用於製造燃料噴射閥的方法以及燃料噴射閥的製作方法

2023-04-29 19:19:21 5

專利名稱：用於製造燃料噴射閥的方法以及燃料噴射閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1前序部分所述的用於製造燃料噴射閥的方法。
背景技術：
這種用於製造燃料噴射閥(下文也在某些地方稱為「噴射器」)的方法是通常已知的，並且特別地，燃料噴射閥應用於所謂共軌噴射系統中。在這裡行程調節的共軌噴射器是已知的，它的閥針伺服運行。當壓力調節器使用壓電閥門和電磁閥時，利用它們來控制伺服循環。為了快速閉合閥針而常常安裝穩定的低壓級，它在所述閥針上施加永久的閉合力。 然而，這裡的缺點是在高壓側和低壓側之間調整的相對高的洩漏。洩漏無疑會導致高的泵功率，泵在共軌噴射系統中是必需的，並因此損失系統的效率。這種狀況特別是在高壓時問題嚴重。因為這個原因，用於最高噴射壓力的最新噴射器(這裡意味著壓力在約2000巴的範圍內)實現洩漏少，這樣在低壓級上沒有洩漏。然而因為這個缺陷，所述低壓級只使閥針受到小的閉合力。由此，控制閥針和開始噴射之間響應時間相對短。所述響應時間首先取決於閥針的剛度。正因為它在噴射器沒有低壓級時是小的，閥針剛度的最小改變已經導致噴射開始時間非常不同和燃料噴射量非常不同。所述閥針的剛度取決於閥針的直徑和長度。噴射器相對於它的響應時間平均地構造不同的結構長度，噴射器的每個樣品或每個長度導致閥針的腰部或直徑變化。以這種方式和方法，所述閥針的剛度對所有噴射器是平滑的。然而，這具有相對高的製備時間。理想地，只純粹改變所述閥長度，而所述閥針直徑對於所有噴射器都是相等的。然而，這是因為由此製成的不同閥針的剛度是不同的。

發明內容
從現有技術出發，本發明的目的在於進一步發展一種根據權利要求1前序部分所述的用於製造燃料噴射閥的方法，所述響應時間在燃料閥的結構長度不同或者它的閥針的長度不同時至少在很大程度上是恆定的。這個目的用具有權利要求1的特徵的用於製造燃料噴射閥的方法解決。本發明的構思基於所述不同的機械剛度因為不同的閥針長度而通過改變所述用閥針接通進行工作連接的控制室的「液壓剛度」的變化來平衡。在這裡，所述認識基於控制室的體積構造得越大，直到打開噴射孔的所述延遲或響應時間越大。也就是說， 這表示相對短的並因此剛硬的閥針由此被平衡，這樣，所述閥針與控制室以工作連接方式接通，所述控制室具有相對大的燃料存儲體積，並進行反向。根據本發明的用於製造燃料噴射閥的方法的有利改進方案在從屬權利要求中給出。至少兩個在描述中、權利要求書和/或附圖中公開的特徵的所有組合都落入本發明的範圍中。為了能夠特別具有經濟性地製造所述燃料噴射閥，其中具有始終相同的凹口的始終相同的閥塊能夠使用於所述控制室，在本發明提出的結構特別有利的設計方案中，所述控制室的幾何形狀在所述閥針被在其中引導的區域中構造為具有始終相同的直徑和始終相同的深度的圓柱形孔，並且所述控制室的體積適應所述閥針的在控制室中被引導的段的縮短的或延長。在控制室內被引導的閥針的段的變化不充分，為了獲得燃料噴射閥的期望控制時間，因此在一個結構特別有利的改進方案中提出，所述閥針由至少一個布置在控制室中、標準的第一段組成，第一段在面向所述控制箱的側上與第二圓柱形段相連接，所述閥針的第二段的直徑變化，使得為了縮短延遲時間而增大所述閥針的直徑；為了延長延遲時間而縮小所述閥針的直徑。在這裡，如果所述閥針的直徑在直徑等級內變化，延遲時間的微調通過控制室體積匹配第二圓柱段長度的變化實現，這對限制所述閥針的可能不同的直徑數量是特別有利的。對此發生具有確定直徑的閥針與確定長度的閥針的組合，使得伸入到控制室中的標準第一段構成一個確定的控制體積。此外，如果考慮到所述控制室的最大和最小的可能體積和所述閥針的具有直徑等級，選擇閥針的任意直徑，其導致所述控制室的的體積最小，這是尤其有利的。這表示所述閥針總是選擇具有最小的直徑。因此，所述延遲時間還匹配所述閥針的延長或縮短。此外，如果所述閥針的第二段在與所述標準的第一段相對的側上同標準的第三段相連接，可實現所述閥針的特別經濟的製造方法。至少所述閥針的第二段和標準第一段之間的連接以及也許所述閥針的第二段和第三段之間的連接優選通過雷射焊接實現。由此相對經濟適宜地建立高度堅固的連接。如果燃料噴射閥的噴射器殼體具有一個帶有封閉元件的頂部、一個用於封閉元件和也許閥塊的操縱機構和一個帶有噴嘴體的下部，並且在頂部和下部之間布置一個由噴射器殼體的總結構長度確定的中間部分，根據本發明的方法建立的燃料閥特別經濟適宜地建立它的結構長度。


在下面說明的優選實施例以及根據附圖中給出根據本發明的用於製造燃料噴射閥的方法以及所述燃料噴射器的其它優點。在附圖中圖1和2分別以縱剖面的形式顯示根據本發明的第一燃料噴射閥，其中，它的噴射器殼體具有最大或最小的結構長度；以及圖3和4同樣以縱剖面的形式顯示根據本發明的第二燃料噴射閥，其中，所述噴射器殼體具有最大或最小的總長度。
具體實施例方式相同的部件或具有相同功能的部件在附圖中用相同的附圖標記表示。在圖1中顯示第一燃料噴射閥10，它尤其使用在所謂共軌噴射系統中。在這裡，燃料噴射閥10經輸入管道1與燃料存儲器，所謂軌道2，相連通。在軌道2中存儲高壓，例如約2000巴壓力，的燃料。在這裡，軌道2與燃料高壓泵3相連接，燃料高壓泵3從燃料存儲器，尤其是燃料箱4中汲取和壓縮燃料。不需要的燃料從燃料噴射閥10經處於低壓的回流管道5又返回到燃料箱4中。
所描述的燃料噴射系統7對每個內燃機的氣缸具有一個專屬的燃料噴射閥10，它們全部都與軌道2相連接。燃料噴射閥10具有用11概括表示的噴射器殼體。在這裡，稍呈長形的噴射器殼體11由三個結構組形成，一個標準頂部12，一個依賴於燃料噴射閥10的結構長度、也許形成有不同的直徑的中間部分13以及一個同樣標準的下部14。在頂部12和中間部分13之間，密封環15插入密封螺母中，其中，在中間部分13和頂部12之間的壓力固定連接例如通過循環雷射焊接或通過循環疊珠焊縫實現。因此，在中間部分13和下部14之間在密封環 17的中間位置下例如構成螺紋連接18，以便壓力固定地連接中間部分13與下部14。在頂部12中使用或布置壓力平衡的電磁閥20，電磁閥20具有磁芯21以及在磁芯 21中布置的電磁線圈22。電磁閥20還具有作為閉合元件工作的電樞23，電樞23在剛性引導件M中被引導著軸向運動。引導件M布置在磁芯21的通孔25中並且具有臺階沈，壓縮彈簧觀支承在臺階26的面向電樞23側之間。壓縮彈簧觀在這裡布置在彈簧室四中， 彈簧室四同樣如頂部12的區域，磁芯21位於彈簧室四中，至少間接與回流管道5，進而與低壓相連通。電樞23在電磁線圈22沒有通電的情況下壓靠閥塊32的閥座30。閥塊32在這裡螺紋擰入中間部分13的上部段中。在閥塊32的縱軸上，通孔34布置有漏流節流閥35。 漏流節流閥35與控制室37相連接，控制室形成為在閥塊32的與電樞23相對的側上的盲孔38。閥針40的第一引導段39在與漏流節流閥35相對的開口的前側上插入盲孔38中。構成為大致圓柱形的閥針40在它的與閥塊32相對的端部具有第二引導段41，在連接段41上連接閥座42。利用支承在閥針40的軸環44和閥塊32的面向前側之間的壓縮彈簧43，閥門尖端42壓靠噴嘴體47的閥座46。閥座46界定噴嘴空間48，在噴嘴空間48 中通入至少一個用作通孔的燃料排出口 49。噴嘴體47在這裡插入到噴射器殼體的下部14 中。所描述的燃料噴射閥10的功能是已知的，因此在這裡只進行如下簡略說明在電磁閥20沒有通電狀態下，電樞23通過壓縮彈簧28的力壓靠閥座30，因而控制室37關閉。 進一步地，閥針40利用壓縮彈簧43壓靠閥座46，從而燃料排出口 49也關閉。在電磁閥20 或電磁線圈22通電時，電樞23提離閥座30，從而產生從處於高燃料壓力的控制室37通到電樞室51中的通路，電樞室51與回流管道5相連通。從控制室37流出的燃料的流出影響閥針40提離閥座46，燃料從因輸入管道1而處於高壓的高壓存儲器52和噴嘴室48通過燃料排出口 49流出燃料噴射閥10，並且輸送到內燃機的燃燒室中。閥針40因為它的長度Li、材料，進而它的彈性模量和橫截面積A而具有測定的剛度。在電磁閥20沒有通電的狀態下，閥針40壓靠閥座46，其中，閥針的彈性變形因上述材料性能和閥針40的幾何結構而進行調整。在電磁線圈20通電並因而使控制室37中的相關壓力消失時，一旦在閥針40的上部前表面53上控制的壓力或相應的軸向力大體上減小， 直到閥針40又回到它原有的長度，閥針40才從閥座46提起。同時，控制室37中的壓力消失，即電樞23從閥座30提離直到前表面53上的軸向力減小之間的時間間隔，需要依賴於控制室37的體積大小的某個時間間隔。引起通過控制室37中的壓力消失的遲延和另一關於閥針40的彈性變形的遲延的和稱為時間間隔或控制時間。在圖2中顯示燃料噴射閥10a，它與圖1中所示的燃料噴射閥10的不同之處在於，
6它只具有總計很小的結構長度。在根據本發明中，所述較小的結構長度通過減小或縮短中間部分13實現，而下部14和頂部12分別構成為標準部件，不僅可用於燃料噴射閥10，也可以相同的方式用於燃料噴射器10a。同時，不直接與中間部分13和閥針40工作連接地布置的其餘結構元件以相同的方式方法提供。因此，燃料噴射閥IOa與燃料噴射閥10的不同之處只在於中間部分13的長度以及閥針40a的長度。因為閥針40a的長度L2，同樣象中間部分13的長度相對於燃料噴射閥10更小，燃料噴射閥IOa關於閥針40a具有較小的反應時間，在這種情況下(假設閥針40和閥針40a是用相同的材料製成，並且具有相同的橫截面積A)閥針40a的長度L2相對於閥針40的長度Ll更小。這因此總地看來將導致燃料噴射閥IOa的控制時間t同樣縮短。為了使燃料噴射閥10的控制時間t與噴射閥IOa的控制時間t大小相同，在本發明中，控制時間t的一部分通過控制室37的體積進行影響，因為燃料噴射閥IOa相對於燃料噴射閥10增大。這通過增加控制室37的體積實現，使得伸入控制室37的閥針40a的引導段39a減小它的長度。也就是說，通過增加基於控制室37的體積增加的控制部分時間t縮短基於閥針40a的較小長度L2的控制時間t。在圖3和圖4中顯示第三燃料噴射閥60和第四燃料噴射閥60a。燃料噴射閥60、 60a與燃料噴射閥10、IOa的不同之處在於，使用了一個其他不同結構的閥針62、6加。在這裡，閥針62和6 分別構成為三片式的。每個閥針62、6加由標準的、伸入控制室37中的頂部63及標準的下部64，它們承載第二引導區域41和閥座42。頂部63和下部64利用構成為圓柱形的中間部分65、6fe相互連接。在這裡發現在中間部分65、6fe和頂部63之間的連接技術或者在中間部分65、6fe和下部64之間的連接技術優選使用雷射焊接。如從圖3和圖4綜合顯示可知，中間部分65的直徑Dl比中間部分65a的直徑D2 大。因此，中間部分65的橫截面積Al比中間部分65a的橫截面積A2大。而在燃料噴射閥 10和IOa中，控制時間t最終受到控制室37的體積變化的影響，在燃料噴射閥60、60a中， 控制時間t主要通過中間部分65、6fe的直徑或橫截面積A的變化進行影響。在這裡優選地，中間部分65、6fe的不同直徑D只在等級方面減少型號多樣性，即只存在限制直徑D的數量或者在製造中裝配的燃料噴射閥60、60a。通過中間部分65、6fe的變化或估值影響控制時間t的粗略適應。在這裡，測定的控制時間t應利用兩個不同的直徑實現，總是使用較小的直徑D。這引起(與較大的直徑D相比)控制室37的體積較小，以便具有相對較小直徑D的中間部分65的剛度。關於控制時間t的微調在選擇的直徑D通過相應地縮短或減小中間部分65、6fe的長度實現，以使得位於閥塊32中的頂部63的區域稍微小於伸入控制室37中的頂部63的區域。在這裡，因為控制室37的體積的增加而增加的閥針行程ΔΗ與因為閥針的縮短而縮短的閥針行程AL的比例按照下式計算Δ H/ Δ L = (Ε (37) XA (37)) / (Ε (65 ；65a) XA (65 ；65a))其中，E (37)表示控制室37區域中燃料的彈性模量；A (37)表示控制室37區域中的橫截面積A ；E (65 ；65a)表示段65 ；65a的彈性模量；A (65 ；65a)表示段65 ；65a區域中的橫截面積A ；並且其中，根據本發明的比例Δ H/ Δ L在100和500之間。
所描述的燃料噴射閥10，IOa和60，60a允許進行多種方式方法的修改或改變。特別地，電磁組件或者電磁閥20能夠不同地建造，或者通過使用壓電。也附加地提及燃料噴射閥10、10a、60、60a能夠實現為，在開始噴射或者通孔34開啟前，電磁閥20能夠已經又關閉了。用這種方式方法使連續噴射以及反壓相關性之間的擴散減小。
權利要求
1.一種用於製造燃料噴射閥(10 ；IOa ；60 ；60a)的方法，其中，在噴射器殼體(11)插入至少一個閉合燃料出口 G9)的閥針GO ;40a;62 ;6加)，其中，所述至少一個燃料出口 09) 相對的閥針GO ；40a ；62 ；62a)的端部在閥塊(32)中被引導，所述閥塊(32)具有處於低壓的、充滿燃料的控制室(37)，其中，所述控制室(37)在面向所述閥針(40 ；40a ；62 ；62a)的側上可用在打開時構成通路的閉合元件03)關閉，所述閉合元件至少間接與處於低壓的燃料回流(5)相連通，其中，在控制室(37)打開後，利用所述閉合元件03)保存在控制室 (37)中的燃料體積通過所述通路流動，其中，所述閥針(40 ；40a ；62 ；62a)在朝向所述閉合元件03)的方向上運動，其中，所述至少一個燃料出口 G9)開啟，並且其中，因為所述控制室(37)的體積大小和因為通過閥針(40 ；40a ；62 ；62a)的彈性模量、直徑(D)和長度(L)引起的所述閥針(40 ；40a ；62 ；62a)的剛度產生在所述控制室(37)打開和至少一個燃料出口 (49)打開之間的延遲時間(t)，其特徵在於，為了使具有不同長度的噴射器殼體(11)和不同長度的閥針GO ；40a ；62 ；62a)的燃料噴射閥(10 ；IOa ；60 ；60a)具有相同的延遲時間(t)，至少使所述控制室(37)的體積適應， 使得為了縮短所述延遲時間(t)而使所述控制室(37)的體積縮小；為了延長所述延遲時間 (t)而使所述控制室(37)的體積增大。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述控制室(37)的幾何結構在引導所述閥針GO ；40a ；62 ；62a)的區域中構造為具有始終相同的直徑和始終相同的深度的圓柱形孔(38)，以及所述控制室(37)的體積的適應通過在所述控制室(37)中引導的閥針GO ；40a ；62 ；62a)的段(39 ；39a)的縮短或延長實現。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述閥針(62 ；62a)由在所述控制室(37)中布置的標準的第一段(6 組成，所述第一段(63)在所述面向控制室(37)的側上與第二圓柱形段(65 ；65a)相連接，並且所述閥針 (62 ；62a)的第二段(65 ；65a)的直徑變化，使得為了縮短延遲時間(t)，所述閥針(62 ；62a) 的直徑⑶增加；為了延長延遲時間⑴，所述閥針(62 ；62a)的直徑⑶縮小。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述閥針(62;62a)的直徑在直徑等級中改變，所述延遲時間(t)的微調通過控制室 (37)的體積適應所述第二圓柱形段(65 ；65a)的長度的變化實現。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，考慮到所述控制室(37)的最小和最大可能體積和所述閥針(62 ；62a)所具有的直徑等級來選擇所述閥針(62 ；62a)的直徑(D)，導致所述控制室(37)的最小體積。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，因為控制室37的體積的增加而增加的閥針行程ΔΗ與因為閥針的縮短而縮短的閥針行程AL的比例按照下式計算Δ H/ Δ L = (Ε (37) XA (37)) / (Ε (65 ；65a) XA (65 ；65a))其中，E (37)表示控制室37區域中燃料的彈性模量；A (37)表示控制室37區域中的橫截面積A ；E (65 ；65a)表示段65 ；65a的彈性模量；A (65 ；65a)表示段65 ；65a區域中的橫截面積A ；並且其中，根據本發明的比例Δ H/ Δ L在100和500之間。
7.根據權利要求3至6中的任意一項所述的方法，其特徵在於，所述閥針(62 ；62a)的第二段(65 ；65a)在所述與所述標準的第一段相對的側上與標準的第三段(64)相連接。
8.根據權利要求3至7中的任意一項所述的方法，其特徵在於，至少在所述閥針(62 ；62a)的第二段(65 ；65a)與標準的第一段(63)之間的連接和也許在所述閥針(62 ；62a)的第二段(65 ；65a)與所述第三段(64)之間的連接通過雷射焊接實現。
9.根據權利要求1至8中的任意一項所述的方法製造的燃料噴射閥(10;10a;60; 60a)，其特徵在於，所述燃料噴射閥(10 ；IOa ；60 ；60a)的噴射殼體(11)具有含有所述閉合元件03)的標準的頂部(12)、用於所述閉合元件03)和也許閥塊(32)的操縱機構01，22)以及標準的下部(14)，在所述頂部(1 和下部(14)之間布置由所述噴射器殼體(11)的總結構長度確定的中間部分(13)。
10.根據權利要求9所述的燃料噴射閥，其特徵在於，所述中間部分(13)構造為環形的。
全文摘要
本發明涉及一種用於製造燃料噴射閥(10；10a；60；60a)的方法，其中，閉合至少一個燃料出口(49)的閥針(40；40a；62；62a)置入噴射器殼體(11)中，其中，閥針(40；40a；62；62a)的與所述至少一個燃料出口(49)相反的端部在閥塊(32)中被引導，所述閥塊具有處於壓力下的填充了燃料的控制室(37)，其中，所述控制室(37)能夠在背離所述閥針(40；40a；62；62a)的側上被一個在打開時形成通道的閉合元件(23)關閉，所述閉合元件至少間接連接處於低壓下的燃料回流部(5)，其中，所述控制室(37)中的燃料體積在所述壓力室(37)用閉合元件(23)打開後通過所述通道流出，其中，所述閥針(40；40a；62；62a)向著所述閉合元件(23)運動，其中，所述至少一個燃料出口(49)被釋放，因為所述控制室(37)的容積大小和閥針(40；40a；62；62a)的由所述閥針(40；40a；62；62a)的彈性模量、直徑(D)和長度(L)引起的剛度而在所述壓力室(37)的打開和所述至少一個燃料出口(49)的打開之間產生延遲時間(t)。在本發明中，為了在具有不同長度的噴射器殼體(11)和不同長度的閥針(40；40a；62；62a)的燃料噴射閥(10；10a；60；60a)中實現相同的延遲時間(t)，這樣地適配至少所述壓力室(37)的容積，使得減小所述控制室(37)的容積以縮短所述延遲時間(t)，並且增大所述控制室(37)的容積以延長所述延遲時間(t)。
文檔編號F02M61/16GK102597485SQ201080050865
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月1日 優先權日2009年11月10日
發明者C·法爾廷, H-C·馬熱爾, M·布格爾, S·施平德勒, S·阿梅朗 申請人:羅伯特·博世有限公司