專利名稱：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)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥，如同例如從公開文獻(xiàn)DE(標(biāo)準(zhǔn)閥)A1中已知的那樣。這種燃料噴射閥包括一個閥體，在該閥體內(nèi)，一個活塞狀的閥針可縱向移動地安置在一個孔內(nèi)。在閥針與孔壁之間構(gòu)成一個壓力室，該壓力室可被填充高壓燃料。該孔在其燃燒室側(cè)的端部上被一個閥座限制邊界，從該閥座引出多個噴射孔。通過閥針靠置在閥座上這些噴射孔封閉，而當(dāng)閥針從閥座上抬起時，燃料從閥密封面與閥座之間流過進(jìn)入噴射孔，從那里噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)。
在此，閥針在打開位置與關(guān)閉位置之間的運(yùn)動通過兩個方向相反的力實現(xiàn)一方面通過一個向閥座方向作用在閥針上的閉合力，另一方面通過一個液壓產(chǎn)生的打開力。為此，閥針具有至少一個壓力面，它最好通過一個環(huán)繞閥針的臺肩(Absatz)構(gòu)成并被加載壓力室中的燃料。根據(jù)哪個力占主導(dǎo)地位而定，閥針或者向貼靠到閥座上的方向運(yùn)動、或者從閥座上抬起。
在現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)中有重大意義的是，實際噴射時間點(diǎn)正好與通過控制裝置預(yù)先確定的時間點(diǎn)一致。但如果通過噴射過程和閥針的打開與關(guān)閉而在壓力室中發(fā)生壓力波動，則不能準(zhǔn)確確定壓力面上的壓力，從而也不能準(zhǔn)確確定打開力。這樣，在打開力等于閉合力并且閥針的打開運(yùn)動開始的那個時間點(diǎn)發(fā)生偏移。這使噴射時間點(diǎn)和噴射量改變，使得燃燒不能最佳地進(jìn)行并且可能提高有害物排放。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)與此相比，具有權(quán)利要求1特征部分特征的根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的優(yōu)點(diǎn)是，減弱了由于壓力室中壓力波動引起的噴射時間點(diǎn)波動。為此在閥針上構(gòu)成一個壓力面，它在閥針靠置在閥座上時可通過一個節(jié)流部位與壓力室連接。所出現(xiàn)的壓力波動被衰減，使得有效作用在壓力面上的燃料壓力比壓力室中的壓力具有明顯較小的壓力波動。這樣，可以準(zhǔn)確確定閥針由于壓力面上的液壓壓力而從閥座上抬起的那個時間點(diǎn)，使得噴射在最佳時間點(diǎn)開始。
在本發(fā)明的第一有利方案中，節(jié)流部位在閥針從閥座上抬起時被打開。由此壓力面現(xiàn)在被壓力室的全部燃料壓力加載，使得可以實現(xiàn)閥針的快速打開。
在另一有利方案中，節(jié)流部位通過一個閥座與閥針之間的環(huán)形縫隙構(gòu)成。該節(jié)流部位在閥針從閥座上抬起時被快速打開，節(jié)流的強(qiáng)度可以通過環(huán)形縫隙的寬度簡單調(diào)節(jié)。
節(jié)流作用不只取決于節(jié)流部位的構(gòu)造，而且還取決于通過節(jié)流部位與壓力室連通并且由閥針的壓力面限定邊界的那個室的容積。為了進(jìn)一步優(yōu)化，有利的是，在閥針上設(shè)置一個環(huán)形槽，在該環(huán)形槽中構(gòu)成壓力面，其中，環(huán)形槽在閥針圓周上包圍閥針。通過環(huán)形槽的深度和構(gòu)型可以影響節(jié)流部位上的衰減作用。環(huán)形槽也可以構(gòu)造得這樣深，使得在其外邊緣上構(gòu)成一個環(huán)繞的唇，在該唇與閥座之間構(gòu)成節(jié)流部位。
也可以規(guī)定，壓力面作為閥密封面的一部分構(gòu)成。在這種情況下在閥座中構(gòu)成一個環(huán)形槽，在該環(huán)形槽的徑向外邊緣與閥密封面上的壓力面之間形成節(jié)流縫隙。在此，閥針可以相對于其它情況下使用的閥針保持不變。在另一有利方案中，閥針安置在一個空心針中，該空心針也和閥座配合作用并且當(dāng)靠置在閥座上時中斷閥針與壓力室的連通。這樣的空心針用于控制至少一個從閥座引出的另外的噴射通道。通過空心針從閥座上抬起，燃料從壓力室流向該至少一個噴射孔并且在此沖擊到閥針及其壓力面上。由于該壓力面區(qū)域中突然的壓力升高會發(fā)生強(qiáng)烈的壓力波動，這通過按照本發(fā)明在節(jié)流部位上的衰減被有效減弱。
在另一有利方案中，在被空心針包圍的閥針上設(shè)置了一個附加的第二壓力面，它離開閥座地朝向壓力面構(gòu)造。該第二壓力面通過一個在閥針和空心針之間構(gòu)造的環(huán)形縫隙與壓力室連通，該環(huán)形縫隙形成一個第二節(jié)流部位。通過在閥針上的附加壓力面可以使液壓打開力分布在壓力面和第二壓力面上，這為結(jié)構(gòu)設(shè)計開辟了更大的構(gòu)型余地。
附圖在附圖中示出根據(jù)本發(fā)明燃料噴射閥的一個實施例。附圖表示

圖1一個根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的一個縱剖面，圖2圖1中用II表示的局部的一個放大圖，圖3另一實施例的與圖2相同的局部圖，圖4另一個根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的一個縱剖面，圖5圖4中用V表示的局部的一個放大圖，圖6圖5中用VI表示的局部的一個放大圖。
實施例說明在圖1中表示出一個根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的一個縱剖面。一個閥體1具有一個孔2，該孔在其燃燒室側(cè)的端部上被一個錐形的閥座11限定邊界，從閥座11上引出至少一個、但大多數(shù)情況下多個噴射通道14，這些噴射通道在燃料噴射閥處于裝入內(nèi)燃機(jī)中的位置中時通入給內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。在孔2中可縱向移動地安置了一個活塞狀的閥針7，該閥針在孔2的一個導(dǎo)向段102中被密封導(dǎo)向。閥針7朝向閥座11變細(xì)，形成一個朝向一個變細(xì)區(qū)段的壓力肩9，并且，在其面對閥座11的端部上過渡到一個閥密封面12中，該閥密封面基本呈錐形地構(gòu)成。在閥針7與孔2的壁之間，在導(dǎo)向段102與閥座11之間構(gòu)成一個壓力室5，它可通過一個在附圖中未表示并且在閥體1中延伸的輸送通道被填充高壓燃料。
閥針7以其閥密封面12與閥座11配合作用，使得由此構(gòu)成一個閥，壓力室5通過該閥與噴射通道14連通或與其分開。在此，閥針7的運(yùn)動通過兩個力的平衡實現(xiàn)一方面在閥針7的背離閥座11的端部上作用著一個閉合力F，它指向閥座11方向并且將閥針7壓向閥座。在缺少其它力的情況下由于閉合力的作用閥針7固定在其關(guān)閉位置中，即噴射通道14關(guān)閉。一個打開力與該閉合力相反指向，它通過位于壓力室5中的燃料的液壓力產(chǎn)生在閥針7上。這兩個力的比例關(guān)系可以或者通過壓力室5中的燃料壓力和/或者通過閉合力的改變達(dá)到。根據(jù)哪個力占主導(dǎo)地位而定，閥針7向其關(guān)閉位置或打開位置中滑動。
圖2示出圖1中用II標(biāo)記的局部的一個放大圖。在閥密封面12與閥針7的變細(xì)區(qū)段之間構(gòu)成一個環(huán)形槽20，該環(huán)形槽包圍閥針7的整個圓周。環(huán)形槽20一方面被第一環(huán)棱邊22、另一方面被第二環(huán)棱邊24限定邊界。當(dāng)閥針7靠置在閥座11上時，在環(huán)形槽20的徑向外邊緣、即第一環(huán)棱邊22與與閥座11之間形成一個節(jié)流部位26，通過它，由環(huán)形槽20與閥座11所限定的環(huán)形室與壓力室5連通。通過環(huán)形槽20構(gòu)成一個壓力面30，除壓力肩9之外，該壓力面在相應(yīng)壓力加載的時候在閥針7上作用一個打開力。該壓力面30可以比壓力肩9具有一個更大的或者小的液壓作用面積。但在任何情況下閉合力這樣確定使得為了使閥針7逆著閉合力運(yùn)動對壓力肩9以及壓力面30的壓力加載都是必要的。如果閥針7從閥座11上抬起，則節(jié)流部位26被打開，燃料可以從壓力室5經(jīng)過壓力面30無阻礙地流向噴射通道14。
在此，節(jié)流部位26的功能方式如下在噴射期間燃料通過壓力室5向噴射通道方向在閥密封面12與閥座11之間流過，最終通過噴射通道14噴射到燃燒室中。通過燃料噴射閥在噴射結(jié)束情況下的關(guān)閉，即通過閥針7坐落在閥座11上，壓力室5中處于運(yùn)動中的燃料被突然制動。燃料的動能被轉(zhuǎn)換成壓縮功，構(gòu)成壓力室5中的壓力波動。有些情況下直至下一次噴射開始所述壓力波動仍未消退，使得壓力面30上的壓力發(fā)生振蕩，在閥針7上不能得到所確定的打開力。由于因此不能精確地知道打開力，閥針7的打開時間點(diǎn)也發(fā)生波動，從而噴射的開始發(fā)生波動，因為剛好是在打開力克服閉合力時達(dá)到噴射的開始。相反，通過節(jié)流部位26，壓力室5中的壓力波動只被衰減地繼續(xù)傳遞到環(huán)形槽20中，使得在壓力面30上作用一個相對穩(wěn)定的只帶有被減弱的壓力波動的壓力。這使得可以在閥針7上有一個被精確定義的打開力，由此閥針剛好在計算的時間點(diǎn)打開，這特別是在快速運(yùn)行的現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)中是必要的，以便能夠達(dá)到無噪聲和無有害物的燃燒。在此，衰減的程度可以通過節(jié)流部位26的大小或環(huán)形槽20的深度來調(diào)節(jié)。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的另一實施例。在這里，壓力面30作為閥密封面12的一部分構(gòu)成，其中，壓力面30在第一環(huán)棱邊22與圖中用虛線表示的線之間延伸，該第一環(huán)棱邊在閥密封面12向閥針7的變細(xì)區(qū)段的過渡處構(gòu)成。該虛線表示一個在閥座11中構(gòu)造的閥座環(huán)形槽28的燃燒室側(cè)棱邊。在閥座環(huán)形槽28的背離燃燒室的棱邊31與第一環(huán)棱邊22之間構(gòu)成節(jié)流部位26，它與圖2所示實施例的節(jié)流部位26以相同方式工作。一旦閥針7從閥座11上抬起，則節(jié)流部位26被打開，燃料可以無阻礙地在閥密封面12與閥座11之間流過流向噴射通道14。
圖4示出另一個本發(fā)明燃料噴射閥的一個縱剖面。閥體1和孔2的構(gòu)造與圖1中示出的燃料噴射閥基本相同。這里，在孔2中除閥針7外還構(gòu)成另一個成空心針8形式的閥針，在空心針8中，閥針7在一個燃燒室側(cè)的第一導(dǎo)向區(qū)域35中和一個背離燃燒室的第二導(dǎo)向區(qū)域36中被導(dǎo)向。在這些導(dǎo)向區(qū)域35，36之間在閥針7上設(shè)置了一個沉切段(Freistich)，使得在這里不發(fā)生閥針7在空心針8中的導(dǎo)向。不僅閥針7而且空心針8都至少部分時間地被加載一個向閥座11方向的閉合力，其中，這些閉合力作用在空心針8和閥針7的背離閥座11的端部上，例如通過彈簧力或液壓力。在閥座11中構(gòu)成兩列噴射通道，它們分別由多個噴射通道14組成并分布設(shè)置在閥體1的圓周上。它們形成一個第一噴射通道列114和一個第二噴射通道列214，其中，第一噴射通道列114設(shè)置在第二噴射通道列214的上游。
空心針8以其外側(cè)閥密封面16與閥座11配合作用，使得構(gòu)成一個閥，該閥控制第一噴射通道列114與在空心針8和孔2的壁之間構(gòu)成的壓力室5之間的連通。以相同方式通過閥針7的閥密封面12和閥座11構(gòu)成一個閥，該閥打開和關(guān)閉壓力室5與第二噴射通道列214之間的連通，其中，該第二閥在空心針8已打開與壓力室5的連通時才起作用。
在圖5中再次放大示出圖4的用V標(biāo)記的局部?？招尼?的外側(cè)閥密封面16具有兩個錐面，在它們的過渡處構(gòu)造一個密封棱18，使得當(dāng)空心針靠置在閥座11上時在該區(qū)域中出現(xiàn)一個高的表面壓力，從而保證在該部位上可靠密封，即使在壓力室5中有一個很高的壓力。空心針8的外側(cè)閥密封面16的一部分被壓力室5的燃料壓力加載，使得由此在空心針8上得到一個與閉合力相反的打開力。
由閥密封面12起，閥針7背離閥座11地具有一個環(huán)形槽20，如在圖2所示噴射閥中所具有的那樣。在環(huán)形槽20中構(gòu)成壓力面30，通過該壓力面的壓力加載在閥針7上作用一個打開力。除壓力面30外，在閥針7上構(gòu)成一個第二壓力面32作為另外的液壓作用的面，它由閥針7上的一個臺肩構(gòu)成，該臺肩直接連接在閥針7的第一導(dǎo)向段35上。第二壓力面32可通過一個在閥針7與空心針8之間構(gòu)成的環(huán)形縫隙與壓力室5連通，其中，該環(huán)形縫隙形成一個第二節(jié)流部位34。這樣，壓力面30以及第二壓力面32可通過節(jié)流部位26，34與壓力室5連通。在閥針7從閥座11抬起之后，以上面已經(jīng)說明過的方式打開向著第二噴射通道列214的燃料流。在圖6中示出該區(qū)域的一個詳細(xì)視圖，該圖是圖5中用VI標(biāo)記的局部的一個放大圖。
在噴射燃料時，在圖4，5，6中示出的燃料噴射閥工作如下通過壓力室5中的一個升高的燃料壓力和/或空心針8上的閉合力的降低，在壓力肩9上并在外側(cè)閥密封面16的被壓力室5的燃料加載的部分上產(chǎn)生一個液壓打開力。之后空心針8從閥座11上抬起，燃料從壓力室5中向外側(cè)的噴射通道列114流出，燃料通過該噴射通道列噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。由于空心針8從閥座11上抬起，此時閥針7被壓力室5的燃料壓力加載，在此特別是壓力面30和第二壓力面32。在壓力面30，32上出現(xiàn)的由于空心針快速打開而產(chǎn)生的壓力波動通過節(jié)流部位26，34減弱，使得在閥針7上作用一個確定的打開力。如果閥針7上的液壓打開力克服閉合力，則閥針7也從閥座11上抬起且第二噴射通道列214被釋放。當(dāng)燃料噴射閥關(guān)閉以結(jié)束噴射時，壓力室5中的壓力降低或者閥針7和空心針8上的閉合力升高。由此，它們滑回到關(guān)閉位置中并且噴射結(jié)束。
權(quán)利要求
1.用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥，具有一個閥體(1)，在該閥體中構(gòu)造一個孔(2)，該孔在一端被一個閥座(11)限定邊界，從該閥座引出至少一個噴射通道(14；114；214)，還具有一個閥針(7)，該閥針可縱向移動地安置在孔(2)中并且在其面對閥座(11)的端部上具有一個閥密封面(12)，該閥針以該閥密封面與閥座(11)配合作用以打開和關(guān)閉所述至少一個噴射通道(14；114；214)，并且具有一個在閥針(7)和孔(2)的壁之間構(gòu)成的壓力室(5)，該壓力室可用高壓燃料填充，其特征在于，在閥針(7)上構(gòu)造至少一個面對閥座(11)的壓力面(30；32)，當(dāng)閥針(7)靠置在閥座(11)上時，該壓力面可通過一個節(jié)流部位(26；34)與壓力室(5)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，其特征在于，當(dāng)閥針(7)從閥座(11)上抬起時，該節(jié)流部位(26；34)被打開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，其特征在于，該節(jié)流部位(26；34)由閥座(11)和閥針(7)之間的一個縫隙構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，其特征在于，所述壓力面(30)在閥針(7)上在一個環(huán)形槽(20)中構(gòu)成，該環(huán)形槽在閥針圓周上包圍閥針(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，其特征在于，所述壓力面(30)在閥密封面(12)上構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料噴射閥，其特征在于，該節(jié)流部位(26)在一個在閥座(11)中延伸的閥座環(huán)形槽(28)的外邊緣與所述壓力面(30)之間構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料噴射閥，其特征在于，該節(jié)流部位(26)在環(huán)形槽(20)的徑向外邊緣與所述閥座(11)之間構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，其特征在于，閥針(7)被一個空心針(8)包圍，該空心針也與閥座(11)配合作用并且當(dāng)靠置在閥座(11)上時將閥針(7)與壓力室(5)液壓分離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料噴射閥，其特征在于，在閥針(7)上構(gòu)成一個第二壓力面(32)，它離開閥座(11)地朝向壓力面(30)構(gòu)成并且可通過一個在空心針(8)和閥針(7)之間構(gòu)成的環(huán)形縫隙與壓力室(5)連通，其中，該環(huán)形縫隙形成節(jié)流部位(34)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的燃料噴射閥，其特征在于，不僅閥座(11)、而且閥密封面(12)都基本錐形地構(gòu)成，其中，構(gòu)成錐形面的圓錐的尖分別指向燃燒室方向。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的燃料噴射閥，其特征在于，閥針(7)和空心針(8)至少部分時間地被一個閉合力向閥座(11)方向加載，并且，閥密封面(12)的通過節(jié)流連接(26)與壓力室(5)連通的部分上的液壓力與閉合力反向。
全文摘要
燃料噴射閥，具有一個閥體(1)，在該閥體中構(gòu)成一個孔(2)，該孔在一端被一個閥座(11)限定邊界，從該閥座引出至少一個噴射通道(14)。在孔(2)中可縱向移動地安置了一個閥針(7)，該閥針在其面對閥座(11)的端部上具有一個閥密封面(12)，閥針以該閥密封面與閥座(11)配合作用以打開和關(guān)閉所述至少一個噴射通道(14)。在閥針(7)和孔(2)的壁之間構(gòu)成一個壓力室(5)，該壓力室可用高壓燃料填充。在閥針(7)上構(gòu)成一個面對閥座(11)的壓力面(30)，當(dāng)閥針(7)靠置在閥座(11)上時，該壓力面可通過一個節(jié)流部位(26)與壓力室(5)連通。
文檔編號F02M45/08GK1717539SQ03825689
公開日2006年1月4日 申請日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者托馬斯·屈格勒, 約亨·默滕斯, 哈斯曼·于斯庫德 申請人:羅伯特·博世有限公司