CN1290327A - 喷油阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷油阀,它具有一个可在一个涡旋部件(30)中轴向移动的阀针(20),该阀针具有一个与阀座(26)配合作用的阀闭合段(28),该阀还具有一个用于阀针(20)的内纵向孔(33)的涡旋部件(30),在其下游端部上具有一个涡旋部分(54),它带有涡旋产生装置,这些涡旋产生装置被构造成涡旋槽(56)的形式,涡旋槽由锥形外轮廓起向纵向孔(33)伸展,并且向着涡旋部件(30)的下端面(57)方向是敞开的。该喷油阀特别适合使用在混合压缩强迫点火内燃机的喷油装置中。

Description

喷油阀

技术水平

本发明涉及一种独立权利要求类型的喷油阀。

由DE-OS3534125已公知一种用于内燃机喷油装置的喷油阀，它具有带有一个内导向孔的喷管体，一个阀针可在该导向孔中轴向移动。该阀针在其下游端部具有一个锥形延伸的密封段，它与喷管体的一个同样锥形收缩的阀座面配合作用，并且这样构成了一个座阀。在锥形密封段的附近，在阀针的一个下导向段中，在圆周上分布地开设了多个配料孔，它们相对于阀纵轴线这样倾斜地分布，即，在由配料孔向一个喷出孔方向排出的燃油中强加一个旋转运动。在此，这些配料孔作为槽或孔被设置在轴向上可运动的阀针的外圆周上或者在外圆周附近。

由DE-OS2807052公开了另一个喷油阀，它带有一个可电磁操作的阀针，用于打开和关闭阀。这种喷油阀也具有一个喷管体，它作为一个阀壳体的部分，在其下游的端部上设置了一个阀座。该轴向可移动的阀针在一个套管状套筒的内孔中被导向，该套筒被配合插入该阀壳体中。在套筒的下端部上，在一个环肩上压装上一个环体，其外径小于阀壳体的内径。该环体以其下端面支撑在阀壳体上。在环体和阀针的一个闭合头之间构成了一个涡旋腔。燃油由一个外环腔经过两个开设在环体内壁上、并且沿切向通入涡旋腔中的配料孔进入涡旋腔中。

本发明的优点

具有独立权利要求特征的本发明喷油阀的优点是，以特别简单的类型和方式为施加了涡旋的燃油提供了特别有利的流动路径。由于本发明喷油阀的设计结构，获得了这样的优点，即，小的压力损失，均匀并且快速的流动起动以及一种所谓的短起始射束(Vorstrahl)(很快的射束制备)，这样，可产生很“精整”的射束图。涡旋部件涡旋区域的锥形外轮廓以及向阀座敞开的涡旋槽保证了，在燃油从涡旋槽向阀座方向排出时不出现流动的急转向。以有利的方式立即使流动沿着(锥形)座轮廓。此外，以有利的方式使得仅具有一个很小的涡旋腔体积。除了已经提及的短的“温和”的流动分布外，该流动分布使得能够很快地制备射束，本发明的喷油阀还具有这样的优点，即提高了喷油量与喷射时间之间的线性。

另外的优点在于，能够简单并且价廉地制造涡旋部件。通过加大涡旋槽，还能够在后来以相当简单的方式改变喷射参数如静态喷射量和喷射角。

借助于从属权利要求中所述的措施能够对独立权利要求中给出的喷油阀作进一步的有利构造和改进。

如果在涡旋部分的外轮廓上构造一个有角度过渡到锥形轮廓的密封边，则可提高在阀座体通孔的圆锥形内壁区域上以及在涡旋部件涡旋部分圆锥形外轮廓区域上的密封性。

附图

在附图中简化示出了本发明的实施例并且在下面的说明中进一步予以描述。其中，

图1示出了一个喷油阀；

图2以不同的比例示出了图1中用II标明的喷油阀喷油侧的端部区域；

图3示出了作为单个部件的图2中的涡旋部件；

图4示出了图3中涡旋部件的仰视图；

图5示出了涡旋部件下端部的另一种实施形式。

实施例的说明

在图1中举例示出的可电磁操作的阀具有用于混合压缩强迫点火式内燃机喷油装置喷油阀的形式，它具有一个由电磁线圈1至少部分包围、用作磁路内极的、管状、在很大程度上为中空圆柱体的铁芯2。该喷油阀特别适合于直接将燃油喷入内燃机的燃烧室。一个例如有台阶的线圈架3容纳着电磁线圈1的一个绕组，并且与铁芯2和一个环状、非磁性、由电磁线圈1部分包围的中间件4一起使喷油阀在电磁线圈1部位具有一个特别紧凑和短的结构，其中，该中间件4具有L形横截面。

在铁芯2中设置了一个贯通的纵向孔7，它沿着一个阀纵轴线8伸展。带有纵向孔7的铁芯2此外用作燃油输送通道，其中，它与一个上部的金属、例如铁氧体的壳体件14一起构成一个燃油入口接管。该壳体件14构成喷油阀的入口侧端部，并且沿轴向方向至少部分地包套住铁芯2。除了上部的壳体件14外，还另设有例如两个壳体件16，18，其中，该中间的壳体件16被构造成一个盖件的形式。作为盖件，该中间的壳体件16在上部构成电磁线圈1线圈腔的边界。下部的壳体件18与该中间的壳体件16固定相连、径向上环绕封闭住电磁线圈1，并且从下面支撑住该中间件4，并且部分地用作轴向可移动的阀件的导向件。该下部的壳体件18部分地环绕包围一个纵向伸展的阀座体21，该阀座体具有一个内通孔24，该通孔在很大程度上容纳该轴向可移动的、由一个衔铁19和一个阀针20组成的阀件。这两个壳体件16和18例如可借助于一道焊缝相互固定连接。

在图1所示的实施例中，下部的壳体件18与该很大程度上为管状的阀座体21通过螺纹连接相互固定地连接；焊接或钎、锡焊同样是可行的接合方法。壳体件18与阀座体21之间的密封例如借助于一个密封圈22实现。阀座体21的、与阀纵轴线8同心分布的内通孔24在其整个轴向长度上伸展，其中，由于有不同的台阶，该通孔24的横截面向下游方向总是进一步变小。在其下端部25上，该下端部同时也是整个喷油阀的下游终端，阀座体21通孔24的圆锥形伸展的内壁构成一个阀座26。该通孔24在阀座26下游作为一个排出孔27终止，该排出孔27用于燃油的排出并且具有相比较而言很小的直径。在该通孔24中例如布置了杆状的、具有一个圆形横截面的阀针20，它在其下游端部具有一个阀闭合段28。这个锥形收缩的阀闭合段28以公知的方式与沿流动方向截锥形收缩的阀座26作为座阀配合作用。

在阀座体21的通孔24中，至少在其与阀座26邻接的上游段中，安置了一个按照本发明的套管状涡旋部件30，其外径稍微小于通孔24的相应直径，这样它们之间的部分可由燃油流过。装配到阀座体21中的该涡旋部件30具有一个上部的径向上凸出的凸缘31，涡旋部件30借助该凸缘31固定地座置到阀座体21的一个内肩32上。该涡旋部件30又具有一个内纵向孔33，阀针20可在其中沿着该纵向孔移动，其中，可以为阀针20构造一个特殊构造的内导向部分。一个被壳体固定地支撑的螺旋弹簧34靠置在凸缘31的背向肩32的面上，并且用于将涡旋部件30压靠在阀座体21上，由此避免涡旋部件30沿轴向滑动。以下还将结合附图对涡旋部件30进一步说明。

喷油阀的操作以公知方式电磁进行。具有电磁线圈1、铁芯2和衔铁19的电磁路用于轴向移动阀针20，并由此克服安置在套管10内的一个复位弹簧35的弹簧力来打开喷油阀或者关闭喷油阀。衔铁19例如通过一道焊缝与阀针20的背离阀闭合段28的端部相连接，并且对准铁芯2。衔铁19在轴向移动期间在非磁性的中间件4中被导向。

在铁芯2的内纵向孔7中插入、压入或拧入一个调节套筒38。它用于调节靠置在该调节套筒38上的复位弹簧35的弹簧预压紧程度，该弹簧的另一端支撑在与阀针20相连的衔铁19上。在衔铁19中设置了一个或多个环状或类似孔的流动通道40，通过它们，燃油可由纵向孔7流出沿阀针直到流入通孔24中。一个燃油过滤器42在入口侧伸入纵向孔7中，该过滤器42用于过滤出这样的燃料成份，它们由于其大小可能会在喷油阀中造成堵塞或损伤。该燃油过滤器42例如通过压入被固定在上部的壳体件14中。

在电磁线圈1未激励时，阀针20的一个终端位置通过阀针20的阀闭合段28在阀座26上的靠置来确定，而阀针20的另一个终端位置在电磁线圈1激励时通过衔铁19在铁芯2上的靠置来确定。在这些止挡部位上，部件的表面例如被镀铬。

电磁线圈1的电接通以及其激励通过接触元件43实现，这些接触元件在由塑料制成的原本的线圈架3之外也被设置上塑料压力包封件45。盖状的中间壳体件16在其圆周的一个部位上具有一个缝槽状的留空，确切地说正好在穿过接触元件43的区域中。环包接触元件43的塑料压力包封件45因此伸过壳体件16中的这个留空，如在图1中左侧可看出的。由塑料压力包封件45中伸展出一个电连接缆线44，通过它实现电磁线圈1的通电。

在图2中以进一步放大的比例示出了图1中用II标示出的喷油阀的喷射侧端部，以便清楚地示出特别是涡旋部件30的结构以及在阀座体21通孔24中的流动情况。燃油由通孔24的朝向电磁线圈1的上段流过来，到达凸缘31部位，流入涡旋部件30中。在涡旋部件30中，在阀针20的外径与纵向孔33的内壁之间首先构成了一个环状的中间腔47，它随后被流过。在涡旋部件30的、在下游接在凸缘31之后的上部段48中例如设置了多个在轴向上两个环区域中安置的、沿径向贯穿内壁的横孔49，燃油可以通过这些横孔由中间腔47向涡旋部件30之外流出。

燃料由横孔49流出到达涡旋部件30的外径与阀座体21通孔24的内壁之间的一个环腔50中，沿轴向向下游向阀座26方向流动。涡旋部件30的一个被环流过的下段51上具有例如四个削平抛光的面52，这样，涡旋部件30在其下段51上具有一个在很大程度上为四方形的外轮廓，这特别是可由图4清楚地看出。在下段51中的内纵向孔33作为导向孔53设置了一个这样的直径，即，阀针20可以在其中被导向。然而，该段51也可以例如是三边或六边形。

一个下涡旋部分54在背离凸缘31一侧与该四方形段51相连，该涡旋部分54被构造成具有一个锥形的、向下游方向收缩的外轮廓。在此，该涡旋部分54在阀座26之上座置在通孔24的在该区域同样锥形分布的内壁上。由该锥形外轮廓起，在涡旋部分54中沿径向向该内纵向孔33延伸着多个、例如四个涡旋槽56。这些例如被磨削加工出、并且平行于锥形阀座26分布的涡旋槽56，由于它们在下涡旋部分54中的设置，是向着涡旋部件30的下端面57敞开的，并因此是端侧的通道。由于涡旋槽56的偏心度以及相对于内纵向孔33的切向定位，该内纵向孔33在该区域构成了某种涡旋腔，因而对于由相应的涡旋槽56流出的流动强加上了一个涡旋分量。这样，以理想方式，精确地获得了确定要求的参数、如射束分布和小滴大小。在激励电磁线圈1时，通过使阀针20的阀闭合段28从阀座26上抬起，将燃油自由释放到排出孔27中，然后由喷油阀排出。

在图3中以图2公开的方式再一次作为单个构件示出了本发明的涡旋部件30。图4示出了图3中涡旋部件30的仰视图。在图4中特别清楚地示出，在涡旋部件30的下段51上例如设置了四个分别相互垂直的抛光面52，这样，构成了总体上在很大程度上为四方形的轮廓。在涡旋部分54中，从这四个抛光面52起开设了四个涡旋槽56，它们通入内纵向孔33中。这些涡旋槽56相对于纵向孔33例如沿切向分布。这些涡旋槽56在横截面中例如被制成拱形，类似隧道大门。

代替图2至图4中示出的涡旋槽56，也可以将涡旋孔56成形在下涡旋部分54中，成形为未示出的涡旋钻孔形式。与已详细描述的涡旋槽56一样，这些涡旋钻孔平行于圆锥形阀座26分布。然而，作为涡旋钻孔，这些涡旋孔相距涡旋部分54的锥形外轮廓具有一个内壁，其中，壁厚在0．2至0．5mm的范围内。这些涡旋钻孔同样终止于涡旋部件30的下端面57上。

图5示出了涡旋部件30下段51的另一个实施例。在此，主要是涡旋部分54的锥形外轮廓有了变化。在图2和图3所示的实施例中，由段51向涡旋部分54的过渡在外轮廓中没有台阶或凸缘，而在图5所示的实施例中在该过渡区域中构造了一个密封边58，它是一个例如垂直于段51分布的台阶，并且保证了一个高的密封性。该密封边58在装配状态下靠置在阀座26之上的阀座体21内壁上。

Claims (12)

1、用于内燃机喷油装置的喷油阀，它特别是用于直接将燃料喷入内燃机的一个燃烧室中，具有一个操作装置，借助它可使一个阀针沿轴向移动，其中，阀针具有一个阀闭合段；该阀还具有一个阀座体，其上构造了一阀座，阀闭合段与该阀座配合作用；还具有一个涡旋部件，它在阀座上游具有一个用于阀针的内纵向孔和用于燃料的涡旋产生装置，其特征是，涡旋部件(30)在其下游端部上具有一个涡旋部分(54)，它在其外轮廓上被成形为锥形，并且具有从其外轮廓起向纵向孔(33)伸展的多个涡旋孔(56)，这些涡旋孔在涡旋部分的下端面(57)上伸展。

2、按照权利要求1的喷油阀，其特征是，阀座(26)被构造成锥形的，涡旋孔(56)平行于阀座(26)伸展。

3、按照权利要求1或2的喷油阀，其特征是，这些涡旋孔被成形为涡旋槽(56)，它们向着下端面(57)是敞开的。

4、按照权利要求1或2的喷油阀，其特征是，这些涡旋孔(56)被成形为涡旋钻孔，它们以0．2至0．5mm的壁厚相距锥形外轮廓间隔开。

5、按照权利要求1的喷油阀，其特征是，涡旋部件(30)具有一个背向涡旋部分(54)的上凸缘(31)，它座置在阀座体(21)的一个肩(32)上。

6、按照前述权利要求之一的喷油阀，其特征是，涡旋部件(30)的纵向孔(33)在一个上段(48)中的直径大于阀针(20)的外径，这样，构成了一个可由燃料流过的环状中间腔(47)。

7、按照权利要求6的喷油阀，其特征是，在涡旋部件(30)的上段(48)中设置了多个沿径向贯穿壁的横孔(49)，燃料可以通过这些横孔由中间腔(47)流入在阀座体(21)和涡旋部件(30)之间构成的环腔(50)中。

8、按照前述权利要求之一的喷油阀，其特征是，涡旋部件(30)的一个朝向涡旋部分(54)的下段(51)，由于具有抛光面(52)的原因，具有一个在很大程度上为四方形的外轮廓。

9、按照权利要求3或4的喷油阀，其特征是，涡旋孔(56)沿切向通入内纵向孔(33)中。

10、按照前述权利要求之一的喷油阀，其特征是，涡旋部分(54)的外轮廓无台阶地锥形伸展。

11、按照权利要求1至9之一的喷油阀，其特征是，在涡旋部分(54)的外轮廓上构造了一个弯角到锥形轮廓的密封边(58)。

12、按照权利要求3的喷油阀，其特征是，涡旋槽(56)可借助磨削被制造。

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