CN112236590A - 用于喷射燃料的喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于喷射燃料的喷嘴，所述喷嘴包括：在喷嘴尖部的区域中的喷孔，用于将燃料从喷嘴中导出；和用于容纳喷嘴针的容纳孔，其中容纳孔具有用于借助喷嘴针密封地封闭的底座区域，以便与喷嘴针的位置相关地能够实现至喷孔的燃料输送，其特征在于，喷孔的纵轴线对准容纳孔的区域，所述区域连接于底座区域的背离喷嘴尖部的一侧。

Description

用于喷射燃料的喷嘴
技术领域
本发明涉及一种用于喷射燃料的喷嘴。
背景技术
在如柴油机或汽油机的内燃机中，通常经由喷嘴将燃料以特定量和在特定的持续时间中喷射到燃烧室中。在此，由于非常小的位于毫秒范围中的喷射时长需要的是，喷嘴的出流开口以非常高的频率打开或关闭。
因为本领域技术人员已知喷嘴的工作原理，在下文中仅简短地讨论对于根本理解本发明有利的一些方面。
喷嘴典型地具有喷嘴针(也称作为：喷射器针)，所述喷嘴针能够使加载有高压的燃料在释放喷嘴的出流孔时向外流出。所述喷嘴针如塞子那样与所述出流开口协作，所述塞子在提升时能够实现燃料的流出。因此需要的是，所述针在相对短的时间间隔中提升，并且在短的时间之后能够重新向回滑动到出流开口中。在此，能够使用液压伺服阀，所述液压伺服阀操控所述运动的触发。因此实现，将需要的燃料量在期望的时刻运送到燃烧室中。在此不一定需要的是，喷嘴针直接关闭出流孔，而是也能够仅要从出流孔中导出的燃料流借助于喷嘴针中断，例如通过密封地安放在喷嘴的底座面上。
从现有技术中已知的是，借助腐蚀工艺制造喷孔的非常小的孔。
在此，广泛研究已经证实的是，喷嘴喷孔的表面性质(尤其粗糙度)对与喷嘴共同作用的内燃机的排放性能具有大的影响。非常平滑的孔具有优点并且有意义地贡献于较小的排放值。因此，典型地借助腐蚀工艺制造的喷孔水力地倒圆，其中载有研磨颗粒的磨料液体在高压下(直至120bar)通过喷孔被泵出，使得实现腐蚀的喷孔的一定的光滑度。
出于上述原因，长久以来力求借助于激光钻孔产生喷孔，因为这导致与腐蚀工艺连同随后的水力的倒圆相比明显更平滑的表面。其他优点在此是快的周期时间、较小的孔直径、到表面中的较小的热量输入、没有消耗材料以及孔的改进的可复现性。
在此成问题的是，在激光钻孔喷孔时，激光在进入到喷嘴的盲孔中之后立即要被禁用，因为否则相对置的盲孔壁或相对置的底座区域由激光损坏。在图1中图形地示出所述情形。可能在此甚至出现相对置的壁的钻穿。
此外需要的能够是，生产喷孔，激光穿过完整的孔并且随后通过圆形的或涡旋状的运动增大所述孔。
然而因为通常不能够足够快地和精确地禁用激光，需要的是，将相对置的盲孔壁屏蔽，以便防止通过激光造成损坏。所述过程在专业领域中也称作为“Back-Wall-Protection(后壁保护)”。
发明内容
本发明的目标是，提出一种具有喷孔的喷嘴，所述喷孔不具有上述缺点。这借助包含权利要求1的所有特征的喷嘴实现。本发明的有利的实施方案在从属权利要求中解释。
根据本发明的用于喷射燃料的喷嘴在此包括：在喷嘴尖部的区域中的喷孔，用于将燃料从喷嘴中导出；和用于容纳喷嘴针的容纳孔，其中容纳孔具有用于借助喷嘴针密封地封闭的底座区域，以便根据喷嘴针的位置能够实现至喷孔的燃料输送。喷嘴的特征在于，喷孔的纵轴线对准容纳孔的区域，所述区域连接于底座区域的背离喷孔的一侧。
由此，在借助于激光钻孔喷孔时，不再出现与喷孔相对置的底座区域或盲孔部段的损坏。所述功能重要的区域(底座区域和/或盲孔)借此保持无损坏，由此喷嘴的总废品率在激光钻孔喷孔时也能够明显减少。
距相对置的面的间距是较大的，由此激光能够将其能量在射到壁上之前逐渐消除。如果仍出现损坏，那么所述损坏位于喷嘴的功能重要的区域之外。此外能够考虑的是，通过在连接于底座区域的背离喷嘴尖部的一侧的区域中的对应的尺寸，通过在喷孔的激光钻孔之后的钻孔或研磨，能够消除可能的损坏。
根据本发明的一个可选的改型，喷孔是钻出的喷孔，其中纵轴线对应于喷孔的钻孔轴线。
此外，根据本发明能够提出，在底座区域的朝向喷嘴尖部的一侧设有盲孔。借此，在底座区域的该侧上连接有盲孔并且在另一侧上连接有如下区域，喷孔的钻孔轴线对准所述区域。
对于本领域技术人员而言清楚的是，能够存在喷嘴(也称作为：喷射器)的尖部的不同的造型。在所谓的座孔式喷嘴中，喷嘴孔直接由阀元件(喷嘴针)关闭。
在盲孔喷嘴中，在喷嘴底座下方能够设有剩余容积(在盲孔中)，在所述剩余容积中留有剩余燃料，所述剩余燃料未通过喷孔喷射。这能够造成废气中的未燃烧的燃料元素的提高的排放和喷嘴更大地趋于焦化。然而，通过位于喷嘴孔上游的混合体积能够实现更有益的流动状况。本发明不限于任一上述喷嘴形式，而是在两种类型中都是有利的。
优选地提出，喷孔是借助于激光钻出的孔。借助于激光钻出的喷孔对于本领域技术人员是容易识别的，因为与常规钻孔并且水力倒圆的孔相比其具有明显更平滑的表面。
此外，根据一个有利的改型能够提出，底座区域是大致漏斗形构成的区域，所述区域朝向喷嘴的尖部的方向渐缩，和/或底座区域大致对应于截锥的侧表面，所述截锥朝向喷嘴的尖部的方向渐缩。
能够提出，在底座区域的朝向喷嘴尖部的一侧连接有盲孔，所述盲孔大致具有袋形状和/或连接于底座区域的下方的环周棱边。对于本领域技术人员而言清楚的是，盲孔也能够具有其他形状，这同样由本发明所包括。例如，锥形的或柱形的形状在此可以考虑用于盲孔。
根据本发明的另一优选的设计方案能够提出，喷孔在底座区域的高度上进入到喷嘴的容纳孔中。换言之，喷孔的内部开口位于喷嘴的底座区域中。
由此，实现与喷嘴的纵向扩展的法平面更小的角度并且同时实现喷孔的钻孔轴线对期望的区域的期望的定向。较小的角度可能能够在从喷嘴中导出燃料时是有利的。
根据另一实施方案能够提出，喷孔在盲孔的高度上进入到喷嘴的容纳孔中。换言之，喷孔的内部开口位于喷嘴的盲孔中。
根据本发明的一个可选的改型提出，喷孔的纵轴线与喷嘴的纵轴线的法平面成角度，所述角度至少为15°、优选至少为25°和更优选至少为35°。根据一个尤其优选的实施方案，所述角度能够为至少45°或更好地为至少50°。
本发明还涉及一种用于生产喷嘴的方法，优选用于生产根据上述方面的喷嘴，其中在所述方法中，借助于激光钻孔产生用于输出燃料的喷嘴的喷孔，和生产使喷嘴沿着其纵向扩展变空的容纳孔，用于容纳喷嘴针，其中容纳孔制造成，使得其具有用于借助喷嘴针密封地封闭的底座区域，以便根据喷嘴针的位置能够实现至喷孔的燃料输送。所述方法的特征在于，在喷孔借助激光钻孔时，激光的钻孔轴线对准容纳孔的如下区域，所述区域连接于底座区域的背离喷嘴尖部的一侧。
在本发明的一个可选的改进方案中，在钻孔时，钻孔轴线定向成，使得喷孔的纵轴线与喷嘴的纵轴线的法平面成角度，所述角度至少为15°、优选至少为25°和更优选至少为35°。根据一个尤其优选的实施方案，所述角度能够为至少45°或更好地为至少50°。
附图说明
本发明的其他细节、特征和优点根据随后的附图描述可见。在此示出：
图1示出在根据现有技术的生产方法期间的喷嘴尖部的剖面图，和
图2示出根据本发明的喷嘴在激光钻孔喷孔时的喷嘴尖部的剖面图。
具体实施方式
图1示出用于喷射燃料的喷嘴1的尖部的剖面图。
如已经在说明书的开始部分中阐述的，根据现有技术常见的是，喷孔2借助于激光8钻孔。在此，例如在激光束81穿过之后，损坏盲孔7的相对置的区域71。图形地借助闪光符号示出所述损坏。这种损坏一定要避免，因为否则喷嘴变得不可用。在盲孔7上在此连接有大致漏斗形的区域5，所述区域远离喷嘴1的尖部3向上扩宽。区域5但是也能够柱形地成形并且不限于其漏斗形状。这是喷嘴针的底座区域5，所述底座区域与喷嘴针协作地能够中断或允许处于高压下的燃料的流体连接(从而通过喷嘴输出燃料)。
在底座区域5上方，即在背离喷嘴1的尖部3的一侧连接有喷嘴中间孔6。
图2示出在生产过程期间的根据本发明的喷嘴。在此，通过激光钻孔生产至少一个喷孔2。通过激光8产生的喷孔2在此打通了底座区域5中的容纳孔4。钻孔轴线在此定向成，使得穿过容纳孔的必须位于钻孔轴线上的激光束81对准容纳孔4中的如下区域，所述区域连接于底座区域5的背离喷嘴尖部3的一侧。
这带来两个优点。一方面，在这样定向的激光束81中，在穿透到容纳孔4中之后也不损坏功能重要的区域(底座区域5或盲孔7)。另一方面，由于在喷孔2的内部开口和由激光束81在穿透到容纳孔4中之后所作用的面6之间的较大的间距(用附图标记9标识)，在射到瞄准部位上之前存在激光束81的较大的能量消减。因此，可能的损坏不那么明显地出现。此外，损坏仅在如下区域中出现，所述区域对于喷嘴的功能或性能不是重要的。
此外，在本发明的图2中可见，喷孔2的倾斜度大于已知的喷嘴(在图1中示出)的喷孔的倾斜度。根据本发明有利的是，倾斜度与喷嘴1的纵向的法平面具有角度，所述角度超过15°，或者如在图中示出的那样为27°。

Claims (10)

1.一种用于喷射燃料的喷嘴(1)，所述喷嘴包括：
在喷嘴尖部(3)的区域中的喷孔(2)，用于将燃料从所述喷嘴(1)中导出；和
用于容纳喷嘴针的容纳孔(4)，其中
所述容纳孔(4)具有用于借助喷嘴针密封地封闭的底座区域(5)，以便与喷嘴针的位置相关地能够实现至所述喷孔(2)的燃料输送，
其特征在于，
所述喷孔(2)的纵轴线对准所述容纳孔(4)的如下区域(6)，所述区域连接于所述底座区域(5)的背离所述喷嘴尖部(3)的一侧上。
2.根据上述权利要求1所述的喷嘴(1)，
其中所述喷孔(2)是钻出的喷孔(2)并且所述纵轴线对应于所述喷孔(2)的钻孔轴线。
3.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(1)，
其中在所述底座区域(5)的朝向所述喷嘴尖部(3)的一侧上设有盲孔。
4.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(1)，
其中所述喷孔(2)是借助于激光钻出的孔。
5.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(1)，
其中所述底座区域(5)是大致漏斗形地或柱形地构成的区域，所述大致漏斗形地或柱形地构成的区域朝向所述喷嘴(1)的所述尖部(3)渐缩，和/或所述底座区域大致对应于截锥的侧表面，所述截锥朝向所述喷嘴(1)的所述尖部(3)渐缩。
6.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(1)，
其中所述喷孔(2)在所述底座区域(5)的高度上或在所述底座区域(5)中进入到所述喷嘴(1)的所述容纳孔(4)中。
7.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(1)，
其中所述喷孔(2)在所述盲孔的高度上进入到所述喷嘴(1)的所述容纳孔(4)中。
8.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(1)，
其中所述喷孔(2)的纵轴线与所述喷嘴(1)的纵轴线的法平面成角度，所述角度至少为15°，优选至少为25°并且更优选为至少50°。
9.一种用于制造喷嘴(1)，优选用于制造根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(1)的方法，其中在所述方法中：
借助于激光钻孔产生所述喷嘴(1)的用于输出燃料的喷孔(2)，和
制造使所述喷嘴(1)沿着其纵向扩展变空的容纳孔(4)，用于容纳喷嘴针，其中
制造所述容纳孔(4)，使得所述容纳孔具有用于借助喷嘴针密封地封闭的底座区域(5)，以便与所述喷嘴针的位置相关地能够实现至所述喷孔(2)的燃料输送，
其特征在于，
在用激光对喷孔(2)进行钻孔时，所述激光的钻孔轴线对准所述容纳孔(4)的如下区域(6)，所述区域连接于所述底座区域(5)的背离所述喷嘴尖部(3)的一侧上。
10.根据上述权利要求9所述的方法，
其中在钻孔时，所述钻孔轴线定向成，使得所述喷孔(2)的纵轴线与所述喷嘴(1)的纵轴线的法平面成角度，所述角度至少为15°，优选至少为25°并且更优选为至少50°。
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