專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料噴射閥的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種獨(dú)立權(quán)利要求所述類(lèi)型的燃料噴射閥。
由DE 198 47 625 A1已公知了一種燃料噴射閥，其中在下游端部設(shè)有一個(gè)縫隙狀的排出口。該排出口或是在一個(gè)孔板中構(gòu)成，或是直接在噴嘴體中構(gòu)成。這些縫隙狀的排出口總是對(duì)中心地設(shè)置在閥縱軸線(xiàn)上。在閥座上游設(shè)有一個(gè)旋流槽，它使得流向閥座的燃料產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。扁平的排出口用于使燃料被扇形地噴出。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)相比之下，具有獨(dú)立權(quán)利要求特征部分特征的燃料噴射閥的優(yōu)點(diǎn)是，能夠以簡(jiǎn)單的方式方法在任意的空間方向上噴射出呈扇形射束形狀的燃料射束。該縫隙狀出流口使得在扇形射束的寬度上產(chǎn)生不同強(qiáng)度的射束穿透度。這使得形成在直接噴射時(shí)以有利方式不同深度地透入到燃燒室中的扇形射束前沿。由此，最大可供使用的燃燒室橫截面在不怎么潤(rùn)濕燃燒室壁的情況下被用燃料射束充滿(mǎn)。最大空氣量在不怎么潤(rùn)濕燃燒室壁的情況下與燃料射束充分混合。
通過(guò)在從屬權(quán)利要求中給出的措施可以實(shí)現(xiàn)對(duì)在獨(dú)立權(quán)利要求中給出的燃料噴射閥的有利擴(kuò)展和改進(jìn)。
在有利的方式中出流口寬度是可改變的。即，出流口橫截面積可以根據(jù)加載在縫隙形成元件上的液壓壓力及與此相關(guān)的縫隙形成元件在自由周長(zhǎng)段區(qū)域中塑性變形而改變。以此方式可以有目的地改變或調(diào)整閥的通流速率(動(dòng)態(tài)流量)。以此方式，燃料噴射閥的動(dòng)態(tài)范圍能夠有利地向小噴射量方向擴(kuò)大。因此，能夠在怠速工況中在系統(tǒng)壓力降低的情況下實(shí)現(xiàn)更小的、精確計(jì)量的噴射量。
借助用壓力控制的出流口寬度變化，還可以改變扇形射束的寬度，即扇形射束的展開(kāi)角度。由于縫隙橫截面呈透鏡形，所以在兩個(gè)尖形收縮的縫隙端部上排出的質(zhì)量流分量小于在出流口中心區(qū)域內(nèi)的質(zhì)量流分量。如果縫隙寬度減小，則相應(yīng)地在兩個(gè)縫隙端部上排出更小的質(zhì)量分量，由此，在縫隙寬度減小的情況下有效通流的縫隙長(zhǎng)度減小。因此，在壓力下降的情況下扇形射束展開(kāi)角度也減小。在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載低的情況下，這使得燃燒室中的射束霧展開(kāi)度相應(yīng)減小，這符合效率要求。
靜態(tài)流量可以通過(guò)出流口寬度來(lái)調(diào)整。在閥制造過(guò)程的最后，通過(guò)機(jī)械彎曲縫隙形成元件來(lái)調(diào)整縫隙寬度。
通過(guò)在閥工作中的壓力脈沖可以避免出流口焦化的危險(xiǎn)，因?yàn)槌隽骺谟捎诔掷m(xù)的寬度變化而“呼吸”。通過(guò)這種“呼吸”機(jī)械式去除出流口區(qū)域中的結(jié)殼。
附圖在附圖中簡(jiǎn)化示出本發(fā)明的實(shí)施例并且在下面的描述中對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。附圖中示出

圖1具有第一種本發(fā)明噴射幾何形狀的燃料噴射閥的局部，圖2用在圖1所示燃料噴射閥上的縫隙形成元件的仰視圖，圖3可由圖1所示燃料噴射閥噴射出的扇形射束的理想圖形，圖4燃料噴射閥第二例的與圖1相當(dāng)?shù)囊晥D，圖5另一縫隙形成元件的俯視圖，圖6沿圖5中線(xiàn)VI-VI的一個(gè)剖面，及圖7燃料噴射閥第三例的與圖1相當(dāng)?shù)囊晥D。
實(shí)施例描述圖1局部地示出一個(gè)閥，該閥呈用于混合壓縮、強(qiáng)迫點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的噴射閥的形式。該燃料噴射閥尤其適合作為用于將燃料直接噴射到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的高壓噴射閥。圖1中所示的噴射閥具有一個(gè)管狀的閥座承載體1，在該閥座承載體中與閥縱軸線(xiàn)2同心地構(gòu)成一個(gè)縱向孔3。在縱向孔3中安置了一個(gè)例如桿狀的閥針5，該閥針在其下游端部上與一個(gè)例如球狀的閥關(guān)閉體7固定連接，在閥關(guān)閉體的圓周上設(shè)有例如5個(gè)削平部8，用于從旁邊流過(guò)燃料。
該噴射閥的操作以公知方式例如按電磁方式進(jìn)行。但也可以考慮使用壓電致動(dòng)器作為可激勵(lì)的操作元件。同樣可以考慮通過(guò)一個(gè)被控制地加載壓力的活塞來(lái)操作。為了使閥針5軸向運(yùn)動(dòng)并由此克服一個(gè)未示出的復(fù)位彈簧的彈簧力使噴射閥打開(kāi)以及使噴射閥關(guān)閉，使用一個(gè)示意地示出的電磁回路，該電磁回路具有一個(gè)電磁線(xiàn)圈10，一個(gè)銜鐵11和一個(gè)鐵心12。銜鐵11通過(guò)例如一個(gè)借助激光器制成的焊縫與閥針5的背離閥關(guān)閉體7的端部連接并對(duì)準(zhǔn)鐵心12。
一個(gè)閥座體16的一個(gè)導(dǎo)向孔15用于對(duì)閥關(guān)閉體7在軸向運(yùn)動(dòng)期間進(jìn)行導(dǎo)向，該閥座體在閥座承載體1的下游端部18處被裝入縱向孔3中。閥座體16具有例如一個(gè)環(huán)繞的凸緣17，該凸緣接合在閥座承載體1的下游端部18的下面。環(huán)繞凸緣17的上表面19例如在一個(gè)夾具中與導(dǎo)向孔15和一個(gè)設(shè)置在閥座體16中的閥座面20一起磨削。閥座體16被插入，直至凸緣17的上表面19貼靠在閥座承載體1的端部18上。閥座體16的固定例如通過(guò)在兩個(gè)構(gòu)件1和16的接觸區(qū)域中的一個(gè)借助激光器產(chǎn)生的焊縫22實(shí)現(xiàn)。
在例如沿燃料流動(dòng)方向呈截錐形逐漸縮小的閥座面20的下游，在閥座體16中構(gòu)成一個(gè)例如圓形的排出口23，該排出口在一個(gè)至少部分地突出的噴射區(qū)域25中終止。排出口23通過(guò)一個(gè)設(shè)置在其下游端部上的縫隙形成元件30在很大程度上被封閉，在這些實(shí)施例中，該縫隙形成元件分別作為薄的膜片式橢圓接片構(gòu)成。
縫隙形成元件30例如借助一個(gè)焊縫31固定在閥座體16上。該焊縫31僅在縫隙形成元件30的周邊的一部分上延伸。圖2以一個(gè)仰視圖示出用在圖1所示燃料噴射閥上的縫隙形成元件30，從該圖中可以看出，焊縫31繞著縫隙形成元件30的周長(zhǎng)的50％以上環(huán)繞。在理想方式中，焊縫周長(zhǎng)在縫隙形成元件30總周長(zhǎng)的50％與75％之間?？p隙形成元件30的周長(zhǎng)的其余部分作為自由周長(zhǎng)段33保留。
縫隙形成元件30在固定區(qū)域內(nèi)、即焊縫31的區(qū)域內(nèi)被強(qiáng)制直接密封地貼靠在噴射區(qū)域25的下端面34上，而下端面34在縫隙形成元件30的自由周長(zhǎng)段33的區(qū)域中這樣成形出，使得端面34與縫隙形成元件30相互略微隔開(kāi)距離。因此，在縫隙形成元件30的周長(zhǎng)的25％至50％上存在一個(gè)縫隙狀的出流口35?？p隙形成元件30例如斜向傾斜，即以一個(gè)不同于相對(duì)于閥縱軸線(xiàn)2為90°的角度安置，使得待噴射的燃料射束也能夠斜向傾斜地噴射出。
在有利的方式中，出流口35的寬度能夠改變。即，出流口35的橫截面積根據(jù)加載在縫隙形成元件30上的液壓壓力和與此相關(guān)的、縫隙形成元件30在自由周長(zhǎng)段33區(qū)域內(nèi)的塑性變形而改變。以此方式可以有目的地改變或調(diào)節(jié)閥的通流速率(動(dòng)態(tài)流量)。
縫隙狀的出流口35允許以所希望的方式產(chǎn)生一種所謂的扇形射束圖形37，這對(duì)于將燃料直接噴射到內(nèi)燃機(jī)燃燒室39中是有利的。在圖3中以理想方式示出可產(chǎn)生的噴射圖形?？p隙狀出流口35使得在扇形射束37的寬度上產(chǎn)生不同強(qiáng)度的射束穿透度。在出流口35的中心區(qū)域內(nèi)，扇形射束37以最大質(zhì)量分量或最強(qiáng)射束穿透度射出，而在兩個(gè)縫隙端部38上穿透度最小。這使得以有利方式向燃燒室39中透入不同深度的扇形射束前沿37′。由此，最大可供使用的燃燒室橫截面在不怎么潤(rùn)濕燃燒室壁40的情況下被用燃料射束注滿(mǎn)。最大空氣量在不怎么潤(rùn)濕燃燒室壁的情況下與燃料射束充分混合。
圖4以與圖1相同的視圖示出燃料噴射閥的一個(gè)第二實(shí)施例。在此，閥座20下游的中間噴射區(qū)域25明顯突出地構(gòu)成。排出口23分兩段延伸一個(gè)與軸線(xiàn)平行地延伸的第一段23a及一個(gè)與此成角度的第二段23b，該第二段例如與閥縱軸線(xiàn)2成一個(gè)約50°至75°的角度。噴射區(qū)域25具有很大程度呈圓柱形的形狀，該形狀具有與閥縱軸線(xiàn)2平行地延伸的外表面。相應(yīng)地，縫隙形成元件30也與軸線(xiàn)平行地定向并且或者在圓周方向上拱曲地延伸、或者在噴射區(qū)域25的削平部上平坦地延伸。由于縫隙形成元件30的大陡度的位置，扇形射束37很大程度與軸線(xiàn)平行地從出流口35中排出。
如果出于強(qiáng)度原因要求縫隙形成元件30具有較高的結(jié)構(gòu)剛度，縫隙形成元件30也可以具有較大厚度地實(shí)施。但這樣對(duì)縫隙狀出流口35寬度的調(diào)節(jié)就不再能通過(guò)縫隙形成元件30的彎曲來(lái)進(jìn)行。在此情況下，必需達(dá)到出流口35具有一個(gè)在縫隙形成元件30上成形出的凹槽形凹部41。圖5示出一個(gè)這種具有凹部41的縫隙形成元件30在入流側(cè)的俯視圖。該凹部41有利地作為縫隙形成元件30的自由周長(zhǎng)段33上的圓形區(qū)段實(shí)施，使得圓形區(qū)段的張開(kāi)角度預(yù)先確定扇形射束37的展開(kāi)角度。該凹部例如借助壓制制成。圖6示出沿圖5中線(xiàn)VI-VI的一個(gè)剖面。凹部41例如在縫隙形成元件30的一半厚度上延伸。在凹部41的凹部底42與閥座體16的端面34之間確定了出流口35。
該膜片式縫隙形成元件30的剛度也可以通過(guò)在圖7中示出的另一種措施來(lái)提高。在此，為了提高剛度，直接在縫隙形成元件30的下面安置一個(gè)盤(pán)狀的支撐元件43。在此，支撐元件43僅部分地接合在縫隙形成元件30下面。在支撐區(qū)域中，支撐元件43阻止縫隙形成元件30的由于壓力所引起的彎曲。但在未支撐的區(qū)域中，該縫隙形成元件30仍能以所希望的方式彎曲?？p隙形成元件30的抗彎強(qiáng)度可以通過(guò)此根據(jù)希望進(jìn)行調(diào)節(jié)，即，在將支撐元件43固定之前能夠可改變地確定支撐元件的位置。
權(quán)利要求
1.用于內(nèi)燃機(jī)燃料噴射裝置的燃料噴射閥，特別是用于將燃料直接噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中，具有一個(gè)閥縱軸線(xiàn)(2)，具有一個(gè)致動(dòng)器(10，11，12)，具有一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的閥件(5，7)，該閥件與一個(gè)固定的閥座(20)協(xié)同作用以打開(kāi)和關(guān)閉閥，該閥座在一個(gè)閥座體(16)上構(gòu)成，并且具有一個(gè)在閥座(20)下游在閥座體(16)中構(gòu)成的排出口(23)，其特征在于在排出口(23)的下游端部上安置一個(gè)在很大程度上封閉排出口(23)的縫隙形成元件(30)，該縫隙形成元件在其自身與閥座體(16)的端面(34)之間留出一個(gè)縫隙狀的出流口(35)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于縫隙形成元件(30)呈膜片式構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的燃料噴射閥，其特征在于縫隙形成元件(30)具有橢圓形的形狀。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于縫隙形成元件(30)直接固定在閥座體(16)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的燃料噴射閥，其特征在于縫隙形成元件(30)借助一個(gè)焊縫(31)固定，焊縫(31)繞著縫隙形成元件(30)總周長(zhǎng)的50％至75％環(huán)繞。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的燃料噴射閥，其特征在于在固定區(qū)域(31)之外縫隙形成元件(30)具有一個(gè)自由的周長(zhǎng)段(33)，在該周長(zhǎng)段與閥座體(16)的端面(34)之間形成出流口(35)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的燃料噴射閥，其特征在于出流口(35)通過(guò)縫隙形成元件(30)上的一個(gè)凹部(41)實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于出流口(35)位于閥縱軸線(xiàn)(2)的旁側(cè)。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于縫隙形成元件(30)斜向傾斜，即，以一個(gè)不同于相對(duì)于閥縱軸線(xiàn)(2)為90°的角度安置。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于縫隙形成元件(30)在閥工作中可塑性變形，由此，出流口(35)的寬度能夠可變化地調(diào)整。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于直接在縫隙形成元件(30)下面安置一個(gè)盤(pán)狀的支撐元件(43)以提高剛度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料噴射閥，特別是用于將燃料直接噴射到混合壓縮、強(qiáng)迫點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的高壓噴射閥，其特征是，在閥座(20)的下游設(shè)置一個(gè)排出口(23)，在排出口的下游端部上具有一個(gè)在很大程度上封閉排出口(23)的縫隙形成元件(30)?？p隙形成元件(30)在其自身與閥座體(16)的端面(34)之間留出一個(gè)縫隙狀的出流口(35)，燃料射束可以通過(guò)該出流口以扇形射束形狀噴射出。
文檔編號(hào)F02M61/16GK1462341SQ02801384
公開(kāi)日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2002年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月26日
發(fā)明者馬丁·邁爾, 京特·丹特斯, 德特勒夫·諾瓦克, 約爾格·海澤 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司