CN1394257A - 燃料喷射阀 - Google Patents

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Abstract

燃料喷射阀(1),特别是用于直接将燃料喷入混合气压缩、强迫点火式内燃机的燃烧室内,具有一个带有涡旋通道(36)和一个中心孔(38)的涡旋盘(35)以及一个插入该中心孔(38)的导向补偿件(41),其中心轴线可相对于燃料喷射阀(1)的中心轴线倾斜并且它相对于阀针(3)具有一个密封的配合。由一个设置在涡旋盘(35)上的密封座面(39)和导向补偿件(41)的一个径向扩大部(40)构成了一个可允许中心轴线偏转的密封座,它同样阻止无涡旋漏流的出现,如在阀针(3)与导向补偿件(41)之间的密封配合那样。

Description

燃料喷射阀
现有技术
本发明涉及独立权利要求所述类型的一种燃料喷射阀。
具有用于导向阀针的部件的燃料喷射阀已经由DE3643523A1公开。它们具有一个安置在阀密封座上游的涡旋盘,具有一个中心导向孔。在此,涡旋通道用于输送流体,这些涡旋通道将在涡旋盘上游的由燃料加压的腔与一个接在流动方向上的涡旋腔相连接。在阀打开时,燃料由涡旋通道流入涡旋腔中,其中速度矢量具有一个圆周方向的分量。涡旋盘的中心孔承担了阀关闭体或者说阀针的导向。该涡旋盘在此通过一个在阀座区域上的锥形座面定中心,在该阀座上它由于燃料流的节流保持密封地靠置。为了避免沿着导向孔出现燃料的旁通路,涡旋盘中的孔相对于阀针或者阀关闭体的配合公差被确定的紧。
此外,由DE19625059A1公开了一个燃料喷射阀,在该阀中在密封座的上游在一个组件中设置了阀针或者阀关闭体的导向结构。如在DE3643523A1中那样,在此同样通过在导向孔和阀针或者阀关闭体之间构造尽可能小的间隙尺寸阻止形成旁通路。涡旋的产生通过具有切向部分的孔实现,这些孔通到阀密封座的上游。阀针在一个套管中被导向,该套管又通过在下游的锥形结构在阀座中定心。在另一个实施例中,阀座体和导向结构被构造为一体的。
在所示出的燃料喷射阀中缺点是,在阀部件的制造中需要有高的精度。涡旋的构成主要取决于涡流通道由流体流过的情况。存在的燃料旁通路导致一部分流体没有圆周速度,并且使得涡旋的形成变差,并因此使燃料的雾化变差。最终它导致燃烧变差。由于制造原因,部件的尺寸是有公差的。这会导致阀针或者阀关闭体在阀座区域中有角度误差。在上述的燃料喷射阀中,阀针或者阀关闭体的导向由一个部件承担,该部件在喷嘴体中或者形状配合或者材料结合地定中心。导向孔相对于阀针或者阀关闭体位置的定位补偿因此是不可能的。位置误差的补偿只能通过加大导向孔实现。结果,同样加大了旁通路。这样造成配量的燃料量改变以及射束图改变。为了能够满足对射束图以及配量的高要求,要使用成本很高的加工方法,借助它们保证所有涉及的部件在它们相对于燃料喷射阀中心轴线的位置方面的精确加工和装配。
本发明的优点
相比而言,按照权利要求1所述特征的本发明燃料喷射阀的优点是,阀针的中心轴线可以相对于燃料喷射阀的中心轴线倾斜,而不要求改变阀针或者阀座体与起导向作用的孔之间的配合。通过使用两个相互柔性支承的部件可以使一个导向补偿件与阀针共同地倾斜。导向补偿件和阀针在此保持位置正确地定位,由此实现了两个部件间密封配合的改善。阀针和燃料喷射阀中心轴线之间角度的补偿在此通过在导向补偿件和涡旋盘之间构成一个密封座来实现,它相对于涡旋盘中心轴线与导向补偿件的中心轴线之间的角度而言是柔性的。所有到达喷出孔的燃料流因此流过涡旋通道,由此可以产生所需的确定涡旋并且精确地配量喷射的燃料量。
通过在从属权利要求中列举的措施,可以有利地改变在权利要求1中说明的燃料喷射阀。
在此有利的是具有这样的可能性,即将涡旋盘与所述导向补偿件以及一个弹簧在阀装配中一起加工。整个组件可以在另外的装配过程中象一个单一的部件那样被处理。
另外的优点是,导向补偿件以及球形阀关闭体的球形密封面在燃料喷射阀的初始状态下有共同中心点。通过阀座体唯一地确定了阀关闭体的位置。因此,角度误差仅仅导致了绕球形阀关闭体的中心点的转动。两个密封座的密封靠置不受绕共同中心点的转动影响。
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被详细地说明。其中,
图1是本发明燃料喷射阀的一个示意性部分剖视图;
图2是通过本发明燃料喷射阀实施例的图1中局部II的示意性剖视图。
实施例的说明
在根据图2详细说明本发明燃料喷射阀1或者说具有导向补偿件41的涡旋盘35的实施例之前,为了更好地理解本发明首先应结合图1对本发明的燃料喷射阀1在一个整体视图中结合其主要部件短暂说明。
燃料喷射阀1具有一个用于混合气压缩、强迫点火式内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀的形式。该燃料喷射阀1特别适合于直接将燃料喷射到一个未示出的内燃机燃烧室中。
燃料喷射阀1由一个喷嘴体2构成,其中安置了一个阀针3。该阀针3与一个阀关闭体4作用连接,该阀关闭体与一个设置在阀座体5上的阀座面6配合作用构成了一个第一密封座。该燃料喷射阀1在所述实施例中是一个向内打开的、可电磁操作的燃料喷射阀1。它具有一个喷出孔7。该喷嘴体2通过一个密封件8相对于电磁线圈10的外极9密封。该电磁线圈10被包装在一个线圈壳体11中,并且被绕制在一个线圈架12上,该线圈架靠置在电磁线圈10的内极13上。该内极13和外极9通过一个缝隙26相互分开,并且支承在一个连接构件29上。该电磁线圈10通过一个导线19被可经过一个电插头17输入的电流激励。插头17由一个塑料外壳件18包围,该塑料外壳件可被注塑在内极13上。
阀针3在一个盘形构成的阀针导向件14中被导向。一个配对的调节盘15用于调节行程。在调节盘15的另一侧上有一个衔铁20,它通过一个第一法兰21与阀针3构成传力链地连接,该阀针例如通过一道焊缝22与第一法兰21连接。在第一法兰21上支承着一个复位弹簧23,它在燃料喷射阀1的该结构形式中由一个套管24偏压。
一个与阀针3同样经一道焊缝33连接的第二法兰31用作下部的衔铁止挡件。放置在该第二法兰31上的一个弹性中间环32避免在燃料喷射阀1关闭时的颤振。
在阀针导向件14、衔铁20以及涡旋盘35中分布着燃料通道30a,30b或者说涡旋通道36,它们将经一个中心燃料输入部16输入的并且由一个过滤元件25过滤的燃料导送到阀座体5中的喷出孔7。该燃料喷射阀1通过一个密封件28相对于未示出的分配器管路密封。
在燃料喷射阀1的静止状态中,衔铁20被复位弹簧23通过在阀针3上的第一法兰21逆着其行程方向这样加载,使得阀关闭体4密封地靠置保持在阀座面6上。在电磁线圈10被激励时,它建立起一个磁场,该磁场使得衔铁20逆着复位弹簧23的弹簧力沿行程方向运动,其中所述行程通过在初始状态下位于内极13和衔铁20之间的一个工作间隙27预定。衔铁20带动与阀针3焊接连接的第一法兰21,并且因此同样使阀针3沿行程方向运动。与阀针3作用连接的阀关闭体4从阀座面6上抬起,经燃料通道30a,30b或者说涡旋通道36到达喷出孔7的燃料被喷出。
如果关掉线圈电流,衔铁20在电磁场足够衰减后受复位弹簧23作用到第一法兰21上的压力作用由内极13上降下,由此使得阀针3逆着行程方向运动。由此使阀关闭体4座置到阀座面6上并且关闭燃料喷射阀1。
燃料喷射阀1的本发明结构具有一个涡旋盘35,在其中心孔38中集成了一个阀座面39,它与一个导向补偿件41在下游端部的一个径向扩大部40配合作用构成一个第二阀座,并且允许阀针3中心轴线相对于燃料喷射阀1的中心轴线偏转。
如图2所示,涡旋盘35具有涡旋通道36,用于导向燃料流。这些涡旋通道例如作为槽设置在涡旋盘35的下游的面43内,并且与阀座体5的上游的面44围成涡旋通道36。为了产生涡旋,涡旋通道36以切向部分通入阀座面6上游的一个涡旋腔37。另外涡旋盘35具有一个中心的通孔38,它在下游具有一个径向的扩大部45,并且被阀针3和导向补偿件41穿过。在扩大部45中设置了一个朝向下游的密封座面39。
导向补偿件41同样具有一个中心孔46,它相对于阀针3的径向尺寸这样确定公差,使得阀针3可以容易地进行轴向运动,相反却阻止了沿着配合部形成漏流。在其下游的端部上该导向补偿件41具有一个径向扩大部40,其径向尺寸比涡旋盘35中孔38的最小的径向尺寸大。该导向补偿件41在该径向扩大部40的上游为套管形构成,并且该导向补偿件41的径向尺寸小于涡旋盘35的孔38,这样导向补偿件41在逆流方向可在这样的程度上置入涡旋盘35中,直到涡旋盘35的密封座面39与导向补偿件41的径向扩大部40相互密封靠置为止。在导向补偿件41的套管形区域52与涡旋盘35的中心孔38之间有一个缝隙47,它使得导向补偿件41的中心轴线可以相对于燃料喷射阀1的中心轴线偏转。
阀关闭体4与导向补偿件41的径向扩大部40一样在相应的密封座面区域中最好为球形构成。在燃料喷射阀1的初始状态下,球形几何结构的两个中心点是相同的。在燃料喷射阀1和阀针3的中心轴线之间形成一个角度时,由于球几何结构,不仅阀关闭体4而且导向补偿件41保持密封靠置。
为了在导向补偿件41的径向扩大部40与密封座面39之间产生密封的表面压力,涡旋盘35和导向补偿件41例如借助一个弹簧48被夹紧。图2示出了具有一个受压弹簧48的实施例,该弹簧支承在涡旋盘35的上游的面49上。在导向补偿件41的上游侧端部上,安装了一个具有用于弹簧48的法兰状支座51的法兰50,它以未详细示出的方式与导向补偿件41连接。法兰状支座51的径向尺寸小于喷嘴体2的内径,这样导向补偿件41中心轴线的偏转不受支座51和喷嘴体2的接触的限制。此外,燃料可以这样地在支座51旁流到涡旋盘35上的涡旋通道36中,而不必在支座51上设置通孔。代替法兰50,导向补偿件41本体可以在上游侧扩宽来构造该法兰状支座51。
为了将导向补偿件41与涡旋盘35夹紧,同样可以设想使用一个在导向补偿件41和喷嘴体2之间安置的受拉的弹簧。
在完成其导向与密封功能方面,代替被构造为与阀针3对应的部件,所述导向补偿件41可以被构造为与阀关闭体4对应的部件。

Claims (8)

1、用于内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀(1),具有一个阀座体(5),它具有一个阀座面(6),该阀座面与一个阀关闭体(4)配合构成一个第一密封座;并且具有一个涡旋盘(35),它具有一个中心孔(38),与阀针(3)连接的阀关闭体(4)穿过该中心孔,在该涡旋盘上在阀座面(6)的上游设置了至少一个涡旋通道(36)用于在待由燃料喷射阀(1)喷射出的燃料中产生涡旋,其特征在于,一个导向补偿件(41)可插入涡旋盘(35)的中心孔(38)中,其中导向补偿件(41)具有一个用于导向阀针(3)的中心孔(46),并且在其下游端部上具有一个径向扩大部(40),该径向扩大部与设置在涡旋盘(35)上的密封座面(39)配合构成一个第二密封座。
2、按权利要求1所述的燃料喷射阀,其特征在于,在导向补偿件(41)上的径向扩大部(40)在密封座面(39)的区域中具有一个球形几何结构。
3、按照权利要求2所述的燃料喷射阀,其特征在于,该阀关闭体(4)在阀座面(6)的区域中具有一个球形几何结构。
4、按照权利要求3所述的燃料喷射阀,其特征在于,在燃料喷射阀(1)的初始状态下,在密封座面(39)区域中径向扩大部(40)的球形几何结构的中心点(M)与球形阀关闭体(4)的中心点(M)是相同的。
5、按权利要求1-4之一所述的燃料喷射阀,其特征在于,涡旋盘(35)的中心孔(38)的径向尺寸大于导向补偿件(41)的其径向扩大部(40)上游的部分的径向尺寸,这样导向补偿件(41)的中心轴线可相对于涡旋盘(35)的中心轴线(42)倾斜。
6、按照权利要求1-5之一所述的燃料喷射阀,其特征在于,导向补偿件(41)的径向扩大部(40)和密封座面(39)通过一个弹簧(48)保持密封靠置。
7、按照权利要求6所述的燃料喷射阀,其特征在于,该弹簧(48)支承在涡旋盘(35)的上游的面(49)上。
8、按照权利要求6或7所述的燃料喷射阀,其特征在于,导向补偿件(41)具有一个带有用于弹簧(48)的法兰状支座(51)的法兰(50)。
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