CN103582751A - 用于燃料喷射器的喷嘴组件及燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于燃料喷射器的喷嘴组件，其具有：一个喷嘴针（1），该喷嘴针为了释放及关闭至少一个喷射孔（4）在喷嘴体（3）的一个高压孔（2）中通过至少一个导向区段（5，6）可往复运动地被导向及至少间接地由一个闭合弹簧（8）的弹簧力加载；一个在轴向上被弹簧力加载的节流孔体（7）。根据本发明，节流孔体（7）紧靠在喷嘴针（1）上并在轴向上由闭合弹簧（8）的弹簧力加载。本发明还涉及具有这种喷嘴组件的燃料喷射器。

Description

用于燃料喷射器的喷嘴组件及燃料喷射器

技术领域

本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器的喷嘴组件。本发明还涉及具有这种喷嘴组件的燃料喷射器。

背景技术

由公开文献DE102009001704A1公开了一种具有所述类型的喷嘴组件的用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器。该喷嘴组件包括一个带有燃烧室附近区段的轴向可调节的喷射阀件，该区段伸入到喷嘴室中，燃料可通过一个闭合节流器流入到该喷嘴室中。为了给出一种简单的、对公差及温度不敏感的闭合节流器的构型及布置，喷嘴组件还包括一个在轴向上加载弹簧力的套管或盘，该盘被喷射阀件穿过及具有至少一个构成闭合节流器的节流孔。

发明内容

由上述现有技术出发本发明的任务在于：给出一种在功能上及制造上优化的喷嘴组件，尤其用于直接开关的柴油喷射器。

该任务将通过具有权利要求1的特征的喷嘴组件来解决。在从属权利要求中给出了本发明的有利的进一步构型。为了解决该任务还提出了具有权利要求10的特征的燃料喷射器。

本发明所提出的喷嘴组件包括一个喷嘴针，该喷嘴针为了释放及关闭至少一个喷射孔在喷嘴体的一个高压孔中通过至少一个导向区段可往复运动地被导向及至少间接地由一个闭合弹簧的弹簧力加载，及具有一个在轴向上被弹簧力加载的节流孔体。根据本发明节流孔体紧靠在喷嘴针上并在轴向上由闭合弹簧的弹簧力加载。因此节流孔体与喷嘴针相应地在关闭方向上轴向上被预偏压，以致对于喷嘴针及节流孔体的预偏压仅需要一个闭合弹簧。该闭合弹簧的弹簧力通过节流孔体传递到喷嘴针上。在此情况下闭合弹簧优选地被接收在一个第一压力室中，该压力室与一个高压源形成连接。节流孔体将第一压力室与一个第二压力室分开，该第二压力室与至少一个喷射孔形成连接。两个压力室又通过节流孔体中的至少一个节流孔相连接。该至少一个节流孔具有这样的作用：使第一压力室中作用一个液压力p1及使第二压力室作用一个液压力p2，其中p1>p2。因此液压力p1引起一个附加的液压闭合力，该液压闭合力支持闭合弹簧的功能。

节流孔体最好被构成活塞状及具有一个外径D1，该外径大于喷嘴针的与节流孔体的接触区域中的外径D2。由于大的外径尤其在构成活塞状的节流孔体的、限定两个压力室的两个端面上构成液压作用面A1及A2，通过它们的尺寸比例可引起一个作用在轴向上的液压力，该液压力附加地加载节流孔体并连带喷嘴针。该比例最好这样地选择，即限定第一压力室液压作用面A1大于限定第二压力室的液压作用面A2。

节流孔体还具有至少一个节流孔，该节流孔最好被作成轴向孔。一个轴向孔相对其它的节流孔制式、例如一个斜孔具有其优点，即具有更小的温度敏感性。该至少一个节流孔被构成轴向孔是可能的，因为作成活塞状的节流孔体的外径D1大于喷嘴针的外径D2。

此外还提出，为了喷嘴针的导向节流孔体与喷嘴体的一个导向区段相互配合。除第一导向区段–该区段尤其通过一个作成喷嘴体中的阶梯孔的高压孔构成及与喷嘴针的一个具有增大直径的区段相互配合–外，节流孔体可与一个轴向上相对第一导向区段隔开地构成的第二导向区段相互配合。喷嘴针的导向可这样地优化，即两个导向区段的轴向距离可被选择得尽可能地大。

根据本发明的一个进一步构型节流孔体不仅紧靠在喷嘴针上，而且与喷嘴针整体地连接。该连接例如可借助激光激光焊接来实现。此外也可变换地或附加地设置一个力锁合或形状锁合的连接。通过节流孔体与喷嘴针的整体连接可使喷嘴组件的组装简化，因为在喷嘴体中装入较少的构件。在此情况下喷嘴针的定中优选地通过导向区段来实现。

根据本发明的另一优选的实施形式节流孔体被喷嘴针穿过，其中喷嘴针的穿过节流孔体的区段具有一个外径D3，该外径小于喷嘴针的外径D2。外径D3<D2的关系保证了液压作用面的关系A1>A2并由此保证了一个附加的作用在轴向少的液压力。通过喷嘴针穿过节流孔体，喷嘴针可直接地或间接地通过一个推杆体与操作喷嘴针的致动器连接。例如该致动器具有一个致动器推杆，该推杆可直接或间接地支撑在喷嘴针上。

喷嘴针的穿过节流孔体的区段有利地是一个推杆体，该推杆体与喷嘴针整体地连接。该连接例如可借助激光焊接来实现。变换地或附加地也可选择力锁合的和/或形状锁合的连接。在推杆体与喷嘴针整体连接的情况下该推杆体可涉及致动器推杆或与致动器推杆功能连接的另一推杆体。因为通常致动器推杆的外径被选择得小于喷嘴针的外径D2，以便引起致动器力的增强，这又保证了：节流孔体上液压作用面A1大于A2的关系。在传统的、尤其直接开关的喷射器上，致动器推杆件喷嘴针通常作成两个构件，它们在组装时必需费事地相互接合。因此通过所提出的整体构型可使组装简化。

根据本发明的一个变换的实施形式提出：喷嘴针的穿过节流孔体的区段或与喷嘴针整体连接的推杆体径向浮动地支承在节流孔体中。通过径向浮动的支承可防止喷嘴针或推杆体上的弯曲负荷，该弯曲负荷例如由于喷嘴组件组装时构件的同轴度不足可导入喷嘴针或推杆体中。径向浮动的支承例如可这样地实现：在节流孔体与喷嘴针的穿过节流孔体的区段之间设置一个环形间隙。最好该环形间隙具有一个最大外径，该外径小于喷嘴针的外径D2。因此该环形间隙被喷嘴针的一个端面或一个径向延伸的凸缘覆盖。

在喷嘴针径向浮动地支承在节流孔体中的情况下可能不再能保证喷嘴针的充分导向。为了保障喷嘴针的另一导向或定中根据一个进一步构型提出：喷嘴针的穿过节流孔体的区段或推杆体通过一个轴向上置于喷嘴体上的中间盘来定中。该中间盘尤其具有一个接收在喷嘴体中的环形定中区段，以便使喷嘴组件的组装变得容易。在中间盘上最好轴向地放置一个保持体及与喷嘴体通过喷嘴夹紧螺母轴向地夹紧。也可变换地设置一个具有环形定中区段的保持体来替代中间盘，以致在取消中间盘的情况下使喷嘴组件及保持体的组装简化。

此外为了解决开始部分给出的任务所提出的用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器包括一个根据本发明的喷嘴组件及一个用于操作喷嘴针的致动器组件。喷嘴针尤其可通过该致动器组件直接地操作。这里对于喷嘴针的直接操作可理解问一种操作，在该操作的情况下致动器力例如可能通过一个液压耦合器来增强。所提出的喷嘴组件可实现一个尤其在轴向少结构紧凑的燃料喷射器，该燃料喷射器还可简单地组装。此外通过一个简单及由此成本上有利的构件可实现喷嘴针、闭合节流器的导向/定中的功能，闭合节流器前/后的压力室的密封和/或弹簧力支撑的功能。该构件可具有用于各种应用范围的节流分级及根据积木式结构原理来提供。为了组装构件使喷嘴针与推杆体连接及将闭合弹簧与节流孔体套轴推杆体少。然后将推杆体插入中间盘或保持体。最后通过喷嘴夹紧螺母将喷嘴体与中间盘和/或保持体连接起来。

附图说明

以下借助附图来详细地描述本发明的优选实施形式。附图表示：

图1：根据本发明的第一喷嘴组件的一个纵截面图，及

图2：根据本发明的第二喷嘴组件的一个区段性的纵截面图。

具体实施方式

图1中所示的喷嘴组件包括一个喷嘴针1，该喷嘴针在一个喷嘴体3的高压孔2中可升降运动地被导向。通过喷嘴针1的升降运动可释放或关闭至少一个喷射孔4，通过该喷射孔可使处于高压下的燃料喷射到内燃机的燃烧室（未示出）中。喷嘴针1通过一个未示出的致动器组件来操作。喷嘴针1的操作最好直接地进行，在一定情况下中间连接一个液压耦合器。致动器组件例如可为一个电磁铁致动器或一个压电致动器。

为了喷嘴针1的导向致喷嘴体3中构有两个导向区段5，6，它们与喷嘴针1上的相应区段相互导向地配合。在构成在一个喷嘴座13附近的导向区段5的区域中喷嘴针1具有一个增大直径的区段，喷嘴针1通过该区段在导向区段5中被导向。喷嘴针1的具有增大的直径的区段在外圆周侧具有磨削槽，以便构成燃料的流动通道。这些磨削槽最好被构成均匀地分布在喷嘴针1的圆周上。另一导向区段6相对导向区段5以一个轴向距离布置。这里导向区段6与一个节流孔体7相互配合，该节流孔体支撑在喷嘴针1的一个径向地延伸的肩台上。节流孔体7具有一个外径D1，该外径大于喷嘴针1的与节流孔体7的接触区域中的外径D2。由此保证了节流孔体7的导向功能。

根据本发明的一个变换的实施形式节流孔体7与喷嘴针1也构成一体。节流孔体7由喷嘴针1的具有增大直径的区段构成或由一个与喷嘴针1连接成一体的节流孔体7构成。该连接可这样地选择，即导致力锁合、形状锁合和/或材料锁合。

在节流孔体7中构有至少一个作成轴向孔的节流孔9。一个与输入孔16形成连接的第一压力室通过该至少一个节流孔9和一个与至少一个喷射孔4形成连接的第二压力室以这样的方式相连接，即在第一压力室中的液压p1大于第二压力室中的液压p2。因此第一压力室中的液压p1引起一个在喷嘴针1的闭合方向上作用在节流孔体7上的力，该力在针闭合时起到支持作用。该作用可通过构成在节流孔体7上的液压作用面再增强。这里对液压作用面这样地设计，即限定第一压力室的液压作用面A1大于限定第二压力室的液压作用面A2。在闭合节流孔体7还被一个闭合弹簧8的弹簧力加载，该闭合弹簧的一侧支撑在节流孔体7上其另一侧支撑在一个保持体15或一个设置在保持体15与喷嘴体3之间的中间盘11上。在中间盘11中或在保持体15中还构有输入孔16，该输入孔使第一压力室与一个高压源连接。中间盘11或保持体15被轴向地放置在喷嘴体3上并通过一个喷嘴夹紧螺母（未示出）与该喷嘴体在轴向上夹紧。其相互靠紧的端面构成密封面14，通过该密封面使第一压力室相对外围形成耐高压的密封。第二导向区段6基本上一直延伸到密封面14处，用以保证两个导向区段5，6的尽可能大的轴向距离，由此使喷嘴针1的导向优化。导向区段6仅被这样地限定，即通过接收在第一压力室中的闭合弹簧8来限制节流孔体7的行程。

节流孔体7被一个推杆体10穿过，该推杆体与喷嘴针1整体地连接。该连接部分18亦可为力锁合的、形状锁合的和/或材料锁合的连接部分18。推杆体10具有外径D3，该外径被选择得小于喷嘴针1的外径D2。由此保证了液压作用面的关系A1>A2。推杆体10用于喷嘴针1与一个未示出的致动器组件的功能连接，其中该功能连接也可通过一个耦合器体和/和一个耦合器容积来建立。

在图1中所示的根据本发明的喷嘴组件的实施例中各功能：导向/定中，闭合节流，在闭合节流部分前/后的压力室的密封及弹簧力的支撑由单个构件来实现。此外该构件可简单及成本上有利地制造。喷嘴组件的组装还得以简化。通过两个轴向上隔开的导向区段5，6可保证喷嘴针1在喷嘴体3中最佳的导向。另外构成在节流孔体7上的液压作用面A1及A2基于其尺寸比例引起了一个附加的作用在轴向上的液压力。涉及到构成在节流孔体7中的至少一个节流孔9时这也同样地适用，该节流孔最好被构成轴向孔。以此方式得到了一个功能上及制造上优化的喷嘴组件。

图2表示图1的实施形式的一个变型。与图1的实施形式的区别在于这里喷嘴针1与节流孔体7构成分开的构件。这可使喷嘴针1在导向区段6的区域中径向上浮动地支承。通过喷嘴针1径向上浮动地支承可避免当构件的同轴度不足时喷嘴针1的弯曲负荷。在图2的实施例中喷嘴针1也与一个推杆体10整体地连接，其中推杆体10还被接收在中间盘11或保持体15中。因此喷嘴针1通过整体连接的推杆体10受到另一导向或定中，该定中在各构件即推杆体10、喷嘴针1及节流孔体7的同轴度不足时可导致喷嘴针1的弯曲负荷。对此可这样地应对：使喷嘴针1或与喷嘴针1整体连接的推杆体10径向上浮动地支承在节流孔体7中。为了喷嘴针1或推杆体10径向上浮动的支承这里在节流孔体7中构有一个环形间隙17。该环形间隙17向着第二压力室的一侧被喷嘴针1的一个环形端面覆盖，以致不产生任何附加的、燃料通过其可由第一压力室流到第二压力室的流动通道。为了喷嘴针1或推杆体10的定中变得容易，在中间盘11或在保持体15上构有一个环形的定中区段12，借助该定中区段可使中间盘11或保持体15放置到喷嘴体3的高压孔2中。在这方面通过中间盘11或保持体15进一步地保证了喷嘴针1在远离针座的区域中的导向或定中。

Claims (10)

1.用于燃料喷射器的喷嘴组件，具有：一个喷嘴针（1），该喷嘴针为了释放及关闭至少一个喷射孔（4）在喷嘴体（3）的一个高压孔（2）中通过至少一个导向区段（5，6）可往复运动地被导向及至少间接地由一个闭合弹簧（8）的弹簧力加载；一个在轴向上被弹簧力加载的节流孔体（7），其特征在于：节流孔体（7）紧靠在喷嘴针（1）上并在轴向上由闭合弹簧（8）的弹簧力加载。

2.根据权利要求1的喷嘴组件，其特征在于：节流孔体（7）被构成活塞状及具有一个外径D1，该外径大于喷嘴针（1）的与节流孔体（7）的接触区域中的外径D2。

3.根据权利要求1或2的喷嘴组件，其特征在于：节流孔体（7）具有至少一个节流孔（9），该节流孔被作成轴向孔。

4.根据以上权利要求中任一项的喷嘴组件，其特征在于：为了喷嘴针（1）的导向，节流孔体（7）与喷嘴体（3）的一个导向区段（6）相互配合。

5.根据以上权利要求中任一项的喷嘴组件，其特征在于：节流孔体（7）与喷嘴针（1）整体地连接。

6.根据以上权利要求中任一项的喷嘴组件，其特征在于：节流孔体（7）被喷嘴针（1）穿过，其中喷嘴针（1）的穿过节流孔体（7）的区段具有一个外径D3，该外径小于喷嘴针（1）的外径D2。

7.根据以上权利要求中任一项的喷嘴组件，其特征在于：喷嘴针（1）的穿过节流孔体（7）的区段是一个推杆体（10），该推杆体与喷嘴针（1）整体地连接。

8.根据权利要求6或7的喷嘴组件，其特征在于：喷嘴针（1）的穿过节流孔体（7）的区段或推杆体（10）径向浮动地支承在节流孔体（7）中。

9.根据权利要求6至8中任一项的喷嘴组件，其特征在于：喷嘴针（1）的穿过节流孔体（7）的区段或推杆体（10）通过一个轴向上置于喷嘴体（3）上的中间盘（11）来定中，该中间盘尤其具有一个被接收在喷嘴体（3）中的环形定中区段（12）。

10.用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器，具有根据以上权利要求中任一项的喷嘴组件及一个用于操作喷嘴针（1）的致动器组件，其中喷嘴针（1）尤其可通过该致动器组件直接地操作。

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