用於內燃機的燃油噴射閥的製作方法

2023-07-01 10:52:16

專利名稱：用於內燃機的燃油噴射閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於內燃機的燃油噴射閥。
在德國專利申請3,716,402中描述了一種燃油噴射閥，該閥具有一個位於燃油定量點下遊處的多孔板，藉助該多孔板可以形成一束或多束繩形的油束，該油束在燃油噴射閥的偏折套筒內流動，且基本上與燃油噴射閥的縱向軸線相平行，並且大致在該偏折套筒的端部衝擊一個內環。所述的內環由多個內表面構成，所述的內表面傾斜於閥的縱向軸線，並且衝擊內表面的繩形噴射在內表面之處進行反射，隨後這些油束從偏折套筒的噴口中噴出，其噴出的油束與閥的縱向軸線呈一定的角度。
然而，這種內環要有很高的製造精度，並且它在偏折套筒上的安裝位置要有很高的轉動精度。因為即使是很小的誤差也會構成油束的形狀和油束的對中性的很大變化。大批量生產燃油噴射閥時，檢測成本極其昂貴，並且如果在要求的情況下，需要對偏折套筒內的內環進行調整，這樣會大大增加生產成本。
本發明旨在提供一種燃油噴射閥，這種燃油噴射閥可以有效地生產出來，用於產生一個或多個進行精確定位的燃油噴射束，並且本發明還可以以簡單的方式使燃油噴射形狀能夠在較大的範圍內變化。具體來說即可以在不大量增加成本批量生產燃油噴射閥時，可以保證燃油噴射的對中性和形狀的很好的一致性。所述的燃油噴射束可以是很細的、很大的或是錐形的噴束。


圖1是本發明的燃油噴射閥的剖視圖；圖2是本發明偏折板的第一實施例的平面圖；圖3是沿圖2中III-III線所示剖面的側視圖；圖4是沿圖3中IV-IV線的剖視圖；圖5是本發明偏折板的第二實施例的平面圖；圖6是沿圖5中的VI-VI線所示剖面的側視圖；圖7是本發明偏折板的第三實施例的平面圖；圖8是本發明偏折板的第四實施例的平面圖；圖9是沿圖8中的IX-IX線所示剖面的側視圖；圖10是本發明偏折板的第五實施例的平面圖；圖11是本發明偏折板的第六實施例的平面圖；圖12是本發明偏折板的第七實施例的平面圖；圖13是沿圖12中的XIII-XIII線所示剖面的側視圖；圖14是本發明偏折板的第八實施例的平面圖；圖15是沿圖14中的XV-XV線所示剖面的側視圖。
圖1部分表示了燃油噴射閥3的剖視圖，該燃油噴射閥特別適用於混合-壓縮點火式的內燃機。燃油噴射閥3可以通過插入等方式安裝在內燃機的進氣管5上。進氣管5限定流道6的橫截面，內燃機吸入的氣流在該流道中流動。所吸入氣流的流動方向由圖1中的箭頭17表示。燃油噴射閥3具有一個閥體7，該閥體可以由用電磁等操縱，在閥體的噴射端4燃油從偏折套筒18的噴口19噴入到流道6的橫截面中。偏折套筒18是長形的，它安裝在燃油噴射閥3的閥體7上，其安裝方式可以是插入等式的，並且該偏折套筒可以由塑料等材料製造。
燃油以一束、二束或多束的形式離開燃油噴射閥3。經過一小段噴射距離以後，燃油束14便被霧化成很小的燃油顆粒，並與正在進氣管5中流動的空氣混合，從而形成儘可能均勻的燃油空氣混合汽，這些燃油空氣混合汽隨後便在位於進氣閥(圖中未示)下遊的內燃機燃燒空間中燃燒。
根據本發明，油束14可以具有不同的形狀，例如可以是窄的、寬的或錐形的。油束14通常指向內燃機的進氣閥(圖中未示)。燃油最好被噴在由進氣管5所限定的流道截面的中央。將燃油噴射到流道截面6的中央可以防止形成影響燃燒的壁面油膜，這些油膜特別容易在進氣管5和進氣閥的壁面是形成。
燃油在噴射閥3的內部以已知的方式定量，如通過一個關閉閥元件或一個關閉閥針閥和一個閥座來完成。在實施例中，關閉閥元件是一個關閉閥球，在該閥的關閉位置，閥球落座在一個錐形的閥座9上，以便切斷流向定時噴孔12的燃油，該定量噴孔12位於閥座9的下遊。在操作位置，關閉閥球8被從閥座9上抬起，這樣燃油可以從定量孔12中流出。定量孔12可以在多孔噴射盤13等上形成。燃油呈繩狀噴束15集中從定量孔12中流出，所述的繩狀噴束15在偏折套筒18的內部延伸，其方向是沿關著燃油噴射閥3的縱軸16等的方向。定量孔12與閥的縱軸16同軸。當然，開設在多孔噴射盤13上的定量孔12也可以是多八。
在靠近偏折套筒18的端部處，繩形噴束15衝擊偏折表面21，所述偏折表面由一個薄的矩形偏折板22的表面構成。偏折板22可以由金屬壓制等製成，且將金屬表面所在的短邊側面插入並固定在一個固定端33上，該固定端33是設置在槽23中的，該槽可設置在偏折套筒18的內壁24等上，並位於噴口19的另一端。在偏折板22安裝完畢以後，其偏折表面21正對閥座9，對著槽23的一側與閥的縱軸16形成角度為α的夾角，該角度介於0-90度之間。偏折板22的傾斜角α最好在30-60度之間。傾斜角α和定量孔12與偏折板22之間的距離是這樣選定的它至少可以產生一個油束14，它例如從位於流動的橫剖面中間部位的偏折套筒18出現且噴束指向內燃機的一個或多個進氣閥。
繩狀噴束15衝擊偏折板22的自由端32(如圖1中的點劃線II所示)，並且其離開偏折板22時，基本與偏折板22的偏折表面22平行，這樣可以極大地避免了繩狀噴束15在偏折板22上的反射。至少一個油束14離開偏折板22的方向可以在很大的範圍內變化，這一變化過程可以這樣實現設置偏折板22或改變傾斜角α，從而增加了燃油噴射閥3在進氣管5中的安裝位置和角度變化的範圍。如圖1所示，燃油噴射閥3可以與流向17呈直角地安裝在進氣管中。
所述的至少一個油束4從噴口19離開燃油噴射閥3，它與偏折板22的傾斜角基本為α。這樣油束傾斜於閥縱軸16和進氣管5內的流向，從而便於其指向內燃機的進氣閥。但是，燃油噴射閥3也可以與進氣管5中的流向相傾斜，這樣要求偏折板22的傾斜角α較小，以便至少一個油束4朝向進氣閥。燃油噴射閥3的傾斜設置還進一步導致了至少一個噴束4和進氣閥之間的距離變短，以避免燃油在冷的壁面上，特別是在進氣管5和進氣閥壁面上的冷凝。
衝擊偏折表面21的繩狀噴束15基本平行地離開偏折板22的偏折表面21，其方向為將偏折板21對稱分開的平面縱軸25的方向。為了完成這一過程而又不使繩狀噴束產生反射，本發明在偏折板21的繩狀噴束15衝擊區上設有凹坑26、27(如圖2-4所示)，這些凹坑陷入偏折板22的表面21中。凹坑26和27的形狀會對至少一個油束14離開偏折板22時的形狀產生影響，例如按照選定的不同凹坑26和27，油束14可以是單束、兩束或是多束的。因此便有可能形成一股或多股油束14，這些油束的噴射形式可以是窄的、寬的或錐形的，在噴出一段距離後，燃油可以分成細小的燃油顆粒。
圖1表示了本發明的偏折板22的第一實施例，圖2隻部分地表示出了該偏折板。一方面，凹坑26、27將入射的單股繩狀噴束15大致偏折到平面縱向軸線25的方向上；另一方面，凹坑將該噴束15分成兩股獨立的噴束14。凹坑26(以下具體來指為接收凹坑)是一個陷入偏折表面21中的凹陷，該凹坑可具有一個大致為半圓形的截面41，該截面對稱於平面縱軸25。平面縱軸25與燃油噴射閥3的閥縱軸16的傾斜角為α。接收凹坑26與另外兩個凹坑27相連接(這兩個凹坑後稱為出流凹坑27)。出流凹坑是一個陷入偏折表面21的通道，該通道從接收凹坑伸向偏折板的自由端32並相隔開地延伸。自由板端32有一個端點40，例如該端點可以由兩個錐形板的側面34形成，並可位於該板的縱軸25上。
應當注意到，本發明偏折板的端部並不僅限於尖形的，相反，該板的端部可以採用各種形狀，以使燃油噴束根據板端不同的設計得到多種形狀。帶有尖頭32的板特別適用於兩股燃油束的情況。當然，偏折板的自由端32也可以為鈍頭形的(如直角等)，且其垂直於閥軸線16，以便形成一個單股的燃油噴束。
如圖3(沿圖2III-III線的剖視圖)所示，從燃油噴射閥5的定量孔12中噴出的繩狀油束15首先衝擊偏折板18上的接收凹坑26，並聚積在該凹坑26中，然後朝自由端32的方向在出流凹坑27中流動，最後在板端32處經板的側面34流出。在繩狀油束15衝擊接收凹坑26時，為儘量避免繩狀噴束15的反射，接收凹坑26具有一個傾斜的底部36，該底部大致與衝擊接收凹坑26的繩狀噴束15方向傾斜。
在沿著板自由端32方向的下遊處，在自由板端32方向，接收凹坑26的底部36與出流凹坑27的底部29相連接，使之到板端32處具有一定的深度，以便集中在接收凹坑26中燃油經出流凹坑27流出時受到的阻力最小。燃油流從出流凹坑27經板自由端32流出，其形成至少一股油束14的方向由出流凹坑27的方向確定，這樣藉助於2個出流凹坑27就可以形成兩股噴束14。利用接收凹坑26的形狀，可以補償繩狀噴束15衝擊時所存在的差異，從而使至少一股燃油噴束14的對中性和形狀具有良好的一致性。上述的差異可能是由於量孔12的製造公差而使量孔12和接收凹坑26之間存在偏心而造成的。
圖4是沿圖2中的IV-IV線所示的剖面圖。如圖所示，出流凹坑27具有底部29，該底部帶有三角形截面。但該底部的截面也可以是半圓形或U形。藉助於出流凹坑27的底部29的形狀，在該板端32的方向上的出流凹坑的伸展程度和自由板端32的設計，可以產生具有不同噴射形狀的至少一股噴束，該油束的形狀可以是窄的、寬的或是錐形的。
圖5表示了本發明偏折板22第二實施例的平面圖。在該圖中與本發明第一實施例具有相同功能的零件用與圖1至4相同的標號表示。與第一實施例相同，衝擊到偏折板22上的繩狀噴束15被分成兩股噴束14。與第一實施例不同的是，其偏折板22上設有接收凹坑26，而只有2個出流凹坑27。該出流凹坑與開在繩狀噴束15的衝擊區內的另一凹坑相通，並朝板的自由端32的方向分開，形成一個三角形的側邊。
圖6為沿圖5中VI-VI線所示的側視圖。傾斜於繩狀噴束15衝擊區域中的衝擊的繩狀噴束15，它可使繩狀噴束在儘可能不受阻礙的情況下轉移到出流凹坑27內，從而極大地避免了繩狀噴束15的反射。如圖6中的虛線所示，在繩狀噴束15的衝擊區內，底部29可以是如半球殼狀。
圖7是本發明偏折板22第三實施例的平面圖。在該圖中與前述實施例具有相同功能的零件用與圖1至6相同的標號表示。如圖7所示，接收凹坑26具有一個圓形的橫截面41，在該部分中也具有2個出流開孔27，這兩個開孔在朝向板自由端32的方向上分開。
圖8是本發明偏折板22第四實施例的平面圖。在該圖中與前述實施例具有相同功能的零件用與圖1至7相同的標號表示。如圖8所示，接收凹坑26具有一個三角形的衝擊部分41，在該部分中也具有2個出流凹坑27，如圖8中的虛線所示，這兩個開孔在朝向板自由端32的方向上分開，以便產生兩股燃油噴束14。三角形衝擊橫截面41朝向板的自由端32收攏。為了使燃油噴束14離開偏折板22時為單股噴束，可以不設出流凹坑27或代之以一定深度的稜形階38。衝擊接收凹坑26的繩狀噴束15中的燃油，在此經接收凹坑26被分開，沿稜形階38流向板端32，隨後燃油經板端32上的部分尖表端40流出。
圖9是沿圖8中IX-IX線的側視圖。接收凹坑26具有一個傾斜的底部36，該底部沿繩狀噴束15衝擊的方向，便極大地避免繩狀噴束15的反射，且使噴束在稜形階38的方向轉移。
圖10是本發明偏折板22第五實施例的平面圖。在該圖中與前述實施例具有相同功能的零件用與圖1至9相同的標號表示。如圖10所示，帶圖8所示的稜形階38的接收凹坑26還可以有一個向外延伸的套筒，以便形成單股的燃油噴束14。在此，燃油經稜形階38的尖頭40流出。但端部40也可以是鈍頭形的，例如的側面34可與板縱軸25呈直角。
圖11是本發明偏折板22第六實施例的平面圖。在該圖中與前述實施例具有相同功能的零件用與圖1至10相同的標號表示。如圖11所示，帶有板的側面34的自由端32也可以是凹凸形的，如在與板縱軸25相對稱的左右兩側各有尖端40，則板的自由端32為W形。接收凹坑26具有一個圓形的衝擊橫截面41，且由此過渡到稜形階38中，以便如本發明第四實施例那樣，產生一個單股的燃油噴束14。
圖12是本發明偏折板22第七實施例的平面圖。在該圖中與前述實施例具有相同功能的零件用與圖1至11同的標號表示。如圖12所示，其中可以完全不用出流凹坑27，而只設有一個接收凹坑26。圖13是沿圖12中XIII-XIII線的剖視圖，其中的接收凹坑26可具有一個與半球殼外殼相對應的內表面，以便當繩狀噴束15衝擊到該接收凹坑26上時可以產生一個單獨的燃油噴束14。如圖12和13中的虛線所示，接收凹坑26可以由2個獨立的圓形的部分溝槽44和45構成，它們相交於板縱軸25上，且其衝擊橫截面41為橫放的8字形，以便產生2股燃油噴束14。
圖14是本發明偏折板22第八實施例的平面圖。在該圖中與前述實施例具有相同功能的零件用與圖1至13相同的標號表示。在該圖中，根據圖7所示第三實施例所示，例如接收凹坑26可以帶有一個圓形的衝擊橫截面41，並且用一個稜形階38來代替通道形出流凹坑27，該稜形階可以等深度地從接收凹坑26延伸到板端32。圖15是沿圖14中XV-XV線的剖視圖，稜形階38可具有一個弧形的底部50，該底部在朝向板的側面34處加深，以便藉助於接收凹坑26和稜形階36，產生兩股燃油噴束14。
權利要求
1.一種用於內燃機的燃油噴射閥，該閥具有一個縱軸和至少一個計量孔，燃油以繩狀由此噴出，所述的閥包括一個設置在閥內部的偏折表面，該偏折表面具有至少一個接收凹坑和出流凹坑，以使油束偏折和成型，該偏折表面的設置應使燃油衝擊偏折表面並以與閥縱軸相傾斜的方向從閥中噴出。
2.如權利要求1所述的燃油噴射閥，其中偏折表面是由偏折板的頂面構成。
3.如權利要求2所述的燃油噴射閥，其中偏折板有一個尖端，燃油經該尖端流出偏折板。
4.如權利要求2所述的燃油噴射閥，其中接收凹坑以溝槽形陷入偏折板的偏折表面中。
5.如權利要求2所述的燃油噴射閥，其中出流凹坑以通道形陷入偏折板的偏折表面中，且其延伸到盤的自由端部。
6.如權利要求4所述的燃油噴射閥，其中接收凹坑與兩個以通道形陷入偏折板的偏折表面中的出流凹坑相連，該出流凹坑延伸到板的自由端。
7.如權利要求4所述的燃油噴射閥，其中接收凹坑具有一個傾斜的底部。
全文摘要
一種燃油噴射閥，該閥具有一個偏折表面，其偏折表面上具有至少一個凹坑，藉助於該凹坑可產生精確定位的單股、雙股或多股燃油噴束，並根據上述至少一個凹坑的形狀，可得到不同的燃油噴束形狀。該燃油噴射閥特別適用於混合氣壓縮後強制點火型的內燃機。
文檔編號F02M61/00GK1136134SQ9610438
公開日1996年11月20日 申請日期1996年1月31日 優先權日1995年1月31日
發明者M·克拉斯基, G·哈特, H·沃爾特 申請人:羅伯特-博希股份公司