CN112236591A - 用于制造喷嘴的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造喷嘴的方法,其中在所述方法中:借助于激光钻孔产生喷嘴的用于输出燃料的喷射孔,和制造沿着喷嘴的纵向伸展使喷嘴空心化的孔。所述方法的特征在于,在产生喷射孔之后制造使喷射器空心化的孔。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于喷射燃料的喷嘴。
背景技术
在内燃机如柴油机或还有汽油机中,通常经由喷射器将燃料以特定的量和在特定的时长上喷射到燃烧腔中。在此,由于喷射时长非常短,位于微秒范围内,需要将喷嘴的射出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射器的功能原理,所以下面仅简短地讨论以下方面,这些方面是对于本发明的基本理解有利的。
喷射器通常具有喷嘴阀针(也称为:喷射器阀针),所述喷嘴阀针在开启喷射器的射出孔时能使被高压加载的燃料向外排出。喷嘴阀针在与出射开口如塞子共同作用下作用,所述塞子在抬起时能够实现使燃料排出。因此需要将所述针以相对短的时间间隔抬起并且在短时间之后重新导回到排出开口中。在此可以使用液压的伺服阀,所述伺服阀操控所述运动的触发。这样实现在期望的时间点将所需的燃料量输送到燃烧腔中。
从现有技术中已知的是,借助于侵蚀工艺制造喷射孔的非常小的孔。
进一步的检查证实,喷嘴-喷射孔的表面特性(尤其是粗糙度)具有对与喷嘴共同作用的内燃机的排放特性的大的影响。在此,非常平滑的孔具有优点并且为较少量的排放值提供重要的贡献。因此,典型地用侵蚀工艺制造的喷射孔以水侵蚀的方式倒圆。在此,将掺有磨粒的磨蚀液体在高压下(直至120bar)通过喷射孔泵吸,由此实现侵蚀的喷射孔的一定的磨光。
出于前述原因长久以来致力于,借助于激光钻孔产生喷射孔,因为这导致与借助于随后的水侵蚀的倒圆的侵蚀工艺相比明显更平滑的表面。在周期、可能的较小的钻孔、到表面中的较少的热输入和不需要耗材的事实和孔的总体上更好的可复制性方面得到其他优点。
在此成问题的是,在喷射孔的激光钻孔时直接在引入到喷嘴的盲孔中之后停用激光器,因为否则相对置的盲孔壁被激光损坏。这种情况的图形示图在图1中可找到。
此外,可需要将喷射孔如下制造,使得激光首先穿透整个孔并且接着通过圆形或螺旋形的运动而增大。
然而因为定期没有实现将激光器足够快且精确地停用,所以需要遮蔽相对置的盲孔壁,以便防止由于激光引起的损坏。所述过程在专业圈内也称为“后壁保护”。
发明内容
本发明的目的是,借助于激光钻孔简化喷射孔的前面所描述的制造。这在执行权利要求1中的所有方法步骤时实现。
据此,为了制造喷嘴借助于激光钻孔产生喷嘴的用于输出燃料的喷射孔,并且制造沿着喷嘴的纵向伸展使喷嘴空心化的孔。所述方法的特征在于,在产生喷射孔之后制造使喷射器(或喷嘴)空心化的孔。
因为根据本发明现在首先将喷射孔用激光钻孔并且随后制造使喷嘴空心化的孔,所以不会产生相对置的壁的损坏。这些损坏随着空心化的孔的制造才造成。
因此,可以弃用用于盲孔壁的所有保护机制。同时,在此,喷射孔的钻孔深度由于激光器而得到明显更小的公差,因为钻孔底部,即激光钻孔的位于喷嘴中的端面以最优的方式位于随后要移除的区域(使喷嘴空心化的孔)中。
根据本发明的一个可选的改进方案,使喷嘴空心化的孔包括或是喷射器的盲孔。
对于本领域技术人员清楚的是,存在喷射器的尖部的不同的成形方案。在所谓的座孔式喷嘴中,喷嘴孔直接由阀件(喷嘴阀针)闭锁。在盲孔喷嘴中,在喷嘴座下方设有残余体积(在盲孔中),在残余体积中留有残余物燃料,所述燃料不通过喷嘴孔喷射。这会造成废气中的未燃烧的燃料元素的排放提高和喷嘴更有焦化的趋势。然而,可以通过位于喷嘴孔上游的混合体积达到更有利的流动情况。本发明不局限于两个前述喷嘴形状中的一个喷嘴形状,而在这两种类型中是有利的。
优选地,使喷嘴空心化的孔设计用于,容纳喷嘴阀针和/或喷嘴阀针尖部。通过喷嘴阀针和/或喷嘴阀针尖部沿喷射器的纵向方向的运动可以形成处于高压下的燃料和喷射孔之间的流体路径。
使喷嘴空心化的孔可以具有不同的形状,例如孔可以是锥形的或柱形的。
根据可选的改变形式可以提出,使喷嘴空心化的孔借助于钻孔或常规的钻孔产生。
优选地,借助于激光钻孔产生的喷射孔包括钻孔壁和钻孔底部,其中通过制造使喷嘴空心化的孔将喷射孔的钻孔底部移除。
激光钻孔产生如下孔,所述孔包括与钻孔轴线同轴设置的钻孔壁和将钻孔壁连接的钻孔底部。钻孔底部在此是激光器的设置在钻孔的端侧上的工作面,所述工作面借助于继续进行的材料去除更深地进入喷射器中。
根据本发明的一个优选的实施方案,喷射器是用于将燃料喷射的喷射器,即燃料喷射嘴,尤其是用于喷射柴油的喷射器,即柴油喷射嘴。平滑的喷射孔面的优点在于在柴油喷射嘴的情况下特别强的喷射量。
根据本发明同样提出,在制造使喷嘴空心化的孔之前,借助于激光钻孔产生多个喷射孔。
据此,也可实现,通过制造使喷嘴空心化的孔,将相应的喷射孔的多个钻孔底部移除。
根据本发明的一个可选的改变形式,喷射孔的钻孔轴线与喷射器的纵向伸展部的法向平面围成角度,所述角度不超过65°,优选不超过35°,更优选不超过20°。在特定的喷嘴的情况下,大于65°的角度也是可行的。有利地在此也不超过50°的角度。
喷射孔在前述角度范围内的设置对于输出的燃料的最优的分布越好,钻孔轴线与喷射器的纵向伸展部的法向平面的偏离越小。
本发明还涉及一种用于喷射燃料的喷射器,所述喷射器根据前述权利要求中任一项制造。
附图说明
本发明的其他细节、特征和优点根据下面的附图说明变得清楚。在此示出:
图1示出在根据现有技术的制造方法期间的喷嘴尖部的剖视图;
图2示出在根据本发明的第一制造步骤期间的喷嘴尖部的剖视图;以及
图3示出在根据本发明的跟随第一制造步骤的进一步的制造步骤期间的喷嘴尖部的剖视图。
具体实施方式
图1示出用于喷射燃料的喷嘴1的尖部的剖视图。
如已经在说明书的开始部分中所阐述,根据现有技术常见的是,喷射孔2借助于激光4钻孔。在此,在激光束41穿过之后,盲孔3的相对置的区域31被损坏。这些损坏用闪电符号以图形示出。这种损坏必须要避免,因为否则喷射器变得不可使用。在此在盲孔3处连接有大致漏斗形的区域32,所述区域背离喷嘴的尖部向上扩宽。所述区域也可以柱形地成形。这是喷嘴阀针的座区域33,所述座区域与喷嘴阀针共同作用地可以中断或允许在高压下的燃料的流体连接(进而燃料通过喷嘴输出)。
图2示出用于制造根据本发明的喷嘴1的第一步骤。在此现在在喷嘴坯件中或在其盲孔和/或座面还未制造的喷嘴中通过激光钻孔制造至少一个喷射孔2。通过激光4产生的孔具有钻孔壁21和钻孔底部22。钻孔底部22在此是待由激光束41去除的区域。
图3示出如下制造步骤,其跟随至少一个喷射孔2的产生。在此借助于钻头5产生喷嘴1的盲孔3。虚线示出在前一步骤中借助于激光4刻入的钻孔,所述钻孔在朝向钻孔底部22伸展的部段中通过产生盲孔被部分移除。
不必采取任何措施,以便对盲孔3的与激光相对置的侧31进行保护以免激光4的不期望的作用,因为在将喷射孔2激光钻孔之后才钻出盲孔3。
Claims (10)
1.一种用于制造喷嘴(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射孔(2),
制造沿着所述喷嘴的纵向伸展使所述喷嘴(1)空心化的孔(3),
其特征在于,
在产生所述喷射孔(2)之后制造使喷射器(1)空心化的孔(3)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中使所述喷嘴(1)空心化的孔(3)包括或是所述喷嘴(1)的盲孔。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中使所述喷嘴(1)空心化的孔(3)设计用于,容纳喷嘴阀针和/或喷嘴阀针尖部。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中借助于钻孔或常规的钻孔产生使所述喷嘴(1)空心化的孔(3)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中借助于激光钻孔产生的喷射孔(2)包括钻孔壁(21)和钻孔底部(22),并且通过制造使所述喷嘴(1)空心化的孔(3)将所述喷射孔(2)的钻孔底部(22)移除。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述喷嘴(1)是用于喷射燃料,尤其是用于喷射柴油的喷嘴(1)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中在制造使所述喷嘴(1)空心化的孔(3)之前,借助于激光钻孔产生多个喷射孔(2)。
8.根据权利要求7所述的方法,其中通过制造使所述喷嘴(1)空心化的孔(3)将相应的喷射孔(2)的多个钻孔底部(22)移除。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述喷射孔(2)的钻孔轴线与所述喷嘴(1)的纵向伸展部的法向平面围成角度,所述角度不超过65°,优选不超过35°,最优选不超过20°。
10.一种用于喷射燃料的喷嘴(1),所述喷嘴根据上述权利要求中任一项制造。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210115 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |