественно и в осевом, и в радиальном направлениях. Дополнительно к этому каналами высокого давления, соответственно топливопроводом высокого давления могут служить отверстия 11.A fuel injector according to the invention, for example the injector shown in FIG. 2-4, an increase in the force developed in the opening direction is achieved by expanding the magnetic circuit to the maximum outer diameter D of the fuel nozzle in a zone critical from the point of view of available mounting space. This is achieved due to the fact that the electromagnetic assembly 5 of the fuel injector according to the invention, along with the coil 14 and the housing 15, also has a sleeve-like part 7, which simultaneously serves as a coupling sleeve 8 and determines the outer diameter D of the fuel nozzle in a zone critical from the point of view of available mounting space. Thus, the full diameter of the fuel nozzle is used to form a magnetic circuit. However, the outer dimensions of the fuel injector remain unchanged. At the same time, the sleeve-like part 7 serves to support the inner walls on it, perceiving the forces acting on them by pressure. The presence of such a supporting function for the sleeve-like part 7 is due to the fact that it is connected to the body parts 2, 9 and to the housing 15 as a further body part without a gap. In addition, it is possible to increase the bearing efficiency by pressing the sleeve-like part 7 onto the body parts 2, 9 and case 15. In addition, the increase in the strength of the case parts 2, 9, respectively, of the electromagnetic unit 5 is facilitated by a generally high-pressure axisymmetric fuel line 10. The fuel is supplied mainly through the annular gaps between the opposing surfaces of the inner walls, while such annular gaps can pass mainly in the axial and radial directions. In addition to this, the openings 11 can serve as high-pressure channels, respectively, high-pressure fuel lines.

В показанном на фиг. 2 варианте выполнения предлагаемой в изобретении топливной форсунки ее электромагнитный узел 5 имеет якорную деталь 6, которая выполнена в виде втягивающегося якоря. Такой втягивающийся якорь имеет радиально расширенную часть 13, благодаря которой уменьшается рабочий зазор между втягивающимся якорем и катушкой 14. Вытекающие из этого преимущества проявляются прежде всего в том случае, когда якорь изготовлен из обладающего более выраженными магнитными свойствами материала, чем материал примыкающей к рабочему зазору детали, поскольку в этом случае действующая на втягивающийся якорь магнитная сила дросселируется (ослабляется) в меньшей степени. Однако наличие радиально расширенной части 13 не является строго обязательным.As shown in FIG. 2 embodiment of the fuel injector proposed in the invention, its electromagnetic unit 5 has an anchor part 6, which is made in the form of a retractable armature. Such a retractable armature has a radially expanded part 13, due to which the working gap between the retractable armature and the coil 14 is reduced. The advantages resulting from this are manifested primarily when the armature is made of a material with more pronounced magnetic properties than the material adjacent to the working gap of the part , since in this case the magnetic force acting on the retracting armature is throttled (weakened) to a lesser extent. However, the presence of a radially expanded part 13 is not strictly required.

Выполненная в виде втягивающегося якоря якорная деталь 6 в показанном на фиг. 2 варианте установлена в отверстии корпуса 15. Остающийся между втягивающимся якорем и корпусом 15 кольцевой зазор служит при этом топливопроводом 10 высокого давления. Тем самым при работе топливной форсунки находящееся под высоким давлением топливо обтекает втягивающийся якорь. К топливопроводу 10 высокого давления топливо в представленном на чертеже варианте поступает по наклонно проходящему отверстию 11, которое соединяет кольцевое пространство с центральным отверстием в корпусной детали 9. Топливопровод 10 высокого давления, включая отверстие 11, может быть также выполнен осесимметричным, благодаря чему исключается ослабление, т.е. снижение жесткости расположенных внутри деталей боковым каналом высокого давления. Соответствующее выполнение топливопровода высокого давления позволяет дополнительно повысить прочность топливной форсунки.An anchor piece 6 in the form of a retractable anchor in the one shown in FIG. Option 2 is installed in the opening of the housing 15. The remaining annular gap between the retractable armature and the housing 15 serves as a high pressure fuel line 10. Thus, when the fuel injector is operating, high-pressure fuel flows around the retracting armature. To the high-pressure fuel line 10, the fuel in the embodiment shown in the drawing enters through an obliquely extending hole 11 that connects the annular space to the central hole in the body part 9. The high-pressure fuel line 10, including the hole 11, can also be made axisymmetric, thereby eliminating weakening, those. decrease in stiffness of parts located inside the side channel of high pressure. Appropriate execution of the high pressure fuel line can further increase the strength of the fuel injector.

Показанный на фиг. 3 вариант отличается от показанного на фиг. 2 варианта в основном тем, что якорная деталь 6 выполнена в виде ступенчатого якоря, а электромагнитный узел 5 имеет далее диск 22, который одновременно может служить ограничителем хода ступенчатого якоря. Диск 22 имеет по меньшей мере одно отверстие 11 для гидравлического соединения между собой двух кольцевых полостей высокого давления. Альтернативно этому или дополнительно к этому в качестве топливопровода высокого давления может также использоваться зазор, остающийся между ступенчатым якорем и диском 22, и/или зазор, остающийся между ступенчатым якорем и корпусной деталью 9. Корпусная деталь 9 в предпочтительном варианте также имеет отверстие 11, через которое топливо поступает в зону, где расположена катушка.Shown in FIG. 3, the variant differs from that shown in FIG. 2 options mainly in that the anchor part 6 is made in the form of a step anchor, and the electromagnetic unit 5 further has a disk 22, which at the same time can serve as a limiter of the progress of the step anchor. The disk 22 has at least one hole 11 for hydraulically interconnecting two annular cavities of high pressure. Alternatively to this or in addition to this, a gap remaining between the step anchor and the disk 22 and / or a gap remaining between the step anchor and the body part 9 can also be used as a high pressure fuel line. The body part 9 in the preferred embodiment also has an opening 11, through which fuel enters the area where the coil is located.

На фиг. 4 показан третий вариант выполнения предлагаемой в изобретении топливной форсунки. Основное отличие этого варианта от предыдущих состоит в том, что якорная деталь 6 выполнена в виде плоского якоря и имеет по меньшей мере одно отверстие 11 для гидравлического соединения между собой двух кольцевых полостей высокого давления. Топливопроводом 10 высокого давления могут, кроме того, служить зазоры между выполненной в виде плоского якоря якорной деталью 6 и корпусной деталью 9.In FIG. 4 shows a third embodiment of a fuel injector according to the invention. The main difference between this option and the previous ones is that the anchor part 6 is made in the form of a flat anchor and has at least one hole 11 for hydraulically connecting two high pressure annular cavities. The fuel line 10 high pressure can also serve as gaps between made in the form of a flat anchor anchor part 6 and the body part 9.

Наряду с показанными на фиг. 2-4 вариантами выполнения топливной форсунки возможны и другие варианты ее выполнения, которые могут варьироваться, например, в отношении конкретного выполнения якорной детали 6 и/или электромагнитного узла 5. Тем самым очевидно, что представленные на чертежах варианты выбраны только в качестве примеров. Однако общим для всех вариантов является внешнее расположение втулкообразной детали 7, которая является компонентом электромагнитного узла 5 и расширяет магнитную цепь до полного диаметра топливной форсунки. Соответственно увеличенная магнитная цепь обеспечивает возможность увеличения приводного усилия, соответственно усилия, развиваемого приводом, при сохранении обычных наружных размеров топливной форсунки. Втулкообразная деталь 7, обладающая действием опоры, способствует далее повышению прочности топливной форсунки. Предлагаемая в изобретении топливная форсунка тем самым пригодна также для применения в системах впрыскивания топлива, давление в которых явно превышает 2000 бар.Along with those shown in FIG. 2-4 embodiments of the fuel injector, other variants of its execution are possible, which may vary, for example, with respect to the specific implementation of the anchor part 6 and / or electromagnetic unit 5. It is therefore obvious that the options presented in the drawings are selected only as examples. However, common to all the options is the external arrangement of the sleeve-like part 7, which is a component of the electromagnetic assembly 5 and expands the magnetic circuit to the full diameter of the fuel nozzle. Correspondingly, the increased magnetic circuit makes it possible to increase the drive force, respectively, the force developed by the drive, while maintaining the usual external dimensions of the fuel nozzle. The sleeve-like part 7, having the action of the support, further enhances the strength of the fuel injector. The fuel injector according to the invention is therefore also suitable for use in fuel injection systems, the pressure of which clearly exceeds 2000 bar.

Claims

1. A fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber in an internal combustion engine, having a needle (3) of a spray gun that is installed in a hole (1) of a body part (2) with the possibility of reciprocating movement in this hole and is intended for opening and closing by at least one spray hole (4), and an electromagnetic unit (5), which is designed to actuate the needle (3) of the spray gun and has a reciprocating moving anchor part (6), characterized in that the electromagnet the second node (5) to increase the magnetic circuit also has a sleeve-like part (7), which serves as a coupling sleeve (8) and / or for connecting the body part (2) with at least one more body part (9, 15) and thereby determines the maximum outer diameter (D) of the fuel nozzle in the zone critical from the point of view of the available mounting space and which is connected to at least one body part (2, 9, 15) to increase the magnetic circuit without a backlash by pressing.

2. A fuel injector according to claim 1, characterized in that the electromagnetic assembly (5) is designed to directly actuate the needle (3) of the fuel injector atomizer, which is accordingly configured to operate without supplying a returnable amount of fuel.

3. A fuel injector according to claim 1, characterized in that during its operation the electromagnetic unit (5) is loaded with high pressure at least in certain areas.

4. A fuel nozzle according to claim 3, characterized in that at least one separate section is formed of an axisymmetric high pressure fuel line (10) and / or a high pressure fuel line (10) is formed between two opposite surfaces of the inner walls.

5. A fuel injector according to claim 4, characterized in that the high pressure fuel pipe (10) has at least one hole (11) passing through a part of the electromagnetic assembly (5).

6. Fuel injector according to one of paragraphs. 1-5, characterized in that the reciprocating moving anchor part (6) has a needle (12) of the electromagnetic unit and / or is made in the form of a retractable, step or flat armature.

7. Fuel injector according to claim 6, characterized in that the reciprocating moving anchor part (6) is made in the form of a retractable armature with a radially expanded part (13) in the area of the working gap.