專利名稱：具有用于控制針行程的執(zhí)行元件的噴射裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有用于控制針行程的執(zhí)行元件的噴射裝置，以實現(xiàn)可變化的噴嘴針開啟壓力。這種類型的噴射裝置優(yōu)選使用于汽車內燃機的燃料噴射裝置上。
此外，通過將安置在噴射器殼體內的兩個控制閥相互脫開聯(lián)接，允許成本低廉地制造構件。不存在對制造公差的增大，因而有傾向可以放大制造公差，這有利地影響構件的制造費用。此外，通過放大制造公差，可以減小一個生產(chǎn)批量中的單個噴射器樣品的分散寬度。噴射過程期間的泄漏損失可以被完全遏制；只有在壓力建立階段一如果噴嘴針保持關閉的話—才會出現(xiàn)泄漏損失。
按照本發(fā)明的噴射裝置允許噴嘴針有用于提前噴射階段、主噴射階段和在需要情況下后續(xù)噴射階段的不同開啟壓力。通過兩個控制閥中的一個之上的壓力平衡系統(tǒng)可以進行在壓力水平提高情況下的后續(xù)噴射。根據(jù)為對噴嘴針施加作用力的噴嘴針彈簧腔對應配置的節(jié)流元件的結構，可以有目標地預先給定在主噴射階段末尾在繼續(xù)控制兩個控制閥中的一個時調整的絕對最高壓力以及一直到最高值的壓力上升曲線。
圖中示出
圖1執(zhí)行元件控制一個噴射器的兩個控制閥的總原理圖，圖2執(zhí)行元件行程、耦合室中的壓力曲線、二個控制閥的行程長度、噴射壓力曲線和帶有后續(xù)噴射的噴嘴針行程曲線的一覽圖，它們分別繪在時間軸的上面。
圖3在相應操作一個控制閥時所產(chǎn)生的可變噴射嘴開啟壓力，圖4通過噴射器殼體的橫剖面，圖5裝入噴射器殼體內的控制閥的放大圖，以及在兩個控制閥中的一個之上的平衡系統(tǒng)的放大圖和圖6通過噴射器殼體的縱剖面。
具體實施例方式
圖1示出一個執(zhí)行元件控制噴射器的兩個控制閥的總原理圖。
根據(jù)該示意性原理圖，噴射器的泵室1可通過活塞壓力被施加作用力，這樣，向通到噴嘴針5的控制腔4的一個高壓管路3供給處于高壓下的燃料。噴嘴針5可運動地裝在噴射器殼體內，噴嘴針5可通過一個噴嘴針彈簧腔7被施加壓力。從噴嘴針彈簧腔7分支出一個節(jié)流元件8，燃料通過這個節(jié)流元件流入低壓室9、例如一個貯油箱中。
為高壓管路3對應配置兩個控制閥11、12，這兩個控制閥通過一個耦合室(在這里作為線條15示意性給出)相互連接。為兩個控制閥中的每一個控制閥11或12對應配置一個單獨的蓄能器13或14，通過蓄能器可調整兩個控制閥11或12的操作壓力。燃料從第一控制閥11通過一個回流管路回流到低壓室9；從第二控制閥12通過一個通入到噴嘴針彈簧腔7中的管路經(jīng)過節(jié)流元件8回流到低壓室9。
圖2以一覽圖示出了執(zhí)行元件行程、耦合室中的壓力曲線、第一控制閥和第二控制閥的行程長度曲線、在控制閥不同開啟壓力下產(chǎn)生的噴射壓力曲線以及噴嘴針行程曲線，分別繪在時間軸的上面。
在時間軸上面給出了執(zhí)行元件行程長度16的曲線，它可以被劃分成一個相應于提前噴射的第一行程階段、一個持續(xù)時間較長的主噴射階段以及一個緊接著主噴射階段之后的較短的后續(xù)噴射階段。
與此相應，在耦合室15中產(chǎn)生一個壓力曲線17；不同的曲線17.1、17.2以及17.3分別表示第一或者第二控制閥11或者12上相應的不同開啟壓力的開啟壓力曲線。
第一控制閥11以及第二控制閥12的行程長度變化用曲線條18及19給出。從第一控制閥11的閥行程長度曲線中知道，該控制閥不僅承擔提前噴射，而且承但主噴射階段和后續(xù)噴射階段的基本負荷。相反，第二控制閥12有助于在提前噴射階段提高壓力以及通過例如用17.3標明的行程曲線有助于在主噴射階段提高壓力。操作第二控制閥12的時間點可以相應于開啟壓力17.1、17.2、17.3個別地預先選擇，這樣，可以個別地影響用曲線20描繪的噴射壓力變化。
除了用參考符號20.1標明的第一壓力曲線之外，還可以預先給定一個以后引入的按照第二噴射壓力曲線20.2的噴射噴射壓力上升。因此，可以考慮許多種使用情況，因為除了這里舉例說明的壓力曲線之外，還可以實現(xiàn)噴射壓力的任意其它壓力曲線20。通過第二控制閥12的開啟壓力曲線17.3，例如可以預先給定引入按照噴射壓力曲線20.2的噴射壓力上升并且保持可變化。
節(jié)流元件8按照圖1設置在通向低壓室9的流出管路中，按照節(jié)流元件8的橫截面面積設計，噴射壓力曲線20可以在主噴射階段結束和后續(xù)噴射階段開始之間按照曲線條20中的雙向箭頭模型化；根據(jù)節(jié)流元件8或者29的節(jié)流橫截面尺寸，噴嘴針彈簧腔7中的壓力較快或較慢地下降，由此，在將近主噴射階段結束時出現(xiàn)所示出的壓力曲線。
用參考符號21標明噴嘴針行程曲線，該曲線與第二控制閥12的行程長度曲線19相似。在提前噴射過程期間的開啟階段后面緊接著一個主噴射階段，主噴射階段根據(jù)調整的開啟壓力較早或較晚開始。在主噴射結束之后，噴嘴針5重新關閉并且在一個時間間隔之后又打開，以便允許燃料向燃燒室的后續(xù)噴射。
在圖3中示出根據(jù)噴嘴針行程曲線在噴射嘴上出現(xiàn)的壓力。
可以通過用高壓燃料向噴嘴針彈簧腔7加載對噴射壓力曲線施加的影響成為可個別地預先給定的、分別在噴射嘴6上出現(xiàn)的可變化的噴射嘴開啟壓力。通過此產(chǎn)生相應的壓力曲線22.1、22.2、22.3和附屬于此的噴嘴針行程曲線。
圖4示出沿圖6中的截取線IV-IV得到的通過噴射器殼體25的一個橫剖面。
在具有優(yōu)選呈圓柱形的橫截面的噴射器殼體25中，示出了控制孔24以及高壓管路3，它們鄰近同樣設置在噴射器殼體25內的控制閥11和12伸展。通過這種幾何形狀設置，在噴射器殼體25的下部段中得到特別緊湊的結構?？刂崎y11及12被一個耦合室15包圍，在這里只示意性示出其將兩個控制閥11、12相互連接。
在圖5的描述中示出裝入噴射器殼體內的兩個控制閥11及12的放大圖，以及裝在兩個控制閥中的一個之上的平衡系統(tǒng)的放大圖。
在只示意性示出的、未示出其中包含的彈簧元件的噴嘴針彈簧腔7的上方，示出兩個相鄰放置的控制閥11、12。在它們的上端，兩個控制閥11、12與一個耦合室15相互連接。高壓管路3在兩個控制閥11及12之間延伸，出于更好地表達的原因，控制孔24被側向翻轉示出。在通向低壓室9的流出管路中為噴嘴針彈簧腔7對應配置一個節(jié)流元件29，它可以具有不變的橫截面或者可調節(jié)的橫截面構成。
為第一控制閥11對應配置了通向低壓室9的回流管路27及28，而按照局部放大圖Z，一個旁路37從包圍第二控制閥12的控制腔引出通入控制孔24中。
然而，按照圖5，回流管路30從第二控制閥12通到低壓室9，中間沒有連接節(jié)流元件。
在局部放大圖Z中，以放大比例示出了第二控制閥12上的平衡系統(tǒng)34。孔31位于具有直徑d1的控制件33中，具有直徑d2的平衡活塞32裝入該孔中?？?1通到一個變窄的孔35中，該孔35本身與控制件33內的一個橫孔36連接。該橫孔36在其兩端分別通到控制腔的下面部分，該控制腔包圍第二控制閥12的控制件33。從控制腔分支出一個旁路37，該旁路將控制腔與控制孔24連接，該控制孔本身通到噴嘴針彈簧腔7中。在第二控制閥朝向蓄能器14的端部的區(qū)域內，控制件33具有直徑d3。如果滿足關系式d12-d32＝d22，通過控制件33的平衡活塞32、控制孔24以及旁路37，在第二控制閥12的控制件33上出現(xiàn)壓力平衡，其中，平衡活塞32從上面被耦合室15內的燃料壓力加壓。
借助于平衡系統(tǒng)34，在很高的壓力下也可以容易地操作控制閥12。由此，可以在噴嘴針5上通過提高噴嘴針背面上的壓力在噴嘴針5處于關閉狀態(tài)時保持提高的壓力，為了可能的后續(xù)噴射，這個已經(jīng)建立起來的壓力一定不能再降低，從而，可以在較高壓力水平下在主噴射將近結束時按照圖2的曲線21和19再一次后續(xù)噴射。
圖6示出通過噴射器的一個縱剖面。
從該圖中知道，借助于活塞2被加載的泵室1通入圖1的高壓管路3中。高壓管路3本身通入包圍噴嘴針5的控制腔4中；噴射嘴6通到內燃機的燃燒室中。噴嘴針5本身被噴嘴針彈簧腔7內的一個壓力彈簧施加作用力。在噴射器體25內示出了控制閥11及12，為了清晰的原因只以縱剖面示出其中一個閥。從相應的控制閥11和12引出的回流管路27、28及30通到一個設置在噴射器25上、環(huán)形延伸的空腔中，燃料的回流從這里起始進入貯油箱。
通過用高壓燃料對噴嘴針彈簧腔7施加作用力和通過節(jié)流元件8或者29阻止燃料提前流出，可以實現(xiàn)對噴嘴針行程的積極控制。通過在形成噴射壓力的控制閥12上的平衡系統(tǒng)可以產(chǎn)生壓力平衡，通過此，后續(xù)噴射也可以在較高壓力水平下進行。
為了順序進行噴射過程，控制閥11及12串聯(lián)連接，其中，控制閥11或者12的不同開啟壓力可以通過例如螺旋彈簧型式的不同尺寸的蓄能器13、14設定?；蛘?，也可以一直到控制閥11或者12關閉為止，通過這些閥釋放不同的燃料體積量，然后借助于執(zhí)行活塞2再將這些燃料體積量平衡。
權利要求
1.用于在內燃機中噴射處于高壓下的燃料的裝置，其中，一個噴射器(25)包括一個壓力室(1)，一個高壓管路(3)從該壓力室通到一個噴嘴針(5)的一個控制腔(4)中，并且，在噴射器(25)中包含兩個控制閥(11或12)，它們在排出側與低壓力水平的區(qū)域(9)連接，其特征為，形成噴射壓力曲線(20)的控制閥(11，12)中的一個包含一個壓力平衡系統(tǒng)(34)，由此，通過改變噴嘴針(5)的行程長度(23)可以改變噴射壓力曲線(20)。
2.按照權利要求1所述的用于噴射的裝置，其特征為，噴嘴針彈簧腔(7)對噴嘴針(5)的控制被與高壓管路(3，4)脫開聯(lián)接。
3.按照權利要求2所述的用于噴射的裝置，其特征為，在一個對噴嘴針(5)施加作用力的空腔(7)內設置一個節(jié)流元件(8，29)。
4.按照權利要求1所述的用于噴射的裝置，其特征為，在控制閥(11或12)中的一個之上，一個包圍控制件(33)的腔借助于一個旁路(37)與控制壓力孔(24)連接。
5.按照權利要求4所述的用于噴射的裝置，其特征為，在控制件(33)中容納一個平衡活塞(32)，它通過耦合室(15)被施加作用力，并且通過孔(35，36)與包圍控制件(33)的腔連接。
6.按照權利要求1所述的用于噴射的裝置，其特征為，在第二控制閥(12)的控制件(33)上面的耦合室(15)上的壓力等于控制件(33)上的排出側壓力。制件(33)上的排出側壓力。
7.按照權利要求2所述的用于噴射的裝置，其特征為，借助于控制孔(24)和噴嘴彈簧腔(7)對噴嘴針(5)的控制使噴嘴針(5)在高壓力時進行行程運動。
8.按照權利要求1所述的裝置，其特征為，控制閥(11，12)可串聯(lián)連接，其中，控制閥(11，12)的不同開啟壓力可以通過不同的蓄能器(13，14)調整。
9.按照權利要求1所述的裝置，其特征為，控制閥(11，12)可串聯(lián)連接，其中，一直到閥關閉為止，按照關系式第二控制閥的A2×h2＞第一控制閥的A1×h1釋放不同體積量的燃料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在內燃機內噴射高壓燃料的裝置。一個噴射器(25)包括一個壓力室(1),一個壓管路(3)從壓力室通到噴嘴針(5)的控制腔(4)中。此外,在噴射器(25)中包含兩個控制閥(11,12),它們在排出側與低壓區(qū)域(9)連接。形成噴射壓力曲線(20)的控制閥(11,12)中之一包括一個壓力平衡系統(tǒng)(34),由此,通過改變噴嘴針(5)的行程長度(23)可以改變噴射壓力曲線(20)。
文檔編號F02M59/46GK1364221SQ01800535
公開日2002年8月14日 申請日期2001年2月22日 優(yōu)先權日2000年3月15日
發(fā)明者內斯托爾·羅德里格斯-阿馬亞, 羅格·波奇因, 烏爾里希·普羅雅恩 申請人:羅伯特·博施有限公司