CN105829701A - 燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机燃料喷射设备的燃料喷射阀(1)，尤其用于将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中，该燃料喷射阀包括电磁线圈(10)、通过电磁线圈(10)在关闭方向上被复位弹簧(23)加载的衔铁(20)以及与衔铁处于力锁合的连接中的阀针(3)，该阀针用于操作阀关闭体(4)，该阀关闭体与阀支撑面(6)一起形成密封座。在用作输入侧燃料供应口(16)的接头套筒(40)中布置有用于调整复位弹簧(23)的弹簧力的调整元件(50)。该调整元件(50)被薄壁的套筒(51)对外限界，在该套筒(51)中置入作为独立内置件、具有节流孔(54)的盘形节流元件(56)。

Description

燃料喷射阀

技术领域

本发明涉及一种按照主权利要求所述类型的燃料喷射阀。

背景技术

由DE4003228A1公知了一种燃料喷射阀，其中，燃料过滤器在燃料喷射阀的输入侧端部上压入到燃料入口接管中。该燃料过滤器在周边上例如设置有黄铜环，该环在压入燃料过滤器时与燃料入口接管的壁面形成配合。该黄铜环环绕着燃料过滤器基体的环形塑料实体区段，从该塑料实体区段沿轴向延伸出例如三个条，直至一个共同的底部区段，真正的筛网织物被这三个条在这些部分区域中注塑包封。燃料过滤器下游的调整套筒用来调整贴靠在该调整套筒上的复位弹簧的弹簧预压力。

此外已公知了燃料喷射阀，其中，调整套筒和燃料过滤器作为所谓组合构件存在，即，调整贴靠在套筒上的复位弹簧的弹簧预压力和过滤流入的燃料这两种功能集成在一个构件中(US5,335,863A，US6,434,822B1，EP1296057B1，EP2426351A1，EP1377747A1)。所有已知解决方案的特点在于，挤压区域设置在调整套筒区域中，该调整套筒和环绕它的接口短管的壁面形成过盈配合，该配合选择的如此紧密，以致于弹簧预压力在燃料喷射阀的寿命内保持恒定，即排除了调整套筒的滑动。

发明内容

具有主权利要求的特征的本发明燃料喷射阀具有的优点是，调整元件作为组合构件置入到燃料输入口中，高度的功能整合(复位弹簧的弹簧力的调整，燃料的过滤，压力波动的阻尼)相合并，其中，调整元件由套筒向外形成，该套筒可以在其内部接收多个内置件并且安全地、受保护地包围这些内置件。

通过将集成有节流孔的盘形节流元件引入到调整元件中，能够以低的附加成本并且可简单制成地实现与相类似结构形式和可类比结构布置的燃料喷射阀相比明显的噪音减弱。

通过在从属权利要求中列举的措施可以有利地扩展和改进在主要权利要求中给出的燃料喷射阀。

有利地，弹簧导向装置可以非常方便和成本有利地在制造调整元件的套筒时直接一起集成，而不需要附加的构件。以这种方式可以使制造调整元件的成本保持低廉。内极和接头套筒的内部几何结构可以简化地制成；公差要求可以降低。此外，根据本发明集成在调整元件上的弹簧导向装置具有其优点，即，内极孔中的磨损与直接布置在内极中的弹簧导向装置相比明显减弱。

理想地，在调整元件中还布置有一个过滤元件，使得在根据本发明的调整元件上可以进行最高的可以想到的功能整合。

附图说明

本发明的实施例在附图中简化示出并且在以下的说明书中详细描述。

图1示出根据现有技术的燃料喷射阀的一个轴向剖面，

图2示出图1所示燃料喷射阀在图1中的区域II中的局部放大图，具有根据本发明的调整元件构型，

图3以外部视图示出调整元件以及以零件图示出安置在其内的构件，

图4以剖视图示出替换的调整元件。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，在根据图2到图4详细说明根据本发明的燃料喷射阀的实施例之前，首先要根据图1对已知的燃料喷射阀在其基本构件方面进行简短阐述。

图1中所示燃料喷射阀1以用于混合压缩、外源点火式内燃机的燃料喷射设备的燃料喷射阀1的形式实施。该燃料喷射阀1特别适用于将燃料直接喷射到内燃机的未示出的燃烧室中。

燃料喷射阀1包括喷嘴体2，在该喷嘴体中布置有阀针3。阀针3和阀关闭体4处于作用连接中，该阀关闭体和布置在阀座体5上的阀座面6共同作用，形成密封座。在实施例中，燃料喷射阀1是向内打开的燃料喷射阀1，具有至少一个喷射孔7。喷嘴体2通过密封装置8相对于电磁线圈10的外极9密封。电磁线圈10被罩在线圈壳体11中并且卷绕在线圈架12上，该线圈架贴靠在电磁线圈10的内极13上。内极13和外极9通过缩窄部26彼此分开并通过非铁磁性的连接构件29相互连接。电磁线圈10通过导线19由可通过电插接触头17导入的电流激励。插接触头17被可注塑到内极13上的塑料外罩18包围。

阀针3在盘形实施的阀针导向装置14中被导向。配对的调整盘15用于调整升程。衔铁20位于调整盘15的上游。该衔铁通过第一法兰21与阀针3处于力锁合的连接中，该阀针通过焊缝22与第一法兰21连接。复位弹簧23支撑在第一法兰21上，该复位弹簧在燃料喷射阀1的当前结构形式中通过调整套筒24被置于预压状态。

燃料通道30，31及32在上面的阀针导向装置14中、在衔铁20中以及在下面的导向元件36中延伸。燃料通过中心的燃料输供应口16输入并被过滤元件25过滤。燃料喷射阀1通过密封装置28相对于未进一步示出的燃料分配管道密封，并且通过另一密封装置37相对于未进一步示出的汽缸盖密封。在第一法兰21和衔铁20之间布置有预升程弹簧38，该预升程弹簧在燃料喷射阀1处于静止状态时使衔铁20保持贴靠在第二法兰34上。在此，预升程弹簧38的弹簧常数远小于复位弹簧23的弹簧常数。

在燃料喷射阀1处于静止状态时，衔铁20被复位弹簧23和预升程弹簧38逆着其升程方向加载，使得阀关闭体4保持密封地贴靠在阀座面6上。当电磁线圈10被激励时，电磁线圈建立一个磁场，该磁场使衔铁20首先抵抗预升程弹簧的弹簧力沿着升程方向运动，衔铁的自由位移通过第一法兰21和衔铁20之间的间距预给定。在走过该自由位移后，衔铁20带动和阀针3焊接的第一法兰21逆着复位弹簧23的弹簧力也在升程方向上运动。此时，衔铁20走过整个升程，该整个升程相当于衔铁20和内极13之间的工作间隙27的高度。与阀针3处于连接中的阀关闭体4从阀座面6抬起，经过燃料通道30至32导入的燃料通过喷射孔7喷射出来。

当线圈电流被切断时，在磁场足够消除后，通过复位弹簧23的压力，衔铁20从内极13落下，由此，与阀针3处于连接中的第一法兰21逆着升程方向运动。由此阀针3在相同方向上运动，从而阀关闭体4座落在阀座面6上并且燃料喷射阀1被关闭。预升程弹簧38则又对衔铁20如此加载，使得衔铁不从第二法兰34反弹回去，而是在没有撞击回弹的情况下回复到静止状态。

内极13朝向燃料喷射阀1的输入端套筒形地实施，并且因此在该区域中形成接头套筒40。接头套筒40也可以作为单独的构件独立于内极13成型，例如内极13则配合到该接头套筒中。在接头套筒40的区域中置入过滤元件25，该过滤元件用于将燃料中的否则可能对相关阀构件例如密封座造成功能损害的颗粒过滤出去。

该电磁回路也可以例如用作为促动器的压电致动器或者磁致伸缩致动器来替代。

图2以一个节选的轴向剖面图示出在图1中用II标记的局部，作为调整元件50的根据本发明的实施例，该调整元件实施为组合构件并且至少将调整套筒24和过滤元件25的功能合并。在此，调整元件50也是由多个单件组成。因此，调整元件50的外罩形成金属套筒51，该金属套筒例如多级阶梯式构造并且通过拉深制成。该薄壁的套筒51在此例如在输入侧区段中具有径向扩大区域61，该区域是调整元件50的直径最大的区域。在轴向上衔接一个直径较小的区域，该区域用作挤压区域55。在轴向上接下来的下游区段是调整元件50的直径最小的区域62，但该区域在外直径方面比挤压区域55仅略小一点。

在拉深的套筒51中有一个用塑料注塑出的筛篮53，该筛篮形成集成式过滤器的基体。筛篮53的塑料优选是有机的、聚合的耐高温热塑性塑料，例如聚醚醚酮(PEEK)或者聚苯硫醚(PPS)或者聚酰胺纤维(PA)或聚邻苯二甲酰胺(PPA)。理想地，筛篮53通过塑料压铸制成。在调整元件50的塑料基体的内部置入过滤织物52作为过滤元件，它也可以在塑料压铸时作为内置件放入到模具中。该软管状的过滤织物52可以由PEEK组成或者优选由一种金属织物材料组成，这为筛篮53提供附加支撑作用和更高的稳固性。过滤器的筛篮53具有处于上方的、直径扩大的接收区域58，该接收区域以合适的方式形状锁合地插入到套筒51的径向扩大区域61中，使得排除了筛篮53在套筒51中的滑动。在其它区域55，62上筛篮53也很大程度上填充套筒51的内部，其中，筛篮53可以在其下游端部处支撑在套筒51的底部区域59上。筛篮53由过滤器基体的多个、至少两个条式支撑部分形成。

尤其对于例如被供应以大于100bar的燃料压力的高压喷射阀，已经表明，在运行过程中发生明显的噪音产生，该噪音目前会被感觉为干扰。有效的噪音减弱这样进行：在调整元件50的输入口区域中设置节流孔54，该节流孔具有比接头套筒40或内极13的开口横截面小多倍的开口横截面。在此，根据接头套筒40的开口尺寸而定，节流孔54例如具有0.4mm至1.5mm的直径。借助节流孔54可以在燃料喷射阀内部对压力波动进行有针对性的阻尼。根据本发明，节流孔54被加工到一个独立的内置件中，该内置件实施为盘形的节流元件56并且在筛篮53的输入侧端面处被放置到筛篮53上。因此节流元件56也被安置在薄壁套筒51的径向扩大区域61中。为了可靠地接收节流元件56，套筒51在节流元件56上方折边，使得套筒51的环形突缘65部分地覆盖节流元件56。节流元件56被紧配合地安置到套筒51中、尤其在输入侧区域61中，使得边缘区域被这种程度地密封：相对于节流孔54的旁通被阻止。

调整元件50的下方的下游端部由拉深成形的套筒51的底部区域59形成，该底部区域可以具有用于复位弹簧23的集成导向的器件，如突缘或者销轴。

在安装过程中，调整元件50被导入到内极13中，其中，最终则通过挤压区域55将复位弹簧23调整到希望的预压入程度。在安装接头套筒40时，将接头套筒40插到调整元件50的伸出的上端部上。在将接头套筒40安装并焊接到内极13上后，最后可以通过移动调整元件50来最终设定动态喷射量和复位弹簧23的弹簧力。

图3以外部视图示出调整元件50以及以零件图示出在其内置入的构件。在此可以清楚看到套筒51的构造，该套筒沿着其轴向长度看具有多个区域55，61，62，这些区域具有不同的外直径。通过节流元件56和过滤元件52，53的零件图可以明显看到，这些内置件根据它们的造型而可以精确和准确地置于套筒51内部，如已由根据图2剖视图所得知的那样。节流元件56理想地可以是一个简单的、在外直径和内直径方面精确制造的、具有平行延伸的端面的盘。

图4以剖视图示出替换的调整元件50，其中，与图2和图3中所示实施例的区别尤其在于过滤元件52，53的长度以及节流元件56的改变了的构造。过滤元件52，53此时悬挂式置于套筒51内，使得它不支撑在拉深成形的套筒51的底部区域59上。此外，节流元件56是盘形的，但呈阶梯式，此时在输入侧从套筒51突出，超过环形突缘65。突出于环形突缘65的销轴状区段66具有与节流元件56的处于套筒51内部的区段的外直径相比明显较小的外直径。因此，通过折边进一步产生节流元件56的防松脱，然而套筒51的大直径区域61可以在其轴向延伸方面减小。出于安装空间优化原因，这样的技术方案可以是特别优选的。

本发明不限于所描述的实施例，而是也可以在大量不同于图1所示燃料喷射阀构造形式的其它结构形式的燃料喷射阀中实现。

Claims (10)

1.用于内燃机燃料喷射设备的燃料喷射阀(1)，尤其用于将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中，具有促动器(9，10，13，20)以及具有输入侧的燃料供应口(16)，通过该促动器的激励能够实现阀针(3)的升程运动，由此使得能够操作阀关闭体(4)，该阀关闭体与阀座面(6)一起形成密封座，其中，在所述燃料输入口中布置有用于调整复位弹簧(23)的弹簧力的调整元件(50)，其特征在于：所述调整元件(50)被套筒(51)对外限界，并且，在所述套筒(51)的内部置入作为独立内置件的节流元件(56)。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述套筒(51)是一个薄壁的拉深成形的构件。

3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射阀，其特征在于，在所述节流元件(56)中设置有呈节流孔(54)形式的节流部，所述节流部具有所述比燃料供应口(16)的开口横截面小多倍的开口横截面。

4.根据前述权利要求之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述节流元件(56)呈盘形构造。

5.根据权利要求4所述的燃料喷射阀，其特征在于，或者所述节流元件(56)完全配合在所述套筒(51)的内部，或者所述节流元件(56)以一区段(66)突出于所述套筒(51)之外。

6.根据前述权利要求之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述节流元件(56)在输入侧被置入到所述调整元件(50)的套筒(51)中。

7.根据前述权利要求之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述节流元件(56)通过所述套筒(51)的环形突缘(65)固定在所述套筒中。

8.根据前述权利要求之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述套筒(51)在其轴向长度上看具有多个区域(55，61，62)，这些区域具有不同的外直径。

9.根据前述权利要求之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，在所述调整元件(50)的所述套筒(51)中集成有作为独立内装件的过滤元件(52，53)。

10.根据前述权利要求之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，在所述套筒(51)上设置有用于对复位弹簧(23)导向的器件。