CN101542105A - 燃料喷射阀及燃料喷射系统 - Google Patents

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Abstract

燃料喷射阀(1)，尤其是用于将燃料直接喷射到内燃机燃烧室(18)中的燃料喷射阀，具有一可被置入一气缸盖(2)的一空槽(9)中的喷嘴体(11)、一阀壳体(13)，一与该阀壳体(13)相邻接的插头(7)及至少一个固定单元(15)，该固定单元将该喷嘴体(11)固定在该喷嘴体在所述空槽(9)中的位置中，其中，该固定单元(15)从一在所述阀壳体(13)与所述插头(7)之间的连接区域(28)向喷射侧延伸。所述至少一个固定单元(15)在一外圆周上具有一具有球形轮廓的增厚部分，其中，该增厚部分由至少一个具有一向外弯曲的端面(24)和/或具有一平面端面(24)的、向外伸的单元(30)构成。

Description

燃料喷射阀及燃料喷射系统
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的类型的燃料喷射阀及根据权利要求12的类型的燃料喷射系统。
背景技术
因为仅有少数的高压喷射阀将燃料真正喷射在阀纵向轴线的延长线上，而通常射束相对阀纵向轴线是倾斜的，其中在多孔阀上喷射孔大多数是非对称设置的，重要的是，高压喷射阀应固定在其被置入的气缸盖中，由此不会发生阀的扭转及喷射角始终相应于设计值。
用于将高压喷射阀固定在气缸盖中的公知方案例如包括在阀体的外圆周的一个区段上设置肋，该阀体被置入气缸盖中，然后使肋配合相应地设置在气缸盖中的槽内。但为此需要：在气缸盖中必需相应地铣出槽。由此将引起，在铣槽中配合肋的区域中由于位置原因不可能设置导入斜面，在安装时该导入斜面将使阀导入气缸盖中变得容易。由于缺少该导入斜面使高压喷射阀在气缸盖中的安装变难，并且FCA-即轨，在其中已安装了多个阀，然后所有的高压喷射阀与该轨必需同时地安装到气缸盖中-的安装甚至是几乎不可能的或至少不适合批量安装，因为在安装时所有的阀必需根据它们的位置加以校准。
用于将高压喷射阀定位地固定在气缸盖中的另一方案提出一个压紧装置的公知使用，该压紧装置再将位置传递到轨上及气缸盖上。
但仅当可使用相应的压紧装置及在轨上设有相应的铣削结构-在此情况下为一个板手开口宽度-时，才能将高压喷射阀的位置传递到压紧装置上及再传递到轨上。
在DE 197 35 665A1中例如描述了一种用于将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射装置，其中气缸盖对于每个燃料喷射阀都设有一个通到对应燃烧室中的接收孔，用于接收燃料喷射阀的喷射区段。在那里接收孔构造成阶梯孔及具有一个缩小的区段，在该区段中密封地放置第一密封元件及使喷射区段相对气缸盖密封。燃料喷射阀可摆动地支承在构造成O型圈的第一密封元件上，使得该密封元件在预定界限内可微小地摆动一个立体角α。在该DE 197 35 665A1中所述的结构允许燃料喷射阀相对一个纵向轴线在立体角范围α内摆动，其中通过一个夹爪可在整个摆动范围中将足够的压紧力传递到燃料喷射阀上。通过夹爪的被旋入气缸盖中的多个夹紧螺栓使燃料喷射阀刚性地固定在气缸盖上。
但在所有这些由现有技术中公知的用于固定高压喷射阀的方案中的缺点是，昂贵的铣削工艺与它们的实施相关联。
发明内容
相比之下，根据本发明的具有权利要求1的特征部分的特征的燃料喷射阀及根据本发明的具有权利要求12的特征部分的特征的燃料喷射系统具有其优点，即可以实现成本上合适的用于将燃料喷射阀固定在气缸盖中的方案，它一方面实现了充分的用于毫无问题地安装各个高压喷射阀及FCA的导入斜面及另一方面保证了阀的精确定位。
根据本发明，设置了一个固定单元，该固定单元将喷嘴体固定在第一空槽内其位置中，该固定单元构造成具有球形轮廓的增厚部分的形式。固定单元具有向外弯曲的端面和/或平面端面。气缸盖具有一个相应的长形孔形式的第二空槽，在其中可置入固定单元。固定单元可有利地设计为注射成型在阀壳体外圆周上的销，然后该销配合到气缸盖中(或轨中)的孔或空槽内及由此可靠地将燃料喷射阀1固定在其位置中。
固定单元的纵向轴线基本上相对燃料喷射阀的纵向轴线同轴地设置。
固定单元的球形轮廓在该球形轮廓之上优选具有一个侧凹，以致可防止固定单元形式的防扭转装置的倾斜及由此防止该固定单元断裂。
此外特别有利的是，固定单元形式的防扭转装置在球形轮廓的下面向下地、即在向着燃料喷射阀的喷射侧的端部的方向上缩小，以便产生所谓的导入斜面，使得高压喷射阀的安装变得容易。
当燃料喷射阀按照标准不借助起补偿元件作用的中间套筒相对轨被安装时，在气缸盖中设置长形孔或设置一侧上敞开的长形孔是特别有利的。为了在共轨接头与气缸盖孔之间补偿公差，必需使高压喷射阀轻微地倾斜。该倾斜将引起防扭转装置的运动。因此重要的是，在径向上设有足够的空间，使得阀的由公差补偿引起的径向运动不会导致防扭转装置或固定单元上的横向力(卡得过紧)。
这可得以实现，其方式是气缸盖中的空槽或孔被作成圆形，但具有比起防扭转装置的作用的固定单元明显地大的直径。然而该构型导致在中间位置中具有大的间隙及由此引起大的喷射偏差。与此相比，空槽或孔被作成长形孔是特别有利的，因为气缸盖孔与防扭转装置之间所必需的安装间隙与燃料共轨接头和气缸盖孔之间的偏移无关。由此气缸盖孔或气缸盖空槽与防扭转装置之间的安装间隙可保持恒定及特别地小。并且这种构型对喷射偏差起到特别有利的影响。
此外有利的是，燃料喷射阀是一个具有一些不对称地设置的喷射孔的多孔阀及通过喷射孔喷射出来的燃料射束相对阀的纵向轴线倾斜。
此外有利的是，在其中配合防扭转装置或至少一个固定单元的孔或空槽构造成一侧上敞开的长形孔。这在空间窄小的情况下是特别有利的，因为在该实施方案中可有利地弃用导入斜面。
空槽的边界可视制造方法而定例如以一个半径来构造或有棱边地构造成阶台。也可是轮廓，这些轮廓可在铸造气缸盖就被制造出。
附图说明
在附图中简化地表示出一个根据本发明的燃料喷射阀及一个根据本发明的燃料喷射系统以及一个根据现有技术的燃料喷射系统的实施例及将在以下的说明中详细地加以描述。附图表示：
图1：具有防扭转装置的燃料喷射阀的一个示意横截面；
图2：根据本发明的固定单元的侧视图；
图3a-3d：固定单元的不同实施形式的四个剖视图；
图4：根据本发明的固定单元的一个部分剖割的概要侧视图；
图5a-5d：具有球形轮廓的固定单元的一个区段的相应侧视图；
图6a-6c：气缸盖中不同实施的空槽的相应截面图及这些空槽的所属俯视图；及
图7a，7b：在一个圆形的气缸盖孔或空槽及一个构造成长形孔的空槽中的防扭转装置的实施例的截面图。
具体实施方式
图1表示燃料喷射阀1的示意横截面。为直喷式燃料喷射阀形式的该燃料喷射阀1安装在一个内燃机的气缸盖2中。
燃料喷射阀1在输入侧的端部3上具有与燃料分配管路4的插接连接，该插接连接通过一个在内燃机分配管路4与内燃机喷射阀1的输入接管6之间的O型圈形式的密封元件5来密封。为了燃料喷射阀1的操作，燃料喷射阀1设有用于电接触的插头7。
燃料喷射阀1在气缸盖2的第一空槽9或接收孔中具有一个垫圈8，它用作燃料喷射阀1在接收孔9中的补偿元件及用于补偿各个部件如喷嘴体11或阀壳体13的加工公差及温度引起的容差。
喷嘴体11在其喷射侧的端部上具有一个套在其上的密封圈12。这里所示的燃料喷射系统涉及一个例子，在该例中燃料喷射阀1相对燃料分配管路4不用中间套筒安装，而是仅在燃料分配管路4与燃料喷射阀1之间具有一个O型圈5形式的密封部位。此外该燃料喷射阀1在一个纵向轴线16的延长线上喷射及相对该纵向轴线不倾斜。固定单元15从插头7与阀壳体13之间的连接区域28向喷射侧延伸。该固定单元15被接收在气缸盖2中的一个盲孔形式的第二空槽或接收孔31中。在此情况下固定单元15的一个纵向轴线29相对喷嘴体11的纵向轴线16同轴地延伸。在固定单元15的外圆周上设有四个向外伸的单元30形式的增厚部分，它们具有球形轮廓。但向外伸的单元30的数目是可变的。例如可不用四个单元30而仅设置两个或多于四个的单元。固定单元15例如注射成型为塑料压力注塑包封件的一部分。
图2表示一个根据本发明的固定单元15的侧视图。壳体13设有一个同时构成插头7的压力注塑包封部分，在其外圆周上成型出一个向外伸的固定单元15，该固定单元构造成球形轮廓及被用作阀在气缸盖(未示出)中的防扭转装置。为了加强的目的，在固定单元15的外圆周上沿纵向轴线29设有一个肋17，它被一起注射成型在固定单元15上。
固定单元15或其球形轮廓及径向由固定单元15向外伸的、构成增厚部分的单元30被这样地构成，即在它们的上面的输入侧的端部设有侧凹19及它们燃料喷射阀1的喷射方向上具有连续的缩小结构的形式的导入斜面18，它使燃料喷射阀1的安装变得容易。此外，在球形轮廓的上端部上的侧凹19可防止固定单元15在被置入气缸盖孔或空槽(未示出)后倾斜。
图3a至3d表示根据本发明的防扭转装置或固定单元15的不同实施例的沿图2中线III-III的各个截面图。
图3a表示一个防扭转装置，它具有四个向外伸的单元30，这些单元各以90°的间隔设置在固定单元15的外圆周上及由此在该固定单元上构成四个球形轮廓或增厚部分。
图3b表示一个也具有四个向外伸的单元30的实施例，但其中每两个相反的单元在它们由固定单元15径向向外伸出的长度上不同。与图3a所示的实施例中不同地，这里固定单元15的向外伸出的端面20构成平面，但也可具有曲面，使得设计成球形轮廓。
图3c表示一个实施例，其中仅设有两个向外伸的单元30，而固定单元15的、在其上不设有向外伸出的单元30的剩余的外面可以任意地构成。
最后图3d表示一个与图3a中所示类似的实施例，但其中，在固定单元15的外圆周上附加设有一个横向延伸的肋17形式的加强结构。
图4中示意性地表示固定单元15的纵向轴线29相对气缸盖2的第二空槽31的纵向轴线20的偏离，其中，这两个纵向轴线成一个角α，该角度代表在燃料共轨接头21中的O型密封圈5的位置的转动点与燃烧室密封装置22-例如一个围绕喷嘴体11的外圆周设置的密封圈12(未示出)的形式-的位置的转动点之间的燃料喷射阀1的倾斜。燃料喷射阀1的具有球形轮廓的固定单元15的形式的防扭转装置配合在空槽31中。通过根据本发明的该构型，防扭转装置在相应的公差补偿情况下也在空槽31中倾斜。如果防扭转装置不具有球形轮廓或在该球形轮廓之上不具有侧凹，则防扭转装置或固定单元15会在空槽31中倾斜并还可能断裂。
图5a至5d表示固定单元15的一个区段的各个侧视图，该固定单元具有不同实施形式的防扭转装置或该固定单元的外圆周上的不同实施形式的增厚部分或向外伸的单元30。
图5a中在固定单元15的外圆周上设有在径向上向外伸的单元30，它们具有球形轮廓。该固定单元15在下端部上具有导入斜面18。
而在图5b所示的实施例中不设有导入斜面18及向外伸的单元30具有被圆整的形状。
图5c表示一个实施例，其中，向外伸的单元30在其外端面24上构造成平面-而不象图5b中所示被整成图形-及在外端面24的上面及下面与该外端面相邻地具有相应的侧凹。
图5d表示另一实施例，其中向外伸的单元30具有一个球形的、在固定单元15的纵向轴线29的方向上延伸的轮廓及在该固定单元的上端部上具有侧凹结构或反跳结构19。
图6a至6c各表示气缸盖2中不同地构造的第二空槽31的截面图及这些第二空槽31的所属俯视图。在图6a中第二空槽31或气缸盖孔构造成圆形，固定单元15的防扭转装置(未示出)配合到该空槽中。在此情况下第二空槽31必需构造得明显大于防扭转装置，以允许固定单元15(未示出)的径向运动。第二空槽31还具有一个作为导入斜面18的空心截锥形的上区段25及一个与该区段相连接的空心圆柱形区段26。图6b表示一第二空槽31，固定单元15的防扭转装置(未示出)配合到该空槽中，该空槽构造成长形孔。在此情况下特别有利的是，气缸盖孔或空槽31与防扭转装置之间所需的安装间隙与燃料共轨接头21和气缸盖孔31之间的偏移无关。由此气缸盖孔31与防扭转装置之间的安装间隙可保持恒定及特别地小(见图7b)。
最后图6c表示另一实施例，其中，第二空槽31构造成一侧敞开的长形孔。这尤其在空间窄小的情况下有利，因为可弃用导入斜面18。第二空槽31的边界可视制造方法而定以一个半径(由虚线所示)来构造或有棱边地以一个阶台27来构造。
图7a及7b表示构造在固定单元15上的向外伸的单元30在圆形空槽31及在构造成长形孔的空槽31中间所具有的不同安装间隙。如由距离a所表示地，在中间位置上存在大的间隙，这将引起大的喷射偏移，当燃料喷射阀1在倾斜位置中时该间隙不是不变的，如由距离b所示。正如这里可看到的，在中间位置中的安装间隙大于倾斜位置中的安装间隙。当空槽31构造成长形孔时(图7b)，情况将不是这样。这里无论在中间位置中还是在倾斜位置中安装间隙保持恒定，该安装间隙用距离c表示。

Claims (17)

1.燃料喷射阀(1)，尤其是用于将燃料直接喷射到内燃机燃烧室中的燃料喷射阀，具有一可被置入一气缸盖(2)的一空槽(9)中的喷嘴体(11)、一阀壳体(13)，一与该阀壳体(13)相邻接的插头(7)及至少一个固定单元(15)，该固定单元将该喷嘴体(11)固定在该喷嘴体在所述空槽(9)中的位置中，其中，该固定单元(15)从一在所述阀壳体(13)与所述插头(7)之间的连接区域(28)向喷射侧延伸，其特征在于：所述至少一个固定单元(15)在一外圆周上具有一增厚部分，其中，该增厚部分由至少一个具有一向外弯曲的端面(24)和/或具有一平面端面(24)的、向外伸的单元(30)构成。
2.根据权利要求1的燃料喷射阀(1)，其特征在于：所述阀壳体(13)设有一同时构成所述插头(7)的塑料压力注塑包封部分，其中，所述固定单元(15)成型在该塑料压力注塑包封部分上。
3.根据权利要求1或2的燃料喷射阀(1)，其特征在于：所述固定单元(15)在其外圆周上具有两个向外伸的单元(30)形式的增厚部分，这些单元构造在所述固定单元(15)的相反的侧上。
4.根据权利要求2或3的燃料喷射阀(1)，其特征在于：在所述固定单元(15)的外圆周上构造了四个分别以90°的间隔向外伸的单元(30)。
5.根据权利要求2至4之一的燃料喷射阀(1)，其特征在于：所述至少一个固定单元(15)以注射成型的销的形式构成。
6.根据权利要求1至5之一的燃料喷射阀(1)，其特征在于：在向着该燃料喷射阀(1)的输入侧的端部(3)的方向上，在所述至少一个向外伸的单元(30)的轮廓的上方设有一侧凹(19)。
7.根据权利要求1至6之一的燃料喷射阀(1)，其特征在于：所述单元(30)的轮廓在向着该燃料喷射阀(1)的喷射侧的端部(14)的方向上连续地缩小。
8.根据权利要求2至7之一的燃料喷射阀(1)，其特征在于：在所述固定单元(15)的外圆周上设有一肋(17)，该肋用作加强结构。
9.根据权利要求8的燃料喷射阀(1)，其特征在于：所述燃料喷射阀(1)用一O型圈(5)密封在一燃料分配管路(4)的共轨接头(21)上。
10.根据权利要求1至9之一的燃料喷射阀(1)，其特征在于：所述燃料喷射阀(1)是具有一些不对称地设置的喷射孔的多孔阀。
11.根据权利要求1至10之一的燃料喷射阀(1)，其特征在于：通过这些喷射孔喷射出的燃料射束相对所述阀纵向轴线(16)倾斜。
12.燃料喷射系统(10)，它包括一根据权利要求1至11之一的燃料喷射阀(1)及一具有至少一个空槽(9)的气缸盖(2)，该至少一个空槽用于接收所述燃料喷射阀(1)的一喷嘴体(11)，其特征在于：在所述气缸盖(2)中设有一用于接收一固定单元(15)的第二空槽(31)，该第二空槽以长形孔的形式构成。
13.根据权利要求12的燃料喷射系统(10)，其特征在于：该长形孔构造成一侧敞开的长形孔。
14.根据权利要求12或13的燃料喷射系统(10)，其特征在于：为了设置一导入斜面(18)，所述第二空槽(31)在至少一个区段(25)中空心截锥形地构成。
15.根据权利要求12至14之一的燃料喷射系统(10)，其特征在于：所述第二空槽(31)在至少一个区段(26)中空心圆柱形地构成。
16.根据权利要求12至15之一的燃料喷射系统(10)，其特征在于：所述燃料喷射阀(1)在其输入侧的端部(3)上与一燃料分配管路(4)的一共轨接头(21)连接。
17.根据权利要求12至16之一的燃料喷射系统(10)，其特征在于：所述至少一个固定单元(15)与所述第二空槽(31)的内壁处于配合。
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