CN1136134A - 用于内燃机的燃油喷射阀 - Google Patents

Abstract

一种燃油喷射阀，该阀具有一个偏折表面，其偏折表面上具有至少一个凹坑，借助于该凹坑可产生精确定位的单股、双股或多股燃油喷束，并根据上述至少一个凹坑的形状，可得到不同的燃油喷束形状。该燃油喷射阀特别适用于混合气压缩后强制点火型的内燃机。

Description

用于内燃机的燃油喷射阀

本发明涉及一种用于内燃机的燃油喷射阀。

在德国专利申请3,716,402中描述了一种燃油喷射阀，该阀具有一个位于燃油定量点下游处的多孔板，借助该多孔板可以形成一束或多束绳形的油束，该油束在燃油喷射阀的偏折套筒内流动，且基本上与燃油喷射阀的纵向轴线相平行，并且大致在该偏折套筒的端部冲击一个内环。所述的内环由多个内表面构成，所述的内表面倾斜于阀的纵向轴线，并且冲击内表面的绳形喷射在内表面之处进行反射，随后这些油束从偏折套筒的喷口中喷出，其喷出的油束与阀的纵向轴线呈一定的角度。

然而，这种内环要有很高的制造精度，并且它在偏折套筒上的安装位置要有很高的转动精度。因为即使是很小的误差也会构成油束的形状和油束的对中性的很大变化。大批量生产燃油喷射阀时，检测成本极其昂贵，并且如果在要求的情况下，需要对偏折套筒内的内环进行调整，这样会大大增加生产成本。

本发明旨在提供一种燃油喷射阀，这种燃油喷射阀可以有效地生产出来，用于产生一个或多个进行精确定位的燃油喷射束，并且本发明还可以以简单的方式使燃油喷射形状能够在较大的范围内变化。具体来说即可以在不大量增加成本批量生产燃油喷射阀时，可以保证燃油喷射的对中性和形状的很好的一致性。所述的燃油喷射束可以是很细的、很大的或是锥形的喷束。

图1是本发明的燃油喷射阀的剖视图；

图2是本发明偏折板的第一实施例的平面图；

图3是沿图2中III-III线所示剖面的侧视图；

图4是沿图3中IV-IV线的剖视图；

图5是本发明偏折板的第二实施例的平面图；

图6是沿图5中的VI-VI线所示剖面的侧视图；

图7是本发明偏折板的第三实施例的平面图；

图8是本发明偏折板的第四实施例的平面图；

图9是沿图8中的IX-IX线所示剖面的侧视图；

图10是本发明偏折板的第五实施例的平面图；

图11是本发明偏折板的第六实施例的平面图；

图12是本发明偏折板的第七实施例的平面图；

图13是沿图12中的XIII-XIII线所示剖面的侧视图；

图14是本发明偏折板的第八实施例的平面图；

图15是沿图14中的XV-XV线所示剖面的侧视图。

图1部分表示了燃油喷射阀3的剖视图，该燃油喷射阀特别适用于混合-压缩点火式的内燃机。燃油喷射阀3可以通过插入等方式安装在内燃机的进气管5上。进气管5限定流道6的横截面，内燃机吸入的气流在该流道中流动。所吸入气流的流动方向由图1中的箭头17表示。燃油喷射阀3具有一个阀体7，该阀体可以由用电磁等操纵，在阀体的喷射端4燃油从偏折套筒18的喷口19喷入到流道6的横截面中。偏折套筒18是长形的，它安装在燃油喷射阀3的阀体7上，其安装方式可以是插入等式的，并且该偏折套筒可以由塑料等材料制造。

燃油以一束、二束或多束的形式离开燃油喷射阀3。经过一小段喷射距离以后，燃油束14便被雾化成很小的燃油颗粒，并与正在进气管5中流动的空气混合，从而形成尽可能均匀的燃油空气混合汽，这些燃油空气混合汽随后便在位于进气阀(图中未示)下游的内燃机燃烧空间中燃烧。

根据本发明，油束14可以具有不同的形状，例如可以是窄的、宽的或锥形的。油束14通常指向内燃机的进气阀(图中未示)。燃油最好被喷在由进气管5所限定的流道截面的中央。将燃油喷射到流道截面6的中央可以防止形成影响燃烧的壁面油膜，这些油膜特别容易在进气管5和进气阀的壁面是形成。

燃油在喷射阀3的内部以已知的方式定量，如通过一个关闭阀元件或一个关闭阀针阀和一个阀座来完成。在实施例中，关闭阀元件是一个关闭阀球，在该阀的关闭位置，阀球落座在一个锥形的阀座9上，以便切断流向定时喷孔12的燃油，该定量喷孔12位于阀座9的下游。在操作位置，关闭阀球8被从阀座9上抬起，这样燃油可以从定量孔12中流出。定量孔12可以在多孔喷射盘13等上形成。燃油呈绳状喷束15集中从定量孔12中流出，所述的绳状喷束15在偏折套筒18的内部延伸，其方向是沿关着燃油喷射阀3的纵轴16等的方向。定量孔12与阀的纵轴16同轴。当然，开设在多孔喷射盘13上的定量孔12也可以是多八。

在靠近偏折套筒18的端部处，绳形喷束15冲击偏折表面21，所述偏折表面由一个薄的矩形偏折板22的表面构成。偏折板22可以由金属压制等制成，且将金属表面所在的短边侧面插入并固定在一个固定端33上，该固定端33是设置在槽23中的，该槽可设置在偏折套筒18的内壁24等上，并位于喷口19的另一端。在偏折板22安装完毕以后，其偏折表面21正对阀座9，对着槽23的一侧与阀的纵轴16形成角度为α的夹角，该角度介于0-90度之间。偏折板22的倾斜角α最好在30-60度之间。倾斜角α和定量孔12与偏折板22之间的距离是这样选定的：它至少可以产生一个油束14，它例如从位于流动的横剖面中间部位的偏折套筒18出现且喷束指向内燃机的一个或多个进气阀。

绳状喷束15冲击偏折板22的自由端32(如图1中的点划线II所示)，并且其离开偏折板22时，基本与偏折板22的偏折表面22平行，这样可以极大地避免了绳状喷束15在偏折板22上的反射。至少一个油束14离开偏折板22的方向可以在很大的范围内变化，这一变化过程可以这样实现：设置偏折板22或改变倾斜角α，从而增加了燃油喷射阀3在进气管5中的安装位置和角度变化的范围。如图1所示，燃油喷射阀3可以与流向17呈直角地安装在进气管中。

所述的至少一个油束4从喷口19离开燃油喷射阀3，它与偏折板22的倾斜角基本为α。这样油束倾斜于阀纵轴16和进气管5内的流向，从而便于其指向内燃机的进气阀。但是，燃油喷射阀3也可以与进气管5中的流向相倾斜，这样要求偏折板22的倾斜角α较小，以便至少一个油束4朝向进气阀。燃油喷射阀3的倾斜设置还进一步导致了至少一个喷束4和进气阀之间的距离变短，以避免燃油在冷的壁面上，特别是在进气管5和进气阀壁面上的冷凝。

冲击偏折表面21的绳状喷束15基本平行地离开偏折板22的偏折表面21，其方向为将偏折板21对称分开的平面纵轴25的方向。为了完成这一过程而又不使绳状喷束产生反射，本发明在偏折板21的绳状喷束15冲击区上设有凹坑26、27(如图2-4所示)，这些凹坑陷入偏折板22的表面21中。凹坑26和27的形状会对至少一个油束14离开偏折板22时的形状产生影响，例如按照选定的不同凹坑26和27，油束14可以是单束、两束或是多束的。因此便有可能形成一股或多股油束14，这些油束的喷射形式可以是窄的、宽的或锥形的，在喷出一段距离后，燃油可以分成细小的燃油颗粒。

图1表示了本发明的偏折板22的第一实施例，图2只部分地表示出了该偏折板。一方面，凹坑26、27将入射的单股绳状喷束15大致偏折到平面纵向轴线25的方向上；另一方面，凹坑将该喷束15分成两股独立的喷束14。凹坑26(以下具体来指为接收凹坑)是一个陷入偏折表面21中的凹陷，该凹坑可具有一个大致为半圆形的截面41，该截面对称于平面纵轴25。平面纵轴25与燃油喷射阀3的阀纵轴16的倾斜角为α。接收凹坑26与另外两个凹坑27相连接(这两个凹坑后称为出流凹坑27)。出流凹坑是一个陷入偏折表面21的通道，该通道从接收凹坑伸向偏折板的自由端32并相隔开地延伸。自由板端32有一个端点40，例如该端点可以由两个锥形板的侧面34形成，并可位于该板的纵轴25上。

应当注意到，本发明偏折板的端部并不仅限于尖形的，相反，该板的端部可以采用各种形状，以使燃油喷束根据板端不同的设计得到多种形状。带有尖头32的板特别适用于两股燃油束的情况。当然，偏折板的自由端32也可以为钝头形的(如直角等)，且其垂直于阀轴线16，以便形成一个单股的燃油喷束。

如图3(沿图2III-III线的剖视图)所示，从燃油喷射阀5的定量孔12中喷出的绳状油束15首先冲击偏折板18上的接收凹坑26，并聚积在该凹坑26中，然后朝自由端32的方向在出流凹坑27中流动，最后在板端32处经板的侧面34流出。在绳状油束15冲击接收凹坑26时，为尽量避免绳状喷束15的反射，接收凹坑26具有一个倾斜的底部36，该底部大致与冲击接收凹坑26的绳状喷束15方向倾斜。

在沿着板自由端32方向的下游处，在自由板端32方向，接收凹坑26的底部36与出流凹坑27的底部29相连接，使之到板端32处具有一定的深度，以便集中在接收凹坑26中燃油经出流凹坑27流出时受到的阻力最小。燃油流从出流凹坑27经板自由端32流出，其形成至少一股油束14的方向由出流凹坑27的方向确定，这样借助于2个出流凹坑27就可以形成两股喷束14。利用接收凹坑26的形状，可以补偿绳状喷束15冲击时所存在的差异，从而使至少一股燃油喷束14的对中性和形状具有良好的一致性。上述的差异可能是由于量孔12的制造公差而使量孔12和接收凹坑26之间存在偏心而造成的。

图4是沿图2中的IV-IV线所示的剖面图。如图所示，出流凹坑27具有底部29，该底部带有三角形截面。但该底部的截面也可以是半圆形或U形。借助于出流凹坑27的底部29的形状，在该板端32的方向上的出流凹坑的伸展程度和自由板端32的设计，可以产生具有不同喷射形状的至少一股喷束，该油束的形状可以是窄的、宽的或是锥形的。

图5表示了本发明偏折板22第二实施例的平面图。在该图中与本发明第一实施例具有相同功能的零件用与图1至4相同的标号表示。与第一实施例相同，冲击到偏折板22上的绳状喷束15被分成两股喷束14。与第一实施例不同的是，其偏折板22上设有接收凹坑26，而只有2个出流凹坑27。该出流凹坑与开在绳状喷束15的冲击区内的另一凹坑相通，并朝板的自由端32的方向分开，形成一个三角形的侧边。

图6为沿图5中VI-VI线所示的侧视图。倾斜于绳状喷束15冲击区域中的冲击的绳状喷束15，它可使绳状喷束在尽可能不受阻碍的情况下转移到出流凹坑27内，从而极大地避免了绳状喷束15的反射。如图6中的虚线所示，在绳状喷束15的冲击区内，底部29可以是如半球壳状。

图7是本发明偏折板22第三实施例的平面图。在该图中与前述实施例具有相同功能的零件用与图1至6相同的标号表示。如图7所示，接收凹坑26具有一个圆形的横截面41，在该部分中也具有2个出流开孔27，这两个开孔在朝向板自由端32的方向上分开。

图8是本发明偏折板22第四实施例的平面图。在该图中与前述实施例具有相同功能的零件用与图1至7相同的标号表示。如图8所示，接收凹坑26具有一个三角形的冲击部分41，在该部分中也具有2个出流凹坑27，如图8中的虚线所示，这两个开孔在朝向板自由端32的方向上分开，以便产生两股燃油喷束14。三角形冲击横截面41朝向板的自由端32收拢。为了使燃油喷束14离开偏折板22时为单股喷束，可以不设出流凹坑27或代之以一定深度的棱形阶38。冲击接收凹坑26的绳状喷束15中的燃油，在此经接收凹坑26被分开，沿棱形阶38流向板端32，随后燃油经板端32上的部分尖表端40流出。

图9是沿图8中IX-IX线的侧视图。接收凹坑26具有一个倾斜的底部36，该底部沿绳状喷束15冲击的方向，便极大地避免绳状喷束15的反射，且使喷束在棱形阶38的方向转移。

图10是本发明偏折板22第五实施例的平面图。在该图中与前述实施例具有相同功能的零件用与图1至9相同的标号表示。如图10所示，带图8所示的棱形阶38的接收凹坑26还可以有一个向外延伸的套筒，以便形成单股的燃油喷束14。在此，燃油经棱形阶38的尖头40流出。但端部40也可以是钝头形的，例如的侧面34可与板纵轴25呈直角。

图11是本发明偏折板22第六实施例的平面图。在该图中与前述实施例具有相同功能的零件用与图1至10相同的标号表示。如图11所示，带有板的侧面34的自由端32也可以是凹凸形的，如在与板纵轴25相对称的左右两侧各有尖端40，则板的自由端32为W形。接收凹坑26具有一个圆形的冲击横截面41，且由此过渡到棱形阶38中，以便如本发明第四实施例那样，产生一个单股的燃油喷束14。

图12是本发明偏折板22第七实施例的平面图。在该图中与前述实施例具有相同功能的零件用与图1至11同的标号表示。如图12所示，其中可以完全不用出流凹坑27，而只设有一个接收凹坑26。图13是沿图12中XIII-XIII线的剖视图，其中的接收凹坑26可具有一个与半球壳外壳相对应的内表面，以便当绳状喷束15冲击到该接收凹坑26上时可以产生一个单独的燃油喷束14。如图12和13中的虚线所示，接收凹坑26可以由2个独立的圆形的部分沟槽44和45构成，它们相交于板纵轴25上，且其冲击横截面41为横放的8字形，以便产生2股燃油喷束14。

图14是本发明偏折板22第八实施例的平面图。在该图中与前述实施例具有相同功能的零件用与图1至13相同的标号表示。在该图中，根据图7所示第三实施例所示，例如接收凹坑26可以带有一个圆形的冲击横截面41，并且用一个棱形阶38来代替通道形出流凹坑27，该棱形阶可以等深度地从接收凹坑26延伸到板端32。图15是沿图14中XV-XV线的剖视图，棱形阶38可具有一个弧形的底部50，该底部在朝向板的侧面34处加深，以便借助于接收凹坑26和棱形阶36，产生两股燃油喷束14。

Claims (7)

1、一种用于内燃机的燃油喷射阀，该阀具有一个纵轴和至少一个计量孔，燃油以绳状由此喷出，所述的阀包括：

一个设置在阀内部的偏折表面，该偏折表面具有至少一个接收凹坑和出流凹坑，以使油束偏折和成型，该偏折表面的设置应使燃油冲击偏折表面并以与阀纵轴相倾斜的方向从阀中喷出。

2、如权利要求1所述的燃油喷射阀，其中偏折表面是由偏折板的顶面构成。

3、如权利要求2所述的燃油喷射阀，其中偏折板有一个尖端，燃油经该尖端流出偏折板。

4、如权利要求2所述的燃油喷射阀，其中接收凹坑以沟槽形陷入偏折板的偏折表面中。

5、如权利要求2所述的燃油喷射阀，其中出流凹坑以通道形陷入偏折板的偏折表面中，且其延伸到盘的自由端部。

6、如权利要求4所述的燃油喷射阀，其中接收凹坑与两个以通道形陷入偏折板的偏折表面中的出流凹坑相连，该出流凹坑延伸到板的自由端。

7、如权利要求4所述的燃油喷射阀，其中接收凹坑具有一个倾斜的底部。

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