CN102076951A - 燃料喷射器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射器(10)。该燃料喷射器(10)包括控制室(28)，该控制室被加载处于系统压力下的燃料。该控制室(28)可通过开关阀、尤其电磁阀(22)卸压。该电磁阀(22)包括具有磁芯(72)与磁线圈(74)的磁组件(70)。由所述控制室(34)排出到回流部(84)中的燃料量至少部分地围绕所述磁线圈(74)流动并冷却该磁线圈。

Description

燃料喷射器
现有技术
由EP-A 1612403已公知了一种用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中的喷射器，其中喷射阀件通过电磁铁驱动的控制阀来控制。借助控制阀可关闭或释放一个从控制室到燃料回流部的排出节流部分。控制室在一侧上由一个控制活塞限定，借助该控制活塞来控制喷射阀件，该喷射阀件可在内燃机燃烧室中释放至少一个喷射孔或关闭该喷射孔。排出节流部分被接收在一个块体中，该块体在背着控制室的一侧上设有一个逐渐变窄的阀座。在该阀座中可放置一个关闭件，该关闭件与电磁阀的衔铁相连接。为此在关闭件上构有一个边缘，它被置于锥形构型的阀座上。关闭件在一个轴向杆上运动，该轴向杆与其中构有排出节流部分的块体整体地连接。为了使阀密封地关闭，必需制造高精度的表面及设置关闭件高准确的配合，以避免关闭件倾斜，该倾斜将使阀座不能完全地关闭并形成压力损失及泄漏。
为了将燃料施加到直接喷射式内燃机、尤其自点火的内燃机中，现在愈来愈多地使用冲程控制的共轨喷射系统。该系统的优点在于：喷射压力可适配于内燃机的负载及转速。冲程控制的燃料喷射器已经公知，它通过一个电磁阀来操作。喷射阀件通过一个伺服控制室来控制。燃料喷射器的控制室中的压力又通过电磁阀来控制。为了更好地校整喷射器，需要一个电磁阀，该电磁阀具有尽可能短的开关时间及由此具有高的开关速度。使用压力均衡构型的阀活塞可实现小的弹簧力、小的-由电磁铁产生的-磁力，小的阀行程及由此短的开关时间。通过短的阀开关时间可相应地改善燃料喷射器的喷射性能、尤其多重喷射能力。在具有伺服控制的电磁阀上伺服回路的控制量产生出高温度并可能在导向部分上出现的泄漏也达到高温度。这些燃料量由高的系统压力减压。这导致了燃料喷射器的材料的温度负荷及由此导致材料问题。在此情况下关键的是磁线圈，因为通过电能的输入线圈温度相对燃料温度升高。在电磁阀上现在所使用的用于线圈架及压力注塑包封部分的塑料不适合高的温度，而线圈电阻随着温度上升，以致线圈的设计变难。尤其在其中电磁阀及致动器被设置在端头中的喷射器结构形式中由此将超过致动器可承受的允许温度范围。在端头区域中由喷射器壳体通过热传导排出的热量相对地小，燃料喷射器端头区域中的热量排出可能通过对流来实现。
在现在所使用的用于控制自点火式内燃机用的燃料喷射器的电磁阀上磁线圈通常被一个磁芯包围，以便产生足够高的磁力。但由此使磁线圈的热量受到不良的束缚及仅可排出少量的热能。而通过施加的电控制能量产生出高的线圈温度，该线圈温度超过燃料的温度。
发明内容
为了降低通常嵌放在一个磁组件的磁芯中的磁线圈的温度，本发明提出：一个伺服阀的回流量至少部分直接地在磁线圈的旁边流过。在此情况下该回流量从磁线圈吸收热量，以使得磁线圈的温度下降。为了实现它，在磁芯与磁线圈之间建立一个相应的流通横截面，该流通横截面例如可被构成环形横截面。该环形横截面由回流量至少部分直接地流过。
与迄今所使用的电磁阀方案不同地，在根据本发明提出的电磁阀组件上磁线圈不是被密封地置入在磁芯的一个环形空腔中，而是在磁芯内腔中在环形构型的磁线圈的外圆周与包围该线圈的空腔之间留有一个环形地延伸的流通横截面。该环形延伸的流通横截面能够全面环绕地冲刷环形的或圆环形的磁线圈。因此不仅是其内及外圆周面而且其上及下端面均被排出的燃料流过。为了改善磁线圈的该绕流，可在被一个衔铁栓导向的衔铁板上设置钻孔，这些钻孔有助于排出的燃料向着低压侧回流部流动。在磁芯中以有利的方式在磁芯的空腔上方设有一个构成集流管路的流通横截面，排出的、被磁线圈加热的燃料通过该流通横截面流到低压侧回流部中。通过根据本发明提出的方案给出了从在所有侧面被绕流的磁线圈到绕流的、排出的燃料的对流热传递，该燃料流出到燃料喷射系统的低压侧回流部中。
磁线圈以有利的方式可在磁芯的环形空间中被一个线圈架包围，该线圈架本身由排出的燃料量或泄漏量绕流。此外在作为本发明的一个有利的实施形式的基础的构思中，在设置可能带有线圈架的磁线圈的磁芯的空腔中设置了一个间隔件，以致可保证磁线圈或线圈架在其端面及内圆周面与外圆周面上全面地被绕流。该间隔件以有利的方式起到这样的作用，即在磁芯中在向着通到低压区域的回流部的方向上设置的孔不会被磁线圈封闭，而使得第一环形构型的流通路径与第二环形构型的流通路径在磁线圈的端面上方聚集及通过构成在磁芯中的、与盖中的排流通道对齐的开口排流到低压侧的回流部中。
附图说明
以下借助附图来详细地说明根据本发明提出的方案。
唯一的附图表示根据本发明提出的燃料喷射器的一个截面，该燃料喷射器的开关阀被构成电磁阀，它包括一个磁组件，该磁组件包括一个由排出的燃料环绕冲洗的磁线圈。
具体实施形式
如由根据该附图的视图可看到的，燃料喷射器10通过一个高压管路12来加载处于系统压力下的燃料。高压管路12本身则通过一个高压存储器体(共轨)来加载处于系统压力下的燃料。高压存储器体(共轨)本身又通过一个高压泵或另一高压输送机组来加载，以使得在该高压存储器体中储存的燃料处于2000巴以上的系统压力下。在该压力水准上、即在系统压力水准上对根据附图的燃料喷射器10的喷射器体14输入燃料。通过高压管路12输入到喷射器体14的燃料被储存在一个存储容积16中。
在燃料喷射器10的喷射器体14的下面具有一个喷嘴体18。在燃料喷射器10的上部区域中该燃料喷射器包括一个致动器壳体20，在其中接收一个开关阀。该开关阀优选地涉及一个电磁阀22。此外燃料喷射器10的喷射器体14包括一个阀块24。在阀块24的内部构有一个控制室28。阀块24内的控制室28包括一个输入节流部分30及至少一个构成在一个排流通道34中的排出节流部分32。通过输入节流部分可保证：构成在阀块24中的控制室28被持续地加载处于系统压力下的燃料。当开关阀、尤其电磁阀22被操作时，由控制室28向着一个低压侧的回流部84的方向排出一个控制量。在控制室28中通过至少一个输入节流部分30确立的处于系统压力下的燃料对一个最好被构成针状的喷射阀件26的端面加载。该尤其被构成针状的喷射阀件26穿过存储容积16地延伸。
阀块24在其上平面侧包括一个阀座36，该阀座可被构成平面座、锥形座或用于锥形构型的闭合件的阀座。阀块24通过一个阀夹紧螺母40被固定在喷射器体24上。
如由该附图还可看出的，一个关闭弹簧54支承在阀块24的下端面上。该关闭弹簧还支撑在最好被构成针状的喷射阀件26圆周上的一个环圈52上。喷射器体14与喷嘴体18相连接。喷嘴体18本身则通过喷射器体14的存储容积16中存在的处于系统压力下的燃料容积来加载。处于系统压力下的燃料通过构成在最好被构成针状的喷射阀件26的圆周上的磨削部分56、一个环形室58流到喷嘴体18中，其中磨削部分可涉及一个或多个磨削部分56。由该附图可看到，在所示的喷射阀件26的位置上最好被构成针状的喷射阀件26的、燃料喷射器10的燃烧室侧的端部上的一个阀座60被封闭。在该附图中所示的最好被构成针状的喷射阀件26的位置中不会有燃料通过至少一个喷射孔62喷射到一个内燃机、尤其一个自点火的内燃机的燃烧室中。
该附图还表示：在阀块24的平面侧上构有一个导向体48。该导向体48引导一个套筒形构型的阀件38。阀件38在其下端面上具有一个咬合边缘，该咬合边缘与阀块24上端面上的阀座36相互配合。导向体48限定了一个环形室46，该环形室通过至少一个孔与作在致动器壳体20中的一个液压室形成连接。此外在该附图中所示的开关阀或电磁阀22涉及一个压力均衡的开关阀，因为套筒形构型的阀件38与构成在其上的衔铁板90一起在一个压力销50上被导向。由该附图可看出：实现该开关阀、尤其电磁阀22的压力均衡的压力销50被固定在一个盖86的下端面上，致动器壳体20通过此盖来封闭。
该附图还表示：该开关阀-尤其被构成电磁阀22-包括一个磁组件70。该磁组件70本身包括一个磁芯72，在该磁芯中设有一个磁线圈74。磁线圈74可在构成一个第一流通路径80和/或一个第二流通路径82的情况下被设置在磁芯72中。优选地被构成环形通道的流通路径80或82的结构以有利的方式允许：当阀件38打开时由控制室28排出的燃料容积被用来冷却磁线圈74。在此情况下在一个与此相应地构型的、即以一定裕量构成的磁组件70的磁芯72的空腔中置入没有线圈架76的还是由一个线圈架76包围的磁线圈74是无关紧要的。该带有裕量的实施方式能够构成具有一个环形横截面的流通路径，如第一流通路径80和/或第二流通路径82，如附图中所示。磁线圈74或磁线圈74与线圈架76的组合例如可通过磁芯72的空腔内的至少一个间隔件78来固定。由此可保证：被排出的、围绕磁线圈74或其线圈架76流动的降低其温度的燃料通过开口98流到磁芯72中。以有利的方式在磁芯72的上部区域中设有一些开口78，这些开口与回流通道76对齐。回流通道76以有利的方式被构成在盖86中，此盖封闭燃料喷射器10的致动器壳体20。可直接围绕线圈架76或磁线圈74流动的燃料涉及由控制室28排出的量或涉及导向泄漏量或类似的量，该燃料量在盖86中被聚集在一个收集室94中，低压侧的回流部84由该收集室流到燃料喷射系统的低压侧区域中。
由该附图的视图还可看出：通入盖86的收集室94中的回流通道76以有利的方式与磁芯82上侧上的开口98对齐。
为了进一步改善磁线圈74的或磁线圈74与线圈架76的组合的冷却，在附图中表示出：磁组件70的衔铁板90包括至少一个被构成钻孔的孔88。这意味着线圈架76的下端面、或在不构有线圈架76的情况下磁线圈74的下端面直接地更好的迎流。通过在衔铁板90中构有至少一个孔88使磁线圈74的或线圈架76的下端面可直接地由排出的燃料量流过及由此被冷却。排出的、冷却线圈架76或磁线圈74的燃料量由线圈架76的或磁线圈74的下端面按照第一流通路径80与第二流通路径82沿着线圈架76的或磁线圈74的内圆周面与外圆周面流动。因此燃料流不仅在其内圆周面上而且也在其外圆周面上冷却线圈架76或磁线圈74。两个流通路径80与82在线圈架76的或磁线圈74的上端面上汇合。通过至少一个间隔件78可保证：线圈架76的或磁线圈74的上端面不会封闭至少一个构成在磁芯72中的开口78，以使得通过第一流通路径80与第二流通路径82获得的燃料量向着构成在盖86中的回流通道96流动。磁组件70的衔铁板90中的孔可被构成钻孔或具有任意的、但在加工技术上可尽可能简单制造的几何形状的槽口或类似开口。封闭致动器壳体20的盖86包括一个收集室94，低压侧回流部84由该收集室延伸到燃料喷射系统的低压区域中。
构成在磁组件70的磁芯72中的、在磁芯72内的线圈架76或磁线圈74上方的开口98除用于导出排出的、冷却磁线圈74或冷却线圈架-磁线圈组合74，76的燃料量外还可用于穿过磁线圈74的电接触导线，还应顾及相应的密封，以避免燃料的漏出。
在一个有利的实施方案中在燃料喷射器10的喷射器体14中开有冷却孔92。如由该附图可看出的，至少一个冷却孔92通过喷射器体14在阀块24的下面一直延伸到喷嘴体18旁边。该至少一个冷却孔92以有利的方式这样地构成，即它具有第一分支，该第一分支通过喷射器体14延伸，始于阀块24的下方及终止于喷嘴体18的上方，但还在喷射器体14中过渡到一个回流的分支。该至少一个冷却孔92的回流分支可终止于阀块24的下方或-如根据图1的视图所示地-仍通过阀块24延伸，该阀块借助阀夹紧螺母40被固定在喷射器体14中。如根据图1的视图可看出的，该至少一个冷却孔92的回流分支在阀块24的平面侧上通入低压室，燃料量由阀座36上面的环形室46被排出到该低压室中。
通过根据本发明提出的方案能以有利的方式不用高成本对流地降低磁线圈74的线圈温度。可通过第一流通路径80和/或第二流通路径82在磁线圈74或磁线圈74与线圈架76的组合的内圆周面或外圆周面旁导流的排出量与导向泄漏量愈多，则可达到磁线圈74的更有效的冷却。

Claims (10)

1.用于内燃机的燃料喷射器(10)，具有控制室(28)，该控制室被加载处于系统压力下的燃料，该控制室可通过开关阀、尤其电磁阀(22)卸压，其中，该电磁阀(22)包括具有磁芯(72)与磁线圈(74)的磁组件(70)，其特征在于：由所述控制室(28)排出到回流部(84)中的量至少部分地围绕所述磁线圈(74)流动并冷却该磁线圈。
2.根据权利要求1的燃料喷射器(10)，其特征在于：所述磁线圈(74)被设置在所述磁芯(72)的一个空腔中，该空腔构成至少一个用于排出的燃料量的第一流通路径(80)。
3.根据权利要求1的燃料喷射器(10)，其特征在于：所述磁线圈(74)被设置在所述磁芯(72)的一个空腔中，该空腔构成用于排出的燃料量的一个第一及一个第二流通路径(80，82)。
4.根据权利要求1的燃料喷射器(10)，其特征在于：所述磁芯(72)具有一个空腔，该空腔为环形横截面，所述磁线圈(74)置入在该空腔中及借助至少一个间隔件(78)被固定。
5.根据权利要求1的燃料喷射器(10)，其特征在于：所述磁芯(72)在所述磁线圈(74)的或线圈架(76)与磁线圈(74)的组合的上方具有至少一个开口(98)。
6.根据权利要求5的燃料喷射器(10)，其特征在于：该至少一个开口(98)与盖(86)的至少一个回流通道(96)对齐，所述盖包括一个用于排出量和/或泄漏量的收集室(94)。
7.根据权利要求2或3的燃料喷射器(10)，其特征在于：所述第一流通路径(80)和/或所述第二流通路径(82)被构成环形的流通通道。
8.根据权利要求1的燃料喷射器(10)，其特征在于：所述喷射器体(14)和/或所述阀块(24)被至少一个冷却孔(92)穿过。
9.根据权利要求1的燃料喷射器(10)，其特征在于：为了改善所述磁线圈(74)的迎流，所述磁组件(70)包括一个具有至少一个开口(88)的衔铁板(90)。
10.根据权利要求9的燃料喷射器(10)，其特征在于：所述衔铁板(90)中的所述开口(88)被构成钻孔或槽口。
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