CN114402134B - 燃料喷射器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料喷射器(10)，其具有：喷嘴体(12)，在该喷嘴体中构造有盲孔(19)，至少一个喷射开口(14)从该盲孔出发；喷嘴针(25；25a至25c)，该喷嘴针沿着纵轴线(18)能往复运动地布置，其中，所述喷嘴针(25；25a至25c)具有阀座面(29)，该阀座面在所述喷嘴针(25；25a至25c)的下降位态中与所述喷嘴体(12)中的座面(21)构成密封座(26)；以及所述喷嘴针(25；25a至25c)中的至少一个孔(34；34a至34c)，其中，在构成密封座(26)的情况下，所述至少一个孔(34；34a至34c)的孔入口(36)至少局部地布置在所述座面(21)的区域中，并且所述至少一个孔(34；34a至34c)的孔出口(40)在所述纵轴线(18)的方向上布置在所述喷嘴针(25；25a至25c)的阀座面(29)下方。

Description

燃料喷射器
技术领域
本发明涉及一种燃料喷射器，该燃料喷射器例如尤其作为共轨喷射系统的组成部分所使用，用于将燃料喷射到自燃式内燃机的燃烧室中。
背景技术
由本申请人的DE 102 42 685 A1的图2已知一种具有权利要求1前序部分特征的燃料喷射器。该已知的燃料喷射器的特征在于喷嘴针，其针尖在喷嘴体的盲孔基部的方向上具有两个锥形的区段，这些区段具有不同大小的锥角。在针尖的阀座面的区域中构造有径向围绕喷嘴针的纵轴线环绕的环形槽，该阀座面在喷嘴针的下降状态中与喷嘴体中的锥形地构造的面构成密封座。在环形槽的区域内存在孔的孔入口，该孔或者在针尖的面向盲孔基部的端侧的区域内或者在针尖的端侧的区域侧向附近具有孔出口。在该已知的燃料喷射器中设置的孔的目的在于，在燃料喷射器的整个使用寿命期间实现喷嘴针的尽可能恒定的打开动态性。
发明内容
根据本发明的具有权利要求1的特征的燃料喷射器具有以下优点：其除了尤其是在小的行程时或者在喷嘴针打开和关闭期间简化喷嘴针的制造以外，还在燃料形成气泡时减小了气穴倾向，使得由此在盲孔的区域中在密封座下方的区域中不会产生气穴损坏，并且尤其是也不会在喷射开口的区域中产生气穴损坏。此外，所述燃料喷射器具有以下优点：抵抗在打开时喷嘴针的中心轴线偏离。
本发明的构思在于，所描述的优点可以通过以下方式来实现：或者降低在打开喷嘴针时的流动速度，并且因此减小形成涡流的倾向以及由此产生的气蚀现象，和/或在喷嘴针的较小的行程中更好地导引燃料的流动，和/或使燃料经受不太剧烈的转向，和/或实现燃料的改变的流动路径。
在此背景下，本发明的根据权利要求1的教导提出，喷嘴针从阀座面的区域直至面向盲孔的端侧具有以恒定的角度锥形或截锥形构造的针尖，孔入口通到阀座面的区域中，并且盲孔在密封座的区域中具有带有相对于喷嘴体的纵轴线的第一角度的第一区段，第二区段以第二角度在盲孔基部的方向上衔接于该第一区段，其中，第二角度关于纵轴线小于第一角度。
因此，与上述现有技术相比，喷嘴针的这种构型省去了径向围绕喷嘴针的纵轴线环绕的纵向槽和在喷嘴针的针尖的区域中的不同大小的角度，这使得其制造相对简单。
根据本发明的燃料喷射器的有利的改进方案在从属权利要求中列出。
在喷嘴针中的至少一个孔的第一结构性构造或布置中设置，所述至少一个孔构造为直线构造的孔并且以喷嘴针相对于纵轴线的倾斜角度来布置。这种布置通过以下方式优化了燃料通过孔的流动引导：仅实现了燃料流动路径的较小偏转。此外，这种孔在制造技术上也可以相对简单地制造。
在喷嘴针中的孔的最后所进行的构型或布置中完全特别优选的是，所述至少一个孔的倾斜角度匹配于或相应于喷嘴体中的至少一个喷射开口的倾斜角度。由此，流体在从孔中流出时在所述至少一个喷射开口的方向上不转向或仅较少地转向，这导致流动引导的优化并且因此导致涡流形成的减少。
为此，尤其有利的是，在喷嘴针的下降位态中，所述至少一个孔的孔出口布置在喷射开口的高度上或者布置在喷射开口与盲孔基部之间。由此，在喷嘴针打开时，沿喷嘴针的纵轴线的方向观察，使所述至少一个孔的孔出口与所述至少一个喷射开口之间的高度偏差最小化。
所述至少一个孔的孔出口与喷嘴体中的至少一个喷射开口对准的另一个优化方案设置，喷嘴针关于喷嘴体的纵轴线抗扭转地布置，并且所述至少一个孔的孔出口与喷嘴体中的至少一个喷射开口的入口区域对准。换句话说，这意味着，喷嘴针中的孔的孔出口与所述至少一个喷射开口的流入区域关于围绕纵轴线的角度位态对齐，从而能够实现燃料几乎直接从喷嘴针的区域溢流到喷射开口的区域中。
在所述至少一个孔的一种替代布置中可以设置，所述至少一个孔的孔出口通到针尖的面向盲孔基部的端侧的区域中。所述至少一个孔的这种构型或布置必要时从制造技术的角度来看还可以比上面所做出的建议更简单地实现，在所述建议中，孔出口位于针尖的侧面上。
尤其是当在喷嘴针中设置多个孔时，能够有利的是，这些孔不与喷嘴针的纵轴线相交。由此能够实现燃料在各个孔中独立的流动引导。
所述孔的另一有利的构型(其中，其孔出口位于针尖的面向盲孔基部的端侧的区域中)设置，所述至少一个孔具有多个孔区段，其中，第一孔区段与喷嘴针的纵轴线同心地延伸，该第一孔区段面向针尖的端侧。
在第一构型中，这种孔区段可以在针尖背离端侧的一侧上通到垂直于纵轴线延伸的、横穿喷嘴针的、作为第二孔区段的横向孔中。第二孔区段的这种布置或构造在制造技术上可以相对简单地实现。然而，为了优化流动引导替代地设置，第一孔区段在背离针尖的端侧的一侧上与至少一个以相对于纵轴线的倾斜角度布置的孔连接，该孔通到阀密封面中。
为了能够在喷嘴针的打开行程较小时从下方或从盲孔基部的侧面流向喷嘴针而设置，在喷嘴针部分打开时，其中，喷嘴针与喷嘴体之间的环形通流横截面与喷射开口的横截面的总面积的比例小于1.5倍，针尖的端侧布置在喷射开口的上喷射开口棱边的面向盲孔基部的一侧上。
最后，与喷嘴针中的至少一个孔的具体布置或构造无关地，本发明的另一构型提出，在构造密封座的情况下，所述至少一个孔的孔入口布置在以不同角度布置的座面与喷嘴体的在盲孔基部的方向上衔接于该座面的区段之间的过渡区域中。
最后，另一种在结构上优选的实施方式提出，喷嘴针中的至少一个孔的直径小于或等于所述至少一个喷射开口的直径。
本发明的其它优点、特征和细节由下面的优选实施例的描述以及根据附图得出。
附图说明
图1至图4分别以纵截面示出了具有喷嘴针中的孔的不同实施方式的燃料喷射器的轴向端部区段，和
图5示出了根据图3的燃料喷射器在其喷嘴针处于部分地抬起的位态中。
相同的元件或具有相同功能的元件在附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出了燃料喷射器10的面向自燃式内燃机的未示出的燃烧室的轴向端部区域。燃料喷射器10具有喷嘴体12，在该喷嘴体的壁中构造有至少一个、优选多个喷射开口14。通过所述至少一个喷射开口14可以将处于高压下的燃料从喷嘴体12的高压室16喷射到内燃机的燃烧室中。喷射开口14以相对于喷嘴体12的纵轴线18倾斜的角度α延伸。此外，喷嘴体12为了构成高压室16具有凹部20，该凹部在面向喷射开口14的一侧上具有以关于纵轴线18构造的第一角度β1锥形地构造的座面，该座面朝着凹部20的盲孔19的盲孔基部23的方向过渡到具有第二角度β2的锥形区段22中。在此，第二角度β2小于第一角度β1。此外，喷射开口14示例性地从所述区段的区域出发。
喷嘴体12与喷嘴针25共同作用，该喷嘴针布置成可在纵轴线18的方向上往复运动并且与纵轴线18同心。借助于未示出的促动器、例如电磁促动器以本身已知的方式和方法运动的喷嘴针25在附图中示出在下降的、在座面21的区域中与喷嘴体12构成密封座26的位态中。在该位态中，至少间接地关闭所述至少一个喷射开口14，从而没有燃料从高压室16的区域到达喷射开口14的区域中。
喷嘴针25具有针尖28，该针尖具有相对于纵轴线18以角度γ/2锥形或截锥形地或在纵截面中圆锥形地构造的阀座面29，该角度匹配于喷嘴体12的座面21的角度β1或相应于该角度。针尖28在面向盲孔基部23的一侧具有平坦的端侧30。
在针尖28的区域中，在喷嘴针25中构造有至少一个直线的孔34，所述孔关于纵轴线18以倾斜的角度Δ布置，其中，该角度Δ优选匹配于喷射开口14的角度α或相应于该角度。所述至少一个孔34的直径至多与喷射开口14的直径一样大。
孔34具有孔入口36，在喷嘴针25下降的情况下，该孔入口36布置在座面21与喷嘴体12的区段22之间的过渡区域中。此外，孔入口36从锥形的阀座面29出发。优选地，孔34的纵轴线38与座面21和区段22之间的过渡部相交。孔34的孔出口40在所示的实施例中大致在喷射开口14的高度上通到喷嘴体12的面向盲孔19的一侧上。
此外可以设置，喷嘴针25关于纵轴线18抗扭转地布置，其中，然后孔34的孔出口40与喷射开口14在喷嘴体12的区域中的通入部在围绕纵轴线18的角度位置方面对准。
在图2中示出了喷嘴针25a，其中，直线的孔34a以其孔出口40通到喷嘴针25a的端侧30的区域中。在喷嘴针25a下降的情况下，孔入口36关于喷嘴体12相应于喷嘴针25地布置。
图3示出了喷嘴针25b，其中，孔34b具有第一孔区段41，该第一孔区段与纵轴线18同心地延伸并且通到针尖28的端侧30的区域中。在第一孔区段41的背离端侧30的一侧上，该第一孔区段通到(至少)两个分别以相对于纵轴线18倾斜的角度布置的孔42、43中，所述孔构成第二孔区段45。在喷嘴针25b下降的情况下，孔入口36关于喷嘴体12相应于喷嘴针25和25a地布置。
在图4中示出了喷嘴针25c，其与喷嘴针25b的区别在于，孔34c同样具有第一孔区段41，然而该第一孔区段通到横穿针尖28的、垂直于纵轴线18布置的、作为第二孔区段45的横向孔48中。在这里，在喷嘴针25c下降的情况下，孔入口36也关于喷嘴体12相应于喷嘴针25、25a和25b地布置。
最后，在图5中示出了在从密封座26上升起、然而未完全抬起喷嘴针25b时的根据图3的燃料喷射器。在喷嘴针25b的该位置中，在喷嘴针25b和喷嘴体12之间的环形流入间隙50的区域中的座面ASi与(多个)喷射开口14的总横截面面积ASitz之间的面积比例小于1.5，即，ASitz<1.5×ASi。在此，喷嘴针25b的端侧30位于所述至少一个喷射开口14的上流入棱边51的面向盲孔基部23的一侧上。
至此所描述的燃料喷射器10可以以多种方式和方法来变换或修改，而不偏离本发明构思。例如，凹部20在盲孔19的区域中的几何形状可以不同地构造。孔入口36也可以布置在座面21到区段22中的过渡部的紧下方或上方。

Claims (13)

1.一种燃料喷射器(10)，其具有：喷嘴体(12)，在该喷嘴体中构造有盲孔(19)，至少一个喷射开口(14)从该盲孔出发；喷嘴针(25；25a至25c)，该喷嘴针沿着纵轴线(18)能往复运动地布置，其中，所述喷嘴针(25；25a至25c)具有阀座面(29)，该阀座面在所述喷嘴针(25；25a至25c)的下降位态中与所述喷嘴体(12)中的座面(21)构成密封座(26)；以及所述喷嘴针(25；25a至25c)中的至少一个孔(34；34a至34c)，其中，在构成密封座(26)的情况下，所述至少一个孔(34；34a至34c)的孔入口(36)至少局部地布置在所述座面(21)的区域中，并且所述至少一个孔(34；34a至34c)的孔出口(40)在所述纵轴线(18)的方向上布置在所述喷嘴针(25；25a至25c)的阀座面(29)下方，
其特征在于，
所述喷嘴针(25；25a至25c)从所述阀座面(29)的区域直至面向所述盲孔(19)的端侧(30)具有以恒定的角度(γ)锥形或截锥形构造的针尖(28)，所述孔入口(36)通到所述阀座面(29)的区域中，并且所述盲孔(19)在所述密封座(26)的区域中具有相对于所述纵轴线(18)的第一角度(β1)，区段(22)以第二角度(β2)在盲孔基部(23)的方向上衔接于所述密封座的区域，其中，所述第二角度(β2)关于所述纵轴线(18)小于所述第一角度(β1)。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，
所述至少一个孔(34)构造为直线地构造的孔(34；34a)并且相对于所述纵轴线(18)以倾斜角度(γ)布置。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射器，其特征在于，
所述至少一个孔(34)的倾斜角度(γ)相应于所述喷嘴体(12)中的至少一个喷射开口(14)的倾斜角度(α)。
4.根据权利要求2或3所述的燃料喷射器，其特征在于，
所述至少一个孔(34)的孔出口(40)在所述喷嘴针(25)的下降位态中布置在所述喷射开口(14)的高度上或者布置在所述喷射开口(14)与所述盲孔基部(23)之间。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的燃料喷射器，其特征在于，
所述喷嘴针(25)关于所述纵轴线(18)的方向抗扭转地布置，并且在所述喷嘴针(25)下降的情况下，所述至少一个孔(34)的孔出口(40)在所述喷嘴体(12)中的至少一个喷射开口(14)的高度上位于面向所述盲孔(19)的一侧上。
6.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器，其特征在于，
所述至少一个孔(34a；34b；34c)的孔出口(40)通到所述针尖(28)的面向所述盲孔基部(23)的端侧(30)的区域中。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的燃料喷射器，其特征在于，
所述至少一个孔(34)不与所述纵轴线(18)相交。
8.根据权利要求6所述的燃料喷射器，其特征在于，
所述至少一个孔(34b；34c)具有多个孔区段(41；45)，其中，第一孔区段(41)与所述纵轴线(18)同心地延伸，所述第一孔区段面向所述针尖(28)的端侧(30)。
9.根据权利要求8所述的燃料喷射器，其特征在于，
所述第一孔区段(41)在所述针尖(28)的背离所述端侧(30)的一侧上通到垂直于所述纵轴线(18)延伸的、横穿所述喷嘴针(25c)的、作为第二孔区段(45)的横向孔(48)中。
10.根据权利要求8所述的燃料喷射器，其特征在于，
所述第一孔区段(41)在背离所述针尖(28)的端侧(30)的一侧上与相对于所述纵轴线(18)以倾斜的角度布置的、作为第二孔区段(45)的至少一个孔(42、43)连接。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的燃料喷射器，其特征在于，
在喷嘴针(25b；25c)部分打开的情况下，其中，比例ASitz<1.5×ASi，所述针尖(28)的端侧(30)布置在所述喷射开口(14)的上进入棱边(51)的面向所述盲孔基部(23)的一侧上，其中，ASitz是所述喷嘴针与所述喷嘴体之间的环形的通流横截面，并且ASi是一个喷射开口(14)或多个喷射开口(14)的横截面的总面积。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的燃料喷射器，其特征在于，
在构造密封座(26)的情况下，所述至少一个孔(34；34a至34c)的孔入口(36)布置在所述座面(21)与所述喷嘴体(12)的区段(22)之间的过渡区域中。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的燃料喷射器，其特征在于，
所述喷嘴针(25；25a至25c)中的至少一个孔(34；34a至34c)的直径小于或等于所述至少一个喷射开口(14)的直径。
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