CN1211575C - 燃料喷射阀 - Google Patents

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Abstract

一种燃料喷射阀(1)，特别是用于内燃机燃料喷射装置的喷射阀，具有一个压电或磁致伸缩的执行元件(8)；一个可由该执行元件(8)借助于一个液压的温度补偿装置操作的阀针(15)以及一个可由阀针(15)操作的阀关闭体(28)，它与一个阀座面(14)配合形成一个密封座；在此，所述温度补偿装置包括一个阀针带动套筒(31)，该阀针带动套筒(31)环握阀针(15)的阀针突出部(32)，并且以一个阀针带动突出部(33)按段地环包围阀针(15)，此外，阀针带动套筒(31)与阀针(15)包围了一个温度补偿腔(27)，该温度补偿腔(27)为了用燃料填充它通过一个单向阀(29)与燃料喷射阀(1)的一个燃料入口(4)连接。

Description

燃料喷射阀
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机燃料喷射装置的喷射阀，它具有一个压电或磁致伸缩的执行元件；一个可由该执行元件借助于一个液压的温度补偿装置操作的阀针以及一个可由阀针操作的阀关闭体，它与一个阀座面配合形成一个密封座。
背景技术
由DE 195 19 192 C1公开了一种独立权利要求所述类型的燃料喷射阀。由该文献公知的燃料喷射阀具有一个压电执行元件，一个可由该执行元件借助于一个液压的行程变换器操作的阀针和一个可由该阀针操作的阀关闭体，该阀关闭体与一个阀座面配合作用形成一个密封座。在此，所述行程变换器同时承担了温度补偿的任务，对此，在该行程变换器中设置了环状的缝隙，它使得燃料可以流入和流出一个行程变换器腔，从而补偿燃料喷射阀构件的与温度有关的长度变化。
由DE 195 19 192 C1公开的燃料喷射阀的缺点是，燃料在行程变换器腔中的流入和流出通过该环状的缝隙只能以很小的燃料流量实现，这样，行程变换器腔的完全注满要求一个时间间隔，它明显长于一个喷射周期。这种公知的燃料喷射阀因此不适合于挥发性的燃料、例如汽油。在使用燃料汽油时，在燃料喷射阀的更长使用时间中，特别是环境温度更高时，汽油部分地由行程变换器腔挥发出，这样，在执行元件操作时，不可能由有动态力传递到阀针上，因此，燃料喷射阀不能足够快地被操作。
由DE 37 42 241 C2公知了一种带有一个液压行程变换器的燃料喷射阀，其中，作为液压介质使用了液压油。在此，温度补偿通过一个安置在阀针中的单向阀以及通过在阀针和一个缸之间或在一个缸与一个套管之间设置的环缝实现。在操作燃料喷射阀时，所述缸将液压油的一部分由行程变换器腔排挤出，由此使得阀针被逆着缸的推移方向操作。
发明内容
按照本发明，提出了一种用于内燃机燃料喷射装置的喷射阀，它具有一个压电或磁致伸缩的执行元件；一个可由该执行元件借助于一个液压的温度补偿装置操作的阀针以及一个可由阀针操作的阀关闭体，它与一个阀座面配合形成一个密封座；其中，所述温度补偿装置包括一个阀针驱动套筒，该阀针驱动套筒环握阀针的阀针突出部，并且该阀针驱动套筒的一个阀针驱动突出部环绕包围阀针的一段，阀针驱动套筒与阀针包围了一个温度补偿腔，为了用燃料填充该温度补偿腔，该温度补偿腔通过一个单向阀与喷射阀的一个燃料入口连接，该单向阀与阀针驱动套筒的一个内腔相连。
本发明燃料喷射阀的优点是，通过简单的结构性措施构成一个温度补偿腔，其中，燃料的压力被利用，以便通过一个单向阀在短时间内完全用燃料充满温度补偿腔。
有利的是，所述单向阀与阀针驱动套筒的一个内腔相连，其中，特别有利的是，阀针驱动套筒具有一个侧留空，它是一个将燃料入口经单向阀与温度补偿腔相连接的燃料管道的一部分。由此，可以紧凑地构型温度补偿装置的结构。
以有利的方式，在阀针驱动套筒的一个内腔中设置了一个关闭弹簧，它通过阀针的阀针突出部对温度补偿腔中燃料的压力产生影响。由此，可以利用在阀针驱动套筒内腔中的一个空位来安置关闭弹簧，由此获得燃料喷射阀的紧凑结构。
有利的是，阀针具有一个空槽，在该空槽中安置了一个球来形成所述单向阀，该球与所述空槽的一个同心的、特别是锥形的密封面配合形成一个密封座。通过将单向阀集成在阀针中减少了构件数，并且通过简单的结构减少了加工费用。
以有利的方式，在空槽中设置了一个与阀针相连的调节销，用于调节单向阀的球的最大开启运动。通过调节该最大开启运动，特别是预定了该单向阀的动作参数特性。
有利的是，在阀针突出部与阀针驱动套筒之间设置了一个环缝隙，在燃料喷射阀的构件发生与温度有关的长度变化时，所述缝隙使得燃料可以由该温度补偿腔漏出。以这种方式，这样构造在阀针突出部与阀针驱动套筒之间设置的导向面，使得它同时能够排出温度补偿腔中的气体。同样有利的是，在阀针和阀针驱动套筒的突出部之间设置了一个环缝隙。
有利的是，在阀针中的空槽通过阀针上的一个侧孔与温度补偿腔相连。
附图说明
在附图中简单示出了本发明的实施例，并且在以下的说明书部分中进一步说明。其中，
图1是通过本发明燃料喷射阀一个实施例的示意性轴向剖视图，
图2是图1中局部II的轴向剖视图。
具体实施方式
图1在一个示意性轴向剖视图中示出了本发明燃料喷射阀1。该燃料喷射阀1作为所谓的汽油直接喷射阀特别是用于直接将燃料、特别是汽油喷射到混合压缩强迫点火内燃机的燃烧室中。在该实施例中，燃料喷射阀1构造为向内打开式的。然而，本发明的燃料喷射阀1也适合用于其它的应用情况。
燃料喷射阀1具有一个阀壳体2，它包括一个电接头3和一个燃料入口4。在燃料喷射阀1阀壳体2的内部有一个压电的或磁致伸缩的执行元件8，它支撑在一个与阀壳体2相连接的支撑元件5上，并且由弓形段6，7包围。在操作执行元件8时，它沿操作方向9伸长，由此使得弓形段6，7以及一个与这些弓形段6，7相连接的推杆10沿操作方向9运动。以这种方式实现行程换向，这样，在操作执行元件8时推杆10逆着喷出方向11运动。
图2在一个示意性轴向剖视图中示出了燃料喷射阀1的实施例的在图1中用II标明的部分。
阀壳体2通过一个环绕的焊缝12与一个阀座体13相连接。该阀座体13具有一个阀座面14，它与一个构造在一个阀针15上的阀关闭体28配合形成一个密封座。该阀针15由一个阀针导向件16导向，该阀针导向件具有至少一个留空17用于将燃料导送到由阀针15和阀座面14构成的密封座。
阀针15具有一个内部的、纵向分布的空槽18，它包括一个第一部分段19和一个第二部分段20，其中，在第一部分段19和第二部分段20之间构造了一个锥形的密封面21。在空槽18的第二部分段20中有一个球22，它靠置在该空槽18的密封面21上。在此，第一部分段19的直径小于球22的直径，这样球22不会到达部分段19中，并且球22的直径小于第二部分段20的直径，这样该球可在第二部分段20中运动。球22的运动由一个调节销23限制，它通过一个调节元件24被固定在阀针15的空槽18中。调节元件24配合在阀针15的空槽18中，并且相对于空槽18的第二部分段20借助于一个密封圈34密封，来密封空槽18的第二部分段20。密封面21与调节销23的一个上端面25之间的间距限制了球22的运动，这样，通过调节销23调节出球22的一个最大开启运动。阀针15具有一个侧孔26，它将空槽18的第二部分段20与一个温度补偿腔27连接。以这种方式通过球22和密封面21构成了一个单向阀29，它在燃料由空槽18的第一部分段19向空槽18的第二部分段20流动时打开，并且在反向的燃料流动时关闭。
推杆10借助于一个环绕的焊缝30与一个阀针驱动套筒31连接，该阀针驱动套筒31环绕作用着阀针15的一个阀针突出部32，并且以一个阀针驱动突出部33按段地环绕包围阀针15。阀针驱动套筒31与该阀针15包围一个温度补偿腔27，其中，该温度补偿腔27的体积可以通过阀针突出部32与阀针驱动突出部33之间的距离来改变。
阀针驱动套筒31具有一个侧留空35，它在该实施例中作为孔构造。通过该侧留空35、阀针驱动套筒31的一个内腔36、空槽18以及孔26形成一个燃料管道，它将燃料入口4通过所述单向阀与温度补偿腔27相连接。
在阀针驱动套筒31的内腔36中设置了一个关闭弹簧37，它通过阀针15的阀针突出部32对温度补偿腔27中燃料的压力产生影响。关闭弹簧37在此在一侧支撑在推杆10上，并且在另一侧支撑在阀针15的阀针突出部32上。
在阀针15的阀针突出部32与阀针驱动套筒31之间构造了一个环缝隙38，通过它实现阀针驱动套筒31的内腔36与温度补偿腔27之间的大大节流的燃料流。此外，在阀针15与阀针驱动套筒31的阀针驱动突出部33之间设置了一个环缝隙39，它使得在温度补偿腔27与燃料喷射阀1的内腔40之间可以有大大节流的燃料流。
以下，对本发明温度补偿装置的工作方式进一步详细说明。在此首先假设，燃料喷射阀1至少未完全被燃料充满。
在燃料喷射阀1运行时，燃料被通过燃料入口4在高压下导入燃料喷射阀1的内腔40中。由此使得燃料喷射阀1的内腔40、阀针导向件16的留空17以及通过阀针驱动套筒31的侧留空35使得阀针驱动套筒31的内腔36被燃料充满。燃料由阀针驱动套筒31的内腔36流入空槽18的第一部分段19，由此相对于空槽18的第二部分段20产生一个超压，这样，使单向阀29的球22由密封面21抬离，并且将第二部分段20、孔26以及经孔26使温度补偿腔27被燃料充满。
如果操作执行元件8，则推杆10沿操作方向9运动，由此，阀针驱动突出部33通过完全被充满的温度补偿腔27中的燃料作用在阀针15的阀针突出部32上，并且使阀针从阀座体13的阀座面14上抬起，由此打开密封座。燃料由燃料喷射阀1的内腔40经阀针导向件16的留空17通过阀针15与阀座面14之间形成的缝隙进入喷出通道45，由此使得燃料从燃料喷射阀1喷出。在此，在阀针驱动突出部33沿操作方向9运动时，在温度补偿腔27中产生一个过压，这样将球22压在密封面21上，并且单向阀29被关闭。
在推杆10回位时，阀针驱动套筒31的阀针驱动突出部33逆着操作方向9运动，此时，关闭弹簧37一起带着阀针15在阀针驱动套筒31中运动，这样，温度补偿腔27中的体积至少保持近似恒定。
如果由于燃料喷射阀1的部件的长度变化而使得在阀针驱动套筒31的阀针驱动突出部33完全复位之前阀针15已经靠置在阀座体13的阀座面14上，则在阀针驱动突出部33完全复位时，温度补偿腔27的体积变大，这样，温度补偿腔27中燃料的压力相对于由燃料入口4输入的燃料压力减小，因此单向阀29打开，燃料流入温度补偿腔27。
如果在燃料喷射阀1的部件由于温度原因而长度变化时，在由阀针15和阀座体13的阀座面14构成的密封座被完全关闭之前，阀针驱动套筒31的阀针驱动突出部33已经复位，这样由于阀针驱动套筒31内腔36中燃料的压力以及关闭弹簧37的力使得燃料由温度补偿腔27通过环缝隙38，39排挤出，这样实现阀针15的完全关闭。
如果在燃料喷射阀1的一个运行间隔之后，温度补偿腔27没有或只是被燃料部分地充满，则它通过单向阀29被完全充满燃料，在此，获得了温度补偿腔27的体积与燃料喷射阀1的关闭位置的匹配。
因为温度变化与阀的打开时间相比进行的慢，与温度有关的长度变化被补偿，特别是在燃料喷射阀1的关闭状态下，即，阀关闭体28靠置在阀座面14上。
在燃料喷射阀1运行中，在燃料喷射阀1的打开位置，即，阀针15由阀座面14抬起，关闭弹簧37使温度补偿腔27稍微变小，因为通过阀针15的加载，在阀针突出部32上产生燃料从温度补偿腔27中的泄漏流出。一般地，上述情况中，在阀针驱动套筒31的阀针驱动突出部33完全回位之前，已经实现了阀针15在阀座体13的阀座面14上的靠置。因此，燃料喷射阀1始终以一个与关闭弹簧37有关的剩余力关闭。
本发明不局限于所示出的实施例。特别是本发明适合用于向外打开式的燃料喷射阀1。

Claims (11)

1.一种用于内燃机燃料喷射装置的喷射阀，它具有一个压电或磁致伸缩的执行元件(8)；一个可由该执行元件(8)借助于一个液压的温度补偿装置操作的阀针(15)以及一个可由阀针(15)操作的阀关闭体(28)，它与一个阀座面(14)配合形成一个密封座；
其特征在于，
所述温度补偿装置包括一个阀针驱动套筒(31)，该阀针驱动套筒(31)环握阀针(15)的阀针突出部(32)，并且该阀针驱动套筒的一个阀针驱动突出部(33)环绕包围阀针(15)的一段，
阀针驱动套筒(31)与阀针(15)包围了一个温度补偿腔(27)，为了用燃料填充该温度补偿腔(27)，该温度补偿腔(27)通过一个单向阀(29)与喷射阀(1)的一个燃料入口(4)连接，该单向阀(29)与阀针驱动套筒(31)的一个内腔(36)相连。
2.按照权利要求1的喷射阀，其特征在于，阀针驱动套筒(31)具有一个侧留空(35)，它是一个将燃料入口(4)经单向阀(29)与温度补偿腔(27)相连接的燃料管道的一部分。
3.按照权利要求1或2的喷射阀，其特征在于，在阀针驱动套筒(31)的一个内腔(36)中设置了一个关闭弹簧(37)，该关闭弹簧通过阀针(15)的阀针突出部(32)对温度补偿腔(27)中燃料的压力产生影响。
4.按照权利要求1或2的喷射阀，其特征在于，阀针(15)具有一个空槽(18)，在该空槽(18)中安置了一个球(22)来形成所述单向阀(29)，该球与所述空槽(18)的一个同心的密封面(21)配合形成一个密封座。
5.按照权利要求4的喷射阀，其特征在于，在空槽(18)中设置了一个与阀针(15)相连的调节销(23)，用于调节单向阀(29)的球(22)的最大开启运动。
6.按照权利要求4的喷射阀，其特征在于，在阀针(15)中的空槽(18)通过阀针(15)上的一个侧孔(26)与温度补偿腔(27)相连。
7.按照权利要求1或2的喷射阀，其特征在于，在阀针突出部(32)与阀针驱动套筒(31)之间设置了一个缝隙，在喷射阀(1)的构件发生与温度有关的长度变化时，所述缝隙使得燃料可以由该温度补偿腔(27)漏出。
8.按照权利要求1或2的喷射阀，其特征在于，在阀针(15)与阀针驱动套筒(31)的阀针驱动突出部(33)之间设置了一个缝隙，在喷射阀(1)的构件发生与温度有关的长度变化时，所述缝隙使得燃料可以由该温度补偿腔(27)漏出。
9.按照权利要求4的喷射阀，其特征在于，所述密封面(21)是锥形的密封面。
10.按照权利要求7的喷射阀，其特征在于，所述缝隙是一个环缝隙(38)。
11.按照权利要求8的喷射阀，其特征在于，所述缝隙是一个环缝隙(39)。
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