CN101548093A - 用于内燃机的燃料喷射阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料喷射阀，用于内燃机，该燃料喷射阀具有一个壳体(1)和一个控制阀(5)，一个控制室(15)可通过该控制阀与泄漏油室(40)相连接。该控制阀(5)包括一个阀体(25)和一个可通过电磁体(37)运动的控制套筒(32)，其中，该控制套筒(32)对一个与该控制室(15)相连接的环形室(30)径向向外限定边界。该控制套筒(32)与一个构造在该阀体(25)上的阀座(42)共同作用，以便使一个使该环形室(30)和该泄漏油室(40)相连接的横截面打开和闭合。在此，该控制套筒(32)具有一个外部的圆柱状区段(49)，该外部的圆柱状区段在该控制套筒(32)靠置在该阀座(42)上时位于该阀体(25)上的一个内部的圆柱状区段(48)对面，由此，在该控制套筒(32)的外部的圆柱状区段(49)与该阀体(25)的内部的圆柱状区段(48)之间形成一个节流间隙(50)。

Description

用于内燃机的燃料喷射阀
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射阀，如该燃料喷射阀用于将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中并且该燃料喷射阀优选在所谓的共轨系统中使用。
背景技术
本发明从一种如由公开文献EP 1 612 403 A1公知的燃料喷射阀出发。那里所描述的喷射阀具有一个用于使至少一个喷射开口打开和闭合的阀针，其中，阀针的运动这样控制，使得控制室中的压力通过控制阀降低或升高。控制阀控制无压力的、也存在于燃料喷射阀中的泄漏油室与控制室之间的横截面，其中，控制室通过高压管路持续地与燃料高压源相连接。控制阀在此包括一个控制套筒，该控制套筒可纵向移动地设置并且该控制套筒可通过一个电磁体在纵向方向上运动。控制套筒与一个阀座共同作用，由此，在靠置在阀座上时，与控制室相连接的环形室相对泄漏油室闭合。如果控制套筒从阀座抬起，则连接横截面被上调，该连接横截面使环形室、由此也使控制室与泄漏油室相连接。
当燃料喷射阀尤其是在高速运转内燃机中工作时，需要控制阀的非常迅速地彼此相继的转换过程。此外，在现代喷射系统中，通常喷射分成多个子喷射，以便可实现较柔和的燃烧过程和较低的有害物质排放。
为了使阀针也非常迅速地闭合，控制阀的闭合在此应尽可能迅速地进行，以便避免燃料喷射阀再滴出，由此，可能提高碳氢化合物排放的未经雾化的燃料不可到达燃烧室中。但在公知控制阀中，闭合运动通过强的闭合弹簧的力引起，该闭合弹簧导致控制套筒相对强烈地撞击在阀座上，由此导致相应的噪声，这可起干扰作用，此外使阀座区域中的磨损提高。
发明内容
与此相对，根据本发明的燃料喷射阀具有优点：控制套筒在其闭合运动的最后阶段中经缓冲地座置到阀座上，由此，阀座区域中的力减小。这由此也使磨损降低，并且控制阀的噪声降低。为此目的，控制套筒具有一个外部的圆柱状区段，该外部的圆柱状区段在控制套筒靠置在阀座上时位于节流体上的一个内部的圆柱状区段对面，由此，在这两个圆柱状区段之间形成一个节流间隙，其中，控制套筒与阀座之间的区域在控制阀打开时填充有燃料。在控制套筒的闭合运动中，该燃料被压到泄漏油室中，这在公知燃料喷射阀中实际上在无阻力的情况下实现。但通过两个圆柱状区段的构型，燃料通过所形成的节流间隙相对缓慢地被压到泄漏油室中，由此形成一个燃料垫，该燃料垫使控制套筒座置到阀座上得到缓冲并且由此允许产生上述优点。
通过从属权利要求可实现本发明主题的有利的进一步构型。因此，不仅阀座而且控制套筒的密封面基本上锥形地成形，控制套筒以该密封面最后座置在阀座上，其中，锥面具有不同的打开角度，由此，控制套筒基本上在密封棱边上座置在阀座上并且保证更好的密封。此外，通过不同的打开角度，控制套筒与阀座之间的体积可调节，由此燃料垫的缓冲作用也可调节。在此，密封面和阀座的锥形面的倾斜度以有利的方式这样构造，使得在控制套筒的内部边缘上形成密封棱边。由此，体积可在另外的限度内调节，以便达到期望的缓冲作用。
附图说明
附图中示出了根据本发明的燃料喷射阀。附图表示：
图1燃料喷射阀的重要局部的纵向剖面，其中，由现有技术充分公知的喷嘴没有示出，以及
图2在控制阀的阀座的区域中图1的一个放大视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的燃料喷射阀的纵向剖面，其中，仅示出了控制阀的区域中的重要部件。由现有技术充分公知的其余部件、尤其是喷嘴例如在DE 198 27 267 A1中予以详细说明，在此出于清楚原因而省略。
燃料喷射阀具有一个壳体1，该壳体包括一个控制阀体2和一个保持体3。在保持体3中示出了一个阀活塞10，该阀活塞作用在附图中未示出的阀针上，该阀针最后使喷射开口打开和闭合，燃料通过这些喷射开口喷射到内燃机的燃烧室中。阀活塞10在一个阀段12中被导向，该阀段设置在保持体3中。通过构造在阀段12中的孔和阀活塞10的端侧限定一个控制室15的边界，该控制室可通过一个构造在阀段12中的输入节流器20和一个构造在保持体3中的输入通道19填充以处于高压下的燃料。此外，在阀段12中设置有一个输出节流器18，燃料可通过该输出节流器从控制室15排出到一个构造在控制阀体2中的泄漏油室40中。为此，在控制阀体2中设置有一个阀体25，在该阀体中构造有一个孔28，输出节流器18通到该孔中。孔28在其背离保持体3的端部上过渡到一个横向孔29，其中，横向孔29通到一个构造在阀体25的棒状延续部27中的环形室30中。一个控制套筒32可纵向移动地设置在棒状延续部27上，该控制套筒与一个磁体衔铁38相连接并且该控制套筒通过一个闭合弹簧35朝一个构造在阀体25上的阀座42压。控制套筒32在阀座42上的靠置在此以密封面43实现，该密封面构造在控制套筒32的阀座侧端部上。
控制套筒32的运动借助于电磁体37实现，该电磁体包围控制套筒32并且设置在控制阀体2内部。与控制套筒32相连接的磁体衔铁38在通电时被电磁体37吸引，由此，电磁体运动离开保持体3并且由此携动控制套筒32，该控制套筒由此从阀座42抬起。由此，环形室30与泄漏油室40之间的横截面被上调，由此，环形室30中的燃料减压到泄漏油室40中。由此，通过横向孔29、孔28和输出节流器18，控制室15中的压力也卸载，其中，输出节流器18和输入节流器20这样确定尺寸，使得在控制阀5打开时从控制室15流出的燃料比通过输入节流器20流入的燃料多。
通过控制室15中的压力下降，作用在阀活塞10的端侧上的液压力减小，由此，附图中未示出的阀针通过由高压储存器提供的燃料压力驱动地使阀活塞10朝控制阀5的方向移动并且由此释放喷射开口。为了终止喷射，对电磁体37的通电被返回(zurückfahren)，由此，闭合弹簧35使控制套筒32重新到达其闭合位置中，即靠置在阀座42上。
在阀体25上构造有一个内部的圆柱状区段48。一个外部的圆柱状区段49在控制阀5闭合时、即当控制套筒32靠置在阀座42上时位于内部的圆柱状区段48对面，该外部的圆柱状区段构造在控制套筒32的内侧上。在两个圆柱状区段48与49之间由此形成一个节流间隙50，该节流间隙缓冲控制套筒32的闭合运动。这这样来实现：在控制阀5打开时存在于阀座42与密封面43之间的燃料通过闭合运动在控制套筒32中被排挤。内部的圆柱状区段48和外部的圆柱状区段49一彼此位于对面并且形成节流间隙50，该燃料就可只是延迟地通过节流间隙50被压到泄漏油室中。由此形成的燃料垫缓冲控制套筒32的运动，该控制套筒由此比在公知控制阀的情况中柔和地座置到阀座42上。
图2中示出了阀座42和密封面43的精确构型。阀座42具有锥形形状，该锥形形状在图2的视图中向外下降并且在外部边缘上过渡到内部的圆柱状区段48。构造在控制套筒32上的密封面43也具有锥形状，其中，该锥在此构造得比阀座42上的锥更扁。锥形的密封面43在其外端部上过渡到外部的圆柱状区段49，该外部的圆柱状区段位于内部的圆柱状区段48对面。通过面42、43的锥形构型在密封面43上形成一个密封棱边45，控制套筒32以该密封棱边靠置在阀座42上。通过密封棱边45在该部位上形成提高的密封力，该密封力通过提高的单位面积压力发挥良好的密封作用。
除了通过电磁体使控制套筒32运动之外，也可提出，控制套筒32通过其它电执行机构运动，例如压电执行机构。因为控制套筒32被压力平衡，即通过环形室30中的燃料压力没有在纵向方向上起作用的合成力施加在控制套筒32上，所以对于控制套筒32的运动仅需要很小的力，由此，压电执行机构也适用，必要时通过相应的位移变换装置。

Claims (5)

1.燃料喷射阀，用于内燃机，该燃料喷射阀具有一个壳体(1)和一个控制阀(5)，一个控制室(15)可通过该控制阀与泄漏油室(40)相连接，该控制阀(5)包括一个可通过电磁体(37)运动的控制套筒(32)和一个阀体(25)，其中，该控制套筒(32)对一个与该控制室(15)相连接的环形室(30)径向向外限定边界并且该控制套筒(32)与一个构造在该阀体(25)上的阀座(42)共同作用，以便使一个使该环形室(30)和该泄漏油室(40)相连接的横截面打开和闭合，其特征在于：该控制套筒(32)具有一个外部的圆柱状区段(49)，该外部的圆柱状区段在该控制套筒(32)靠置在该阀座(42)上时位于该阀体(25)上的一个内部的圆柱状区段(48)对面，由此，在该控制套筒(32)的外部的圆柱状区段(49)与该阀体(25)的内部的圆柱状区段(48)之间形成一个节流间隙(50)。
2.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于：处于该控制套筒(32)与该阀座(42)之间的燃料在闭合运动中通过该节流间隙(50)以这样的流动阻力被压到该泄漏油室(40)中，使得该控制套筒(32)向着该阀座(42)的运动得到缓冲。
3.根据权利要求1或2的燃料喷射阀，其特征在于：该阀座(42)包括一个锥形面，该控制套筒(32)在该控制阀(5)的闭合状态中座置在该锥形面上，其中，该阀体(25)上的所述圆柱状面连接在该锥形面的径向外部边缘上。
4.根据权利要求3的燃料喷射阀，其特征在于：在该控制套筒(32)上构造有一个密封面(43)，该控制套筒(32)在该控制阀(5)的闭合状态中以该密封面座置在该阀座(42)上。
5.根据权利要求4的燃料喷射阀，其特征在于：该密封面(43)构造成锥形并且具有一个打开角度，该打开角度大于锥形的阀座(42)的打开角度，由此，在该密封面(43)上形成一个密封棱边(45)，该控制套筒(32)在该控制阀(5)的闭合状态中以该密封棱边座置在该阀座(42)上。
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