CN105612342A - 燃料喷射器和燃料喷射系统 - Google Patents

Abstract

燃料喷射器包括中心纵向轴线（L）并且可操作地设置在燃机的气缸盖（14）的凹部（15）中。燃料喷射器包括外壳（25）、阀体（26）和调节元件（30）。阀体（26）包括中心区域（36）、端部区域（38）和过渡区域（40）。在中心区域（36）中，阀体（26）具有第一外直径（D1）并且至少部分地由外壳（25）包围。在端部区域（38）中，阀体（26）具有小于第一外直径（D1）的第二外直径（D2）。过渡区域（40）设置在中心区域（36）和端部区域（38）之间。调节元件（30）被这样成形并且定位在阀体（26）的过渡区域（40）中，即使得调节元件（30）被设置在阀体（26）与凹部（15）的第一台阶（48）之间的气缸盖（14）的凹部（15）中，以在径向方向和/或轴向方向中将燃料喷射器（18）相对于凹部（15）对准。

Description

燃料喷射器和燃料喷射系统

本发明涉及一种燃料喷射器和燃料喷射系统。

燃料喷射器广泛使用，尤其用于内燃机，在内燃机中，燃料喷射器可以设置用于将燃料投入内燃机的进气歧管中或者直接投入内燃机的气缸的燃烧腔中。可以通过燃料喷射系统的燃料喷射器将燃料供应到内燃机。

可以按照不同的方式将燃料喷射器联接到内燃机的气缸盖。将燃料喷射器联接到气缸盖需要非常精确以获得正确的喷射角度。

本发明的目的是创造一种用于燃机的气缸盖的燃料喷射器，该燃料喷射器可以按照简单的方式制造并且可以促进在燃料喷射器与燃机的气缸盖之间的可靠且精确的联接。

本发明的另一目的是创造一种确保精确燃料投入的燃料喷射系统。

这些目的通过独立权利要求项的特征来实现。在从属权利要求项中给出了本发明的有利实施例。

根据第一方面，详细说明了一种包括中心纵向轴线并且可操作地设置在燃机的气缸盖的凹部中的燃料喷射器。该燃料喷射器包括外壳、阀体和调节元件。在一个实施例中，外壳可以包括塑料外壳。在另一个实施例中，外壳另外地或者可替代地包括燃料喷射器的电磁致动器组件的轭。阀体可以是金属体。阀体尤其具有管状形状，该管状形状限定出用于将燃料喷射器的燃料入口部液压联接至燃料喷射器的燃料出口部的空腔。

阀体包括中心区域，端部区域和过渡区域。在中心区域中，阀体具有第一外直径并且至少部分地由外壳包围。在端部区域中，阀体具有第二外直径，该第二外直径小于第一外直径。过渡区域设置在中心区域与端部区域之间，尤其是在纵向方向上。

在一个实施例中，调节元件被这样成形并且定位在阀体的过渡区域中，即使得调节元件被设置在阀体与凹部的第一台阶之间的气缸盖的凹部中，以在径向方向和/或轴向方向中将燃料喷射器相对于凹部对准。

在一个实施例中，阀体的外直径在过渡区域中从在过渡区域的第一部分中的第一外直径减小得到在过渡区域的第二部分中的第二外直径。优选地，调节元件至少设置在过渡区域的第二部分中并且与外壳轴向地间隔开。尤其优选地，在过渡区域的第一部分与调节元件之间无轴向重叠。在一种发展中，阀体的外直径从过渡区域的第一部分到第二部分逐步减小，从而在阀体的外表面中形成径向延伸的台阶表面并且第二部分尤其具有第二外直径。

这样，可以可靠地避免由于焊接故障导致的燃料喷射器脱落和燃料喷射器泄漏。在高压下，燃料喷射器的最弱区是在阀体与适配器元件（例如，O型环适配器）之间的焊接连接。适配器元件支持将燃料喷射器机械地且液压地联接至流体储罐（诸如，燃料轨）。通过调节元件的特殊布置，通过改变整个燃料喷射器的应力条件，来降低这些焊缝中的机械应力。因此，燃料喷射器的可靠运行在更高压力下也是可能的。

调节元件的布置使得能够确保燃料喷射器尖端在燃烧腔内的正确位置。因此，可以避免由于燃料喷射器尖端的错误位置对发动机排放和性能的不利影响。

在一个实施例中，调节元件的截面形状适应于燃料喷射器在过渡区域中的轮廓。这实现了将燃料喷射器可靠地且更好地对准在凹部中。在一种发展中，调节元件具有径向延伸的上表面，该上表面面朝过渡区域的台阶表面并且与台阶表面径向重叠。优选地，上表面与台阶表面接触。尤其优选地，上表面和台阶表面共面。在另一种发展中，调节元件另外地或者可替代地具有中心轴向开口，过渡区域的第二部分延伸通过该中心轴向开口。适宜的是，中心轴向开口的直径小于第一外直径。这样，可实现调节元件相对于阀体的可靠且精确的定位。

在第一方面的进一步有利实施例中，调节元件由包括铝和/或不锈钢的材料制成。这实现了在调节元件与气缸盖之间的良好接触。调节元件可以由不同材料制成，但是有利的是使该材料适应于气缸盖的材料以在气缸盖上达到期望的印制效果（imprintingeffect）。

在一个实施例中，调节元件是包括在气缸盖接触区域中的球形外表面的环元件。调节元件的外表面尤其背朝阀体并且提供为与气缸盖接触。

根据第二方面，详细说明了具有内燃机的气缸盖和根据本发明的第一方面的燃料喷射器的燃料喷射系统。该燃料喷射系统也可以表示为燃料喷射布置。燃料喷射器设置在气缸盖的凹部中。尤其，调节元件与气缸盖的凹部和燃料喷射器的阀体邻接。

气缸盖可以具有在气缸盖接触区域中的圆锥形状，从而可利用调节元件的球形外表面来实现球锥联接。这种情况的优点在于可以调节燃料喷射器在组装期间发生倾斜。这样，可以恢复燃料喷射器的角度公差和尺寸公差，并且可以确保燃料喷射器的正确运行和指向燃烧腔内的燃料喷洒。

在一个实施例中，外壳与气缸盖间隔开。这样，由于从气缸盖经由外壳传递至喷射器的机械应力导致的对燃料喷射器的机械损坏的风险尤其低。

下面将借助示意图对本发明的示例性实施例进行解释，其中：图1用示意图示出了内燃机；

图2用示意纵向剖视图示出了燃料喷射器和气缸盖；

图3用纵向剖视图示出了具有调节元件的燃料喷射器；

图4用燃料喷射器的纵向剖视图的细节示出了调节元件的示例；以及

图5示出了图3的调节元件的透视图。

在不同图示中出现的设计和功能相同的元件用相同的附图标记表示。

图1示出了内燃机22，该内燃机22具有进气管10、电机座12、气缸盖14和排气管16。在电机座12中设置有燃烧腔20。

气缸盖14包括一个或者多个凹部15，至少一个燃料喷射器18和至少一个火花塞19设置在该一个或者多个凹部15中。阀体26至少部分地与凹部15接合。调节元件30设置在凹部15中并且使得能够相对于燃机22的气缸盖14来调节燃料喷射器18。燃料喷射器18优选地用于高燃料压力。因此，燃料喷射器18可以夹紧在气缸盖14上以确保将燃料喷射器的尖端正确定位在燃机22内。

燃料喷射器18（图2）包括喷射器联接部24和阀门组件27。喷射器联接部24配置为联接至内燃机22的高压燃料腔，燃料在高压下储存在该高压燃料腔中。高压燃料腔尤其是燃料轨。

而且，喷射器联接部24配置为联接至电源，以致动燃料喷射器18的致动器单元。

燃料喷射器18包括中心纵向轴线L、外壳25、阀体26，该阀体26具有空腔32，该空腔32从燃料喷射器18的燃料入口部到燃料出口部轴向地穿过阀体26。燃料喷射器18进一步包括容纳在阀体26的空腔32中的阀针34。在燃料喷射器18的自由端处，即，在燃料出口部处，形成有喷射喷嘴28，该喷射喷嘴28通过阀针34的轴向移动而关闭或者打开。在关闭位置中，防止燃料流经喷射喷嘴28。在打开位置中，燃料可以流经喷射喷嘴28进入内燃机22的燃烧腔20中。

阀体26由金属或者合金制成，尤其是由钢制成，即，阀体26是金属体。阀体26是包括中心区域36、端部区域38和过渡区域40的大体上管状体（例如，见图3）。在中心区域36中，阀体26具有第一外直径D1并且至少部分地由外壳25包围。在端部区域38中，阀体26具有第二外直径D2，该第二外直径D2小于第一外直径D1。

过渡区域40轴向设置在中心区域36与端部区域38之间。过渡区域40具有：第一部分410以及第二段420，该第一部分410具有第一外直径D1，该第二段420具有第二外直径D2（例如，见图4）。阀体26的外直径从过渡区域40的第一部分410到第二段420逐步减小，从而在阀体26的外周表面中形成径向延伸的台阶表面411。台阶表面411是具有与纵向轴线L垂直平行的表面的平面表面。

为了收纳燃料喷射器，内燃机的气缸盖14具有与内燃机22的燃烧腔连通的凹部15（图2）。凹部15在气缸盖14中与燃料喷射器的中心纵向轴线L同轴地延伸。凹部15具有：第一段42、主要呈圆柱形式的第二段44、以及最后包括中间段46，该第一段42与燃烧腔连通并且能够由燃料喷射器的设置有喷射喷嘴28的端部区域38接合；该第二段44能够由燃料喷射器的外壳25接合；该中间段46将第一部分和第二部分42、44彼此连接。凹部15包括在第一段与中间段42、46之间的过渡处的第一台阶48、以及在中间段46与第二段44之间的过渡处的第二台阶50。

燃料喷射器包括调节元件30（例如，见图2或者图4）。调节元件30被成形并且定位成设置在阀体26的在阀体26与气缸盖14的凹部15的第一台阶48之间的过渡区域40中的气缸盖14的凹部15中，以在径向方向和/或轴向方向中将燃料喷射器相对于凹部15对准。特别地，调节元件30设置在过渡区域40中的第二部分420中，并与外壳25轴向间隔开。其邻接过渡区域40的台阶表面411。

图2和图3示出了包括第一焊缝和第二焊缝52、54的燃料喷射器，该第一焊缝52和第二焊缝54将适配器元件（比如，O型环适配器）与阀体26连接。第一焊缝和第二焊缝52、54由于燃料喷射器的内部压力而受力，该内部压力倾向于将阀体26与适配器分开。在更高压力下，存在的问题是竖直力可以通过外壳25从气缸盖14传递至焊缝52、54，尤其是如果喷射器18经由外壳25固定至气缸盖14和/或如果外壳25可以与气缸盖15接触。由于调节元件30设置在阀体26的在阀体26与气缸盖14的凹部15的第一台阶48之间的过渡区域40中的气缸盖14的凹部15中，所以可以降低机械应力，并且，可以通过压缩转换由压力导致的牵引应力，来避免第一焊缝和第二焊缝52、54的故障以及阀体26的任何变形。尤其，外壳25与气缸盖15间隔开。由于该应力转换，燃料喷射器能够承受更高压力。

在图4的纵向剖视图中，更详细地示出了调节元件30。图5示出了调节元件30的透视图。

比如，调节元件30是包括在气缸盖接触区域56中的球形外表面301的环元件。调节元件30的圆度结合在气缸盖接触区域56中的凹部15的圆锥形状，提供了燃料喷射器18的倾斜能力，以避免由于在燃料轨杯、燃料喷射器的中心纵向轴线L、和/或凹部15之间的失准产生的应力而导致的外部泄漏。

比如，调节元件30的截面形状适应于在过渡区域40中的燃料喷射器的轮廓。更具体地，调节元件30具有上表面30，该上表面30与台阶表面411共面并且在完全重叠区域之上与台阶表面411接触。调节元件30的中心轴向开口303具有直径，该直径仅略大于阀体26的第二外直径D2，从而使调节元件30可以在与台阶表面411接触的端部区域38之上移动。在安装好的构造中，过渡区域40的第二部分420延伸通过环元件（代表调节元件30）的中心轴向开口303。

调节元件30由包括，例如，铝和/或不锈钢的材料制成。

调节元件30的构造和布置实现了燃料喷射器18相对于气缸盖14的严格对准以及从气缸盖14快速且简单地拆卸燃料喷射器18。仅仅需要调节元件30，而不要求如距离元件或者保持元件等另外的元件。

为了（例如在将调节元件30插入凹部15之前）将调节元件30保持为封装在燃料喷射器上，燃料喷射器可以包括卡环58（图2和图3），该卡环58设置在调节元件30与阀体26的端部区域38之间。卡环58可以通过过盈配合联接至阀体26。

Claims (8)

1.燃料喷射器（18），所述燃料喷射器（18）包括中心纵向轴线（L）并且可操作地设置在燃机（22）的气缸盖（14）的凹部（15）中，所述燃料喷射器（18）具有外壳（25）、阀体（26）和调节元件（30）；

所述阀体（26）包括中心区域（36）、端部区域（38）和过渡区域（40），其中，在所述中心区域（36）中，所述阀体（26）具有第一外直径（D1）并且至少部分地由所述外壳（25）包围，在所述端部区域（38）中，所述阀体（26）具有第二外直径（D2），所述第二外直径（D2）小于所述第一外直径（D1），并且所述过渡区域（40）设置在所述中心区域与所述端部区域之间；

所述调节元件（30）被这样成形并且定位在所述阀体（26）的所述过渡区域（40）中，使得所述调节元件（30）被设置在所述阀体（26）与所述凹部（15）的第一台阶（48）之间的所述气缸盖（14）的所述凹部（15）中，使得在径向方向和/或轴向方向中将所述燃料喷射器（18）相对于所述凹部（15）对准；

在所述过渡区域（40）中，所述阀体的外直径从在所述过渡区域（40）的第一部分（410）中的所述第一外直径（D1）逐步减小到在所述过渡区域（40）的第二部分（420）中的所述第二外直径（D2），从而形成径向延伸的台阶表面（411）并且使所述调节元件（30）至少设置在所述过渡区域（40）的所述第二部分（420）中并且与所述外壳（25）轴向间隔开；

所述调节元件（30）是具有中心轴向开口（303）的环元件，所述过渡区域（40）的所述第二部分（420）延伸通过所述中心轴向开口（303）；并且

所述调节元件（30）具有与所述台阶表面（411）沿径向重叠、接触并且共面的径向延伸的上表面（302）、以及在气缸盖接触区域（56）中的球形外表面（301）。

2.根据前述权利要求所述的燃料喷射器（18），其中，所述调节元件（30）的截面形状适应于所述燃料喷射器（18）在所述过渡区域（40）中的轮廓。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料喷射器（18），其中，所述调节元件（30）由包括铝和/或不锈钢的材料制成。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料喷射器（18），其中，所述阀体（26）是金属体。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料喷射器（18），其中，所述外壳（25）包括塑料外壳和/或电磁致动器组件的轭。

6.具有内燃机（22）的气缸盖（14）和根据前述权利要求中的任一项所述的燃料喷射器（18）的燃料喷射系统，其中，所述燃料喷射器（18）设置在所述气缸盖（14）的凹部（15）中。

7.根据权利要求6所述的燃料喷射系统，其中，所述凹部（15）具有在气缸盖接触区域（56）中的圆锥形状。

8.根据权利要求6或7所述的燃料喷射系统，其中，所述外壳（25）与所述气缸盖（15）间隔开。