專利名稱：內燃機的燃料噴射閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種根據(jù)權利要求I的前序部分的用于向內燃機的燃燒室內間歇性地噴射燃料的燃料噴射閥，其優(yōu)選應用在柴油機中。
背景技術：
這種類型的燃料噴射閥例如由WO 2005/019637A1已知。其它的燃料噴射閥例如在 TO 02/053904AUEP 0976924B1 和 DE 3700687A1 中公開。
在WO 02/053904A1中示出ー種具有壓電致動器的噴射閥，該致動器控制ー個閥腔的出口。閥腔經由ー個排出節(jié)流通道與一個控制腔連接并且該控制腔經由ー個入口節(jié)流通道與噴射閥的ー個高壓腔連接。通過控制腔內的壓カ降低，噴射閥元件的控制活塞的端側被卸載，由此打開噴射閥元件并且可以實現(xiàn)燃料的噴射。為了在噴射結束時關閉噴射閥元件，可以利用壓電致動器打開另外的與高壓腔連接的通道，由此除了進氣節(jié)流通道外，也可以通過排氣節(jié)流通道實現(xiàn)將燃料供入到控制腔內。這個方案是相當麻煩的，因為為了取得精密的且在許多噴射閥的情況下噴射閥元件的總是相同的開啟路徑(這在一列構造相同的噴射閥的情況下是必須的)，一方面必須協(xié)調進ロ及排出節(jié)流通道的通流特性。另外必須附加地由壓電致動器針對性地打開其它的通道，以便至少在噴射結束時至少如此快速地關閉噴射閥元件，使得配備給噴射閥的發(fā)動機缸體的燃燒不受強烈影響。因為為實現(xiàn)噴射閥元件的關閉運動的附加的流入量必須流過排出節(jié)流通道，所以它被節(jié)流且由致動器開啟的橫截面僅僅被小范圍地使用。在EP 0976924B1中公開的噴射閥中，類似于由WO 02/053904A1已知的噴射閥，存在ー個具有相同功能和缺點的入口及排出節(jié)流通道。這個方案是優(yōu)選的，當致動器閥元件在閥腔開啟時同時關閉附加的另外的通道吋。這個功能對應于三通閥的功能，因此在液壓方面已知已久。另外的通道構成為平底座，而由閥腔的出口構成為圓錐形的底座。由于由壓電致動器操作的閥元件的較小的行程，由于錐形的底座產生困難，即在一個列的所有的噴射閥內獲得相同的行程。此外構成為蘑菇狀的閥元件的定向是產生問題的，因為平底座設置在ー個第一中間板內并且圓錐形的底座設置在噴射閥的第二中間板內，其中第一板內的閥元件徑向引導。兩個中間板必須因此彼此精密地定位，而其中至少ー個底座的密封性受到損害。在由DE 37 00 687 Al中已知的噴射裝置中在噴射過程中一個磁閥在其操作時將一個通道與ー個回流管路連接起來。在通道和一個控制腔之間存在ー個構成為薄板的具有節(jié)流孔的止回閥。在噴射閥元件的開啟運動期間控制腔僅僅經由止回閥薄板的節(jié)流孔排空到通道內，這導致噴射閥元件的開啟運動的可控制性。在噴射閥元件關閉時止回閥薄板如此打開，使得噴射閥元件的關閉運動比開啟運動快速地發(fā)生。在這種噴射裝置中燃料體積流為了封閉噴射閥元件也必須單獨流過ー個節(jié)流閥，其將通道經由ー個環(huán)形腔與噴射閥系統(tǒng)的儲壓器連通。這個節(jié)流閥具有較小的橫截面并且與位于通道的出口上的另外的節(jié)流閥相協(xié)調。噴射閥元件的開啟及關閉運動由此由三個節(jié)流孔控制，它們必須彼此精密地協(xié)調。由WO 2005/019637 Al并且特別是由圖9已知ー種燃料噴射閥，其中噴射閥元件的開啟運動，類似于在DE 37 00 687 Al中公開的噴射閥，可以通過節(jié)流孔的布置確定。為了終結噴射過程，ー個輔助閥的致動器膨脹，這導致一個與高壓腔連通的高壓通道被ー個控制體釋放。被釋放的相對大的橫截面導致較大的燃料流進入控制腔并且因此導致噴射閥元件的特別快速的且有利的關閉過 程。為了釋放控制體將傳遞銷從致動器的輔助閥針壓向控制體的端側。在這個方案中不利的是，壓電致動器在噴射閥元件的關閉過程中必須膨脹。在這個狀態(tài)下壓電致動器被通電。因為噴射持續(xù)時間僅僅是兩次噴射之間間歇的5%或更小，所以壓電致動器幾乎持續(xù)地通電。此外在這種已知的方案中節(jié)流孔的位置(其確定噴射閥元件的開啟運動)是不利的，因為它離開控制腔很遠。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種特別簡單構造的燃料噴射閥，其中利用最小的構造耗費不僅可以獲得噴射閥元件的開啟運動的可控制性，而且獲得噴射閥元件的快速的關閉過程。此外應當在本發(fā)明的燃料噴射閥中可毫無問題地實現(xiàn)具有非常短的時間間隔的多次噴射。當控制腔和閥腔經由ー個精密的節(jié)流通道持久地彼此連通時，此外ー個中間閥將這兩個腔彼此持久地分離。節(jié)流通道直接與控制腔相鄰地設置。一個與噴射閥的高壓腔連通的、導入控制腔的且具有與節(jié)流通道的橫截面相比較大橫截面的通道被中間閥控制。因為來自閥腔的由電致動器裝置控制的出口的橫截面也顯著大于節(jié)流通道的橫截面，所以噴射閥元件的開啟運動基本上単獨取決于節(jié)流通道的橫截面。在來自閥腔的出口封閉時借助于致動器快速地開啟中間閥并且將與高壓腔連通的較大橫截面的通道釋放，這導致噴射過程的快速終結。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的其他構造中，使用ー個作為兩位三通閥(2/3-weg valve)的平底座閥兀件，其在ー個第二中間板內在閥腔實施ー個規(guī)定的小的行程。在一個優(yōu)選的實施方式中平底座閥元件具有兩個平底座。在ー個有利應用的用于操作平底閥座部分的壓電致動器的去電流狀態(tài)下，平底座閥元件以ー個第一閥座封閉在閥腔和低壓燃料回路之間的連接并且同時釋放ー個在第一中間板內的與高壓入口連通的、具有相對較大的未節(jié)流橫截面的高壓通道。在平底座閥元件和高壓入口(即閥平底座)之間的通流橫截面取決于距離，因此取決于平底座閥元件的行程，并且大多為ー個比高壓通道的通道狹窄的通道。在壓電致動器的通電狀態(tài)下，當其膨脹時平底座閥元件被壓向高壓通道并且以其閥平底座封閉閥通道，其中同時釋放低壓出口。ー個在第一中間板內的相對較大橫截面的第二連接通道將控制腔與閥腔連通。概念如“相對較大的橫截面”或“橫截面大干”等是指所述的節(jié)流通道的橫截面并且這些橫截面優(yōu)選是節(jié)流通道的橫截面的至少兩倍、大多情況下大五倍或10倍或甚至更大。
特別優(yōu)選的構造在其他的權利要求中給出。


本發(fā)明的上述的和其它的優(yōu)點下面借助于優(yōu)選的實施方式詳細闡述，其在附圖中示出并且接下來描述。其中純示意地示出圖I根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的縱向剖視圖；圖2以縱向剖視圖和放大的視圖示出圖I的本發(fā)明的燃料噴射閥的部分剖視圖，其具有控制裝置用于控制燃料噴射閥元件的開啟運動和快速的關閉運動；圖3在噴射過程中燃料噴射閥的噴射閥元件和致動器閥元件隨著噴射閥元件的階段性的開啟運動的運動分布的圖表；圖4以縱向剖視圖和放大的視圖示出圖I的燃料噴射閥的控制裝置的ー個第一替 換結構方案的部分視圖；圖5以縱向剖視圖和放大的視圖示出圖I的燃料噴射閥的控制裝置的ー個第二替換結構方案的部分視圖；圖6以縱向剖視圖和放大的視圖示出本發(fā)明的燃料噴射閥的控制裝置的ー個第三替換結構方案的部分視圖；圖7以縱向剖視圖和放大的視圖示出本發(fā)明的燃料噴射閥的控制裝置的ー個第四替換結構方案的部分視圖；圖8以縱向剖視圖和放大的視圖示出本發(fā)明的燃料噴射閥的控制裝置的ー個第五替換結構方案的部分視圖；圖9以縱向剖視圖和放大的視圖示出本發(fā)明的燃料噴射閥的控制裝置的ー個第六替換結構方案的部分視圖；圖10以縱向剖視圖和放大的視圖示出本發(fā)明的燃料噴射閥的控制裝置的ー個第七替換結構方案的部分視圖；圖11以與圖8相同的視圖示出一個在那兒示出的方案的替換實施方式；圖12根據(jù)圖11的實施方式的中間體的透視俯視圖；圖13中間體的透視的底視具體實施例方式圖I示出ー個燃料噴射閥I，其用于向內燃機的燃燒室內間歇性地噴射燃料。燃料噴射閥具有一個細長的圓柱體形和階梯形的外殼6,其外殼軸線以8表不。外殼6由ー個外殼體10、ー個第一中間板12、ー個第二中間板14和一個噴嘴體16構成。第一中間板12和第二中間板14構成ー個中間件17。第一中間板12和第二中間板14和噴嘴體16利用一個構成為帶帽螺母的鎖緊螺母18以密封的方式相互之間且向外殼體10的ー個底面IOa夾緊。第一中間板12在此貼靠在噴嘴體16上，并且第二中間板14在此貼靠在外殼體10上。燃料噴射閥的一個構成為高壓輸送孔的高壓燃料入口 20以已知的方式與燃料供給裝置連接，燃料供給裝置以非常高的壓カ例如直至1800bar或更高的壓カ供給燃料。高壓燃料入口 20在側向通入外殼體10內，然而也可以或多或少平行于外殼軸線8地從上方制成在外殼體10內。ー個縱向孔22通入高壓燃料入口 20內，縱向孔22同樣制成在外殼體10內并且在另外一端通入外殼體10的底面IOa內。與縱向孔22徑向對置地且在致動器軸線8’(其相對于外殼軸線8錯位)上存在一個致動器裝置24，其優(yōu)選構成為壓電致動器26并且替代地也可以構成為電磁致動器。在噴嘴體16的一高壓腔42內存在一個針形的噴射閥元件28、一個支承袖口 30、ー個底層盤32、ー個壓縮彈簧34和ー個引導套筒36。壓縮彈簧34經由底層盤和支承袖ロ30支承在噴射閥元件28上。穿過第二中間板14的孔38和穿過第一中間板12的孔40將縱向孔22與高壓腔42連通。高壓腔42從噴嘴體16的面對中間板12、14的端側16b —直延伸至一噴射閥座44。在噴射閥座44的下游，噴嘴體具有噴射孔44’。噴射閥元件28具有一個相對于噴嘴體 16的徑向引導部68，徑向引導部通過噴射閥元件28的底面48中斷，以便幾乎無液壓阻力地將高壓燃料輸送至噴射閥座44。在第一中間板12和第二中間板14內存在一個液壓的控制裝置52，用于控制在噴射過程中噴射閥元件28的開啟運動及快速的關閉運動。燃料噴射閥I的控制裝置52借助于圖2詳細示出和描述。一個低壓燃料回路50將燃料卸載以便控制燃料噴射閥元件的運動并且引導燃料遠離燃料噴射閥I。在圖2-8示出的實施方式中的描繪中，對于相應的部分使用相同的附圖標記，如根據(jù)圖I中示出的燃料噴射閥I的描述相關聯(lián)。此外接下來僅僅闡述與在圖I中示出的燃料噴射閥I或之前業(yè)已描述的實施例的區(qū)別。圖2示出以縱向剖視圖和放大的視圖示出圖I的本發(fā)明的燃料噴射閥I的部分剖視圖，其具有其控制裝置52用于控制燃料噴射閥元件的開啟運動及快速的關閉運動，其例如發(fā)生在兩個噴射過程之間的間歇期。噴射閥元件28的控制活塞28’以緊密的滑動配合在引導套筒36內徑向引導并且在軸向可移動地支承?？刂苹钊?8’與引導套筒36—起限定一控制腔54，所述引導套筒的端側36b被彈簧34密封地且靜止貼靠地壓向第一中間板12的底面12a上。ー個具有蘑燕形的頭部60的中間閥元件56的桿部58嵌入第一中間板12的ー個沿著軸向方向貫穿的開口內并且以緊密的滑動配合58’在開口上引導。中間閥元件56的頭部60在軸向方向上可移動地位于引導套筒36的凹部62內。凹部62借助于頭部60內的徑向的通道56"與控制腔54液壓地持久地連通并且是控制腔54的一部分。頭部60被一個支承在第二中間板14的ー個底面14a上的、較小的壓縮彈簧66壓到引導套筒36的凸肩64上。中間閥元件56的精密的節(jié)流通道68持久地將控制腔54與第二中間板14內的一個閥腔70連通；一個穿過第二中間板14的、由第一中間板12和外殼體10限定的凹槽構成閥腔70。閥腔70經由通道70’與中間閥元件56的背面液壓地連通；在中間閥元件56的背面上第一中間板12的通道孔內的較小的空間因此液壓地構成閥腔70的一部分。節(jié)流通道68根據(jù)圖2與控制腔54直接相鄰，可以替代地下沉地沿著在軸向上穿過中間閥元件56的液壓的連通孔或者在連通孔的另外的端部上在桿部58內制成，這對燃料噴射閥I的功能產生較小的影響。在閥腔70內存在一個被壓電致動器26操作的致動器閥元件72，該致動器閥元件在其關閉的位置以其圓錐形的密封面密封地貼靠在一個構成在外殼體10上的環(huán)形的閥座DS上。閥座DS通過ー個構成在外殼體10內的排出通道73內構成；排出通道73引導至低壓燃料回路50 (low-pressure fuel return)。一個致動器閥元件彈簧74施加一個持續(xù)的、但是相對于燃料壓カ較小的、朝著閥座DS的彈簧カ至致動器閥元件72上。在第一中間板12內的相對較大橫截面的孔76經由ー個在第二中間板14的側向通道將控制腔54與孔38連接。在中間閥56’關閉時這個連接被中斷，在其開啟位置中間閥56’為ー個圓柱體形的通道。所述側向通道可以替代地制成在第一中間板12內。上述的排出通道、孔或節(jié)流通道的尺寸如下，例如O. 20mm用于節(jié)流通道68，
O.80mm用于孔76，并且I. 3mm用于致動器閥元件72的閥座DS (在致動器閥元件72大約
O.025mm的完全開啟行程吋)。后者對應于一排出節(jié)流通道73 (對應于大約O. 36mm的孔)，其中所有這些數(shù)值都是示意性的。所述的數(shù)據(jù)示出，唯一關鍵的控制橫截面由節(jié)流通道68形成，其在致動器閥元件72的完全開啟行程時決定噴射閥元件28的開啟運動。燃料噴射閥I的工作方式如下給壓電致動器26通電，壓電致動器膨脹并且借助 于致動器閥元件72的向下運動開啟閥座DS和因此排出通道73。致動器閥元件72的位置在圖2中利用虛線示出。閥腔70內的燃料壓カ急劇下降。由此蘑菇形的中間閥元件56朝向上方離開其在凸肩64上的貼靠。因為中間閥56’仍然開啟，所以燃料如此長時間地從孔76流入控制腔54內，直至中間閥56關閉，這當頭部60的扁平的上部件貼靠在底面12a上發(fā)生。在這個時間點控制腔54內的壓カ較小地下降。也可以由于緊密的滑動配合58’僅僅有非常少量的燃料進入閥腔70內，在閥腔70內的壓カ在這個時間點業(yè)已急劇下降，所述滑動配合在控制腔54和閥腔70之間導致一個持續(xù)存在的液壓分離位置(除了少量的對于分離功能不太重要的泄露)?，F(xiàn)在(在中間閥56關閉時)控制腔54內的壓カ由于通過節(jié)流通道56的燃料排空而顯著下降。這導致噴射閥元件28的遠離噴射閥座44的運動，由此燃料在高壓下從高壓腔42經由噴射閥座44流向噴射孔44’并且可以開始噴射過程。如果壓電致動器26完全斷電，那么致動器閥元件72通過其向上的運動關閉排出節(jié)流通道73。由此在控制腔54和閥腔70之間發(fā)生快速的壓カ補償，這導致，中間閥元件56通過ー個與孔76連通的、圍繞桿部58分布的且朝向頭部60敞開的槽76’中的系統(tǒng)壓カ和較小份額地通過彈簧66的力重新向下運動并且重新打開中間閥座56’。噴射閥元件28現(xiàn)在快速地朝向噴射閥座44運動，直至噴射過程中斷。為了實現(xiàn)單獨的預噴射或后噴射(在它們之間存在主噴射且在各單個噴射之間具有非常短的時間間隔)，可以通過再次給壓電致動器26通電使得中間閥元件56業(yè)已在噴射閥元件28的關閉運動期間重新朝向中間閥56’的關閉方向運動，因為控制腔54和閥腔70由于滑動配合58液壓地幾乎分離。接下來的噴射可以直接相鄰于之前的噴射的末尾并且各單個分離的噴射之間的間隔可以幾乎縮短至零。因為中間閥56’的可切換的橫截面顯著大于節(jié)流通道68的橫截面，所以本發(fā)明的控制裝置52不僅可以用于控制較小的燃料噴射閥1，例如用于小轎車或載重汽車發(fā)動機，也可以用于控制大得多的燃料噴射閥，其例如在應用在機車、運土機、發(fā)電設備和船中。圖3示出噴射閥元件28在如此情況下的運動分布，即致動器閥元件72在ー個未分離的然而分階段的噴射過程中的各時間段期間占據(jù)ー個其最大的開啟位置和其關閉位置之間的位置。表示為AH的致動器閥元件行程的時間分布在圖3的上圖表中以AH (t)示出，致動器閥元件的向下運動(相應于圖2的視圖)開啟或進ー步開啟排出通道73。噴射閥元件行程的時間分布表示為EH (t)。AH和的尺度是不同的，因為如上所述，致動器閥元件72的完全開啟行程在O. 025_數(shù)量級內，噴射閥元件的完全開啟行程根據(jù)特定應用的發(fā)動機大小在O. 2mm至大于I. Omm之間。在時間點tl，壓電致動器26通電并且打開致動器閥元件72，從而在時間點t2時噴射閥元件28的開啟運動開始。在t2和t3之間噴射閥元件28快速打開，但是僅僅經歷一個較小的路徑，因為壓電致動器26的通電被取消了并且因此致動器閥元件72如此減小開啟行程，使得保留的排出通道橫截面如同節(jié)流閥起作用。由此噴射閥元件的開啟速度如此長時間保持顯著降低，直至壓電致動器重新完全通電并且重新建立開啟行程的全速度，這在t4時是這種情況。噴射閥元件28而后重新快速打開直至t5并且其打開由節(jié)流通道68控制。由此實現(xiàn)了階段性的噴射分布。當噴射閥元件28不具有機械行程止擋或噴射閥元件28在全負荷噴射過程期間沒有達到機械的行程止擋時，產生在時間t5之后的所示分布EH(t)。因此這是個替代的可能性，其沒有機械行程止擋地作用。通過再次減小致動器閥元件行程可能的是，類似于在t3和t4之間，將噴射閥元件28的開啟速度(從在t5時存在的行程出發(fā)，其對應于具有機械行程止擋的燃料噴射閥的全開啟行程)重新減小。由此可以實現(xiàn)，在噴射閥元件28的關 閉過程開始之前也將行程EH的最大值限制在界限內，即使當噴射過程持續(xù)較長吋。這個條件特別是在用于較大的柴油發(fā)動機的燃料噴射閥中出現(xiàn)。在時間點t6，致動器閥元件72在關閉位置。在時間t6和t7之間因此噴射閥元件28關閉并且行程EH (t)快速接近零。如果壓電致動器26再次被短暫通電，在噴射閥元件28到達噴射閥座44之前，其向噴射閥座44的碰撞速度如此減小，使得較小的座應カ和接下來(如果這應當是臨界條件的話)獲得噴射閥座44的較長的壽命。這種情況下的AH(t)和EH(t)分布用虛線不出。圖4以縱向剖視圖和放大的視圖示出燃料噴射閥I的控制裝置52’的ー個第一替換結構方案的部分視圖。蘑菇狀的中間閥元件56完全在第一中間板12內下沉并且與第一中間板12構成ー個具有圓錐形底座的中間閥56’。取消了根據(jù)圖2的相對于引導套筒36的端側36b下沉的凸肩64。圖4的引導套筒78具有ー個平面的端面78b，其不僅與第一中間板12的底面12a —起將控制腔54徑向相對于高壓腔42密封，而且構成用于中間閥元件56的頭部60的止擋?？?6直接通入孔40內。因此中間閥元件56和第一中間板12構成ー個具有中間閥元件56的協(xié)調的行程的構造單元。替代地，構成中間件17的兩個中間板也可以由ー個唯一的エ件構成，這可以在圖I和圖2中同樣實現(xiàn)。附加地根據(jù)圖4的實施方式具有一個活塞元件80。這個設置也可以應用在圖2的方案中。另外一方面，圖4的方案也可以沒有活塞元件80地實現(xiàn)?；钊?0利用ー個相對緊密的滑動配合80’在第一中間板12的盲孔形的凹部內引導。ー個小的壓縮彈簧82將活塞元件80持續(xù)地壓向致動器閥元件72的底側。ー個腔84 (壓縮彈簧82位于該腔內并且該腔由活塞元件80的底側限定)借助于ー個通道86與凹ロ 62持久地液壓連接并且經由在中間閥元件56內的頭部60與控制腔54持久地液壓連接。具有圓錐形的閥座的中間閥元件56的工作方式類似于圖2的工作方式?；钊?0的功能如下如果致動器閥元件72被壓電致動器26向下壓，那么活塞元件80也實施這個運動。由此活塞元件80加大閥腔70的容積并且同時通過其泵作用減小腔84的容積。兩者導致中間閥56’的快速關閉，因為中間閥元件56啟動向上的快速運動。相反地，活塞元件在致動器閥元件72向上運動時導致腔84的容積增大并且同時在閥腔70內導致泵作用。這導致在打開中間閥56’時中間閥元件56的快速響應?；钊?0因此支持中間閥元件56的特別快速的響應。圖5以縱向剖視圖和放大的視圖示出圖I的燃料噴射閥的控制裝置52’ ’的ー個第二替換結構方案的部分視圖。第二中間板106不具有閥腔，而是僅僅具有ー個排出通道110，該排出通道110經由在第一中間板104內的通道108與中間閥元件56的桿部58的背面液壓地連接，構成中間件17的中間板104和106也可以作為唯一的エ件實現(xiàn)。替代地通道108也在第二中間板106內制成。圖5的閥腔70具有特別小的容積含量。排出通道110的橫截面可以顯著大于節(jié)流通道68的橫截面。致動器桿部112在圖5中示出的位置切斷排出通道110的排出側，從而不能產生噴射。當致動器桿部112朝向上方遠離運動時，排出通道110和通道108內的燃料壓カ快速下降，從而燃料噴射閥能夠以與圖I和圖2相關聯(lián)描述的類似方式進行噴射。如果致動器桿部112重新朝向排出通道110的排出側運動并且將其封閉，那么終結噴射。用于致動器桿部112的致動器可以是壓電致動器或也可以是電 磁致動器，其在通電時以已知的方式吸引致動器桿部112。圖6以縱向剖視圖和放大的視圖示出本發(fā)明的燃料噴射閥I的控制裝置52"'的ー個第三替換結構方案的部分視圖。根據(jù)圖5的實施形式的兩個中間板104和106通過ー個唯一的中間板105替換；它構成中間件17。ー個排出元件109與錯位的軸線8’同軸地位于ー個中間板105的凹部內，并且被ー個盤形彈簧107和被閥腔70內的燃料壓カ密封貼靠地壓向外殼體10的或替代地一個未詳細示出的支承元件地底面IOa上。排出通道110位于排出元件109內。這個方案的優(yōu)點是應用ー個唯一的中間板105，替代兩個中間板104和 106，并且具有較小尺寸的排出元件109可以由ー個非常耐磨的且也貴的材料便宜地制造。利用虛線在圖6中示出一個替換方式，其中節(jié)流通道77將孔40與小的閥腔70連通。這導致一旦排出通道Iio的排出側被封閉時，中間閥元件56快速關閉。圖7以縱向剖視圖和放大的視圖示出燃料噴射閥的控制裝置88的ー個第四替換結構方案的部分視圖，其中蘑菇狀的中間閥元件56類似于圖4、5或6構成?？刂蒲b置88位于ー個高壓腔90內，該高壓腔具有與高壓腔42相同的功能并且在一個包圍高壓腔90的體92內制成。體92可以是噴嘴體16或外殼體10或中間板，類似于圖1、2、4、5和6所示。噴射閥元件28的控制活塞28’伸入高壓腔90內，并且壓縮彈簧34將引導套筒78的平面的面78b密封貼靠地壓向ー個中間元件94的下端面94a上，蘑菇狀的中間閥元件56以緊密的滑動配合94’在中間元件94中引導。ー個在中間元件94內的孔96將凹部62 (在其中有中間閥元件56)和一個圍繞中間閥元件56的槽96’與一個通道98并且因此與高壓腔90連通。中間元件94替代圖1、2、4和5的第一中間板12設置并且與體92的一個徑向內部的壁100隔開地在圓周上引導并且軸向上對準縱向軸線102。排出通道110位于ー個盤狀的排出元件114內，其類似于中間元件94與壁100徑向隔開地定位。排出元件114的上側114b和封閉兀件116的底側116a類似于外殼體10以已知的方式壓カ密封地封閉高壓腔90。中間元件94和排出元件114構成中間件17。在根據(jù)圖7的實施方式中也如根據(jù)圖5的實施方式，閥腔70的容積含量非常小。同樣如同圖5和6的實施方式，可以借助于操作致動器桿部112使得中間閥元件56的桿部58的端側加載壓カ或卸載壓力，以便實現(xiàn)間歇性的柴油噴射。圖7的方案是有利的，當控制裝置88節(jié)省空間地安裝在燃料噴射閥的軸線102上的孔內并且放棄上述圖中的中間板12、14、104、105和106時。替代地，中間元件94和排出元件114也可以共同地一體構成。類似地在圖6中節(jié)流通道77替代地將高壓腔90與閥腔70連接，這如同在圖6中虛線示出并且相同作用。此外圖7的結構具有一個用于噴射閥元件28的控制活塞28’的端側的機械的行程止擋79，該行程止擋的形式為ー個與引導套筒78—體的且突出的壁，其伸入控制腔54內并且設有ー個中心通道79b，中心通道79b將控制腔54與凹部62液壓地連通。這個實施方式或一個功能上對應的實施方式也可以在根據(jù)其他的附圖的實施方式中應用。相反地，在圖7示出的實施方式也可以構成為沒有機械的行程止擋79。 在一個未示出的方案中圖5和圖7的方案如此組合，使得圖7的所有的元件，除了盤狀的排出元件114，位于縱向軸線102上的高壓腔90內部，然而排出通道110位于ー個在錯位的致動器軸線8’上的與圖5的第二中間板106類似的中間板上。ー個等同于圖5的通道108的通道必須而后在這個中間板中如此延伸，使得它在其從中間閥元件56的桿部58的端側至排出通道110的延伸上不會形成至高壓腔90的液壓連接。這是這種情況，即通道例如構成為在這個中間板中的傾斜的孔。中間板比在圖5中所示較厚，以便可以安裝通道的傾斜的內部的分布。圖8以縱向剖視圖和放大的視圖示出燃料噴射閥的控制裝置88的ー個第五替換結構方案的部分視圖，其類似于圖7。蘑菇形的中間閥元件56具有如圖2所示的平底座。然而在中間元件94中不存在槽76’。兩個在中間元件94中相對置的孔96 (也可以是ー個孔96或多個兩個孔96)以它們進入凹部62內的敞開的入口與中間閥元件56共同構成中間閥56’。當中間閥元件56封閉孔96以構造間歇性的噴射時，除了通入凹部62內的通道外，利用這個結構也封閉用于桿部58與中間元件94的滑動配合94"的通道。滑動配合94"可以(當需要吋)與上述的結構方案較小精密地構成，并且其間隙可以替代在圖I至圖7的實施例中的緊密的滑動配合的典型的2至6微米，可以是直至50微米。利用50微米的間隙在噴射過程中由槽76’(圖2)或上述附圖的相應的位置流入閥腔70內的泄露相當大，這在利用圖8的方案時不會出現(xiàn)，因為除了孔96的關閉外，借助于中間閥56’也將滑動配合94"與高壓腔90分離。然而滑動配合94"在這種方案只中也至少導致這樣的液壓分離位置，其引起足夠的壓力差，由此在操作致動器裝置24后中間閥元件56非常快速地封閉孔96。此外，孔96的通入凹部62中的出口可以在圓周上圍繞軸線102擴寬，以便在中間閥元件56的較小的行程時得到較大的通流面積。而后獲得一腎形的擴寬部或ー槽，其在凹部62和滑動配合94"的圓周方向上延伸并且被ー個平底座包圍。此外圖8的控制裝置，與上面的附圖的控制裝置不同，不具有壓縮彈簧66，這也可以在上述的實施方式中實現(xiàn)。中間閥56而后僅僅被液壓カ控制。利用94b利用虛線示意表示引導套筒78和中間元件94之間的替代的分離位置。替代地可以一體地構成中間元件94和排出元件114。圖9以縱向剖視圖和放大的視圖示出本發(fā)明的燃料噴射閥的控制裝置140的ー個第六替換結構方案的部分視圖。在第二中間板14內存在ー個作為兩位三通閥作用的丸形的平底座閥元件120，其可以被ー個閥針122 (其例如可以被ー個壓電致動器操縱)移動。平底座閥元件120可以在第二中間板14內在外殼體10和第一中間板12之間實施一個規(guī)定的小的行程。在ー個優(yōu)選的實施方式中平底座閥元件120具有兩個平底座，因此特別簡單的是，規(guī)定的小的行程通過第二中間板14的厚度和平底座閥元件120的厚度的差異獲得。在壓電致動器26的去激勵狀態(tài)下平底座閥元件以ー個第一閥座124封閉閥腔70和低壓燃料回路50之間的連接(見圖I)并且同時釋放ー個在第一中間板12內的、與高壓腔42連通的高壓通道126 (其具有相對較大的未節(jié)流的橫截面)。在平底座閥元件120和第一中間板12即第二閥座128之間的通流橫截面在所示的平底座閥元件120的位置上釋放ー個相對于構成止回閥130的中間薄板132的節(jié)流通道68大得多的橫截面。這可以如此實現(xiàn)，即高壓通道126自身與閥座128規(guī)定ー個足夠大的圓周-座橫截面，但是也可以在閥座128的區(qū)域內構成高壓通道126的擴寬，其幾何形狀總是如此的，以便可以在閥座128上形成ー個殼體面，其顯著大于節(jié)流通道68的通道。側向的通道70’和ー個在第一中間板12內的較大橫截面的中心的通道孔138將閥腔70與中間薄板132內的節(jié)流通道68連通，中間薄板132具有側向的凹部136并且被ー個壓縮彈簧134壓向第一中間板12的底面12a上。在噴射閥元件28的開啟運動中中間薄板132的位置如在圖9中所示。如虛線所示，通道孔138也可以傾斜地設置，從而可以取 消通道70’?？刂蒲b置140的功能如下為了噴射，致動器裝置借助于閥針122將平底座閥元件120從其在第一閥座124上的支承位置壓向第一中間板12的上表面12b，因此打開至低壓通道50的第一閥座124并且封閉至高壓通道126的第二閥座128。由此閥腔70內的壓カ下降并且由此在控制腔54內的壓カ下降。噴射閥元件28可以打開并且開啟運動由節(jié)流通道68控制。如果第一閥座124通過平底座閥元件120的運動而關閉以終結噴射，那么同時第二閥座128打開。穿過相對較大的橫截面進入閥腔70且進入通道孔138的燃料流如此打開中間薄板，即中間薄板被從其在底面12a上的貼靠壓離。經由凹ロ 132燃料流進入控制腔54內并且噴射過程快速終結。通過致動器裝置的多次操縱可以因此實現(xiàn)具有非常短的時間間隔的多次噴射。替代地，中間板12和14可以由ー個エ件一體構成。圖10以縱向剖視圖和放大的視圖示出本發(fā)明的燃料噴射閥的控制裝置142的一個第七替換結構方案的部分視圖，其類似于圖9的構造。精密的節(jié)流通道68位于平底座閥元件144內并且經由相對較大橫截面的通道孔146與控制腔54連通。為了克服兩個縱向軸線8和8’之間的錯位有利的是，通道孔146在第一中間板12內如圖所示傾斜地設置。如在圖10中所示，節(jié)流通道68必須對準通道孔146。這通過如下方式確保，即平底座閥元件144不是圓形的，而是例如在側向具有兩個去角的表面或者是橢圓形的或者(直角)角形的，以便與第二中間板14的閥腔70的ー個所屬的引導形狀在圓周上扭轉固定地定向。替代地在第一中間板12內或在平底座閥元件144內的槽146b (虛線所示)確保在平底座閥元件144的圓形形狀時液壓的連接。因為通道孔146和以及在槽146b內可能的路徑是短的，所以節(jié)流通道68的改變的位置的作用在功能方面與節(jié)流通道68在幾何上直接與控制腔連接是相同的。在此中間板12、14聯(lián)合成一個エ件?？刂蒲b置142的功能類似于圖9的控制裝置。結構更加簡單，因為在圖10中不需要中間板132和壓縮彈簧134。在圖11中示出的本發(fā)明的燃料噴射閥的實施方式中，在圖8中示出的實施方式的中間元件94和排出元件114組合成一個唯一的エ件，即ー個中間體150。構成中間件17的盤狀的中間體150借助于鎖緊螺母18密封地一方面在噴嘴體16上并且另外一方面在外殼體10上貼靠地保持。圖12和13放大示出中間體150。在中間體150內的向下敞開的盲孔形的凹部以其圓柱體形的外殼與蘑菇狀的中間閥元件56的桿部58構成滑動配合58’，并且以桿部58限定閥腔70。這ー方面經由非常狹窄的流入孔152與所述與高壓入口連通的縱向孔22連通并且另外一方面經由在中間閥元件56內的精密的節(jié)流通道68與控制腔54連通。此外排出通道110從閥腔70出發(fā)，相對于縱向軸線102偏置地，引導至外殼體 10內的通道，在該通道中設置致動器桿部112并且該通道通入低壓回路50內。在中心的盲孔形狀的凹部外部在徑向方向上穿過三個孔96中心體150，所述三個孔在上側通過ー個基本上V形的連接槽154與縱向孔22流動連接。在下側上它們通入控制腔54并且借助于中間閥元件56的頭部可封閉。從V形的連接槽154出發(fā)，孔40在軸向方向上穿過中間體150，該孔在下側上通入中間閥體150內的U形分配槽156內。這在引導套筒78的徑向外部確保與高壓腔90的連接。通過壓縮彈簧34引導套筒78以其端側78b密封貼靠地保持在中間體150上，其中引導套筒78在U形的分配槽156和孔96的通入口之間貼靠在中間體150上。在其這側的端部區(qū)域內，引導套筒78相對于與噴射閥元件28的控制活塞28’緊密的滑動配合的區(qū)域擴寬地構成，以便可以以足夠的徑向間隙容納中間閥元件56的頭部。此外中間體150具有兩個盲孔形狀的定位孔158，外殼體10上的定位銷進入所述定位孔內嵌接。如特別是在圖12中可見，圍繞排出通道110的通入口的、與致動器桿部112的平面端側共同作用的、構成閥座的環(huán)形的區(qū)域硬化地構成。利用虛線在圖11中以與上述類似的方式示出ー個方案，其中中間體150由兩個部分構成，它們彼此分離。在靜止狀態(tài)下致動器桿部112封閉排出通道110，噴射閥元件28貼靠在噴射閥座44上并且中間閥56’打開；其頭部貼靠在引導套筒78的內凸肩上。為了觸發(fā)噴射過程，致動器桿部112回縮，這導致閥腔70內的壓カ下降，因為排出通道110的流動橫截面顯著大于節(jié)流通道68和流入孔152的流動橫截面的總和。這具有如此的后果，即中間閥56’關閉且控制腔54內的壓カ因此快速下降。噴射閥元件28由于控制腔54內的壓カ降將克服壓縮彈簧34的作用從噴射閥座44上抬起。為了終結噴射過程，排出通道110借助于ー個致動器桿部112封閉。這在控制腔54和閥腔70之間導致非?？焖俚匦纬芍辽俳咏膲亥a償。此外經由在孔96內出現(xiàn)的高壓以及經由控制活塞98’，壓縮彈簧34施加一個開啟力至中間閥元件56上，這導致噴射閥元件28的非?？焖俚年P閉運動。類似如上所述，多次噴射是可能的。在圖11中示出的實施方式在工作時也沒有流入孔152。在這種情況下中間閥56’的開啟輕微延遲地實現(xiàn)。在所示的實施例中排出通道的開啟橫截面至少是精密的節(jié)流通道68的橫截面的兩倍。當然本發(fā)明的燃料噴射閥的控制裝置的特征也可以單個地或者與以與在此示出不同的組合進行應用。
權利要求
1.用于向內燃機的燃燒室內間歇性地噴射燃料的燃料噴射閥(1)，其包含一個外殼(6),該外殼具有一外殼體(10)和一含有噴射閥座(44)的噴嘴體(16)；一在外殼(6)內設置的高壓腔(42 ;90)，所述高壓腔與一燃料高壓入口(20)和噴射閥座(44)處于連通；一在外殼(6)內可縱向移動地設置的噴射閥兀件(28),該噴射閥兀件與噴射閥座(44)共同作用；ー壓縮彈簧(34)，該壓縮彈簧一方面支承在噴射閥元件(28)上并且以一個朝向噴射閥座(44)定向的關閉カ對所述噴射閥元件加載，并且壓縮彈簧另外一方面支承在一引導套筒(36 ;78)上并且在此將引導套筒(36 ;78)密封地壓靠到一中間件(17)上，其中引導套筒(36 ；78)與噴射閥元件(28)的一在引導套筒(36 ；78)內引導的控制活塞(28') 一起相對于高壓腔(42 ;90)界定ー控制腔(54);以及ー控制裝置(52 ;52' ;52" ;52"' ;88 ;140，142)，用于通過改變控制腔(54)內的壓カ來控制噴射閥元件(28)的軸向運動；一閥元件(56 ;120，144)，該閥元件(56)控制一高壓孔(76，96，126)和控制腔(54)之間的連通，其中控制腔(54)和ー閥腔(70)持久地彼此連通；一電操縱的致動器裝置(24)，用于封閉和釋放一個從閥腔(70)引導至ー低壓燃料回路(50)的排出通道(73 ；110 ；124);以及至少ー個在控制腔(54)和排出通道(73 ；110 ;124)之間設置的節(jié)流通道(68)，其特征在于，在致動器裝置的全行程時排出通道(73 ；110 ;124)的開啟橫截面大于單個節(jié)流通道(68)的橫截面并且在此噴射閥元件(28)的開啟運動僅僅地通過節(jié)流通道(68)控制。
2.如權利要求I所述的燃料噴射閥，其特征在于，排出通道(110;124)的開啟橫截面至少是節(jié)流通道(68)的橫截面的兩倍。
3.如權利要求I所述的燃料噴射閥，其特征在于，中間件(17)具有一個噴嘴體側的第一中間板(12)和ー個外殼體側的、面狀貼靠在所述第一中間板(12)上的第二中間板(14),并且閥腔(70)在圓周上由第二中間板(14)界定并且在端側由外殼體(10)和第一中間板(12)界定。
4.如權利要求3所述的燃料噴射閥，其特征在于，其特征在于，致動器裝置(24)設置在ー個相對于縱向軸線(8)錯位的致動器軸線(8’)上。
5.如權利要求I所述的燃料噴射閥，其特征在于，中間件(17)具有一個噴嘴體側的第一中間板(12)和ー個外殼體側的、面狀貼靠在所述第一中間板(12)上的第二中間板(14),并且閥腔(70)在圓周上由第二中間板(14)界定并且在端側由外殼體(10)和第一中間板(12)界定，并且閥元件(120 ;144)設置在閥腔(70)內并且構成為平底座閥元件，該平底座閥元件控制ー個與低壓燃料回路(50)連通的第一平底座閥(124)和一個對置的與高壓腔(42)連通的第二平底座閥(128)。
6.如權利要求5所述的燃料噴射閥，其特征在于，第一平底座閥(124)和第二平底座閥(128)與共同的閥元件(120 ; 144)構成ー個兩位三通閥。
7.如權利要求6所述的燃料噴射閥，其特征在于，閥元件(120;144)的行程通過閥元件(120 ;144)和第二中間板(14)之間的厚度差定義。
8.如權利要求5所述的燃料噴射閥，其特征在于，第一中間板(12)具有ー個將高壓腔(42)與第二平底座閥(128)連接的高壓通道(126)和一個用于將閥腔(70)與控制腔(54)持久連接的通道孔(138 ;146)。
9.如權利要求5所述的燃料噴射閥，其特征在于，節(jié)流通道(68)制成在閥元件(144)內。
10.如權利要求5所述的燃料噴射閥，其特征在于，致動器裝置(24)根據(jù)行程地控制進入低壓燃料回路(50)內的燃料流，并且在部分行程時噴射閥元件(28)的開啟運動比在最大行程時較慢地發(fā)生。
11.如權利要求I所述的燃料噴射閥，其特征在干，閥元件(120;144)設置在閥腔(70)內并且構成為平底座閥元件，該平底座閥元件控制ー個與低壓燃料回路(50)連通的第一平底座閥(124)和一個對置的與高壓腔(42)連通的第二平底座閥(128)。
12.如權利要求11所述的燃料噴射閥，其特征在于，第一平底座閥(124)和第二平底座閥(128)與共同的閥元件(120 ;144)構成ー個兩位三通閥。
13.如權利要求12所述的燃料噴射閥，其特征在于，閥元件(120;144)的行程通過閥元件(120 ;144)和一個在圓周上界定閥腔(70)的中間板(14)之間的厚度差定義。
14.如權利要求11所述的燃料噴射閥，其特征在于，第一中間板(12)具有ー個將高壓腔(42)與第二平底座閥(128)連接的高壓通道(126)和一個用于將閥腔(70)與控制腔(54)持久連接的通道孔(138 ;146)。
15.如權利要求11所述的燃料噴射閥，其特征在于，節(jié)流通道(68)制成在閥元件(144)內。
16.如權利要求14所述的燃料噴射閥，其特征在于，節(jié)流通道(68)制成在閥元件(144)內。
17.如權利要求6所述的燃料噴射閥，其特征在于，節(jié)流通道(68)制成在構成止回閥(130)的中間薄板(132)中。
18.如權利要求12所述的燃料噴射閥，其特征在于，節(jié)流通道(68)制成在構成止回閥(130)的中間薄板(132)中。
19.如權利要求17或18所述的燃料噴射閥，其特征在于，中間薄板(132)設置在控制腔(54)中。
20.用于向內燃機的燃燒室內間歇性地噴射燃料的燃料噴射閥(1)，其包含一個外殼(6),該外殼具有一外殼體(10)和一含有噴射閥座(44)的噴嘴體(16)；一在外殼(6)內設置的高壓腔(42 ;90)，所述高壓腔與一高壓燃料入口(20)和噴射閥座(44)處于連通；一在外殼(6)內可縱向移動地設置的噴射閥兀件(28),該噴射閥兀件與噴射閥座(44)共同作用；ー壓縮彈簧(34)，該壓縮彈簧一方面支承在噴射閥元件(28)上并且以一個朝向噴射閥座(44)定向的關閉カ對所述噴射閥元件加載，并且壓縮彈簧另外一方面支承在一引導套筒(36)上并且在此將引導套筒(36)密封地壓靠到一中間件(17)上，其中引導套筒(36)與噴射閥元件(28)的一在引導套筒(36)內引導的控制活塞(28') 一起相對于高壓腔(42)界定ー控制腔(54);以及ー控制裝置(140，142)，用于通過改變控制腔(54)內的壓カ來控制噴射閥元件(28)的軸向運動；一閥元件(120，144)，該閥元件控制一高壓孔(126)和控制腔(54)之間的連通，其中控制腔(54)和ー閥腔(70)持久地彼此連通；以及ー電操縱的致動器裝置(24)，用于封閉和釋放ー個從閥腔(70)引導至ー低壓燃料回路(50)的排出通道(124);以及至少ー個在控制腔(54)和排出通道(124)之間設置的節(jié)流通道(68)，其特征在于，閥元件(120，144)設置在閥腔(70)中，以ー側控制在高壓孔(126)和控制腔(54)之間的連通并且以另外一側封閉和釋放排出通道(124)，其中，為了噴射，電操縱的致動器裝置(24 )的壓電致動器(26 )移動閥元件(120，144 )。
21.如權利要求20所述的燃料噴射閥，其特征在于，壓電致動器(26)將閥元件(120，144)移動成使得排出通道(124)是打開的并且高壓孔(126)是封閉的。
22.如權利要求20所述的燃料噴射閥，其特征在于，閥元件(120;144)構成為平底座閥元件，該平底座閥元件控制ー個與低壓燃料回路(50)連通的第一平底座閥(124)和ー個對置的與高壓腔(42)連通的第二平底座閥(128)。
23.如權利要求20所述的燃料噴射閥，其特征在于，在致動器裝置的全行程時排出通道(124)的開啟橫截面大于單個節(jié)流通道(68)的橫截面并且在此噴射閥元件(28)的開啟運動僅僅地通過節(jié)流通道(68)控制。
24.如權利要求22所述的燃料噴射閥，其特征在于，中間件(17)具有一個噴嘴體側的第一中間板(12)和ー個外殼體側的、面狀貼靠在第一中間板(12)上的第二中間板(14),并且閥腔(70)在圓周上由第二中間板(14 ;106)界定并且在端側由外殼體(10)和第一中間板(12 ；104)界定。
25.如權利要求20所述的燃料噴射閥，其特征在于，閥元件(120;144)的行程通過閥元件(120 ;144)和一個在圓周上界定閥腔(70)的中間板(14)之間的厚度差定義。
26.如權利要求20所述的燃料噴射閥，其特征在于，節(jié)流通道(68)制成在閥元件(144)內。
27.如權利要求20所述的燃料噴射閥，其特征在于，致動器裝置(24)根據(jù)行程來控制進入低壓燃料回路(50)內的燃料流，并且在部分行程時噴射閥元件(28)的開啟運動比在最大行程時較慢地發(fā)生。
全文摘要
燃料噴射閥的控制裝置具有一蘑菇形的中間閥元件(56)，該中間閥元件以滑動配合(58')在一第一中間板(12)內引導。具有一控制活塞(28')的噴射閥元件(28)為了開啟和關閉噴射孔以實現(xiàn)間歇性的噴射過程，與一個引導套筒(36)和第一中間板(12)的底面(12a)共同限定一控制腔(54)。一個第二中間板(14)位于第一中間板(12)和外殼體(10)之間并且具有一個閥腔(70)，該閥腔與蘑菇形的中間閥元件(56)的桿部(58)的端側液壓地連通。
文檔編號F02M55/00GK102828872SQ20121034438
公開日2012年12月19日 申請日期2007年2月22日 優(yōu)先權日2006年3月3日
發(fā)明者M·甘瑟 申請人:甘瑟-許德羅瑪格股份公司