CN116457566A - 用于配量地输出燃料的燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于配量地输出燃料的燃料喷射器，具有壳体(1)，所述壳体包括保持体(2)和喷嘴体(3)，其中，在所述喷嘴体(3)中形成能够充注以处于高压下的燃料的压力室(4)，在所述压力室中布置有可运动的阀元件(7)，用于打开和关闭构造在所述喷嘴体(3)中的喷射开口(9)。所述喷嘴体(3)具有柱形的杆区段(18)，在该杆区段的端部上构造有喷射开口(9)。具有夹紧螺母(4)，所述夹紧螺母以向内伸出的凸肩(15)勾住所述喷嘴体(3)上的夹紧肩部(17)，并且拧入到所述保持体(2)上的螺纹中，使得所述喷嘴体(3)抵着所述保持体(2)被夹紧。导热套筒(20)包围所述杆区段(18)，所述导热套筒接合到所述夹紧螺母(4)上的凸肩(15)的内侧(16)上的侧凹部(22；122；222；322)中，并且与所述夹紧螺母(4)形成热接触。

Description

用于配量地输出燃料的燃料喷射器

技术领域

本发明涉及一种燃料喷射器，如该燃料喷射器用于配量地输出燃料，尤其直接输出到内燃机的燃烧室中。

背景技术

用于配量地输出处于高压下的液态燃料的燃料喷射器由现有技术已知。经压缩的燃料被供应给燃料喷射器，并且被该燃料喷射器经由具有小直径的喷射开口直接配量到内燃机的燃烧室中。配量借助阀元件、尤其喷嘴针实现，该喷嘴针可纵向移动地布置在燃料喷射器内。喷嘴针周期性地释放喷射开口或封闭该喷射开口，使得燃料可以在所需的时间点和在短时间内被配量到燃烧室中。由于燃料的高压，该燃料在从喷射开口喷出时雾化，并且因此产生细小的燃料雾，该燃料雾与燃烧室中的空气氧气一起形成可点燃的混合物。

在此，燃料喷射器经受各种热负载。一方面，通过燃料在燃烧室中的燃烧产生高温，该高温导致大量的热输入到燃料喷射器中。此外，燃料在压缩时被加热，使得也通过流向燃料喷射器的燃料持续地输送热量。因为常用的燃料喷射器借助喷嘴针工作，该喷嘴针在燃料喷射器内以狭窄的间隙被引导，所以通过热输入可能损害狭窄的导向间隙，这导致喷嘴针上的磨损增加。此外，可能出现燃料喷射器的热过载和从而出现材料膨胀，这限制了燃料喷射器的使用寿命。

发明内容

本发明的优点：

与此相对地，根据本发明的燃料喷射器具有以下优点：热负载尤其在喷嘴体区域，即最靠近燃烧室的区域中被限制，由此延长了使用寿命，并且在燃料喷射器的使用寿命期间保持配量精度。为此，燃料喷射器具有壳体，该壳体包括保持体和喷嘴体。在喷嘴体中形成可充注以处于高压下的燃料的压力室，在该压力室中布置有可运动的阀元件，用于打开和关闭构造在喷嘴体中的喷射开口。喷嘴体具有柱形的杆区段，在该杆区段的端部上构造有喷射开口。此外，燃料喷射器包括夹紧螺母，该夹紧螺母以向内伸出的凸肩勾住喷嘴体上的夹紧肩部，并且拧入到保持体上的螺纹中，使得喷嘴体抵着保持体被夹紧。导热套筒包围杆区段，该导热套筒接合到夹紧螺母的凸肩内侧上的侧凹部中，并且与夹紧螺母形成热接触。

由于燃烧室中的热，喷嘴体承受大的热负载。为了减轻该热负载，导热套筒安装在喷嘴体的杆区段的外侧上，并且将引入到喷嘴体中的热量从该喷嘴体中导出，并且将热量传递到喷嘴夹紧螺母上，从那里热量进一步远离燃烧室地被传导走。由此，喷嘴体的温度可以如此程度地降低，使得功能性在使用寿命上不受损害。

为了使喷嘴夹紧螺母能够导出足够的热量，该喷嘴夹紧螺母必须由良好导热的材料制成。然而，这样的材料例如铜通常机械上不能强烈地负载。因为喷嘴夹紧螺母经受高的机械负载，所以该喷嘴夹紧螺母通常不能由这样的材料制成。然而，根据本发明的导热套筒仅在喷嘴夹紧螺母的内侧上与该喷嘴夹紧螺母热接触，并且不经受大的机械负载。因此，导热套筒可以独立于喷嘴夹紧螺母制造，并且不但用于喷嘴夹紧螺母的材料、而且用于导热套筒的材料可以针对各自的任务优化地选择，即良好导热的材料用于导热套筒，而可高机械负载的材料用于夹紧螺母。从而可以在不损害机械稳定性的情况下优化从喷嘴体的热输出。

该结构还提供以下优点：只要喷嘴夹紧螺母具有用于导热套筒的相应接收部，则导热套筒就可以在不同燃料喷射器中使用，而不需要对此专门的材料匹配或形状匹配。通过喷嘴夹紧螺母或通过单独的密封件，例如密封盘，确保相对于燃烧室的密封。

在第一有利的构型中，在凸肩的内侧上构造有形成侧凹部的斜面。以有利的方式，导热套筒在其布置在喷嘴夹紧螺母内的端部上具有相应的弯折部，使得该弯折部接合到喷嘴夹紧螺母的侧凹部中，使得导热套筒简单地机械固定在该区域中。凸肩的内侧也可以锥形地构造，其中，导热套筒则在其端部上具有相应的锥形区段。

在另一有利的构型中，在夹紧螺母的凸肩的内侧上构造有螺纹，导热套筒以构造在其端部上的相应的外螺纹拧入到该螺纹中。

因此，可以简单地在导热套筒和喷嘴夹紧螺母之间建立机械稳定的连接。

在另一有利的构型中，在凸肩的内侧上构造有表面轮廓结构，导热套筒压紧到该表面轮廓结构中。在拧入喷嘴夹紧螺母之前，将导热套筒定位在喷嘴夹紧螺母的凸肩内，然后通过一次性的压制过程与凸肩的该表面轮廓结构连接，以便在导热套筒和喷嘴夹紧螺母之间建立机械稳定的连接。

在另一有利的构型中，在喷嘴夹紧螺母和喷嘴体的杆区段之间在凸肩的区域中形成缝隙。由于在喷嘴体的压力室中的在燃料喷射器运行时周期性波动的高压，喷嘴体在杆区段的区域中出现几微米的径向膨胀。为了不阻碍该运动和从而引起喷嘴体的机械负载，设置缝隙，然而，该缝隙仅在凸肩的区域中形成。在其它区域，导热套筒至少区段地非常紧密地包围喷嘴体的杆区段，使得确保喷嘴体和导热套筒之间的相应良好的热传递。

在另一有利的构型中，导热套筒由良好导热的金属制成。有利地，所述金属是铜、铝或含有这些金属中的至少一种的合金。因为由这样的金属制成的导热套筒与钢相比相对较软，所以该导热套筒可以良好地贴靠在喷嘴体上并且形成良好的热接触。

附图说明

在附图中示出根据本发明的燃料喷射器的不同实施例。附图示出了：

图1：根据本发明的燃料喷射器在其安装在缸盖中的安装位置中在喷嘴体区域中的纵截面，其中，仅示出了主要区域，

图2：在喷嘴夹紧螺母的凸肩区域中图1的以II标记的局部的放大图，和

图3、4、5和6：在与图2相同的示图中的根据本发明的燃料喷射器的另外的实施例。

具体实施方式

在图1中示出根据本发明的燃料喷射器的纵截面，其中，燃料喷射器在内燃机的缸盖5中的安装位置中示出，内燃机在其它区域中未详细示出。燃料喷射器具有壳体1，该壳体包括保持体2和喷嘴体3，保持体和喷嘴体通过夹紧螺母4液体密封地彼此夹紧。燃料喷射器被接收在缸盖5中的接收孔25中，其中，接收孔25阶梯地构造并且形成环形凸肩14，燃料喷射器1借助夹紧螺母4支承在该环形凸肩上。在喷嘴体3中形成压力室6，该压力室能够通过在附图中未示出的流入孔充注以处于高压下的燃料。针形的阀元件7可纵向移动地布置在压力室6中，该阀元件在其在附图中的下端部处与阀座8共同作用，用于打开和关闭多个喷射开口9，这些喷射开口构造在喷嘴体3的燃烧室侧端部上。阀元件7以其背离阀座8的端部在套筒10中被引导，使得通过保持体2、套筒10和阀元件7限界控制室26，在所述控制室中能够借助在附图中未示出但由现有技术充分已知的控制阀调整变换的燃料压力。

在套筒10和支撑环12之间布置有处于压力预紧下的关闭弹簧11，所述支撑环支撑在阀元件7的凸肩上，通过关闭弹簧的力一方面将阀元件7压抵着阀座8，另一方面将套筒10压抵着保持体2。阀元件7在压力室内的运动通过改变控制室26中的压力实现。如果控制室26中的压力降低，则阀元件7从阀座8运动离开并且释放从压力室6到喷射开口9的燃料流，由此，燃料进入到燃烧室中并且由于高压而细小地被雾化。为了结束喷射，控制室26中的压力又升高，这将阀元件7又压回到贴靠在阀座8上。

夹紧螺母4以向内伸出的凸肩15勾住喷嘴体3，并且以该凸肩15贴靠在喷嘴体3的夹紧肩部17上。在图1的左侧上示出由现有技术已知的该布置方式。图1的右侧，即相对于阀元件7的纵轴线13的右侧，示出根据本发明的导热套筒20，该导热套筒布置在接收孔25的壁和喷嘴体3的杆区段18之间。导热套筒20由良好导热的材料例如铜构成并且仅具有小间隙地围绕喷嘴体3的杆区段18，以便能够实现从喷嘴体3到导热套筒20的良好热传递。导热套筒20伸到在夹紧螺母4的凸肩15和喷嘴体3的杆区段18之间形成的缝隙中。

为了轴向地固定导热套筒20，在凸肩15的内侧16上设置侧凹部，在此呈斜面的形式。导热套筒20在其布置在凸肩15和杆18之间的缝隙内的端部区段上具有弯折部，如在图2中所示的那样，图2是图1的以II标记的局部的放大图。隔热套筒20因此接合到侧凹部22中，并且导热套筒20在纵向方向上固定。导热套筒20的安装可以在拧上夹紧螺母4之前进行，或者可以在燃料喷射器完成装配时进行，其中，导热套筒20在导入到凸肩15与杆18之间的缝隙中之后借助弯折部23向外弹动，并且接合到侧凹部22中。

图3在与图2相同的示图中示出另一实施例。在此，在凸肩15的内侧上形成锥体122，该锥体构成侧凹部22。相应地，导热套筒20具有锥形区段122，该锥形区段接合到该侧凹部22中。

图4在与图2相同的示图中示出另一实施例。在此，侧凹部22由锥形的内螺纹222构成，该内螺纹构造在凸肩15的内侧16上。导热套筒20具有相应的外螺纹19，使得导热套筒20通过接合到内螺纹222中而固定在其位置中。在此，在将夹紧螺母4拧紧在壳体1上之前，强制地需要装配。

在图5中示出另一实施例。在此，与图4非常相似地，在凸肩15的内侧16上构造有内螺纹222'。这能够实现，即使在燃料喷射器完成装配之后，导热套筒20也能拧入并且固定在那里。因此，也能够在完成装配的燃料喷射器上更换导热套筒20。

在图6中示出另一实施例，其中在凸肩15的内侧16上构造有轮廓结构322。导热套筒20以布置在凸肩15和杆18之间的缝隙内的端部区段被压入到轮廓结构322中，这必须在装配喷嘴夹紧螺母4之前进行。由此产生导热套筒20和凸肩15之间的材料锁合连接。夹紧螺母4和导热套筒20之间的该连接通常不再能无损坏地松开。

导热套筒20由良好导热的金属构成。对此尤其适用铜或铝或含有这两种金属中的至少一种的合金。因为喷嘴体通常由具有相对较差的导热性的钢制成，所以热传导基本上通过导热套筒20实现。该导热套筒将热量通过喷嘴夹紧螺母传导到发动机缸体5上或也传导到燃料喷射器的保持体2上。为了确保从杆18到导热套筒20的良好热传递，导热套筒紧密地适配在杆18上。仅在喷嘴夹紧螺母的区域中设置导热套筒20和杆18之间的缝隙21，以便喷嘴体3在其周期性扩张时不因压力室6中变化的高燃料压力而受阻碍，这将导致在喷嘴体3内的附加的机械应力。

Claims (10)

1.一种用于配量地输出燃料的燃料喷射器，具有：

壳体(1)，所述壳体包括保持体(2)和喷嘴体(3)，其中，在所述喷嘴体(3)中形成能充注以处于高压下的燃料的压力室(4)，在所述压力室中布置有可运动的阀元件(7)，用于打开和关闭构造在所述喷嘴体(3)中的喷射开口(9)，其中，所述喷嘴体(3)具有柱形的杆区段(18)，在该杆区段的端部上构造有喷射开口(9)，和

夹紧螺母(4)，所述夹紧螺母以向内伸出的凸肩(15)勾住所述喷嘴体(3)上的夹紧肩部(17)，并且所述夹紧螺母拧入到所述保持体(2)上的螺纹中，使得所述喷嘴体(3)抵着所述保持体(2)被夹紧，

其特征在于，导热套筒(20)包围所述杆区段(18)，所述导热套筒接合到所述夹紧螺母(4)上的凸肩(15)的内侧(16)上的侧凹部(22；122；222；322)中，并且所述导热套筒与所述夹紧螺母(4)形成热接触。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，在所述凸肩(15)的内侧(16)上构造有形成所述侧凹部(122)的斜面。

3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器，其特征在于，所述导热套筒(20)在其布置在所述夹紧螺母(4)的凸肩(15)中的端部上弯折地构造。

4.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述凸肩(15)的内侧(16)锥形地构造。

5.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，在所述凸肩(15)的内侧(16)上构造有螺纹(222；222')，所述导热套筒(20)以构造在其端部上的外螺纹(19)拧入到所述螺纹中。

6.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，在所述凸肩(15)内侧(16)上构造有表面轮廓结构(322)，所述导热套筒(20)压紧到所述表面轮廓结构中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料喷射器，其特征在于，在所述夹紧螺母(4)与所述喷嘴体(3)的杆区段(18)之间在所述凸肩(15)的区域中形成缝隙(21)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃料喷射器，其特征在于，所述导热套筒(20)至少区段地紧密贴靠在所述喷嘴体(3)的杆区段(18)上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的燃料喷射器，其特征在于，所述导热套筒(20)由良好导热的金属制成。

10.根据权利要求9所述的燃料喷射器，其特征在于，所述金属为铜、铝或含有铜和/或铝的合金。