專(zhuān)利名稱(chēng)：用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種相應(yīng)于權(quán)利要求1的前序部分的、用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥。一個(gè)這種燃料噴射閥例如已在公開(kāi)文獻(xiàn)DE 100 31 265A1中進(jìn)行了描述并具有一個(gè)閥體，在該閥體中構(gòu)造有一個(gè)孔。該孔在其燃燒室側(cè)的端部以一個(gè)閥座為界，從該閥座引出至少一個(gè)噴射口，在燃料噴射閥裝入位置中，該噴射口通到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。在該孔中可縱向移動(dòng)地設(shè)置有一個(gè)活塞狀的閥針，該閥針在其燃燒室側(cè)的、即向著閥座的端部上設(shè)有閥密封面，閥針通過(guò)該閥密封面與閥座相配合。在此情況下，在閥針的閉合位置上，這時(shí)閥針用其閥密封面靠置在閥座上，噴射口被封閉，而當(dāng)閥針從閥座上抬起時(shí)，燃料通過(guò)閥密封面與閥座之間流入噴射口并從這里噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。
閥針在孔中的運(yùn)動(dòng)通過(guò)兩個(gè)力的關(guān)系產(chǎn)生一個(gè)是由壓力腔中的壓力形成的液壓力，該壓力腔構(gòu)成在孔壁與閥針之間并充滿燃料，以致將一個(gè)液壓力作用到閥針上。另一個(gè)是作用在閥針上的閉合力，它借助一個(gè)適合的裝置作用在閥針的背對(duì)燃燒室的端部上。閥針上的液壓力取決于由燃料加載的有效面積，其中在縱向上產(chǎn)生一個(gè)力分量。燃料噴射閥的開(kāi)啟壓力即壓力腔中的燃料壓力，在該壓力下，閥針上的液壓力剛好夠使閥針抵抗一個(gè)給定的閉合力在縱向上離開(kāi)閥座運(yùn)動(dòng)，該開(kāi)啟壓力主要取決于閥針在閥座上的接觸線，它被稱(chēng)為液壓作用的配合直徑，因?yàn)橛扇剂蠅毫虞d的閥密封面的部分面積取決于它。通過(guò)閥密封面與閥座之間的磨損在燃料噴射閥的工作壽命期間將引起該面積的變化并由此引起液壓作用的配合直徑的變化。由此也使開(kāi)啟壓力變化，這將以閥針開(kāi)啟動(dòng)力性的改變表現(xiàn)出來(lái)。由此也改變了燃料的噴射時(shí)刻及噴射量，這在現(xiàn)代的高轉(zhuǎn)速內(nèi)燃機(jī)上將引起問(wèn)題，尤其在燃料消耗及有害物質(zhì)排放方面引起問(wèn)題。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)相比之下，根據(jù)本發(fā)明的具有權(quán)利要求1特征部分特征的燃料噴射閥具有其優(yōu)點(diǎn)，即在閥針的幾何結(jié)構(gòu)不變的情況下可在燃料噴射閥的整個(gè)工作壽命期間保持恒定的開(kāi)啟壓力。為此，閥座具有兩個(gè)錐形部分面，其中第二錐形部分面設(shè)在第一錐形部分面的下游。第二錐形部分面相對(duì)第一錐形部分面凸起，由此使閥針在其閉合位置上靠置在第二錐形部分面上，及第一錐形部分面向第二錐形部分面過(guò)渡處的邊棱確定了液壓作用的配合直徑。
通過(guò)從屬權(quán)利要求可得到本發(fā)明主題的有利的進(jìn)一步構(gòu)型。
在本發(fā)明主題的第一有利構(gòu)型中，第二錐形部分面與第一錐形部分面具有相同的張角。由此可使這兩個(gè)錐形部分面用相同的刀具制造，這樣在制造時(shí)可省略銑或磨削刀具的重新調(diào)整。
在本發(fā)明的另一有利構(gòu)型中，第二錐形部分面相對(duì)第一錐形部分面優(yōu)選凸出2μm至20μm。通過(guò)這樣一種分階構(gòu)造得到了恒定的開(kāi)啟壓力，而不會(huì)改變閥體中閥座區(qū)域上的穩(wěn)定關(guān)系。
在另一有利構(gòu)型中，在閥座上，在第二錐形部分面的下游構(gòu)造有一個(gè)第三錐形部分面，它相對(duì)第二錐形部分面回凹。由此，閥針可緊貼在其上的閥座面在下游也以一個(gè)階臺(tái)為界。因此，在閥針與閥座的接觸面上可得到精確確定的液壓關(guān)系。
當(dāng)閥針具有一個(gè)密封棱時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的、閥座的構(gòu)型是特別有利的，該密封棱構(gòu)造在兩個(gè)錐形密封面之間，且在閥針的閉合位置中，該密封棱靠置在第二錐形部分面上。這在非常長(zhǎng)的工作期間保證了恒定的開(kāi)啟壓力。
附圖在附圖中表示出一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的幾個(gè)實(shí)施例。附圖為

圖1一個(gè)燃料噴射閥的縱截面圖，圖2圖1中由II標(biāo)示的閥座區(qū)域中的一個(gè)局部的放大圖，圖3圖2中由III標(biāo)示的局部的放大圖，及圖4表示與圖2相同的局部，其中，這里的燃料噴射閥在閥座區(qū)域中構(gòu)造成所謂的袋孔噴嘴。
實(shí)施例的描述圖1表示根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的縱截面圖。在一個(gè)閥體1中構(gòu)造有一個(gè)孔3，在該孔中可縱向移動(dòng)地設(shè)有一個(gè)活塞狀的閥針5。在此，該閥針5以一個(gè)背離燃燒室的導(dǎo)向區(qū)段15在孔3的一個(gè)導(dǎo)向區(qū)段23中密封地被導(dǎo)向。從導(dǎo)向區(qū)段15出發(fā)，閥針5向著燃燒室變細(xì)并構(gòu)成一個(gè)壓肩13，及在其燃燒室側(cè)的端部過(guò)渡成一個(gè)基本上錐形的閥密封面7。在閥針5與孔3的壁之間構(gòu)成一個(gè)壓力腔19，該壓力腔在壓肩13的高度上被徑向擴(kuò)寬。一個(gè)延伸在閥體1中的輸入孔25通到壓力腔19的該徑向擴(kuò)寬部分中，通過(guò)該輸入孔可將高壓下的燃料注滿壓力腔19?？?在其燃燒室側(cè)的端部以一個(gè)閥座9為界，從該閥座引出至少一個(gè)噴射口11，在燃料噴射閥裝入內(nèi)燃機(jī)的位置上，該噴射口通到它的燃燒室中。
圖2表示圖1中由II標(biāo)示的一個(gè)局部的放大圖。閥針5的閥密封面7分成一個(gè)第一錐形密封面107及一個(gè)第二錐形密封面207，在它們的過(guò)渡處通過(guò)這兩個(gè)錐形密封面107、207的不同張角構(gòu)成一個(gè)密封棱17。閥座9基本上被構(gòu)成錐形的并包括三個(gè)錐形部分面，其中第一錐形部分面109與第二錐形部分面209交界及后者又與第三錐形部分面309交界。第二錐形部分面209相對(duì)第一錐形部分面109凸出且對(duì)于閥針5這樣地定位，以使得在閥針5的閉合位置中、即當(dāng)閥針5靠置在閥座9上時(shí)，密封棱17與第二錐形部分面209形成接觸。
圖3表示圖2中由III表示的局部的放大圖，即再次放大地表示閥座9的這個(gè)關(guān)鍵的部分。在第一錐形部分面109與第二錐形部分面209之間構(gòu)成了一個(gè)環(huán)形臺(tái)階21，該環(huán)形臺(tái)階限定了液壓作用的配合直徑。它對(duì)于該燃料噴射閥的開(kāi)啟特性起著一個(gè)決定性的作用。閥針5在孔3中的縱向運(yùn)動(dòng)將通過(guò)兩個(gè)力的關(guān)系來(lái)確定一方面為閉合力，它通過(guò)一個(gè)在圖中未示出的適當(dāng)裝置作用在閥針的背離燃燒室的端部上；另一方面為作用在閥針5上的液壓開(kāi)啟力，它與閉合力的方向相反并通過(guò)壓力腔19中的燃料壓力作用在閥針5上。在對(duì)閥針5的一些面進(jìn)行壓力加載時(shí)，產(chǎn)生作用在縱向上的合力分量，這些面主要為壓肩13及閥密封面7的一些部分。如果閉合力為常數(shù)，則由此也給出了開(kāi)啟壓力，即壓力腔19中的燃料壓力值，在該壓力時(shí)閥針5開(kāi)始其開(kāi)啟行程運(yùn)動(dòng)。
在理想剛性的情況下，即當(dāng)不僅閥針5而且閥座9不變形的情況下，閥針5的密封棱17才會(huì)確定液壓作用的配合直徑。位于密封棱17上游的閥密封面7的整個(gè)面，在該實(shí)施例中即第一錐形密封面107，會(huì)被燃料壓力加載，以致由此就確定了液壓開(kāi)啟壓力。但通過(guò)閥針5撞擊到閥座9上，在閥密封面7與閥座9之間就會(huì)慢慢地形成面接觸，以致改變了液壓作用的配合直徑，更確切地說(shuō)是以被壓力加載的面積減小的方式改變，由此使開(kāi)啟壓力上升。但是，通過(guò)在閥座9上構(gòu)造凸出的第二錐形部分面209可使該液壓的配合直徑僅上升到第一環(huán)形臺(tái)階21為止，以致即使在燃料噴射閥長(zhǎng)期工作時(shí)開(kāi)啟壓力也保持不變。通過(guò)在第二錐形部分面209與第三錐形部分面309之間構(gòu)造第二環(huán)形臺(tái)階22，可使得閥針5靠置在其上的面相對(duì)噴射口被限定，由此在閥座上存在精確確定的液壓關(guān)系。在閥針與閥座之間可能出現(xiàn)的粘附力則被這樣保持恒定。
圖4表示另一燃料噴射閥的與圖2相同的局部，該燃料噴射閥具有稍微改變了的閥座幾何形狀。如在圖2及3中所示的實(shí)施例中那樣，第三錐形部分面309相對(duì)第二錐形部分面209回凹，由此構(gòu)成第二環(huán)形臺(tái)階22。第三錐形部分面309過(guò)渡到一個(gè)袋孔30，噴射口11由該袋孔(Sackloch)導(dǎo)出。閥針5具有稍微改變了的閥密封面7，在其上盡管仍構(gòu)造有一個(gè)第一錐形密封面107及一個(gè)第二錐形密封面207，但在這兩個(gè)錐形密封面107、207之間構(gòu)造有一個(gè)環(huán)形槽27。在該環(huán)形槽27與第一錐形密封面107之間的過(guò)渡處構(gòu)造成一個(gè)密封棱17，在閥針5的閉合位置中，該密封棱與第二錐形部分面209形成接觸。通過(guò)回凹的第三錐形部分面309可實(shí)現(xiàn)兩件事一方面，有效配合面被幾何地限制在第二錐形部分面209上，這可精確地確定并由此計(jì)算閥座9與閥密封面7之間的間隙中的液壓關(guān)系，尤其是正好在開(kāi)啟運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)的該液壓關(guān)系。另一方面，通過(guò)回凹的第三錐形部分面309達(dá)到對(duì)流入袋孔30的燃料的節(jié)流作用的減小，否則，該燃料在第三錐形部分面309到袋孔30的過(guò)渡處就會(huì)被強(qiáng)節(jié)流，這會(huì)引起噴射口11上噴射壓力的減小。
如圖3中所示，環(huán)形臺(tái)階21的高度d優(yōu)選最好為2μm至20μm，這保證了一方面精確地確定液壓作用的配合直徑，另一方面使閥體1的閥座9區(qū)域中的穩(wěn)定關(guān)系保持不變。如圖2中所示，第二錐形部分面的寬度a優(yōu)選為0.2mm至0.5mm。
在閥座9的這些錐形部分面109、209、309的張角構(gòu)型上具有大的自由度。一方面可考慮，所有的錐形部分面109、209、309具有相同的張角。但也可考慮，各存在稍微不同的張角，以便優(yōu)化在閥座9與閥密封面7之間的間隙中的燃料的流入關(guān)系，尤其是優(yōu)化燃料流入袋孔30中的入流條件，如根據(jù)圖4中所示類(lèi)型的燃料噴射閥就是該情況。
權(quán)利要求
1.用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥，具有一個(gè)閥體(1)，在該閥體中構(gòu)造有一個(gè)孔(3)，該孔在其燃燒室側(cè)的端部以一個(gè)閥座(9)為界并在其燃燒室側(cè)的端部區(qū)域構(gòu)造有至少一個(gè)噴射口(11)；具有一個(gè)活塞狀的閥針(5)，該閥針可縱向移動(dòng)地設(shè)置在孔(3)中并在其燃燒室側(cè)的端部具有一個(gè)基本上錐形的閥密封面(7)，閥針(5)通過(guò)該閥密封面與閥座(9)相配合，以使得當(dāng)閥針(5)靠置在閥座(9)上時(shí)所述至少一個(gè)噴射口(11)被封閉，而當(dāng)閥針(5)從閥座(9)上抬起時(shí)燃料通過(guò)閥座(9)與閥密封面(7)之間流入噴射口(11)，其特征在于閥座(9)包括一個(gè)第一錐形部分面(109)及一個(gè)第二錐形部分面(209)，其中該第二錐形部分面(209)設(shè)置在該第一錐形部分面(109)的下游并相對(duì)該第一錐形部分面凸出地構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于該閥針(5)在其閉合位置上靠置在該第二錐形部分面(209)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于該第二錐形部分面(209)與該第一錐形部分面(109)具有相同的張角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于該第二錐形部分面(209)相對(duì)該第一錐形部分面(109)凸出2μm至20μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于在閥座(9)上，在該第二錐形部分面(209)的下游構(gòu)造有一個(gè)第三錐形部分面(309)，它相對(duì)該第二錐形部分面(209)回凹。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于在閥密封面(7)上構(gòu)造有一個(gè)密封棱(17)，在閥針(5)的閉合位置中，該密封棱靠置在該第二錐形部分面(209)上。
全文摘要
燃料噴射閥具有一個(gè)閥體(1)，在該閥體中構(gòu)造有一個(gè)孔(3)，該孔在其燃燒室側(cè)的端部以一個(gè)閥座(9)為界并在其燃燒室側(cè)的端部區(qū)域構(gòu)造有至少一個(gè)噴射口(11)。一個(gè)活塞狀的閥針(5)可縱向移動(dòng)地設(shè)置在孔(3)中并具有一個(gè)基本上錐形的閥密封面(7)，閥針(5)通過(guò)該閥密封面與閥座(9)相配合，以控制至少一個(gè)噴射口(11)。閥座(9)包括一個(gè)第一錐形部分面(109)及一個(gè)第二錐形部分面(209)，其中該第二錐形部分面(209)設(shè)置在該第一錐形部分面(109)的下游并相對(duì)該第一錐形部分面凸出地構(gòu)成。
文檔編號(hào)F02M61/18GK1688807SQ03824535
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22日
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