專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)、尤其是直接噴射的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的噴射器的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的噴射器。
上述類型的噴射器已由DE 195 19 191 C2公開。在該文獻(xiàn)的主題中在噴射器體上端部上設(shè)有壓電致動(dòng)器及變換活塞，及通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)推桿將力傳遞到設(shè)置在噴射器體下端部上的噴嘴針上。該推桿與燃料輸入部形成液壓連接。一個(gè)開設(shè)在噴射器體中的壓力通道通向噴嘴出口。此外設(shè)有一個(gè)在下部區(qū)域中包圍推桿的環(huán)形空間，由該環(huán)形空間延伸出一個(gè)燃料回流通道。該燃料回流通道與變換活塞的一個(gè)延伸在推桿之上的內(nèi)空間液壓連接。一個(gè)構(gòu)造在變換活塞之下的控制室由燃料輸入口通過(guò)包圍噴射器體中推桿的泄漏間隙供給燃料。
該公知的噴射器其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由相對(duì)多的部件組成及不能滿足現(xiàn)代燃料噴射系統(tǒng)、尤其是用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的共軌系統(tǒng)的高要求。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)由上述現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于提出一種(也)適用于共軌系統(tǒng)的噴射器，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單及用很少的零件即可滿足地及有效地工作。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)在開始所述類型的噴射器上通過(guò)權(quán)利要求1的特征部分的特征來(lái)解決。
本發(fā)明基本構(gòu)思的有利的進(jìn)一步構(gòu)型可由權(quán)利要求2-9中得到。
本發(fā)明的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于，噴嘴針通過(guò)壓電致動(dòng)器直接地控制。噴嘴針運(yùn)動(dòng)的速度可通過(guò)壓電致動(dòng)器的電壓曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)于特別小的預(yù)噴射量的計(jì)量也可預(yù)給定一個(gè)部分行程。根據(jù)本發(fā)明的噴射器——尤其相對(duì)于由DE 195 19 191 C2公開的噴射器——的另一優(yōu)點(diǎn)還在于，它無(wú)需燃料回流也可滿足要求。


在附圖中借助實(shí)施例表示出本發(fā)明及下面進(jìn)行詳細(xì)描述。附圖(概要地)表示圖1一個(gè)被直接控制的、具有壓電致動(dòng)器的共軌噴射器的實(shí)施形式的垂直縱截面，及圖2根據(jù)圖1的噴射器的下部分區(qū)域的、相對(duì)圖1放大的視圖。
具體實(shí)施例方式
標(biāo)號(hào)10表示一個(gè)圓柱形噴射器體，它具有一個(gè)連續(xù)的、在其縱向延伸的大部分上為圓柱形的孔11。該孔11首先在其上端具有一個(gè)錐形逐漸縮小的區(qū)段12，該區(qū)段過(guò)渡到一個(gè)直角地彎曲的、最終通到外部的區(qū)段13、14。在孔11的用15標(biāo)示的圓柱形區(qū)段中，設(shè)有一個(gè)相對(duì)大的縱向延伸長(zhǎng)度的也為圓柱形的壓電致動(dòng)器16，它的直徑小于孔區(qū)段15的內(nèi)徑。由此在壓電致動(dòng)器16的外壁與噴射器體10的內(nèi)壁之間得到一個(gè)環(huán)形空間17。一方面軸向孔11的錐形區(qū)段12用于為此所需的壓電致動(dòng)器16在噴射器體10內(nèi)的定心。另一方面，在需要時(shí)可在環(huán)形空間17中設(shè)置一些彼此以一定的軸向間隔的透流的間隔圈(未示出)。
孔11的上部的彎角的區(qū)段13、14被用作對(duì)壓電致動(dòng)器16供電的電纜穿孔。
在噴射器體10的上端部上設(shè)有一個(gè)燃料輸入部18，例如一個(gè)共軌系統(tǒng)的高壓接口，該燃料輸入部通過(guò)一個(gè)壓力通道19與環(huán)形空間17形成液壓連接。
在噴射器體10的下端部上及與其同軸心地連接著一個(gè)噴嘴體20，它接收一個(gè)噴嘴針21。噴嘴體20借助一個(gè)鎖緊螺母(夾緊螺母)22被固定在噴射器體10上，其方式是，該噴嘴體20用其后側(cè)的端面23密封地靠觸在噴射器體10的下端面24上。
為了接收噴嘴針21，噴嘴體20具有一個(gè)向上敞開的多重設(shè)臺(tái)階的內(nèi)空間25，該內(nèi)空間的下部構(gòu)成一個(gè)通出到兩個(gè)噴嘴出口孔的錐形閥座28。閥座28與噴嘴針21的一個(gè)起閉合體作用的錐形端部區(qū)段29相互配合。
噴嘴針21在其上端部具有一個(gè)較大直徑的區(qū)段30，該區(qū)段配合到一個(gè)套筒形式的向下敞開的轉(zhuǎn)換活塞32的圓柱形內(nèi)空間31中。轉(zhuǎn)換活塞32的上終端構(gòu)成一個(gè)凸緣33。一個(gè)設(shè)在環(huán)形空間17中——這里包圍著轉(zhuǎn)換活塞32——的、其一端支撐在噴嘴體20的端面23上及另一端支撐在轉(zhuǎn)換活塞32的凸緣33上的螺旋彈簧34使轉(zhuǎn)換活塞32與壓電致動(dòng)器16的端面保持接觸。通過(guò)在箭頭方向35上由壓簧34經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換活塞32作用在壓電致動(dòng)器16上的壓力使壓電致動(dòng)器16用其上側(cè)36密封地壓在噴射器體10上，及由此其電端子(未示出)可通過(guò)彎角的孔13，14由噴射器體10體導(dǎo)出。
此外如該圖所示，在噴嘴體20的下部分中——作為噴嘴體內(nèi)空間25的組成部分——構(gòu)造有一個(gè)同心地包圍噴嘴針21的圓柱形壓力室37，后者通過(guò)噴嘴體20中的孔38、39及一個(gè)構(gòu)成在噴嘴體20與夾緊螺母22之間的環(huán)形空間40與噴射器體10的環(huán)形空間17液壓連接。
另一特點(diǎn)在于，噴嘴體20的內(nèi)空間25的上部具有一個(gè)構(gòu)造有臺(tái)階的直徑擴(kuò)大部分41，在該直徑擴(kuò)大部分中這樣地導(dǎo)向變換活塞32，以致一個(gè)構(gòu)成在擴(kuò)寬的內(nèi)空間部分41中的在變換活塞32之下的控制室42通過(guò)泄漏間隙43(尤其見圖2)與噴射器體10的環(huán)形空間17形成液壓連接。噴嘴體內(nèi)空間25的具有比較而言較小直徑的區(qū)段44用于在噴嘴體20內(nèi)導(dǎo)向噴嘴針21。并且該導(dǎo)向配合44被這樣地設(shè)計(jì)，使得構(gòu)成一個(gè)泄漏間隙45(尤其見圖2)。因此控制室42通過(guò)第二泄漏間隙45與圓柱形空間37液壓連接，后者本身——通過(guò)槽38至40——由噴射器體10的環(huán)形空間17加載高壓。
此外的一個(gè)特點(diǎn)在于，變換活塞32的延伸在噴嘴針21之上的內(nèi)空間31也與噴射器體10的高壓加載的環(huán)形空間17液壓連接，確切地說(shuō)通過(guò)變換活塞32上的側(cè)向孔46形成連接。
噴嘴針21的上部的(變粗的)區(qū)段30現(xiàn)在這樣地在變換活塞32中被導(dǎo)向，以致得到(另)一個(gè)泄漏間隙47(見圖2)。并由此通過(guò)該(第三)泄漏間隙47在控制室42與噴射器體10的高壓加載的環(huán)形空間17之間形成液壓連接。
另一特點(diǎn)在于，在變換活塞32的內(nèi)空間31中設(shè)有一個(gè)(第二)螺旋壓簧48，它在噴嘴針21上施加一個(gè)向著閉合方向(箭頭49)上的力。通過(guò)(第二)壓簧48在噴射過(guò)程之間的間歇期間及機(jī)動(dòng)車停止時(shí)使噴嘴針21保持閉合。在圖1及2中可看出噴嘴針21的打開位置。在打開位置中發(fā)生噴射過(guò)程，其中燃料由圓柱形的壓力室37通過(guò)出口孔26，27到達(dá)內(nèi)燃機(jī)的(未示出的)氣缸燃燒室中。
構(gòu)成在變換活塞32的下端的控制室42用于液壓的縱向平衡及作為壓電致動(dòng)器16的伸長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)的液壓變換器。
燃料由噴射器體10直到噴嘴出口孔的輸送通過(guò)(比較而言短的)槽38(或多個(gè)這樣的槽)穿過(guò)噴嘴體20來(lái)實(shí)現(xiàn)，該槽38使噴射器體10和在夾緊螺母22與噴嘴體20之間的環(huán)形空間40相連接。燃料由環(huán)形空間40通過(guò)另一個(gè)(比較而言短的)孔39(或多個(gè)這樣的孔)導(dǎo)入噴嘴出口孔26、27。
上述噴射器的工作如下當(dāng)在各個(gè)噴射過(guò)程之間的間歇期間壓電致動(dòng)器16不通以電流。如果現(xiàn)在壓電致動(dòng)器受電控制，則該致動(dòng)器伸長(zhǎng)及使變換活塞32抵抗兩個(gè)壓簧34、48的力向下(箭頭方向49)運(yùn)動(dòng)。由此使控制室42的體積變小，及控制室42中的壓力升高。因此在噴嘴針21上施加一個(gè)打開的力(在箭頭方向35上)。一旦打開的力超過(guò)閉合的壓力及壓簧48的力，噴嘴打開，其方式是噴嘴針21取得由附圖可看出的(上)位置及由此釋放出口孔26、27。通過(guò)借助變換活塞32的行程變換可使噴嘴針21實(shí)施一個(gè)最大的行程，該行程明顯地大于電控制的壓電致動(dòng)器16的伸長(zhǎng)行程。
一旦噴嘴針21離開閥座節(jié)流的行程范圍，則出現(xiàn)作用在它上面的壓力的平衡。這時(shí)壓電致動(dòng)器16必需通過(guò)變換活塞32保持使控制室42中的壓力僅這樣大地超過(guò)壓力接口18上具有的高壓(共軌壓力)，使得壓簧48的阻力被克服。最長(zhǎng)可能的控制持續(xù)時(shí)間通過(guò)從控制室42出來(lái)的泄漏(43、45、47)來(lái)確定。
如果控制室42中的壓力下降到共軌壓力上，則噴嘴針21進(jìn)行向下(箭頭49)的運(yùn)動(dòng)直到它用其錐形尖端29的表面使出口孔26、27閉合。為了閉合噴嘴針21，使壓電致動(dòng)器16的電控制中斷。壓電致動(dòng)器16于是收縮，及控制室42中的壓力下降到共軌壓力以下。由此噴嘴針21得到所需的閉合力及閉合。
在此情況下壓力彈簧34可防止壓電致動(dòng)器16與變換活塞32相分離。因此壓電致動(dòng)器16與變換活塞32持續(xù)地保持在(由圖1及圖2可看到的)彼此構(gòu)成傳力鏈的接觸位置中。
權(quán)利要求
1.用于內(nèi)燃機(jī)、尤其是直接噴射的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的噴射器，具有一個(gè)設(shè)置在噴射器體(10)中的壓電致動(dòng)器(16)，該壓電致動(dòng)器通過(guò)第一彈簧裝置(34)在一側(cè)與噴射器體(10)及在另一側(cè)與套筒形式的變換活塞(32)保持接觸；一個(gè)與噴射器體(10)相連接的具有至少一個(gè)噴射出口孔(26，27)的噴嘴體(20)，一個(gè)構(gòu)造有臺(tái)階的噴嘴針(21)在該噴嘴體中軸向可移動(dòng)地被導(dǎo)向；設(shè)置在變換活塞(32)內(nèi)的第二彈簧裝置(48)，該彈簧裝置——與作用在噴嘴針(21)的后側(cè)上的噴射壓力一起——使噴嘴針(21)保持在閉合位置中；及一個(gè)構(gòu)成在變換活塞(32)的噴嘴針側(cè)端部處的控制室(42)，該控制室通過(guò)至少一個(gè)泄漏間隙(43，45，47)與一個(gè)處于噴射壓力下的燃料輸入部(18)形成連接，其中噴嘴針(21)被位于控制室(42)中的燃料在打開方向(35)上加載，其特征在于由壓電致動(dòng)器(16)操作的變換活塞(32)在空間上這樣直接地配置給噴嘴針(21)，即噴嘴針(21)用一個(gè)后部的區(qū)域(30)配合到變換活塞(32)的內(nèi)空間(31)中，該后部的區(qū)域(30)具有比噴嘴針(21)的噴嘴出口側(cè)區(qū)域大的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的噴射器，其中噴嘴體(20)連接在噴射器體(10)的在流動(dòng)方向(49)上的端部上，其特征在于壓電致動(dòng)器(16)基本上延伸至噴射器體(10)的噴嘴體側(cè)(下側(cè))的端部(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的噴射器，其中圓柱形壓電致動(dòng)器(16)被這樣地定心在噴射器體(10)的軸向圓柱形孔(15)中，以致在壓電致動(dòng)器(16)的外壁與噴射器體(10)的圓柱形孔(15)的內(nèi)壁之間形成一個(gè)環(huán)形空間(17)，其特征在于該環(huán)形空間(17)直接地與處于噴射壓力(高壓)下的燃料輸入部(18)液壓連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的噴射器，其特征在于環(huán)形空間(17)也延伸到軸向連接在壓電致動(dòng)器(16)上的變換活塞(32)的區(qū)域中；及變換活塞(32)的內(nèi)空間(31)與環(huán)形空間(17)及由此與燃料輸入部(18)液壓連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的噴射器，其特征在于在環(huán)形空間(17)的配置給變換活塞(32)的(下部)區(qū)域中設(shè)有一個(gè)同心地包圍變換活塞(32)的壓簧(34)，該壓簧在壓電致動(dòng)器側(cè)支撐在變換活塞(32)的一個(gè)凸緣(33)上及在噴嘴出口側(cè)支撐在噴嘴體(20)的后側(cè)(上部)的端面(23)上，使得壓電致動(dòng)器(16)與變換活塞(32)構(gòu)成傳力鏈地保持接觸。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)的噴射器，其特征在于噴嘴針(21)在構(gòu)成一個(gè)圓柱形的泄漏間隙(47)的情況下在變換活塞(32)的內(nèi)空間(31)中被導(dǎo)向，使得變換活塞(32)的處于噴射壓力(高壓)下的內(nèi)空間(31)與控制室(42)之間產(chǎn)生液壓連接。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)的噴射器，其特征在于變換活塞(32)在構(gòu)成一個(gè)(另外的)泄漏間隙(43)的情況下在噴嘴體(20)中被導(dǎo)向，使得在處于噴射壓力(高壓)下的環(huán)形空間(17)與控制室(42)之間產(chǎn)生液壓連接。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)的噴射器，其中在噴嘴體(20)的噴嘴出口側(cè)區(qū)域中構(gòu)造有一個(gè)同心地包圍噴嘴針(21)的圓柱形的壓力室(37)，該壓力室與處于噴射壓力(高壓)下的燃料輸入部(18)液壓連接，其特征在于在噴嘴體(20)中在圓柱形壓力室(37)的后側(cè)構(gòu)造有一個(gè)軸向孔(44)，噴嘴針(21)在構(gòu)成一個(gè)(另外的)泄漏間隙(45)的情況下在該軸向孔中被導(dǎo)向，使得在處于噴射壓力(高壓)下的圓柱形壓力室(37)與控制室(42)之間產(chǎn)生液壓連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的噴射器，其中噴嘴體(20)借助一個(gè)鎖緊螺母(夾緊螺母22)被固定在噴射器體(10)上，其特征在于在噴嘴體(20)的外壁與鎖緊螺母(22)的內(nèi)壁之間構(gòu)成一個(gè)圓柱形的間隙(40)，該間隙——通過(guò)開設(shè)在噴嘴體(20)中的槽(38，39)——一方面與所述環(huán)形空間(17)及另一方面與圓柱形壓力室(37)液壓連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)、尤其是直接噴射的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的噴射器，具有一個(gè)設(shè)置在噴射器體(10)中的壓電致動(dòng)器(16)，該壓電致動(dòng)器通過(guò)第一彈簧裝置(34)在一側(cè)與噴射器體(10)及在另一側(cè)與套筒形式的變換活塞(32)保持接觸。及還具有一個(gè)與噴射器體(10)相連接的具有至少一個(gè)噴射出口孔(26，27)的噴嘴體(20)，一個(gè)構(gòu)造有臺(tái)階的噴嘴針(21)在該噴嘴體中軸向可移動(dòng)地被導(dǎo)向，及設(shè)有設(shè)置在變換活塞(32)內(nèi)的第二彈簧裝置(48)，該彈簧裝置與作用在噴嘴針(21)的后側(cè)上的噴射壓力一起使噴嘴針(21)保持在閉合位置中。此外還具有一個(gè)構(gòu)成在變換活塞(32)的噴嘴針側(cè)端部處的控制室(42)，該控制室通過(guò)至少一個(gè)泄漏間隙(43，45，47)與一個(gè)處于噴射壓力下的燃料輸入部(18)形成連接，其中噴嘴針(21)被位于控制室(42)中的燃料在打開方向(35)上加載。本發(fā)明的特征是由壓電致動(dòng)器(16)操作的變換活塞(32)在空間上這樣直接地配置給噴嘴針(21)，即噴嘴針(21)用一個(gè)后部的區(qū)域(30)配合到變換活塞(32)的內(nèi)空間(31)中，該后部的區(qū)域(30)具有比噴嘴針(21)的噴嘴出口側(cè)區(qū)域大的直徑。
文檔編號(hào)F02M47/00GK1806116SQ200480016377
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者塞巴斯蒂安·坎內(nèi), 戈德哈德·嫩特維希 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司