CN1464941A - 用于内燃机的燃料喷射阀 - Google Patents

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Abstract

一种燃料供给装置,它具有一个壳体(1),其中在一个孔(3)中可纵向移动地设置着一个活塞状的部件(5),该活塞状部件用一个导向区段(105)在孔(3)中被密封地导向。其中导向区段(105)的一端与第一燃料充注腔(19)相邻接及其另一端与第二燃料充注腔(15)相邻接。在活塞状的部件(5)的导向区段(105)上至少构造了一个至少近似地延伸在圆周方向上的槽(30),该槽延伸在活塞状部件(5)的圆周的至少一部分上及从活塞状部件(5)的纵向上看具有一个不对称的横截面。

Description

用于内燃机的燃料喷射阀
现有技术
本发明涉及一种根据权利要求1所述类型的用于内燃机的燃料喷射阀。这种燃料喷射阀例如已由文献DE 198 20 264 A1公开。该燃料喷射阀具有一个壳体,其中在一个孔中可纵向移动地设置着一个活塞状的部件。该活塞状部件例如可作为阀针构成,它在孔的导向区段中被密封地导向。在导向区段的一端上连接着第一燃料充注腔及在另一端上连接着第二燃料充注腔。由于密封导向,仅是被很强节流的燃料通过构造在活塞状部件与孔壁之间的环形间隙从一个燃料充注腔流到另一燃料充注腔,其中燃料在环形间隙中形成润滑膜。
在燃料供给装置、例如用于内燃机的燃料喷射阀中,活塞状部件在孔中纵向上运动。由此将引起活塞状部件与孔壁之间的磨损。为了使磨损减小,尤其当第一与第二燃料充注腔之间存在压力差时,已公开了各种措施,例如活塞状部件的一些构型及镀层。在DE 198 20264 A1中描述了活塞状部件的导向区段上的沟状槽,它们在那里以不同的深度及宽度并以不同的布置构成。但其中未考虑,燃料供给装置的第一与第二燃料充注腔在其功能上及其中出现的压力上不相同及譬如活塞状部件在两个纵向上分别以不同速度运动。由此活塞状部件的导向区段与孔壁之间的润滑膜不总是最佳地构成。
本发明的优点
相比之下,根据本发明的燃料供给装置具有其优点,即在活塞状部件的导向区段与孔壁之间总是构成一个最佳的燃料润滑膜,它可使活塞状部件在孔中的摩擦最小化。为此目的,在活塞状部件的导向区段上延伸有至少近似地在切线方向上的至少一个槽,它至少延伸在部件圆周的一部分上。在部件纵向上所述槽具有不对称的横截面形状,由此考虑到不同的条件,如当活塞状部件在一个或另一个纵向上运动时存在的条件。
在本发明技术方案的一个有利构型中,从活塞状部件的纵向上看,所述槽具有V形横截面,其中该横截面的一个侧面比另一侧面短。视侧面相对活塞状部件的纵向的定向而定,可达到在活塞状部件与孔壁之间的环形间隙中的润滑性能的优化。
在另一有利的构型中,在活塞状部件上构造有多个槽,它们分别具有V形横截面,其中一个槽相对另一槽其短侧面交替地朝着第一及第二腔。该配置在内燃机的运行及压力方面的一定设计中被证明是有利的。
在另一有利的构型中,活塞状部件的导向区段的表面向槽的短侧面锐边地过渡,而活塞状部件的表面向V形槽的长侧面的过渡被作成圆角。通过过渡部分的这种构型可实现润滑性能的进一步优化。
在另一有利构型中,V形槽的侧面具有0.03至1mm的长度。该微结构能够使润滑性能适配活塞状部件的高精度导向,如被应用在用于压燃式内燃机的燃料喷射阀中。
本发明技术方案的其它优点及有利构型可从权利要求书、说明书及附图中得出。
附图说明
在附图中表示了本发明的燃料供给装置的一个实施例。附图为:
-图1:一个用于内燃机的燃料喷射阀的纵向截面图,
-图2:图1中用II指示的局部的放大图,
-图3:另一实施例的与图2中相同的局部,及
-图4,5,6及7:各个实施例中沿图1中线IV-IV的所示阀针的横截面图。
实施例的描述
图1表示根据本发明的一个燃料供给装置。这里该燃料供给装置在此是一个燃料喷射阀,它具有一个壳体1,该壳体1包括一个阀体2及一个阀保持体4,它们彼此靠置及通过一个图中未示出的装置相互被压紧。在阀体2中构造有一个孔3,在该孔的燃烧室一侧的端部上该孔由一个基本为锥形的阀座9封闭。在阀座9中至少设有一个喷射口11,它使孔3与内燃机的燃烧室相连接。在孔3中设有一个阀针5形式的活塞状部件,该阀针5具有一个纵向轴线6及用其导向区段105在孔3的导向区域103中被密封地导向。阀针5在构成一个压肩13的情况下向着阀座9逐渐变细及在其燃烧室侧的端部过渡到一个基本上锥形的阀密封面7,该阀密封面与阀座9配合作用。这里该配合作用这样发生,即当阀密封面7靠在阀座9上时,喷射口11相对孔3被关闭,而当阀密封面7从阀座9上抬起时,喷射口11被释放。通过孔3的径向扩宽在压肩13的高度上构成一个第一燃料充注腔19,它构成阀体5中的压力腔及作为环绕阀针5的环形通道一直通达阀座9。在此,压力腔19可通过一个延伸在阀体2及阀保持体4中的输入通道25在高压下注入燃料。
在孔3背离燃烧室的端部上,该孔与一个构造在阀保持体4中的第二燃料充注腔15邻接,在该实施例中该燃料充注腔15被构造为泄油腔。在此,该泄油腔15与一个泄油系统持续地连接,后者在图中未示出,它用于保证泄油腔15被持续地卸压。至少暂时地在作为压力腔构成的第一腔19及作为泄油腔构成的第二腔15之间形成大的压力差。在阀针5与孔3的壁之间保留一个环形间隙17,通过该间隙从压力腔19到泄油腔19发生一定的强节流的燃料流。由此在环形间隙17中构成一个燃料润滑膜,阀针5在该膜上滑行。在此,压力腔19中可达到150Mpa及更大的燃料压力,而在泄油腔15中持续保持一个基本上与大气压相等的压力。
在阀针5的导向区段105上设有槽30,这些槽作为环形槽包围阀针5的整个圆周。图2表示(图1中)用II指示的局部的放大图,其中在图2中无论阀体2还是阀针5或者说它的导向区段105都用剖面图表示。如从图2中可看到的,槽30具有一个V形横截面,它由第一侧面38及第二侧面40构成。这里第一侧面38比第二侧面40短,由此第一侧面38与阀针5的纵向轴线6相夹的角度大于第二侧面40与纵向轴线相夹的角度。第一侧面38及第二侧面40相交成一个顶角线34,在该顶角线处槽30具有最大深度t。这里顶角线34可作成锐边的或被倒圆。
在纵向轴线6的方向上,第一侧面38具有一个延伸距离a及第二侧面40具有一个延伸距离b,其中槽30相互间有一个间距d。距离a及b的比例可在大的范围中变化,以便使槽30的润滑性能适配于孔壁3及阀针5的表面或环形间隙17的大小。在导向区段105向第一侧面38过渡处构造了一个第一过渡棱边32,同样在导向区段105向第二侧面40过渡处构造了一个第二过渡棱边36。为了优化槽30的润滑性能,朝向压力腔19的第一过渡棱边32被构造成锐边的过渡,它未被倒圆。与此相反地,第二过渡棱边36被作成圆角。由此,使槽30的润滑特性最佳化,这可由模拟计算及试验所证实。
图3中表示根据本发明槽30的另一实施例。这些槽30在第一侧面38及第二侧面40的尺寸与构型上与图2中的槽相同。但相邻的槽30具有不同的定向。这就是说,在一个槽30中第一短侧面38向着压力腔19及在相邻的槽30中短侧面背着压力腔19。槽30的这种交替布置当第一腔19与第二腔15的压力差不是很大时尤其具有优点。这里也将第一过渡棱边32构造成锐边,而第二过渡棱边36被作成圆滑的。
如上所述,第一侧面38或第二侧面40的尺寸a及b可在很宽的范围上变化。也可这样设计,即将第一侧面38的轴向延伸距离a设置成等于0,以使得第一侧面38被设置在阀针5纵向轴线的一个径向平面中。还可这样设计,即侧面38及40不被作成直线的,而是设有一个凸的或凹的曲率,这在一定的情况下会是有利的。
槽30的尺寸如下:侧面38或40在阀针5的纵向轴线6的方向上的轴向延伸距离为0.03至1mm,优选为0.02至0.1mm。这里槽30的深度t小于0.1mm,优选为0.001至0.04mm。槽30彼此间的距离d为0.05至1mm。
也可这样设计,即槽30不是构造成环绕在活塞状部件-这里构造成阀针5-的整个圆周上的环形槽,而仅构造在圆周的一部分上。还可这样设计,即槽30的深度t在圆周上变化。一个相应的实施例被表示在图4上,其中表示出沿图1中线IV-IV的阀针5的横截面。这里槽30具有一个深度为0的点,从该点起槽30的深度沿着圆周增大,直到在阀针5的相反侧上达到一个最大值。另一实施例被表示在图5上,其中槽30的横截面具有镰刀状轮廓,以致深度t在此情况下也从0变化到最大值。图6表示槽30的另一实施例,其中槽30仅延伸在圆周的约1/4上。但它具有一个恒定的深度t。如果在阀针5上设有多个槽30及这些槽分别仅覆盖阀针5的导向区段105的圆周的一部分,则可将这些槽30分布设置在导向区段105的圆周上。图7表示在槽30作为环形槽构成的情况下阀针5的导向区段105的横截面图,该槽在整个圆周上具有相同的深度t。
所述的槽30的形状既可构成在活塞状部件5或它的导向区段105上也可构成在孔3的内壁上。也可设计成:槽的这种结构被构造在两个面上,即既在孔3的内面上也在活塞状部件5的导向面105上。还可设计成,构成槽的槽30不是精确地延伸在活塞状部件5的切线方向上,而是相对活塞状部件5纵向轴线以一个或小或大些的角度、例如5°至10°延伸。
根据本发明的槽30除构成在燃料喷射阀的阀针上外,这种槽也可构造在其它活塞状的部件上,这些部件在一个孔中被导向及其中应减小孔内的摩擦。尤其有利的是,当注入燃料或其它液体的第一及第二腔彼此之间具有明显不同的压力时构造这种槽。

Claims (13)

1.内燃机的燃料供给装置,具有一个壳体(1),其中在一个孔(3)中可纵向移动地设置着一个活塞状的部件(5),该活塞状部件用一个导向区段(105)在孔(3)中被密封地导向,其中该导向区段(105)在一端与一个第一燃料充注腔(19)相邻接及其另一端与一个第二燃料充注腔(15)相邻接,其特征在于:在活塞状部件(5)的导向区段(105)上至少构造了一个至少近似地延伸在圆周方向上的槽(30),该槽延伸在活塞状部件(5)的圆周的至少一部分上及从活塞状部件(5)的纵向上看具有一个不对称的横截面。
2.根据权利要求1的燃料供给装置,其特征在于:所述至少一个槽(30)具有V形横截面,由此构成一个第一侧面(38)及一个第二侧面(40),其中第一侧面(38)比第二侧面(40)短。
3.根据权利要求2的燃料供给装置,其特征在于:在活塞状部件(5)上构造了多个槽(30),其中,相继的每两个槽中,槽(30)的长侧面(40)及短侧面(38)彼此相邻。
4.根据权利要求2的燃料供给装置,其特征在于:活塞状部件(5)的表面向槽(30)的短侧面(38)的过渡锐边地构成,而活塞状部件(5)的表面向长侧面(40)圆滑地过渡。
5.根据权利要求2,3或4中一项的燃料供给装置,其特征在于:在活塞状部件(5)的纵向上,侧面(38;40)具有0.03至1mm的延伸距离。
6.根据权利要求1的燃料供给装置,其特征在于:槽(30)的深度在活塞状部件(5)的圆周上变化。
7.根据权利要求1的燃料供给装置,其特征在于:至少一个槽的深度(t)小于0.1mm。
8.根据权利要求7的燃料供给装置,其特征在于:槽的深度(t)为0.001至0.04mm。
9.根据权利要求1的燃料供给装置,其特征在于:第一腔(19)中的压力至少暂时地高于第二腔(15)中的压力。
10.根据权利要求9的燃料供给装置,其特征在于:第一腔(19)相对第二腔(15)的压力差至少有时大于50Mpa。
11.根据以上权利要求中一项的燃料供给装置,其特征在于:燃料供给装置是一个燃料喷射阀。
12.根据权利要求11的燃料供给装置,其特征在于:活塞状部件是一个阀针(5)。
13.根据权利要求12的燃料供给装置,其特征在于:第一腔是可注入高压燃料的压力腔(19)及第二腔是与一个泄油装置相连通的泄油腔(15)。
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