CN104641100B - 燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

一种燃料喷射阀(1)，该燃料喷射阀尤其作为空气压缩的、自点火的内燃机的燃料喷射设备用的喷射器来使用，其包括促动器(10)、喷嘴针(6)和机械式转换器(19)。在此，所述机械式转换器(19)将所述促动器(10)的行程转换成所述喷嘴针(6)的行程。在这里，设置液压补偿装置(30)。在所述促动器(10)的行程转换成所述喷嘴针(6)的行程时，所述促动器(10)通过所述机械式转换器(19)作用到所述补偿装置(30)上，并且所述机械式转换器(19)通过所述补偿装置(30)作用到所述喷嘴针(6)上。由此，所述补偿装置(30)在从所述促动器(10)到所述喷嘴针(6)的作用链中处于所述机械式转换器(19)和所述喷嘴针(6)之间。

Description

燃料喷射阀

技术领域

本发明涉及一种燃料喷射阀、尤其是空气压缩的、自点火的内燃机的燃料喷射设备用的喷射器。特别地，本发明涉及具有燃料分配器条的燃料喷射设备用的喷射器的领域，所述燃料分配器条存储处于高压下的燃料并且分配到多个燃料喷射阀上。

背景技术

由DE 102 54 186 A1已知用于将燃料喷射到内燃机中的、具有被直接驱动的套准喷嘴针(Register-Duesennadel)的喷射器。该套准喷嘴针布置在喷嘴体的轴向的钻孔中。在未被控制的状态下，套准喷嘴针借助于压力弹簧封闭喷嘴体的喷射孔。布置在套准喷嘴针上方的压电促动器与套准喷嘴针直接地机械耦合。在向内打开的套准喷嘴针和促动器之间设置具有杠杆的换向装置，所述杠杆抵着喷嘴体支撑。杠杆可被套操作，所述套与促动器的可运动的端部连接。此外，所述杠杆从下方压向套准喷嘴针的彩色板。

由DE 102 54 186 A1已知的喷射器具有这样的缺点，即，由于在运行时出现的温度改变而导致各个部件的不补偿的长度改变。例如，这涉及由钢制成的壳体和压电促动器。此外，存在这样的缺点，即，由生产决定的公差对功能产生不利的影响，这导致提高的制造成本。

然而，可以考虑公差的补偿和尤其是涉及喷射器的压电促动器和壳体的不同的温度膨胀的补偿。固然，这需要昂贵的材料用于具有有限强度的壳体，由此喷射器的压力稳定性受到限制。此外，仍必须遵循高的制造公差，这使制造昂贵。

由DE 10 2011 076 956 A1已知具有可在壳体中纵向移动地布置的阀针的燃料喷射器，该阀针在封闭位置中封闭至少一个布置在壳体的高压室中的喷射孔，并且在打开位置中释放所述至少一个喷射孔用于将燃料释放到内燃机的燃烧室中。在这里，阀针借助于至少一个压力弹簧向阀针的封闭位置的方向被加载力，其中，设置有用于操作阀针的促动器，该促动器与阀针通过机械地起作用的耦合器装置连接。阀针在封闭位置中构造为至少几乎被力补偿的阀针。促动器构造为磁促动器。在该构型中，磁促动器直接作用到机械地起作用的耦合器装置上。机械地起作用的耦合器装置包括翻转杠杆，该翻转杠杆的一个端部区域与耦合器帽的下侧以贴靠接触方式布置，而该翻转杠杆的另外的端部区域与阀针的终止区域的下侧共同作用。通过相应地几何地确定翻转杠杆的各个区段的尺寸，可以这样产生翻转杠杆的可变的位移转换，使得为了将阀针从其密封座上抬起而用相对大的打开力将耦合器杆的运动转换成首先小的行程，而在阀针从其密封座上抬起之后，在耦合器杆的位移相同的情况下实现在打开力相应地被减小的情况下的相对高的打开行程。

此外，由DE 10 2012 211 233 A1已知燃料喷射阀的构型、尤其是空气压缩的、自点火的内燃机的燃料喷射设备用的喷射器的构型，在该构型中设置有促动器、喷嘴针和机械式转换器，其中，机械式转换器将促动器的行程转换成喷嘴针的行程，其中，设置有液压的温度补偿装置，并且其中，在促动器的行程转换成喷嘴针的行程时，促动器通过液压的温度补偿装置作用到机械式转换器上。在燃料喷射阀的这个可考虑的构型中，液压的温度补偿装置构成在高压区域中并且布置在促动器和机械式转换器之间。由此，必须通过液压的温度补偿装置传递总的促动器力。随后，在机械式转换器中减小力和提高行程。由于小的液压刚性，高的促动器力的通过液压的温度补偿装置的传递导致该促动器力中的大的损耗。此外，由于大的力的传递而在耦合器中产生间隙损耗，该间隙损耗可能使再次填充成问题。

发明内容

根据本发明的的燃料喷射阀具有这样的优点，即，实现改进的构型。特别地，能够以改进的方式实现温度补偿和/或公差补偿。

液压补偿装置可以以有利的方式布置在机械式转换器和喷嘴针之间。在这里，仅仅必须传递优选已经通过转换而减小的促动器力。由此，在有利的转换比、例如二至五的转换比情况下，相对于必须通过液压装置传递总的促动器力的构型可以显著地减小传递损耗和间隙损耗。

由此，有利的是，在从促动器到喷嘴针的作用链中，补偿装置处于机械式转换器和喷嘴针之间。

有利的是，机械式转换器具有至少一个杠杆元件，补偿装置具有基体并且，在促动器的行程转换成喷嘴针的行程时，所述至少一个杠杆元件作用到基体上。此外，在这里，有利的是，补偿装置的基体具有传递部分和板形的行程部分，在促动器的行程转换成喷嘴针的行程时，至少一个杠杆元件作用到所述行程部分上。此外，有利的是，设置有相对于壳体位置固定地布置的板，并且，补偿装置的传递部分延伸通过该板。在这里，该板可以在布置有机械式转换器的燃料室和布置有补偿装置以及必要时布置有喷嘴针的燃料室之间实现一定的空间分隔。此外，板可以以有利的方式具有导向钻孔，补偿装置的传递部分在所述导向钻孔中在轴向上被导向。由此，根据补偿装置的构型而定，也可以实现喷嘴针的导向。

固然，根据燃料喷射阀的构型而定，这也是可能的，即，板具有贯通开口，传递部分具有径向间隙地延伸通过该贯通开口。由此可以避免在板上导向。由此尤其可以避免重复测定。

此外，有利的是，补偿装置的基体具有导向部分，传递部分使行程部分与导向部分连接，导向部分具有盲孔形的导向钻孔，喷嘴针的远离喷嘴的端部在所述导向钻孔中被导向，并且喷嘴针的远离喷嘴的端部在导向钻孔中限界补偿装置的补偿室。由此，实现导向部分和喷嘴针之间的相对导向。特别地，在导向部分被导向(这可以通过在板上导向传递部分来实现)的同时可以实现喷嘴针的导向。此外，能够实现紧凑的构型，在该构型中，所需要的构件的数量小。

替代地，也有利的是，设置有密封套筒，所述密封套筒被弹簧元件向板的朝向喷嘴针的远离喷嘴的端部的一侧加载，在密封套筒的内部构成有补偿装置的补偿室，并且，喷嘴针的远离喷嘴的端部和传递部分的朝向喷嘴针的远离喷嘴的端部的端侧限界补偿室。在这种构型中，尤其可以补偿液压补偿装置的构件和喷嘴针之间的径向公差。此外，简化了传递部分的构型。

此外，在这里，有利的是，机械式转换器具有操作部分，在促动器的行程转换成喷嘴针的行程时，促动器通过该操作部分来操作至少一个杠杆元件，并且，设置有被预紧的静止位置弹簧元件，该静止位置弹簧元件一方面支撑在机械式转换器的操作部分上并且另一方面支撑在补偿装置的基体的行程部分上。由此可以以有利的方式实现，被预紧的静止位置弹簧元件促成传递构件的、尤其是机械式转换器的操作部分的、机械式转换器的至少一个杠杆元件的和补偿装置的基体的无间隙的静止位置。

也有利的是，机械式转换器使得促动器的行程能够固定或者可变地行程转换成喷嘴针的x倍的行程，其中，x大于1或者不小于2或者来自大约2至大约5的范围。因此，通过固定或可变的行程转换，作用在机械式转换器上的力可以相对于促动器的力被降低。由此，可以减小促动器力的由于液压补偿装置的可能受限的液压刚性而引起的损耗。此外，由于相对于促动器的力被降低的力，可以减小液压补偿装置中的间隙损耗，所述间隙损耗使得需要再次充注。因此，可以通过优选的、尤其可以处于大约2至大约5的范围内的行程转换比来显著地减小液压补偿装置的传递损耗和间隙损耗。

此外，有利的是，设置有本体构件，该本体构件使促动器室与燃料室分开，在所述促动器室中布置有促动器，在所述燃料室中布置有机械式转换器，该本体构件具有贯通钻孔，传递销可以在所述贯通钻孔中被导向，并且，促动器借助于该传递销作用到机械式转换器的操作部分上。在这里，特别地，传递销的被高压密封的导向可以设置在本体构件中，从而促动器处于低压区域中。促动器可以相对于燃料被合适地保护。在这里，促动器可以构造为在低压区域中的湿式促动器或者通过相应的密封装置例如借助于金属套和薄膜构造为干式促动器。以有利的方式，设置有用于促动器的预紧弹簧，所述预紧弹簧例如可以构造为围绕促动器的管状弹簧。

附图说明

在以下的说明中参照附图详细解释本发明的优选实施例，在附图中，相应的元件设有一致的参考标记。附图示出：

图1相应于本发明的第一实施例以扼要的示意性截面图示示出燃料喷射阀，

图2相应于本发明的第二实施例以扼要的示意性截面图示示出燃料喷射阀。

具体实施方式

图1以扼要的示意性截面图示示出燃料喷射阀1的第一实施例。燃料喷射阀1尤其可以作为空气压缩的、自点火的内燃机的燃料喷射设备用的喷射器来使用。燃料喷射阀1的优选用途在于用于具有燃料分配器条的燃料喷射设备，所述燃料分配器条在高压下存储柴油机燃料并且分配到多个燃料喷射阀1上。然而，在相应的经修改的构型中，根据本发明的燃料喷射阀1也适合用于其它的应用情况。

燃料喷射阀1包括具有保持体3、喷嘴体4和夹紧螺母5的多件式壳体2。在喷嘴体4中布置有喷嘴针6。根据燃料喷射阀1的构型而定，喷嘴针6可以在喷嘴体4中沿着喷嘴针6的轴线7在轴向上被导向。喷嘴针6实施为向内打开的喷嘴针6。

在保持体3的内部构型有促动器室8，该促动器室通过低压管道9卸压。在促动器室8中布置有促动器10，在本实施例中，该促动器构型为压电促动器10。一方面，促动器10通过促动器座11支撑在保持体3上。另一方面，促动器头12附加到促动器10上。在本实施例中，促动器头12和促动器座11通过构件13相互连接。如果促动器10实施为干式促动器10，则可以这样实现相对于促动器室8的密封，即，构件13实施为密封套筒13。也可以这样实现促动器10的预紧，即，构件13构型为包围促动器10的管状弹簧13。

此外，在保持体3的内部设置有燃料室14，所述燃料室可以通过高压管道15被充注以处于高压下的燃料。保持体3的本体构件将促动器室8与燃料室14分开。为了预紧促动器10，例如也可以构想，在被相应地修改的构型中，在本体构件和促动器头12之间布置有预紧弹簧。

在本实施例中，本体构件构型为板形的本体构件。本体构件具有贯通钻孔17，传递销18延伸穿过该贯通钻孔。在这里，传递销18在贯通钻孔17中被导向，尤其压力密封地被导向。

在燃料室14中布置有机械式转换器19。机械式转换器19具有操作部分20和杠杆元件21，22。促动器10通过传递销18作用到机械式转换器19的操作部分20上。

此外，设置有补偿装置30，在该实施例中，该补偿装置具有带有传递部分32、行程部分33和导向部分34的基体31。补偿装置30处于从促动器10到喷嘴针6的作用链中。在这里，补偿装置30在从促动器10到喷嘴针6的作用链中处于机械式转换器19和喷嘴针6之间。

机械式转换器19将促动器10的行程转换成喷嘴针6的行程。在这里，补偿装置30已经以被转换的行程被加载。由此，补偿装置30的行程与喷嘴针6的行程一致。在促动器10的行程转换成喷嘴针6的行程时，被操作部分20所操作的杠杆元件21，22作用到补偿装置30的基体31的板形的行程部分33上。由此导致基体31的轴向行程。

此外，燃料喷射阀1具有相对于壳体2位置固定地布置的板35，补偿装置30的基体31的传递部分32延伸穿过该板。根据燃料喷射阀1的构型而定，板35的贯通钻孔36可以构型为导向钻孔36，传递部分32延伸穿过所述贯通钻孔，传递部分32在所述导向钻孔中被轴向地导向。因此，可以通过基体31实现喷嘴针6的导向。固然，贯通钻孔36也可以构型为贯通开口36，传递部分32具有径向间隙地穿过该贯通开口延伸。在该构型中，喷嘴针6特别可以在喷嘴体4的内部被轴向地导向。

在壳体2的内部构型有另外的燃料室37，在该另外的燃料室中布置喷嘴针6。基体31的板形的行程部分33处于燃料室14中。基体31的导向部分34处于所述另外的燃料室37中。基体31的传递部分32从燃料室14延伸到所述另外的燃料室37中并且使行程部分33与导向部分34连接。导向部分34具有盲孔形的导向钻孔38，在该导向钻孔中布置有喷嘴针6的远离喷嘴的端部39。喷嘴针6的远离喷嘴的端部39在盲孔形的导向钻孔38中限界液压补偿装置30的补偿室40。补偿室40在运行时通过导向部分34和喷嘴针6之间的尽可能小的泄漏被充注以处于高压下的燃料。

由此，喷嘴针6可以在喷嘴体4的筒中被导向，其中，在导向区域中设置有流动连接。通过布置在燃料室37中的喷嘴封闭弹簧41能够实现喷嘴针6的封闭并且预先给定封闭的位置。通过液压补偿装置30的液压补偿室40，可以补偿喷嘴针6和促动器10之间的公差和在运行时出现的温度膨胀。特别地，可以由此补偿壳体2和促动器10、喷嘴针6以及处于促动器10和喷嘴针6之间的作用链中的各个构件之间的、不同的、由热造成的长度改变。

杠杆元件21，22一方面与操作部分20处于接触中，并且另一方面与基体31处于接触中，其中，杠杆元件21，22支撑在板35上。被预紧的静止位置弹簧元件处于操作部分20和基体31的板形的行程部分33之间，所述静止位置弹簧元件产生传递构件、尤其是杠杆元件21，22、基体31和操作部分20的无间隙的静止位置。在该实施例中，操作部分20为此具有盲孔形的凹陷，所述凹陷部分地接收静止位置弹簧元件45。

为了使从燃料室14通过传递销18在本体构件的贯通钻孔17中的导向而到促动器室8中的泄漏保持得小，传递销18高压密封地被导向并且具有小的直径。由此，也将施加到促动器10上的压力保持得小。

在该实施例中，为了打开喷嘴针6而对促动器10充电，由此，促动器膨胀。通过传递销18和操作部分20的运动来操作杠杆元件21，22，从而又操作基体31。这引起运动反向(Bewegungsumkehr)。由此，补偿室40中的压力下降并且喷嘴针6打开。

机械式转换器19可以构型有固定的或可变的行程转换比。在这里，机械式转换器19将促动器10的行程优选转换成喷嘴针6的x倍的行程，其中，x大于1。由此，相对于促动器10的力，施加到基体31上的操作力降低，而位移或者说行程增加。优选，x不小于2，即大于或等于2。优选，x来自大约2至大约5的范围。由此，液压补偿装置30的传递损耗和间隙损耗可以保持得小。

在该实施例中，为了结束喷射而使促动器10放电，由此促动器又收缩。由此，不再对操作部分20施加力，从而从操作部分20方面使杠杆元件21，22卸载。然后，通过喷嘴封闭弹簧41封闭喷嘴针6。

图2以扼要的示意性截面图示示出燃料喷射阀1的第二实施例。在该实施例中，补偿装置30的基体31具有板形的行程部分33和传递部分32。在这里，传递部分32在构型为导向钻孔36的贯通钻孔36中被导向。喷嘴针6在喷嘴体4中被导向。此外，在燃料室37中设置有密封套筒50。在这里，密封套筒50布置在喷嘴针6的远离喷嘴的端部39上。密封套筒50具有密封边沿51，密封套筒50以该密封边沿贴靠在板35上。由此，在该实施例中，构成补偿装置30的补偿室40，该补偿室被密封套筒50包围。密封套筒50被喷嘴封闭弹簧41向板35加载。

在该实施例中，传递部分32伸到密封套筒50的内部区域中，其中，密封套筒50使补偿室40在其内部在一定程度上与另外的燃料室37的处于外部的部分分开。由此，在该实施例中，补偿室40通过喷嘴针6的远离喷嘴的端部39、传递部分32的朝向所述远离喷嘴的端部39的端侧52和密封套筒50限界。在该实施例中，传递部分32的直径比喷嘴针6的远离喷嘴的端部39的直径小。然而，其它的构型也是可能的。

在该实施例中，在喷嘴针6和传递部分32之间存在径向的公差补偿，因为喷嘴针6与传递部分32无关地被导向。

本发明不限于所说明的实施例。

Claims (7)

1.燃料喷射阀(1)，其具有促动器(10)、喷嘴针(6)和机械式转换器(19)，其中，所述机械式转换器(19)将所述促动器(10)的行程转换成所述喷嘴针(6)的行程，

其中，设置有液压补偿装置(30)，并且其中，在所述促动器(10)的行程转换成所述喷嘴针(6)的行程时，所述促动器(10)通过所述机械式转换器(19)作用到所述补偿装置(30)上并且所述机械式转换器(19)通过所述补偿装置(30)作用到所述喷嘴针(6)上，

其中，所述机械式转换器(19)具有至少一个杠杆元件(21，22)，所述补偿装置(30)具有基体(31)，并且，在所述促动器(10)的行程转换成所述喷嘴针(6)的行程时，所述至少一个杠杆元件(21，22)作用到所述基体(31)上，

其中，所述补偿装置(30)的所述基体(31)具有传递部分(32)和板形的行程部分(33)，在所述促动器(10)的行程转换成所述喷嘴针(6)的行程时，所述至少一个杠杆元件(21，22)作用到所述行程部分上，

并且其中，设置有相对于壳体(2)位置固定地布置的板(35)，并且，所述补偿装置(30)的传递部分(32)延伸穿过所述板(35)，

并且其中，所述板(35)具有导向钻孔(36)，所述补偿装置(30)的传递部分(32)在所述导向钻孔中被轴向地导向，

其特征在于，

设置有密封套筒(50)，所述密封套筒被弹簧元件(41)向所述板(35)的朝向所述喷嘴针(6)的远离喷嘴的端部(39)的一侧加载，在所述密封套筒(50)的内部构成有所述补偿装置(30)的补偿室(40)，并且，所述喷嘴针(6)的远离喷嘴的端部(39)和所述传递部分(32)的朝向所述喷嘴针(6)的远离喷嘴的端部(39)的端侧(52)限界所述补偿室(40)。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，

其特征在于，

所述机械式转换器(19)具有操作部分(20)，在所述促动器(10)的行程转换成所述喷嘴针(6)的行程时，所述促动器(10)通过该操作部分来操作所述至少一个杠杆元件(21，22)，并且，设置有被预紧的静止位置弹簧元件(45)，该静止位置弹簧元件一方面支撑在所述机械式转换器(19)的所述操作部分(20)上并且另一方面支撑在所述补偿装置(30)的所述基体(31)的所述行程部分(33)上。

3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射阀，

其特征在于，

所述机械式转换器(19)使得所述促动器(10)的行程能够固定地或者可变地行程转换成所述喷嘴针(6)的x倍的行程，其中，x大于1。

4.根据权利要求3所述的燃料喷射阀，

其特征在于，

x不小于2。

5.根据权利要求4所述的燃料喷射阀，

其特征在于，

x处于2至5的范围内。

6.根据权利要求1或2所述的燃料喷射阀，

其特征在于，

设置有本体构件(16)，该本体构件使促动器室(8)与燃料室(14)分开，所述促动器(10)布置在所述促动器室中，所述机械式转换器(19)布置在所述燃料室中，所述本体构件(16)具有贯通钻孔(17)，传递销(18)在所述贯通钻孔中被导向，并且，所述促动器(10)借助于该传递销(18)作用到所述机械式转换器(19)的操作部分(20)上。

7.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，

其特征在于，

所述燃料喷射阀是空气压缩的、自点火的内燃机的燃料喷射设备用的喷射器。