CN105102804A - 用于内燃机的燃料喷射阀 - Google Patents

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Abstract

用于内燃机的燃料喷射阀，用于在高压下喷射燃料，具有压力室(14)和构造在阀体(4)中的控制阀(30)。喷嘴针(10)可纵向移动地布置在压力室(14)中，喷嘴针通过其纵向运动与喷嘴座(13)共同作用，由此打开和关闭至少一个喷射开口(12)。所述喷嘴针(10)由于在控制室(20)中的压力受到朝向喷嘴座(13)指向的关闭力。可通过控制阀(30)调节控制室(20)中的压力，控制阀(30)包括可与控制室(20)连接的控制阀室(31)，控制阀元件(34)可纵向运动地布置在控制阀室中。排出节流阀(1)使控制室(20)与控制阀室(31)连接，注入节流阀(3)使压力室(14)可切换地与阀室(31)连接。控制阀室(31)可通过旁路(2)与控制室(20)连接，控制阀元件(34)可打开和关闭旁路(2)和注入节流阀(3)。

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，如其在内燃机的燃烧室中用于燃料喷射的这样。
背景技术
从现有技术已知燃料喷射阀，如其优选直接在内燃机的燃烧室中用于燃料喷射的这样。在按照所谓的共轨原理工作的喷射系统中，借助于高压泵在轨中提供经压缩的燃料可供使用，并且借助于喷射器将经压缩的燃料喷射到内燃机的相应的燃烧室中。借助于实施纵向运动的喷嘴针控制喷射，并且由此打开和关闭一个或多个喷射开口。因为在高压下喷射燃料时直接通过电致动器使喷嘴针运动尤其是没有意义或者不可能的，所以使用将经压缩的燃料施加在喷嘴针上的液压力用于控制。为此，在燃料喷射阀中构造控制室，所述控制室的压力直接或者间接地作用到喷嘴针上并且喷嘴针因此压向喷嘴座，从而喷嘴针封闭喷射开口。通过改变控制室中的压力并且以此改变在喷嘴针上的关闭力可有针对性地控制喷嘴针的纵向运动。
借助于控制阀影响在控制室中的燃料压力，其中，控制室交替地与低压室连接或者这种连接被控制阀中断。从DE102008001330A1已知一种燃料喷射阀，该燃料喷射阀具有这样的控制阀。在这里，控制阀实施为所谓的二位三通换向阀并且控制一方面控制室到高压源的连接和另一方面控制室到低压室的连接，经压缩的燃料从高压源被供给喷射阀。控制阀具有控制阀元件，控制阀元件可借助于电致动器、例如磁铁或者压电致动器在控制阀室之内运动并且因此与第一控制阀座和第二控制阀座共同作用。如果控制阀元件处于贴靠在第一控制阀座上，则控制阀室到低压室或者说泄漏接头的连接关断，所述泄漏接头具有到低压区域的连接。控制室通过注入节流阀与高压通道连接并且通过排出节流阀与控制阀室连接。
在DE102008001330A1的控制阀中，在喷射过程期间、即在喷射阀的打开位置中，发生喷射器从注入节流阀通过控制室和排出节流阀到喷射器的低压区域中的流动，并且因此发生燃料喷射阀的效率的减小和发生到低压室中并且因此到回流系统中的高的热引入。此外，这提高了内燃机的燃料消耗。
发明内容
与此相对地，具有权利要求1的特征的、根据本发明的燃料喷射阀具有这样的优点：在喷射过程期间基本上仅须将为在控制室中降低压力而必需的燃料量导出到低压室中。因此，在同时减小在致动器和回流系统中的热引入的情况下提高燃料喷射阀的效率。因此，减小内燃机的燃料消耗。
为此，燃料喷射阀具有压力室，喷嘴针可纵向移动地布置在该压力室中，其中，喷嘴针通过其纵向运动与喷嘴座共同作用并且由此打开和关闭至少一个喷射开口，其中，喷嘴针由于在控制室中的压力受到朝向喷嘴座指向的关闭力。此外，存在控制阀，可通过该控制阀调节在控制室中的压力，其中，控制阀包括可与控制室连接的控制阀室，控制阀元件可纵向运动地布置在该控制阀室中。控制阀室通过排出节流阀与控制室连接，并且通过注入节流阀与压力室连接。此外，控制阀室通过旁路与控制室连接。控制阀元件可打开和关闭旁路和注入节流阀。
由于注入节流阀被控制阀元件关闭，在喷射过程期间没有燃料从压力室流动到控制阀室中，从而使经压缩的燃料的损失最小化。附加地，可通过注入节流阀和旁路的设计确定喷嘴针的关闭特性，并且通过排出节流阀的设计确定喷嘴针的打开特性。
在本发明的一有利构型中，这样构造控制阀元件，使得该控制阀元件在贴靠在第一控制阀座上时打开旁路和注入节流阀并且关断在控制阀室和低压室之间的连接，并且在贴靠在第二控制阀座上时开通在控制阀室和低压室之间的连接并且封闭旁路和注入节流阀。这实现用于开始喷射过程的小的控制量以及用于结束喷射过程的在控制室中的快速的压力提高。
在另一有利构型中，在节流阀盘上构造有第二控制阀座，其中，也在该节流阀盘中构造有排出节流阀、旁路和注入节流阀。在这种紧凑和容易制造的结构中，控制阀元件可直接打开和封闭旁路和注入节流阀。
在另一有利构型中，套筒将控制室与引导高压的压力室区分开并且同时在打开和关闭运动时引导喷嘴针。由于这种简单并且同时可靠的结构，旁路和注入节流阀的喷嘴侧的开口可这样构造，使得旁路通到控制室中并且注入节流阀通到压力室中。此外，对于不同的设置可容易地改变控制室的体积。
附图说明
图1示出根据本发明的燃料喷射阀的纵截面，其中，仅仅示意性地示出重要的区域。
具体实施方式
图1以纵截面示意性地示出根据本发明的燃料喷射阀11。燃料喷射阀11具有阀体4和喷嘴体8，所述阀体和喷嘴体在之间有节流阀盘6的情况下借助于未示出的夹紧装置相互夹紧。在喷嘴体8中构造有压力室14，活塞形的喷嘴针10可纵向移动地布置在该压力室中。喷嘴针10在其朝向燃烧室的端部上具有密封面15，喷嘴针与喷嘴座13通过该密封面共同作用，所述喷嘴座构造在压力室14的燃烧室侧的端部上。一个或多个喷射开口12从喷嘴座13形成，所述喷射开口在燃料喷射阀11的安装位置中直接通到内燃机的燃烧室中。喷嘴针10通过关闭弹簧18向喷嘴座13压紧，所述关闭弹簧作用在凸肩16上并且经由套筒22朝向节流阀板6预紧。套筒22同时用于导向喷嘴针10的纵向运动并且将控制室20与压力室14分开。
在阀体4中布置有控制阀30，控制阀包括控制阀室31、控制阀元件34、两个控制阀座37和39以及弹簧38。可通过布置在低压室40中的致动器41运动的控制阀元件34可纵向移动地布置在控制阀室31中并且在密封边沿50上与阀体4构成第一控制阀座37和在密封面51上与节流阀盘6构成第二控制阀座39。在其阀体侧的端部上，节流阀盘6作为用于弹簧38的贴靠部使用，所述弹簧围绕控制阀元件34并且以朝向低压室40方向的力加载控制阀元件。在其喷嘴体侧的端部上，节流阀盘6不但邻接压力室14而且邻接控制室20。在节流阀盘6中，不但构造有排出节流阀1、旁路2和注入节流阀3，而且构造有使压力室14与高压通道25连接的高压钻孔26。在此，控制阀室31经由排出节流阀1与控制室20连接并且经由注入节流阀3与压力室14连接。此外，控制阀室31经由旁路2与控制室20连接。控制阀元件34可一方面打开和关闭旁路2和注入节流阀3并且可另一方面开通和关断控制阀室31到低压室40的连接。
燃料喷射阀的工作原理如下：在开始喷射时，低压室40没有压力或者仅仅在非常小的压力水平上，从而通过低压室仅仅施加非常小的力到控制阀元件34上。在控制室20中和在控制阀室31中存在高的燃料压力，如所述燃料压力也在高压通道25中占主导。因此，控制阀元件34处于贴靠在第一控制阀座37上。通过在控制室20中的燃料压力在喷嘴针10的背离喷嘴座的端侧上朝向喷嘴座13的方向施加液压力，所述液压力使喷嘴针10朝向喷嘴座13压紧。因为喷嘴针10贴靠在喷嘴座13上，压力室14对喷射开口12密封，从而没有燃料可从压力室14到达内燃机的燃烧室中。
如果要进行喷射，则借助于致动器41使控制阀元件34从第一控制阀座37离开被压到贴靠在第二控制阀座39上。因此在控制阀元件34的密封边沿50和第一控制阀座37之间增大连通，所述连通使控制阀室31与低压室40连接。由于控制阀元件34贴靠在第二控制阀座39上，注入节流阀3和由此控制阀室31到压力室14的连接和旁路2经由控制阀元件34的密封面51被关闭。在控制阀30的该位置中，压力由于在控制阀室31中流出的燃料而迅速地下降。从控制室20经由排出节流阀1流动到控制阀室31中的燃料也在控制室20中导致压力下降。在控制室20中减小的燃料压力导致在喷嘴针10的背离喷嘴座的端侧上的减小的液压力，从而通过在压力室14中的压力对喷嘴针10、尤其对密封面15的部分起作用的液压力导致，喷嘴针10从喷嘴座13上抬起并且抵抗关闭弹簧18的力朝向阀体4的方向运动。由此，在密封面15和喷嘴座13之间增加间隙，燃料由该间隙从压力室14流动到喷射开口12并且通过喷射开口12喷射到内燃机的燃烧室中。
为了结束喷射，借助于致动器41使控制阀元件34往回运动到贴靠在第一控制阀座37上。因此，控制阀室31与低压室40的连通被中断。同时，密封面51从第二控制阀座39抬起，从而控制阀室31经由注入节流阀3与引导高压的压力室14连接。控制阀室31再次不但经由排出节流阀1而且现在也经由旁路2与控制室20连接。因此，在控制阀室31和控制室20中迅速地再次构建高的燃料压力。
在结束喷射时，由于控制室20不但通过排出节流阀1而且通过旁路2填充而导致在控制室20中非常快速的压力上升。压力减小特性可通过排出节流阀1形成，压力构建特性可通过注入节流阀3和旁路2形成。

Claims (4)

1.用于内燃机的燃料喷射阀，用于在高压下喷射燃料，其具有压力室(14)，喷嘴针(10)可纵向移动地布置在该压力室中，其中，所述喷嘴针(10)通过其纵向运动与喷嘴座(13)共同作用，并且由此打开和关闭至少一个喷射开口(12)，并且，其中，所述喷嘴针(10)由于控制室(20)中的压力受到朝向所述喷嘴座(13)指向的关闭力，并且所述燃料喷射阀具有构造在阀体(4)中的控制阀(30)，能通过该控制阀调节在所述控制室(20)中的压力，其中，所述控制阀(30)包括能与所述控制室(20)连接的控制阀室(31)，控制阀元件(34)可纵向运动地布置在该控制阀室中，并且，所述燃料喷射阀具有排出节流阀(1)，该排出节流阀使所述控制室(20)与所述控制阀室(31)连接，并且，所述燃料喷射阀具有注入节流阀(3)，该注入节流阀使所述压力室(14)可切换地与所述阀室(31)连接，
其特征在于，
所述控制阀室(31)能通过旁路(2)与所述控制室(20)连接，其中，所述控制阀元件(34)能打开和关闭所述旁路(2)和所述注入节流阀(3)。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述控制阀元件(34)在贴靠在第一控制阀座(37)上时打开所述旁路(2)和所述注入节流阀(3)，并且关断在所述控制阀室(31)和低压室(40)之间的连接，并且，在贴靠在第二控制阀座(39)上时开通在所述控制阀室(31)和所述低压室(40)之间的连接并且封闭所述旁路(2)和所述注入节流阀(3)。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述第二控制阀座(39)构造在节流阀盘(6)上，并且所述排出节流阀(1)、所述旁路(2)和所述注入节流阀(3)构造在所述节流阀盘(6)中。
4.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，套筒(22)对所述控制室(20)限界。
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