CN106414992B - 用于燃料喷射器的喷嘴组件和燃料喷射器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于燃料喷射器的喷嘴组件，该喷嘴组件具有喷嘴针(1)，该喷嘴针往复运动地被接收在喷嘴体(3)的高压孔(2)中，用于释放和关闭至少一个喷射开口(4)，并且弹簧(5)的弹簧力沿关闭方向至少间接加载该喷嘴针，其中，该喷嘴针(1)为了构造至少一个关闭节流部(6)由节流孔体(7)局部包围。根据本发明，该节流孔体(7)实施成多件式并且包括至少两个至少局部交错导向的套筒(7.1,7.2)。本发明还涉及一种具有这种喷嘴组件的燃料喷射器。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于燃料喷射器的喷嘴组件，该燃料喷射器用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中。本发明还涉及一种具有这种喷嘴组件的燃料喷射器。
背景技术
由公开文献DE 10 2011 076 665 A1公开了一种用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中的喷射器的喷嘴组件，该喷嘴组件为了释放和关闭至少一个喷射开口而包括在喷嘴体的高压孔中往复运动地被接收的喷嘴针。关闭弹簧的弹簧力沿关闭方向施加给喷嘴针，该关闭弹簧一方面支承在燃料喷射器的体构件上并且另一方面支承在节流孔体上，该节流孔体局部包围喷嘴针。节流孔体又支承在喷嘴针的轴肩上。在节流孔体中构造有至少一个节流孔，该节流孔用作关闭节流部并且将高压孔分成第一部分区域和第二部分区域。在第一部分区域中存在液压压力p1，该第一部分区域沿燃料流动方向相对于第二部分区域处于上游，并且在第二部分区域中存在小于p1的液压力p2，因为，燃料为了在喷射时从第一部分区域到达第二部分区域而必须经过节流孔。同时，局部包围喷嘴针的节流孔体具有限界第一部分区域的液压作用面A1，该作用面大于限界第二部分区域的液压作用面A2。这些措施分别单独地或组合地引起，除关闭弹簧的弹簧力以外还产生沿关闭方向作用在节流孔体和因此作用在喷嘴针上的液压力，该液压力加速关闭过程。
文献DE 10 2011 076 665 A1的包围喷嘴针的节流孔体由关闭弹簧的弹簧力以及附加作用的液压压力压抵到喷嘴针的轴肩，使得在接触区域中得到高的密封作用。然而，在高压孔内部的节流孔体的导向区域中产生旁路泄漏路径，该旁路泄漏路径又至少部分抵消至少一个节流孔的效果。
发明内容
本发明的任务在于，给出一种具有关闭节流部的喷嘴组件，该关闭节流部是效率优化的。另外，喷嘴组件能够简单并且低成本地制造。
该任务通过本发明的喷嘴组件来解决。本发明的有利扩展方案在优选实施方式中得到。为了解决该任务还提出一种具有根据本发明的喷嘴组件的燃料喷射器。
用于燃料喷射器的该喷嘴组件包括喷嘴针，该喷嘴针为了释放和关闭至少一个喷射开口而可往复运动地被接收在喷嘴体的高压孔中并且沿关闭方向至少间接由弹簧的弹簧力来加载。为了构造至少一个关闭节流部，喷嘴针由节流孔体局部包围，该节流孔体根据本发明实施成多件式并且包括至少两个至少局部相互嵌套地被导向的套筒。套筒的相互嵌套导向使带有泄漏的导向区域向径向内部移位，使得通过减小的导向部直径已经减少了泄漏。优选，在节流孔体的套筒和喷嘴体之间留有环形间隙，该环形间隙允许套筒的沿径向方向的浮动支承。沿径向方向的浮动支承能够补偿制造公差和/或安装公差，尤其能够补偿喷嘴针纵轴线相对于密封座轴线的错位。另外，在套筒和喷嘴体之间的环形间隙引起，压力p1作用在径向外部，并且压力p2作用在径向内部。因为p2小于p1，套筒沿径向方向相互压紧，使得以这种方法进一步减小在导向区域中的泄漏。另外，通过相应的材料选择和/或加工能够以简单的方式使在两个套筒之间的导向间隙最小化，以便使泄漏保持尽可能小，并且会提高关闭节流部的效率。
关闭节流部优选构造在更靠近喷射开口地布置的套筒中。通过该措施能够减小高压孔第二部分区域的液压体积或者缩短机械的力传递路程，这会有利地影响运动构件的响应特性，因此促进了针的快速关闭。另外，为了构造关闭节流部，在套筒中优选设置轴向或倾斜延伸的孔。该措施用于优化在关闭节流部区域中的流动。
以有利的方式，更靠近喷射开口布置的套筒基本构造成罐形。也就是说，该套筒具有底部区域及接在该底部区域上的空心筒形区段。另外提出，更靠近喷射开口布置的套筒至少局部包围另一套筒。也就是说，罐形套筒对另一套筒导向，其中，压力p1作用在该另一套筒的内圆周侧上，并且压力p2作用在罐形套筒的外圆周侧上。压力差导致被导向的套筒的径向扩张，使得在这两个套筒之间的导向间隙最小化。
在本发明的扩展构型中提出，更靠近喷射开口布置的套筒沿轴向方向支承在优选呈环形的喷嘴针轴肩上。为了构造优选呈环形的轴肩，喷嘴针可以阶梯式实施和/或由多个具有不同外直径的部件装配在一起。套筒又优选具有贴靠在轴肩上的支承面，该支承面例如可以构造在呈罐形实施的套筒的底部区域上。在此，套筒从后面卡住喷嘴针。
在高压孔的两个部分室中的压力差引起沿轴向方向的液压压力，借助该液压压力，在喷嘴针上支承的套筒被压抵到喷嘴针的轴肩上。通过向该轴肩方向作用的轴向力优化了套筒与喷嘴针的接触区域中的密封，使得另一可能的泄流路径被封闭。
为了再提高向喷嘴针的轴肩方向作用的液压压力，支承在喷嘴针上的套筒的、面向第一部分区域的液压作用面可以构造成比面向高压孔的第二部分区域的液压作用面大。
替代地或补充地提出，套筒向喷嘴针的优选呈环形的轴肩方向由弹簧的弹簧力来加载，该弹簧的弹簧力沿关闭方向加载喷嘴针。套筒因此取代在喷嘴针上构造的或与该喷嘴针连接的弹簧座。优选，弹簧支承在套筒的环形端面上。
在喷嘴针和不那么靠近喷射开口而布置的另一套筒之间优选构造有环形室。该环形室使得能够实现向至少一个喷射开口方向的燃料流动。
有利地，该另一套筒具有用于壳体侧支承的环边区段。该环边区段优选径向向外延伸。以该方式，环边区段能够用作为了支承弹簧的弹簧座，该弹簧的弹簧力优选间接地通过在喷嘴针上支承的另一套筒沿关闭方向加载喷嘴针。另外优选，套筒径向浮动地支承在高压孔中，以便补偿可能的制造公差和/或安装公差。沿径向方向的浮动支承能够以简单的方式通过套筒的用于壳体侧支承的环边区段来实现。
另外提出，弹簧相对于至少一个套筒被布置在径向外部，该弹簧的弹簧力直接或间接沿关闭方向加载喷嘴针。燃料因此不流经该弹簧。以该方式阻止了作用到运动构件上的流动力，这些流动力可能会损害这些构件的功能。
根据本发明一个优选实施方式，喷嘴针实施成阶梯式。该阶梯式实施简化了用于支承多件式实施的节流孔体的套筒的环形轴肩的构造。另外，喷嘴针在由节流孔体包围的区段的区域中优选具有减小的外直径。由此确保，在轴肩上支承的套筒通过沿关闭方向附加作用的液压压力沿燃料流动方向被压抵到该轴肩上。
另外，多件式地实施的节流孔体可以这样构造，使得这些套筒构成一个往复运动止挡地共同作用。该往复运动止挡限界喷嘴针的往复运动，这同样有利地影响针的快速关闭上。例如罐形第一套筒的底面可以用作第一止挡面，在第一套筒中被导向的第二套筒的环形端面可以用作第二止挡面。
另外，提出一种具有根据本发明喷嘴组件的、用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器。多件式的节流孔体在此优选通过其套筒中的一个支承在燃料喷射器的体构件上，例如在保持体或中间板上。优选，体构件构造成板形并且具有用于接收喷嘴针或接收可与该喷嘴针耦合的压力杆的中心槽口。另外优选，中心槽口在体构件中同时用作输入通道。该槽口相应优选地具有内直径，该内直径大于在该区域中的喷嘴针或压力杆的外直径。
附图说明
下面根据附图进一步阐述本发明的优选实施方式。附图1示出通过根据本发明的喷嘴组件的示意性纵截面。
具体实施方式
示出的喷嘴组件包括喷嘴针1，该喷嘴针在喷嘴体3的高压孔2中往复运动地被接收。通过喷嘴针1的往复运动可释放并且可关闭至少一个喷射开口4。在喷射开口4被释放的情况下，处于高压下的燃料被喷射到内燃机 (未示出)的燃烧室中。
弹簧5的弹簧力沿关闭方向施加给喷嘴针1，为此，该弹簧一方面支承在第一套筒7.1的环边区段10上并且另一方面支承在多件式地实施的节流孔体7的罐形第二套筒7的环形端面14上。在罐形第二套筒7.2中，穿过套筒7.2的底部区域15倾斜延伸的节流孔构造成关闭节流部6，该节流孔是待喷射燃料的流动路程的一部分。关闭节流部6引起，在高压孔2的第一部分区域2.1中的液压压力p1大于在高压孔2的第二部分区域2.2中的液压压力p2。压力差又引起沿关闭方向作用的液压力，该液压力施加给罐形套筒7.2并且通过该罐形套筒7.2间接施加给喷嘴针1。液压力与弹簧5的弹簧力一起引起针的快速关闭。
罐形套筒7.2为此支承在喷嘴针1的环形轴肩8上并且借助弹簧5的弹簧力向轴肩8的方向轴向预紧。弹簧5的弹簧力以及沿关闭方向作用的液力引起密封力，该密封力很大程度上阻止套筒7.2与喷嘴针1的接触区域 16中的泄漏。
罐形套筒7.2局部围绕多件式节流孔体7的另一套筒7.1，使得该另一套筒由罐形套筒7.2来导向。导向区域17为通常带有泄漏的另一接触区域。然而，当前在高压孔2的部分区域2.1,2.2中的压力比会抵制泄漏。因为，压力p1作用在由待喷射燃料流经的套筒7.1的内圆周侧上，并且压力p2作用在套筒7.2的外圆周侧上。由于压力差，套筒7.1的壁被压抵到套筒7.2 的壁上。根据压力p1，套筒7.1此外可以经受径向扩张。为了待喷射燃料可以流经套筒7.1，在套筒7.1和喷嘴针1之间构造有环形室9，该环形室是待喷射燃料的流动路程的一部分。
套筒7.1在燃料喷射器的板形体构件11上的接触区域18为原则上带有泄漏的另一密封位置。然而，因为弹簧5当前支撑在套筒7.1的环边区段上，弹簧5的弹簧力将套筒7.1压抵到体构件11上。另外，压力p1作用在背离接触区域18的套筒7.1端面上，该压力引起向着体构件11方向的附加液压力。当套筒7.2在针打开的情况下通过套筒的底部区域15与用作往复运动止挡13的套筒7.1端面接触时，套筒7.1的端面当前同时构造成往复运动止挡13。
示出的喷嘴组件的喷嘴针1实施成阶梯式并且具有区段12，该区段具有用于接收多件式的节流孔体7及构造环形轴肩8的、变小的外直径，节流孔体7的罐形套筒7.2支承在该轴肩上。待喷射的燃料向关闭节流部6方向流经喷嘴针1的该区段12并且经过该关闭节流部6到达高压孔2的第二部分区域2.2中。燃料的流动方向通过箭头19给出。
Claims (12)
1.用于燃料喷射器的喷嘴组件，具有喷嘴针(1)，所述喷嘴针能往复运动地被接收在喷嘴体(3)的高压孔(2)中，用于释放和封闭至少一个喷射开口(4)，并且所述喷嘴针沿关闭方向至少间接地被弹簧(5)的弹簧力加载，其中，所述喷嘴针(1)为了构造至少一个关闭节流部(6)而被节流孔体(7)局部包围，
其特征为：所述节流孔体(7)被实施成多件式并且包括一个罐形的套筒(7.2)和一个另外的套筒(7.1)，这两个套筒至少局部相互嵌套地被导向，其中，所述罐形的套筒(7.2)至少局部包围所述另外的套筒(7.1)，并且所述罐形的套筒(7.2)轴向地沿关闭方向支承在所述喷嘴针(1)的轴肩(8)上。
2.根据权利要求1所述的喷嘴组件，其特征为：所述关闭节流部(6)构造在所述罐形的套筒(7.2)中，其中，为了构造所述关闭节流部(6)，在所述罐形的套筒(7.2)中设置有轴向或倾斜延伸的孔。
3.根据权利要求1所述的喷嘴组件，其特征为：所述罐形的套筒(7.2)向所述喷嘴针(1)的所述轴肩(8)方向被所述弹簧(5)的弹簧力加载，其中，所述弹簧(5)支承在所述罐形的套筒(7.2)的端面(14)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的喷嘴组件，其特征为：在所述喷嘴针(1)和所述另外的套筒(7.1)之间构造有环形室(9)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的喷嘴组件，其特征为：所述另外的套筒(7.1)具有向径向外部延伸的、用于壳体侧支承的环边区段(10)，其中，所述另外的套筒(7.1)径向浮动地支承在所述高压孔(2)中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的喷嘴组件，其特征为：所述弹簧(5)相对于所述罐形的套筒(7.2)或者所述另外的套筒(7.1)被布置在径向外部。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的喷嘴组件，其特征为：为了构造环形的轴肩(8)，所述喷嘴针(1)实施成阶梯式，其中，所述喷嘴针(1)的被所述节流孔体(7)包围的区段(12)实施有减小的外直径。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的喷嘴组件，其特征为：多件式实施的所述节流孔体(7)的所述罐形的套筒(7.2)和所述另外的套筒(7.1)构造成一个往复运动止挡(13)地共同作用。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的喷嘴组件，其特征为：所述轴肩(8)是环形的。
10.根据权利要求3所述的喷嘴组件，其特征为：所述端面(14)是环形的。
11.用于将燃料喷射到内燃机燃烧室中的燃料喷射器，该燃料喷射器具有根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴组件，其中，所述节流孔体(7)通过所述另外的套筒(7.1)支承在所述燃料喷射器的体构件(11)上。
12.根据权利要求11所述的燃料喷射器，其特征为：所述体构件(11)是板形的。
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