CN102414431A - 用于喷射燃料的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于喷射燃料的装置，包括：一阀体(2)；一朝外开启的阀针(3)，该阀针在阀体(2)中设置在填充以燃料的压力室(4)中，燃料在压力下被输送至该压力室；一复位元件(20)，该复位元件使所述阀针(3)返回到原始位置中；一电磁的促动器(6)，该促动器设置在一促动器室(9)中，以便操纵所述阀针(3)；一薄膜(13)，该薄膜设置在所述促动器室(9)中并且将所述促动器室(9)液密地划分成填充以燃料的第一区域(5)和无燃料的第二区域(18)，并且将所述阀针(3)划分成喷射侧的部分(3a)和促动器侧的部分(3b)，其中，所述阀针(3)的所述喷射侧的部分(3a)包括一压力补偿活塞(10)，该压力补偿活塞将所述压力室(4)与所述促动器室(9)的所述填充以燃料的第一区域(5)分开并且其中，所述促动器(6)设置在所述无燃料的第二区域(18)中。

Description

用于喷射燃料的装置
技术领域
本发明涉及一种用于喷射燃料的装置，该装置尤其可应用在分层充气运行时具有直喷装置的内燃机中。
背景技术
供具有直喷装置的内燃机使用的、用于喷射燃料的装置在现有技术中通常实施为具有朝外开启的阀针的高压喷射阀，这些高压喷射阀被压电促动器操纵并且为了所需的高动态开关时间借助破费的输出级控制。对这些喷射阀的这些单个构件的材料质量和制造公差的高要求导致长的加工-检验-和制造时间以及由此造成的这些喷射阀的高生产成本。
因此，现有技术的这些高压喷射阀不足够适于提供一种供分层充气运行时具有直喷装置的内燃机使用的、用于喷射燃料的、简单并且成本有利制造的装置。
发明内容
与此相对，根据本发明具有权利要求1特征的用于喷射燃料的装置具有优点，即该装置不仅具有一简单的并且由此成本有利的结构，而且在这些单个构件的所需的制造和位置公差方面不紧要。这根据本发明实现，其方式在于，即用于喷射燃料的装置具有一多件式的朝外开启的阀针和薄膜，该薄膜将促动器室液密地划分成填充燃料的第一区域和无燃料的第二区域并且同时将阀针划分成喷射侧的部分和促动器侧的部分。在此，通过一设置在阀针的喷射侧部分上的压力补偿活塞将填充燃料的压力室与促动器室的填充燃料的第一区域分开。因为在此该促动器设置在促动器室的无燃料的第二区域中，所以可应用一成本有利的电磁的促动器，该电磁的促动器可实现期望的高动态开关时间。此外，可在促动器中有利地应用专门的弱磁材料，因为促动器构件没有承受燃料的腐蚀性作用。
从属权利要求示出本发明的优选构型。
根据本发明的另一优选构型，该压力补偿活塞以小间隙可移动地设置在阀体的圆柱形的孔中并且设有一密封间隙。由此可实现相对于相邻的促动器室的第一区域简单地并且运行可靠地降低在压力室中存在的燃料压力。
根据本发明的装置优选具有一从促动器室的第一区域至一燃料储存容器的燃料回流管路。由此，在燃料储存容器中存在的环境压力基本上存在于促动器室的填充燃料的第一区域中，该环境压力也作用在薄膜的朝向该区域的一侧上。
因为有利地也在促动器室的无燃料的第二区域中并且由此在其他薄膜侧上仅存在环境压力，所以由于不存在的或者说仅低的压力负荷可应用薄膜的一简单的并且成本有利的尤其薄的实施方式。
此外，优选地在阀针的促动器侧的部分上设置一衔铁。由此，以最少数量的构件和紧凑的安装体积实现促动器的简单的并且成本有利的结构。
根据本发明的另一优选构型，该促动器包括一自由路径弹簧，该自由路径弹簧的弹簧力被如此地设计，使得阀针的促动器侧的部分即使在促动器没有被操纵的情况下一直贴靠薄膜。由此避免薄膜的过度的应力和由此造成的减小的疲劳强度并且该衔铁位于一确定的起动位置中。
优选复位元件被这样地设计，使得阀针喷射侧的部分即使在促动器没有被操纵的情况下，也就是说在阀针关闭情况下一直贴靠薄膜。由此，避免在薄膜上的压力补偿活塞移离并且避免在薄膜上的撞击应力，这又为薄膜的提升的耐久性或者寿命作出贡献。
在喷射装置的每种运行状态中，促动器侧的和喷射侧的部分尤其优选一直贴靠薄膜。
根据本发明的另一优选构型，该阀针的喷射侧的部分以阀针和压力补偿活塞两件式地构成。由此，以相应必要的尺寸公差地实现分开地制造和加工该构件，这对进一步节约成本作出贡献。
优选压力补偿活塞的朝向薄膜的端部和阀针的促动器侧的部分的朝向薄膜的端部分别倒圆角地构造。由此尤其在薄膜移动的也就是说膨胀的状态下确保这些端部均匀地支承并且避免对薄膜的损害，例如由于压力补偿活塞的和阀针的促动器侧的部分的没有倒圆角的端部区域的锋利的棱边。
附图说明
下面参考伴随的附图详细地描述了本发明的一实施例。附图示出：
图1根据本发明装置的一实施例的示意性简化的剖视图。
具体实施方式
下面参考图1详细地描述了根据本发明的一优选实施例的、用于喷射燃料的装置。
如图1的示意性剖视图所示，该用于喷射燃料的装置1包括阀体2以及朝外开启的阀针3，该阀针由喷射侧的部分3a和促动器侧的部分3b构成。该阀针3的喷射侧的部分3a包括针31和压力补偿活塞10，该针设置在压力室4中，燃料在压力下通过一输入管道19被输送至该压力室。该压力补偿活塞10以小间隙可移动地设置在阀体2的圆柱形的孔16中。
此外，在压力室4中设置一复位元件20，该复位元件支撑在阀体2和针31之间并且使阀针3在操纵之后返回到原始位置中。
在促动器室9中设置一电磁的促动器6，该促动器包括线圈8和衔铁7，优选这里示出的扁平衔铁的类型，该衔铁固定在阀针3的促动器侧的部分3b上。
此外，在促动器室9中设置一薄膜13，该薄膜固定在阀体2上并且一方面将阀针3划分成喷射侧的部分3a和促动器侧的部分3b，以及另一方面将促动器室9液密地划分成填充以燃料的第一区域5和无燃料的第二区域18。促动器室9的第一区域5至少部分地填充以燃料，该燃料通过一构造在压力补偿活塞10的表面上的密封间隙17由于压力室4的更高压力而进入到填充以燃料的第一区域5中。
此外，如图1所示，压力补偿活塞10的朝向薄膜13的端部10a和阀针3的促动器侧的部分3b的朝向薄膜13的端部15分别倒圆角地构造。由此避免对薄膜13的损害，这些损害在操纵装置1期间薄膜13移动或者膨胀时通过在这些构件的端部区域上的必要时构造的凸缘或棱边引起。
如图1所示，从促动器室9的填充以燃料的第一区域5分出一燃料回流管路14。通过该燃料回流管路14，燃料返回到这里没有示出的燃料储存容器中，该燃料通过压力补偿活塞10的密封间隙17由于从压力室4到第一区域5的压力降低而聚集。因为在燃料储存容器中并且因此也在促动器室9的第一区域5中存在环境压力，所以实现燃料无压力地从促动器室9的填充以燃料的第一区域5返回到燃料储存容器中。因为在促动器室9的无燃料的第二区域18中同样存在环境压力，所以在薄膜13的两侧基本上存在相同的压力。因此在薄膜13上存在压力平衡。
此外，在促动器室9中，一自由路径弹簧12设置在衔铁7和封闭元件21之间并且将阀弹簧3的促动器侧的部分3b与固定在其上的衔铁7支撑在封闭元件21上。用于促动器6的电的连接导线22朝外导向穿过该封闭元件21。该自由路径弹簧12如此地设计，使得阀弹簧3的促动器侧的部分3b即使在促动器6没有被操纵的情况下贴靠薄膜13。此外，几何结构如此地设计，使得阀针3的喷射侧的部分3a即使在促动器6没有被操纵(阀针关闭)的情况下贴靠薄膜13。通过在每种运行状态下阀针3的促动器侧的和喷射侧的部分3a、3b两侧的贴靠实现根据本发明装置1的近似刚性的构件组合用于操纵阀针3。在此，在阀针3的促动器侧的和喷射侧的部分3a、3b之间的薄膜13上的、在组装后可能存在的小的径向偏差或者小的角度偏差被容忍，因为该偏差没有影响根据本发明的装置1的完好的和确保运行的功能。
通过这些单个构件的上述描述的设置和设计可实现关于尺寸和位置公差简单和快速的制造，因为促动器6与阀针3的促动器侧的部分3b以及阀针3的喷射侧的部分3a与环绕的阀体2能够被相互分开地制造和检验。这不仅导致总共更低的检验和制造消耗而且导致废品件的更低风险并且在高压喷射阀的制造成本方面对显著的成本节约作出贡献。

Claims (9)

1.用于喷射燃料的装置，包括
-一阀体(2)，
-一朝外开启的阀针(3)，该阀针在阀体(2)中设置在填充以燃料的压力室(4)中，燃料在压力下被输送至该压力室，
-一复位元件(20)，该复位元件使所述阀针(3)返回到原始位置中，
-一电磁的促动器(6)，该促动器设置在一促动器室(9)中，以便操纵所述阀针(3)，和
-一薄膜(13)，该薄膜设置在所述促动器室(9)中并且将所述促动器室(9)液密地划分成填充以燃料的第一区域(5)和无燃料的第二区域(18)，并且将所述阀针(3)划分成喷射侧的部分(3a)和促动器侧的部分(3b)，
-其中，所述阀针(3)的所述喷射侧的部分(3a)包括一压力补偿活塞(10)，该压力补偿活塞将所述压力室(4)与所述促动器室(9)的所述填充以燃料的第一区域(5)分开并且其中，所述促动器(6)设置在所述无燃料的第二区域(18)中。
2.根据权利要求1的用于喷射燃料的装置，其特征在于，所述压力补偿活塞(10)以小间隙设置在所述阀体(2)的圆柱形的孔(16)中并且具有一用于使压力从所述压力室(4)至所述促动器室(9)的所述第一区域(5)降低的密封间隙(17)。
3.根据权利要求1或2的用于喷射燃料的装置，其特征在于，一燃料回流管路(14)从所述促动器室(9)的所述第一区域(5)分出至一燃料储存容器。
4.根据上述权利要求之一的用于喷射燃料的装置，其特征在于，在所述薄膜(13)的两侧在填充燃料的所述第一区域(5)中并且在无燃料的所述第二区域(18)中存在相同或者基本上相同的压力。
5.根据上述权利要求之一的用于喷射燃料的装置，其特征在于，在所述阀针(3)的促动器侧的部分(3b)上设置一衔铁(7)。
6.根据上述权利要求之一的用于喷射燃料的装置，其特征在于，此外该促动器(6)包括一自由路径弹簧(12)，该自由路径弹簧被如此地设计，使得所述阀针(3)的促动器侧的部分(3b)即使在促动器(6)没有被操纵的情况下贴靠所述薄膜(13)。
7.根据上述权利要求之一的用于喷射燃料的装置，其特征在于，所述复位元件(20)被如此地设计，使得所述阀针(3)的喷射侧的部分(3a)即使在所述促动器(6)没有被操纵的情况下贴靠所述薄膜(13)。
8.根据上述权利要求之一的用于喷射燃料的装置，其特征在于，所述阀针(3)的喷射侧的部分(3a)以一针(31)和所述压力补偿活塞(10)两件式地构成。
9.根据上述权利要求之一的用于喷射燃料的装置，其特征在于，所述压力补偿活塞(10)具有一朝向所述薄膜(13)的倒圆角的端部(10a)并且所述阀针(3)的促动器侧的部分(3b)具有一朝向所述薄膜(13)的倒圆角的端部(15)。
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