專(zhuān)利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置，它具有一個(gè)殼體，一個(gè)設(shè)在該殼體中的空腔，至少兩個(gè)在該空腔中彼此同軸地布置的閥元件，每個(gè)閥元件與一個(gè)相應(yīng)的閥座配合工作并各配置有至少一個(gè)相應(yīng)的燃料出口。
這種燃料噴射裝置已由DE 40 23 223 A1公知。在該文獻(xiàn)中給出了一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴嘴。兩個(gè)閥針彼此同軸地布置。兩個(gè)閥針各具有一個(gè)壓力面。閥針的這些壓力面各限定了一個(gè)壓力室，各壓力室與一個(gè)流體通道相連接，燃料通過(guò)它可流入壓力室。在此情況下，壓力面被這樣定向，即當(dāng)加載壓力時(shí)，各閥針從配置給它的閥座上抬起及由此釋放在噴嘴端部上的相應(yīng)出口。通過(guò)兩個(gè)彼此獨(dú)立的流體通道可使閥針彼此獨(dú)立地被控制。
本發(fā)明的任務(wù)在于，對(duì)開(kāi)始部分所述類(lèi)型的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置進(jìn)一步改進(jìn)，以使得它盡可能簡(jiǎn)單及緊湊地構(gòu)成。
該任務(wù)將在開(kāi)始部分所述類(lèi)型的燃料噴射裝置上這樣地解決設(shè)有一個(gè)共用的閥裝置，該閥裝置具有至少三個(gè)開(kāi)關(guān)位置，并影響閥元件的位置。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射裝置對(duì)于工作僅還需要一個(gè)共用的閥裝置，借助它可至少間接地控制所有閥元件。因此它的結(jié)構(gòu)相對(duì)緊湊。此外，因?yàn)檫€需要相對(duì)少的零件，其制造成本也便宜。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明設(shè)置的共用的閥裝置具有三個(gè)開(kāi)關(guān)位置，在根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射裝置工作時(shí)可具有高的靈活性。
本發(fā)明的有利的進(jìn)一步構(gòu)型在從屬權(quán)利要求中給出。
在根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射裝置的第一構(gòu)型中提出在共用的閥裝置的第一開(kāi)關(guān)位置中，兩個(gè)閥元件靠置在閥座上，在第二開(kāi)關(guān)位置中，兩個(gè)閥元件中的一個(gè)從它的閥座上抬起，在第三開(kāi)關(guān)位置中，兩個(gè)閥元件均從它們的閥座上抬起。
在此情況下，由該共用的閥裝置滿足具有兩個(gè)閥元件的一個(gè)燃料噴射裝置的所有主要的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。因此，該燃料噴射裝置一方面可緊湊地構(gòu)成，另一方面使內(nèi)燃機(jī)在排放及油耗方面最佳地工作。
這里特別可取的是，該共用的閥裝置包括一個(gè)三位三通換向閥，它與一個(gè)低壓連接部分、一個(gè)第一閥元件的控制室、及一個(gè)可由液壓操作的閥裝置的控制室相連接，該閥裝置又與一個(gè)閥元件的控制室及與一個(gè)高壓連接部分相連接。通過(guò)使用其開(kāi)關(guān)位置受共用的閥裝置影響的、可由液壓轉(zhuǎn)換的閥裝置可實(shí)現(xiàn)高的燃料壓力，而無(wú)須共用的閥裝置特別復(fù)雜和/或昂貴地構(gòu)成。盡管如此，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了在燃料噴射裝置內(nèi)的小泄漏。
還提出，在高壓連接部分與可由液壓轉(zhuǎn)換的閥裝置的控制室之間的通流路徑中設(shè)有一個(gè)節(jié)流結(jié)構(gòu)。由此可影響可由液壓轉(zhuǎn)換的閥裝置的關(guān)閉性能，進(jìn)而最后可影響第二閥元件的關(guān)閉性能。
與此類(lèi)似地還提出，在可由液壓轉(zhuǎn)換的閥裝置的控制室與共用的閥裝置之間的通流路徑中設(shè)有一個(gè)節(jié)流結(jié)構(gòu)。通過(guò)該節(jié)流結(jié)構(gòu)可影響可由液壓轉(zhuǎn)換的閥裝置的開(kāi)啟特性，并由此影響第二閥元件的開(kāi)啟特性。這首先允許內(nèi)燃機(jī)的燃燒噪音的優(yōu)化。
最佳的還在于，一個(gè)閥元件壓力控制地工作，而另一閥元件行程控制地工作。在此情況下，壓力控制的或行程控制的閥元件的相應(yīng)優(yōu)點(diǎn)組合在單一的燃料噴射裝置中。由此，例如一個(gè)壓力控制的閥元件尤其在內(nèi)燃機(jī)部分負(fù)載工作時(shí)可具有特別合適的噴射特性。
壓力控制的閥元件的控制可這樣地簡(jiǎn)化壓力控制的閥元件被設(shè)置在行程控制的閥元件的徑向外部。
此外，在一個(gè)進(jìn)一步構(gòu)型中還有利的是，壓力控制的閥元件的控制室與可由液壓轉(zhuǎn)換的閥裝置相連接。
可由液壓轉(zhuǎn)換的閥裝置的優(yōu)點(diǎn)在于泄漏小，同時(shí)壓力高，與壓力控制的閥元件的控制相結(jié)合顯得特別簡(jiǎn)單。
在燃料噴射裝置的另一構(gòu)型中還提出在共用的閥裝置的一個(gè)端部位置中，行程控制的閥元件的控制室與可由液壓轉(zhuǎn)換的閥裝置的控制室僅與高壓連接部分相連接。在共用的閥裝置的該端部位置中，兩個(gè)閥元件處于其關(guān)閉位置，即與相應(yīng)的閥座相靠置。
附圖以下參照附圖來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例。附圖中表示

圖1一個(gè)內(nèi)燃機(jī)的具有多個(gè)燃料噴射裝置的燃料系統(tǒng)的示意圖；圖2圖1中的燃料噴射裝置的部分截面圖；及圖3圖2中的燃料噴射裝置的一個(gè)局部的放大圖。
實(shí)施例的說(shuō)明圖1中，一個(gè)燃料系統(tǒng)總地帶有一個(gè)標(biāo)號(hào)10。該系統(tǒng)包括一個(gè)燃料容器12，一個(gè)電動(dòng)燃料泵14將燃料從該燃料容器輸送到一個(gè)低壓燃料導(dǎo)管16。該低壓燃料導(dǎo)管16通向一個(gè)高壓燃料泵18。該高壓燃料泵是一個(gè)活塞泵，它由該燃料系統(tǒng)所屬的內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)凸輪軸(未示出)驅(qū)動(dòng)。高壓燃料泵18將燃料輸送到燃料總管20(共軌“Rail”)中，燃料在該燃料總管中以高壓存儲(chǔ)。
在該燃料總管20上連接著多個(gè)噴射器22，它們將燃料直接地噴射到分配給它們的內(nèi)燃機(jī)燃燒室24中。內(nèi)燃機(jī)及燃料系統(tǒng)10的工作直接地由控制及調(diào)節(jié)裝置26來(lái)控制及調(diào)節(jié)。尤其是這些噴射器22也由控制及調(diào)節(jié)裝置26來(lái)控制。由這些噴射器22各導(dǎo)出一個(gè)導(dǎo)管28以返回到燃料容器12中。
在圖2中詳細(xì)地表示了這些噴射器22之一的一個(gè)局部該噴射器22包括具有上部件30及下部件32的兩部分殼體。在殼體30、32中設(shè)有一個(gè)空腔34，在其中主要設(shè)有一個(gè)第一長(zhǎng)形閥元件36。該閥元件的下端在圖2中延伸出一個(gè)錐形尖端，并與殼體下部件32中的閥座38(參見(jiàn)圖3)配合工作。與該第一閥元件36同軸地且在其徑向外部設(shè)有第二閥元件40，它的也為錐形的尖端與殼體的下部件32中的閥座42配合工作。
第一閥元件36由一個(gè)壓簧44在向著閥座38的方向上加載，該壓簧的一個(gè)端部支承在殼體的上部件30中的一個(gè)臺(tái)面(無(wú)標(biāo)號(hào))上。與此類(lèi)似，第二閥元件40由一個(gè)壓簧46在向著相應(yīng)閥座42的方向上加載。在此情況下，該壓簧46不是直接地支承在殼體的上部件30中的空腔34內(nèi)的一個(gè)臺(tái)面上，而是支承在一個(gè)中間墊圈48上。
殼體下部件32中的空腔34包括一個(gè)袋孔50，多個(gè)出口52從該袋孔通向外部。在第一閥元件36開(kāi)啟及第二閥元件40開(kāi)啟的情況下，燃料通過(guò)這些出口52噴出，如下面還要更詳細(xì)地描述的。與此類(lèi)似地，出口54用于當(dāng)只有第二閥元件40從第二閥座42上抬起時(shí)噴出燃料。對(duì)此在下面也還要更詳細(xì)地描述。
為了操作兩個(gè)閥元件36及40，設(shè)置了一個(gè)共用的閥裝置56，該閥裝置被布置在殼體的上部件34的上部區(qū)域中。該閥裝置包括一個(gè)作成半球形的閥元件58，該閥元件被設(shè)置在一個(gè)開(kāi)關(guān)室60中。該閥元件58由一個(gè)僅用符號(hào)表示的壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)64通過(guò)一個(gè)推桿62調(diào)節(jié)到不同的開(kāi)關(guān)位置上。
在靜止位置中，閥元件58由一個(gè)壓簧66壓到一個(gè)閥座68上。當(dāng)閥元件58靠置在閥座68上時(shí)，從開(kāi)關(guān)室60通過(guò)一個(gè)通道70到一個(gè)低壓連接部分72(也可參見(jiàn)圖1)的連接中斷。低壓連接部分72又與回流導(dǎo)管28相連接，后者返回到燃料容器12中。
由圖2中開(kāi)關(guān)室60的下端壁引出一個(gè)通向控制室76的通道74。在圖2中具有一個(gè)壓力面78的第一閥元件36的上端部也通入到控制室76中。在通道74中設(shè)有一個(gè)節(jié)流結(jié)構(gòu)80。從開(kāi)關(guān)室60的徑向邊界壁(無(wú)標(biāo)號(hào))引出一個(gè)流體連接通道(無(wú)標(biāo)號(hào))，該流體連接通道通過(guò)節(jié)流結(jié)構(gòu)82通到一個(gè)可由液壓操作的開(kāi)關(guān)閥86的控制室84。
可由液壓操作的開(kāi)關(guān)閥86還包括一個(gè)開(kāi)關(guān)室88，在該開(kāi)關(guān)室中設(shè)有一個(gè)閥元件90。該閥元件90總體上為圓柱形并具有一個(gè)開(kāi)關(guān)區(qū)段92——它具有圓柱形直徑，一個(gè)過(guò)渡區(qū)段94——它如一個(gè)縮頸一樣被構(gòu)成，及一個(gè)圓柱形的導(dǎo)向區(qū)段96。一個(gè)壓簧98的一個(gè)端部支承在閉鎖件100上。該壓簧98的另一端部在向控制室84的方向上對(duì)閥元件90加載。
在開(kāi)關(guān)室88的圓周壁設(shè)有一個(gè)環(huán)形槽102。該環(huán)形槽102一方面通過(guò)一個(gè)通道104與一個(gè)高壓連接部分106(也參見(jiàn)圖1)相連接。該高壓連接部分又通向燃料總管20。另一方面，一個(gè)通道108從環(huán)形槽102出發(fā)通過(guò)一個(gè)節(jié)流結(jié)構(gòu)110通向控制室76，通過(guò)該控制室控制第一閥元件36的運(yùn)動(dòng)。從開(kāi)關(guān)室88的圓周壁的那個(gè)區(qū)段，即大約位于閥元件90的縮頸狀的過(guò)渡區(qū)段94的區(qū)域，引出一個(gè)通道112，它通入第二閥元件40的下部區(qū)域中的一個(gè)環(huán)形室114。
在圖2中環(huán)形槽102的右邊，開(kāi)關(guān)室88的圓周壁構(gòu)成用于閥元件90的開(kāi)關(guān)棱邊118的閥座116。該開(kāi)關(guān)棱邊118被構(gòu)成在開(kāi)關(guān)區(qū)段92與過(guò)渡區(qū)段94之間。在閥元件90的開(kāi)關(guān)區(qū)段92中，另一通道120相對(duì)閥元件90的縱軸傾斜地延伸。該通道包括一個(gè)節(jié)流結(jié)構(gòu)122，且該通道連接著環(huán)形槽102與控制室84。還需提及的是一個(gè)泄漏通道124，它從殼體上部件30中的空腔34出發(fā)通向一個(gè)泄漏連接部分126。
在圖1至3中所示的噴射器22如下地工作在第一靜止開(kāi)關(guān)位置中，共用的閥裝置56的閥元件58靠置在圖2中的上閥座68上。因此，在共用的閥裝置56的開(kāi)關(guān)室60中、在第一閥元件36的控制室76中以及在可由液壓操作的開(kāi)關(guān)閥86的控制室84中出現(xiàn)在高壓連接部分106上所具有的高壓。由此，可由液壓操作的開(kāi)關(guān)閥86的閥元件92由開(kāi)關(guān)棱邊118壓在閥座116上。位于過(guò)渡區(qū)段94的高度上的、開(kāi)關(guān)室88的區(qū)域與高壓連接部分106分離。因此，在該區(qū)域中存在一個(gè)相對(duì)低的壓力。該情況同樣適用于通道112及環(huán)形室114。因此，第二閥元件40由彈簧46壓在閥座42上。
通過(guò)在控制室76中以及由此在壓力面78上施加一個(gè)高的燃料壓力，但同時(shí)在袋孔50中具有較低壓力(燃燒室壓力)，閥元件36也被壓在閥座38上。因此，在共用的閥裝置56的、其中閥元件58靠置在閥座68上的該第一開(kāi)關(guān)位置上，噴射器22被關(guān)閉，沒(méi)有燃料由出口52及54噴出。
共用的閥裝置56的閥元件58由執(zhí)行機(jī)構(gòu)64通過(guò)推桿62帶動(dòng)到第二開(kāi)關(guān)位置上，在該位置上，閥元件58靠置到圖2中開(kāi)關(guān)室60的下邊界壁上?，F(xiàn)在該開(kāi)關(guān)室60通過(guò)通道70與低壓連接部分72相連接。因此，來(lái)自可由液壓操作的開(kāi)關(guān)閥86的控制室84的高壓通過(guò)節(jié)流結(jié)構(gòu)82泄漏?，F(xiàn)在通過(guò)壓簧98使可由液壓操作的開(kāi)關(guān)閥86的閥元件90在向控制室84的方向上運(yùn)動(dòng)，由此使開(kāi)關(guān)棱邊118從閥座116上抬起。
在環(huán)形槽102中處于高壓下的燃料現(xiàn)在可通過(guò)通道112流到環(huán)形室114。在圖2中閥元件40的下錐形端面處于閥座42徑向外部的區(qū)域現(xiàn)在出現(xiàn)高的燃料壓力，該高的燃料壓力也出現(xiàn)在高壓連接部分106上。通過(guò)該高的燃料壓力使第二閥元件40抵抗壓簧46的加載力向上運(yùn)動(dòng)，由此，該第二閥元件離開(kāi)閥座42。因此，在環(huán)形室114中處于高壓下的燃料通過(guò)出口54流向外部。
因?yàn)樵摴灿玫拈y裝置56的閥元件58在該第二開(kāi)關(guān)位置上使通向控制室76的通道74關(guān)閉，在該控制室中也存在高的燃料壓力，該高的燃料壓力使第一閥元件36通過(guò)圖2中的壓力面78向下壓。盡管現(xiàn)在閥元件36的錐形下端面處于閥座38徑向外部的區(qū)域出現(xiàn)高的燃料壓力，但基于圖2中壓力面78上向下的合力使第一閥元件36繼續(xù)壓在閥座38上。因此通過(guò)出口52也沒(méi)有燃料能?chē)姵觥?br> 為了使在共用的閥裝置56的閥元件58從第一開(kāi)關(guān)位置運(yùn)動(dòng)到第二開(kāi)關(guān)位置期間，控制室76中的壓力不下降到使閥元件36從閥座38上抬起的程度，通過(guò)節(jié)流結(jié)構(gòu)80使燃料從控制室76的流出延遲。
共用的閥裝置56的閥元件58可由執(zhí)行機(jī)構(gòu)64帶動(dòng)到一個(gè)中間的第三開(kāi)關(guān)位置上。在該位置上，該閥元件既不在閥座68上也不在圖2中開(kāi)關(guān)室60的下端壁上靠置。因此，如在第二開(kāi)關(guān)位置中那樣，開(kāi)關(guān)室60與低壓連接部分72相連接。但現(xiàn)在附加地，燃料從控制室76通過(guò)通道74及節(jié)流結(jié)構(gòu)80流到開(kāi)關(guān)室60，然后再流到低壓連接部分72。由此，在控制室76中的壓力下降到這樣的程度，即閥元件36由處于閥座38徑向外部的錐形端面上的高壓從閥座38上抬起。當(dāng)共用的閥裝置56的閥元件58處于中間的第三開(kāi)關(guān)位置上時(shí)，噴射器22既通過(guò)出口54也通過(guò)出口52輸出燃料。
權(quán)利要求
1.用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置(22)，它具有一個(gè)殼體(30、32)，一個(gè)設(shè)在殼體(30、32)中的空腔(34)，至少兩個(gè)在該空腔(34)中彼此同軸地布置的閥元件(36、40)，每個(gè)閥元件與一個(gè)相應(yīng)的閥座(38、42)配合工作并為每個(gè)閥元件配置有至少一個(gè)相應(yīng)的燃料出口(52、54)，其特征在于設(shè)有一個(gè)共用的閥裝置(56)，該閥裝置具有至少三個(gè)開(kāi)關(guān)位置，并且該閥裝置影響這些閥元件(36、40)的位置。
2.燃料噴射裝置(22)，其特征在于在該共用的閥裝置(56)的第一開(kāi)關(guān)位置中，兩個(gè)閥元件(36、40)靠置在閥座(52、54)上，在一個(gè)第二開(kāi)關(guān)位置中，兩個(gè)閥元件中的一個(gè)(40)從它的閥座(54)上抬起，在一個(gè)第三開(kāi)關(guān)位置中，兩個(gè)閥元件(36、40)均從它們的閥座(52、54)上抬起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的燃料噴射裝置(22)，其特征在于該共用的閥裝置包括一個(gè)三位三通換向閥(56)，它與一個(gè)低壓連接部分(72)、該第一閥元件(40)的一個(gè)控制室(76)、及一個(gè)可由液壓操作的閥裝置(86)的控制室(84)相連接，該閥裝置(86)又與一個(gè)閥元件的控制室(114)及與一個(gè)高壓連接部分(106)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的燃料噴射裝置(22)，其特征在于在高壓連接部分(106)與可由液壓操作的閥裝置(86)的控制室(84)之間的通流路徑中設(shè)有一個(gè)節(jié)流結(jié)構(gòu)(122)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的燃料噴射裝置(22)，其特征在于在可由液壓操作的閥裝置(86)的控制室(84)與該共用的閥裝置(56)之間的通流路徑中設(shè)有一個(gè)節(jié)流結(jié)構(gòu)(82)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的燃料噴射裝置(22)，其特征在于該一個(gè)閥元件(40)壓力控制地工作，而所述的另一個(gè)閥元件(36)行程控制地工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的燃料噴射裝置(22)，其特征在于壓力控制的閥元件(40)被設(shè)置在行程控制的閥元件(36)的徑向外部。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的燃料噴射裝置(22)，其特征在于壓力控制的閥元件(40)的控制室(114)與可由液壓操作的閥裝置(86)相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的燃料噴射裝置(22)，其特征在于在該共用的閥裝置(56)的一個(gè)端部位置中，行程控制的閥元件(36)的控制室(76)與可由液壓操作的閥裝置(86)的控制室(84)僅與該高壓連接部分(106)相連接。
全文摘要
用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置(22)包括一個(gè)殼體(30、32)。在該殼體中設(shè)有一個(gè)空腔(34)，在該空腔(34)中又設(shè)有兩個(gè)彼此同軸地布置的閥元件(36、40)。每個(gè)閥元件與一個(gè)相應(yīng)的閥座(38、42)配合工作。這些閥元件(36、40)各配置有相應(yīng)的燃料出口(52、54)。為了使該燃料噴射裝置(22)盡可能緊湊地構(gòu)成，本發(fā)明提出設(shè)有一個(gè)共用的閥裝置(56)，該閥裝置具有至少三個(gè)開(kāi)關(guān)位置，并且該閥裝置影響閥元件(36、40)的位置。
文檔編號(hào)F02M45/08GK1688805SQ03824083
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月9日
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