CN1462342A - 带有径向凹部的阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀，具有一个可在阀体(3)的内孔(5)内轴向移动的阀针(2)，阀针在其一个端部上具有一个锥形的阀针尖(4)。在此，阀针尖(4)包括一个径向的阀密封面(9)，该阀密封面在阀处于关闭状态中时贴靠在内孔(5)的封闭端部上的一个锥形阀体内壁(6)上。在锥形阀体内壁(6)中设置至少一个孔(7)，该孔将内孔(5)与阀体(3)的外侧面(8)连通。该阀包含两个径向凹部(12，13，16，17)，它们安置在阀针尖(4)或阀体内壁(6)中，其中，径向凹部(13，17)中之一个位于阀密封面(9)在阀处于关闭状态中时的位置的上游(10)，另一个径向凹部(12，16)位于该位置的下游(11)。

Description

带有径向凹部的阀
技术领域
喷射嘴是自点火内燃机的主要构件。它们的任务包括计量喷射、准备燃料、形成喷射过程和相对于燃烧室密封。在共轨柴油喷射系统中除主喷射外主要还进行提前喷射，该提前喷射可以降低废气排放和噪声。但本发明不只涉及燃料喷射嘴，而是涉及各种喷嘴或计量阀。
背景技术
DE 19634933涉及一种用于内燃机的燃料喷射阀，具有一个可在一个阀体内孔内轴向移动的阀元件。该阀元件在其朝向内燃机燃烧室的端部上具有一个锥形的阀密封面，借助该阀密封面，阀元件与阀体孔的燃烧室侧封闭端部上的一个阀座面配合作用。阀元件上的锥形阀密封面分为两个具有不同锥角的区域。在该两个区域的过渡处构成一个阀密封边缘。此外，该燃料喷射阀具有至少一个喷射孔，该喷射孔位于与密封边缘连接的区域内。最后，在两个分别具有不同锥角的阀密封面区域之间设置一个凸缘，由此得到在喷射量计量精度方面的优点。
对通过燃料喷射嘴的喷射量的计量在使用寿命中由于磨损而改变。特别是在共轨喷射器中，阀密封面的位置改变，在阀处于关闭位置中时阀针尖能够以该阀密封面贴靠在锥形的阀体内壁上。由于磨损，阀密封面不仅能向锥形阀针尖的更大直径“游移”，而且能向锥形阀针尖的更小直径“游移”。因此，在阀处于关闭位置中时阀针在一个相对于阀体较高的点上贴靠在阀体内壁上。由此产生改变了的喷射过程。特别是在共轨喷射嘴中，这导致提前喷射量随逐步增加的负载循环数(负载变换数)而变小并且最终消失。
发明内容
本发明的一个优点是，阀密封面的“游移”被限制并且阀的磨损降低。其手段是，阀具有一个可在阀体的一个内孔内轴向移动的阀针，该阀针在其一个端部上具有一个锥形的阀针尖。在此，阀针尖包括一个径向的阀密封面，该阀密封面在阀处于关闭状态中时贴靠在内孔封闭端部上的一个锥形的阀体内壁上。在该锥形阀体内壁中设置至少一个孔，该孔将内孔与阀体外侧面连通。该阀包含两个径向凹部，它们安置在阀针尖或阀体内壁上，其中，这些径向凹部中的一个位于阀密封面在阀处于关闭状态中时的位置的上游，另一个径向凹部位于该位置的下游。
一个支承区位于这些径向凹部之间，阀密封面的“游移”被限制在该支承区内。在阀处于关闭状态中时，阀针尖以支承区内的阀密封面贴靠在锥形阀体内壁上从而将阀密封面上游的内孔相对于阀密封面下游的内孔并从而相对于阀体外侧面密封。在此，阀体外侧面应理解为那个容积，即在阀打开的情况下通过阀上的口流出的液体或气体流动介质所流入的那个容积。随着磨损增加，阀密封面(与阀的关闭状态有关)会或者向下游一直“游移”到第一凹部上边缘、或者向上游一直“游移”到第二凹部下边缘，但不会更远。这些凹部在它们被径向安置在阀针尖或阀体内壁上的地方阻止阀针尖贴靠在阀体内壁上，因为它们使得在阀的这两个构件之间产生一个间距。
在本发明的一个优选实施形式中，锥形阀针尖具有一个外表面，该外表面包括至少两个具有不同锥角的区域。
阀针尖的至少两个具有不同锥角的区域的安置与本发明两个径向凹部的位置以及锥形阀体内壁的锥角相组合，确定了阀密封面位于阀针尖上的哪个位置上。
此外，本发明还涉及一种用于制造本发明阀的方法，其中，通过对一个标准阀的加工制成这些阀，例如通过切削加工。通过使用批量应用的标准阀，可以低成本、不费事地制成本发明阀。
附图说明
下面借助附图详细解释本发明。图中示出：
图1本发明阀的两个可能的实施例。
具体实施方式
图1示出本发明阀的两个方案，组合在一个附图中。一个方案在对称轴线1的左边示出，另一个在右边示出。所示阀的主要组成部分是阀针2和阀体3，其中，阀针2可在阀体3中轴向移动。阀针2在其端部上具有一个锥形的阀针尖4。阀体3包含一个内孔5，该内孔在端部上锥形收缩。在锥形的阀体内壁6中设置了孔7，这些孔在阀打开时将内孔5与阀体3的外侧面8连通。
在阀处于关闭状态中时，阀针尖4以一个径向阀密封面9贴靠在锥形阀体内壁6上。阀密封面9具有截锥体外表面的形状。在阀关闭的情况下它贴靠在锥形阀体内壁6上并从而将阀密封面9上游10的内孔5相对于阀密封面9下游11的内孔5密封。然后，阀被密封地关闭并且液体或气体的介质不能从孔7向外侧面8排出。
在对称轴线1左边示出的本发明阀第一方案中，该阀包含两个径向凹部12和13。这两个凹部安置在阀针尖4中。
在本发明阀的该优选实施形式中，阀针尖4的外表面包括具有不同锥角δ1，δ2和δ3的三个区域。这三个区域分别被两个凹部12，13中之一相互分开。这些区域的边界位于相应凹部12，13的上边缘18和下边缘19之间或这两个边缘中之一上。这三个区域的锥角δ1，δ2，δ3向下游11变大(δ1＜δ2＜δ3)。锥形阀体内壁6的锥角β小于锥角δ3并大于锥角δ2。由此，阀的阀密封面9的位置在磨损前被精确定义。该阀密封面位于具有锥角δ2和δ3的两个区域之间的过渡处，或者，如果如图1所示在那里设置一个凹部12，则位于该凹部的上边缘上。由于磨损，阀密封面9在阀处于关闭状态中时在阀体内壁6上的贴靠位置只能在凹部12与13之间的支承区14内移动。这两个凹部12和13之间的距离规定了阀密封面9最大可以“游移”多远、这之后可具有的支承区是多大。
通过预先规定两个阀针尖区域的锥角δ1＜δ2，得到阀针尖4与锥形阀体内壁6的两个夹角α1，α2，它们符合：α2＞α1。这是用于阻止阀密封面9朝向第二凹部13上方更大阀针直径游移的又一个措施。结果是，在阀关闭的情况下阀密封面9只在支承区14内贴靠在阀体内壁6上。
为了保证夹角α2大于夹角α1，也可以设想，阀针尖只具有两个具有不同锥角δ2和δ3的区域，但阀体内壁6在阀处于关闭位置中时自第二凹部13下边缘向上游10具有一个锥角，该锥角大于阀体内壁6自同一处向下游11的锥角β。由此，阀体3的锥形端部向上游10具有一个“向外拐”。
对于对称轴线右边示出的本发明阀第二方案，和第一方案是同样的情况。与第一方案唯一的区别在于，在阀针尖4上只设置了第一径向凹部16，而第二径向凹部17位于锥形阀体内壁6中。由此与第一方案达到了同样的效果：阀密封面9能够因阀磨损而只沿支承区15“游移”，该支承区在阀处于关闭位置中时由两个凹部16和17限定边界。
还可以想到本发明阀的其他方案(在附图中未示出)，在这些方案中，例如将两个凹部都设置在锥形阀体内壁6上或将第一凹部安置在阀体内壁6上而第二凹部安置在阀针尖4上。
在图1所示的本发明方案中，这些凹部具有一个带有圆弧段形状(槽)的横截面，各个凹部横截面可以具有的其他可能形状是：一个扇形、一个三角形、一个四边形或其他多边形，或者所述这些形状中的不同形状的组合。组合可以理解为例如一个横截面具有一个过渡到一个四边形中的扇形形状。
在本发明的一个优选实施形式中，该阀是一个燃料喷射嘴，最好用于自点火内燃机中。在燃料喷射系统中，在燃料喷射嘴的使用寿命中，由于因磨损引起的阀密封面9“游移”而产生喷射量偏移。改变了的喷射过程会导致不希望的废气排放、大的噪声或自点火内燃机的较大磨损。在本发明阀中，这种喷射量偏移以有利方式被限制并大大减小，因为阀密封面9只能在支承区14，15之内“游移”。根据两个凹部的轴向间距可以调整燃料喷射嘴使用寿命期间的最大喷射量偏移。
本发明阀最好作为燃料喷射嘴用在共轨柴油喷射的自点火内燃机中。特别是在共轨喷嘴中，通过因磨损引起的阀密封面9朝向更大阀针直径游移，提前喷射量减小，在极端情况下，完全没有提前喷射。这能够以有利方式通过使用本发明阀来避免。
本发明阀可以作为座孔喷嘴(Sitzlochduese)构成或者作为沉孔喷嘴(Sacklochduese)构成。沉孔喷嘴的喷射孔7安置在一个沉孔中，该沉孔在阀处于关闭状态中时位于阀体3内阀针尖4的下面。在座孔喷嘴中，孔7的起始处位于阀体内壁6中，使得在喷嘴关闭的情况下它被阀针尖4很大程度地遮盖。在图1中示出作为座孔喷嘴的本发明阀的结构。

Claims (10)

1.阀，具有一个可在一个阀体(3)的一个内孔(5)内轴向移动的阀针(2)，该阀针在其一个端部上具有一个锥形的阀针尖(4)，其中，阀针尖(4)包括一个径向的阀密封面(9)，该阀密封面在阀处于关闭状态中时贴靠在内孔(5)的封闭端部上的一个锥形阀体内壁(6)上，其中，在锥形阀体内壁(6)中设置至少一个孔(7)，该孔将内孔(5)与阀体(3)的外侧面(8)连通，其特征在于，该阀包含两个径向的凹部(12，13，16，17)，它们安置在阀针尖(4)或阀体内壁(6)中，其中，径向凹部(13，17)中之一个位于阀密封面(9)在阀处于关闭状态中时的位置的上游(10)，另一个径向凹部(12，16)位于阀密封面(9)在阀处于关闭状态中时的位置的下游(11)。
2.根据权利要求1的阀，其特征在于，锥形的阀针尖(4)具有一个外表面，该外表面包括至少两个具有不同锥角的区域。
3.根据权利要求2的阀，其特征在于，阀针尖(4)的外表面包括三个具有不同锥角(δ1，δ2，δ3)的区域，其中，这三个区域在阀处于关闭状态中时分别被两个径向凹部(12，13，16，17)中之一个相互分开，并且，这三个区域的锥角(δ1，δ2，δ3)向下游(11)变大。
4.根据权利要求1的阀，其特征在于，锥形的阀体内壁(6)包括至少两个具有不同锥角的区域，其中，锥角向上游(10)变大。
5.根据权利要求1的阀，其特征在于，两个径向凹部都安置在阀针尖(4)中或阀体内壁(6)中，或者，一个径向凹部安置在阀针尖(4)中、一个安置在阀体内壁(6)中。
6.根据权利要求1的阀，其特征在于，径向凹部(12，13，16，17)的横截面具有圆弧段(槽)的形状，扇形的形状，三角形形状，四边形形状或其它多边形形状，或者具有由这些形状组成的组合。
7.根据权利要求1的阀，其特征在于，该阀是一个燃料喷射嘴，最好用在自点火内燃机中。
8.根据权利要求7的阀，其特征在于，该自点火内燃机包括一个共轨柴油喷射系统。
9.根据权利要求1的阀，其特征在于，该阀作为座孔喷嘴或沉孔喷嘴构成。
10.用于制造根据权利要求1至9之一的阀的方法，其特征在于，通过对一个标准阀的加工制成这些凹部(12，13，16，17)。
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