CZ295497B6

CZ295497B6 - Vstřikovací tryska pro vstřikovací systém paliva pro spalovací motory a vstřikovací systém paliva

Info

Publication number: CZ295497B6
Application number: CZ20012296A
Authority: CZ
Inventors: Patrick Mattes
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1999-10-23
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2005-08-17
Also published as: WO2001031192A1; DE19951144A1; EP1144843B1; JP2003513196A; EP1144843A1; CZ20012296A3; DE50009921D1; US6752324B1

Abstract

Vstřikovací tryska je ovládaná piezoelektrickým ovladačem (21) s hydraulickým převodníkem (19), který je trvale hydraulicky předepjat a je v počtu nejméně jedné součásti vstřikovacího systému paliva.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká vstřikovací trysky pro vstřikovací systém paliva pro spalovací motory s tlakovým převodníkem, která má první píst vedený v prvním vodicím otvoru a druhý píst vedený ve druhém vodicím otvoru, přičemž první píst a druhý píst ohraničují tlakový prostor ve kterém je alespoň napájecí tlak, a se zpětným tokem únikového oleje, přičemž první píst je ovládán ovladačem a druhý píst ovládá alespoň nepřímo nastavovací člen řídicího ventilu.

Vynález se dále týká vstřikovacího systému paliva

Dosavadní stav techniky

Aby mohl být zajištěn definovaný provozní stav vstřikovací trysky a v důsledku toho dobré provozní chování a především příznivé chování při startu spalovacího motoru, byl dosud první píst hydraulického tlakového převodníku stlačován proti nastavovacímu členu řídicího ventilu pomocí pružiny, například talířové pružiny.

Tímto uspořádáním je zajištěno, že druhý píst hydraulického převodníku trvale zaujímá definovanou polohu, takže k němu sice mohou být přivedeny vzduchové přípojky nebo podobně, ale přesto není definován provozní stav vstřikovací trysky a nedostatečné je zejména startovací chování spalovacího motoru.

Úkolem vynálezu je vytvořit vstřikovací trysku pro vstřikovací systém paliva pro spalovací motory s tlakovým převodníkem se zlepšeným provozním chováním.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje vstřikovací tryska pro vstřikovací systém paliva pro spalovací motory, s tlakovým převodníkem, která má první píst vedený v prvním vodicím otvoru a druhý píst vedený ve druhém vodicím otvoru, přičemž první píst a druhý píst ohraničují tlakový prostor, ve kterém je alespoň napájecí tlak, a se zpětným tokem únikového oleje, přičemž první píst je ovládán ovladačem a druhý píst ovládá alespoň nepřímo nastavovací člen řídicího ventilu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že druhý vodicí otvor je hydraulicky spojen se zpětným tokem únikového oleje, a že tlak ve zpětném toku únikového oleje je menší než napájecí tlak.

Tlakovou diferencí, která existuje mezi tlakovým prostorem a zpětným tokem únikového oleje, působí na druhý píst stále hydraulická síla, která druhý píst přitlačuje na nastavovací člen řídicího ventilu. Tím je zajištěna nejen definovaná poloha druhého pístu hydraulického tlakového převodníku, ale dodatečně také nastává stálejší výměna paliva, které je obsaženo v tlakovém převodníku, popřípadě v eventuálních vzduchových přípojkách. Tím se zlepší provozní chování a zejména chování při startu spalovacího motoru.

Na základě nízké tlakové hladiny ve vstřikovací trysce bezprostředně po řídicím ventiluje zlepšeno také provozní chování odtokové škrticí klapky, uspořádané mezi řídicím prostorem a řídicím ventilem.

U variant vynálezu jsou první vodicí otvor, první píst a pouzdro utěsněny vůči okolí, zejména pomocí vlnovce, takže nevznikají žádné úniky a napájecí tlak v tlakovém prostoru zůstává vysoký.

-1 CZ 295497 B6

V doplnění vynálezu je upraveno, že napájecí tlak v tlakovém prostoru je zajišťován napájecím potrubím, ústícím do prostoru, tvořeném pouzdrem, vlnovcem a prvním pístem, takže veškerým potrubím a prostory trvale protéká palivo.

U dalšího provedení vynálezu je v napájecím potrubí uspořádán stabilizační tlakový ventil, takže tlak p₂ v napájecím potrubí je omezen, zejména na 5 Mpa.

Další forma provedení má ve druhém vodicím otvoru vybrání, které je spojeno se zpětným tokem únikového oleje, takže řídicí a úniková množství mohou být bezproblémově dopravována.

U další varianty vynálezu ovládá druhý píst nastavovací člen řídicího ventilu přes zdvihátko, takže úseky druhého vodícího otvoru, které vedou druhý píst a zdvihátko nemusejí přesně lícovat a mohou tak být vyrovnávány různé tolerance.

V doplnění vynálezu ústí vypouštěcí strana řídicího ventilu do zpětného toku únikového oleje, takže řídicí množství je odváděno.

U jiného provedení vynálezu je ovladačem piezoelektrický ovladač, takže jsou k dispozici velké řídicí síly.

Jiná forma provedení upravuje, že pouzdro, řídicí ventil a ovladač jsou montovány do přidržovacího tělesa, takže je na jedné straně usnadněna výroba a montáž a na straně druhé je dosaženo spojení konstrukčních prvků bez vůle.

Úkol vynálezu, uvedený v úvodu, je vyřešen také vstřikovacím systémem paliva pro spalovací motory s vysokotlakým palivovým čerpadlem, s vysokotlakým zásobníkem paliva a s alespoň jednou vstřikovací tryskou podle jednoho z nároků 1 až 11, takže výhody podle vynálezu jsou uplatněny také u tohoto vstřikovacího systému paliva.

Přehled obrázků na výkresech

Další výhody a výhodná provedení vynálezu jsou patrná z následujícího popisu, patentových nároků a z obrázku příkladu provedení předmětu vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obrázku je znázorněn příklad provedení vstřikovací trysky s hydraulickým převodníkem podle vynálezu. Ve dvojdílném pouzdře 1 a 3 jsou vzájemně koaxiálně uspořádány první vodicí otvor 5 a druhý vodicí otvor 7. V prvním vodicím otvoru 5 je veden první píst 9. Druhý vodicí otvor 7 vede druhý píst 11 a zdvihátko 13. Druhý píst 11 působí přes zdvihátko 13 na kulovitý nastavovací člen 15 nezobrazeného řídicího ventilu vstřikovací trysky. Díky dvoudílnému provedení druhého pístu 11 a zdvihátka 13 nemusejí oba úseky druhého vodícího otvoru 7 vzájemně přesně lícovat. Kromě toho může být vůle mezi druhým pístem 11 a druhým vodicím otvorem 7 i mezi zdvihátkem 13 a druhým vodicím otvorem 7 volena různě.

První píst 9 a druhý píst 11 vymezují tlakový prostor 17 hydraulického převodníku 19. Na první píst 9 působí piezoelektrický ovladač 21. Je-li piezoelektrický ovladač 21 v činnosti, tlačí první píst 9 ve směru šipky do tlakového prostoru 17. Jakmile je takto vzrostlý tlak v tlakovém prostoru 17 dostatečný k tomu, aby na čelní plochu druhého pístu 11, vyčnívající do tlakového prostoru 17, působil hydraulickou silou, která je větší než hydraulická síla, kterou působí na nastavovací člen 15 palivo pod řídicím tlakem v řídicím prostoru 23, nastavovací člen 15 otevírá a

-2 CZ 295497 B6 vytváří hydraulické spojení mezi řídicím prostorem 23 a zpětným tokem 25 únikového oleje. Toto spojení je provedeno přes úsek druhého vodícího otvoru 7, spojovací potrubí 27 a vybrání 29 ve druhém vodicím otvoru 7. Tlak v řídicím prostoru 23 tak klesá a neznázoměná vstřikovací tryska otevírá.

Jakmile činnost piezoelektrického ovladače 21 skončí, pohybuje se ovladač 21 spolu s prvním pístem 9 proti směru šipky zpět do své výchozí polohy. Tím klesá tlak v tlakovém prostoru 17. Napájecí potrubí 31, ve kterém panuje napájecí tlak p2, zásobuje přes vrtaný otvor v pouzdře 1 a ve vlnovci 33 tlakový prostor 17 nepřímo palivem.

Pouzdro 1 a první píst 9 jsou vůči okolí utěsněny vlnovcem 33. Napájecí potrubí 31 ústí do prostoru, ohraničeného prvním pístem 9 a vlnovcem 33 a plní jej palivem pod tlakem p_?. Přes prstencovou mezeru mezi prvním vodicím otvorem 5 a prvním pístem 9 se palivo dostává do tlakového prostoru 17, takže ten je trvale plněn palivem a je v něm také alespoň přibližně tlakpg·

Ve vybrání 29 je stejný tlak gi jako ve zpětném toku 25 únikového oleje, který je menší než napájecí tlak ρ₂· V důsledku toho působí na druhý píst 11 hydraulická síla ve směru od piezoelektrického ovladače 21 k nastavovacímu členu 15. V důsledku tohoto silového účinku jsou druhý píst 11 a nastavovací člen 13 přitlaČovány na nastavovací člen 15, takže mezi druhým pístem li, zdvihátkem 13 a nastavovacím členem 15 nemůže vzniknout žádná vůle. Tlakový převodník 19 je naopak předepjat.

Protože ve vybrání 29 je pouze tlak gi, proudí do tohoto vybrání 29 palivo z tlakového prostoru 17 přes prstencovou mezeru mezi druhým vodicím otvorem 7 a druhým pístem H. Kromě výše uvedeného efektu, že totiž tlaková diference mezi tlakovým prostorem 17 a vybráním 29 spojuje píst 11 s nastavovacím členem 15 bez vůle, vede popsané proudění paliva z napájecího potrubí 31 až do zpětného toku 25 únikového oleje k tomu, že celým tlakovým převodníkem stále protéká čerstvé a relativně studené palivo, takže je sníženo nebezpečí zadření a kromě toho je z tlakového převodníku 19 do zpětného toku 25 únikového oleje stále odváděn eventuálně se vyskytující vzduch nebo pára.

Na provedení podle vynálezu je výhodné také to, že na vlnovec 33 působí v protikladu k dosavadnímu stavu techniky tlak pouze staticky. Z toho vyplývá možnost zadání napájecího tlaku aby se zvýšilo předpětí piezoelektrického ovladače 21, aniž by se musel vlnovec 33 měnit. Napájecí tlak pj může činit například 5Mpa.

Celá vstřikovací tryska sestávající z piezoelektrického ovladače 21, tlakového převodníku 19, z neznázorněného řídicího ventilu a jednotlivých vstřikovacích trysek, je smontována v přidržovacím tělese 35. Palivu, proudícímu z napájecího potrubí 31 přes přidržovací těleso 35, je zabraňováno dvěma O-kroužky, které jsou uspořádány mezi přidržovacím tělesem 35 a pouzdrem 1, v unikání do okolí.

V napájecím potrubí 31 je uspořádán stabilizační tlakový ventil 37, který zajišťuje to, že v napájecím potrubí 31 a prostoru 17 tlakového převodníku, spojeném hydraulicky s napájecím potrubím 31, není překročen přípustný maximální tlak. Jakmile je tento maximální tlak dosažen, stabilizační tlakový ventil 37 se otevírá. Výtoková strana stabilizačního tlakového ventilu 37 může být například spojena se zpětným tokem 25 únikového oleje.

Všechny znaky vynálezu, uvedené v následujících patentových nárocích a znázorněné na obrázku, mohou být podstatou vynálezu jak jednotlivě tak i v libovolných vzájemných kombinacích.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vstřikovací tryska pro vstřikovací systém paliva pro spalovací motory s tlakovým převodníkem (19), která má první píst (9) vedený v prvním vodicím otvoru (5) a druhý píst (11) vedený ve druhém vodicím otvoru (7), přičemž první píst (9) a druhý píst (11) ohraničují tlakový prostor (17), ve kterém je alespoň napájecí tlak, a se zpětným tokem (25) únikového oleje, přičemž první píst (9) je ovládán ovladačem a druhý píst (11) ovládá alespoň nepřímo nastavovací člen (15) řídicího ventilu, vyznačující se tím, že druhý vodicí otvor (7) je hydraulicky spojen se zpětným tokem (25) únikového oleje, a že tlak (pj ve zpětném toku (25) únikového oleje je menší než napájecí tlak (P2)-
2. Vstřikovací tryska podle nároku 1, vyznačující se tím, že první vodicí otvor (5), první píst (9) a pouzdro (1, 3) jsou utěsněny vůči okolí.
3. Vstřikovací tryska podle nároku 2, vyznačující se tím, že první vodicí otvor (5), první píst (9) a pouzdro (1, 3) jsou vůči okolí utěsněny vlnovcem (33).
4. Vstřikovací tryska podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se t í m , že napájecí tlak (p₂) v tlakovém prostoru (17) je připravován v napájecím potrubí (31) ústícím do prostoru, vytvořeném pouzdrem (1,3), vlnovcem (33) a prvním pístem (9).
5. Vstřikovací tiyska podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že v napájecím potrubí (31) je uspořádán stabilizační tlakový ventil (37).
6. Vstřikovací tryska podle nároku 5, vyznačující se tím, že stabilizační tlakový ventil (37) omezuje tlak (p₂) v napájecím potrubí (31) na 5 Mpa.
7. Vstřikovací tryska podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že na druhém vodicím otvoru (7) je upraveno vybrání (29), které je spojeno se zpětným tokem (25) únikového oleje.
8. Vstřikovací tryska podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že druhý píst (11) ovládá nastavovací člen (15) řídicího ventilu přes zdvihátko (13).
9. Vstřikovací tryska podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vypouštěcí strana řídicího ventilu ústí do zpětného toku (25) únikového oleje.
10. Vstřikovací tryska podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ovladačem je piezoelektrický ovladač (21).
11. Vstřikovací tryska podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pouzdro (1,3), řídicí ventil a ovladač (21) jsou montovány do přidržovacího tělesa (35).
12. Vstřikovací systém paliva pro spalovací motory s vysokotlakým palivovým čerpadlem, s vysokotlakým zásobníkem paliva a s nejméně jednou vstřikovací tryskou podle jednoho z nároků 1 až 11.