CN103261660B - 用于内燃机的燃料喷射阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料喷射阀，其包括壳体（1），活塞形的阀针（5）以可纵向移动的方式布置在所述壳体中，阀针由压力室（3）环绕并且与阀座（8）共同作用以控制从所述压力室（3）向至少一个喷射孔（9）的燃料流。在壳体（1）中形成存储容积（7），所述存储容积借助阻尼节流阀（12）而与所述压力室（3）连接，并且附加地形成被燃料填充的控制室（16），其可借助控制阀（25）而与漏油室（28）连接，并且所述被燃料填充的控制室的压力在朝向阀座（8）的方向上至少间接地作用在阀针（5）上。所述存储容积（7）借助入口节流阀（26）而与控制室（16）连接。

Description

用于内燃机的燃料喷射阀
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射阀，例如它如优选地用于快速运转的内燃机。
背景技术
从现有技术已知燃料喷射阀，长期以来，燃料喷射阀用于将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中，发现尤其是喷射阀在所谓共轨喷射系统中的用途。这个喷射阀或者喷射系统，如从公开文献DE102008002153A1已知，根据燃料通过泵压缩且输送给高压存储器（所谓轨道）的原理工作。在那里存储的压缩燃料通过管道引导到燃料喷射器或者燃料喷射阀且从那里到校正的时间点和以合适的剂量喷射到相应内燃机的燃烧室中。
燃料喷射在几乎不超过2毫秒的非常短的时间间隔内和在达到2000巴及以上的压力时进行。这个高度动态的过程周期性地导致燃料在燃料管道中和喷射器中加速与减速。特别是在燃料减速时，即在结束喷射时，导致喷射器中和燃料管道中及轨道中压力波动。在这里，通常在高压存储器中提供的所述压力局部可能明显被超过。如果形成不同的压力波，例如在燃料喷射阀中和在高压存储器中，尤其是达到特别高的压力，并且该压力波在结构方面重叠。这导致燃料喷射阀、管道和高压存储器高的材料负荷并且可能另外导致燃料喷射阀和/或高压存储器中的压力状态没有精确地限定下次喷射的开始，这对喷射精度带来负影响。
为了阻尼该压力波动，已知在燃料喷射阀中构成阻尼室。从DE10121891A1已知燃料喷射阀，所述燃料喷射阀具有阻尼室，所述阻尼室在燃料喷射阀的壳体中构成且与环绕阀针的压力室通过节流阀连接。由此允许阻尼所述燃料喷射阀内部的压力波动，尤其是在阀针区域中，然而非常准时地，因为所述阻尼体积的构造和连接到各高压区域的连接节流阀仅关注用于在这个连接孔区域的阻尼。
在所述已知的燃料喷射阀或者燃料喷射系统中，其中，一部分存储容积不再提供实际高压存储器，而是所述喷射器内部的压力室的形式，这种类型的阻尼不再是可行的。大体积常常意味着良好的波动能力，因为能够吸收很多能量，因而压力波动问题尤其在这个喷射器中可能是有问题的。
发明内容
根据本发明的燃料喷射阀具有活塞形的阀针，所述阀针由压力室环绕并且与阀座共同作用以控制从所述压力室向至少一个喷射孔的燃料流。在所述燃料喷射阀的壳体中形成存储容积，所述存储容积与所述压力室通过阻尼节流阀连接，其中还存在入口节流阀，所述入口节流阀连接具有控制室的阻尼室，控制室的燃料压力在闭合方向上至少间接作用到所述阀针上。通过所述压力室和存储容积的这个布置，所述入口节流阀离开所述存储容积，一方面能够得到在压力室中发生的压力波动的非常有效的节流，这导致不精确的或者定量偏差的喷射。然而，另一方面，所述存储容积仍然有助于所述压力室的良好的燃料供给，即实际轨道或者中央高压存储器的补充功能，其中，所述燃料喷射阀的存储容积内部的压力波动保持是小的。这导致在入口节流阀上一直存在限定的压力，只损失小的压力波动，所述存储容积与压力室通过所述入口节流阀连接。由此允许非常精确地控制所述控制阀进而所述阀针上的力，该力用于控制开启行为。
在本发明的主题的第一有利构型中，所述压力室和存储容积之间的阻尼节流阀构造为所述阀针内部的孔，其中，所述阀针不仅穿过所述压力室还穿过所述存储容积。这个构型的优点是所述阻尼节流阀可构造在单独完成的部件上，即阀针，因而可简单地、成本适宜地且高度精确地制造。此外存在的优点是可使用具有不同的阻尼节流阀的不同的阀针，其能够适应在将喷射器应用到各种内燃机上时的要求。
在另一有利的构型中，所述阻尼节流阀构造为燃料喷射阀的壳体内部的孔，其带来的优点是所述阀针在用于所有预期的喷射阀类型时能够是相同的，但所述阻尼节流阀必须被分别适应。特别地，如果所述燃料喷射阀的壳体构造为多件式的，这个阻尼节流阀能够构造在相应良好的易接近的单独部件中，因而所述燃料喷射阀允许简单地且以可代替的成本制造。
在另一有利的构型中，所述压力室直接与高压入口连接，高压燃料可通过所述高压入口引入。在这里特别有利地设置，所述高压入口通过高压管道与一个共同的高压存储器（所谓的轨道）连接。通过这些结构，除了所述阻尼节流阀和入口节流阀之外，在所述喷射器中的所述存储容积能够普遍被密封并因此能够优化完成它的作为存储器和阻尼体积的任务。
在又一有利的构型中，所述高压入口构造为壳体中的孔，其中，所述孔按照所述燃料喷射阀的装配位置或者在所述压力室的高度上从壳体发生或者通过高压孔引导到喷射阀的另一点，其中，所述高压孔在所述壳体内部延伸并且不具有连接到燃料喷射阀内部的存储容积的连接。
附图说明
在附图中示出根据本发明的燃料喷射阀的三个实施例。在附图中：
图1以纵剖面一起示出根据本发明的燃料喷射阀与几个加装部件的示意图，
图2以如同图1的图示示出另一实施例；
图3以如同图2的图示示出又一实施例。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的燃料喷射阀的第一实施例。所述燃料喷射阀具有壳体1，在壳体1中构造压力室3和存储容积7。活塞形阀针5可纵向移动地布置在压力室3或者存储容积7内部，其中，阀针5在壳体1中的导向区域15中被引导，因而在阀针5和壳体1之间的这个区域中实际上可能没有燃料在压力室3和存储容积7之间流动。在视图中，阀针5在其下端具有阀密封面10，阀密封面10构成为基本上圆锥形的，并且与同样基本上圆锥形的阀座8共同作用以控制燃料从压力室3向多个喷射孔9流动，阀座8构造在压力室3的燃烧室侧上。喷射孔9在这里构造在壳体1中并且形成开口，燃料通过所述开口喷射到相应内燃机的燃烧室中。
阀针5在它的背离阀座的端部上在壳体1内部被引导并且与壳体1一起限界控制室16。在控制室16中作用的燃料压力作用到阀针5的背离阀座的端面上，并且在朝向阀座8的方向上合成的闭合力产生到阀针5上。附加于这个液压力，闭合弹簧17的力作用到阀针5上，闭合弹簧17布置在存储容积7的内部并且支承与阀针5连接的支承环18上。这个闭合弹簧17主要用于将阀针5在它的闭合状态中保持在燃料喷射系统的压力失去状态中。
为了控制阀针5的纵向运动中，在控制室16中执行交变的燃料压力。因此使用控制阀25，控制阀25或者集成到壳体1中，或者如这里所示作为单独部件制造。控制阀25构造为2/2路阀并且控制控制流出出口节流阀27的燃料流，通过出口节流阀27降压控制从控制室16流到漏油室28中的燃料。按照控制阀25的状态，燃料从压力室16流到漏油室28中，其中，在漏油室28中持续充满低的燃料压力，最低达到只有几巴。
为了向压力室16供给燃料而使用入口节流阀26，入口节流阀26构造在壳体1中并且使存储容积7与压力室16连接。入口节流阀26与出口节流阀27在这里相互协调，在打开控制阀25时，与通过入口节流阀流入相比，很多燃料从控制室16流出，从而降低压力室16中的压力。如果控制阀15关闭，燃料通过入口节流阀26流入到控制室16中，直到控制室16中的燃料压力与存储容积7中压力一致并且推压阀针5位于它的闭合状态中，即贴靠在阀座8上。
在压力室3和存储容积7之间构造在阀针5内部的阻尼节流阀12，因而燃料可阻尼地在压力室3和存储容积7之间流动。燃料喷射阀的供给用于喷射到内燃机的燃烧室中的低压燃料，高压接口20在壳体1中设置在压力室3的高度上，压力室3通过高压管道22而与高压存储器24连接。在高压存储器24中一直提供喷射压力下的燃料，按照内燃机的运行状态，喷射压力在几百巴至2000巴，在个别情况下更高。
在喷射时，阀针5因为压力室16中燃料压力的降低而离开阀座8，开启喷射孔9。由此发生燃料从压力室3通过喷射孔9和因而到达相应内燃机的燃烧室中。通过喷射孔9排出的燃料通过高压管道22和因而最后从高压存储器24和同样从燃料喷射阀的存储容积7补充，因而在喷射孔9上存在大约恒定的喷射压力。在开始喷射时，通过在压力室3中的喷射和同样运动到高压管道22中的燃料柱突然减缓，因而动能转换成压力能量并且导致压力室3内部和高压管道22中的压力波动。
因为在压力室3和存储容积7之间的阻尼节流阀12上的压力差，燃料通过阻尼节流阀12从压力室3流动到存储容积7中并且折回，因而压力室3内部的压力波动和必要时高压管道22内部的压力波动迅速衰减并且非常快地再次达到稳定状态。由此，所述喷射阀在下次燃料喷射之前处于限定的状态中。因为燃料输送不通过存储容积7进行，存储容积7内部的状态在整个喷射过程和此后继续保持恒定，因而在入口节流阀26上相应地存在限定的燃料压力，该限定的燃料压力对于控制阀25的可靠功能和因而对于压力室16中燃料压力的精确控制是不可缺少的。
在图2中示出根据本发明的燃料喷射阀的另一实施例，其中，图2所示实施例与图1所示实施例的不同之处仅在于阻尼节流阀12的布置。在这个实施例中，阻尼节流阀12不再构造为阀针5内部的横向孔，而是构造为燃料喷射阀的壳体1内部的孔或通道。在这里，壳体1构造为多件式的并且阻尼节流阀12构造成一个允许良好加工的部件，因而所述阻尼节流阀成本适宜地且可以需要的精度制造。
在图3中示出根据本发明的燃料喷射阀的又一实施例，其中，这个实施例与图1中所示的实施例的不同之处仅在于高压接口20不侧向地构造在壳体上。高压接口20侧向地布置在燃料喷射阀上的布置，如图1所示，在这个状态中需要易接近高压管道22，这在所有内燃机中没有给出。如果燃料从燃料喷射阀的背离燃烧室的端面进行输送，则高压通道21能够构造在壳体1内部，高压通道21使压力室3直接与燃料喷射阀的背离燃烧室的端面上的燃料接口连接，高压管道22从该燃料接口出发，向外到达高压存储器24。
阻尼节流阀12的直径在测量压力室3和存储容积7的体积后测量，其中，阻尼节流阀的横截面面积应小于1mm2，优选小于1.5mm2，这已经证明合理的。

Claims (6)

1.用于内燃机的燃料喷射阀，具有壳体(1)，活塞形阀针(5)纵向可移动地布置在所述壳体中，所述阀针由压力室(3)环绕并且与阀座(8)共同作用以控制从所述压力室(3)向至少一个喷射孔(9)的燃料流，所述燃料喷射阀具有存储容积(7)，所述存储容积构成在所述壳体(1)中并且与所述压力室(3)通过阻尼节流部(12)连接，并且所述燃料喷射阀具有充满燃料的控制室(16)，所述控制室通过控制阀(25)而可与漏油室(28)连接并且它的压力在朝向阀座(8)的方向上至少间接作用到所述阀针(5)上，其特征在于，所述存储容积(7)与控制室(16)通过入口节流部(26)连接，其中，所述压力室(3)与高压入口(20)连接，高压燃料可通过所述高压入口(20)引入。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述阀针(5)不仅通过所述压力室(3)而且通过所述存储容积(7)延伸并且所述阻尼节流部(12)构造为所述阀针(5)中的孔。
3.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述阀针(5)不仅通过压力室(3)而且通过存储容积(7)延伸并且所述阻尼节流部(12)构造为所述壳体(1)中的孔。
4.根据权利要求1至3之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述存储容积(7)除了所述阻尼节流部(12)和入口节流部(26)之外被封闭。
5.根据权利要求1至3之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述高压入口(20)构造为在所述压力室(3)的高度上在壳体(1)中的孔。
6.根据权利要求1至3之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述高压入口(20)构造为所述壳体(1)中的高压孔(21)，它至少部分地延伸在围绕所述存储容积(7)的壳体区段中。
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