CN104769270B - 燃料喷射器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃料喷射器(10)，尤其共轨喷射器，具有阀壳体(11)，该阀壳体能够装入到内燃机的汽缸盖(100)的接收口(106)中并且具有在安装位置中朝向内燃机的燃烧室(101)的第一阀壳体段(12)，其中，该第一阀壳体段(12)由金属构成并且在朝向燃烧室(101)的一侧在径向上被密封元件(20)围绕，该密封元件(20)能够在第一接收孔段(107)的区域内装入到该第一阀壳体段(12)和该接收口(106)之间的环形空间内。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃料喷射器。
背景技术
一种从实践已知的这类燃料喷射器用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室内。为此，内燃机在限界燃烧室的汽缸盖的区域中具有阶梯孔形式的接收部，燃料喷射器以其阀壳体装入到该接收部中。在此，燃料喷射器以至少一个喷嘴孔伸入到内燃机的燃烧室内。为了向外密封燃烧室或汽缸盖，燃料喷射器的喷射器壳体通常在中间衬有喷嘴密封垫圈的情况下带有轴向预紧力地被接收在汽缸盖的接收孔内。在内燃机运行时，燃烧室内存在极高的温度，该温度在汽缸盖内或者接收孔内在背离燃烧室的一侧根据到燃烧室的距离而逐渐降低。类似地，燃料喷射器或者它的阀壳体的温度也随着相对燃烧室的距离的增加而降低。尤其在燃烧室温度相对低的情况下或者在到燃烧室的距离相对大的情况下，还可能例如由于含硫燃料或者由于在燃料燃烧时产生的水而发生在燃料喷射器的阀壳体上形成冷凝液。由于阀壳体在汽缸盖内通过喷嘴密封垫圈被向外密封，因而主要是涉及到在汽缸盖的第一接收孔段的区域中轴向上在喷嘴密封垫圈紧下面的区域，因为在那里相对来看存在最低的温度。通过冷凝液的形成可能发生阀壳体在上述区域中的腐蚀，这在燃料喷射器的使用寿命上看会导致燃料喷射器的功能受损。
因此，在从实践中已知的、装在外源点火式内燃机(汽油发动机)上的该燃料喷射器中，已知，设置由塑料构成的密封元件，该密封元件将阀壳体在朝向燃烧室的一侧在燃烧室附近径向围绕，这样，至少使冷凝液向燃料喷射器的背离燃烧室的一侧的方向上的侵入变难。该已知的密封元件装在阀壳体的一个径向上环绕的环形槽中。这样的解决方式在转用到自点火式内燃机上时可能失去意义，因为由于在燃料喷射器中存在的较高压力(与在用于外源点火式内燃机的喷射器中的压力相比)而发生阀壳体被环形槽削弱，这将会导致功能受损。取而代之，阀壳体必须具有较大的壁厚，这在实践中由于不同原因而既不希望、也不可能，因为例如用于燃油喷射器的接收孔的直径在阀壳体的区域中是预给定的。
此外，由文献DE10125943A1已知一种用于内燃机的燃料阀，其中，朝向燃烧室的阀壳体段被套筒包围。但由该文献已知的套筒仅仅用于提高阀壳体的强度。
发明内容
根据本发明，提出一种具有阀壳体的燃料喷射器，该阀壳体能够装入到内燃机的汽缸盖的接收口中并且具有在安装位置中朝向内燃机的燃烧室的第一阀壳体段，其中，该第一阀壳体段由金属构成并且在朝向燃烧室的一侧在径向上被密封元件围绕，该密封元件能够在第一接收孔段的区域内装入到该第一阀壳体段和该接收口之间的环形空间内，并且该密封元件借助构造为单独构件且呈套筒形状的附加元件在轴向方向上在该第一阀壳体段上径向定位，其中，该套筒在朝向燃烧室的一侧在第一接收孔段中几乎达到燃烧室处并且在背离燃烧室的一侧一直达到衔接于第一阀壳体段上的、与该第一阀壳体段相比具有较大直径的第二阀壳体段，并且套筒在背离密封元件的一侧具有法兰形环绕的边缘区域，在安装位置中，第二阀壳体段的端面平放在该边缘区域上，并且，该边缘区域平放在接收口的阶梯上，该第一接收孔段从该阶梯开始。
从现有技术出发，本发明所基于的任务是，这样改进根据现有技术的燃料喷射器，尤其是用于自点火式内燃机的共轨喷射器，使得在使用如在外源点火式内燃机中已知的那样的密封元件的情况下，能够使用在结构上至少基本无改变的、即传统的阀壳体。该任务根据本发明在本技术方案的燃料喷射器中如此解决，即：密封元件借助构造为独立构件的附加元件在轴向方向上定位在第一阀壳体段上。如此，与现有技术相反，不要求阀壳体设置伴随有对阀壳体的削弱或者增大的壁厚的环形槽或类似物。
在扩展方案中列出本发明燃料喷射器的有利扩展构造。在权利要求书、说明书和/或附图中公开的特征中的至少两个特征的所有组合落在本发明的范围内。
在附加元件的结构设计上优选的、在制造技术上能够特别简单地实现的结构方案中提出，该附加元件构造为套筒形式，该套筒在径向上、优选带有小缝隙地围绕第一阀壳体段。这样的构造还具有该特别的优点：套筒能够以保护元件的方式起作用，其中，当存在冷凝液时，如果会发生密封元件失效，则在冷凝液侵蚀真正的阀壳体之前套筒首先起到“牺牲元件”式的使用。
为了使套筒的已提到的保护功能最大化或者说保护阀壳体尽可能在其整个长度上被保护免受冷凝液，此外还设置，套筒在朝向燃烧室的一侧上在第一接收孔段中几乎一直达到燃烧室并且在背离燃烧室的一侧上一直达到衔接于第一阀壳体段上的、与第一阀壳体段相比具有较大直径的第二阀壳体段。
此外在后一种构造中尤其优选，套筒在背离密封元件的一侧上具有法兰形环绕的边缘区域，在安装位置中第二阀壳体段的端面平放在该边缘区域上，并且，该边缘区域平放在接收口的阶梯上，第一接收孔段从该阶梯开始。在这样构型情况下必要时可以放弃在现有技术中通常使用的喷嘴密封垫圈，而且通过构成法兰形环绕的边缘而使得燃料喷射器在汽缸盖的接收孔内能够特别安全地贴靠或者平放支承，以及使得套筒在接收口内能够特别简单地安装或拆卸。
如果套筒遭受冷凝液，则符合目的的是，套筒相对于冷凝液尽可能耐久，也就是说不由于冷凝液的作用而机械或化学损伤。因此，在本发明的另一构型中设置，套筒由惰性材料、尤其是不锈钢或塑料构成。
此外，为了一方面达到密封元件的尽可能好的密封效果，另一方面避免密封元件在燃料喷射器的使用寿命上被损害，尽管密封元件尤其也承受相对高的燃烧室温度，提出，密封元件由塑料、尤其基于氟橡胶(Viton)、硅树脂或者特氟龙(Teflon)的塑料构成。
尤其设置，密封元件布置在套筒的朝向燃烧室的端面上。以此保证，密封元件是在冷凝液出现时首先与冷凝液产生作用关联的那个元件。
密封元件的塑料和套筒之间的连接按照发明优选如此建立：密封元件的塑料通过注塑到套筒的端面上或者通过将套筒浸入到密封元件的液态塑料中而与套筒连接。
根据发明，对于密封元件的功效尤其有利的是，密封元件将套筒在径向上相对于第一阀壳体段密封。由此尤其保证，当冷凝液出现时，冷凝液不能达到与阀壳体段的作用关联，因为通过密封元件将阀壳体和套筒接收口之间的径向缝隙密封。
此外尤其优选地设置，密封元件在径向上密封地贴靠在第一接收孔段上，并且由此将套筒和第一接收孔段之间的径向区域密封。由此保证，也没有冷凝液能达到套筒和第一接收孔段之间的径向环绕的缝隙中，使得套筒自身也被最佳地保护以防止冷凝液的作用。
附图说明
本发明的其它优点、特征和细节从下面对优选实施例的说明中以及根据附图获知。
附图示出：
图1：本发明燃料喷射器的下部分的图示，在该燃料喷射器中，该下部分布置在内燃机的缸盖中，
图2：用在根据图1的燃料喷射器中的套筒的侧视图，带有与其连接的密封元件。
同样的元件或者具有同样功能的元件在图中设置同样的附图标记。
具体实施方式
在图1中局部地示出了具有缸盖100的自行点火式内燃机的上部区域。缸盖100限界内燃机的燃烧室101，在该燃烧室中布置有通常在纵轴线105方向上做上下运动的活塞102。
缸盖100具有阶梯孔形式的接收口106，用于接收尤其构造成共轨喷射器的本发明燃料喷射器10。接收口106在朝向燃烧室101的一侧包括第一接收孔段107，在该第一接收孔段上，在背离燃烧室101的一侧衔接有第二接收孔段108。这两个接收孔段107、108通过径向环绕的阶梯109互相连接，其中，第一接收孔段107比第二接收孔段108具有较小的直径，并且，两个接收孔段107、108优选分别构造为圆柱形。
在图1中简化地示出的燃料喷射器10包括由金属构成的阀壳体11，该阀壳体具有两个一体地相互连接的阀壳体段12、13。第一阀壳体段12具有比第二阀壳体段13小的直径，其中，两个阀壳体段12、13优选构造成圆柱形。第一阀壳体段12基本上布置在第一接收孔段107内部，第二阀壳体段13布置在第二接收孔段108内部。第一阀壳体段12在朝向燃烧室101的一侧过渡到穹顶形的端部区域，在该端区域的壁中构成至少一个喷嘴孔15，通过它能将燃料喷射到内燃机的燃烧室101中。燃料的喷射以自身已知的方式实现，因此不详细解释，因为以非发明本质的方式尤其通过布置在燃料喷射器10中的喷嘴针实现，该喷嘴针能通过促动器操控。
第一阀壳体段12布置在第一接收孔段107内部，而阀壳体11的端部区域14伸入到燃烧室101里。燃料喷射器10相对于燃烧室101或者说相对于纵轴线105的布置在此例如为平行于纵轴线105，然而也可以设置为相对于纵轴线105倾斜。
在内燃机运行时在燃烧室101里存在相对高的温度，例如几百摄氏度，该温度传递到缸盖100上并传递到燃料喷射器10上，其中，接收口106中的温度从第一接收孔段107向第二接收孔段108方向降低。为了避免阀壳体11在第一阀壳体段12的区域内，尤其在具有相对来看最低温度的、到第二阀壳体段13的过渡区域内，由于腐蚀而在燃料喷射器10的运行寿命上考察受到损害，根据发明规定，第一阀壳体段12在第一接收孔段107的内部在径向上被密封元件20围绕。
如尤其根据图1可看出的那样，密封元件20参照纵轴线105看几乎一直伸入到第一接收孔段107的朝向缸盖100的下端面111的端部处。然而该密封元件20在任何情况下不伸入到燃烧室101内。优选由(耐热的)塑料、优选基于氟橡胶、硅树脂或者特氟龙的塑料构成的密封元件20布置或固定在附加元件21上。该附加元件21构造为套筒22的形式并且由惰性材料构成，尤其由不锈钢或塑料构成。该密封元件20布置或固定在套筒22的朝向燃烧室101的端面23上。该密封元件20的固定或者通过例如借助直接在端面23的区域内布置的表面元件将密封元件注塑到附加元件21的端面23上实现，或者通过先将附加元件21以其端面23浸入到密封元件20的起初为液态的材料中并且在它固化后附着在端面23上。
有利地规定：密封元件20既在它的外周24上、又在它的内周25上优选这样构造成球形，使得密封元件20的外周24密封地贴靠在第一接收孔段107上，而密封元件20的内周25处于与第一阀壳体段12的起密封作用的贴靠接触中。
附加元件21尤其用于密封元件20在第一阀壳体段12的外侧上的轴向定位。为此，附加元件21在与密封元件20对置的端面上具有法兰形环绕的边缘区域26，该边缘区域的外径这样确定尺寸，使得该边缘区域26在轴向上平放在接收口106的阶梯109上并且由此同时对于阀壳体11的第二阀壳体段13形成支承面。通过相应地构造边缘区域26(材料，形状)需要时可以放弃在现有技术中常见的喷嘴密封垫圈，其中，为了构造燃烧室101的密封，按通常的方式设置，燃料喷射器10在轴向方向上朝向燃烧室101的方向被加载力，例如借助没有示出的夹板或者类似物。
附加元件21或者套筒22优选在仅构成小的径向缝隙27的情况下围绕第一阀壳体段12。由此保证，燃料喷射器10能够简单地安装在密封元件20上或者从密封元件20上拆卸，因为在密封元件20和第一阀壳体段12之间构成滑动摩擦，但阀壳体11本身能够轻松地伸入到套筒22里或者从套筒22拨出来。此外，边缘区域26使得套筒22能够简单地安装或拆卸。
密封元件20的功能为，尤其避免冷凝液能进入到套筒22和第一阀壳体段12之间的环形缝隙27里。密封元件20在其内周25到第一阀壳体段12之间的上述密封功能对此起作用。此外，通过密封元件20的外周24紧密贴靠在第一接收孔段107上也阻止冷凝液侵入到第一接收孔段107和套筒22的外周之间的环形区域28中。如果尽管如此还发生这种情况，则通过附加元件21的材料选择以及设置法兰形环绕的边缘区域26来这样起到对第一阀壳体段12的保护作用，即：冷凝液在达到与第一阀壳体段12接触之前必须首先穿透附加元件21的材料。
至此描述的燃料喷射器10或它的密封元件20和附加元件21能以多种不同方式被修改或变化，而并不偏离发明构思。例如可以考虑，当需要放弃附加元件21的对第一阀壳体段12而言的保护功能时，给套筒22配备孔口或者类似物。在这种情况下附加元件21仅用作定位元件，用于密封元件20在第一阀壳体段12上的轴向定位。也可以想到，套筒22借助压配合或者类似手段、例如借助粘接连接与第一阀壳体段12连接。在这种情况下，如果用通常的方式使用喷嘴密封垫圈，则可以例如放弃附加元件21的边缘区域26。最后，密封元件20也能以两个圆形密封的方式在端面23的区域中在径向内部和径向外部布置在套筒22上。
Claims (12)
1.燃料喷射器(10)，具有阀壳体(11)，该阀壳体能够装入到内燃机的汽缸盖(100)的接收口(106)中并且具有在安装位置中朝向内燃机的燃烧室(101)的第一阀壳体段(12)，其中，该第一阀壳体段(12)由金属构成并且在朝向燃烧室(101)的一侧在径向上被密封元件(20)围绕，该密封元件(20)能够在第一接收孔段(107)的区域内装入到该第一阀壳体段(12)和所述接收口(106)之间的环形空间内，并且该密封元件(20)借助构造为单独构件且呈套筒(22)形状的附加元件(21)在轴向方向上在该第一阀壳体段(12)上径向定位，
其特征为，所述套筒(22)在朝向所述燃烧室(101)的一侧在所述第一接收孔段(107)中几乎达到所述燃烧室(101)处并且在背离所述燃烧室(101)的一侧一直达到衔接于所述第一阀壳体段(12)上的、与所述第一阀壳体段(12)相比具有较大直径的第二阀壳体段(13)，并且所述套筒(22)在背离所述密封元件(20)的一侧具有法兰形环绕的边缘区域(26)，在安装位置中，所述第二阀壳体段(13)的端面平放在该边缘区域上，并且，该边缘区域(26)平放在所述接收口(106)的阶梯(109)上，所述第一接收孔段(107)从该阶梯开始。
2.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征为，所述套筒(22)由惰性材料构成。
3.根据权利要求1或2的燃料喷射器，其特征为，所述密封元件(20)由塑料构成。
4.根据权利要求3的燃料喷射器，其特征为，所述密封元件(20)布置在所述套筒(22)的朝向所述燃烧室(101)的端面(23)的区域中。
5.根据权利要求4的燃料喷射器，其特征为，所述密封元件(20)的塑料通过注塑到所述套筒(22)的所述端面(23)上或者通过将所述套筒(22)浸入到所述密封元件(20)的液态塑料中而与所述套筒(22)连接。
6.根据权利要求1或2的燃料喷射器，其特征为，所述密封元件(20)使所述套筒(22)在径向上相对于所述第一阀壳体段(12)密封。
7.根据权利要求6的燃料喷射器，其特征为，所述密封元件(20)在径向上密封地贴靠在所述第一接收孔段(107)上，从而密封所述套筒(22)和所述第一接收孔段(107)之间的径向区域(28)。
8.根据权利要求1或2的燃料喷射器，其特征为，所述燃料喷射器是共轨喷射器。
9.根据权利要求1或2的燃料喷射器，其特征为，所述定位相对于所述第一阀壳体段(12)具有小缝隙(27)地进行。
10.根据权利要求2的燃料喷射器，其特征为，所述惰性材料是不锈钢或塑料。
11.根据权利要求3的燃料喷射器，其特征为，所述塑料基于氟橡胶、硅树脂或者特氟龙。
12.根据权利要求5的燃料喷射器，其特征为，所述注塑借助在所述端面(23)的区域内布置的表面元件来进行。
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