Инжекционное устройство и способ использования инжекционного устройства - RU2017104336A
Код документа: RU2017104336A
Формула
1. Инжекционное устройство для впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, содержащее:
корпус,
поршень, выполненный с возможностью перемещения в корпусе под действием давления текучей среды в сопряженной камере, которое действует на поршень снаружи, при этом поршень является приводимым в действие для сжатия подлежащей впрыску текучей среды в камере высокого давления, причем поршень выполнен с возможностью перемещения навстречу действию давления текучей среды в управляющей камере, в силу чего перемещение поршня является избирательно управляемым путем управления текучей средой в управляющей камере,
инжекторный клапан и связанное с ним инжекторное отверстие, избирательно сообщающееся по текучей среде с камерой высокого давления, в силу чего обеспечена возможность впрыска текучей среды под высоким давлением из камеры высокого давления через инжекторное отверстие при открытии инжекторного клапана,
причем поршень определяет первую рабочую область поршня, обращенную к сопряженной камере, при этом первая рабочая область поршня является кольцевой.
2. Инжекционное устройство по п. 1, в котором первая рабочая область поршня определена первой наружной периферией, имеющей наружную уплотнительную поверхность для перемещения относительно первого компонента инжектора, и первой внутренней периферией, имеющей первую внутреннюю уплотнительную поверхность для перемещения относительно второго компонента инжектора.
3. Инжекционное устройство по п. 2, в котором указанный первый компонент является неподвижным относительно корпуса.
4. Инжекционное устройство по п. 3, в котором указанный первый компонент определен корпусом.
5. Инжекционное устройство по п. 4, в котором первый компонент определен углублением в корпусе.
6. Инжекционное устройство по любому из пп. 2-5, в котором второй компонент является неподвижным относительно корпуса.
7. Инжекционное устройство по п. 6, в котором второй компонент представляет собой клапанный элемент инжекторного клапана, причем указанный клапанный элемент является неподвижным относительно корпуса.
8. Инжекционное устройство по любому из пп. 1-7, в котором поршень определяет вторую рабочую область поршня, которая сообщается по текучей среде с камерой высокого давления.
9. Инжекционное устройство по п. 8, в котором вторая рабочая область поршня является кольцевой.
10. Инжекционное устройство по п. 8 или 9, в котором вторая рабочая область поршня определена второй наружной периферией и второй внутренней периферией.
11. Инжекционное устройство по п. 10, в котором первая наружная периферия имеет диаметр, больший диаметра второй наружной периферии.
12. Инжекционное устройство по п. 11 или 10, в котором первая внутренняя периферия имеет диаметр равный диаметру второй внутренней периферии.
13. Инжекционное устройство по п. 11 или 12, в котором указанная первая внутренняя уплотнительная поверхность указанной первой внутренней периферии определяет уплотнительную поверхность камеры высокого давления.
14. Инжекционное устройство по п. 7, в котором часть указанного клапанного элемента входит в камеру высокого давления.
15. Инжекционное устройство для впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, содержащее:
корпус,
поршень, выполненный с возможностью перемещения в корпусе под действием давления текучей среды в сопряженной камере, которое действует на поршень снаружи, при этом поршень выполнен с возможностью его приведения в действие для сжатия подлежащей впрыску текучей среды в камере высокого давления, причем поршень выполнен с возможностью перемещения навстречу действию давления текучей среды в управляющей камере, в силу чего перемещение поршня является избирательно управляемым путем управления текучей средой в управляющей камере,
инжекторный клапан и связанное с ним инжекторное отверстие, избирательно сообщающееся по текучей среде с камерой высокого давления, в силу чего обеспечена возможность впрыска текучей среды под высоким давлением из камеры высокого давления через инжекторное отверстие при открытии инжекторного клапана,
причем инжекторный клапан определяет первый клапанный элемент, подвижный относительно второго клапанного элемента, причем второй клапанный элемент неподвижен относительно корпуса инжектора.
16. Инжекционное устройство по п. 15, в котором второй клапанный элемент содержит инжекторное отверстие.
17. Инжекционное устройство по п. 15, в котором первый клапанный элемент выполнен подвижным относительно второго клапанного элемента, чтобы избирательно определять инжекторное отверстие.
18. Инжекционное устройство по п. 17, в котором инжекторный клапан представляет собой игольчатый инжекторный клапан.
19. Инжекционное устройство по любому из пп. 15-18, в котором между вторым элементом клапана и поршнем образовано уплотнение, чтобы изолировать камеру высокого давления от сопряженной камеры.
20. Инжекционное устройство по любому из пп. 15-19, в котором между первым элементом клапана и корпусом образовано уплотнение, чтобы изолировать камеру высокого давления от управляющей камеры.
21. Инжекционное устройство для впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, содержащее:
корпус,
поршень, выполненный с возможностью перемещения в корпусе под действием давления текучей среды в сопряженной камере, которое действует на поршень снаружи, при этом поршень является приводимым в действие для сжатия подлежащей впрыску текучей среды в камере высокого давления, причем поршень выполнен с возможностью перемещения навстречу действию давления текучей среды в управляющей камере, в силу чего перемещение поршня является избирательно управляемым путем управления текучей средой в управляющей камере,
инжекторный клапан и связанное с ним инжекторное отверстие, избирательно сообщающееся по текучей среде с камерой высокого давления, в силу чего обеспечена возможность впрыска текучей среды под высоким давлением из камеры высокого давления через инжекторное отверстие при открытии инжекторного клапана,
причем предусмотрено управление текучей средой в управляющей камере посредством клапана, содержащего подвижный элемент, смещенный к закрытому положению посредством смещающего элемента, причем у клапана имеется первая напорная область, повышение давления на которую стремится открыть клапан, и вторая напорная область, повышение давления на которой стремится закрыть клапан,
причем выравнивание давлений на первой напорной области и второй напорной области вызывает закрытие клапана.
22. Инжекционное устройство по п. 21, в котором указанный подвижный элемент представляет собой поршень, выполненный с возможностью перемещения в цилиндрическом отверстии.
23. Инжекционное устройство по п. 22, в котором клапан содержит порт в стенке указанного цилиндрического отверстия.
24. Инжекционное устройство по любому из пп. 21-23, в котором первая напорная область сообщается по текучей среде со второй напорной областью через ограничитель, причем протекание текучей среды через ограничитель вызывает падение давления текучей среды.
25. Инжекционное устройство по любому из пп. 21-24, в котором вторая напорная область выполнена с возможностью избирательного соединения с областью низкого давления через дополнительный клапан.
26. Инжекционное устройство для впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, содержащее:
корпус,
поршень, выполненный с возможностью перемещения в данном корпусе под действием давления текучей среды в сопряженной камере, которое действует на поршень снаружи, при этом поршень является приводимым в действие для сжатия подлежащей впрыску текучей среды в камере высокого давления, причем поршень выполнен с возможностью перемещения навстречу действию давления текучей среды в управляющей камере, в силу чего перемещение поршня является избирательно управляемым путем управления текучей средой в управляющей камере,
инжекторный клапан и связанное с ним инжекторное отверстие, избирательно сообщающееся по текучей среде с камерой высокого давления, в силу чего обеспечена возможность впрыска текучей среды под высоким давлением из камеры высокого давления через инжекторное отверстие при открытии инжекторного клапана,
причем предусмотрено управление текучей средой в управляющей камере посредством первого соленоида, приводящего в действие первый клапан, и второго соленоида, приводящего в действие второй клапан.
27. Инжекционное устройство по п. 26, в котором, при закрытом первом клапане и открытом втором клапане выпуск из управляющей камеры в область низкого давления заблокирован.
28. Инжекционное устройство по п. 26 или 27, в котором, при открытом первом клапане и открытом втором клапане обеспечена возможность выпуска из управляющей камеры в область низкого давления.
29. Инжекционное устройство по любому из пп. 26-28, в котором, при открытом первом клапане и закрытом втором клапане, выпуск из управляющей камеры в область низкого давления заблокирован.
30. Инжекционное устройство по любому из пп. 26-29, в котором, при закрытом первом клапане и закрытом втором клапане, выпуск из управляющей камеры в область низкого давления заблокирован.
31. Инжекционное устройство по любому из пп. 26-30, содержащее первый канал для текучей среды, избирательно соединяющий по текучей среде управляющую камеру и второй клапан, и второй канал для текучей среды, соединяющий по текучей среде первый клапан со вторым клапаном.
32. Инжекционное устройство по п. 31, в котором первый клапан выполнен с возможностью его приведения в действие для открытия и закрытия дополнительного клапана, при этом указанный дополнительный клапан выполнен с возможностью его приведения в действие для блокирования и обеспечения возможности протекания текучей среды в первом канале для текучей среды от управляющей камеры ко второму клапану.
33. Инжекционное устройство по п. 32, в котором открытие первого клапана (16) вызывает закрытие указанного дополнительного клапана, а закрытие первого клапана вызывает открытие дополнительного клапана.
34. Инжекционное устройство по любому из пп. 26-33, в котором первый соленоид связан с первым клапаном так, что первый клапан является нормально закрытым.
35. Инжекционное устройство по любому из пп. 26-34, в котором второй соленоид связан со вторым клапаном так, что второй клапан является нормально открытым.
36. Способ впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, включающий в себя следующее
обеспечивают инжектор по п. 26, при этом
a) начинают при закрытом первом клапане и открытом втором клапане,
b) создают давление в сопряженной камере,
c) открывают первый клапан, чтобы заблокировать управляющую камеру относительно области низкого давления, так чтобы вызвать впрыск текучей среды через инжекторное отверстие,
d) закрывают второй клапан, чтобы заблокировать выпуск из управляющей камеры в область низкого давления, так чтобы вызвать прекращение впрыска.
37. Способ по п. 36, содержащий шаг е) закрытия первого клапана.
38. Способ по п. 37, содержащий шаг f) открытия второго клапана.
39. Инжекционное устройство для впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, содержащее:
корпус,
поршень, выполненный с возможностью перемещения в данном корпусе под действием давления текучей среды в сопряженной камере, которое действует на поршень снаружи, при этом поршень является приводимым в действие для сжатия подлежащей впрыску текучей среды в камере высокого давления, причем поршень выполнен с возможностью перемещения навстречу действию давления текучей среды в управляющей камере, в силу чего перемещение поршня является избирательно управляемым путем управления текучей средой в управляющей камере,
инжекторный клапан и связанное с ним инжекторное отверстие, избирательно сообщающееся по текучей среде с камерой высокого давления, в силу чего обеспечена возможность впрыска текучей среды под высоким давлением из камеры высокого давления через инжекторное отверстие при открытии инжекторного клапана,
причем предусмотрено избирательное питание управляющей камеры текучей средой из впускного порта и избирательный выпуск из управляющей камеры в область низкого давления через выпускной порт, причем инжектор дополнительно содержит контур охлаждения, снабжаемый текучей средой из впускного порта, и выполненный с возможностью выпуска из него в область низкого давления через выпускной порт.
40. Инжекционное устройство по п. 39, в котором контур охлаждения содержит охлаждающий змеевик.
41. Инжекционное устройство по п. 40, в котором охлаждающий змеевик является спиральным.
42. Инжекционное устройство по п. 41, в котором охлаждающий змеевик окружает по меньшей мере часть камеры высокого давления.
43. Инжекционное устройство по п. 41 или 42, в котором охлаждающий змеевик окружает по меньшей мере часть инжекторного клапана.
44. Инжекционное устройство по любому из пп. 41-43, в котором охлаждающий змеевик окружает по меньшей мере часть поршня.
45. Инжекторное сопло для впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, содержащее диск, имеющий множество инжекторных отверстий, расположенных по периферии диска.
46. Инжекторное сопло по п. 45, в котором поперечный размер каждого из отверстий составляет менее 0,05 мм, как вариант - менее 0,025 мм.
47. Инжекторное сопло для впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, содержащее по меньшей мере одно инжекторное отверстие, поперечный размер которого составляет менее 0,05 мм, как вариант - менее 0,025 мм.
48. Инжекторное сопло по любому из пп. 45-47, содержащее по меньшей мере пятьдесят инжекторных отверстий, как вариант - по меньшей мере сто инжекторных отверстий.
49. Инжекторное сопло по любому из пп. 45-48, в котором форма поперечного сечения каждого инжекторного отверстия не является круговой.
50. Инжекторное сопло по п. 49, в котором форма поперечного сечения каждого отверстия содержит, в общем, плоский участок, в типовом случае - случае один плоский участок.
51. Инжекторное сопло по любому из пп. 45-50, в котором форма поперечного сечения каждого отверстия содержит, в общем, U-образный участок, или, в общем, V-образный участок.
52. Инжекционное устройство для впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, содержащее:
корпус,
поршень, выполненный с возможностью перемещения в данном корпусе под действием давления текучей среды в сопряженной камере, которое действует на поршень снаружи, при этом поршень является приводимым в действие для сжатия подлежащей впрыску текучей среды в камере высокого давления, причем поршень выполнен с возможностью перемещения навстречу действию давления текучей среды в управляющей камере, в силу чего перемещение поршня является избирательно управляемым путем управления текучей средой в управляющей камере,
инжекторный клапан и связанное с ним инжекторное отверстие, избирательно сообщающееся по текучей среде с камерой высокого давления, в силу чего обеспечена возможность впрыска текучей среды под высоким давлением из камеры высокого давления через инжекторное отверстие при открытии инжекторного клапана,
причем предусмотрено множество действующих совместно инжекторных отверстий, расположенных вокруг диска, причем диск образует часть инжекторного сопла.
53. Инжекционное устройство по п. 52, в котором указанный диск образует часть поршня.
54. Инжекционное устройство для впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, содержащее:
корпус,
поршень, выполненный с возможностью перемещения в данном корпусе под действием давления текучей среды в сопряженной камере, которое действует на поршень снаружи, при этом поршень является приводимым в действие для сжатия подлежащей впрыску текучей среды в камере высокого давления, причем поршень выполнен с возможностью перемещения навстречу действию давления текучей среды в управляющей камере, в силу чего перемещение поршня является избирательно управляемым путем управления текучей средой в управляющей камере,
инжекторный клапан и связанное с ним инжекторное отверстие, избирательно сообщающееся по текучей среде с камерой высокого давления, в силу чего обеспечена возможность впрыска текучей среды под высоким давлением из камеры высокого давления через инжекторное отверстие при открытии инжекторного клапана,
причем поршень выполнен с возможностью вращения вокруг оси при своей работе.
55. Инжекционное устройство по п. 54, в котором поршень содержит по окружности состоящий из отдельных частей упор для ограничения осевого перемещения поршня за счет взаимодействия с окружным упором инжекционного устройства, причем данный окружной упор является невращающимся.
56. Инжекционное устройство по п. 54 или 55, в котором поршень содержит инжекторное отверстие.
57. Инжекционное устройство по п. 56, в котором ориентация инжекторного отверстия содержит частично тангенциальную составляющую, чтобы способствовать вращению поршня.
58. Инжекционное устройство по любому из пп. 54-57, в котором поршень определяет первую рабочую область поршня, обращенную к сопряженной камере, причем первая рабочая область поршня имеет первую круговую периферию, определяющую первую ось,
при этом поршень определяет вторую рабочую область, сообщающуюся по текучей среде с камерой высокого давления, причем вторая рабочая область поршня имеет вторую круговую периферию, определяющую вторую ось,
при этом первая ось смещена относительно второй оси, чтобы способствовать вращению поршня.
59. Инжекционное устройство для впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, содержащее:
корпус,
поршень, выполненный с возможностью перемещения в данном корпусе под действием давления текучей среды в сопряженной камере, которое действует на поршень снаружи, при этом поршень является приводимым в действие для сжатия подлежащей впрыску текучей среды в камере высокого давления, причем поршень выполнен с возможностью перемещения навстречу действию давления текучей среды в управляющей камере, в силу чего перемещение поршня является избирательно управляемым путем управления текучей средой в управляющей камере,
инжекторный клапан и связанное с ним инжекторное отверстие, избирательно сообщающееся по текучей среде с камерой высокого давления, в силу чего обеспечена возможность впрыска текучей среды под высоким давлением из камеры высокого давления через инжекторное отверстие при открытии инжекторного клапана,
причем поршень определяет первую рабочую область поршня, обращенную к сопряженной камере, и вторую рабочую область поршня, сообщающуюся по текучей среде с камерой высокого давления, при этом первая рабочая область поршня определена первой периферией, имеющей первую уплотнительную поверхность для перемещения относительно первого компонента инжектора,
вторая рабочая область поршня определена второй периферией, имеющей вторую уплотнительную поверхность для перемещения относительно второго компонента инжектора,
причем первая уплотнительная поверхность поршня и вторая уплотнительная поверхность поршня неподвижны друг относительно друга, а первый компонент инжектора и второй компонент инжектора являются подвижными друг относительно друга в поперечном направлении.
60. Инжекционное устройство по п. 59, в котором первая уплотнительная поверхность является первой наружной уплотнительной поверхностью и/или вторая уплотнительная поверхность является второй наружной уплотнительной поверхностью.
61. Инжекционное устройство по п. 59 или 60, в котором указанный первый компонент представляет собой корпус инжекционного устройства.
62. Инжекционное устройство по п. 61, в котором первая уплотнительная поверхность входит в углубление в корпусе.
63. Инжекционное устройство по любому из пп. 59-62, в котором указанный второй компонент представляет собой гильзу.
64. Инжекционное устройство по п. 63, в котором гильза содержит заглушенный торец, при этом гильза с заглушенным торцом частично определяет камеру высокого давления.
65. Инжекционное устройство по любому из пп. 59-64, в котором указанный второй компонент содержит обратный клапан.
66. Инжекционное устройство по п. 65, в котором указанный обратный клапан выполнен с возможностью избирательно соединять по текучей среде управляющую камеру с камерой высокого давления.
67. Способ изготовления инжекторного отверстия, содержащий следующее:
a) обеспечивают первую деталь,
b) обеспечивают вторую деталь,
c) во второй детали выполняют углубленный участок,
d) соединяют первую деталь со второй деталью так, чтобы углубленный участок образовал по меньшей мере часть инжекторного отверстия.
68. Способ по п. 67, в котором первая деталь содержит первую коническую поверхность, а вторая деталь содержит вторую коническую поверхность, причем углубленный участок на второй конической поверхности образует паз.
69. Способ по п. 68, в котором паз имеет U-образную форму или V-образную форму.
70. Способ по п. 68 или 69, в котором первая коническая поверхность является внутренней конической поверхностью, а вторая коническая поверхность является наружной конической поверхностью.
71. Способ по любому из пп. 67-70, в котором указанный углубленный участок имеет начальную глубину, при этом данный способ после шага с) включает в себя выполнение изменения второй детали так, чтобы уменьшить глубину углубленного участка до конечной глубины, после чего выполняют шаг d).
72. Способ по п. 67, в котором шаг с) содержит выполнение множества углубленных участков.
73. Способ по п. 72, в котором каждый углубленный участок имеет индивидуальную начальную глубину, при этом данный способ после шага с) включает в себя выполнение изменения второй детали так, чтобы уменьшить глубину каждого из множества углубленных участков до конечной индивидуальной глубины, после чего выполняют шаг d).
74. Способ по п. 73, в котором конечная индивидуальная глубина каждого углубленного участка одна и та же.
75. Способ по любому из пп. 67-74, в котором поперечный размер инжекторного отверстия составляет менее 0,05 мм, как вариант - менее 0,025 мм.
76. Способ по любому из пп. 71 или 73 или 74, в котором конечная глубина составляет менее 0,05 мм, как вариант - менее 0,025 мм
77. Инжекционное устройство для впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, содержащее:
корпус,
поршень, выполненный с возможностью перемещения в данном корпусе под действием давления текучей среды в сопряженной камере, которое действует на поршень снаружи, при этом поршень является приводимым в действие для сжатия подлежащей впрыску текучей среды в камере высокого давления, причем поршень выполнен с возможностью перемещения навстречу действию давления текучей среды в управляющей камере, в силу чего перемещение поршня является избирательно управляемым путем управления текучей средой в управляющей камере,
инжекторный клапан и связанное с ним инжекторное отверстие, избирательно сообщающееся по текучей среде с камерой высокого давления, в силу чего обеспечена возможность впрыска текучей среды под высоким давлением из камеры высокого давления через инжекторное отверстие при открытии инжекторного клапана,
причем в конструкции отсутствуют механические устройства, действие которых должно смещать поршень.
78. Инжекционное устройство для впрыска текучей среды под давлением в сопряженную камеру, содержащее:
корпус,
поршень, выполненный с возможностью перемещения в данном корпусе под действием давления текучей среды в сопряженной камере, которое действует на поршень снаружи, при этом поршень является приводимым в действие для сжатия подлежащей впрыску текучей среды в камере высокого давления, причем поршень выполнен с возможностью перемещения навстречу действию давления текучей среды в управляющей камере, в силу чего перемещение поршня является избирательно управляемым путем управления текучей средой в управляющей камере,
инжекторный клапан и связанное с ним инжекторное отверстие, избирательно сообщающееся по текучей среде с камерой высокого давления, в силу чего обеспечена возможность впрыска текучей среды под высоким давлением из камеры высокого давления через инжекторное отверстие при открытии инжекторного клапана,
причем перемещение поршня предусмотрено исключительно в результате действия на поршень давления текучей среды.
