CN101331314A - 燃料喷射器 - Google Patents

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CN101331314A CNA2006800469751A CN200680046975A CN101331314A CN 101331314 A CN101331314 A CN 101331314A CN A2006800469751 A CNA2006800469751 A CN A2006800469751A CN 200680046975 A CN200680046975 A CN 200680046975A CN 101331314 A CN101331314 A CN 101331314A
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Abstract

本发明涉及一种燃料喷射器，具有一喷射器壳体(1)，该喷射器壳体包括一压力室(21，17)，当一喷嘴针(8)由其座上抬起时，根据一喷嘴针控制室(36)中的压力，由该压力室使加载以高压的燃料喷射到内燃机的一燃烧室中，其中，所述喷嘴针控制室(36)中的压力通过一带有一压电执行机构(48)的开关阀装置来控制，该压电执行机构被加载以电时产生长度伸长。为了提供一种具有改善的喷射性能及可成本有利地制造的燃料喷射器，所述开关阀装置包括一与所述压电执行机构(48)耦合的、具有一自由端部的阀活塞(45)，该端部设置在一与所述喷嘴针控制室(36)相连接的阀活塞控制室(40)中，在压电执行机构(48)被加载以电的状态中，该端部使所述阀活塞控制室(40)与一压力卸载室(52；50)之间的液压的压力卸载连接中断。

Description

燃料喷射器
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的燃料喷射器。
背景技术
喷嘴针控制室也称为伺服控制室。因此根据本发明的燃料喷射器也被称为伺服控制的喷射器，其伺服控制室通过阀装置借助压电执行机构来控制。
发明内容
本发明的任务在于，给出根据权利要求1的前序部分的燃料喷射器，它具有更好的喷射性能及可成本上有利地被制造。
该任务通过根据权利要求1的燃料喷射器来解决。本发明的优选实施例被公开在从属权利要求中。
根据权利要求1的实施例提供了一个优点，即阀活塞是被压力平衡的。由此允许小的运动力。此外压电执行机构的体积显著地减小，由此得到高的费用节省。根据本发明的一个主要方面，提供具有一个控制室的、伺服控制的喷射器，该控制室通过压力卸载连接部分与低压相连接，用于压力卸载。压电执行机构相反地工作，即压电执行机构在喷射器的静止状态中被通电及具有其额定的长度伸长，以致使减压连接中断。为了控制开始喷射，压电执行机构被断电并收缩。然后，喷嘴针控制室通过阀活塞控制室向压力卸载室中卸压及喷嘴针打开。
在根据权利要求2的实施例中，阀活塞优选具有一个相对小的直径。因此用于阀活塞的存在泄漏的导向装置仅具有相对小的直径及仅产生小的泄漏量。
在根据权利要求3的实施例中，阀活塞的自由端部优选具有一个环绕的密封棱边，该密封棱边与阀板上的所对应的密封面构成一个平面配合(Flachsitz)。通过该平面配合可补偿定位的精确度。但也可以有其它的配合形式，如使用球形配合或锥形配合。
在根据权利要求4的实施例中，压力卸载通道优选具有一个压力卸载孔，该压力卸载孔可通过阀活塞的自由端部来封闭。
根据权利要求5的实施例提供了一个优点，即可取消阀板中的压力卸载通道，由此可提高其强度。
在根据权利要求6的实施例中，第一通孔优选配设有一个排出节流阀，通过该节流阀使喷嘴针控制室卸压以打开喷嘴针。
在根据权利要求7的实施例中，第二通孔优选配设有一个输入节流阀。该输入节流阀允许当喷嘴针闭合时通过排出节流阀对喷嘴针控制室注流。
在根据权利要求8的实施例中，优选使用一个长的单件式的喷嘴针。
在根据权利要求9及10的实施例中，优选这样来选择材料的性能，使得可精确地补偿压电执行机构的热膨胀。根据本发明的一个主要方面，阀活塞通过压电执行机构及至少一个热膨胀补偿件在机械上直接与喷射器壳体形成接触。通过用于压电执行机构的机械上的温度补偿及相反的执行机构工作的可实现阀装置的简单的设计构造。
附图说明
由以下参照附图对两个实施例的详细描述的说明中可得到本发明的其它的优点，特征及细节。附图表示：
图1：根据本发明的燃料喷射器的第一实施例的一个纵截面，及
图2：根据本发明的燃料喷射器的第二实施例的一个纵截面。
具体实施方式
图1中以纵截面图表示根据本发明的燃料喷射器的第一实施例。根据本发明的燃料喷射器涉及共轨燃料喷射系统的所谓的共轨喷射器。所述的燃料喷射器具有一个总地用标号1表示的喷射器壳体。喷射器壳体1包括一个喷嘴体2，该喷嘴体用其下自由端部伸入待供给燃料的内燃机的一燃烧室中。喷射器壳体1还包括一个基本上圆柱形套形状的中间体3及一个固定体4。
在喷嘴体2中开设有一个轴向的导向孔6，在该导向孔中轴向可移动地引导一个喷嘴针8。在喷嘴针8的尖端9上构造有一个密封棱边10，该密封棱边与喷嘴体2上的一个密封面11相互配合，以便构成一个密封座。当喷嘴针8的尖端9用其密封棱边10接触在密封面11上时，喷射体2上的两个喷射孔13，14被封闭。当喷嘴针尖端9以密封棱边10从密封面11上抬起时，则加载以高压的燃料通过喷射孔13，14喷射到内燃机的燃烧室中。
从尖端9处起喷嘴针8具有一个压力室区段15，该区段基本上构造成圆柱形。接着该压力室区段15的是一个截锥形的扩大区段16，该区段也被称为压力肩。区段15及16至少部分地被设置在一个压力室17中，该压力室构造在喷嘴针8与喷嘴体2之间。接着该截锥形的扩大区段16的是一个基本上圆柱形的导向区段18，该导向区段在喷嘴体2的轴向导向孔6中可往复运动地被导向。通过构造在该导向区段上的削平部分19，20得到了压力室17与一环形室21之间的流体连接。
喷嘴针8在其背离燃烧室的端部上具有另一导向区段22，它在一个喷嘴针导向套筒24中导行。在两个导向区段18与22之间延伸着一个连接区段25，在该连接区段上在导向区段22的附近构造有一个轴肩26。在该轴肩26与喷嘴针导向套筒24的向着燃烧室的端部之间夹紧着一个喷嘴针弹簧27。在导向区段18，22的附近在喷嘴针8上各设置有两个彼此垂直地布置的平衡片28，29及30，31。这些平衡片允许喷嘴针8具有万向接头形式的小变形。由此可避免由于制造精确度引起的喷嘴针不希望地被夹紧。
环形室21通过燃料高压管路33与一个中心燃料高压源34、例如一个也被称为共轨的燃料高压存储器相连接。喷嘴针导向套筒24具有一个输入节流阀35，来自环形室21的燃料通过该节流阀节流地到达喷嘴针控制室36中，该喷嘴针控制室在径向上由所述喷嘴针导向套筒形成其边界。该喷嘴针控制室36在轴向上由喷嘴针8远离燃烧室的端部及一个阀板38形成其边界，该阀板与喷嘴针导向套筒24构造成一体。
阀板38具有一个配设有排出节流阀的通孔39，该通孔连接喷嘴针控制室36与一个阀活塞控制室40。此外，阀板38具有另一配设有节流阀的通孔41，该通孔连接环形室21与阀活塞控制室40。阀活塞控制室40由一个导向件43中的空槽42构成，该空槽被阀板38密闭。
导向件43具有一个导向孔，一个阀活塞45可在轴向上往复运动地在该导向孔中被导向，阀活塞45与一个耦合块46相连接。在该耦合块46与另一耦合块47之间设置有一个压电执行机构48。该压电执行机构48在圆周方向上被一个拉力弹簧49包围，该拉力弹簧被夹持在耦合块46与47之间。由此执行机构在轴向上被预加载。耦合块46及47使得可以通过合适的膨胀特性实现对热膨胀的补偿及由此它们也被称为温度补偿件。也可以仅使用这些温度补偿件中的一个。
压电执行机构48设置在一个压力卸载室50的内部，该压力卸载室通过一个回流管路51与一个(未示出的)回流容器形成连接。该压力卸载室50与径向上位于该压力卸载室50外部的另一压力卸载室52连接。该压力卸载室52通过通孔53与一个压力卸载通道55连接，该通孔设置在一个由导向件43伸出的轴肩54中。所述压电执行机构直接被低压区域中的燃料包围，由此在所述压电执行机构与这些温度补偿件之间达到良好的热耦合。如果仅使用一个补偿件46，则可在执行机构及补偿件中达到均匀的热分布。执行机构通过适当的措施、例如涂层在燃料面前得到保护。
压力卸载通道55由压力卸载室52穿过阀板38延伸到阀活塞控制室40中。压力卸载通道55到阀活塞控制室40中的入口由阀活塞45向着燃烧室的端部来密闭。通过密封座56避免了燃料由阀活塞控制室40通过压力卸载通道55排出到压力卸载室52中。在燃料喷射器的静止状态中，压电执行机构被电加载及密封座56关闭。为了控制开始喷射，压电执行机构48被断电并收缩。然后密封座56打开及阀活塞控制室40通过压力卸载通道55向压力卸载室52中卸载，使得喷嘴针8打开。阀活塞45的密封座56与阀活塞45在导向件43中的导向部分具有正好或几乎相同的直径，使得阀活塞45相对压力室40处于压力平衡及仅受到一个很小的压力。
导向件43通过一个靠触在轴肩54上的螺纹环58被保持密封地靠触在阀板38上，该阀板被夹紧在导向件43与中间体3之间。固定体4与中间体3连接成一体。喷嘴体2也可与中间体3连接成一体。压电执行机构48被一执行机构壳体60包围，该执行机构壳体设置在导向件43与一执行机构壳体盖61之间。电连接线路63及64穿过耦合块47及执行机构壳体盖61延伸出来。通过这些连接线路给压电执行机构7加载以电。通过在外部旋拧在固定体4上的锁紧螺母65使执行机构壳体60及执行机构壳体盖61夹紧在导向件43上。耦合块47及壳体盖61也可单件式地构成。
图2中以纵截面表示根据本发明的燃料喷射器的第二实施例。使用相同的标号来表示相同的零部件。为了避免重复描述，可参考以上对图1的说明。以下仅详细说明两个实施例之间的区别。
在图2所示的实施例中，压力卸载通道75穿过阀活塞45延伸。一旦密封座56上的阀活塞45由阀板38上抬起，阀活塞控制室40通过压力卸载通道75向压力卸载室50中卸载。通过压力卸载通道75设置在阀活塞45中便可取消阀板中的压力卸载通道(参见图1)。由此提高了该阀板的强度。径向上在阀活塞45外部在导向件43中构有反压区域77。由此可避免由阀活塞45中的燃料压力引起导向件43扩展，从而可减小泄漏量。

Claims (10)

1.燃料喷射器，具有一喷射器壳体(1)，该喷射器壳体包括一压力室(21，17)，当一喷嘴针(8)由其座上抬起时，根据一喷嘴针控制室(36)中的压力，使加载以高压的燃料由该压力室喷射到内燃机的一燃烧室中，其中，所述喷嘴针控制室(36)中的压力通过一带有一压电执行机构(48)的开关阀装置来控制，该压电执行机构被加载以电时产生长度伸长，其特征在于：所述开关阀装置包括一与所述压电执行机构(48)耦合的、具有一自由端部的阀活塞(45)，该端部设置在一与所述喷嘴针控制室(36)相连接的阀活塞控制室(40)中，在压电执行机构(48)被加载以电的状态中，该端部使所述阀活塞控制室(40)与一压力卸载室(52；50)之间的液压的压力卸载连接中断。
2.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征在于：所述阀活塞(45)可通过一导向件(43)往复运动地被导向，该导向件部分地形成所述阀活塞控制室(40)的边界。
3.根据以上权利要求中一项的燃料喷射器，其特征在于：所述阀活塞(45)的所述自由端部在所述压电执行机构(48)被加载以电的状态中靠触在一阀部件的一阀板(38)上，该阀板设置在所述喷嘴针控制室(36)与所述阀活塞控制室(40)之间。
4.根据权利要求3的燃料喷射器，其特征在于：所述阀板(38)具有一压力卸载通道(55)，当所述阀活塞(45)从该阀板(38)上抬起时，该压力卸载通道连接所述阀活塞控制室(40)与所述压力卸载室(52)。
5.根据权利要求3的燃料喷射器，其特征在于：所述阀活塞(45)具有一压力卸载通道(75)，当所述阀活塞(45)从所述阀板(38)上抬起时，该压力卸载通道连接所述阀活塞控制室(40)与所述压力卸载室(50)。
6.根据权利要求3的燃料喷射器，其特征在于：所述阀板(38)具有一个第一通孔(39)，该第一通孔连接所述喷嘴针控制室(36)与所述阀活塞控制室(40)。
7.根据权利要求6的燃料喷射器，其特征在于：所述阀板(38)具有一个第二通孔(41)，该第二通孔连接所述高压室(21)与所述阀活塞控制室(40)。
8.根据权利要求3至7之一的燃料喷射器，其特征在于：所述阀部件具有一导向套筒(34)，所述喷嘴针(8)的一端部在该导向套筒中被导向以及该导向套筒形成所述喷嘴针控制室(36)的边界。
9.根据以上权利要求中一项的燃料喷射器，其特征在于：在所述压电执行机构(48)的背离所述阀活塞(45)的端部与所述喷射器壳体(1，61)之间设置有一由一种材料制作的热膨胀补偿件(47)，该热膨胀补偿件在温度影响下具有长度变化，该长度变化补偿所述压电执行机构(48)的由温度引起的长度变化。
10.根据以上权利要求中一项的燃料喷射器，其特征在于：在所述压电执行机构(48)与所述阀活塞(45)之间设置有一由一种材料制作的热膨胀补偿件(46)，该热膨胀补偿件在温度影响下具有一长度变化，该长度变化补偿所述压电执行机构(48)的由温度引起的长度变化。
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