CN1771390A - 用于内燃机的燃料喷射阀 - Google Patents
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Abstract
燃料喷射阀，具有一个阀体(1)，在该阀体中构造有一个压力室(19)，在它的内壁中设置有至少一个喷射通道(11)的入口(30)。喷射通道(11)在阀体(1)中延伸并在阀体(1)的外侧上形成一个出口(32)。在此，喷射通道(11)在流动方向上看包括一个第一锥形区段(35)及一个与该第一锥形区段相连的第二锥形区段(37)，其中这两个锥形区段(35，37)在流动方向上看都收缩并具有不同的张开角(α1，α2)。
Description
本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射阀、例如由EP 352 926 A1所公开的燃料喷射阀。此类燃料喷射阀具有一个阀体，在该阀体中构造有一个压力室。压力室具有一个内壁，从该内壁引出至少一个喷射通道。在此情况下，喷射通道的入口设置在压力室的壁中，而出口位于阀体的外侧上。
由现有技术公开了喷射通道的不同的几何结构。在EP 352 926 A1中示出了构造成同样锥形的喷射通道。燃料通过锥形延伸的喷射通道被加速并以高的出流速度且以由此产生的良好的雾化被喷射到内燃机的燃烧室中。但是，构造成同样锥形的喷射通道具有缺点：即燃料进入到喷射通道中时导致燃料流相对强地偏转，且由此导致能量损失的增大，这在降低的有效喷射压力中变得明显。这降低了雾化并导致燃料不能最佳地燃烧。
本发明的优点
相比之下，根据本发明的、具有权利要求1所述特征的、用于内燃机的燃料喷射阀，其优点是：在喷射通道的易于制造的几何结构中减少燃料进入到喷射通道中时的偏转损失，并由此获得喷射束的良好的雾化和方向稳定性。为此，喷射通道在流动方向上看具有一个第一锥形区段及一个与该第一锥形区段相连的第二锥形区段。两个锥形区段在流动方向上逐渐变细，使得喷射通道的横截面从入口到出口减小。
喷射通道划分成具有不同张开角的两个单独的锥形区段的优点是：每个锥形区段可承担它所分开地匹配的单独的功能。因此，大的锥度得到燃料进入喷射通道中的高的加速度，而小的锥度主要有利于良好的方向稳定性，由此使喷射束精确地到达燃烧室的预先确定的空间区域。如果燃料进入到喷射通道中时的偏转损失仅起到次要的作用，则可以自由选择，两个锥形区段的哪一个应具有较大的锥度。
通过从属权利要求可以对本发明的技术方案进行有利的进一步构型。
在根据本发明的技术方案的一个有利构型中，喷射通道的第一锥形区段的张开角大于第二锥形区段的张开角。由此实现：燃料在进入到喷射通道中时必然进行一次小的方向变化，且因此在该位置减少了能量损失。通过具有小的张开角的第二锥形区段，在良好雾化的同时获得喷射束的良好的方向稳定性。特别有利的是，第一锥形区段与第二锥形区段之间的过渡棱被倒圆地构造。由此在喷射通道中产生小的湍流，这降低了气蚀的危险。
在另一个有利构型中，第一锥形区段的长度大于第二锥形区段的长度。通过相对长的第一锥形区段，燃料在喷射通道中被有效地加速，而较短的第二锥形区段对于喷射束的方向稳定性的功能已足够。被证明特别有利的是，第一锥形区段的长度是第二锥形区段的长度的3到10倍。
在本发明的另一个有利构型中，第一锥形区段比第二锥形区段具有小的张开角。如果由于这种喷射阀中的特殊比例，燃料进入喷射通道中时的偏转损失没有较大的意义，则在喷射通道的锥形区段的这种构型中可关于方向稳定性进行优化。
附图说明
在附图中示出了根据本发明的燃料喷射阀的不同的实施例。附图表示：
图1根据本发明的燃料喷射阀的纵剖面，
图2图1在喷射通道区域中的放大视图，
图3具有相应几何尺寸的喷射通道的另一个视图，
图4及图5根据本发明的燃料喷射阀的喷射通道的另一个实施例。
实施例的说明
在图1中示出了根据本发明的燃料喷射阀的纵剖面。在阀体1中通过盲孔3构造有一个压力室19，该压力室在中间的区段中在径向上扩大，其中保留的阀体1围绕压力室19形成一个内壁。在阀体1中延伸的输入通道25通到压力室19的径向扩大部分中，压力室19通过输入通道25以高压下的燃料填充。在盲孔3的燃烧室侧的端部上构造有一个锥形的阀座9，从该阀座引出至少一个、但通常多个在燃料喷射阀的安装位置中通入到内燃机的燃烧室中的喷射通道11。在盲孔3中可纵向移动地设置有一个活塞状的阀针5。阀针5以背离燃烧室的、被导向的区段15在盲孔3的导向区段23中被密封地导向，并朝阀座9逐渐变细形成一个压力肩13，该压力肩设置在压力室19的径向扩大部分中。在阀针5的燃烧室侧的端部上构造有一个基本上锥形的阀密封面7，阀针5以该阀密封面同阀座9共同作用。
阀针5在其背离燃烧室的端部上由闭合力加载，该闭合力例如由在图中未示出的弹簧部件产生，阀针5通过该弹簧部件压在阀座9上。相对该闭合力相反指向的是一个作用在压力肩13上的液压力。视这两个力谁占优势而定，阀针5或者运动离开阀座9并释放喷射通道11，或者由闭合力压在阀座9上，以使得喷射通道11关闭。在阀针5的打开状态中，燃料从压力室19流向喷射通道11，并在那里被喷射到内燃机的燃烧室中。这种喷射在高压下发生，从而实现了燃料的良好雾化及有害物质少的燃烧。
图2示出了图1在阀座9区域中的放大视图。喷射通道11具有一个设置在阀座9中的入口30。喷射通道11的出口32位于阀体1的外侧上，使得喷射通道11贯穿压力室19的内壁。喷射通道11具有一个第一锥形区段35及一个第二锥形区段37，它们彼此构成边界。在第一锥形区段35到第二锥形区段37的过渡处构造有一个过渡棱38，该过渡棱在喷射通道11的轴向方向上看例如设置在入口30与出口32之间的中间。图2中示出了燃料喷射阀的打开的状态，即阀针5已从阀座9上抬起。由此，高压下的燃料从压力室19穿过阀密封面7与阀座9之间流向喷射通道11。燃料通过入口30流入到喷射通道11中，并在此必然进行一次方向变化，在该方向变化中产生能量损失，该能量损失使有效喷射压力下降。因为横截面在流动方向上看连续减小，燃料通过第一锥形区段35的锥形地收拢的形状被加速。在跨越过渡棱38之后，燃料到达具有较小张开角的第二锥形区段37中，由此燃料在此虽然进一步被加速，但比在第一锥形区段35中仅略微强一些，这用于获得被喷射燃料束的良好的单向稳定性。
图3再次示出了喷射通道11的放大视图。第一锥形区段35具有一个比第二锥形区段37的张开角α2大的张开角α1。第一锥形区段35的长度以a表示，其中该长度a优选大于第二锥形区段37的长度b。视对喷射束的形状的要求而定，长度a、b的彼此的比例可以任意变化。被证明特别有利的是，第一锥形区段35具有的长度a是第二锥形区段37的长度b的3到10倍。在入口30处形成的进口棱40优选被倒圆地构造，以避免在该区域中的流体分离并减少偏转损失。而在出口32处形成的出口棱42可以被倒圆或被构造成尖棱，视出口32的喷射压力及直径而定，这引起燃料束的良好的雾化。
图4中示出了根据本发明的喷射通道11的另一个实施例。喷射通道11的结构对应于图3的结构，只是在从第一锥形区段35到第二锥形区段37的过渡处构造的过渡棱38被倒圆。当大量高速的燃料要经过喷射通道11而流动时，过渡棱38的这样的倒圆是特别有利的。否则，当第一锥形区段35与第二锥形区段37之间为尖棱的过渡时，在该位置可导致燃料从喷射通道11的壁流体分离，这在高的通流阻力中及由此在小的有效喷射压力中变得明显。
图5中示出了根据本发明的喷射通道11的另一个实施例。第一锥形区段35与第二锥形区段37的张开角α1、α2的比例在此与前述实施例的相反，即第一锥形区段35的张开角α1小于第二锥形区段37的张开角α2。这样获得的喷射通道11在保证了燃料束的良好的方向稳定性的同时，也获得了燃料的良好的雾化，但这里主要功能是获得良好的雾化。第一锥形区段35具有小的锥度，即构造有相对小的张开角α1，使得横截面仅缓慢地向出口32的方向减小。因而限制了压力损失并获得了方向稳定性。第二锥形区段37具有相对大的锥度，即构造有大的张开角α2，以保证燃料从喷射通道11排出之前就被充分地加速。
喷射通道11的总长度视燃料喷射阀的类型而定在0.5mm与2mm之间。出口32的直径在60μm到150μm之间，而入口30的直径至少大于20μm，优选20μm到60μm。
Claims (10)
1.用于内燃机的燃料喷射阀，具有一个阀体(1)，在该阀体中构造有一个压力室(19)，在它的内壁中设置有至少一个喷射通道(11)的入口(30)，其中喷射通道(11)在阀体(1)中延伸并在阀体(1)的外侧上形成一个出口(32)，其特征在于，喷射通道(11)在流动方向上看包括一个第一锥形区段(35)及一个与该第一锥形区段相连的第二锥形区段(37)，其中这两个锥形区段(35，37)在流动方向上都收缩并具有不同的张开角(α1，α2)。
2.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于，压力室(19)构造成一个在阀体(1)中延伸的盲孔(3)，其中在盲孔(3)的底部上构造有一个阀座(9)，在该阀座中设置有喷射通道(11)的入口(30)。
3.根据权利要求2的燃料喷射阀，其特征在于，在盲孔(3)中可纵向移动地设置有一个阀针(5)，该阀针在其燃烧室侧的端部上具有一个阀密封面(7)，阀针(5)以该阀密封面同阀座(9)共同作用，并在此情况下打开及关闭喷射通道(11)的入口(30)。
4.根据权利要求2的燃料喷射阀，其特征在于，阀座(9)形成一个锥面。
5.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于，第一锥形区段(35)的张开角(α1)大于第二锥形区段(37)的张开角(α2)。
6.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于，第一锥形区段(35)的张开角(α1)小于第二锥形区段(37)的张开角(α2)。
7.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于，在从第一锥形区段(35)到第二锥形区段(37)的过渡处形成的过渡棱(38)被倒圆。
8.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于，在从所述内壁到喷射通道(11)的入口(30)的过渡处形成的入口棱(40)被倒圆地构造。
9.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于，第一锥形区段(35)的长度(a)大于第二锥形区段(37)的长度(b)。
10.根据权利要求9的燃料喷射阀，其特征在于，第一锥形区段(35)的长度(a)是第二锥形区段(37)的长度(b)的3到10倍。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20060510 |