CN104632484A - 用于内燃机的燃料喷射系统的燃料电喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射系统的燃料电喷射器。该电喷射器具有喷雾器，该喷雾器配备有喷嘴(11)和限定了排放部分(14)的阀针(12)，排放部分是环形的并且其宽度随着所述针阀(12)打开行程的进行而连续增加；该打开行程向外指向并且由电致动器(32)的操作以成比例的方式而引起；电喷射器(4)具有高压环境(16，18)，带有围绕阀针(12)的外侧表面的环形通道(16)以将燃料供应到排放部分(14)，和低压环境(22)，其与燃料出口连通并且通过在阀针(12)和喷嘴(11)之间的动态密封(25)而与高压环境分离；电喷射器设置有位于电致动器(32)和阀针(12)之间液压连接件(36)。

Description

用于内燃机的燃料喷射系统的燃料电喷射器

技术领域

本发明涉及一种燃料电喷射器，尤其是用在内燃机的高压燃料喷射系统中的压电型或磁致伸缩型燃料电喷射器。特别地，本发明涉及一种柴油循环发动机的共轨型燃料喷射系统的燃料电喷射器。

背景技术

在柴油循环发动机中，迫切需要减少颗粒和氧化氮的形成，通过设法使得内燃机中的空气-燃料进气尽可能均匀并且因此限制燃烧的扩散性。

另一方面，如在US2008245902A1中也提到的，研究的目标在于建立HCCI(均匀吸入压缩点火)型的内燃机。

然而，对于所有的意向和目的，目前的技术不允许以相对简单和便宜的方式构造这样一种发动机：其能够在所有运行负荷条件下以均匀吸入而运行。

可替代地，理论上能够构造一种发动机，其能够在所谓的混合模式下运行，即在低或者中等运行负荷的HCCI模式(或接近HCCI的模式)下运行，而在高运行负荷下以所谓的“传统”模式运行。

为了向这个方向努力，需要一种燃料喷射器，其不仅在所有运行条件下实现高精确燃料计量，还极容易获得：

-高燃料雾化和因此在低或者中等运行负荷下的燃烧时刻的高吸入均匀度，和

-在高运行负荷下的燃烧腔中的高燃料渗透性。

在喷射器雾化器方面，US2008245902教导了使用单针，具在致动器作用下移动以打开或关闭喷嘴，喷嘴具有两个系列的微孔，以形成依靠针提升而变化的排放部分。

此结构具有变化的系列微孔能够获得不同级别的燃料雾化和不同的SMD(Sauter中间直径)，根据对于不同的运行负荷而限定的最优化燃烧条件。

然而，这存在一些缺陷。首先，微孔会受制于碳质残渣的沉积，通常称作“焦化”，其影响到多种燃料喷射的均匀度和燃料的计量，直到实际地阻塞微孔。

另外，上述微孔置于在针和喷嘴之间的密封区域的下游，因此当喷嘴关闭时微孔包含一定的燃料容量：该燃料能响应在燃烧腔中的低压而从微孔传递到燃烧腔，因此导致测量的燃料量与期望的燃料量产生差异。

进一步地，根据喷射针的提升，喷嘴打开，并且因此，使燃料喷射到燃烧腔的排放部分以不连续的方式变化，从而使得该喷射器的灵活性不是最优的。

为了修补这些缺陷，最好是使用这样一种喷射器：其中雾化器没有微孔，而是具有被称作轴针型的针，例如，朝外打开的喷嘴类型。另一个该类型的雾化器的细节是通过利用压电或磁致伸缩致动器推动针从而打开喷嘴。例如，此类型的方案在EP1559904中描述。

在此方案中，提供给致动器的电子指令信号引起致动器成比例的伸长或缩短，并且该伸长/缩短进而引起针的平移。明显的是，根据提供给致动器的电子指令信号，针的轴向位置并且因此燃料排放部分的轴向位置持续变化，并且不是不连续的。

在EP1559904中描述的是直接作用的方案。换句话说，致动器的伸长或缩短引起针的同样的轴向运动，没有任何补偿可能性：

-由于经常出现在发动机启动条件和正常运行条件之间的热梯度而引起针的轴向长度的变化；并且

-由于在不同发动机运转点的不同燃料压力而引起的针的轴向长度的变化(燃料压力作用在径向，在压缩中并且因此例如节流口(choke)，以及作用在轴向，在牵引中，因此压力的增长趋向于引起针的伸长)；

-由于元件的磨损、机械公差、装配误差等导致不可避免的轴向游隙。

这些因素，即轴向游隙和针沿其轴的尺寸变化，趋向于在针的全程具有如此显著的百分比效率以至于影响到喷嘴打开角度的精确度和由此测量进入燃烧腔的燃料的精确度。例如，考虑到具有合适尺寸的压电式致动器被安装到普通燃料喷射器中，其伸长/缩短可具有大约40-60μm的量值，同时上述因素可产生大约40μm的针位置错误。因此明显的是，在EP1559904方案中，不可能将燃料排放部分精确地校准，并且因此也不可能精确地校准燃料的喷射量。

这些缺陷中的至少一些能够通过轴向插入液压连接件被克服，即在针和致动器之间注入有燃料的腔。此腔补偿在装配阶段的游隙(play)并且具有在动态条件下变化的体积，以补偿针的尺寸变化。

一个这种类型的方案，例如，在US2011232606A1中描述。此现有技术文献公开了活塞，在压电式致动器直接作用，该活塞具有往复运动以使压力腔的体积压缩和膨胀，该压力腔限定液压连接件，其可操作地将活塞连接到针。压力腔具有可变的轴向长度以补偿游隙和热变化。进一步，对针和活塞的表面的尺寸进行确定，这沿轴向界定了压力腔，能有利地放大针相对于活塞中的一个活塞的位移。

然而，此方案也具有一些缺陷。

首先，为了喷射入燃烧腔，燃料经过形成在针中的轴向通道并且穿过形成在针的末端中的一系列微孔而排出，并且其趋向于具有与上述相同的阻塞现象。

另外，此结构引起两个燃料压力在低负荷发电机运转中连续下降(参见US2011232606A1的附图2)，也就是，在上述微孔以及针和喷雾器喷嘴之间的排放部分的节流区。因此，为了达到在低负荷下需要的喷雾，需要在相对于仅有单一压降的情况的较高压力下供应燃料。

进一步，在轴向通道中的燃料压力能引起针的径向膨胀，具有随后而来的在喷雾器喷嘴的内座中的卡住针的风险。

另外，压力腔被注入来自燃料供应入口的燃料并且因此压力腔中的压力，除了相对高之外，也可响应于当发动机运转时的供应压力的变化而变化。

此液压连接件的压力腔中的压力变化是不希望有的，其不利地影响针位置的精确度。

进一步，在US2011232606A1中描述的方案没有这样的特征，其能够响应于针长度的相对快速的变化而自动地改变压力腔容积，这通常是由于针周围的燃料的压力变化和燃烧腔中的压力变化而引起的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于内燃机的燃料喷射系统的燃料电喷射器，其能够以简单和廉价的方式解决上述问题，并且优选地是提供用以避免不期望的喷嘴打开的措施。

根据本发明，提供了一种用于内燃机的燃料喷射系统的燃料电喷射器，该电喷射器包括：

-喷雾器，该喷雾器包括：

a)限定了密封座的喷嘴；

b)阀针，该阀针在所述喷嘴中沿着纵向轴线延伸且在轴向上从关闭位置滑动，以在向外的方向上执行打开行程并且打开所述喷嘴，在关闭位置中阀针和所述密封座联接；所述密封座和所述阀针限定了排放部分，该排放部分是环形的并且其宽度随着所述阀针的打开行程的进行而连续增加；

-电致动器，其适合于被电子指令信号所激励以引起所述阀针的打开行程并且限定了与所述电子指令信号的量值成比例的轴向位移；

-入口，其适合于连接到高压燃料供应；

-高压环境，其用于将燃料从所述入口供给到所述排放部分；

-出口，其适合于连接到低压返回系统，和

-低压环境，其直接与所述出口连通；

-液压连接件，其布置在所述电致动器和所述阀针之间并且包括压力腔，该液压连接件在一侧由所述阀针沿轴向界定，并且在使用时被注入燃料，燃料一旦被压缩，则对所述阀针施加轴向推力以引起所述打开行程；

其特征在于：

-所述高压环境包括限定在所述阀针的外侧表面和所述喷嘴的内表面之间的环形通道，该环形通道沿轴向在所述密封座处终止；

-所述低压环境包括沿轴向布置在所述液压连接件和所述环形通道之间的部分并且借助动态密封的方式从所述高压环境分离，该动态密封由在所述阀针和固定导向部分之间的连接区域限定；

-所述液压连接件布置在所述低压环境中，使得所述压力腔只与所述低压环境连通。

附图说明

为了对本发明进行更好的理解，描述一些优选实施例，这纯粹是非限制性实施例并且参考了以下的附图，其中：

图1是示出了根据本发明的用于内燃机的燃料喷射系统的燃料电喷射器的第一优选实施例的图；

图2以剖视图和简化方式示出了根据本发明的燃料电喷射器的第二优选实施例；

图3和4是图2的两个细节放大图；

图5与图4类似，示出了根据本发明的燃料电喷射器的第三优选实施例；和

图6和7与图4类似，分别示出了图2中的电喷射器的变型。

具体实施方式

将参考附图对本发明作详细地描述，以使得本领域技术人员能够实施和应用。

在图1中，附图标记1表示了，整体上，(示意性显示)形成高压燃料喷射系统的一部分的燃料电喷射器，高压燃料喷射系统由附图标记2表示，用于将燃料喷射到内燃机的(示意性显示)燃烧腔3中。特别地，燃料喷射系统2是用于柴油循环内燃机的共轨型燃料喷射系统。

电喷射器1包括喷射器主体4(图2)，其沿着纵向轴线5延伸，优选地由一些零件连接在一起形成，并且具有入口6以接收以高压供应的燃料，特别地是在600到2800巴的范围内的压力。特别地，入口6经由供应管线7连接到共轨8，其进而连接到高压泵(未示出)，同时形成喷射系统2的一部分。

电喷射器1的端部具有燃料雾化器10，该燃料雾化器包括阀针12和固定至喷射器主体4的喷嘴11，该阀针沿着轴线5延伸并且在贯穿座13中轴向移动，以通过执行从座13沿轴向向外导向的打开行程以及向内导向即朝向喷射器主体4的关闭行程，而打开/关闭喷嘴11。

该给定的运动结构，此类型的电喷射器1通常称为“向外打开喷嘴型”，或“轴针”。

唢嘴11包括密封区域21，其与阀针12的头部20一起，限定燃料的排出部分14。排出部分14具有圆环状形状，具有沿着圆周恒定的宽度，但宽度随着阀针12的打开行程的进行而增加。

因此燃料以沿着圆周均匀的喷雾而喷射到燃烧腔3中，例如，呈圆锥或“伞”喷雾，并且具有可变流速，与阀针12的行程成比例。

特别地，密封区域21在座13的出口处被圆锥或锋利边缘表面限定，具有圆环状形状。

头部20的外径大于密封座21的外径和阀针12的剩余部分的外径并且靠近喷嘴11，该头部由圆锥或半球状表面界定，该表面适于抵接密封座21而关闭。这两个元件，当接触配合时，限定了单个“静态密封”，即，保证喷嘴11完全闭合的密封。

如上所述，密封座21和阀针12的尺寸设定为用于限定排放部分14，该排放部分在阀针12的轴向位置变化时连续变化，而不是以阶段式离散的方式变化。特别是，当从关闭位置开始时，在关闭位置中头部20座靠密封座21并且喷嘴11因此关闭，阀针12的向外打开行程引起喷嘴11的最初打开以及随后用于燃料的排放部分14的逐渐增加。

因此，在具有相当小的打开行程时，排放部分14也相当小，并且燃料以高雾化进行喷射。在具有相当长的打开行程时，排放部分14也相当长：因此，同时考虑到头部20的特定几何结构，燃料以高渗透喷射。排放部分14的此可变性有利于实施混合型的发动机操作模式，即在燃烧腔3中具有高燃料雾化、在低和中运行负荷下的HCCI型(均匀排放压缩点火)模式，以及在燃烧腔3中具有高燃料渗透、在高负荷下的传统CI型(压缩点火)模式。

还是参考图1，雾化器10包括环形通道16，其限定在阀针12的外侧表面和喷嘴11的内表面之间并且沿轴向在密封座21处终止，因此燃料可被喷射到燃料腔3。环形通道16限定通道部分，该通道部分足够长以将喷嘴11中的压降限制到最小。因此，高压燃料不会流过任何微孔并且喷射的燃料量全部取决于排放部分14的尺寸和在环形通道16与燃烧腔3之间的压力差。

环形通道16从环形腔18延伸，该环形腔也限定在阀针12的外侧表面和喷嘴11的内表面之间并且通过喷射器主体4内部的通道19与入口6连通。

仍参见图1，由于腔18和环形通道16与入口6连通，所以腔18和环形通道16限定了高压环境。喷射器主体4也具有低压环境22，其与出口23连通，该出口连接到将燃料返回到燃料罐(未示出)的线路24，该线路处于低压力，例如，大约2巴。

高压环境16，18和低压环境22被所谓的“动态密封”分离，该“动态密封”由处于阀针12和固定导向部分之间的联接区域25所限定，特别地，该导向部分形成喷嘴11的一部分。通常，术语“动态密封”意为由轴/孔型联接限定的密封区域，在两个元件之间滑动和/或导向，在该处在直径方向的游隙足够小使得渗出的燃料量是可被忽略的。

换言之，相对小的燃料量从腔18渗出到低压环境22：此燃料流到出口23以返回燃料罐。

优选地，在头部20和密封座21之间的静态密封的平均直径与联接区域25的直径相等，以确保在喷嘴11关闭时阀针12在压力方面的轴向平衡。

优选地，阀针12制成为单件。替代地，在图2至4示出的实施例中，阀针12由被布置为沿轴向彼此接触的两个不同的部件限定。换句话说，阀针12包括针27和传动杆28，该针形成喷雾器10的一部分，传动杆布置在喷射器主体4中，尤其是完全处于低压环境22中。

为了引起阀针12的移动，电喷射器1包括致动器装置30，该致动器装置进而包括电控致动器32，即，被电控单元33控制的致动器，该电控单元被编程为，对于喷射燃料的每个阶段和燃烧腔3中的相关燃烧循环，该电控单元向致动器32提供一个或多个电子指令信号以执行相应的燃料喷射。特别地，喷射系统2包括压力传感器80，其安装用来检测燃烧腔3中的压力，并且随后发送相应信号到电控单元33。基于检测到的压力信号和与发动机操作有关的其它信号，电控单元33利用反馈来控制致动器32。

致动器32的类型使得限定与接收到的电子指令信号成比例的轴向位移：例如，致动器32可由压电致动器或磁致伸缩致动器所限定。致动装置30进一步包括弹簧35，其被预加载以在致动器32上施加轴向压缩以增加效率。

电子指令信号给出的激励引起致动器32相应的轴向延伸以及由此引起活塞34的相应的轴向位移，其相对于致动器32的轴向端部同轴且固定。在图4示出的特定实施例中，相同的弹簧35将活塞34相对于致动器32保持在固定位置。

活塞34的轴向移动推动阀针12并且由此抵抗弹簧31的作用而引起喷嘴11的打开，该弹簧被预加载以沿轴向推动阀针12向内并且由此关闭喷嘴11。

特别地，如图3中所示，弹簧31沿轴向布置在喷嘴11和针27的端部之间。优选地，在一侧，弹簧31沿轴向抵靠与针27的端部接合的半环83并且，在另一侧抵靠垫片84，具进而座靠喷嘴11。垫片84的轴向厚度可适宜地选择以调整弹簧31的预加载。半环83简单地在针27上滑动，或者固定在针27上，例如通过焊接或过盈配合。

优选地，弹簧31布置在低压环境22的一部分中，围绕阀针12并且在轴向上位于液压连接件36和联接区域25之间。

在图4中的实施例，活塞34由销钉限定。

替代地，在图5中的实施例中，活塞34是内部中空的。进一步，在图5中，除了弹簧35之外还设置弹簧82以将活塞34保持为轴向抵靠致动器32的轴向端，例如由盘限定。

如图1中所示，致动器32由液压连接件36联接至阀针12。液压连接件36包括压力腔37，其与阀针12以及活塞34共轴并且被注入燃料，该燃料一旦被压缩，则将轴向推力从活塞34传递到阀针12。在压力腔37中的燃料量是自动变化的以补偿在运转过程中阀针12的轴向游隙和尺寸变化，如下将更加详细地说明。根据本发明的一方面，压力腔37可仅仅与低压环境22连通，以在低压力下注入燃料，并且随后对通常存在于高压环境16、18中的压力变化不敏感。

如在图2、4、5中可见，压力腔37在一侧直接由阀针12的轴向末端40沿轴向界定。

在图4中的实施例，液压连接件36包括套筒41，其从侧面界定压力腔37，由低压环境22围绕，以轴向滑动方式与末端40接合并且由末端40导向，因此其可相对于喷射器主体4沿轴向移动。在末端40和套筒41之间的导向区域限定了动态密封，其意义由前述内容限定。

套筒41由弹簧42沿轴向推动以沿轴向抵靠固定肩部，特别地由布置在套筒41和致动器32之间的垫片43限定并且具有以适宜方式选择的厚度。

特别地，套筒41的轴向端具有外部凸缘45，其一个轴向侧座靠于垫片43，同时弹簧42沿轴向布置在凸缘45的另一侧和喷射器主体4的轴向肩部46之间，处于低压环境22中。

在所示的情况中，其中阀针12由两个部件(针27和杆28)形成，液压连接件36包括弹簧47，其位于压力腔37中，在一侧沿轴向抵靠杆28，并且在另一侧抵靠套筒41的内部凸缘48，以推动杆28抵靠针27。

在面向致动器32的轴向部分上，压力腔37具有孔口49以适合于被塞子50打开/关闭。

燃料的最大通道部分由孔口49限定并且塞子50比末端40和套筒41之间的动态密封大。

孔口49由套筒41的端边缘限定并且当喷嘴11关闭且致动器32未被激励时该孔口打开，因此使压力腔37处于与低压环境22连通。

从致动器32未被激励的情况开始，响应于致动器32的操作，塞子50完全闭合孔口49，如下将更加详细地说明。

塞子50在压力腔37的外部并且，并且优选地相对于活塞34是分离的且能够移动，由弹簧51沿轴向推动以抵靠活塞34。塞子50沿轴向面向孔口49并且被构造成接触套筒41的密封座52，以当在由致动器32驱动时活塞34的推力下关闭并且流体地密封孔口49。

特别地，弹簧51的一侧沿轴向抵靠塞子50并且另一侧抵靠凸缘48。优选地，塞子50由球限定。

根据图6中的变型，塞子50固定到活塞34或与活塞34形成一件，以避免使用弹簧51。例如，塞子50可限定活塞34的半球端。在任何情况下，塞子50可具有不同的形状，但总是被构造成与密封座52配合并且关闭孔口49。

根据图7中的进一步变型，可以消除弹簧51和凸缘48，通过弹簧47保持塞子50抵靠活塞34。

如上所述，当致动器32未被激励时，弹簧42和47分别保持套筒41抵靠接触垫片43并且杆28抵靠接触针27，同时弹簧51将塞子50保持在从密封座52离开的轴向位置中，抵靠活塞34。进一步，在此运转条件下，弹簧31的推力使喷嘴11保持关闭，如上所述。

塞子50离开密封座52的距离取决于垫片43的厚度，因此在设计和/或装配阶段，其允许调整穿过孔口49的最大排放部分。

从这样的运转条件开始并且通过致动器32的连续激励，致动器32延伸，使得活塞34向着压力腔37逐渐移动。

利用致动器32的第一伸长部分h1，活塞34推动塞子50抵抗弹簧51的作用直到孔口49被关闭。在致动器32的相对小的量值的第二伸长部分h2，塞子50将活塞34的轴向推力传递到套筒41，其随后趋向于在末端40上向着雾化器10沿轴向滑动并且使压力腔37中的燃料增压。一旦达到预设压力阈值，其克服弹簧31的预加载，伸长部分h2结束并且阀针12开始移动。

然后，在致动器32的第三伸长部分h3中，在压力腔37中的燃料将活塞34的位移直接传递到阀针12，随后以成比例的方式打开喷嘴11以进行喷射阶段。换句话说，伸长部分h3有效地用于限定打开喷嘴11的阀针12的行程。

为了产生这样的情形，必要的条件是，在伸长部分h3的过程中，相对于扫略过末端40的体积而言，渗透穿过末端40与套筒41之间的动态密封的燃料是可以忽略的量。如果动态密封的联接游隙足够小并且如果伸长部分h3发生的时间间隔足够短，则此条件出现。

如上所述，当致动器32未被激励时，压力腔37打开并且连通到低压环境22。事实上，在套筒41和垫片43之间的联接不会引起任何围绕孔口49的任何密封或者，更有利地，设置侧向狭槽(未示出)以保证燃料通过。因此，在这样的运转条件下，燃料可自由进入并且通过孔口49离开。阀针12的轴向尺寸的任何变化(由于热力梯度和/或在高压环境16，18中的压力变化)会引起末端40的位移，其引起压力腔37体积的变化并且因此引起燃料通过孔口49自由传送。换言之，如果阀针12伸长，压力腔37被清空；如果阀针12缩短，燃料由于低压而进入压力腔37。

因此，在阀针12的伸长存在的情况下，不会出现不希望的喷嘴11打开的情况，因为末端40能够在套筒41中自由地收缩并且减少了压力腔的轴向尺寸。

当致动器32未被激励时，孔口49能够实现自动补偿，甚至是在阀针12的轴向长度相对快速变化的情况下(通常，由于燃料供应压力的变化和燃烧腔3中的压力变化)。

在图5的实施例中，套筒41没有凸缘48并且被固定在喷射器主体4的内部，例如通过螺接在喷射器主体4上的螺纹环86。

根据未示出的变型，压力腔37在侧向上由喷射器主体4的内表面界定，而不设置任何附加套筒。

同时，活塞34限定了与低压环境22连通的内部腔61，例如通过在活塞34的侧壁中形成的狭槽62。腔61能够通过孔口59与压力腔37连通，孔口59具有与孔口49相同的功能并且沿轴向形成在活塞34的端部63中。以轴向滑动的方式，端部63和护套64接合，护套由套筒41的端部限定并且在相对于末端40的相反侧沿轴向界定压力腔37。

在套筒41和末端40之间的滑动区域以及在部分63和64之间的滑动区域分别限定动态密封以确保压力腔37的流体密封。

优选地，端部63的外径大于末端40的外径，使得压力腔37引起阀针12的轴向移动相对于活塞34的轴向移动而放大。

压力腔37容纳由与活塞34分离的件限定的塞子70，能够相对于活塞34沿轴向移动并且在弹簧69的作用下使孔口59保持关闭，弹簧优选地布置在塞子70和笼子71之间，该笼子在压力腔37中固定至部分63。

关于图5中的液压连接件36的操作，当致动器32未被激励时，弹簧82使活塞34保持为压靠致动器32。优选地，弹簧82在一侧连接至活塞34外侧凸缘并且在另一侧连接至螺纹环86。可替代地，弹簧82可被联接至喷射器主体4的肩部，或可被布置在部分63和套筒41之间的压力腔37中。

当致动器32未被激励时，弹簧69总是将塞子70保持在关闭位置。压力腔37中的燃料压力与环境22中的压力相等，并且不足以克服弹簧31的作用。阀针12因此保持在关闭位置。

当致动器针12遭受相当快的缩短时，塞子70直接运转而抵抗弹簧69的推力以打开孔口59，例如在高压环境中的压力显著降低情况下。事实上，在压力腔37中产生的压降趋向于从腔61中吸收燃料。

致动器32的激励导致其伸长，这进而使得活塞34朝向末端40移动。活塞34的运动引起燃烧腔37中的燃料压力的快速增加，直到达到能够克服弹簧31的预加载的阈值。

紧接着之后，阀针12随着相对于活塞34的位移被放大的位移而移动，传动比由部分63与末端40的轴向表面的面积之间比率来限定。

通过前述明显的是，喷射器1能够以所谓混合模式喷射燃料，例如，以高且均匀的雾化、在低和中等运转负荷下的HCCI模式(或接近于HCCI的模式)，以及在燃烧腔3中以高燃料渗透性、在高运转负荷下的所谓“传统”模式。事实上，通过逐步向外移动，阀针12能够达到使得排放部分14以与阀针12打开行程成比例的连续方式逐渐增长。因此，通过具有相对于来自电控单元33的电子指令信号成比例位移响应的致动器32以及当压力腔37被增压时有效地限定活塞34和阀针12之间的直接驱动的液压连接件36，因此通过提供与致动器32对应量值的电子指令信号并且因此不仅确定燃料喷射的量而且还确定运转的模式，能够精确地确定喷嘴11的打开角度。

进一步，由于环形通道16，燃料不需要穿过微孔和/或阀针12内部以被喷射并且因此减少阻塞现象，随之在计量精度和喷射燃料的均匀性方面具有优势。

由于轴向高度和因此压缩腔37的体积随着液压连接件36自动地变化，打开行程和阀针12的轴向位置不会受到由于热力梯度而在轴向长度上的相当慢的变化的影响，也不会受到由于装配误差、机械公差、磨损等造成的轴向游隙的影响。根据本发明，对于现有技术的方案，液压连接件36的运转对压力变化不敏感，该压力变化通常出现在当处于低压环境22中时的燃料供应中。

进一步，由于孔口49，液压连接件36也能够补偿那些由于压力变化而引起的阀针12的轴向长度的相当快速的变化，其由于燃料供应出现在高压环境16、18中和/或者其在每个发动机循环中出现在燃烧腔3中。

特别地，当喷嘴11关闭时，如果高压环境16、18中的压力增加，阀针12延长并且推动燃料进入压力腔37。该燃料自由穿过孔口49排出，并且因此阀针12不向外移动并且因此不打开喷嘴11。换言之，喷嘴11不会错误地打开。

当甚至考虑喷嘴11关闭的情况时，如果高压环境16、18中的压力下降，阀针12缩短，并且因此压力腔37的体积趋向于增加。在此情况下，压力腔37中的压力趋向于下降并且通过孔口49或59吸收燃料。

当喷嘴11打开时，孔口49或59关闭并且压力腔37被增压，并且因此阀针12的长度上的变化仅由通过动态密封(在套筒41和末端40之间；以及在部分63和64之间)的渗透所补偿。

在致动器32的相当短的第一伸长部分h1之后塞子50运转以关闭孔口49并且紧接着之后通过在压力腔37中的燃料压缩来实现从活塞34向阀针12的轴向运动的直接传递。

在图5示出的方案中，可以实现阀针12的轴向运动的有利放大，并且因此避免使用过大的致动器32。

最终，明显的是，液压连接件36的各种显著特性能够获得如下方案：该方案在制造和装配上比较简单并且同时能够有效地运转。

所述实施例的变型对于本领域技术人员而言是显而易见的，同时所述同样原理可以应用在其它实施例中并且没有背离本发明的范围，如在随附的权利要求中所限定。

例如，压力腔37可以不设置任何口，仅通过动态密封(在末端40与套筒41之间，等)与低压环境连通。

进一步，孔口49和59可以被在压力腔37侧壁中形成的口替代，所述口由活塞34的部分63相对于套简41的轴向滑动而打开/关闭(图5中方案的情况)，或者由套筒41相对于端部41的轴向滑动部分而打开/关闭(图4中方案的情况)。在此最后变型的情况下，活塞34可以相对于套筒41固定并且，实际上不设置塞子。

进一步，调节节流口可以设置在线路24中以改变环境22中的低压水平并且因此改变压力腔37中的低压水平，例如在2至6巴的范围内，以提供对相对于压力腔37进入/排出的燃料量的调节。

因此，本发明不应该被认为是限制于在此描述和例证的实施例中，而是与在此所要求保护的原理和特征一致的最宽范围。

Claims (16)

1.一种用于内燃机的燃料喷射系统的燃料电喷射器，所述电喷射器(1)包括：

-喷雾器(10)，该喷雾器包括：

a)限定了密封座(21)的喷嘴(11)；

b)阀针(12)，该阀针在所述喷嘴(11)中沿着纵向轴线(5)延伸并且能够从关闭位置沿轴向滑动以在向外的方向上执行打开行程并且打开所述喷嘴(11)，在所述关闭位置中所述阀针与所述密封座(21)联接；所述密封座(21)与所述阀针(12)限定了排放部分(14)，该排放部分是环形的并且该排放部分的宽度随着所述阀针(12)的所述打开行程的进行而连续地增加；

-电致动器(32)，该电致动器适合于由电子指令信号所激励以引起所述阀针(12)的所述打开行程并且限定了与所述电子指令信号的量值成比例的轴向位移；

-入口(6)，该入口适合于连接到高压燃料供应源；

-高压环境(16，18)，该高压环境用于将燃料从所述入口(6)供应到所述排放部分(14)；

-出口(23)，该出口适于连接到低压返回系统，和

-低压环境(22)，该低压环境直接与所述出口(23)连通；

-液压连接件(36)，该液压连接件布置在所述电致动器(32)和所述阀针(12)之间并且包括压力腔(37)，该压力腔的一侧由所述阀针(12)在轴向上界定并且该压力腔在使用时填充有燃料，该燃料一旦被压缩，则对所述阀针(12)施加轴向推力以引起所述打开行程；

其特征在于：

-所述高压环境包括环形通道(16)，该环形通道限定在所述阀针(12)外侧表面与所述喷嘴(11)的内表面之间，并且该环形通道在轴向上终止于所述密封座(21)处；

-所述低压环境(22)包括在轴向上布置在所述液压连接件(36)与所述环形通道(16)之间的部分并且通过动态密封的方式从所述高压环境(16，18)分离，所述动态密封由在所述阀针(12)和固定导向部分之间的联接区域(25)限定；

-所述液压连接件(36)布置在所述低压环境(22)中，使得所述压力腔(37)仅与所述低压环境(22)连通。

2.如权利要求1所述的电喷射器，其特征在于，所述压力腔(37)具有孔口(49，59)，在所述电致动器(32)未被激励以将所述压力腔(37)置于与所述低压环境(22)连通时，所述孔口被打开或者能够被打开，并且在由所述电致动器(32)引起一定部分的位移以使所述压力腔(37)增压时，所述孔口被关闭。

3.如权利要求2所述的电喷射器，其特征在于，该电喷射器包括第一塞子(70)，当所述电致动器(32)未被激励时，所述第一塞子在第一弹性元件的推力下关闭所述孔口(70)。

4.如权利要求2所述的电喷射器，其特征在于，当所述电致动器(32)未被激励时所述孔口(49)被关闭。

5.如权利要求3所述的电喷射器，其特征在于，所述孔口(49，59)相对于所述阀针(12)在轴向上布置在相对侧上。

6.如权利要求4所述的电喷射器，其特征在于，所述孔口(49，59)相对于所述阀针(12)在轴向上布置在相对侧上，并且所述电喷射器包括第二塞子(50)，该第二塞子和所述孔口(49)同轴，并且当所述电致动器(32)未被激励时所述第二塞子被沿轴向设定为从所述孔口(49)分离，并且所述第二塞子能够响应于所述电致动器(32)的动作而沿轴向移动以关闭所述孔口(49)。

7.如权利要求6所述的电喷射器，其特征在于，所述液压连接件(36)包括：

-套筒(41)，该套筒在侧向上界定所述压力腔(37)，并且该套筒能够沿轴向移动并且适合于在所述阀针(12)的轴向末端(40)上沿轴向滑动；

-第二弹性元件(42，47)，该第二弹性元件在与所述阀针(12)的所述轴向末端(40)相反的方向上向所述套筒(41)施加轴向推力；

所述孔口(49)由所述套筒(41)限定。

8.如权利要求7所述的电喷射器，其特征在于，所述第二弹性元件包括第一弹簧，该第一弹簧在一侧联接到所述套筒(41)，并且在另一侧联接到固定的轴向肩部。

9.如权利要求7所述的电喷射器，其特征在于，所述阀针(12)包括针(27)和传动杆(28)，所述针限定了所述环形通道(16)和所述排放部分(14)，所述传动杆沿轴向座靠于所述针(27)；所述第二弹性元件包括第二弹簧，该第二弹簧在一侧联接到所述套筒(41)并且在另一侧联接到所述传动杆(28)。

10.如权利要求6所述的电喷射器，其特征在于，该电喷射器包括活塞(34)，该活塞由所述电致动器(32)的端部操作并且与所述第二塞子(50)同轴；所述第二塞子(50)是与所述活塞(34)分离的部件；一弹簧被设置用以推动所述塞子(50)以沿轴向座靠于所述活塞(34)。

11.如权利要求6所述的电喷射器，其特征在于，该电喷射器包括活塞(34)，该活塞由所述电致动器(32)的一端操作；所述第二塞子(50)由所述活塞(34)的轴向端部限定。

12.如权利要求10或11所述的电喷射器，其特征在于，所述第二塞子(50)包括能够关闭所述孔口(49)的半球部分。

13.如权利要求1所述的电喷射器，其特征在于，该电喷射器包括活塞(34)，该活塞由所述电致动器(32)的一端操作并且该活塞的轴向端部具有推力部分(63)，该推力部分在所述阀针(12)相反侧在轴向上界定所述压力腔(37)并且以轴向滑动的方式接合所述压力腔(37)的侧壁(64)；所述推力部分(63)的轴向面的面积大于所述阀针(12)的轴向面的面积以产生位移放大。

14.如权利要求3所述的电喷射器，其特征在于，该电喷射器包括活塞(34)，该活塞由所述电致动器(32)的一端操作并且该活塞的轴向端部具有推力部分(63)，该推力部分在所述阀针(12)相反侧在轴向上界定所述压力腔(37)并且以轴向滑动的方式接合所述压力腔(37)的侧壁(64)；所述孔口(59)形成在所述推力部分(63)中；所述活塞(34)配备有至少一个狭槽(62)，该狭槽使所述孔口(59)连通所述低压环境(22)。

15.如权利要求1所述的电喷射器，其特征在于，所述电致动器(32)是压电致动器或磁致伸缩致动器。

16.如权利要求1所述的电喷射器，其特征在于，所述联接区域(25)的直径与所述密封座(21)的平均直径相等。