用於內燃機的噴射器的製作方法

2023-09-23 05:51:10 1

專利名稱：用於內燃機的噴射器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種噴射器，用於將高壓下的燃料直接噴射到壓燃式內燃 機的燃燒室中。
背景技術：
為了將燃料直接引入到壓燃式內燃機的燃燒室中，尤其是在轎車中目 前更多地使用所謂的共軌系統。壓力在此在中央由一個高壓泵產生並且暫 時儲存在一個高壓儲存器中、即所謂的軌中。壓縮的燃料從那裡通過噴射 器噴射到內燃機的各個燃燒室中。優點之一在此是，噴射壓力、即高壓泵 在軌中產生的燃料壓力可與內燃機的負荷和轉速相匹配。由此降低通過壓 縮不必要的燃料而提高的能量需求。
為了獲得儘可能短的轉換時間，即為了可使釋放或閉合真正的噴射口 的噴嘴針儘可能快速地運動，控制閥在噴射器中通常設置在噴嘴針附近， 由此，液壓連接相應地短。壓縮的燃料通過高壓通道從軌被引導到噴射口， 該高壓通道因此必須被引導從控制閥旁邊經過，這就噴射器基本上圓柱狀 的構型而言造成高壓管路偏心並且由此需要相應的結構措施。因為在輸入
通道中存在非常高的壓力，該壓力視噴射系統而定可取值為1500至2000bar (150 200MPa)，所以壁厚不允許低於一定的大小。這使得噴射器的變細 受到嚴格限制。
在噴射閥中在中心輸送燃料例如己由公開文獻DE 199 59 304 Al公知。 在此描述的燃料噴射閥結合一個所謂的分配泵來使用。這種分配泵不是提 供恆定的噴射壓力，而是對於每個噴射產生一個單獨的燃料脈衝，該燃料 脈衝被引導到各噴射閥，然後該燃料脈衝使噴嘴針抵抗閉合彈簧的力打開。 DE 19959 304 Al中所描述的燃料噴射閥具有一個中央的燃料輸入裝置，該 中央的燃料輸入裝置基本上具有管的形狀並且噴嘴針在該中央的燃料輸入 裝置的燃燒室側端部上被導向。通過在中心引導燃料，噴射閥可構造得細並且在內燃機的缸蓋中佔去相應少的位置。
由公開文獻DE32 29 828 Al公知了一個類似結構。在此也涉及燃料噴 射閥，該燃料噴射閥與一個分配泵一起使用。與由現有技術公知的上述燃 料噴射閥不同，在此噴嘴針與一個管狀體同步運動，壓縮的燃料通過該管 狀體引入。燃料的輸送通過一個滑閥密封裝置來進行，該滑閥密封裝置在 背離燃燒室的端部上固定在輸入管與一個專門適配的體之間。
但公知的燃料噴射閥不可用於共軌系統，因為這些公知的燃料噴射閥 不具有可用來調節作用在噴嘴針上的閉合力的控制閥。另一方面，在應用 於共軌系統中的公知噴射器中只能難度大地實現進一步的變細，因為在噴 射器上不產生損害的情況下，構造有引導燃料從控制閥旁邊經過的輸入通 道的材料通常不能承受住更高的負荷。

發明內容
與此相比，根據本發明的噴射器具有優點該噴射器可構造得非常細， 由此僅需要很小的結構空間，並且在此具有共軌噴射器的全部功能。為此， 在噴射器體中設置有一個高壓輸入管，該高壓輸入管將壓縮的燃料引導到 控制室，其中，控制閥元件可滑移地支承在高壓輸入管上。通過這樣設置 控制閥元件，可設計非常緊湊的控制閥，其中，燃料在一定程度上被引導 穿過控制閥，這允許噴射器的結構形式非常細、由此緊湊。此外，由於以 下原因而得到成本優點固定有噴射嘴的保持體不再經受燃料壓力並且因 此可用有利的材料製造；甚至或許可用成本低廉的塑料來製造。
通過從屬權利要求可實現本發明主題的有利的進一步構型。高壓輸入 管以有利的方式在噴射器體中在中心延伸，由此，該高壓輸入管基本上與 噴嘴針對準地設置。這種布置包含著高對稱性，這可實現使用多個旋轉對 稱的構件並且使得製造相應有利。
在另一個有利構型中，高壓輸入管在其出口側端部上通到一個構造在 噴射器體中的分配室中，從該分配室分支出給控制室供應燃料高壓的輸入 節流器和一個輸入通道，其中，輸入通道給噴射口供應燃料。分配室提供 在噴射器內部設置燃料通道時的大自由度，由此，該分配室可較容易地與 不同要求相匹配。在另一個有利構型中，控制閥元件基本上構造成套筒狀並且環繞高壓 輸入管。通過這樣布置控制閥元件可實現在空間需求最小的情況下精確導 向。在此，控制閥元件優選與一個閥座共同作用，該閥座環繞高壓輸入管， 由此， 一個也環繞高壓輸入管的環形室可通過控制閥元件的運動而與該噴 射器的洩漏油室相連接。使控制閥元件運動的致動器有利地是電磁體，該 電磁體也可圍繞高壓輸入管設置，由此也得到高對稱性。


附圖中示出了根據本發明的噴射器的不同實施例。其中 圖1表示根據本發明的噴射器的第一實施例的縱向剖面， 圖2也表示另一個實施例的縱向剖面，
圖3表示也以縱向剖面示出的另一個實施例的放大視圖，
圖4再次表示整個噴射器，撇開燃燒室側的噴嘴尖部，帶有相應的燃
料連接器。
具體實施例方式
圖1中示出了根據本發明的噴射器的第一實施例的縱向剖面。噴射器
具有一個噴射器體l，該噴射器體包括一個保持體2、 一個節流體4和一個 噴嘴體5。噴嘴體5在中間布置有節流盤4的情況下藉助於夾緊螺母7被夾 緊在保持體2上，由此，噴射器體1的所有部件固定地彼此壓緊並且彼此 相對位置固定。
在噴嘴體5中構造有一個孔9，該孔在燃燒室側由一個錐狀的閥座13 限定邊界。從閥座13通出多個噴射口 12，燃料可通過這些噴射口噴射到內 燃機的燃燒室中。 一個柱塞狀的噴嘴針10可縱向移動地設置在孔9中，該 噴嘴針在孔9中的一個中部區段中被導向。在噴嘴針10與孔9的壁之間構 造有一個壓力室11，被壓縮到高壓輸送的燃料可通過該壓力室朝噴射口 12 的方向流動。如果噴嘴針10靠置在閥座13上，則噴射口 12被封閉並且不 進行噴射。如果要進行噴射，則噴嘴針IO從閥座13抬起並且釋放噴射口 12。
控制室16中的壓力用於控制噴嘴針10的縱向運動，該控制室由噴嘴
6針10的背離閥座的端側、套筒15和節流體4限定邊界。套筒15在此在噴 嘴針10上被導向，其中，在套筒15與支撐環17之間在預壓應力下設置有 一個閉合彈簧14，該支撐環靠置在噴嘴針10的肩上。通過閉合彈簧14， 一方面套筒15壓在節流體4上，另一方面噴嘴針10受到朝閥座13的方向 的力，由此，噴嘴針IO在不存在其它力的情況下壓在閥座13上並且使噴 射口 12閉合。
一個設置在保持體2中和節流體4中的高壓輸入管25用於輸送已由泵 壓縮到高壓的燃料。高壓輸入管25的噴嘴側端部在此在一個孔21中密封 地被導向，該孔構造在節流體4中。基於孔21而構造有一個分配室23， 一 方面輸入節流器22從該分配室通到控制室16中，另一方面輸入通道20從 該分配室通到壓力室ll中。
此外，在節流體4中構造有一個排出節流器24，該排出節流器使控制 室16與一個環形室27相連接，該環形室構造在節流體4中並且該環形室 環繞高壓輸入管25。環形室27在此一直伸到洩漏油室32中，該洩漏油室 限定節流體4的背離噴嘴的部分的邊界並且在保持體2中延續。在洩漏油 室32中通過與洩漏油連接器的相應連接而始終存在低的燃料壓力，該低的 燃料壓力基本上相應於環境壓力。因為高壓輸入管25在孔21中密封地被 導向，所以分配室23中和環形室27中的壓力可不同。
環形室27與洩漏油室32之間的連接通過一個控制閥8來控制，該控 制閥包括一個控制閥元件30。控制閥元件30在此與一個控制閥座29共同 作用，該控制閥座構造在節流體4中。控制閥元件30具有磁銜鐵的形式並 且背離節流體4過渡到一個套筒狀延續部130。套筒狀延續部130在此在高 壓輸入管25上密封地被導向，由此，控制閥元件30可在高壓輸入管25上 滑移並且環形室27與洩漏油室32之間的足夠密封得到保證。控制閥元件 30的運動一方面通過一個彈簧37產生，該彈簧在預壓應力下設置在保持體 2中，該彈簧支撐在套筒狀延續部130的背離噴嘴的端部上並且由此使控制 閥元件30壓在控制閥座29上。另一方面，控制閥元件30可通過致動器33 運動，該致動器在此構造成電磁體33並且該致動器設置在保持體2中。電 磁體33在此通過一個設置在保持體2中的彈簧元件35朝節流體4的方向 壓，由此，電磁體33位置固定地固定在保持體2中。噴射器的工作方式如下已被壓縮到高壓的燃料通過高壓輸入管25引
導到分配室23中。壓力從那裡通過輸入節流器22延續到控制室16中，這 在那裡產生與分配室23中相同的燃料壓力。壓力通過輸入通道20也延續 到壓力室ll中，由此在那裡存在噴射壓力。控制閥元件30通過彈簧37壓 在控制閥座29上並且使環形室27相對於洩漏油室32閉合，其中，通過排 出節流器24也在環形室27中存在與控制室16中相同的燃料壓力。
在開始噴射時，電磁體33不通電流。如果要進行噴射，則相應的電流 被引導通過電磁體33,由此，該電流建立磁場並且吸引控制閥元件30。由 此，控制閥元件30從控制闊座29抬起並且使環形室27與洩漏油室32相 連接。通過排出節流器24，處於控制室16中的燃料減壓，由此，作用在噴 嘴針IO的背離閥座13的端側上的液壓力減小。在此，這樣確定排出節流 器24的尺寸，使得比通過輸入節流器22流入的燃料多的燃料通過該排出 節流器流出。同時，通過壓力室11中的燃料壓力而存在於噴嘴針10上的 液壓力保持恆定，由此總地得到作用在噴嘴針10上的合成力，該合成力背 離閥座13指向並且將噴嘴針10從閥座13壓開。現在通過這樣釋放的噴射 口 12噴出高壓下的燃料。噴射又通過將電磁體33轉換得無電流而結束， 由此，彈簧37將控制閥元件30壓回到靠置在控制閥座29上。由於環形室 27閉合，控制室16中的壓力通過輸入節流器22重新提高，由此，噴嘴針 10通過作用在端側上的提高的液壓力而被壓回到其閉合位置中。
圖2也示出了另一個根據本發明的噴射器的縱向剖面。該噴射器與根 據圖1的噴射器的區別在於節流體4的作為替換方案的構型。取代節流體4， 在該實施例中設置有一個第一節流體104和一個第二節流體204。在第一節 流體104中構造有接收高壓輸入管25的孔21，其中，高壓輸入管25在此 不是通到分配室23中，而是通到一個凹部39中，該凹部承擔相同的功能， 從該凹部通出輸入節流器22和輸入通道20。排出節流器24'不僅構造在第 一節流體104中而且構造在第二節流體204中，由此，構造在第一節流體 104中的環形室27依然與控制室16相連接。輸入節流器和排出節流器以及 凹部39的這種布置允許它們以較低的投入、由此以較低的成本來製造，因 為尤其是凹部39直接構造在第二節流體204的端側上。
圖3示出了根據本發明的噴射器的另一個實施例。孔21在輸入節流器
822和輸入通道20的節流體4中的布置與如圖1中所示實施例中的布置相 應。但排出節流器24在此具有另外的取向。取代如圖1中所示的彎折的分 布，排出節流器24〃在此構造成直孔。為了將燃料從控制室16引到排出節 流器24"，在節流體4'的朝向噴嘴體5的端面上構造有一個凹部39'。從分 配室23通出的輸入節流器22也通到該凹部39'中。通過排出節流器24〃的 這種直的構型，該排出節流器可更簡單地、由此成本更低廉地製造。
與根據圖1的噴射閥的另一個區別是噴嘴體5的構型，該噴嘴體在圖3 中在控制室16的區域中構造得與根據圖1的實施例不同。控制室16在此 通過孔9的壁限定邊界，其中，在控制室16中存在一個閉合彈簧14'，該 閉合彈簧在預壓應力下設置在節流體4與噴嘴針10的背離閥座的端面之 間。噴嘴針10以其背離閥座的端部區段在孔9中密封地被導向，由此實現 壓力室11與控制室16在液壓上分開。噴嘴針10的其餘功能與根據圖1的 實施例相同。
圖4再一次示出了根據圖3的噴射器的整個視圖。高壓輸入管25在其 入口側端部上具有一個擴張部， 一個燃料過濾器44插入到該擴張部中。燃 料過濾器44用於過濾掉存在於燃料中的微粒，以便避免在噴嘴針10或控 制閥8的區域中造成損壞。為了將壓縮的燃料輸送到高壓輸入管25中，在 噴射器上設置有一個高壓連接器42，該高壓連接器藉助於夾緊螺旋裝置45 與噴射器體1相連接。
保持體2在該實施例中構造成套筒，該套筒構造得比由現有技術公知 的保持體明顯簡單。電磁體在此處於夾緊螺母7的力流中，即通過保持體2 和噴嘴體5的夾緊而固定在噴射器中，而為此不需要用於固定電磁體的另 外的裝置。
環繞高壓輸入管25的洩漏油室32在容積方面可受到限制。為此，在 保持體2中安裝一個嵌入體46，該嵌入體例如由塑料構成並且在該嵌入體 中構造有一個洩漏油排出裝置40。通過洩漏油排出裝置40引出的燃料通過 洩漏油連接器43輸送給回流系統，由此，燃料最後又被引回到車輛的燃料 箱中。
控制閥元件30的運動通過電磁體33進行，如上面已經描述的那樣。 因為通過環形室27中的壓力沒有在控制閥元件30上施加合成液壓力，所以該控制閥元件就此而言力平衡，由此，相對小的磁力就已經足以使控制
閥元件30運動。彈簧37因此僅需要施加小的力來保證控制閥的功能並且 可構造得相應小。
作為替換方案也可提出，取代電磁閥使用壓電致動器來在控制閥元件 30上施加運動的力。如上面描述的那樣，控制閥元件30壓力平衡，這允許 使用小的壓電致動器，因為不需要大的力。壓電致動器的行程也可很小， 因為在控制閥元件30與控制閥座29之間受控制的橫截面即使在控制閥元 件30的行程非常小時也足夠大。
權利要求
1. 噴射器，用於將處於高壓下的燃料噴射到內燃機的燃燒室中，該噴射器具有一個噴射器體(1)，一個噴嘴針(10)可縱向移動地設置在該噴射器體中，該噴嘴針通過其縱向移動控制至少一個噴射口(12)的打開並且在此與一個閥座(13)共同作用，該噴射器具有一個控制室(16)，該控制室可被填充高壓下的燃料，其中，通過該控制室(16)中的燃料壓力至少間接地將朝該閥座(13)的方向的閉合力施加在噴嘴針(10)上，該噴射器具有一個控制閥(8)，該控制室(16)可通過該控制閥與一個洩漏油室(32)相連接，由此，該控制室(16)可卸載壓力，其中，該控制閥(8)具有一個控制閥元件(30)，該控制閥元件可通過一個致動器(33)運動，其特徵在於在該噴射器體(1)中設置有一個高壓輸入管(25)，該高壓輸入管將壓縮的燃料引導到該控制室(16)，其中，該控制閥元件(30)可滑移地支承在該高壓輸入管(25)上。
2. 根據權利要求1的噴射器，其特徵在於該高壓輸入管(25)在該噴 射器體(1)中在中心延伸，其中，該高壓輸入管基本上與該噴嘴針(10) 對準地設置。
3. 根據權利要求1的噴射器，其特徵在於該高壓輸入管(25)在其出 口側端部上通到一個構造在該噴射器體(1)中的分配室(23)中，其中， 設置有一個輸入節流器(22)和一個輸入通道(20)，該控制室(16)通過 該輸入節流器與該分配室(23)相連接，該分配室(23)可通過該輸入通 道與這些噴射口 (12)相連接。
4. 根據權利要求1或3的噴射器，其特徵在於該控制閥元件(30)具 有一個套筒狀延續部(130),該套筒狀延續部環繞該高壓輸入管(25)，由 此，該控制閥元件(30)可滑移地密封地支承在該高壓輸入管(25)上。
5. 根據權利要求4的噴射器，其特徵在於該控制閥元件(30)與一個控制閥座(29)共同作用，該控制閥座環繞該高壓輸入管(25)，由此，一 個環繞該高壓輸入管(25)的環形室(27)可通過該控制閥元件(30)從 該控制閥座(29)抬起而與該噴射器的洩漏油室(32)相連接，該環形室 與該控制室(16)通過一個排出節流器(24)相連接。
6. 根據權利要求1至5之一的噴射器，其特徵在於:使該控制閥元件(30) 運動的致動器是電磁體(33)。
7. 根據權利要求6的噴射器，其特徵在於該電磁體(33)環繞該高壓 輸入管(25)。
8. 根據權利要求6或7的噴射器，其特徵在於該電磁體設置在保持體 (2)與閥體(5)之間，其中，.該保持體(2)和該閥體(5)藉助於一個夾緊螺母(7)彼此相對壓緊，由此，該電磁體固定在閥.體(5)與保持體 (2)之間。
全文摘要
本發明涉及一種噴射器，用於將處於高壓下的燃料噴射到內燃機的燃燒室中，該噴射器具有一個噴射器體(1)，一個噴嘴針(10)可縱向移動地設置在該噴射器體中，該噴嘴針通過其縱向移動控制至少一個噴射口(12)的打開，其方式是該噴嘴針與一個閥座(13)共同作用。在該噴射器中構造有一個控制室(16)，該控制室可被填充高壓下的燃料，其中，通過該控制室(16)中的燃料壓力至少間接地將朝該閥座(13)的方向的閉合力施加在噴嘴針(10)上。該控制室(16)可通過一個控制閥(8)與一個洩漏油室(32)相連接，由此，該控制室(16)可卸載壓力，其中，該控制閥(8)具有一個控制閥元件(30)，該控制閥元件可通過一個致動器(33)運動。在該噴射器體(1)中設置有一個高壓輸入管(25)，該高壓輸入管將壓縮的燃料引導到該控制室(16)，其中，該控制閥元件(30)可滑移地支承在該高壓輸入管(25)上。
文檔編號F02M63/00GK101512139SQ200780032060
公開日2009年8月19日 申請日期2007年7月12日 優先權日2006年8月30日
發明者F·羅西尼奧爾, F·豪伊, O·沙爾偉, T·迪蒙 申請人:羅伯特·博世有限公司