CN102625878A - 燃料喷射阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于喷射燃料到内燃机燃烧室中的燃料喷射阀,具有喷嘴针(1),它在喷嘴体(3)的中心孔(2)中为了释放或关闭至少一个喷射孔(4)往复运动地导行,其中该喷嘴针(1)通过在其燃烧室一侧端部上构成的、环绕的密封部位(5)与在燃烧室一侧的喷嘴体(3)端部上构成的、锥形延伸的密封面(6)共同作用。按照本发明所述锥形延伸的密封面(6)具有30°至50°、最好40°至50°的打开角(α1)。
Description
技术领域
本发明涉及一个具有权利要求1前序部分特征的燃料喷射阀,用于喷射燃料到内燃机的燃烧室中。
背景技术
由公开文献DE102006012242A1给出一个用于内燃机的燃料喷射阀,它具有一个阀体,在其中构成一个以处于高压下的燃料充满的压力室,至少一个喷射孔源自压力室。在压力室中设置可以纵向移动的阀针,它通过密封面与在压力室中构成的锥形阀座为了打开和关闭至少一个喷射孔共同作用。为了使足够的燃料穿过阀针密封面与阀座之间流到喷射孔,用于达到相应的喷射率,必需使阀针移动确定的最小行程。因为必需克服这个部位,在该部位密封面与阀座之间的缝隙节流并且降低在喷射孔上施加的喷射压力。但是通过大的最小行程,用于达到完全喷射压力,不能实现相互间快速衔接的喷射。因此在上述公开文献中建议一个锥形构成的阀座,具有75°至100°的打开角。与具有通常约60°打开角的锥形阀座的燃料喷射阀相比,所建议的燃料喷射阀的优点是,为了克服阀座节流范围需要更小的阀针行程,由此能够实现相互间快速衔接的高喷射压力的喷射。此外阀座的较大打开角要减小由于流体引起的在阀针上的干扰力,这可能导致阀针的偏轴化。
面对持续提高的喷射压力目前的问题在强度方面,尤其在阀座部位,其中前提是研制现代的燃料喷射阀。其中所选择的阀座形状对于燃料喷射器的功能具有大的影响。
发明内容
因此本发明的目的是,通过一个燃料喷射器,它尤其在阀座部位具有高强度。
这个目的通过具有权利要求1特征的燃料喷射阀得以实现。本发明的有利改进方案在直接或间接地追溯到权利要求1的从属权利要求中给出。
为了实现目的所建议的燃料喷射阀具有喷嘴针,它在喷嘴体的中心孔中为了释放或关闭至少一个喷射孔往复运动地导行,其中该喷嘴针通过在其燃烧室一侧端部上构成的、环绕的密封部位与在燃烧室一侧的喷嘴体端部上构成的、锥形延伸的密封面共同作用。按照本发明所述锥形延伸的密封面具有30°至50°、最好40°至50°的打开角α1。这种配合形状的优点是,由于更小的、远小于通常60°的打开角,使得可以实现在燃烧室侧的喷嘴体端部上的密封面部位中的明显应力减小。由于所实现的应力减小或更小的负荷例如可以以相应的值提高喷射压力。备选或附加地也可以使喷嘴体在喷射孔部位具有更小的壁厚,由此使喷射孔具有更短的长度,这又起到有利于焦化敏感性的作用。尽管也可以通过其它提高强度的措施、例如通过更高的材料质量、更大的壁厚或刚性实现密封面部位的更高强度或结实度,但是这些措施大多是增加成本并且通常影响燃料喷射器的功能。
因为所建议的密封面形状对于密封面节流带来更大的喷嘴针行程,因此这种形状最好在弹道式的燃料喷射阀或喷射器中实现。弹道式喷射器与非弹道式喷射器不同,没有用于限制喷嘴针行程的行程止挡。因此弹道式喷射器能够实现更大的喷嘴针行程,它又起到使喷嘴针更长时间地在密封面节流部位以外运动的作用,并由此保证在更长的时间空间上在喷射孔上的完全喷射压力。
此外备选或附加地为了克服密封面节流部位优选使用快速通断的阀门。它们能够更快速地达到密封面节流以上的行程范围,由此在短时间内施加全部喷射压力在喷射孔上。为了提高喷嘴针的速度,例如可以选择大比例的排出节流与流入节流。因此通过“快速”喷嘴针补偿更大的喷嘴针行程。另外通过有目的地充分利用喷嘴针节流范围和降低的喷嘴针作用力在小的喷嘴针行程时可以更准确地计量小的和最小的喷射量。因为与具有60°的阀座打开角的燃料喷射阀相比,按照本发明的燃料喷射阀在小的喷嘴针行程时具有更低的喷嘴针作用力。这种喷嘴针作用力还导致,在使用伺服阀时为了控制喷嘴针使控制室更快地卸载,由此也使喷嘴针得到加速度。
按照优选的实施例至少一个喷射孔在密封面部位通到喷嘴体的中心孔中。因此燃料喷射阀优选具有所谓的配合孔喷嘴。与盲孔喷嘴相比,在盲孔喷嘴中喷射孔在密封面以下通到盲孔,配合孔喷嘴的优点是,可以以直到50%减小有害容积。由于更小的有害容积也显著降低HC排放。因为在排放值方面的要求也总是提高,本发明的另一目的也在于降低排放值。因此已经证实,所建议的按照本发明的燃料喷射阀的密封面形状与配合孔喷嘴结构相结合是特别有利的。由于在密封面部位构成喷射孔尽管配合孔喷嘴与盲孔喷嘴相比一般具有更低的强度,但是这一点由此得到补偿,由于所建议的更小的密封面打开角可以显著降低应力。
因为在配合孔喷嘴中与盲孔喷嘴相比还更经常地存在喷嘴针偏轴化的隐患,因此还优选地建议,所述中心孔具有靠近密封面的用于喷嘴针导向的导向部位。在此将导向部位称为“靠近密封面”,导向部位在中心孔部位内部构成,其长度最多为从喷嘴体的燃烧室侧的端部开始的喷嘴体总长的40%。通过靠近密封面的导向可以防止喷嘴针偏轴化或倾斜位置。因此保证良好的喷射对称性并由此保证均匀地分布喷射的燃料到内燃机的燃烧室中。优选使所述中心孔具有减小直径的部位,用于构成靠近密封面的导向部位。
所述靠近密封面的导向部位最好直接连接在密封面上地构成。一方面由此可以实现喷嘴针的最佳导向,另一方面简化在中心孔内部的导向部位的加工。如果所述中心孔为了构成导向部位例如具有减小的直径,仅仅在导向部位的一侧上、即在远离配合面的一侧上连接具有较大直径的中心孔部位,由此通过外露可以简单地加工这个部位。
优选使在喷嘴针上构成的环绕的密封部位具有至少一个锥形的局部部位。选择这个局部部位的锥角α2最好至少略微大于密封面的打开角α1。由此使喷嘴针基本以直线形的密封轮廓顶靠在密封面上。为了构成密封棱也可以使环绕的密封部位由两个锥形的局部部位组成,它们具有不同的锥角。
按照一个优选的实施例在喷嘴针上构成的环绕的密封部位具有压力台阶,它具有液体作用面,它们可以在轴向和/或径向上以燃料加载。这种压力台阶例如也可以具有环绕的槽的形状。在这里施加的、在径向上有效的液体压力同样可以有助于喷嘴针导向并由此防止偏轴化的危险。
由于上述的特性按照本发明的燃料喷射器尤其适用于现代的燃烧工艺,具有在局部负荷部位中预混合燃烧的高分量,它们产生明显增加的HC排放。通常选择的喷嘴结构有助于增加的值。因为喷嘴通常由具有约60°的配合锥角的盲孔喷嘴构成。而所建议的喷嘴结构能够明显降低HC排放,保证良好的喷洒对称性并且实现喷嘴部位的强度,它能够实现高的喷射压力。此外按照本发明的燃料喷射阀可以由没有行程止挡的弹道式喷射器构成,其使用范围更广。
附图说明
下面借助于附图详细解释本发明。附图中:
图1简示出密封面部位的局部截面图,按照本发明的45°喷嘴对比已知的60°喷嘴,
图2简示出局部截面图,配合孔喷嘴对比盲孔喷嘴。
具体实施方式
图1对比地在左侧示出按照本发明的喷嘴结构并且在右侧示出已知的喷嘴结构。两个喷嘴结构包括喷嘴针1,它在喷嘴体3的中心孔2中往复运动地导行。按照本发明的喷嘴结构为此具有靠近密封面的导向部位7,具有减小的直径。通过喷嘴针1的往复运动释放或关闭至少一个喷射孔4。两个喷嘴以配合孔喷嘴形成结构,即,至少一个喷射孔4分别在中心孔2内部构成的密封面6部位通到中心孔2。密封面6分别具有锥形走向,它基本与喷嘴针1的锥形延伸的局部部位8对应并且形成密封部位5。在喷嘴针1的锥形局部部位8上连接圆柱形局部部位并且接着再连接锥形局部部位,由此在喷嘴针1上构成压力台阶9并且在喷嘴针1与密封面6之间构成环室作为压力室,它在喷射阀运行中以处于高压下的燃料充满。压力室与在喷嘴针1与中心孔2之间构成的环缝处于连接,它同样作为压力室。在燃烧室一侧(在图1中的下面)中心孔2分别形成盲孔10。不同主要在于所选择的锥形延伸的密封面6的打开角α1,它在左侧视图中为45°,而在右侧的视图中为60°,不同还在于喷嘴针1的锥形局部部位8的锥角α2,它分别相应地构成。
图2以对比图示出配合孔喷嘴(左侧)和盲孔喷嘴(右侧)。在配合孔喷嘴中至少一个喷射孔4在密封面6部位通到喷嘴体的中心孔2中,而在盲孔喷嘴中至少一个喷射孔4通到盲孔10。在配合孔喷嘴中在喷射燃料到内燃机燃烧室中时也在盲孔10中保留有害容积。但是如图2视图所示,这个有害容积明显地、即以约50%减小。因此在使用配合孔喷嘴时的HC排放同样可以明显降低,这是另一优点。
Claims (7)
1.用于喷射燃料到内燃机燃烧室中的燃料喷射阀,具有喷嘴针(1),它在喷嘴体(3)的中心孔(2)中为了释放或关闭至少一个喷射孔(4)往复运动地导行,其中该喷嘴针(1)通过在其燃烧室一侧端部上构成的、环绕的密封部位(5)与在燃烧室一侧的喷嘴体(3)端部上构成的、锥形延伸的密封面(6)共同作用,其特征在于,所述锥形延伸的密封面(6)具有30°至50°、最好40°至50°的打开角(α1)。
2.如权利要求1所述的燃料喷射阀,其特征在于,至少一个喷射孔(4)在密封面(6)部位通到中心孔(2)中。
3.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀,其特征在于,所述中心孔(2)具有靠近密封面的导向部位(7),具有用于导行喷嘴针(1)的减小直径,其中该导向部位(7)在中心孔(2)范围以内构成,其长度最多为从喷嘴体(3)的燃烧室侧的端部开始的喷嘴体(3)总长的40%。
4.如权利要求3所述的燃料喷射阀,其特征在于,所述中心孔(2)具有减小直径的部位,用于构成靠近密封面的导向部位(7)。
5.如权利要求3或4所述的燃料喷射阀,其特征在于,所述靠近密封面的导向部位(7)直接连接在密封面(6)上地构成。
6.如上述权利要求中任一项所述的燃料喷射阀,其特征在于,在喷嘴针(1)上构成的环绕的密封部位(5)具有至少一个锥形的局部部位(8),其中最好选择局部部位(8)的锥角(α2)至少略微大于密封面(6)的打开角(α1)。
7.如上述权利要求中任一项所述的燃料喷射阀,其特征在于,在喷嘴针(1)上构成的环绕的密封部位(5)具有压力台阶(9),它具有液体作用面,它们可以在轴向和/或径向上以燃料加载。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160309 Termination date: 20170719 |