CN118202143A - 燃料喷射器 - Google Patents

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CN118202143A CN202280073824.4A CN202280073824A CN118202143A CN 118202143 A CN118202143 A CN 118202143A CN 202280073824 A CN202280073824 A CN 202280073824A CN 118202143 A CN118202143 A CN 118202143A
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弗洛里安·席勒
约翰内斯·塞德尔
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Abstract

本发明涉及一种用于将燃料喷入到内燃机、尤其柴油发动机的燃烧室中的燃料喷射器，所述燃料喷射器包括：用于输送燃料的输送开口；用于输出燃料的至少一个排出开口；喷嘴针，所述喷嘴针可以在关闭位置和打开位置之间运动，在所述关闭位置中，至少一个排出开口被封闭，在所述打开位置中，至少一个排出开口被释放；以及初级阀，所述初级阀设置在输送开口的下游和喷嘴针的上游，并且设计用于，在超过初级阀上游的区域相对于初级阀下游的区域的过压时，才产生输送开口与喷嘴针之间的流体连接。燃料喷射器的特征在于设有安全阀，所述安全阀设置在输送开口的下游和喷嘴针的上游，并且设计用于，在超过安全阀下游的区域相对于安全阀上游的区域的过压时，才产生输送开口与喷嘴针之间的流体连接。

Description

燃料喷射器
技术领域
本发明涉及一种用于喷入燃料的喷射器。
背景技术
在内燃机、如柴油发动机或还有汽油发动机中，通常经由喷射器将燃料以特定的量和在特定的持续时间内喷入到燃烧室中。在此，由于在微秒至毫秒范围中的非常短的喷入持续时间，需要以非常高的频率来打开或关闭喷射器的流出开口。
喷射器典型地具有喷嘴针(也称为：喷射器针)，在释放喷射器的流出孔时，施加有高压的燃料可以向外射出。在与所述流出孔或喷射器壳体的共同作用下，所述喷嘴针如封闭件那样作用，所述封闭件在抬起时可以实现燃料的射出。因此，即需要在相对短的时间间隔内抬起所述针，并且在短时间之后可以重新滑动回到其封闭位置中。在此，可以使用液压伺服阀，所述液压伺服阀操控所述运动的触发。这种阀又典型地借助于电磁体或压电元件来操控。
此外有利的是，连接到高压管路上的喷射器具有过压阀或与这种过压阀连接，所述过压阀防止燃料流入到喷射器中直至一定的过压。
这防止例如在待机运行(维护运行)中燃料进入到喷射器中，在所述待机运行中，通过冲洗清洁引导至喷射器的燃料管路，喷射器联接在所述燃料管路上。此外，在持久地打开的、被阻挡的喷嘴针的故障情况下，通过过压阀功能附加地防止不期望地和不受控地喷入到燃烧室中或甚至淹没燃烧室，所述喷入或所述淹没可能在发动机启动时引起严重损坏。通过过压阀可以实现所述密封功能，其中在从油轨(Rail)(或引导至喷射器的燃料管路)至喷射器的一定的过压的情况下，才打开过压阀，并且否则封闭所述过压阀。
典型地，在发动机中或在试验台处安装有一个或多个喷射器。所述喷射器要么连接到共同的高压容积上并且借此间接地彼此连接(参见图1a)，要么在多个喷射器的情况下，所述喷射器可以经由燃料管路直接地彼此连接(参见图1b)。在这种情况下，通常喷射器本身分别包含高压储存容积(压力储备器)，所述喷射器经由通过燃料管路的连接与其他喷射器共享所述高压储存容积(参见图1b)。压力储存容积用于衰减压力振动，并且用于在喷入期间保持系统压力。
为了使试验台或发动机卸压，在共同的高压容积(例如油轨)处安置有减压阀，所述减压阀可以主动地操控并且允许燃料从高压容积流出到储箱中。例如，可以在关断发动机或试验台之后激活减压阀，以便实现安全的无压力的状态，使得例如可以随后在无压力的系统处执行维护工作。
但是，在此有问题的是，在操纵减压阀(例如设置在油轨处的减压阀)时，由于过压阀(所述过压阀在喷射器至馈入的燃料管路的方向上截止地构成)，产生跨喷射器中的部件的极其大的压力差，所述压力差可能引起喷射器中的构件损坏，并且在安全方面视为不利的。最后，由于喷射器部件的高密封性，持续非常长的时间，直至经由实际不期望的泄露降低高的压力差。然后对于维护人员安全的在喷射器处的工作才是可行的。
发明内容
本发明的目的是提出一种克服或减少上述缺点的燃料喷射器。这借助具有权利要求1的所有特征的燃料喷射器来实现。在从属权利要求中得到有利的设计方案。
因此提出，根据本发明的用于将燃料喷入到内燃机、尤其柴油发动机的燃烧室中的燃料喷射器包括：用于输送燃料的输送开口；用于输出燃料的至少一个排出开口；喷嘴针，所述喷嘴针可以在关闭位置和打开位置之间运动，在所述关闭位置中，至少一个排出开口被封闭，在所述打开位置中，至少一个排出开口被释放；以及初级阀，所述初级阀设置在输送开口的下游和喷嘴针的上游，并且设计用于，在超过初级阀上游的区域相对于初级阀下游的区域的过压时，才产生输送开口与喷嘴针之间的流体连接。燃料喷射器的特征在于设有安全阀，所述安全阀设置在输送开口的下游和喷嘴针的上游，并且设计用于，在超过安全阀下游的区域相对于安全阀上游的区域的过压时，才产生输送开口与喷嘴针之间的流体连接。
因此，当输送开口的区域中的压力比喷嘴针的区域中的压力大预先确定的阈值时，初级阀打开或过渡到其打开位置中。对于安全阀恰好相反，因为当输送开口的区域中的压力比喷嘴针的区域中的压力小预先确定的阈值时，所述安全阀过渡到其打开位置中。
因此，除了作用为过压阀的初级阀(仅当存在一定的过压时，所述初级阀才允许燃料从燃料输送管路流入到喷射器中)之外，此外设有安全阀，所述安全阀沿相对于过压阀(初级阀)的相反方向作用。
由此，在操纵设置在油轨处的减压阀时，可以避免喷射器的内部中的其中产生非常高的压力差的状态。也就是说，如果喷射器的内部中的压力相对于喷射器的与燃料输送管路流体连接的输送开口处的压力超过一定的阈值，则安全阀确保压力差以受调节的方式减小。然后，最后打开安全阀，使得压力可以朝向输送开口泄出。通过设置安全阀，直接在操纵例如设置在油轨处的减压阀之后，借助喷射器安全地工作是可行的，因为喷射器由此不再具有处于高压下的腔室。
根据本发明的另一可选的改型方案可以提出，初级阀包括：可运动的初级阀体；可通过初级阀体密封的初级阀座；以及用于将初级阀体朝向初级阀座挤压的弹性张紧元件，以及/或者安全阀包括：可运动的安全阀体；可通过安全阀体密封的安全阀座；以及用于将安全阀体朝向安全阀座挤压的弹性张紧元件。
在此，产生可通过阀产生的密封作用，其方式为，阀体与阀座共同作用从而封闭穿引部，使得延伸穿过封闭的穿引部的流体连接通过阀中断。阀体在此典型地可运动地设置在喷射器中，并且由弹性张紧元件朝向阀座挤压。根据在阀体上游或下游存在的压力比，由此引起通过阀的释放或封闭。如果阀体上游或下游的压力比相同，则弹性张紧元件确保阀体朝向阀座的运动，这引起阀的封闭。如果压力比改变成，使得通过弹性张紧元件施加的力增强，则阀保留在其关闭位置中。在与此相反的压力比的情况下，当通过弹性张紧元件施加的力被克服时，阀体从其与阀座密封的位置中被挤压出来。
根据本发明的一个有利的改型方案可以提出，初级阀座设置在止挡件处，所述止挡件具有可通过初级阀体封闭或释放的至少一个穿引部，并且其中止挡件具有不能由初级阀体封闭的至少一个第二穿引部，所述第二穿引部仅可以借助于安全阀封闭或释放。
止挡件在此可以与喷射器壳体刚性连接。
根据一个改进方案，具有初级阀座的止挡件同样具有不能通过初级阀体封闭的另一穿引部，所述另一穿引部可以通过安全阀封闭或释放。初级阀和安全阀的作用方向在此相对于彼此相反地定向，使得实现期望的功能。所述另一穿引部在此专门仅由安全阀密封。初级阀不能作用于所述另一穿引部。
根据本发明的另一可选的改进方案可以提出，安全阀集成到止挡件中，与所述止挡件共同作用和/或结合弹性张紧元件形成所述止挡件。
因此，安全阀例如可以集成到止挡件中，其方式为，将安全阀体的运动路径固定在止挡件中的留空部中。此外，在此也可以提出，可通过安全阀体封闭或释放的安全阀座设置在止挡件的内部中。
但是，替选地或附加地，在此也可行的是，安全阀体不设置在止挡件的内部中，而是与止挡件的外侧共同作用。
还可以提出，安全阀体具有可以通过初级阀体释放或封闭的穿引部。此外，安全阀体在此可以具有至少一个另外的穿引部，在安全阀体对应地定位在喷射器中时，所述另外的穿引部可以通过与喷射器壳体刚性连接的法兰状的元件封闭或释放。尤其在这种配置中有利的是，弹性张紧元件的作用到安全阀体上的力大于由另一弹性张紧元件施加到初级阀体上的力。
根据本发明的一个可选的改型方案可以提出，安全阀通过呈球形的安全阀体和构成为球座或锥座的安全阀座产生密封作用，以及/或者安全阀通过呈锥形的安全阀体和构成为锥座的安全阀座产生密封作用。呈球形的安全阀体与锥座一起的组合在此同样是可行的。
在此，呈球形或锥形的安全阀的阀体和阀座的彼此协调的形状可以实现简单的和特别有效的密封，所述密封可以低维护地实现。
根据本发明的另一改进方案可以提出，安全阀体一件式地、两件式地或更多件式地实施。
因此，安全阀体例如可以仅通过球形成，或者也可以通过球和与球共同作用的挤压元件形成，弹性张紧元件接在所述挤压元件上。挤压元件在此可以与球或锥固定地连接，其中但是这不是强制性的。恰好针对具有球的设计方案不一定需要的是，必须固定与挤压元件的连接。
根据本发明的另一有利的设计方案可以提出，初级阀体和/或安全阀体一件式地构成。为了允许用于阀体在喷射器中运动的对应的压力差，阀体具有至少一个穿引部。
根据本发明的一个有利的改型方案可以提出，初级阀的张紧元件朝向如下方向挤压初级阀体：所述方向与安全阀的张紧元件挤压安全阀体的方向相反，其中优选地，这两个方向彼此反平行地定向。
此外，根据本发明可以提出，安全阀设置在初级阀的上游。
根据本发明的另一可选的改型方案可以提出，次级阀设置在初级阀中，优选地其方式为，初级阀体具有贯通部(例如至少一个孔)，所述贯通部可以通过次级阀在流体上被阻挡。在没有被阻挡的状态中，贯通部能够绕开初级阀体，相反在被阻挡的状态中，绕开是不可行的。为此，设置在初级阀体中的贯通部在没有被阻挡的状态中设计用于，产生喷射器的输送开口与初级阀下游的区域的流体连接。
根据本发明的一个可选的改进方案可以提出，初级阀体在关闭位置中与安全阀体接触并且密封安全阀体的穿引部，在所述关闭位置中，初级阀体的相关联的弹性张紧元件挤压所述初级阀体，其中优选地，初级阀的张紧元件和安全阀的张紧元件分别施加力，以便将初级阀体和安全阀体彼此靠紧地按压，其中优选地，由安全阀的张紧元件施加的力大于由初级阀的张紧元件施加的力。
此外，根据本发明可以提出，初级阀还设计用于，限界从输送开口引入的燃料朝向至少一个排出开口的穿流，优选地，其中燃料在初级阀下游的流出引起实现压力降，以便使初级阀体沿与其阀座相反的方向运动，使得所述初级阀体与下游的第二阀座接触，并且停止从输送开口朝向至少一个排出开口或喷嘴针的穿流。
因此，也就是说，初级阀体设置在两个不同的初级阀座之间，其中所述初级阀体在特定的时刻仅可以与其中一个初级阀座接触。在对应的压力比的情况下，初级阀体为了从其关闭的初始位置过渡到第二初级阀座中所需要的时间对于穿流的限制是决定性的，在所述初始位置中，弹性张紧元件挤压所述初级阀体。在此，对于穿流，同样应考虑穿过初级阀体的穿引部的数量和直径，燃料穿引过所述穿引部。
根据本发明的一个可选的改型方案可以提出，喷射器具有压力储备器，初级阀设置在所述压力储备器中。优选地，在此可以提出，初级阀设置在压力储备器的下游的半部中，优选地设置在压力储备器的下游的三分之一中。压力储备器在其与燃料输送相反的端部处经由高压连接与其中设有切换阀连同喷嘴针的区域连接。
根据本发明的一个可选的改进方案提出，初级阀体和/或安全阀体具有至少一个穿引部，以用于从上游部段朝向下游部段或相反地引导燃料通过。
此外，在此可以提出，用于引导初级阀体的燃料通过的至少一个穿引部与相关联的弹性张紧元件错开地设置，优选地错开地设置成，使得流动穿过通引部的流体流动不会穿引过弹性张紧元件的线圈。
这带来如下优点：不会引起流体流的不期望的涡流，否则当流体流与弹性张紧元件的线圈交叉时将产生所述涡流。
本发明还涉及一种内燃机，尤其用于柴油和/或汽油的内燃机，所述内燃机具有根据上述权利要求中任一项所述的燃料喷射器。
在此，尤其可以提出，多个燃料喷射器连接到共同的高压容积上并且借此间接地彼此连接。
此外，在此可以提出，多个燃料喷射器经由燃料管路直接地彼此连接并且分别具有高压储存容积，所述喷射器经由通过燃料管路的连接与其他喷射器共享所述高压储存容积。
附图说明
本发明的其他特征、细节和优点可以根据下面的附图描述看出。在此示出：
图1a/图1b示出燃料喷射器联接到燃料储存器上的原理草图，
图2示出根据本发明的燃料喷射器的原理草图，
图3a至图3f示出根据本发明的燃料喷射器的不同实施方式的原理草图，
图4a/4b示出具有坐标系或不同压力范围的附图标记的燃料喷射器的原理草图，
图5示出燃料喷射器的正常的全负荷喷入的实施方案中的阐述的示图，
图6示出对于夹紧的针的故障情况的燃料喷射器的喷入的实施方案中的阐述的示图，
图7示出不具有根据本发明的安全阀的燃料喷射器的实施方案中的阐述的示图，
图8示出具有根据本发明的安全阀的燃料喷射器的实施方案中的阐述的示图，
图9示出根据本发明的燃料喷射器的原理草图，其中不设有限流装置，
图10a至10d示出具有过压阀和限流阀在燃料喷射器中的不同设置位置的原理草图，以及
图11示出用于图解说明在过压阀在燃料喷射器中的不同设置位置的情况下的区别的图表。
具体实施方式
图1a示出用于将燃料喷射器联接到燃料输送装置上的原理草图。
在试验台处或在发动机中安装有一个或多个喷射器1。所述喷射器连接到共同的高压容积10(例如油轨)上，并且借此间接地彼此连接。
为了使发动机或试验台卸压，在共同的高压容积10处安置有减压阀13，所述减压阀可以主动地操控并且允许燃料从高压容积10或从喷射器流出到储箱14中。例如，可以在关断试验台或发动机之后激活减压阀，以便可以随后在无压力的系统处执行维护工作。
相反，图1b示出燃料输送装置中的另一设计方案，其中喷射器1经由燃料管路11直接地彼此连接。在这种情况下，喷射器1通常本身分别包含高压储存容积12(例如压力储备器)，所述喷射器经由通过燃料管路11的连接与其他喷射器1共享所述高压储存容积。压力储存容积12用于衰减压力振动，并且用于在喷入期间保持系统压力。如在图1b中示出的那样，除了存在于每个喷射器1中的高压储存容积12之外，相对于此附加地也还可以提供共同的储存容积15，所述储存容积可以经由减压阀13与储箱14连接。在此，也可以通过打开减压阀13在此将储存容积12或储存容积15中的高的压力置于正常水平，因为处于高压下容纳的燃料回流到储箱14中是可行的。
图2示出根据本发明的喷射器1的剖视图。
喷射器1包括壳体并且包含主动操控的切换阀(未示出的、间接驱动的液压阀或直接驱动的压电阀)，所述切换阀经由可平移运动的喷嘴针4经由喷嘴针座17封闭或释放喷射器容积与燃烧室16之间的至少一个连接。
燃料经由高压接口2输送给喷射器1，并且在喷射器1内经由高压连接引导至切换阀的喷嘴针座17。
此外，为了实现限流以及实现无危险地冲洗引导至喷射器1的燃料管路或储存容积10、15，喷射器包含初级阀5，在所示出的实施方式中，所述初级阀能够对流动穿过喷射器1的燃料进行限流，并且同时仅当在输送的燃料管路中存在相对于初级阀5下游的区域一定的过压时，才允许燃料流入到喷射器1中。
为了此外也满足关于在燃料输送管路复位到无压力的状态时在喷射器的内部中不保留非常高的压力降的功能，此外设有安全阀6，所述安全阀在相对于初级阀5的过压阀功能的相反方向上起作用。
在此，不仅初级阀体51而且安全阀体61可以平移运动，并且封闭穿引部71、72或释放所述穿引部。
在其中喷射器1中的压力在各处都相同的初始位置中，相应的弹性张紧元件53、63确保初级阀体51或安全阀体61朝向其相应的阀座52、62被挤压。如果现在由于喷嘴针4的抬起引起突然的压力降，则初级阀体51下游的压力降低，使得引起初级阀体51从阀座52抬起。设置到初级阀体51中的穿引部55允许燃料的一定的后续流动，但是在喷射器打开时不能平衡存在的压力比。在常规的喷入周期中，在初级阀体51接触设置在第一止挡部7下游的第二止挡部18之前，针4又转移到其密封的位置中。仅在故障情况下，即当喷嘴针4不期望地长时间地保留在打开位置中时，引起初级阀体51与第二止挡部18处的第二阀座54之间的接触。由此防止燃料从喷射器1中连续地流出，这可能引起燃烧室16中的严重损坏。
相反，如果在图2中示出的其中燃料在喷射器中的各处以高的压力存在的初始位置中，燃料输送管路中的压力(例如，通过操纵如在图1a或图1b中可见的减压阀13)下降，则经由安全阀6实现处于初级阀体51下游的区域中的压力平衡。经由穿引部72，处于高压下的燃料可以借助于安全阀座朝向燃料输送管路逸出，使得在喷射器1中不再存在其中存储有在非常高的压力下的燃料的区域。
在图2中示出的喷射器1的实施方式中，限流的功能和过压阀的功能性作为组合功能性在初级阀5中实现。但是，本发明也包括所述两个功能性在不同的阀中体现，所述阀设置在喷射器1的流动路径中的不同位置处。
图3a至图3d分别示出根据本发明的喷射器1的不同的实施方式。为了改进概览，在此没有将从图2中已知的所有附图标记重新插入到图3a至图3d的示图中。
图3a示出喷射器1的一种实现方案，其中安全阀体两部分地实施。安全阀体61当前包括可以与在止挡件7的内部中的(柱形的)元件一起平移运动的球。弹性张紧元件63在此与(柱形的)元件接触，所述元件又沿期望的方向挤压球。安全阀座62在此适配于安全阀体61的球形形状，从而同样可以实现为球座。
图3b示出借助于锥形形状的安全阀体61的实现方案，其中安全阀6设置在止挡件7的内部中。对应的安全阀座62可以是锥座。
图3c示出根据本发明的喷射器1的另一实施方式。与上文中讨论的喷射器1的实现方案不同，安全阀体61现在不再设置在止挡件7的内部中。止挡件7现在设置在初级阀体51与安全阀体61之间。在此，安全阀6设置在上游以及初级阀5设置在下游。不仅初级阀体51而且安全阀体61在此具有至少一个穿引部，与相关联的阀体51、61的操纵和设置位置无关，所述穿引部不是可封闭的。此外，止挡件具有至少两个穿引部，其中第一穿引部可以通过初级阀5封闭，以及第二穿引部可以通过安全阀6封闭。通过在图3c中示出的实施方式，尤其关于安全阀体61的较大的构件是可行的，这简化安装以及也简化制造。
图3d是上文中观察的实施方式的一个改进方案，所述改进方案在其构造高度方面进行优化，并且仍然避免在止挡件7的内部中使用小型部件。
如在图3d中可见，现在不再存在与壳体刚性连接的止挡件7，所述止挡件的穿引部可以通过初级阀5来封闭。所述止挡件的功能当前通过可平移运动的安全阀体61承担。安全阀体61具有穿引部，在安全阀体61的对应的位置中，所述穿引部可以通过初级阀体51密封，其方式为初级阀体51与安全阀体61直接接触。因此，初级阀座52设置在安全阀体61处。此外，安全阀体61具有至少一个另外的穿引部，所述另外的穿引部可以借助经修改的止挡件19密封，其中止挡件19不具有穿引部，尤其不具有可通过初级阀体51密封的穿引部。有利地适用，弹性张紧元件53的作用到初级阀体51上的力小于弹性张紧元件63的作用到安全阀体61上的力。
图3e示出其中安全阀6集成在初级阀7中的实施方式。初级阀体51在此具有可以通过次级阀封闭的贯通部。在图3e中示出其中次级阀6封闭延伸穿过初级阀体51的贯通部的状态。在此，弹簧63将次级阀体61挤压到关闭位置中，使得延伸穿过初级阀体51的贯通部在流体上被阻挡。
相反，在图3f中示出其中延伸穿过初级阀体51的贯通部没有由次级阀体61在流体上阻挡的状态。因此，即使初级阀体51处于其关闭位置中，实现初级阀5的下游相对于初级阀5上游的区域的压力平衡仍然是可行的。
在下文中针对不同的场景描述喷射器1的功能特性。初始位置在所有情况下都是相同的并且基于图2。具有喷嘴针4的(未示出的)切换阀关闭，即喷嘴针4通过喷嘴针座17中的密封来封闭喷射器1与燃烧室16之间的连接。在喷射器1的整个高压区域中以及在油轨10中存在油轨压力p油轨。初级阀体51通过弹簧53预紧，并且处于其上止挡部52处，并且借此以同时作为过压阀的功能使喷射器1相对于油轨10密封。安全阀体61通过相关联的弹簧63预紧并且处于其在安全阀座62处的止挡部中。所述安全阀体同样使喷射器1相对于油轨10密封。
图4a和图4b示出运动的部件的坐标系以及用于所列出的压力的参考空间，如其在下面的图5至图8的图表中描述的那样。
图5示出用于在全负荷下正常喷入的喷射器中的部件的对应的运动以及图表。
阶段A：初级阀体在上止挡部中
在时刻t0，向喷射器1发出操控信号，使得在时间t1，喷嘴针4开始从座17离开并且释放喷射器1与燃烧室16之间的连接。开始喷入。初级阀体51下游的压力降低，以及初级阀体51开始(以轻微的延迟，在此未示出)向下运动。
阶段B：初级阀体向下运动
在时间t2，(未示出的)切换阀的操控信号结束，以及喷嘴针4随后返回到其在密封座17中的初始位置中(t3-t4)。借此，喷入在时间t4结束。初级阀体51在此由于跨初级阀5存在的压力差而在整个喷入期间向下运动，所述压力差可以通过初级阀体51中的节流孔55的尺寸和数量来设定。
阶段C：初级阀体向上运动
在喷入之后，喷射器1又填充有燃料。由此对初级阀5进行压力补偿，使得初级阀体51又由弹性张紧元件53向上引导回到其上止挡部52中(t4-t6)。(实际上，由于惯性，初级阀体51的反转点在时间上略微错开，大约在t4和t5之间，然而这在此未示出)。初级阀体51在此始终维持距下止挡部18的安全间距，以便防止初级阀5在正常的喷入期间的不期望的关闭。
阶段D：再次到达阶段A开始时的初始状态
初级阀体51在时间t6到达上止挡部。所有机械部件和压力又占据其初始状态(t6-t7)。
图6示出对于夹紧的喷嘴针4的故障情况的喷射器中的部件的对应的运动以及图表。
阶段A：初级阀体在上止挡部中
阶段A与在图5中示出的“正常喷入(全负荷)”情况相同。在时刻t0，向喷射器发出操控信号，使得在时间t1，喷嘴针4开始从座17离开并且释放喷射器1与燃烧室16之间的连接。开始喷入。初级阀体51下游的压力降低，以及初级阀体51开始(以轻微的延迟，在此未示出)向下运动。
阶段B：初级阀体向下运动
阶段B开始首先与在图5中示出的“正常喷入(全负荷)”情况相同地示出。在时间t2，(未示出的)切换阀的操控信号结束。然而，现在由于故障，喷嘴针4保留固定在其打开位置中。这例如可能通过喷嘴针的直接夹紧而出现或通过上游连接的液压阀的故障而出现(t3-t6)。这引起以超过全负荷量的输入量持续喷入到燃烧室中，所述持续喷入可能引起燃烧室处的非常严重的损坏。因此，在没有限流的情况下，连续地引入燃料将引起发动机损坏。
与“正常喷入(全负荷)”情况(参见图5)相反，初级阀体51现在继续向下运动，直至所述初级阀体在时刻t4击到下止挡部18处的座54中，并且随后(可能在短暂碰撞后)阻挡燃料的穿流。
阶段C：初级阀体保留在下止挡部中
只要初级阀体51封闭下部的密封座，则处于初级阀体51下游的剩余的燃料量仍引入到燃烧室16中，直至喷射器1中的在初级阀体51下游的压力与燃烧室16中的压力均衡(t4-t5)。第二止挡部18上游的压力又与燃料压力均衡。
阶段D：到达最终状态
由于所施加的压力差，初级阀体51保留在下止挡部中，并且此外防止燃料从燃料输送装置后续流动到喷射器中(t5-t6)。
图7示出在没有安全阀6的情况下实施的喷射器中的部件的对应的运动以及图表。
阶段A：在正常喷入之前/之后的初始状态
在正常喷入之前或之后，所有部件和压力在时间t0处于其初始状态中。
阶段B：油轨的卸压
对油轨10或喷射器的共同的高压储存器12、15的高压进行卸压，其方式为，在时间t0切换例如连接在油轨10上的减压阀13，经由所述减压阀将燃料从油轨10引导回到储箱14中。借此，在时刻t1，油轨10中的压力通常在最短的时间(几毫秒)内下降直至储箱压力(环境压力)。
在没有安全阀6的情况下，初级阀5(在此同时是过压阀和限流阀)在上止挡部52中阻挡燃料从喷射器1流出到油轨10中返回至储箱14。由此，经由初级阀5的上止挡件构建先前存在的燃料压力的高度上的极其高的压力差。
阶段C：到达最终状态
高的压力差不减小或仅极其缓慢地减小(t>>t1)。一方面，这可能引起喷射器1内的构件损坏。另一方面，在拆卸喷射器1时，这对于人造成极大的危险。
图8示出在根据本发明的具有安全阀6的喷射器1中的部件的对应的运动以及图表。
阶段A：正常喷入之前/之后的初始状态
所述阶段与在图7中示出的不具有安全阀的情况类似。
在正常喷入之前或之后，所有部件和压力在时间t0处于其初始状态中。
阶段B：油轨的卸压
对油轨10或喷射器1的共同的高压储存器12、15的高压进行卸压，其方式为，在时间t0切换连接在油轨10上的减压阀13，经由所述减压阀将燃料从油轨10引导回到储箱14中。借此，在时刻t1，油轨10中的压力下降直至储箱压力(环境压力)。这与没有安全阀的情况(图7所示)类似。
但是，在具有安全阀6的喷射器1的情况下，由于在油轨与喷射器之间存在的压力差，安全阀体61现在向上运动，以及燃料可以从喷射器1流出到油轨10中。由此，仅非常小的压力差作用到安全阀座62上。由此，通过纯机械阀安全地和可靠地避免机械损坏和对于人的危险。
阶段C：到达最终状态
在相对短的时间之后，包括喷射器1的整个系统是无压力的(t>t1)。借此，可以在对于人没有危险的情况下安全地拆卸喷射器。喷射器保持无损坏。
图9示出根据本发明的不具有限流的功能的喷射器的实施方案。在此，与图2中的示图不同，在下止挡部18中存在至少一个穿引部20，所述穿引部不能通过放置初级阀体51来密封。
图10a至图10d示出在其中过压阀21与用于限流的阀22分开地设计的配置中的用于设置所述两个阀的不同方案。
图10a示出多个相同地构造的喷射器1，在所述喷射器的压力储备器25中，限压阀22设置在下部以及过压阀21设置在上部。在此，用附图标记24表示用于包括喷嘴针4的切换阀的空间。压力储备器25和用于切换阀的区域24在此经由高压连接23连接。
图10b示出一个设计方案，其中过压阀21居中地设置在压力储备器25中，以及限压阀22还位于下部的区域中。
图10c示出一个设计方案，其中不仅过压阀21而且限压阀22设置在压力储备器25的下部的区域中，其中过压阀21相对于限压阀22设置在上游。
图10d示出另一设计方案，其中不仅过压阀21而且限压阀22设置在压力储备器25的下部的区域中，其中限压阀22相对于过压阀21设置在上游。
图11示出，过压阀21的定位对喷射器1的功能特性具有影响。
在过压阀21定位在压力储备器25中的上部(参见图10a)时，刚才喷入的喷射器不能接触经由燃料管路11连接的喷射器1的高压容积，而是如果存在，仅可以接触其自身的或所连接的油轨10。由此可能引起在喷入期间喷射器1中的压力强烈的下降，并且借此引起喷入率的下降(不期望的功率损失)。这可以在图11中示出的图表中根据点划线看出。
在定位在下部时(参见图10c)，与正常喷入变化曲线相比，在喷射器1的打开阶段中的喷入期间——在开始正常的喷入变化曲线之后——在此期间可能引起速率的下降，因为过压阀21首先阻挡燃料后续流，并且从到达压力差开始才打开燃料后续流。打开——由于惯性和液压力平衡——在短的、但是不可忽略的时间内实现。在其中在上止挡部处的限压阀附件还对燃料的后续流进行节流的所述时间内，引起喷射器容积(切换阀容积+限压阀容积)中的压力的下降，并且借此引起速率的下降。只要过压阀以足够程度打开，则实现正常喷入率的均衡。
在压力储备器中定位在下部允许由过压阀和限压阀构成的组合式设计，并且在性能能力方面也视为有利的。这也是本专利中示出的和优选的变型方案。在相对于压力储备器居中地定位时，可以组合上述两个位置的优点，或消除或减少其缺点。
可以在很大程度上避免对速率变化曲线的影响。
在此不利的是，过压阀通常必须实施为单独的组件。此外，组合式的设计引起压力储备器的不期望的减小(通过构件容积取代流体容积)。

Claims (15)

1.一种用于将燃料喷入到内燃机、尤其柴油发动机的燃烧室中的燃料喷射器(1)，所述燃料喷射器包括：
用于输送燃料的输送开口(2)，
用于输出所述燃料的至少一个排出开口(3)，
喷嘴针(4)，所述喷嘴针能够在关闭位置和打开位置之间运动，在所述关闭位置中，所述至少一个排出开口(3)被封闭，在所述打开位置中，所述至少一个排出开口(3)被释放，以及
初级阀(5)，所述初级阀设置在所述输送开口(2)的下游和所述喷嘴针(4)的上游，并且所述初级阀设计用于，在超过所述初级阀(5)上游的区域相对于所述初级阀(5)下游的区域的过压时，才释放所述输送开口(2)与所述喷嘴针(4)之间的流体连接，
其特征在于，
设有安全阀(6)，所述安全阀设置在所述输送开口(2)的下游和所述喷嘴针(4)的上游，并且所述安全阀设计用于，在超过所述安全阀(6)下游的区域相对于所述安全阀(6)上游的区域的过压时，才释放所述输送开口(2)与所述喷嘴针(4)之间的流体连接。
2.根据上述权利要求1所述的燃料喷射器(1)，其中所述初级阀(5)包括：可运动的初级阀体(51)；可通过所述初级阀体(51)密封的初级阀座(52)；以及用于将所述初级阀体(51)朝向初级阀座(52)挤压的弹性张紧元件(53)，以及/或者
所述安全阀(6)包括：可运动的安全阀体(61)；可通过所述安全阀体(61)密封的安全阀座(62)；以及用于将所述安全阀体(61)朝向安全阀座(62)挤压的弹性张紧元件(63)。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射器(1)，其中所述初级阀座(52)设置在止挡件(7)处，所述止挡件具有可通过所述初级阀体(51)封闭或释放的至少一个穿引部(71)，并且其中所述止挡件(7)具有不能由所述初级阀体(51)封闭的至少一个第二穿引部(72)，所述第二穿引部仅能够借助于所述安全阀(6)封闭或释放。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射器(1)，其中所述安全阀(6)集成到所述止挡件(7)中，与所述止挡件共同作用和/或结合弹性张紧元件(63)形成所述止挡件。
5.根据上述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中
所述安全阀(6)通过呈球形的安全阀体(61)和构成为球座或锥座的安全阀座(62)产生密封作用，或者
所述安全阀(6)通过呈锥形的安全阀体(61)和构成为锥座的安全阀座(62)产生密封作用。
6.根据上述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中所述安全阀体(61)一件式地、两件式地或更多件式地实施。
7.根据上述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中所述初级阀(5)的张紧元件(53)朝向如下方向挤压所述初级阀体(51)：所述方向与所述安全阀(6)的张紧元件(63)挤压所述安全阀体(61)的方向相反，其中优选地，这两个方向彼此反平行地定向。
8.根据上述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中所述安全阀(6)设置在所述初级阀(5)的上游。
9.根据上述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中所述初级阀体(51)在关闭位置中与所述安全阀体(61)接触并且密封所述安全阀体(61)的穿引部，在所述关闭位置中，所述初级阀体的相关联的弹性张紧元件(53)挤压所述初级阀体，其中优选地，所述初级阀(5)的张紧元件(53)和所述安全阀(6)的张紧元件(63)分别施加力，以便将所述初级阀体(51)和所述安全阀体(61)彼此靠紧地按压，其中优选地，由所述安全阀(6)的张紧元件(63)施加的力大于由所述初级阀(5)的张紧元件(53)施加的力。
10.根据上述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中所述初级阀(5)还设计用于，限界从所述输送开口(2)引入的燃料朝向所述至少一个排出开口(3)的穿流，优选地，其中燃料在所述初级阀(5)下游的流出引起实现压力降，以便使初级阀体(51)沿与其初级阀座(52)相反的方向运动，使得所述初级阀体与下游的第二初级阀座(54)接触，并且停止从所述输送开口(2)朝向所述至少一个排出开口(3)的穿流。
11.根据上述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中所述初级阀体(51)和/或所述安全阀体(61)具有至少一个穿引部(55；65)，以用于从上游部段朝向下游部段或相反地引导燃料通过。
12.根据上述权利要求11所述的燃料喷射器(1)，其中用于引导所述初级阀体(51)的燃料通过的所述至少一个穿引部(55)与相关联的所述弹性张紧元件(53)错开地设置，优选地错开地设置成，使得流动穿过所述穿引部(55)的流体流不会穿引过所述弹性张紧元件(53)的线圈。
13.一种内燃机、尤其用于柴油和/或汽油的内燃机，所述内燃机具有至少一个根据上述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(1)。
14.根据权利要求13所述的内燃机，其中多个燃料喷射器(1)连接到共同的高压容积(10)上并且借助所述共同的高压容积间接地彼此连接。
15.根据上述权利要求13或14中任一项所述的内燃机，其中多个燃料喷射器(1)经由燃料管路(11)直接地彼此连接并且分别具有高压储存容积(12)，所述燃料喷射器经由通过所述燃料管路的连接与其他燃料喷射器(1)共享所述高压储存容积。
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