CN1168168A - 内燃机用燃料喷射阀 - Google Patents
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Abstract
内燃机用燃料喷射阀，具有一个阀体(1)，在其燃烧室侧的端部上至少可间接地设置一个阀座(17)和具有一个形成一阀元件的弹性的阀膜片(19)，它的边缘被相对于阀体(1)而固定；而且该膜片将一个用燃料高压可填充的压力腔(11)与一个向内燃机燃烧室喷射的横截面隔开，其中，在预应力下密封地与一个阀座(17)上的阀件密封面(21)告置的阀膜片(19)可在固定阀座(17)上游的压力腔(11)中占据的燃料高压之作下从阀座(17)上离开。为了获知喷射阀的喷射开始和喷射结束，该阀膜片(19)构成一个用于记载阀开启运动的电气传感器的一个运动开关件，为此，该阀膜片(19)与至少一个位置固定的接触靠置面配合作用，该靠置面被施加一个相对于阀膜片(19)为不同的电位。
Description
本发明涉及一个内燃机用燃料喷射阀，其需于权利要求1前序部分的技术领域。
在由德国专利申请文档号P4413217.4公开的燃料喷射阀中，执行开启运动的阀元件通过一个膜片构成，它的外边缘被夹紧。为此该膜片与一个位置固定的锥形阀座配合作用，其中，这个阀座安置在一个轴向上从阀体伸出的轴颈上，其贯穿于膜片一个中央通孔中。同时，该膜片在预应力下以通孔边缘构成的密封面靠置在锥形阀座上并因此限定一个由高压油可填充的压力腔和一个通入所供能内燃机之燃烧室的喷射横截面。为了喷射，该压力腔通过一个输入管道被施以高的燃料压力，其可将弹性的阀膜片克服预应力从而以其密封面离开阀座，因此，燃料通过在轴颈上可控的环隙缝和喷射横截面到达内燃机的燃烧室。由此该公知的燃料射阀具有的缺点是，没有设置用于检测喷射开始和喷射结束的传感器，所以，关于喷射延续时间和喷射量不可能得到精确的数据。但是这些数据对于一个燃料射阀要理想地适应于相应的内燃机需求来说是必需的。因为，这些测量数据，为了在内燃机运行期间控制一个理想的喷射是必需的，所以，现代的喷射系统没有检测最简单的燃料射开始是绝对不能令人满意的。基于这种燃料喷射阀的现有技术，虽然已经用公知的用于检测阀件行程运动的传感器，但是这些传感器至今都局限在具有活塞形阀件的喷射阀上，在其远离燃烧室的活塞端部上设置一个电磁式霍尔传感器。但是，这种型式的运动传感器不能应用于前述形式的燃料射阀，因此，应设置一个尽可能简单的传感器方案以检测阀膜的开启运动。
本发明具有权利要求1特征内容的内燃机用燃料喷射阀相对于现有技术具有的优点是，所述喷射开始和喷射结束可以很简单的结构并以廉价的方式获得。同时，这一点可以通过应用可调的壁件作为一个运动传感器的电气开关件以有利的方式实现，为此，该开关件与至少一个位置固定的接触件配合作用。这个位置固定的接触件按照优选方式可通过锥形的或球形的阀座构成。其上施加一个低的参考电位最好是地电位。这个可调的壁件(膜片)被施加一个供能电压，因些，在关闭的喷射阀和膜片靠量在阀座上时，一个第一电流回路闭合。同时，通过这个电流回路的电流可借助一个适宜的评估电路获知，因此，从这个信号中至少可以得到一个可靠的结论，即该喷射横截面是打开的或者是关闭的。这样根据在第一电流回路中电流中断的时间延续，喷射时间就可以导出并且通过几何的喷射横截面的喷射量也可以算出。如果为使一个关于开启延续以及最大喷射横截面的数据可以得出，那么一个限定阀膜片开启行程运动的行程限位盘可以施加一个电位，这样就构成一个第二电流回路，该电路在阀膜片最大开启位置时通过其靠置在行程(限位)盘上而被闭合。因此，可提供一个另外的关于运动阀件的行程信号。该膜片和行程限位盘的接触连接是通过在阀体上的相应电导线实现的。为了使膜片相对于阀体绝缘，这个膜片在边缘上被夹紧在一个间隔套和一个隔离盘之间，其由非导体材料最好如陶瓷或耐温的塑料制成，其中，为了使电导线通过而设置了相应的沟槽。如果在完全打开的喷射横截面时可以放弃一个信号检测的话，该行程限位盘就可以简单的方式与容置它的隔离盘制成一体结构并由非导体材料制做。本发明另一个明显优点是通过在压紧螺母和其中安装的阀体之间设置一个防转结构实现的，这一防转结构对于电气导线轴向上贯穿单个构件来说是必需的。而阀体在压紧螺母内的轴向张紧按有利方式是通过一个附加拧入到压紧螺母内的中空螺栓实现时，同时，该中空螺栓以其环端面轴向上连接在阀体的一个环台肩上，因此将阀体在其余构件包括阀膜片被夹紧的同时，张紧到压紧螺母的一个燃烧室侧限位件上。为此，阀体具有一个径向的凹槽并最好在其周表面上具有一个挤入的球体，它可在压紧螺母的内壁之轴向长槽中导行。
在公知的燃料射阀中，压紧螺母本身可被转动，并直至在阀模和压紧螺母底之间的圆周方向上摩擦接合为止，因此，膜片不可能自由地在轴颈的锥形阀座上对中，而本发明结构方案所具有优点是，膜片可绝对地相对轴颈对中地张紧。以此方式就可确保，在膜片之阀件密封面和轴颈之锥形阀座面之间的密封阀座上的密封力在整个的圆周上是相等的，因此在到达开启压力时，阀膜同时从整个的阀座圆周上离起，以释放一个圆环形横截面，它构成一个中心对称的喷射流。
同时，这个具有上述优点的本发明防转结构，对于上述膜片喷嘴结构形式的燃料喷射阀是很有意义的，因为在其上按照权利要求1可以不用设置运动传感器。
本发明另外的优点和优选的变型方案可从下面的说明书、附图和权利要求书中获得。
本发明内燃机燃料喷射阀的两个实施例在附图中作了描述并在以后的说明书中作详细解释。
图1是通过喷射阀第一实施例的纵剖图，其中，表明了阀膜片的闭合位置以及最大的开启位置；
图2是取自图1的第二实施例放大局部图，其中仅表示了喷射阀的闭合位置；
图3是按照图1的简化电路原理图。
图1表示的内燃机燃料喷射阀具有一个旋转对称的阀体1，它在一个端部上具有一个连接头3以用于一个未描述的通至燃料喷射泵的高压管，而在共另一端部上亦即对着所供料内燃机之燃烧室的端部上拧装一个位置固定的阀针5，它具有一个从阀体1轴向件出的轴颈7。从高压接头3引出一个轴向的压力通道9，它贯穿该阀体1和阀针5于轴颈7处通至一个压力腔11中，其中，一个棒式过滤器10装入该压力通道9中。同时，这个压力腔11径向上从里边被轴颈7，而径向上从外部被间隔套13所限定，该套13通过调节盘15的中间支承密封地靠置在阀体1之燃烧室侧限定该压力腔11的端表面上。同时，一个在朝燃烧室方向上锥形收缩的轴颈7部分形成一个锥形的阀座17，其上，一个在燃烧室侧限定压力腔11的并构成一个阀元件的可调壁件19用一个在中央孔上构成的阀件密封面21可在予应力下靠量。同时，这个作为模19构成的可调壁件是盘形的并在朝压力腔11的方向上弯曲，而且由一种弹性的导电的材料，最好是金属制成。在其外边缘上，该阀膜19被夹紧在间距套13和一个在燃烧室侧于阀膜19邻接的隔离盘23之间，同时，该隔离盘23本身又支承在一个覆盖住该隔离盘23之外边缘的压紧螺母27的领口25上。这个在轴向上容置阀体1的压紧螺母27以其带有领口25的端表面伸入要供料之内燃机的燃烧室中，同时，在其中央开口28上构成一个喷射横截面，它贯通该隔离盘23延伸至构成于阀密封面21和与其配合作用的阀座表面17之间的密封横截面。
为了轴向上在压紧螺母27中张紧阀体1，则在其远离燃烧室的开口端部中拧入一个设置为中空螺栓29的张紧螺纹件，通过它，该具有接头3的阀体1之杆端部贯穿伸出并且该张紧螺纹件29以其伸入压紧螺母27中的环端面31连接在阀体1周表面的一个环台肩33上，因此，它轴向上挤压该阀体1并进一步挤压调节盘15、间隔套13、阀膜19和隔离盘23以顶到压紧螺母计之构成一个限位件的领口25上。此外为了防止阀体1和在阀膜19上邻接的构件13、23相互间或者相对于压紧螺母27发生转动，在阀体1的圆周壁上设置一个径向成形结构，其在本描述的实施例中通过一个挤入到一个容纳口中的球体35构成。同时，这个球体35可在一个位于压紧螺母27之内壁中的相应轴向长槽37中导行，该长槽起始于一个和容纳中空螺栓29的螺纹邻接的台肩处。此外，为了限定被夹紧的阀膜19之开启行程运动，在本实施例中还设置一个行程限位盘39，其安装在隔离盘23的一个凹槽中，并具有一个轴向上突出的环限位表面41，它在通孔上构成，通过该通孔该轴颈7伸入。为了获知该阀膜19的开启行程运动，该阀膜19通过一个第一电导线43和一个在其外缘上的接触位置45被施加一个供能电压，同时，该阀膜19通过由不导电的材料制成的隔离盘23和间隔套13而相对于压紧螺母27绝缘。与阀膜19配合作用的电接触位置，在本第一实施例中通过阀针5的轴7和行程限位盘39构成，它们为此由电导体材料制成。同时，该轴颈7通过阀体1与一个低参改电势，最好为地电位(接地)相连接，该地电位靠置在阀体1的一个接触位置47上。行程限位盘39是通过一第二电导线49和另一接触位置51连接在另一个电压电位上的。同时该阀膜19构成一个可运动的开关元件，它如在图3中描述的电路草图那样，可闭合一个第一电流回路或一个第二电流回路。该电导线43、49通过相应的在间隔套13、调节盘15和阀体1中的沟槽和通孔向外导出，并以未详细说明的方式共同地以接触位置47连接在一个适当的评估电路上，该评估电路记录下上述两个电流回路中之一的电流情况。
本发明燃料喷射阀以如下方式工作：
在燃料喷射阀进行高压喷射之前，该压力腔11通过压力通道9和未描述的高压管道仅仅施加一个低的燃料箱压力。同时，通过油箱压力在压力腔11中产生的作用于阀膜19上的力小于阀膜的张紧力，因此，阀膜密封地靠置在阀座面17上，该喷射阀保持关闭。如果进行一个喷射时，高压泵将处于高压下的燃料通过高压管道和压力通道9输送到压力腔11中。因此，在压力腔11中施加的燃料高压上升并结果通过这个压力在阀膜19上产生的开启力从一个确定的喷射压力开始超过通过其张应力可调定的阀膜片19的关闭力，这样，阀膜19就朝下游喷射口28的方向上离开阀座17，并因此释放一个喷射横截面，通过它，燃料通过行程限位盘39的开口隔离盘23的开孔和压紧螺母27的开孔流入要供能之内燃机的燃烧室。同时，该阀膜19之最大的开启行程运动可以通过在行程限位盘39上的环形限位面41之限位作用受到限定。为了结束该喷射过程，到压力腔11中的高压输送被中断，因此，该燃料高压可迅速地下降到必需的开启压力之下，该阀膜19的开启运动此时则通过上述的电接触件被检测，其中，阀膜19还用作电气开关元件。由此，在阀膜19靠置在轴颈7上时，第一电流回路被闭合，该电流回路将一个可靠的用于喷射阀关闭状态的信号发送到一个相应的评估电路上。如果该阀19在开始作开启行程运动从轴颈7的阀座17上离起时，这个第一电流回路被中断，同时，这个电信号作为喷射开始的时间点被该评估电路记录下来。在阀膜19到达最大的开启行程位置时，通过其靠置在行程限位盘39上该第二电流回路被闭合，同时，这个电流信号作为喷射阀到达最大的开启横截面的时间点同样被评估电路所接收记载。而喷射终止则通过阀膜19在新靠置在轴颈7上和将第一电路回路闭合并被检测到，然后，被评估电路传送到一个控制装置上，其中，一个精确的数据通过实际的喷射延续时间就可获得，结果，喷射量就可测定，上述数据可以应用于控制和连续地适应于喷射量，为此，该检测的实际值应与一个贮存的特性曲线之额定值进行比较。
在图2中描述的取自图1并放大的第二实施例局部图与第一实施例之不同仅仅在于，放弃了对阀膜19之最大开启行程位置的检测。因为在第二实施例中依此可以放弃该行程限位盘的电气接触作用，所以隔离盘23和行程限位盘39就可以设置为一个共同的、单体式构件61并由不导电材料制成。为此这个单件式隔离盘61在一个管伸出部上具有对阀膜19的开启运动限定的环限位面41。该第二实施例的作用方式相同于第一实施例的作用方式，同时，在到达喷射阀之最大喷射横截面时没有信号被检测到。但是，喷射开始和喷射结束可以与图1相类似通过闭合的或中断的第一电流回路并借助在轴颈7上的阀膜19相当精确地被获知，因此，这种结构是很简单的，并且这种廉价的实施方案还可提供一个可靠的关于喷射延续时间和喷射量的数据。
Claims (12)
1、内燃机用燃料喷射阀，其具有一个阀体(1)，在其燃烧室侧的端部上至少可间接地设置一个阀座(17)，还具有一个形成一个阀元件的弹性可调的壁件(19)，它的边缘被相对于阀体(1)固定，该壁件将一个由高压燃料可填充的压力腔(11)和一个往内燃机燃烧室喷射的横截面隔开，同时，这个在预应力作用下密封地与阀座(17)上的阀件密封面(21)靠置的可调壁件(19)可在位于固定阀座(17)上游的压力控(11)中占据的燃料高压之作用下从阀座(17)上离开，其特征在于：
该可调的壁件(19)构成一个记载阀开启运动的电气传感器的运动开关件，该开关件与至少一个位置固定的、和可调壁件(19)相比带有不同电位的接触靠置面配合作用。
2、按权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于：该阀座面(I7)设置在一个轴向上从阀体(1)伸出的轴颈(7)之锥形横截面收缩部上，其中，在轴颈(7)中安置一个可以高压管道相连的并通入压力腔(11)中的压力通道(9)。
3、按权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于：构成阀元件的可调壁件设置为阀膜片(19)的结构，其由一种弹性的金属材料制成。
4、按权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于：
在可调的壁件(9)上通过一个电气导线(43)施加一个供能电压：该阀座面(17)通过阀体(1)施加一个低的参改电位，最好是地电位。
5、按权利要求4所述的燃料喷射阀，其特征在于：一个对可调壁件(19)的开启行程运动进行限定的行程限位盘(41)通过另一电气导线(49)被施加一个和可调壁件(19)上的供能电压不相同的电位。
6、按权利要求4或5所述的燃料喷射阀，其特征在于：该可调的壁件(19)被夹紧在一个隔离盘(23)和一个由非导体材料制成的间隔套(13)之间，同时，在燃烧室侧靠置在可调壁件(19)之边缘上的隔离盘(23)中设置一个容置口，其中安装了该行程限位盘(39)。
7、按权利要求6所述的燃料喷射阀，其特征在于：该隔离盘(23)和行程限位盘(39)设置为一体式构件(61)并由非导体材料制成。
8、按权利要求4或5所述的燃料喷射阀，其特征在于：可调壁件(19)、行程限位盘(39)的电导线(43，49)和地电位的导线连接到一个评估电路上。
9、按权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于：该阀体(1)轴向上安装在一个压紧螺母(27)中，其在燃烧室侧的端部上具有一个用于阀体(1)的对置限位部，对着它，该阀体(1)至少可间接地在夹紧可调壁件(19)的情况下，被一个可拧入压紧螺母(27)之远离燃烧室侧之开口端部中的张紧螺栓所压紧，其中，在压紧螺母(27)和阀体(1)壁部之间设置一个转动锁闭结构。
10、按权利要求9所述的燃料喷射阀，其特征在于：该转动锁闭结构通过一个从阀体(1)之壁部径向上伸出的成形结构来构成，该成形结构伸入到一个在压紧螺母(27)之内壁中的轴向槽(37)中。
11、按权利要求10所述的燃料喷射阀，其特征在于：在阀体(1)壁部中的成形结构通过一个挤入一个沟槽中的球体(35)构成。
12、按权利要求9所述的燃科喷射阀，其特征在于：将阀体(1)在轴向上张紧的压紧螺栓是中空螺栓(29)的结构，通过它，阀体(1)的杆部贯穿；并且该螺栓(29)用其伸入压紧螺母(27)中的环表面(31)连接在阀体(1)的一个环台肩(33)上。
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