專利名稱：用于燃料噴射系統(tǒng)的噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機噴射系統(tǒng)的噴射器，它具有一噴嘴針和一控
制閥，如同例如由DE 10 2004 058 184.3所公開的那樣。
背景技術(shù)：
為了進一步改善內(nèi)燃機的排放值，必須提高噴射壓力。為了在這種情況 下使泄漏量保持小，使用噴嘴針沒有壓力分級的噴射器，使得整個噴嘴針被 處于共軌壓力下的燃料包圍。因此只有小的關(guān)閉力可供使用，從而在定量配 給小噴射量時產(chǎn)生問題，因為這種噴射器的特征曲線族非常陡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種噴射器，它盡管噴嘴針構(gòu)造得無壓力級但仍 可提供足夠大的關(guān)閉力。
按照本發(fā)明，對于一種用于內(nèi)燃機噴射系統(tǒng)的噴射器，該噴射器具有一 噴嘴針和一控制閥，其中，噴嘴針在噴射器殼體中被導(dǎo)向并且與噴射器殼體 的噴嘴針座共同作用，并且，在控制閥與噴嘴針導(dǎo)向部之間存在一高壓室， 該任務(wù)的解決方案是，在噴嘴針或控制閥的控制活塞上設(shè)置有一關(guān)閉活塞， 該關(guān)閉活塞將高壓室分成第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且，高壓室的兩個區(qū)域通 過一關(guān)閉節(jié)流部處于液壓連接。
通過本發(fā)明關(guān)閉活塞和關(guān)閉節(jié)流部，在關(guān)閉運動期間作用于噴嘴針或控 制活塞上的關(guān)閉力由此得到提高有效的壓力面積增大。
由于增大了壓力面積，可以減小為提供足夠大的關(guān)閉力所需的壓力差。 因此在適當(dāng)設(shè)計本發(fā)明噴射器或關(guān)閉活塞和/或關(guān)閉節(jié)流部的情況下還能夠提 高針關(guān)閉速度并減小特征曲線族的陡度。
在本發(fā)明的一個有利構(gòu)型中，關(guān)閉活塞在徑向上在噴射器殼體中被導(dǎo)向 并且在關(guān)閉活塞與噴嘴針之間在徑向上存在間隙。由此可以避免噴嘴針及控 制活塞的費事的雙導(dǎo)向和由此引起的制造成本。此外可保證，不會由于噴射 器殼體中的噴嘴針導(dǎo)向部與關(guān)閉活塞導(dǎo)向部之間的軸向錯位而導(dǎo)致噴嘴針卡死。
已經(jīng)證實特別有利的是，關(guān)閉活塞具有一縫隙，該縫隙同時構(gòu)造為關(guān)閉 節(jié)流部。
在該實施方式中關(guān)閉活塞可以與內(nèi)燃機活塞環(huán)類似地帶有一定預(yù)加載力 地在噴射器殼體中被導(dǎo)向，由此即使隨著噴射器或關(guān)閉活塞的磨損增加也始 終能保證關(guān)閉活塞在噴射器殼體中的無間隙導(dǎo)向。同時，該縫隙在被適當(dāng)設(shè) 計尺寸時起到關(guān)閉節(jié)流部的作用。由此可以無附加制造費用地提供關(guān)閉節(jié)流 部。
當(dāng)然也可以替換地選擇，在關(guān)閉活塞中設(shè)置一節(jié)流孔或者通過關(guān)閉活塞 與噴射器殼體之間的間隙來調(diào)整所期望的節(jié)流效果。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明優(yōu)點，關(guān)閉活塞的外徑大于噴嘴針在噴嘴針導(dǎo)向部 區(qū)域中的直徑。
在該噴射器的另一有利構(gòu)型中，控制閥在第一轉(zhuǎn)換位置中斷控制室與燃 料回流管路之間的液壓連接，而控制閥在第二轉(zhuǎn)換位置建立控制室與燃料回 流管路之間的液壓連接。
在此，控制活塞對控制室限界并且與噴嘴針耦合。
已經(jīng)證實有利的是，控制活塞具有一通孔并且在面對控制室的端部上具 有一圍繞該通孔的密封棱邊，其中，在控制室殼體上構(gòu)成一與該密封棱邊共 同作用的扁平座。
在結(jié)構(gòu)上能夠容易地實現(xiàn)，閥體與控制室殼體一體地構(gòu)成。同樣可實現(xiàn)， 控制活塞與噴嘴針一體地構(gòu)成。
從下面的附圖、對附圖的描述及權(quán)利要求書中可得知其它優(yōu)點和有利構(gòu) 型。所有在附圖、說明書和權(quán)利要求書中描述的特征不僅可以單個地對于發(fā) 明有實質(zhì)意義，而且可以任意相互組合地對于發(fā)明有實質(zhì)意義。


附圖示出-
圖1 一共軌噴射系統(tǒng)的示意圖，
圖2 本發(fā)明噴射器的第一實施例， 圖3 本發(fā)明噴射器的第二實施例， 圖4 關(guān)閉活塞的一實施例的俯視圖。
具體實施例方式
圖1中示意性示出一共軌噴射系統(tǒng)。燃料被從燃料箱1借助一泵單元2 輸送到燃料高壓儲存器3并且被加載以高壓。以高壓加載的燃料然后根據(jù)需 要被分配給要供給的內(nèi)燃機的各個缸。以高壓加載的燃料的噴射通過噴射器 4， 5， 6和7進行。在圖1中為了清晰只示出噴射器7。
噴射器7通過一個高壓接頭11與共軌3連接。此外噴射器7通過幾乎無 壓力的燃料回流管路13與燃料箱1液壓連接。下面借助于圖2和3詳細(xì)解釋 噴射器7。
噴射器7包括一個殼體15，在該殼體中一個噴嘴針17被導(dǎo)向。在噴射器 7的遠(yuǎn)離燃燒室的端部上設(shè)置有一個按照本發(fā)明的控制閥19和一個電磁式的 致動器21。
在控制閥19下方在控制室殼體25中構(gòu)成一個控制室23。該控制室23被 一個控制活塞27限界。
在本實施例中控制活塞27與噴嘴針17通過一個焊縫29連接。當(dāng)然也存 在這種可能性控制活塞27與噴嘴針17 —體地構(gòu)成。
為了補償控制室23與噴嘴針17之間的同心度誤差，控制活塞27的橫截 面區(qū)域式地減小。該橫截面減小在圖2所示實施例中通過兩個槽31和33實 現(xiàn)，其中槽31和33相互錯位90°角布置。槽31和33使控制活塞27的抗彎
剛度減小并且起到類似萬向節(jié)的作用。
在圖2所示實施例中，在控制室殼體25下方設(shè)置有第一對槽31和33， 而在噴嘴針17上方設(shè)置有第二對槽31和33。通過由這些槽31和33構(gòu)成的 兩個"萬向節(jié)"的共同作用，可以特別好地補償控制室23與噴嘴針17之間 的同心度誤差。
在圖2所示實施例中，控制室殼體25和控制閥19的閥體35構(gòu)造為分開 的構(gòu)件。也可以替換地選擇，閥體35與控制室殼體25—體地構(gòu)成。
控制室殼體25以及部分閥體35都位于噴射器7的高壓室37中。高壓接 頭11通到該高壓室37中，該高壓接頭直接與共軌3液壓連接。這意味著， 在高壓室37中存在共軌壓力。高壓室37也可以承擔(dān)壓力儲存器的功能。
控制室殼體25通過一個關(guān)閉彈簧39被壓到閥體35上。關(guān)閉彈簧39還 用于當(dāng)噴射器無壓力時使噴嘴針17壓到噴嘴針座69上。為此存在一個套筒41，它支承在一個關(guān)閉活塞43上。
在閥體35中構(gòu)成一個環(huán)形室45。該環(huán)形室45通過一個孔47與高壓室 37處于液壓連接，該孔也可以構(gòu)造為節(jié)流部。
控制室23和高壓室37通過一個輸入節(jié)流部49相互液壓連接?？刂剖?3 與環(huán)形室45通過一個排出節(jié)流部51相互液壓連接。
控制活塞53具有一個通孔.55，它與燃料回流管路13 (見圖2)液壓連接。
控制室殼體25的一個端面構(gòu)造為扁平座。該扁平座與一設(shè)置在面對閥體 35的控制活塞53端部上的密封棱邊59共同作用。
關(guān)閉活塞43在噴嘴針17的關(guān)閉方向上支撐在噴嘴針17的一臺階61上。 該臺階61同時形成一與關(guān)閉活塞43共同作用的密封座。該密封座在按照圖1 的實施例中構(gòu)造為扁平座。扁平座在當(dāng)前情況下是特別有利的，因為關(guān)閉活 塞在徑向上不被密封座導(dǎo)向，而是僅在噴射器殼體15中被導(dǎo)向。
在該臺階61下方，噴嘴針17在噴嘴針導(dǎo)向部63中可軸向移動地被導(dǎo)向。 為了使燃料能夠從高壓室37的上部分到達噴射器7的噴射孔65，在噴嘴針導(dǎo) 向部63的區(qū)域中在噴嘴針17上設(shè)置了多個扁平部67。
噴射孔65在噴嘴針座69中這樣布置，即，當(dāng)噴嘴針17支承在噴嘴針座 69上時，它們被關(guān)閉。
在圖2所示實施例中，在關(guān)閉活塞43中存在一個呈長孔形式的關(guān)閉節(jié)流 部71。
關(guān)閉活塞43在噴射器殼體15中被導(dǎo)向。噴射器殼體在關(guān)閉活塞43被導(dǎo) 向的區(qū)域中的直徑在圖2中以Di表示。噴嘴針導(dǎo)向部63的直徑在圖2中以 D2標(biāo)記。通過比較直徑D,和D2表明，關(guān)閉活塞43的直徑D,大于噴嘴針導(dǎo) 向部63的直徑D2 (Di〉D》。
本發(fā)明噴射器7如下工作
在圖2所示第一轉(zhuǎn)換位置中，致動器21不通電，因此，作用于銜鐵板75 上并從而也作用于控制活塞53上的壓力彈簧73將控制活塞53壓到控制室殼 體25上。由此將控制室23與燃料回流管路13之間的液壓連接關(guān)閉。因此在 控制室23中存在共軌壓力，噴嘴針17是關(guān)閉的。
一旦電致動器的電磁鐵77通電，銜鐵板75在圖2中就被向上吸，使得 閥體43的密封棱邊59從控制室殼體25抬起，由此在控制室23與燃料回流
7管路13之間通過排出節(jié)流部55和閥體43的通孔57建立液壓連接。
因為排出節(jié)流部55具有比輸入節(jié)流部小的流動阻力，在控制閥8的該第 二轉(zhuǎn)換位置中控制室中的壓力下降。其結(jié)果是噴嘴針17從其噴嘴針座69抬 起并且燃料被噴射到內(nèi)燃機燃燒室中。因為噴嘴針17 —打開關(guān)閉活塞43就 隨噴嘴針17 —起在圖2中向上運動，燃料從高壓室37的第一區(qū)域79穿過關(guān) 閉節(jié)流部71流入高壓室37的第二區(qū)域81。由于關(guān)閉節(jié)流部71的流動阻力， 噴嘴針打開運動略微變緩慢。但通過適當(dāng)協(xié)調(diào)輸入節(jié)流部49、排出節(jié)流部51 和孔47 (如果存在的話)這種效應(yīng)可被完全地或部分地補償。
只要噴嘴針17是打開的，燃料就從高壓室37的第一區(qū)域79經(jīng)關(guān)閉節(jié)流 部71和高壓室37的第二區(qū)域81穿過噴射孔65流入內(nèi)燃機燃燒室。由此在 關(guān)閉節(jié)流部71中發(fā)生一定的壓力降。因此，由位于高壓室37的第一區(qū)域79 中的燃料施加到關(guān)閉活塞43上的壓力大于由位于高壓室37第二區(qū)域81中的 燃料施加到關(guān)閉活塞43上的壓力。合成力在圖2中向下、即向噴嘴針17關(guān) 閉方向指向。該力在噴嘴針17關(guān)閉期間也起作用。因為關(guān)閉活塞43的有效 面積比較大，因此關(guān)閉節(jié)流部71上的小的壓力降就足以提供足夠大的關(guān)閉力。 該小的壓力降不影響或只以很小的程度影響噴射孔65中的燃料霧化。
如果要結(jié)束噴射，則將電磁鐵77斷電。由此控制活塞43在圖2中向下 運動，直到密封棱邊59支承在控制室殼體25的端面上。由此又中斷了控制 室23與燃料回流管路13之間的液壓連接，處于高壓下的燃料可經(jīng)輸入節(jié)流 部53流入到控制室23中。
如果存在孔47，燃料也可以經(jīng)排出節(jié)流部55流入到控制室23中。因此， 噴嘴針17又壓到其噴嘴針座上。
關(guān)閉活塞43具有大的橫截面積，它的外徑相當(dāng)于直徑Di，通過此，關(guān)閉 節(jié)流部71上的小的壓力降就足以引起大的關(guān)閉力。由此可以減小關(guān)閉活塞43 上的壓力損失并同時提高關(guān)閉速度。
關(guān)閉活塞43在噴射器殼體中被軸向?qū)?。在關(guān)閉活塞43與噴嘴針17之 間在徑向上存在間隙，由此在例如噴嘴針導(dǎo)向部63與噴射器殼體15的安置 有關(guān)閉活塞43的區(qū)域有小的同心度誤差時不會發(fā)生噴嘴針卡死。
在圖2所示實施例中噴嘴針17通過控制活塞27與控制閥19耦合，與該 實施例相替換地也可以選擇，控制活塞27與噴嘴針17相互液壓耦合。替換地也可以選擇，噴嘴針17與控制活塞27 —體地構(gòu)成。
圖3示出本發(fā)明控制活塞43的一個實施例。在該實施例中關(guān)閉活塞構(gòu)造 為開縫的環(huán)。在此，在未安裝狀態(tài)下，關(guān)閉活塞43的外徑略大于噴射器殼體 15的直徑Dp使得關(guān)閉活塞43帶有一定預(yù)應(yīng)力地裝入噴射器殼體中。在此 這樣設(shè)計縫隙83的尺寸，使得它承擔(dān)關(guān)閉節(jié)流部的任務(wù)。由于關(guān)閉活塞43 在噴射器殼體15的孔中的預(yù)應(yīng)力，關(guān)閉活塞43始終無間隙地貼靠在噴射器 殼體15中，即使隨著時間推移在關(guān)閉活塞43上或噴射器殼體上會出現(xiàn)磨損。
權(quán)利要求
1. 用于內(nèi)燃機噴射系統(tǒng)的噴射器，具有一噴嘴針(17)和一控制閥(19)，其中，噴嘴針(17)在噴射器殼體(15)中被導(dǎo)向并且與噴射器殼體(15)的噴嘴針座(69)共同作用，并且，在控制閥(19)與噴嘴針座(69)之間存在一高壓室(37)，其特征在于，在噴嘴針(17)或一控制活塞(27)上設(shè)置有一關(guān)閉活塞(43)，該關(guān)閉活塞(43)將高壓室(37)分成第一區(qū)域(79)和第二區(qū)域(81)，并且，高壓室(37)的這兩個區(qū)域(79，81)通過一關(guān)閉節(jié)流部(71)處于液壓連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的噴射器，其特征在于，所述關(guān)閉活塞(43)在徑向上在噴射器殼體(15)中被導(dǎo)向，并且，在關(guān)閉活塞(43)與噴嘴針(17)之間在徑向上存在間隙。
3. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的噴射器，其特征在于，所述關(guān)閉活塞(43)具有一縫隙(83)，該縫隙(83)構(gòu)造為關(guān)閉節(jié)流部。
4. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的噴射器，其特征在于，所述關(guān)閉活塞(43)的外徑(D!)大于噴嘴針(17)在噴嘴針導(dǎo)向部(63)區(qū)域中的直徑(D2)。
5. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的噴射器，其特征在于，在噴嘴針(17)上構(gòu)成一臺階(61)，關(guān)閉活塞(43)支撐在該臺階(61)上，并且，該臺階(61)構(gòu)造為與關(guān)閉活塞(43)共同作用的密封座。
6. 如權(quán)利要求5所述的噴射器，其特征在于，該密封座構(gòu)造為扁平密封座。
7. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的噴射器，其特征在于，所述控制閥(19)在第一轉(zhuǎn)換位置中斷控制室(23)與燃料回流管路(13)之間的液壓連接，并且，該控制閥(19)在第二轉(zhuǎn)換位置建立控制室(23)與燃料回流管路(13)之間的液壓連接。
8.如上述權(quán)利要求中任一項所述的噴射器，其特征在于，所述控制活塞(27)對控制室(23)限界，并且，噴嘴針(17)與控制活塞(27)相互耦
9. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的噴射器，其特征在于，所述控制活塞(43)具有一通孔(57)，該控制活塞(43)在面對控制室(23)的端部上具有一圍繞該通孔(57)的密封棱邊(59)，并且，在控制閥(19)的控制室殼體(25)上構(gòu)成一與所述密封棱邊(59)共同作用的扁平座。
10. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的噴射器，其特征在于，所述閥體(35)與控制室殼體(25) —體地構(gòu)成。
11. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的噴射器，其特征在于，所述控制活塞(27)與噴嘴針(17) —體地構(gòu)成。
12. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的噴射器，其特征在于，在控制室殼體(25)與控制活塞(27)或噴嘴針(17)之間設(shè)置有一個關(guān)閉彈簧(39)，并且，關(guān)閉彈簧(39)對控制活塞(27)加載以一個力，該力試圖使噴嘴針(17)向噴嘴針座(69)的方向運動。
13. 如權(quán)利要求10所述的噴射器，其特征在于，所述關(guān)閉彈簧(39)至少間接地支撐在關(guān)閉活塞(43)上。
14. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的噴射器，其特征在于，所述控制閥(19)被電磁致動器(21)、被壓電致動器或被液壓式操作。
全文摘要
提出一種無泄漏的噴射器(7)，其關(guān)閉力通過一關(guān)閉活塞(43)提高。
文檔編號F02M47/02GK101501323SQ200780028961
公開日2009年8月5日 申請日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者H-C·馬熱爾, M·布格爾, M·門尼肯 申請人:羅伯特·博世有限公司