CN101059110A - 内燃机的喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机的喷射装置。根据本发明，在具有冲程控制的喷射器(9)的喷射装置中通过前置3/2换向阀(4)来实现喷射速度形成(引导速度形成)，及在具有压力控制的喷射器(7)的喷射装置中通过前置的3/2换向阀(6)和随后的2/2换向阀(4)来实现喷射速度形成(引导速度形成)。

Description

内燃机的喷射装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的喷射装置。
背景技术
以可变压力喷射燃料的喷射系统例如共轨喷射系统主要在喷射开始时具有非常快速喷射速度。它在高压下喷射出大量燃料。但是，这种效果对氮氧化物排放率(NOx-排放率)产生负面影响。通过分阶段地释放/打开喷射喷嘴或者通过在喷射喷嘴中限定出的打开特性(引导速度形成(boot rate shaping))，可以实现阶梯状喷射速度，并且因此对排放率产生良好的影响。
现有技术中已知内燃机的喷射装置，通过该装置可以实现喷射速度形成。在这种内燃机的喷射装置的一个可能实施方式中，2/2换向阀被设置在冲程控制的共轨喷射器的前面。在2/2换向阀的一个阀位置上，由高压燃料供给装置所产生的最大燃料压力连通(anliegen)到喷射器中，其中该燃料中间储存在蓄压器(共轨)中。处于压力下的燃料喷射到内燃机的燃烧室内，通过喷射器冲程的释放来处理。在其它阀位置上，通到喷射器的、处于压力下的燃料管路通过节流阀和压力调节阀来卸压，因此较小压力连通到喷射器中。如果现在也通过释放喷射器冲程把处于压力下的燃料喷射到燃烧室内，那么它如所希望的那样可以产生较小的压力。
找到这样的替换方案，其中通过该替换方案同样能实现喷射速度形成，即在喷射开始时以较小压力将少量燃料喷射到内燃机的燃烧室内是许多喷射系统制造商和许多采用了这种喷射系统的柴油机的制造商的愿望。
发明内容
由此出发，本发明的目的是提供一种内燃机的新型喷射装置，在该装置中可以不同地实现喷射速度形成(引导速度形成)。
这个目的通过如权利要求1和权利要求5所述的用于内燃机的喷射装置来实现。
本发明人知道，它可以在冲程控制的喷射器中通过前置3/2换向阀来实现，及它在压力控制的喷射器中可以通过前置3/2换向阀和连接起来的2/2换向阀来实现以产生喷射速度形成(Einspritzratenformung)(引导速度形成)。
从所获得的知识出发，本发明人提供了一种用于内燃机的喷射装置，该装置至少由压力控制喷射阀组成，2/2换向阀设置在该压力控制喷射阀的前面，所述2/2换向阀连通或分开蓄压器与压力控制的喷射阀，该蓄压器中具有处于压力下的燃料，取得了如下改善，沿着液压流动方向，3/2换向阀被设置在2/2换向阀的前面，该3/2换向阀在一个接通位置上使蓄压器与2/2换向阀相连通，并且在另一个位置上使2/2换向阀与压力减小的控制管路相连通。
通过打开或者关闭2/2换向阀，选择的压力或者没有压力被施加在压力控制的喷射阀中，因此它可以打开或者关闭。为了得到喷射速度形成(引导速度形成)及为了在喷射开始时在较小压力下将少量燃料喷射到内燃机的燃烧室内，3/2换向阀和2/2换向阀如下面那样进行切换：
在3/2换向阀的第一位置上，来自蓄压器的、处于高压下的燃料通过燃料管路经过3/2换向阀来供给。然后，将3/2换向阀切换到第二位置上。因此，燃料管路中的压力通过具有恒压控制阀和可调节的节流阀的、现在连通的控制管路减小到理想的压力值上。如果现在2/2换向阀被打开，那么具有减小压力的燃料通过打开的喷油嘴针阀来喷射。
为了在高压下将大量燃料喷射到内燃机的燃烧室内，因此，将3/2换向阀切换到第二位置上，并且在2/2换向阀打开时切换到第二位置上，以及在2/2换向阀打开时，把来自蓄压器中的燃料直接供给到喷射器中。在本发明的一个可能实施方式中，压力控制喷射阀具有喷油嘴针阀，通过至少一个弹簧件将该针阀保持在关闭位置上。如果压力被施加到喷射阀，那么它克服弹簧压力而被打开，并且燃料可以流入到燃烧室内。在控制管路中布置至少一个恒压控制阀。恒压控制阀用来在该管路内保持规定的压力。
除了恒压控制阀之外，在控制管路中还可以布置可调节的节流阀。通过这个可调节的节流阀可以在喷射过程之间调节规定的理想燃料压力。
除了到目前为止所描述的用于内燃机的喷射装置之外，本发明人还提供了另一种用于内燃机的喷射装置，该喷射装置至少由冲程控制的喷射阀和蓄压器组成，在该蓄压器中具有处于压力下的燃料，从而改善了如下，即将3/2换向阀设置在喷射阀的前面，该3/2换向阀在一个接通位置上使蓄压器与喷射阀相连通，及在另一个位置上使喷射阀与压力减小的压力控制管路相连通。通过该另一个用于内燃机的喷射装置，也可以实现，在喷射开始时以较小压力将少量燃料喷射到内燃机的燃烧室内。
为了实现冲程控制的喷射阀，因此在一个实施方式中喷射阀具有喷油嘴针阀，该针阀形成上部和下部压力室，在压力下可将燃料供给到这些压力室中。如果例如在室内通过打开开口来减少压力，那么可以通过压差使针阀运动。这种室的打开例如可以通过至少一个控制元件、优选为2/2换向阀来实现，该控制元件至少可以打开或者关闭该压力室。
为了在室内实现节流的压力降低，因此在至少一个压力室中使压力入口横截面小于压力出口横截面是有利的。在控制管路中可布置至少一个恒压控制阀和/或可调节的节流阀。
本发明的优选改进记载在从属权利要中和下面的描述中。在不受其限制的情况下，参照两个附图来详细地描述本发明的两个实施例。
附图说明
图1是内燃机的喷射装置的示意图；
图2是内燃机的喷射装置的另一个实施例的示意图。
具体实施方式
在下面，参照附图1和2来描述本发明。
图1示出了燃料发动机的喷射装置的示意图。本发明的实施例优选地适合于压力控制的喷射阀/喷射器7，也适合于首先在连通燃料压力时才打开的喷射阀/喷射器。
燃料箱1内的燃料通过高压燃料供给装置2以大约600-2500Bar的压力供给到蓄压器3中。连接到蓄压器3中的3/2换向阀4根据接通位置把燃料供给到喷射器7中。在3/2换向阀的第一位置4.1中，在其中设置了恒压控制阀8.1和可调节的节流阀8.2的节流控制阀10.2与3/2换向阀4相分开。同时，在2/2换向阀6打开时，来自蓄压器3的燃料通过现在连通3/2换向阀4的燃料管路10.3和10.1供给到喷射器7中。一个连通到喷油嘴针阀7.2中的燃料压力克服弹簧压力移动弹簧7.1，并且因此让喷射截面敞开，因此燃料被引导到燃烧室中。
在图1所示的3/2换向阀的第二位置4.2上，燃料管路10.1在2/2换向阀6打开时(在图1中，阀6关闭)，通过现在被连通的节流控制管路10.2与恒压控制阀8.1和可调节的节流阀8.2相连，因此管路10.1内的压力减小了。同时，在所示出的3/2换向阀的位置4.2上，燃料管路10.3与蓄压器3分离。为了在喷射开始处以更低压力下将少量燃料喷射到燃料发动机的燃烧室中，因此3/2换向阀4和2/2换向阀6如下面那样进行切换：
在3/2换向阀4的第一位置4.1中，来自蓄压器3的、处于高压下的燃料通过燃料管路10.3经过3/2换向阀4进行供给。然后，3/2换向阀4被切换到第二位置4.2上。因此，燃料管路10.1内的压力通过具有恒压控制阀8.2和可调节的节流阀8.1的、现在连通的控制管路10.2减小到理想的值上。现在，2/2换向阀6被打开，因此压力减小的燃料可以通过打开的喷油嘴针阀7.2来喷射。
为了把处于高压下的大量燃料喷射到燃料发动机的燃烧室内，因此3/2换向阀4被切换到位置4.1上，并且在2/2换向阀打开时，把来自蓄压器3中的燃料供给到喷射器7中。
图2示出了燃料发动机的喷射装置的另一个实施方式的示意图。这个实施例适合于冲程控制的喷射阀/喷射器9。
如图1所示那样，通过连接到蓄压器3中的3/2换向阀4来实现喷射速度形成(引导速度形成)的控制。在3/2换向阀的第一位置4.1上，在其中设置了恒压控制阀8.1和可调节的节流阀8.2的节流控制管路10.2与3/2换向阀相分离。同时，在2/2换向阀6打开时，来自蓄压器3中的燃料通过现在通过3/2换向阀连通的燃料管路10.3和10.1供给到喷射器9中。
在图2所示的3/2换向阀的第二位置4.2中，燃料管路10.1在2/2换向阀9.1打开时通过现在已连通的节流控制管路10.2与恒压控制阀8.1和节流阀8.2相连通，并且因此使管路10.1中的压力减小。同时，在所示的3/2换向阀的位置4.2上，燃料管路10.3与蓄压器3相分开。
与图1中的、压力控制的喷射阀不同，喷油嘴针阀9.4的打开和关闭通过2/2换向阀9.1来控制，该换向阀9.1设置在喷射器9的燃料排出管路中。在图2所示的情况下，2/2换向阀9.1被关闭。因.此在上部压力室9.3内和在下部压力室9.2中保持相同的燃料压力。喷油嘴针阀9.4上的、来自上部压力室9.3的上部的压力和来自下部压力室9.2的下部的压力保持平衡，因此喷油嘴针阀9.4被保持在下部位置上，并且使喷射喷油嘴横截面保持关闭。
为了开始燃料喷射过程，即喷射喷嘴横截面的打开，通过升高喷油嘴针阀9.4来产生，因此打开2/2换向阀9.1。因此使上部压力室9.3卸压。
由于排出节流阀9.5的横截面积大于流入节流阀9.6的横截面积，因此在上部压力室9.3中通过节流来实现卸压。在下部压力室9.2中，处于压力下的燃料使喷油嘴针阀9.4升高，并且因此使喷射喷嘴横截面敞开。弹簧件9.7阻碍喷油嘴针阀的运动，并且在上部和下部压力室9.2和9.3的压力平衡时或者在喷射之后使喷油嘴针阀9.4运动回到它的开始位置上。
应该知道，在没有脱离本发明的范围内，上述特征和权利要求的特征不仅可以用在各个给出的结合中，而且也可以用在其它结合或者单独情况中。
附图标记列表
1.燃料箱  2.高压燃料供给装置  3.蓄压器/共轨  4.3/2换向阀  4.13/2换向阀的第一位置  4.23/2换向阀的第二位置  5.用来控制3/2换向阀的2/2换向阀  6.2/2换向阀  7.压力控制喷射阀/压力控制喷射器  7.1弹簧  7.2喷油嘴针阀  8.1恒压控制阀  8.2可调节的节流阀  9.冲程控制的喷射阀/冲程控制的喷射器  9.12/2换向阀  9.2下部压力室  9.3上部压力室  9.4喷油嘴针阀  9.5排出节流阀  9.6流入节流阀  9.7弹簧  10.1通到喷射器中的燃料管路  10.2节流控制管路  10.3来自共轨的燃料管路  10.4控制管路

Claims (10)

1.一种用于内燃机的喷射装置，该装置至少由压力控制的喷射阀(7)组成，2/2换向阀(6)设置在该压力控制的喷射阀的前面，该换向阀(6)连通或者分离蓄压器(3)与压力控制的喷射阀(7)，在该蓄压器中具有处于压力下的燃料，其特征在于，沿着液压流动方向，3/2换向阀(6)被设置在2/2换向阀(6)的前面，该3/2换向阀在接通位置(4.1)上使蓄压器(3)与2/2换向阀(6)相连通，并且在另一个位置(4.2)上使2/2换向阀(6)与减小压力的控制管路(10.2)相连通。
2.根据权利要求1所述的喷射装置，其特征在于，压力控制的喷射阀(7)具有喷油嘴针阀(7.2)，该针阀通过至少一个弹簧件(7.1)被保持在关闭位置上。
3.根据权利要求1和2中任一项或者两项所述的喷射装置，其特征在于，在控制管路(10.2)中布置至少一个恒压控制阀(8.1)。
4.根据权利要求1-3中任一项或者多项所述的喷射装置，其特征在于，在控制管路(10.2)中布置可调节的节流阀(8.2)。
5.一种用于内燃机的喷射装置，该喷射装置至少由冲程控制的喷射阀(9)和蓄压器(3)组成，在该蓄压器中具有处于压力下的燃料，其特征在于，3/2换向阀(4)被设置在喷射阀(9)的前面，该3/2换向阀在接通位置(4.1)上使蓄压器(3)与喷射阀(9)相连通，及在另一个位置(4.2)上使喷射阀(9)与减小压力的控制管路(10.2)相连通。
6.根据权利要求5所述的喷射装置，其特征在于，冲程控制的喷射阀(9)具有喷油嘴针阀(9.4)，在该喷油嘴针阀(9.4)的上部和下部形成压力室(93和9.2)，可以在压力下将燃料供给到这些压力室中。
7.根据权利要求5和6中任一项或者两项所述的喷射装置，其特征在于，布置至少一个控制元件、优选为2/2换向阀(9.1)，该控制元件至少可以打开或者关闭压力室(9.3)。
8.根据权利要求5-7任一项或者多项所述的喷射装置，其特征在于，在至少一个压力室(9.3)中压力入口横截面(9.6)小于压力出口横截面(9.5)。
9.根据权利要求5-8任一项或者多项所述的喷射装置，其特征在于，在控制管路(10.2)中布置至少一个恒压控制阀(8.1)。
10.根据权利要求5-9任一项或者多项所述的喷射装置，其特征在于，在控制管路(10.2)中布置可调节的节流阀(8.2)。
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