CN102282356B - 燃料喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料喷射装置，包括具有可运动地布置的线圈(7)的电动驱动装置(30)，释放和关闭阀座(2a)上的喷射孔(18)的向内打开的针(2)，将所述针(2)连接到所述可运动地布置的线圈(7)的连接元件(9)，以及压力室(15)，所述压力室在阀座(2a)前布置在针(2)上且容纳加压的燃料。

Description

燃料喷射装置
技术领域
本发明涉及一种燃料喷射装置，其中特别地，处于压力下的燃料喷射到内燃机的燃烧室中。
背景技术
已知燃料喷射装置例如在汽车发动机中用来喷射燃料。此外，柴油燃料喷射最近也喷射奥托燃料。经常地，对于燃料喷射，在这里燃料由储器(导轨)提供并且通过喷射装置喷射到燃烧室或吸管中。在这里，一方面应用电磁致动器或者替代地压电致动器作为致动器。电磁致动器在这里相对成本低廉，但也相对较慢。压电致动器与之相反，快但是相对更贵。因此，期望具有一种喷射装置，其具有相对快却成本低廉的致动器。
发明内容
按照本发明，提出了一种用于喷射燃料的装置，包括：电动驱动装置，其具有可运动的线圈，向内打开的针，其释放和关闭位于阀座上的喷射孔，连接装置，其连接所述针和所述可运动的线圈，以及压力室，其在所述阀座前布置在所述针上并且容纳处于压力下的燃料，其中，所述电动驱动装置还包括第一永磁体、第二永磁体、中间盘和外罩，其中，所述中间盘布置在所述第一永磁体和第二永磁体之间，并且所述可运动的线圈布置在所述第一和第二永磁体的外圆周上。
根据本发明上述技术方案的燃料喷射装置相比较而言具有如下优点，其具有短的开关时间，并且仍然制造成本低廉，结构紧凑。根据本发明的装置还能够容易地在每个周期进行两次或多次喷射。在这里，根据本发明的装置应用向内打开的喷嘴，使得在喷射时产生非常良好地形成的、圆锥形的喷雾。
在这里能够还容易地设置多个喷射孔，以提供例如用于不同发动机制造商的单独地合适的喷雾或螺旋喷雾。这通过根据本发明的具有带有可运动的线圈的电动致动器或驱动装置的装置实现。这样，所述驱动装置能够非常成本低廉地提供，并且通过线圈的电流反向实现快速的线圈运动反向。所述电动驱动装置的可运动线圈此时与所述喷射装置的针相连接，这利用连接元件实现。在这里，所述针的连接元件之间的连接使得所述针能够通过所述线圈的电流方向的反转分别主动地打开和关闭。
下述说明显示了本发明的优选改进方案。
优选地，除所述可运动的线圈外，所述电动驱动装置包括第一和第二永磁体，中间盘以及外罩，其中，所述中间盘布置在所述第一和第二永磁体之间，并且所述外罩由导磁材料制成。由此实现非常紧凑且简单的结构。
进一步优选地，所述连接元件包括多个指，通过所述连接元件，所述针与电动驱动装置相连接。这能够使所述针和电动驱动装置之间可靠地连接，并且进一步用作在两个运动方向上可靠地耦合。所述指在这里优选与固定在所述针上的针盘形状锁合地连接。
进一步优选地，所述针包括关闭弹簧和特别地弹簧盘，所述弹簧盘固定在所述针上，并且用作所述弹簧的支承座。所述关闭弹簧支持所述针的关闭过程。
进一步优选地，所述喷射装置包括管，所述管在轴向方向上在中心穿过所述电动驱动装置。所述管设计用于引导燃料穿过所述电动驱动装置。
因此能够实现特别紧凑的结构。
根据更优选的本发明的改进方案，所述电动驱动装置布置在填充燃料的空间中，其中所述燃料在该空间中承受压力。
更优选地，所述装置包括波纹管，其使所述电动驱动装置与处于压力下的燃料分离。因此能够使所述电动驱动装置不布置在填充燃料的空间中。
为了提供特别紧凑的结构，所述针设有中心贯通孔，所述中心贯通孔通过横向孔与自由针端的压力室相连接。因此，燃料能够从针的内部供给到压力室。
为了实现针的尽可能可靠地引导，所述管的端部区域形成为引导区域，以引导所述针。因此，能够抛弃针的单独引导装置。
根据本发明的更优选的改进方案，所述关闭弹簧优选布置在管内。这能够实现特别紧凑的结构，其中管内的关闭弹簧不阻碍所述通过管供给的燃料。
附图说明
下面参照附图，更详细地描述本发明的优选实施例。在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的装置的示意性剖面图；
图2是根据本发明第二实施例的装置的示意性剖面图；以及
图3是根据本发明第三实施例的装置的示意性剖面图。
具体实施方式
下面参照图1详细地描述用于喷射高压燃料的装置1。
如图1所示，装置1包括电动致动器30、针2和燃料供给管19。高压燃料通过燃料供给管19供给到装置1。电动致动器30包括第一永磁体4、第二永磁体6、中间盘5、可运动的线圈7以及外罩8。中间盘5由导磁材料制成，并且布置在第一永磁体4和第二永磁体6之间。可运动地布置的线圈7布置在第一和第二永磁体4、6以及中间盘5的外圆周。外罩8同样也由导磁材料制成，并且在圆周围绕线圈7，以及在轴向方向X-X上围绕第一永磁体4和第二永磁体6的两个端壁。两个永磁体4、6布置成使得中间盘5指向相同的磁极。因此，永磁体4、6通过中间盘5形成在外罩8的方向上径向向外延伸的磁场。当只有线圈7中流动电流时，线圈7受到洛伦兹力，洛伦兹力根据电流方向在针的打开或关闭方向上(即在轴向方向X-X上)进行作用。因此，线圈7在各相应方向上运动。
装置1还包括关闭弹簧3，关闭弹簧3在针2上施加关闭力。此外，弹簧盘13固定在针2上，关闭弹簧3的一端支承在弹簧盘13上。关闭弹簧3的另一端支承在壳体构件14a上。在针2上还固定针盘11，针盘11固定在远离喷射孔18的针2的端上。喷射孔18形成在壳体14中，并且布置成与轴向方向X-X成预定角。可运动的线圈7通过连接装置9与针2相连接。在这里，连接装置9包括多个指10，配合在针盘11的开口11a中。
还设有管12，管12穿过电动致动器30。管12用作来自燃料供给管19的燃料的通过管。燃料输送到燃料室16中，其中，燃料穿过连接装置9的指10。这在图1中通过箭头B表示。箭头A表示燃料在燃料供给管19中的流动方向。而且在燃料室16中布置关闭弹簧3以及针2的后部部分。在喷射孔18前还设置环形压力室15。压力室15通过供给通路17与燃料室16相连接。当针2因此打开时，如图1中箭头D所示，燃料能够从燃料室16流入供给通路17中，如箭头C所示，并从那儿流到压力室15中。
在此，根据本发明的装置的功能如下：已经承受压力的燃料如箭头A所示利用燃料供给管19和管12供给到燃料室16中。燃料室16通过供给通路17与环形压力室15相连接。当只喷射燃料时，电动致动器30启动。为此，线圈7中电流流动，使得线圈如箭头E所示地运动。因此，通过连接装置9和指10，针2也在箭头D的方向上运动。由此，针2从阀座2a升起，使得喷射孔18释放，燃料能够从喷射孔喷射到燃烧室或吸管中。在针2运动时，此时关闭弹簧3压缩。当完成喷射时，线圈7上的电流方向反向，使得线圈7反向运动。由此，针2实现主动闭合，其中张紧的关闭弹簧3帮助协作完成关闭过程。因此，通过可运动的线圈7和针2之间的牢固连接，针2主动地闭合。由此，完成燃料的喷射。
因此，根据本发明，在向内打开的阀中应用电动致动器30时，能够通过可运动的线圈7中的电流方向反转而实现针的主动打开和闭合。因此，能够实现非常短的开关时间，该开关时间显著地小于例如电磁致动器的闭合时间。这实现了装置1的紧凑结构以及装置1的非常成本低廉的制造。通过设置多个喷射孔18能够也在短的开关时间内喷射大量的燃料。在这里尤其能够实现非常好的散布喷雾。
下面参照图2和图3详细地描述本发明的优选实施例。相同或功能相同部分在这里用与第一实施例相同的附图标记表示。
图2示出了根据第二实施例的装置1，其中与第一实施例的不同之处在于，在第二实施例中，燃料通过中心针管21和横向孔22供给到环形压力室15中。因此，燃料能够通过整个装置1，却没有大的压力损失地供给到环形压力室15。在这里电动致动器30置于壳体区域14a的中心，在壳体区域14a上安置管12，其中电动致动器30固定在管12上。
图3示出了根据第三实施例的装置1，其基本上与第二实施例相符。与第二实施例的不同之处在于，在第三实施例中不具有燃料室16。燃料在轴向方向上从燃料供给管19通过管12、中心贯通孔21以及横向孔23，供给到压力室15中。关闭弹簧3在这里布置在管12内。管12在远离针2的端部还具有导向区域12a，在其上对针2进行导向。在这里，管12置于外罩8的底部区域8a的中心。在针2中还设有另一横向孔23，其与第二压力室24形成连接。通过该横向孔23保证电动致动器30布置在燃料中。
实施例中所描述的装置1通过使用电动致动器30而因此具有非常接近压电致动器的特征的特征。在这里，应该说在一个周期期间，特别地具有非常短的开关时间和多次喷射。尽管如此，根据本发明的装置1构造得非常紧凑且成本低廉。

Claims (9)

1.用于喷射燃料的装置，包括：
电动驱动装置(30)，其具有可运动的线圈(7)，
向内打开的针(2)，其释放和关闭位于阀座(2a)上的喷射孔(18)，
连接装置(9)，其连接所述针(2)和所述可运动的线圈(7)，以及
压力室(15)，其在所述阀座(2a)前布置在所述针(2)上并且容纳处于压力下的燃料，其特征在于，
所述电动驱动装置(30)还包括第一永磁体(4)、第二永磁体(6)、中间盘(5)和外罩(8)，其中，所述中间盘(5)布置在所述第一永磁体(4)和第二永磁体(6)之间，并且所述可运动的线圈(7)布置在所述第一和第二永磁体的外圆周上，其中，所述中间盘(5)与所述外罩(8)由导磁材料制成。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括关闭弹簧(3)，该关闭弹簧设计用于向所述针(2)上施加恢复力，以使所述针在打开过程后再次关闭。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
所述连接装置(9)包括多个指(10)，所述针(2)包括针盘(11)，所述针盘(11)牢固地固定在所述针(2)上，并且其中，所述连接装置(9)通过所述指(10)与所述针盘(11)相连接。
4.根据权利要求2所述的装置，还包括弹簧盘(13)，该弹簧盘固定在所述针(2)上并且构造用于支承所述关闭弹簧(3)。
5.根据权利要求1或2所述的装置，还包括管(12)，其穿过所述电动驱动装置(13)，并且通过所述管(12)能够供给燃料。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
所述电动驱动装置(30)布置在填充有燃料的燃料室(24)中。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括一波纹管，该波纹管使所述电动驱动装置(30)与所述处于压力下的燃料分离。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
所述针(2)包括中心贯通孔(21)，该贯通孔通过至少一个横向孔(22)与所述压力室(15)相连接。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述管(12)的端部区域(12a)构造成用于所述针(2)的引导区域，以在轴向方向(X-X)上引导所述针(2)。
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