CN102422012A - 具有压力传感器的燃料喷射器 - Google Patents
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Abstract
燃料喷射器(1),具有一高压区域(32)和一低压区域(38),该高压区域在运行时包含处于高压下的燃料,该低压区域在运行时具有比该高压区域(32)中小的压力。在所述低压区域(38)中设有传感器(12),一传递器件(9)如此地设置,使得该传递器件至少短暂地将对应于所述高压区域(32)中的燃料压力的力施加到所述传感器(12)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有压力传感器的燃料喷射器。
背景技术
现有技术公知了在燃料喷射系统中用于测量燃料压力的压力传感器。这些公知的压力传感器大多数设置在喷射系统的一中心的蓄压器中并且在那里被加载以喷射系统中的燃料的高压力。燃料压力在现代的共轨系统中总计为几千Bar。因此这些压力传感器必须相对于在喷射系统中的燃料的高压力密封并且因此是破费的并且成本多的构件。此外,在没有中心的蓄压器的系统中找到用于安装压力传感器的合适位置是成问题的。
发明内容
本发明的任务在于,在一燃料喷射系统中提供一种简单的并且成本有利的用于测量燃料压力的装置。
该任务通过根据独立权利要求1的燃料喷射器解决。有利的扩展构型由从属权利要求得到。
根据本发明的燃料喷射器具有一高压区域,该高压区域在运行时至少暂时地包含处于高喷射压力下的燃料。根据本发明的燃料喷射器也具有一低压区域,该低压区域在运行时不包含燃料和/或与排流部连接,使得在低压区域中没有建立高燃料压力并且生成比高压区域中更低的压力。一传感器位于低压区域中并且一传递器件如此地设置,使得至少暂时地将对应于高压区域中燃料压力的力施加到该传感器上。
本发明也包括具有一燃料泵、至少一个根据本发明的燃料喷射器和一调节阀的燃料喷射系统。通过应用具有一集成的压力传感器的根据本发明的燃料喷射器可舍弃一中心的蓄压器,压力传感器安装在该蓄压器中。这种喷射系统具有少的构件并且因此可成本有利地实现。
通过压力传感器本身设置在燃料喷射器中,也可无问题地测量没有中心的蓄压器的系统中的压力。因为该压力传感器设置在燃料喷射器的低压区域中,所以该传感器不必具有专门的高压密封装置。因此可以应用简单的并且成本有利的传感器。
在一实施方式中,被传递器件施加到传感器上的力与在高压区域中的压力成比例。由此分析处理被传感器测量的值用于求出在系统中产生的燃料压力是尤其简单的。
在一实施方式中,该燃料喷射器具有一控制阀并且该传感器设置在控制阀的低压区域中。该传感器可尤其有利地安装在这种控制阀的低压区域中。
在一实施方式中,该燃料喷射器具有一压力补偿的控制阀。具有压力补偿的控制阀的燃料喷射器可借助小的力打开和关闭并且实现如此短的开关时间。这样的控制阀可通过一小的并且成本有利的促动器操控。
在一实施方式中,该控制阀具有一套筒状地阀针并且该传递器件构造为在阀针内部的移动的压杆。具有设置在套筒状阀针内部的压杆的阀使得压力从高压区域尤其简单地传递到设置在低压区域中的传感器上并且可简单并且成本有利地制造。
在一实施方式中,该控制阀通过一电磁的促动器操控。电磁的促动器适合应用在燃料喷射器中并且可成本有利地制造。
在一实施方式中,该控制阀可通过一压电的促动器操控。压电的促动器实现尤其短的开关时间。
在一实施方式中,在压杆和传感器之间设置一补偿元件。这种补偿元件能够补偿在传感器和压杆之间的角度偏差并且因此改善测量的精度。
在一实施方式中,该燃料喷射系统具有至少两个燃料喷射器,其中,这些燃料泵、燃料喷射器和调节阀这样成列地相互连接,使得燃料喷射器的排流部分别与随后的燃料喷射器的入流部相连接。通过这样的成列布置使得燃料喷射系统的压力管路的总长度最小化。因此这种喷射系统可尤其成本有利地制造。
附图说明
本发明在下面根据附上的附图被详细地解释。附图示出:
图1根据本发明的燃料喷射器的剖面视图,以及
图2具有至少一个根据本发明的燃料喷射器的燃料喷射系统的示意性视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的燃料喷射器的剖面视图。该燃料喷射器1包括一在图1的下部区域中示出的圆柱形的喷嘴体2和一设置在喷嘴体2上方的圆柱形的盖螺母4,该盖螺母与喷嘴体2固定地旋紧。该喷射器1在其在图1中上部示出的端部上通过一封闭板41封闭,该封闭板与盖螺母4液压密封地旋紧。
在喷嘴体2的内部构造一高压室32,该高压室被一外部的燃料泵28通过一燃料输入管30填充以处于高压下的燃料。
在喷嘴体2的在图1中下部示出的端部上构造喷射口3,燃料能通过这些喷射口从高压室32流入到没有示出的燃烧室中,该燃料室包围喷嘴体2下部的端部。
该高压室32的上部的与喷射口3相反的端部被一阀板24限界,该阀板通过盖螺母4与喷嘴体2固定地夹紧并且液压密封地封闭高压室32.
在阀板24的朝向高压室32的一侧上构造一圆柱形的突出部,该突出部包围控制室18。在该突出部背离阀板24的侧面17上构造一喷嘴针口。
沿着高压室32的纵轴线设置一喷嘴针6,该喷嘴针具有一上部的朝向阀板24的端部6a和下部的朝向喷射口3的端部6b。该喷嘴针6可由一块组成或者由多个相互作用连接的部分构成。
该喷嘴针6的上端部穿过构造在控制室18的背离阀板24的侧面17中的喷嘴针口这样地插入到控制室18中,使得控制室18的容积由于喷嘴针6平行于纵轴线的移动是可变化的。
在控制室18的下部在喷嘴针6的圆周上构造一凸缘14。一喷嘴针弹簧16如此地设置在凸缘14和控制室18的背离阀板24的侧面17之间,使得它在阀板24的突出部上弹性地支撑喷嘴针6。在此,喷嘴针6的下端部6b在喷嘴体2的下部区域中如此地向着喷射口3被喷嘴针弹簧16挤压,使得喷嘴针6的下端部6b封闭喷射口3并且没有燃料从高压室32通过喷射口3流到燃烧室中。
在喷嘴针6的下部区域6b的上方构造一挤压台阶7。在运行时高压室32填充以处于高压下的燃料并且燃料通过挤压台阶7将朝上指向的力施加到喷嘴针6上。
一构造在控制室18的侧壁中的入流节流阀20将控制室18与高压室32液压地连接,使得在液压平衡时在控制室18中生成与在高压室中压力相同的压力。
控制室18的背离喷嘴针6的一侧被阀板24限界。在阀板24中在控制室18的区域中构造一排流孔21,该排流孔将控制室18与一圆柱形构造的阀室19液压地连接,该阀室19构造在阀板24的背离控制室18和高压室32的一侧的上方。
在排流孔21中构造一排流节流阀22。通过对排流节流阀22确定尺寸可调节穿过排流孔的流动。
在包围阀室19的壁35中构造两个排流孔36,这些排流孔将阀室19液压地与构造在盖螺母4中的阀板24上方的低压室36连接。该低压室36液压地与一燃料排流部40连接,燃料通过该燃料排流部从喷射器1排出,使得在低压室36中不形成高的燃料压力。
在排流孔21的朝向阀室19的端部上在控制板24上构造一密封座34。在该阀室19中设置阀针8,该阀针在喷射器的纵向上在下部的关闭位置和上部的打开位置之间运动。在此,阀针8安放在阀板24上并且封闭阀座34,如果它在下部的关闭位置中。如果它位于上部的打开位置中,那么阀针8从阀板24抬起并且释放密封座34。
如果阀针8位于上部的打开位置中并且释放密封座34,那么控制室18通过排流孔21和排流节流阀22与阀室19液压地连接。如果阀针8在下部的关闭位置中并且封闭密封座34,那么在控制室18和阀室19之间的连接中断。
阀针6延伸穿过一构造在阀室19的上部的背离阀板24的限界件27中的开口到低压室38中并且在低压室38中在其上部的背离阀板24的端部上具有一衔铁板25,该衔铁板垂直于喷射器1的纵向在低压室38中延伸。
在衔铁板25和封闭板41之间设置一衔铁弹簧36,该封闭板在喷射器的上端部上封闭喷射器1。衔铁弹簧36如此地在封闭板41上弹性地支撑衔铁板25,使得阀针8通过衔铁弹簧26的力向着构造在阀板24上的密封座34压在下部的关闭位置中并且液压密封地封闭密封座34。
电磁铁10位于衔铁板25和封闭板41之间在盖螺母4的内部,该电磁铁这样地构造,使得衔铁板25通过激活电磁铁10逆着衔铁弹簧26的力向上朝着封闭板24运动到一上部的打开的位置中并且在此阀针8从密封座34抬起。因此密封座34通过激活电磁铁10被打开。燃料从控制室18穿过排流孔21和排流节流阀22流到阀室19中并且从阀室19穿过排流口36进一步流到低压室38和燃料排流部40中。
由于燃料从控制室18所描述的排流,在控制室18中的燃料压力降低并且不再足够将喷嘴针6逆着力保持在下部的关闭位置中,在高压室32中处于高压下燃料将该力施加到构造在喷嘴针6的下端部6b上的挤压台阶7上。该喷嘴针6朝着阀板24向上运动并且释放喷射口3。燃料从高压室32穿过喷射口3流到没有示出的燃烧室中,该燃烧室包围喷嘴体2的下端部。
为了结束喷射过程,电磁铁10被停止工作。衔铁2被衔铁弹簧26压到下部的关闭的位置中,阀针8在该位置中封闭密封座34。在密封座34封闭时没有燃料从控制室18排流到阀室19中并且在控制室18中的压力升高,燃料通过入流节流阀20从高压室32流入到控制室18中。在控制室18中升高的压力将向下指向的力施加到喷嘴针6上,该力与喷嘴针弹簧16的力一起将喷嘴针6压到下部的关闭位置中。喷嘴针6的下端部6b封闭喷射口3并且没有另外的燃料从高压室通过喷射口3流到燃烧室中。
在阀针8中沿着喷射器1的纵轴线构造一中心的阀针孔23。在该阀针孔23中高压密封地装配入一压杆9,该压杆沿着喷射器1的纵轴线平行于喷嘴针6的和阀针8的运动方向在阀针孔23的内部运动。该压杆9在阀针8的上方延伸中心地穿过在衔铁板25中构造的孔、衔铁弹簧26和电磁铁10并且在电磁铁10的上方这样地与一设置在封闭板上的传感器12作用连接,使得一作用在压杆9下部的、在阀板24中朝向排流孔32的端侧上的力被传递到传感器12上。
在图1中示出的实施例中,在压杆9上部的、朝向传感器12的端侧和传感器12的朝向压杆9的面之间设置一补偿元件11。该补偿元件11实现补偿在传感器12和压杆9之间的角度偏差并且提高了通过传感器12进行的测量的精度。
在阀针8的下部的关闭的位置中,也就是说如果阀针8安放在构造在阀板24上的密封座34上并且关闭在控制室18和阀室19之间的连接,那么在控制室18中产生的高燃料压力通过排流孔21作用在压杆9的朝向排流孔21的端侧上。压杆9将与在控制室18中的燃料压力成比例的力传递到传感器12上。
因为控制室18通过入流节流阀20与高压室32处于液压连接,所以在控制室18中的燃料压力在液压平衡时与高压室32中的燃料压力相同。因此被压杆9施加到传感器12上的力与在高压室32中的燃料压力成比例。在高压室32中的燃料压力可由被传感器12测出的值简单地确定。
由于传感器12设置在喷射器1的低压区域中,传感器12不必构造为耐高压的传感器。更可应用一简单构造的并且成本有利制造的传感器12。
在喷射过程期间,也就是说如果阀针8通过激活电磁铁10运动到上部的打开的位置中,使得阀座34打开,那么排流孔21通过阀室19和开口36与低压室38处于液压连接。在该状态下没有高压施加在压杆9的下部的端侧上,使得在该状态下燃料系统的高压不通过传感器12测量。时间足够进行可靠地压力测量,在该时间中密封座34在喷射过程之间关闭并且压杆9的下端侧承受系统的高燃料压力。
图2示出具有四个燃料喷射器1、1a一燃料泵28和一压力调节阀42的燃料喷射系统。
燃料泵28的输出部通过燃料输入管路46和入流节流阀47与第一喷射器1的入流部连接。第一喷射器1的燃料排流部40通过连接管路44与第二喷射器1的入流部30连接。第二喷射器1a的燃料排流部通过另一连接管路44与第三喷射器1的燃料入流部连接。第三喷射器1的燃料排流部40通过第三连接管路44与第四喷射器1的燃料入流部30连接。第四喷射器1的燃料排流部40通过排流管路38与一压力调节阀42连接。该第二燃料喷射器1a构造为根据本发明的具有一集成在低压区域中的压力传感器12的燃料喷射器。
在图2中示出的燃料喷射系统没有中心的蓄压器。然而能可靠地测量在燃料喷射系统中的燃料压力,因为这些喷射器1中的至少一个构造为根据本发明的具有一集成的压力传感器12的燃料喷射器1a。视需求而定,这些燃料喷射器1的一个或者多个可以构造为根据本发明的具有压力传感器12的燃料喷射器1a或者构造为传统的没有压力传感器12的燃料喷射器1。通过该压力调节阀42可调节在系统中的燃料压力。由于这些燃料喷射器1、1a成列地相互连接,一单个的压力调节阀42足够调节在喷射系统中的燃料压力。不仅节省了一中心的蓄压器还节省了附加的连接管路。这种燃料系统可简单并且成本有利地实现。
Claims (10)
1.燃料喷射器(1),具有
一高压区域(32),该高压区域在运行时包含处于高压下的燃料,
一低压区域(38),该低压区域在运行时包含处于低压下的燃料,
一设置在所述低压区域(38)中的传感器(12),
一传递器件(9),该传递器件如此地设置,使得该传递器件至少短暂地将对应于所述高压区域(32)中的燃料压力的力施加到所述传感器(12)上。
2.根据权利要求1的燃料喷射器(1),其中,被所述传递器件(9)施加到所述传感器(12)上的力与在所述高压区域(32)中的燃料压力成比例。
3.根据权利要求1或2的燃料喷射器(1),具有一控制阀,其中,所述传感器(12)设置在该控制阀的低压区域(38)中。
4.根据权利要求3的燃料喷射器(1),其中,所述控制阀是压力补偿的控制阀。
5.根据权利要求4的燃料喷射器(1),其中,所述控制阀具有一阀针(8)并且所述传递器件(9)是一设置在该阀针(8)内部的压杆(9)。
6.根据权利要求4或5的燃料喷射器(1),其中,所述控制阀能被一电磁的促动器(10)操纵。
7.根据权利要求4或5的燃料喷射器(1),其中,所述控制阀能被一压电的促动器操纵。
8.根据上述权利要求之一的燃料喷射器(1),其中,在所述压杆(9)和所述传感器(12)之间设置一补偿元件(11)。
9.燃料喷射系统,具有一燃料泵(28)、根据上述权利要求之一的至少一个燃料喷射器(1)和一调节阀(42)。
10.根据权利要求9的燃料喷射系统,具有至少两个燃料喷射器(1),其中,第一燃料喷射器(1)的入流部(30)与所述燃料泵连接,第一燃料喷射器(1)的排流部(40)与随后的燃料喷射器(1)的入流部(30)连接;最后的燃料喷射器(1)的排流部(40)与所述调节阀(42)连接。
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