專利名稱：一種將燃料噴入內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的方法及裝置的制作方法
一種將燃料噴入內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的方法及裝置本發(fā)明涉及一種將燃料噴入內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的方法，在該方法下，燃料被前輸送 泵從燃料箱中輸送給高壓泵，并且由高壓泵輸送的高壓燃料被送到噴射器中。噴射器具有 帶一個(gè)可沿軸向移動的噴射嘴閥針的噴射嘴，而噴射嘴閥針浸到一個(gè)可被饋入在壓力作用 下的燃料的控制腔中，這里，其壓力由一個(gè)打開或關(guān)閉至少一個(gè)燃料進(jìn)/出通道的控制閥 所控制。此外，本發(fā)明還涉及一種將燃料噴入內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的裝置。以上所述類型的噴射器，常被應(yīng)用在共軌_噴射系統(tǒng)中。用于將高粘度燃料噴入內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的共軌系統(tǒng)的噴射器以各種不同的構(gòu)造 形式所公知。在重油情況下，需將重油加熱到150攝氏度，以使其達(dá)到所需的噴射粘度。而 在燃料含大量具有研磨作用的固體顆粒及處于高溫狀態(tài)時(shí)，磨損作用自然就會加劇，進(jìn)而 影響到工作可靠性。一個(gè)共軌-噴射系統(tǒng)中的噴射器，原則上具有各種不同的零件，這些零件又通常 由一個(gè)噴嘴鎖緊螺母固定在一起。原本的噴射器噴嘴含有一個(gè)噴嘴閥針，而噴嘴閥針可在 噴嘴殼體內(nèi)軸向移動，并具有多個(gè)自由表面，沿著這些表面燃料可從噴嘴前腔流到噴嘴閥 針的頂端。噴嘴閥針自身還帶有一個(gè)凸緣，在該凸緣上支撐著一個(gè)壓力彈簧。噴嘴閥針伸到 一個(gè)可被供應(yīng)在壓力作用下的燃料的控制腔中。進(jìn)/出燃料通道分別通過進(jìn)/出口節(jié)流閥 與該控制腔相連，并在腔中壓力和壓力彈簧的彈簧力共同作用下，使噴嘴閥針保持在其閉 合位置處?？刂魄恢械膲毫τ呻姶砰y控制，而電磁閥在多數(shù)情況下都由電磁鐵開啟。在之 對應(yīng)的布線情況下，開啟電磁閥將使燃料經(jīng)節(jié)流閥流出，噴嘴閥針伸入到控制腔中的端面， 其上所受的液壓保持力將因此而減小，從而使噴嘴閥針被開啟。通過這種方式，燃料可經(jīng)噴 嘴孔達(dá)到發(fā)動機(jī)的燃燒室中。除了出口節(jié)流閥，總是還設(shè)計(jì)有進(jìn)口節(jié)流閥，它們之間的流量差別決定著噴嘴閥 針的開啟速度。當(dāng)電磁閥被關(guān)閉時(shí)，燃料的流出通道被出口節(jié)流閥堵塞，從而在進(jìn)口節(jié)流閥 作用下，控制腔中將重新形成壓力，以使噴嘴閥針關(guān)閉。特別地，對于大型柴油機(jī)，基于其所用的燃料、所需的流通截面及電磁閥通電帶入 的高能量，閥上可能會出現(xiàn)大的熱負(fù)荷。因此，為避免閥的熱損傷，可能需要額外的冷卻處理。對于噴射器的調(diào)溫或冷卻，WO 2006/021014 Al作了示例性公知，即在噴射器中布 置額外的重油或機(jī)燃料通道，來實(shí)現(xiàn)冷卻目的?，F(xiàn)在，本發(fā)明將著眼于，對前述類型的用于將燃料噴入內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的方法作 如下改進(jìn)，即改進(jìn)控制閥，尤其是電磁閥的冷卻。為解決該任務(wù)，主要將根據(jù)本發(fā)明作如下 進(jìn)行，即在前輸送泵和高壓泵之間引出部分燃料作為沖洗量，并進(jìn)一步輸送到噴射器的沖 洗通道中，沖洗量可直接輸送給控制閥，以使沖洗量至少部分流經(jīng)控制閥，從而有利地與來 自進(jìn)/出通道的燃料相混合。此外，沖洗量可導(dǎo)引通過用于給沖洗量調(diào)溫的熱交換器。從 進(jìn)/出通道流出的燃料，在減壓到低壓水平后必然具有很高的溫度，與之相比，由前輸送泵 和高壓泵之間引出的沖洗量的溫度則顯然要低很多，通過這兩類燃料的混合，中間的燃料 溫度將自混合點(diǎn)起明顯降低，從而可顯著減小電磁閥的熱負(fù)荷。由沖洗量和從進(jìn)/出通道
3流出的燃料所形成的混合物，至少會部分流經(jīng)控制閥，因此，電磁閥的熱負(fù)荷可明顯降低。按照本發(fā)明所涉及的方式，無需昂貴的構(gòu)件(Einbauten)，就能使電磁閥實(shí)現(xiàn)良好 的冷卻，即只需由前輸送泵和高壓泵之間分流出少量燃料，就足以使得電磁閥區(qū)域的溫度 顯著降低。這里，沖洗量被導(dǎo)引通過熱交換器用于對沖洗量進(jìn)行預(yù)熱。通過這種方式方法， 可對冷卻性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，即調(diào)溫處理包括對沖洗量的冷卻或預(yù)熱。此外，同時(shí)也可比如在發(fā) 動機(jī)啟動之前，對電磁閥進(jìn)行加熱。按照一種有利的方法，沖洗量在閥元件的閥座區(qū)域被輸送到控制閥。在該方法下， 在前輸送泵和高壓泵之間引出的沖洗量，直接與從進(jìn)或出通道流出的燃料在控制閥入口處 相混合，以使已被冷卻的燃料基本上流經(jīng)整個(gè)控制閥。這里，沖洗量將優(yōu)先流經(jīng)控制閥的銜 鐵樞室，從而，特別是對電磁閥的處于高熱負(fù)荷下的零件，能起到顯著的冷卻作用。冷卻性能的調(diào)節(jié)，可用如下以極其有利的方法實(shí)現(xiàn)，即優(yōu)選借助節(jié)流閥或沖洗閥， 對由前輸送泵和高壓泵間引出的沖洗量進(jìn)行調(diào)節(jié)。這里，可有利地根據(jù)溫度傳感器的測量 值進(jìn)行調(diào)節(jié)，而電磁閥或燃料的溫度可由溫度傳感器在電磁閥出口處獲得。通過這種方式 方法，即可特別簡單地實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)。為確保由前輸送泵和高壓泵之間引出的燃料的部分量具有足夠高的壓力水平，從 而可用于電磁閥的沖洗和冷卻，這里優(yōu)選采用如下措施，即使燃料在前輸送泵作用下達(dá)到 5-10巴的過壓。本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)在于，創(chuàng)造一種用于將燃料噴入內(nèi)燃機(jī)燃燒室內(nèi)的裝置，且 在該裝置中，可對電磁閥進(jìn)行更好的冷卻。就此而言，該裝置具有一個(gè)用于將從燃料箱中輸 送燃料的前輸送泵，一個(gè)高壓泵，以及一個(gè)噴射器。這里，由前輸送泵輸送的燃料被送到高 壓泵及由高壓泵輸送的高壓燃料，被輸送到噴射器中。該噴射器帶有一個(gè)噴嘴，而噴嘴又帶 有一個(gè)可軸向移動的噴嘴閥針。噴嘴閥針伸到一個(gè)可饋有在壓力作用下燃料的控制腔中， 且其壓力可通過一個(gè)打開或關(guān)閉至少一個(gè)燃料的進(jìn)/出通道的控制閥所控制。根據(jù)本發(fā) 明，該裝置主要的出色之處在于，在前輸送泵和高壓泵之間，接有與噴射器沖洗通道相連的 分支管路，且沖洗通道通往控制閥處，因此，沖洗量至少部分流經(jīng)控制閥，并有利地與由燃 料的進(jìn)/出通道來的燃料相混合。此外，分支管路，可導(dǎo)過熱交換器(31)用于對沖洗量進(jìn) 行調(diào)溫處理。本噴射裝置的有利改進(jìn)設(shè)計(jì)，可由各從屬權(quán)利要求得出，而相應(yīng)的優(yōu)勢已結(jié)合本 發(fā)明所涉及的方法中進(jìn)行了闡述。下面將借助于一個(gè)以示意圖表示的實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述。其中，

圖1 展示了一個(gè)模塊化的共軌-噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖，圖2展示了沿圖1中II-II剖線所得的 剖面圖，圖3展示了沿圖2中III-III剖線所得的剖面圖。圖1展示了一個(gè)按照本發(fā)明的模塊化共軌-噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。燃料被前輸送 泵2從燃料箱1中抽出，并在高壓泵3作用下提升到所要求的系統(tǒng)壓力，并被輸送到噴射器 4中。噴射器4由一個(gè)噴嘴5，一個(gè)節(jié)流擋板6，一個(gè)電磁閥7，一個(gè)配備有高壓蓄壓器(圖 中未畫出)的噴射器體8，以及一個(gè)將零部件保持到一起的噴嘴鎖緊螺母9構(gòu)成。在靜止?fàn)?態(tài)時(shí)，電磁閥7被關(guān)閉，從而高壓燃料可從高壓孔10，經(jīng)過橫槽11和進(jìn)口節(jié)流閥12進(jìn)入噴 嘴5的控制腔13中，而從控制腔13經(jīng)出口節(jié)流閥14的出流，則在電磁閥7的閥座15處被 堵住。在控制腔13中存在的系統(tǒng)壓力和噴嘴彈簧16的力共一起將噴射嘴閥針17壓到噴嘴閥針座18上，從而噴射孔24被關(guān)閉。當(dāng)電磁閥7被操縱時(shí)，就是電磁鐵25被觸發(fā)并將電磁閥元件27克服電磁閥彈簧 26的力，從電磁閥閥座15中抬起，燃料可自由流過電磁閥閥座15，及燃料從控制腔13，經(jīng) 出口節(jié)流閥14，電磁閥銜鐵室19，泄流縫20，卸載孔21和低壓孔22流回燃料箱1中。在 控制腔13中，調(diào)節(jié)由進(jìn)口節(jié)流閥12及出口節(jié)流閥14的流通橫截面所決定的平衡壓力。其 很小，從而噴嘴腔23中的系統(tǒng)壓力可將能在噴嘴體32中縱向移動導(dǎo)引的噴射嘴閥針17打 開，以使噴射孔24得以釋放，從而實(shí)現(xiàn)噴射。在低壓孔22中充斥著1-2巴的絕對壓力，因此，燃料由于系統(tǒng)壓力，流經(jīng)進(jìn)口節(jié)流 閥12，出口節(jié)流閥14和電磁閥座15它的溫度將顯著提高。此外，電磁鐵25上出現(xiàn)的電的 和磁的損失也將成為額外的熱源，從而首先在大流量、在燃料已預(yù)熱(如重油)及電磁閥7 中具有高工作電流時(shí)，可能產(chǎn)生關(guān)鍵的零部件負(fù)荷。圖2展示了按圖1剖面所得的噴射器4的剖面圖。這里還可以看到本發(fā)明的沖洗 孔28。圖3展示了按圖2剖面所得的噴射器4的剖面圖，且該噴射器帶有本發(fā)明的沖洗 燃料供給系統(tǒng)。在前輸送泵2和高壓泵3之間的T型段29處，一部分在此處處于5-10巴 的過壓的燃料被分流出去。沖洗量可通過沖洗閥30控制，并可在熱交換器31處進(jìn)行調(diào)溫 處理。分流量將由沖洗孔28直接引導(dǎo)到電磁閥座15處，在這里沖洗量與從出口節(jié)流閥14 流出的控制量相混合。由于沖洗量和控制量之間的溫差較大，控制量將受到顯著的冷卻作 用，從而，與傳統(tǒng)的無沖洗功能的噴射器相比，銜鐵室19中的溫度明顯要小很多。因此，對 于電磁閥7的零部件在運(yùn)行過程中，溫度負(fù)荷將顯著降低，這樣，一方面可使壽命延長，另 一方面又可通過選擇其它的、更少耐溫材料而縮減成本。此外，可通過合適地選擇熱交換器 31，來實(shí)現(xiàn)沖洗量的預(yù)加熱。當(dāng)例如重油被作為燃料使用時(shí)，可用經(jīng)預(yù)加熱的沖洗量對電磁 閥7進(jìn)行調(diào)溫處理，以此加速發(fā)動機(jī)的啟動。
權(quán)利要求
用于將燃料噴入內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的方法，其中燃料被至少一個(gè)前輸送泵從燃料箱輸送向至少一個(gè)高壓泵中，并且由高壓泵輸送的高壓燃料送給噴射器，該噴射器具有噴嘴，噴嘴又具有可沿軸向移動的噴嘴閥針，噴嘴閥針伸到可饋以在壓力作用下的燃料的控制腔中，其壓力由打開或關(guān)閉燃料的至少一個(gè)進(jìn)/出通道的控制閥所控制，其特征在于，在前輸送泵和高壓泵之間，分支出燃料的部分量被作為沖洗量并引到噴射器的沖洗通道中，并且沖洗量被直接送到控制閥，從而沖洗量至少部分流經(jīng)控制閥，并且有利地與來自進(jìn)/出通道流出的燃料相混合，沖洗量被導(dǎo)引通過熱交換器以進(jìn)行調(diào)溫處理。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，沖洗量在閥元件的閥座區(qū)域上被送到控制閥。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，沖洗量流經(jīng)控制閥的銜鐵室。
4.如權(quán)利要求1，2或3的方法，其特征在于，優(yōu)選借助節(jié)流閥或沖洗閥，來調(diào)節(jié)由前輸 送泵和高壓泵之間所引出的沖洗量。
5.如權(quán)利要求1至4的方法，其特征在于，燃料壓力被前輸送泵供給至5-10巴的過壓。
6.用于將燃料噴入內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的裝置，特別是用于實(shí)施如權(quán)利要求1至5之一所 述方法的裝置，包含有至少一個(gè)用于將燃料從燃料箱中輸出的前輸送泵，至少一個(gè)高壓泵 和噴射器，由前輸送泵輸送的燃料送給高壓泵及由高壓泵輸送的高壓燃料，被送到噴射器 中，該噴射器帶有噴嘴，而噴嘴又帶有可軸向移動的噴嘴閥針，噴嘴閥針伸到可饋以在壓力 作用下的燃料的控制腔中，且其壓力通過打開或關(guān)閉由燃料的至少一個(gè)進(jìn)/出通道的控制 閥可控制，其特征在于，在前輸送泵(2)和高壓泵(3)之間，接有與噴射器(4)上的沖洗通 道(28)相連的分支管路，而沖洗通道(28)通往控制閥(7)，從而沖洗量至少部分流經(jīng)控制 閥(7)，并有利地與由進(jìn)/出通道(14)流出的燃料相混合，此外，分支管路上導(dǎo)引通過熱交 換器(31)以對沖洗量進(jìn)行調(diào)溫處理。
7.如權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，分支管路在閥元件的閥座(15)的區(qū)域處接入控 制閥(7)。
8.如權(quán)利要求6或7的裝置，其特征在于，沖洗通道(28)設(shè)計(jì)成控制閥(7)中的孔。
9.如權(quán)利要求6，7或8的裝置，其特征在于，分支管路具有控制沖洗量的機(jī)構(gòu)，如節(jié)流 閥或沖洗閥(30)。
10.如權(quán)利要求6至9之一的裝置，其特征在于，分支管路接入控制閥(7)中，從而可使 沖洗量流過控制閥(7)的銜鐵室(19)。
11.如權(quán)利要求6至10之一的裝置，其特征在于，前輸送泵(2)用于供應(yīng)5-10巴的燃料。
12.如權(quán)利要求6至11之一的裝置，其特征在于，控制閥(7)設(shè)計(jì)成電磁閥。
全文摘要
在將燃料噴入內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的方法下，燃料被至少一個(gè)前輸送泵(2)從燃料箱(1)中泵出，輸送到至少一個(gè)高壓泵(3)中，再由高壓泵(3)形成高壓油，輸送給噴射器(4)。噴射器(4)帶有一個(gè)噴嘴(5)，而噴嘴(5)中內(nèi)置有可軸向移動的噴嘴閥針(17)。這里，噴嘴閥針(17)被伸到可在壓力作用下往其中供入燃料的控制腔(13)中，而該壓力由為至少一個(gè)進(jìn)油管(12)或出油管(14)打開或關(guān)閉著的控制閥(27)所控制。在前輸送泵和高壓泵之間，部分燃料被作為沖洗量引出，進(jìn)而輸送到噴射器的沖洗通道(28)中，這里，沖洗量被直接引到控制閥(27)處，以確保至少有部分沖洗量流經(jīng)控制閥，并有利地與來自進(jìn)油管或出油管的燃料相混合。
文檔編號F02M53/04GK101965449SQ200880103683
公開日2011年2月2日 申請日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月20日
發(fā)明者C·梅斯?fàn)? J·勞塞克, M·博恩豪普特 申請人:羅伯特.博世有限公司