專利名稱：用于內(nèi)燃機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)燃機的燃料噴射閥，如同例如從文獻DE100 31 265 A1中已知的那樣。那里給出的燃料噴射閥具有一個閥體，在該閥體內(nèi)，一個閥針可縱向移動地安置在一個孔內(nèi)。該孔朝向燃燒室被一個閥座限制邊界，該閥座基本呈錐形構(gòu)造。此外，在閥體的燃燒室側(cè)端部上構(gòu)成多個噴射孔，它們在閥座區(qū)域內(nèi)通到所述孔，從而產(chǎn)生所述孔與燃燒室的連通。該閥針以活塞狀地構(gòu)造，在其燃燒室側(cè)端部上具有一個閥密封面，該面包括兩個具有不同張角的圓錐面。在這兩個圓錐面之間構(gòu)成一個密封棱，它在閥針處于關(guān)閉位置中時貼靠在閥座上。閥針以其閥密封面與閥座配合作用，使得當閥針靠置在閥座上時所述噴射孔被封閉，而當閥針從閥座上抬起時燃料可以從一個在閥針與孔壁之間構(gòu)成的壓力室中流向噴射孔。
由于從壓力室中出來的燃料處于高壓下，在閥針打開行程運動開始時燃料以高速度流入閥密封面與閥座之間的打開的環(huán)形縫隙中。在閥針的密封棱與閥座之間形成最窄的橫截面，使得在那里燃料流速最大。由于該高速度，會發(fā)生流體從邊界壁的分離，這使得不能預計閥密封面與閥座之間的縫隙中的壓力建立。閥針的開啟動態(tài)特性也由此改變，該動態(tài)特性受到閥密封面上的液壓壓力的決定性影響。特別是當噴射量小的時候，噴射量由此在確定運行點時可預言地改變，這使得不能對噴射量精確配量。
本發(fā)明優(yōu)點與此相對，具有權(quán)利要求1特征部分特征的本發(fā)明燃料噴射閥的優(yōu)點是，閥針進行打開行程運動時的閥密封面區(qū)域內(nèi)的壓力建立可在內(nèi)燃機任何運行點再現(xiàn)地進行，從而始終能夠精確配量噴射的燃料量。為此在閥密封面上構(gòu)造至少兩個環(huán)形槽，它們在燃料流中帶來一個附加的湍流分量，由此阻止流體從周邊壁分離。
在本發(fā)明的有利方案中，在第一圓錐面上或者在第二圓錐面上設置多個環(huán)形槽，這不僅對密封棱前面而且對密封棱后面的流動產(chǎn)生影響。由此可以有效阻止分離。特別是對于存在多個環(huán)形槽的情況，這些環(huán)形槽可以具有小的深度被構(gòu)造，這和只有一個或兩個較深的環(huán)形槽對流動產(chǎn)生相同的效果，但對閥針機械穩(wěn)定性的影響明顯更小。
如果不僅在第一圓錐面上、而且在第二圓錐面上都有環(huán)形槽，是特別有利的，因為由此既在密封棱前面、又在密封棱后面對流動產(chǎn)生這樣的影響使得有效阻止流體的分離。
在另一有利方案中，這些環(huán)形槽在橫截面上具有不對稱的型廓。由此可以優(yōu)化流動影響，利用一個深度較小的環(huán)形槽達到相同的流動影響。
此外有利的是，這些環(huán)形槽以深度小于0.1mm的微型槽(Mikronuten)構(gòu)造。這樣的一些環(huán)形槽可以容易地例如借助一個激光器加工在閥密封面的表面中，并且具有不影響或者只不明顯地影響閥針的彈性和其它機械特性的優(yōu)點。
附圖在附圖中表示出本發(fā)明燃料噴射閥的不同實施例。附圖表示

圖1一個本發(fā)明燃料噴射閥的一個縱剖面，圖2圖1中用A標記的局部的一個放大圖，圖3與圖2相同的局部，其中，閥座被不同地構(gòu)造，
圖4和圖5另外的實施例，其中所示出的局部與圖2相同。
實施例說明在圖1中以縱剖面示出一個根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥。在一個閥體1中構(gòu)造一個孔3，該孔在其端部上被一個錐形的閥座9限定邊界。在閥體1的燃燒室側(cè)端部上構(gòu)造多個噴射孔11，這些噴射孔通入內(nèi)燃機的燃燒室中，燃料可以通過它們被噴射到燃燒室中。在孔3中可縱向移動地設置了一個活塞狀的閥針5，該閥針在其燃燒室側(cè)端部上具有一個基本呈圓錐形的閥密封面7，閥針5以該閥密封面與閥座9配合作用。該閥針5借助一個被導向的段15在孔3的一個導向段23中被導向。由被導向的段15起，閥針5朝向閥密封面7變細，形成一個壓力肩13。在壓力肩13與閥密封面7之間，在閥針5與孔3的壁之間構(gòu)造一個壓力室19，它在壓力肩13的高度上徑向擴寬。一個在閥體1中延伸的輸入通道25通入壓力室19的徑向擴寬部中，該輸入通道向壓力室19輸入高壓燃料。
閥針5在其離開燃燒室的端部上被加載一個變化的或恒定的閉合力，該閉合力將閥針5壓向閥座9。該閉合力例如通過一個彈簧元件、通過一個液壓力或者借助一個其它裝置產(chǎn)生。通過作用在壓力肩13上和作用在閥密封面7的部分上的液壓力得到一個與閉合力反向的打開力，它取決于在壓力室19中的壓力。如果閉合力占優(yōu)勢，則閥針5保持靠置在閥座9上，所述噴射孔11保持封閉。如果閉合力降低或者壓力室19中的壓力升高，則最終打開力占優(yōu)勢，且閥針5連同閥密封面7從閥座9上抬起。由此，閥密封面7與閥座9之間的一個縫隙打開，燃料通過該縫隙從壓力室19流向所述噴射孔11并從那里噴射到內(nèi)燃機的燃燒室中。
圖2表示圖1的用A標記的局部的放大圖。閥密封面7包括兩個圓錐面，其中，第一圓錐面30連接在閥針5的活塞狀區(qū)段上。在第一圓錐面30的下游構(gòu)造一個第二圓錐面32，它在閥針5的燃燒室側(cè)端部上通入一個端面42中。第一圓錐面30的張角大于錐形閥座9的張角，錐形閥座9的張角又大于第二圓錐面32的張角。由此，在第一圓錐面30和第二圓錐面32之間在閥密封面7上構(gòu)成一個密封棱34，它在閥針5處于關(guān)閉位置中時貼靠在閥座9上。通過閥針5的在燃料噴射閥運行期間由于磨損而略微擴寬的線形支承面，保證了所述噴射孔11相對壓力室19的良好密封。
在第一圓錐面30上構(gòu)造多個環(huán)形槽35，在第二圓錐面32上也一樣。這些環(huán)形槽35以如下方式影響燃料通過閥密封面7與閥座9之間的流動在閥針5的打開運動開始時，第一圓錐面30被壓力室19中的燃料壓力加載，這在閥針5上作用一個相應的打開力。如果閥針5此時從閥座9上抬起，則燃料由于壓力室19中的高壓以高的速度向所述噴射孔11方向流動。在此，燃料流的最窄部位在密封棱34與閥座9之間，使得在那里流速最高，并且同時閥密封面7上的壓力最低。由于高的流速，可能會發(fā)生流體與燃料流邊界壁的分離，即特別是發(fā)生在第二圓錐面32區(qū)域內(nèi)的分離。直接貼靠在第二圓錐面上的燃料運動得比以很高速度、小橫截面向噴射孔方向流動的燃料主流動明顯緩慢。由于剩余流體的橫截面小，第二圓錐面32上的壓力建立比燃料流包括閥座9與閥密封面7之間的整個縫隙的情況下明顯更小，這種情況在單位時間噴射量相同的情況下會產(chǎn)生較小的流速，從而產(chǎn)生較高的燃料靜態(tài)壓力。
該噴射量由噴射持續(xù)時間確定，就是說通過燃料噴射閥的打開時間點和關(guān)閉時間點確定。閥針5向其打開位置滑動多快取決于作用在壓力肩13和閥密封面7上的液壓打開力。通過第二圓錐面32上的液壓力，在閥針5從關(guān)閉位置抬起之后不久產(chǎn)生一個附加的打開力，它提高打開速度，從而也提高噴射的量。如果由于上面說明的流動情況缺少了這個附加的打開力，則閥針5較緩慢地打開，并且直至閥針5的關(guān)閉噴射較少的燃料。這種噴射量的損失特別是出現(xiàn)于某些運行點，即在一定壓力時并且取決于閥針5的行程，并且在噴射量小的情況下比在噴射量大的情況下更加明顯。
通過在第一圓錐面30和第二圓錐面32上構(gòu)造環(huán)形槽35，抑制了流體與閥密封面7的分離。一個環(huán)形槽35對流過的燃料首先產(chǎn)生一個橫截面擴寬，在環(huán)形槽35的位于下游的棱邊上又產(chǎn)生一個橫截面收縮，這起到如同另外一個節(jié)流部位的作用。由此，該流體得到一個高的湍流分量，它負載第二圓錐面區(qū)域內(nèi)的確定的壓力建立，從而使得能夠準確配量噴射量。
在圖3中，這些環(huán)形槽35具有更大寬度地構(gòu)造，在此該寬度為例如0.15至0.25mm。在第一圓錐面30上和在第二圓錐面32上分別構(gòu)造一個環(huán)形槽35，使得流體在密封棱34區(qū)域內(nèi)的節(jié)流部位的前面以及后面都被附加渦流。在該實施例中，所述噴射孔11不是直接從閥座9起，而是在閥座9上連接了一個袋狀容積38(Sackvolumen)，它構(gòu)成閥體1的面對燃燒室的尖部并且所述噴射孔11從這里引出。
在圖4中示出又一實施例。在此，與圖3中所示實施例相同，在第一圓錐面30上以及在第二圓錐面32上都設置了一個環(huán)形槽35，但這些環(huán)形槽35在橫截面上看具有不對稱的型廓，就是說，它們的流動阻力取決于在環(huán)形槽35旁邊流過的燃料的流向。按此方式可以比在橫截面上具有對稱型廓的等深度環(huán)形槽35的情況下在流體中引入一個更高的渦流。
在圖5中示出又一實施例。在此，在第一圓錐面30和第二圓錐面32之間在閥密封面7上構(gòu)造一個側(cè)凹40(Hinterschnitt)。在此，密封棱40在第一圓錐面30與側(cè)凹40之間的邊界線上構(gòu)造。在第一圓錐面30上構(gòu)造兩個環(huán)形槽35，并且在第二圓錐面32上構(gòu)造一個。盡管通過側(cè)凹40流體已經(jīng)發(fā)生一個一定的附加渦流，通過所述環(huán)形槽35可以達到優(yōu)化流動情況。
在圖2的實施例中，所述環(huán)形槽的寬度B約為0.03mm至0.1mm，取決于環(huán)形槽35的數(shù)量和閥密封面的大小。在此，深度最好為5μm至50μm。在如圖3和圖4的實施例中所示的環(huán)形槽中，環(huán)形槽的寬度B約為0.1mm至0.25mm，而距離密封棱34的距離D約為0.1mm。
權(quán)利要求
1.用于內(nèi)燃機的燃料噴射閥，具有一個閥體(1)，在該閥體中構(gòu)造一個孔(3)，該孔在其燃燒室側(cè)的端部上被一個圓錐形的閥座(9)限定邊界，并且具有一個活塞狀的閥針(5)，該閥針可縱向移動地設置在孔(3)中并且以一個閥密封面(7)與圓錐形的閥座(9)配合作用，其中，該閥密封面(7)包括一個第一圓錐面(30)和一個第二圓錐面(32)并且第一圓錐面(30)設置在第二圓錐面(32)的上游，并且具有一個在第一圓錐面(30)和第二圓錐面(32)之間構(gòu)成的密封棱(34)，閥針(5)以該密封棱與閥座(9)配合作用，還具有在閥體(1)中構(gòu)造的一些噴射孔(11)，這些噴射孔在密封棱(34)的下游構(gòu)造并且通入燃燒室中，其特征在于，在閥密封面(7)上構(gòu)造至少兩個環(huán)形槽(35)，它們位于所述噴射孔(11)的上游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，其特征在于，至少一個環(huán)形槽(35)在第二圓錐面(32)上被構(gòu)造。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料噴射閥，其特征在于，在第一圓錐面(30)上構(gòu)造多于一個的環(huán)形槽(35)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，其特征在于，這些環(huán)形槽(35)相互平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，其特征在于，不僅在第一圓錐面(30)上、而且在第二圓錐面(32)上分別構(gòu)造至少一個環(huán)形槽(35)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料噴射閥，其特征在于，不僅在第二圓錐面(32)上、而且在第一圓錐面(30)上分別構(gòu)造一個以上的環(huán)形槽(35)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，其特征在于，這些環(huán)形槽(35)在橫截面上具有不對稱的型廓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，其特征在于，這些環(huán)形槽(35)作為微型槽被構(gòu)造并且具有一個小于0.1mm的深度。
全文摘要
燃料噴射閥，具有一個閥體(1)，在該閥體中構(gòu)造一個孔(3)，該孔在其燃燒室側(cè)的端部上被一個圓錐形的閥座(9)限定邊界。在孔(3)中可縱向移動地設置了一個活塞狀的閥針(5)，它以一個閥密封面(7)與圓錐形的閥座(9)配合作用，其中，閥密封面(7)包括一個第一圓錐面(30)和一個第二圓錐面(32)。第一圓錐面(30)設置在第二圓錐面(32)的上游并且在這些圓錐面(30；32)之間構(gòu)成一個密封棱(34)，閥針(5)以該密封棱與閥座(9)配合作用。在閥體(1)中，在密封棱(34)的下游構(gòu)造一些噴射孔(11)，這些噴射孔通入燃燒室中。在閥密封面(7)上構(gòu)造至少兩個環(huán)形槽(35)，它們位于所述噴射孔(11)的上游。
文檔編號F02M61/18GK1717540SQ03825715
公開日2006年1月4日 申請日期2003年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月24日
發(fā)明者馬庫斯·奧恩馬克塔, 維爾納·特施納, 安德烈亞斯·克寧格 申請人:羅伯特·博世有限公司