專利名稱：用于噴射閥的噴射器組件的制作方法
用于噴射閥的噴射器組件本發(fā)明涉及一種用于噴射閥的噴射器組件，包括噴射器本體，包括噴嘴針，該噴嘴針被如此地布置在噴射器本體的空隙中，使得它在關(guān)閉位置上阻止流體流過至少一個(gè)噴射口并且在打開位置上允許流體流過該噴射口。此外本發(fā)明涉及一種具有噴射器組件和致動(dòng)器單元的噴射閥，其中噴射器組件和致動(dòng)器單元相互耦聯(lián)。有關(guān)在汽車中設(shè)置的內(nèi)燃機(jī)的允許的有害物排放的法規(guī)越來越嚴(yán)格，因此需要采取各種措施來降低有害物排放。在此一個(gè)出發(fā)點(diǎn)是降低由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的有害物排放。炭黑的形成與內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)氣缸中的空氣/燃料混合物的準(zhǔn)備有極大的關(guān)系。如果在非常高的壓力下配給燃料，那么可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)好點(diǎn)混合物準(zhǔn)備。在柴油機(jī)情況下燃料壓力高達(dá)至2000bar。這樣高的壓力不僅對(duì)噴射器組件的材料而且對(duì)其結(jié)構(gòu)都提出了高的要求。同時(shí)噴射器組件必須能夠吸收大的力。DE10220931C1公開一種用于向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中噴射燃料的噴射器。噴射器包括噴射器本體，噴嘴針和控制裝置，用于控制控制室中的壓力以便操作噴嘴針。噴射器此外包括入口節(jié)流器和出口節(jié)流器，它們與控制室液壓地連通。入口節(jié)流器和出口節(jié)流器布置在一個(gè)節(jié)流模塊中，該節(jié)流模塊形成單獨(dú)的部件并且借助于切削刃(切割邊)密封。本發(fā)明的目的是提供一種噴射器組件和一種噴射閥，該噴射器組件或噴射閥能夠?qū)崿F(xiàn)可靠且精確的運(yùn)行并且節(jié)省空間。該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征解決。本發(fā)明的有利的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中給出。按照一個(gè)第一方面，本發(fā)明的突出之處在于一種用于噴射閥的噴射器組件，包括具有中央縱軸線和空隙的噴射器本體，所述空隙具有流體進(jìn)口，噴嘴針，所述噴嘴針被如此地可軸向運(yùn)動(dòng)地布置在所述空隙中，使得在噴嘴針的關(guān)閉位置上，通過至少一個(gè)噴射口的流體流動(dòng)被阻止而否則通過所述噴射口的流體流動(dòng)被釋放，并且所述噴嘴針具有與所述噴射口背離的端面，在所述噴射器本體中形成的室，所述室鄰接所述噴嘴針的與所述噴射口背離的端面，布置在所述室中的節(jié)流模塊，其中在節(jié)流模塊中形成有與所述流體進(jìn)口液壓地耦聯(lián)的流體供給室，經(jīng)入口節(jié)流器與流體供給室液壓地耦聯(lián)的控制室，其用于調(diào)整可施加到所述噴嘴針上的壓力，以及經(jīng)出口節(jié)流器與控制室液壓地耦聯(lián)的閥室，其用于容納設(shè)計(jì)成用于將流體排放到流體回流管道中的閥，和布置在所述室中的并且與所述節(jié)流模塊相鄰的控制模塊，所述流體回流管道布置在所述控制模塊中。在所述節(jié)流模塊和所述噴射器本體和/或所述控制模塊之間形成正好一個(gè)第一密封棱邊和一個(gè)第二密封棱邊。借助于所述第一密封棱邊切斷(抑制)流體供給室與控制室的另外的液壓耦聯(lián)和借助于所述第二密封棱邊切斷流體供給室與閥室的另外的液壓耦聯(lián)。在噴射器本體和控制模塊之間形成第三密封棱邊，借助于它切斷流體供給室與流體回流管道的液壓耦聯(lián)。噴射器組件例如可以與一個(gè)致動(dòng)器單元一起形成噴射閥。這具有優(yōu)點(diǎn)，即節(jié)流模塊可以實(shí)現(xiàn)小的尺寸。這樣可以實(shí)現(xiàn)節(jié)流模塊的很小的軸向長度并且因此可以實(shí)現(xiàn)噴射器組件的很小的軸向延伸長度。由此也可以實(shí)現(xiàn)用于節(jié)流模塊中的節(jié)流器的小的空隙。此外也可以實(shí)現(xiàn)流體在節(jié)流模塊中的有利的流動(dòng)情況并且由此可以實(shí)現(xiàn)節(jié)流模塊的很小的磨損。因此可以取消對(duì)節(jié)流模塊的硬化處理。此外，由于密封棱邊的數(shù)目少，因此可以實(shí)現(xiàn)高的部件強(qiáng)度和節(jié)流模塊對(duì)外部機(jī)械影響的較小的敏感性。流體供給室，控制室和閥室的尺寸也可以非常小，由此用于這些室的加工費(fèi)用可以很小。整體地可以實(shí)現(xiàn)節(jié)流模塊的并因此整個(gè)噴射器組件的很小的成本。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，密封棱邊形成在節(jié)流模塊上。由此可以實(shí)現(xiàn)密封棱邊的簡單制造。節(jié)流模塊關(guān)于它的密封棱邊不是由多重因素決定的(不是超定的)。在另一個(gè)有利的實(shí)施例中，其中一個(gè)密封棱邊形成在與噴嘴針面對(duì)的節(jié)流模塊的軸向末端上并且其中另一個(gè)密封棱邊形成在與噴嘴針背離的節(jié)流模塊的軸向末端上。由此可以簡單地形成節(jié)流模塊。在另一個(gè)有利的實(shí)施例中，第一密封棱邊形成在噴射器本體上和/或第二密封棱邊形成在控制模塊上。由此可以簡單地制造密封棱邊。在另一個(gè)有利的實(shí)施例中，密封棱邊設(shè)計(jì)成切削刃。由此可以實(shí)現(xiàn)密封棱邊的特別好的密封性能。按照一個(gè)第二方面，本發(fā)明的突出之處在于一種具有致動(dòng)器單元和按照第一方面所述的噴射器組件的噴射閥。致動(dòng)器單元這樣地與噴射器組件耦聯(lián)，使得噴射器組件可以借助于致動(dòng)器單元操作。以下依據(jù)示意圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖中所示


圖1是通過具有噴射器組件的噴射閥的縱剖圖，和圖2是噴射器組件的縱剖圖的細(xì)節(jié)圖。圖1示出了具有噴射器組件14和致動(dòng)器單元16的噴射閥10。噴射器組件14具有噴射器本體12，后者具有中央縱軸線L和空隙32。噴射器本體12可以單體地或多體地構(gòu)造。噴嘴針34布置在噴射器本體12的空隙32。噴嘴針34可以單構(gòu)件地或多構(gòu)件地構(gòu)造。致動(dòng)器單元16布置在噴射器本體12中。致動(dòng)器單元16尤其可以設(shè)計(jì)成具有壓電元件組的壓電致動(dòng)器并且它的軸向延伸長度依據(jù)施加的電壓變化。 該電壓經(jīng)連接套施加到致動(dòng)器單元上。致動(dòng)器單元16與同樣被布置在噴射器本體12中的傳送器20連接。致動(dòng)器單元16和傳送器20形成用于噴嘴針34的伺服驅(qū)動(dòng)裝置。噴射器本體12此外包括高壓接頭18，通過它將噴射閥10在安裝狀態(tài)下與沒有示出的流體高壓回路連接。在噴射器本體12的空隙32中設(shè)有室22。在高壓接頭18和室22 之間的連接通過流體進(jìn)口 23實(shí)現(xiàn)。在室22在布置節(jié)流模塊M和控制模塊沈，它們的結(jié)構(gòu)和功能在更后面詳細(xì)說明。在節(jié)流模塊M和控制模塊26中布置與傳送器20耦聯(lián)的閥觀，該閥具有閥體四和閥彈簧30。依據(jù)閥體四的形狀，閥觀在其它的(沒有示出的)實(shí)施形式中也可以設(shè)計(jì)成沒有閥彈簧30。尤其是在閥體四設(shè)計(jì)成球時(shí)滿足這種情況。如果閥觀設(shè)計(jì)成沒有閥彈簧30，那么可以將節(jié)流模塊M設(shè)計(jì)得非常小。在控制模塊沈中布置流體回流管道31，它們可以實(shí)現(xiàn)與沒有示出的儲(chǔ)箱之間的液壓連接。依據(jù)閥觀的位置，使室22與流體回流管道31液壓地耦聯(lián)或與其液壓地脫開耦聯(lián)。噴射閥10還包括噴嘴體35，它利用噴嘴鎖緊螺母36與噴射器本體12連接。在與致動(dòng)器單元16背離的末端處，在噴嘴體35中布置一個(gè)或多個(gè)噴射口 52。
噴嘴針34具有與室22面對(duì)的端面38。噴嘴針34在它的與至少一個(gè)噴射口 52面對(duì)的區(qū)域中具有桿身部段44。噴嘴針34的桿身部段44在它的與致動(dòng)器單元16面對(duì)的末端處具有噴嘴針凸肩45，它與大致具有高壓回路的壓力的流體接觸。噴嘴針凸肩45被如此設(shè)計(jì)，使得由流體的壓力產(chǎn)生的力作用于噴嘴針34上使之打開。在噴射器本體12中此外形成空腔46，它接納噴嘴彈簧48，一方面，該噴嘴彈簧支撐在空腔46的凸肩50上，另一方面，噴嘴針34被如此預(yù)張緊，使得它占據(jù)一個(gè)與屬配的關(guān)閉位置，在該關(guān)閉位置上它阻止流體流過至少一個(gè)布置在噴嘴體35中的噴射口 52。噴嘴針的位置取決于由流體壓力產(chǎn)生的作用于噴嘴針凸肩45上的和作用于噴嘴針34的頂尖上的力的力平衡，和另一方面，取決于噴嘴彈簧48的彈簧力以及由在室22中存在的流體的壓力產(chǎn)生的力以及由此產(chǎn)生的并且經(jīng)噴嘴針34的端面38沿著噴嘴針34的關(guān)閉方向上被引入的力。如圖2中所示，節(jié)流模塊M基本上是具有模塊體53的圓柱形結(jié)構(gòu)并且在噴射器本體12的室22中在縱軸線L的方向上延伸。在節(jié)流模塊M中形成流體供給室M，該流體供給室作為環(huán)形的間隙布置在節(jié)流模塊M的本體和噴射器本體12之間并且與流體進(jìn)口 23液壓地耦聯(lián)。節(jié)流模塊M在它的與噴嘴針34端面38面對(duì)的末端處具有控制室56，該控制室是室22的一部分并且通過該控制室可以利用流體在噴嘴針34上施加壓力，利用該噴嘴針在噴嘴針34的關(guān)閉位置上阻止流體流過至少一個(gè)噴射口 52，否則釋放流體通過至少一個(gè)噴射口 52的流動(dòng)。在節(jié)流模塊M中，面對(duì)著控制模塊沈形成閥室58，至少閥體四的一部分和閥28 的閥彈簧30布置在該閥室中。流體供給室M經(jīng)入口節(jié)流器60液壓地與控制室56連接。此外在控制室56和閥室58之間，在節(jié)流模塊M的模塊本體53中布置出口節(jié)流器62，通過它使控制室56液壓地與閥室58耦聯(lián)。閥觀，尤其是閥體四，可以經(jīng)致動(dòng)器單元60操作，并且可以關(guān)閉或釋放在控制模塊沈上形成的密封座63。利用設(shè)計(jì)成螺旋彈簧的閥彈簧30實(shí)現(xiàn)閥體四的復(fù)位。在另外的實(shí)施形式中，其中閥觀設(shè)計(jì)成沒有閥彈簧30，閥體四的復(fù)位利用作用于其上的液壓力實(shí)現(xiàn)。在節(jié)流模塊M和噴射器本體12之間形成第一密封棱邊(密封唇口)64，并且是形成在節(jié)流模塊M的一個(gè)與噴嘴針34面對(duì)的軸向末端處。由此可以阻止在構(gòu)造成環(huán)形間隙的流體供給室M和控制室56之間形成另一個(gè)液壓耦聯(lián)，由此可以通過設(shè)計(jì)入口節(jié)流器60 的尺寸確定對(duì)控制室56中的流體供給并且由此確定在關(guān)閉的閥觀的情況下控制室56中的壓力上升。第一密封棱邊64最好構(gòu)造成切削刃(切割邊)，因此由此可以實(shí)現(xiàn)在節(jié)流模塊 24和噴射器本體12之間的特別好的密封。在節(jié)流模塊M和控制模塊沈之間形成第二密封棱邊66。密封棱邊66最好設(shè)置在節(jié)流模塊M的與噴嘴針34背離的軸向末端處。借助于第二密封棱邊66可以阻止在流體供給室M和閥室58之間的另一個(gè)液壓耦聯(lián)。這尤其在閥觀是打開時(shí)，也就是說，閥體 29被從密封座63上升起時(shí)，是重要的。在這種情況下可以借助于第二密封棱邊66避免流體非有意地從流體供給室討經(jīng)閥室58流向流體回流管道31。在噴射器本體12和控制模塊沈之間形成第三密封棱邊68。借助于第三密封棱邊68可以阻止流體供給室M與流體回流管道31直接地液壓耦聯(lián)。通過在節(jié)流模塊M的與噴嘴針34面對(duì)的軸向末端處形成第一密封棱邊64在節(jié)流模塊M的與噴嘴針34背離的軸向末端處形成第二密封棱邊66，一方面可以非常簡單地構(gòu)造節(jié)流模塊24，因?yàn)橛绕涫强梢院唵蔚刂圃烀芊饫膺?4，66。另一方面，節(jié)流模塊M在它的密封棱邊64，66方面不是由多因素決定的。由此在制造節(jié)流模塊M時(shí)可以允許較大公差，尤其是涉及密封棱邊64，66的公差。此外，節(jié)流模塊M的簡單的圓柱形結(jié)構(gòu)允許節(jié)流模塊M具有小的尺寸并且具有高的部件強(qiáng)度。由于節(jié)流模塊M的很小的軸向長度和由此噴射器組件14的很小的軸向伸展長度，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)噴射閥10的很小的軸向伸展長度。 此外可以通過尤其是入口節(jié)流器60和出口節(jié)流器62的在流體機(jī)械上有利的布置實(shí)現(xiàn)在控制室56中只形成很小的流體渦流并且由此使節(jié)流模塊M的模塊本體53的磨損很小。因此可以取消對(duì)節(jié)流模塊M的硬化處理。通過將密封棱邊64，66構(gòu)造成切削刃可以實(shí)現(xiàn)密封棱邊的良好的密封特性。以下簡述噴射閥10的功能
通過激活設(shè)計(jì)成壓電致動(dòng)器的致動(dòng)器單元16，致動(dòng)器單元16伸展并且閥體四經(jīng)傳送器20被從控制模塊沈上的密封座63抬起。由此釋放了從控制室56經(jīng)閥室58到流體回流管道31的液壓連接并且控制室56中的壓力下降。因此噴嘴針34上的力平衡被這樣地改變，使得噴嘴針34在朝著致動(dòng)器單元16的方向上運(yùn)動(dòng)到控制室56中，由此釋放噴嘴體 35中的至少一個(gè)噴射口 52。如果噴射閥10是燃料噴射閥，那么可以向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中實(shí)施燃料的噴射。一旦噴射應(yīng)該結(jié)束，致動(dòng)器單元16就被去激活，由此閥體四由進(jìn)入與控制模塊沈中的密封座63相接觸狀態(tài)。由此中斷控制室56和流體回流管道31之間的液壓耦聯(lián)。通過將流體從流體進(jìn)口 23經(jīng)流體供給室M和入口節(jié)流器60供入控制室56，控制室56中的壓力上升，由此使閥針34，必要時(shí)在噴嘴彈簧48的支持下，在軸向上運(yùn)動(dòng)離開致動(dòng)器單元 16。由此噴嘴針34進(jìn)入一個(gè)關(guān)閉位置并且中斷流體通過至少一個(gè)噴射口 52的流動(dòng)。噴嘴彈簧48對(duì)關(guān)閉噴嘴針34的支持尤其是在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)階段期間以及在提高噴嘴針34的關(guān)閉過程的功能可靠性方面是很重要的。通過在節(jié)流模塊M上形成第一和第二密封棱邊62，64尤其可以實(shí)現(xiàn)從流體供給室M至控制室56以及從控制室56經(jīng)閥室58至流體回流管道31的流體的可靠控制。在其它的在此處沒有詳細(xì)示出的實(shí)施形式中，也可以的是，第一密封棱邊64不形成在節(jié)流模塊M中而形成在噴射器本體12中，第二密封棱邊不形成在節(jié)流模塊M中而形成在控制模塊沈中并且第三密封棱邊68不形成在噴射器本體12中而形成在控制模塊沈中。
權(quán)利要求
1.用于噴射閥(10)的噴射器組件(14)，包括一具有中央縱軸線(L)和空隙(32)的噴射器本體(12)，所述空隙具有流體進(jìn)口(23)，一噴嘴針(34)，所述噴嘴針被如此地可軸向運(yùn)動(dòng)地布置在所述空隙(32)中，使得在噴嘴針(34)的關(guān)閉位置上，通過至少一個(gè)噴射口(52)的流體流動(dòng)被阻止而否則通過所述噴射口(52)的流體流動(dòng)被釋放，并且所述噴嘴針(34)具有與所述噴射口(52)背離的端面 (38)，一在所述噴射器本體(1 中形成的室(22)，所述室鄰接所述噴嘴針(34)的與所述噴射口 (52)背離的端面(38)，一布置在所述室0 中的節(jié)流模塊(M)，其中在節(jié)流模塊04)中形成有與所述流體進(jìn)口液壓地耦聯(lián)的流體供給室64)，經(jīng)入口節(jié)流器(60)與流體供給室(54)液壓地耦聯(lián)的控制室(56)，其用于調(diào)整可施加到所述噴嘴針(34)上的壓力，以及經(jīng)出口節(jié)流器(62) 與控制室(56)液壓地耦聯(lián)的閥室(58)，其用于容納設(shè)計(jì)成用于將流體排放到流體回流管道(31)中的閥(28),^P一布置在所述室0 中的并且與所述節(jié)流模塊04)相鄰的控制模塊(沈)，所述流體回流管道(31)布置在所述控制模塊中，其中在所述節(jié)流模塊04)和所述噴射器本體 (12)和/或所述控制模塊06)之間正好形成一個(gè)第一密封棱邊(64)和一個(gè)第二密封棱邊 (66)，并且借助于所述第一密封棱邊(64)切斷流體供給室(54)與控制室(56)的另外的液壓耦聯(lián)和借助于所述第二密封棱邊(66)切斷流體供給室(54)與閥室(58)的另外的液壓耦聯(lián)，并且在噴射器本體(12)和控制模塊06)之間形成一個(gè)第三密封棱邊(68)，借助于它切斷流體供給室(54)與流體回流管道(31)的液壓耦聯(lián)。
2.按照權(quán)利要求1所述的噴射器組件(14)，其中第一和第二密封棱邊(64，66)在節(jié)流模塊04)上形成。
3.按照前述權(quán)利要求之一所述的噴射器組件(14)，其中第一密封棱邊(64)在節(jié)流模塊04)的與噴嘴針面對(duì)的軸向末端上形成并且第二密封棱邊(66)在節(jié)流模塊04)的與噴嘴針(34)背離的軸向末端上形成。
4.按照權(quán)利要求1所述的噴射器組件(14)，其中第一密封棱邊(64)在噴射器本體 (12)上形成。
5.按照權(quán)利要求1或4所述的噴射器組件(14)，其中第二密封棱邊(66)在控制模塊 (26)上形成。
6.按照前述權(quán)利要求之一所述的噴射器組件(14)，其中第一和/或第二密封棱邊 (64，66)設(shè)計(jì)成切削刃。
7.具有致動(dòng)器單元(16)和按照前述權(quán)利要求之一所述的噴射器組件(14)的噴射閥 (10)，其中所述致動(dòng)器單元(16)被這樣地與噴射器組件(14)耦聯(lián)，使得噴射器組件(14) 可以借助于致動(dòng)器單元(16)操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于噴射閥(10)的噴射器組件(14)，包括具有空隙(32)的噴射器本體(12)，所述空隙具有流體進(jìn)口(23)。在可軸向運(yùn)動(dòng)的噴嘴針(34)的關(guān)閉位置上，通過至少一個(gè)噴射口(52)的流體流動(dòng)被阻止而否則流體流動(dòng)被釋放。噴嘴針(34)具有與噴射口(52)背離的端面(38)。噴射器組件(14)具有在噴射器本體(12)中形成的室(22)，所述室鄰接噴嘴針(34)的與噴射口(52)背離的端面(38)，布置在所述室(22)中的節(jié)流模塊(24)，在節(jié)流模塊(24)中形成有與所述流體進(jìn)口(23)液壓地耦聯(lián)的流體供給室(54)，經(jīng)入口節(jié)流器(60)與流體供給室(54)液壓地耦聯(lián)的控制室(56)，其用于調(diào)整可施加到所述噴嘴針(34)上的壓力，以及經(jīng)出口節(jié)流器(62)與控制室(56)液壓地耦聯(lián)的閥室(58)，其用于容納設(shè)計(jì)成用于將流體排放到(31)中的閥(28)，該流體回流管道布置在與節(jié)流模塊(24)相鄰的控制模塊(26)中。在節(jié)流模塊(24)和噴射器本體(12)和/或所述控制模塊(26)之間正好形成兩個(gè)密封棱邊(64，66)，借助于它們切斷流體供給室(54)與控制室(56)和與閥室(58)的另外的液壓耦聯(lián)。在噴射器本體(12)和控制模塊(26)之間形成第三密封棱邊(68)。
文檔編號(hào)F02M47/02GK102308080SQ201080006491
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日
發(fā)明者庫舍爾 A. 申請(qǐng)人:歐陸汽車有限責(zé)任公司