專利名稱：用于借助于燃料噴射系統(tǒng)噴射燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的用于借助于燃料噴射系統(tǒng)
噴射燃料的方法和一種如權(quán)利要求12前序部分所述的與本發(fā)明有關(guān)的燃料噴
射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由DE 198 55 547 Al公開了一種燃料噴射閥，該燃料噴射閥具有一個閥 芯、 一個勵磁線圈和一個可通過該勵磁線圈抵抗一個復位彈簧向著一個行程 方向加載的銜鐵以及一個閥針。該閥針不僅與該銜鐵而且與一個閥關(guān)閉體 (該閥關(guān)閉體與一個固定的密封座共同作用)固定連接并且構(gòu)成一個可運 動的閥單元。在閥針上，在銜鐵與閥關(guān)閉體之間設(shè)置一個輔助體，該輔助 體可相對于閥針運動。閥針構(gòu)造有一個攜動機構(gòu)，使得在所述輔助體向著 行程方向運動時，閥針能被以相同的方向加速并且使得燃料噴射閥的快速 打開成為可能。
由上述文獻公開的燃料噴射閥的缺點特別是在于，雖然燃料噴射閥的 打開運動可以快速進行，但是關(guān)閉運動線性地隨著時間延遲地進行。這對 于燃料噴射閥的節(jié)流階段具有不利作用并且由于燃料射束具有錐形形狀 (其中錐角很小)而導致混合物擴散不良。為了混合物的最佳的擴散，排 出的燃料射束的大的錐角是值得期望的，使得排出的燃料射束的散度能夠 使燃燒室良好地被一種燃料-空氣混合物填充，這又保證了內(nèi)燃機燃燒室 中的燃料-空氣混合物的均勻且完全的燃燒。

發(fā)明內(nèi)容
相比而言，本發(fā)明的具有權(quán)利要求1所述特征的用于噴射燃料的方法和 具有權(quán)利要求12所述特征的具有一個燃料噴射閥和一個控制器的燃料噴射系統(tǒng)具有其優(yōu)點，即閥針在關(guān)閉過程期間短時停止，使得由于閥針的行程而在 閥座和閥關(guān)閉體之間構(gòu)成的間隙在一定時間間隔上保持恒定。燃料噴射閥的 這個節(jié)流措施(其相應(yīng)于關(guān)閉過程的延長)對噴嘴出口上的靠近噴嘴的射束 錐角具有有利作用，也就是說，靠近噴嘴的射束錐角通過本發(fā)明的方法被增 大。由此引起所述展寬的燃料射束的更好的霧化并且從而引起更好的空氣檢
測(Lufterfassung)，由此提高了形成的燃料-空氣混合物的可燃性。
本發(fā)明的另一優(yōu)點在于射束和觸發(fā)火花的對應(yīng)的空間和時間上的誤差的
擴大。這意味著，實際的點火時刻允許以小的誤差時間早于或遲于最佳的、
計算出的或在一個模擬中確定的點火時刻。空間上的誤差的擴大意味著，即
使很薄的燃料-空氣混合物在燃燒室中也能被最佳地點火。
通過在從屬權(quán)利要求中描述的措施可實現(xiàn)有利的進一步構(gòu)型。
此外，有利的是，已噴射的燃料在噴嘴的閥座中被節(jié)流。該效應(yīng)可根據(jù)閥
針的行程調(diào)節(jié)并且因此可適配于燃料噴射閥的不同實施形式。
同樣有利地的是，燃料噴射閥的節(jié)流可借助于一個被設(shè)置用于該燃料噴射
閥的控制器接通并且再關(guān)斷。
有利的還有，可使用一個雙線圈來代替一個簡單地勵磁線圈，該雙線圈為
了快速打開和關(guān)閉燃料噴射閥可選擇地被接通或者關(guān)斷。


在附圖中簡單示出了本發(fā)明的實施例，在下面的說明中詳細介紹所述實
施例。圖中示出
圖1是本發(fā)明方法的狀態(tài)-時間圖，其具有燃料噴射閥的一個打開階段和 一個關(guān)閉階段，
圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法施加到勵磁線圈上的電流的電流-時間圖， 圖3是閥針的根據(jù)本發(fā)明方法的行程-時間圖， 圖4是根據(jù)本發(fā)明方法的噴射量-時間圖，
圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于有目的地噴射燃料的燃料噴射系統(tǒng)，其包括一個 燃料噴射閥和一個控制器，
圖6是燃料噴射閥的噴嘴的可能的噴射孔幾何結(jié)構(gòu)，圖7是根據(jù)本發(fā)明的、圖1中燃料噴射閥的一部分VII，該部分圖清楚示 出了一個單射束錐角與一個總射束錐角之間的區(qū)別。
具體實施例方式
下面借助于附圖1-7示例性描述本發(fā)明。
圖1示出一個本發(fā)明的用于有目的地噴射燃料的方法的狀態(tài)-時間圖，其
具有一個燃料噴射閥2的一個打開階段10和一個關(guān)閉階段11。在一個第一方 法步驟中， 一個控制器9 (該控制器是一個本發(fā)明的燃料噴射系統(tǒng)1的組成部 分)確定出，對于燃料噴射閥1的打開階段10和關(guān)閉階段11總共設(shè)置一個 時間間隔tges15。在該時間間隔tges15以內(nèi)(該時間間隔借助于一個時間間隔 ta16和一個時間間隔ts17的相加得出)對于燃料噴射闊2確定出一個打開階段 10和一個關(guān)閉階段11，該打開階段相應(yīng)于時間間隔ta16和記載在所述狀態(tài)-時間圖的縱坐標上的狀態(tài)"1"，該關(guān)閉階段相應(yīng)于時間間隔tsl7和記載在所 述狀態(tài)-時間圖的橫坐標上的狀態(tài)"0"。
如圖5所示，在本發(fā)明的用于借助于一個燃料噴射系統(tǒng)1有目的地噴射燃 料的方法中，該燃料噴射系統(tǒng)包括一個具有一勵磁線圈3的燃料噴射閥2和 一個用于控制該燃料噴射閥2的控制器9，所述勵磁線圈與一個被一復位彈簧 4加載的銜鐵5共同作用，該銜鐵與一個閥針6 —起構(gòu)成一個可軸向運動的閥 部件。在閥針6上設(shè)有一個閥關(guān)閉體7，該閥關(guān)閉體與一個閥座體8構(gòu)成一個 密封座。與燃料噴射閥2連接的控制器9在一個第一方法步驟中借助一個第 一保持電流12對于燃料噴射閥2預給出一個打開階段10并且在一個第二方 法步驟中借助一個第二保持電流13預給出一個在所述打開階段10之后開始 的關(guān)閉階段11。
所述第二方法步驟是燃料噴射閥2的節(jié)流階段在一個由時間點ta16和一 個關(guān)斷時間點te21確定的時間間隔期間的有目的的延長。在燃料噴射閥2的 所述有目的的延長期間進行已被噴射的燃料射束25的擴張，也就是說，錐形 的單個燃料射束25的單射束錐角39被增大，其中，總射束錐角40幾乎保持 不變。在圖V中示出該總射束錐角。
在一個第三方法步驟中，勵磁線圈3中的電流特性曲線在燃料噴射閥2的關(guān)閉階段11期間被這樣確定，使得通過第二保持電流13產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生一
個確定的磁力，從而使得由此該閥針6經(jīng)歷一個確定的非零行程14并且在一 個確定的、比關(guān)閉階段ll短的時間間隔上恒定地保持該行程。在此，由第二 保持電流13引起的行程14比由第一保持電流12引起的行程14小。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法借助于控制器9作用在勵磁線圈3上的電流的 電流-日寸間圖。在燃料噴射閥2的打開階段10中，在時間間隔tbl8期間， 一個 預磁化電流U9用于在勵磁線圈3中進行預磁化。接著，在所述預磁化電流 Ivml9在勵磁線圈3中流動過以后，勵磁線圈3中的電流直到時間點U20地上 升到值Imax44。此外，圖2還示出所述在勵磁線圈3中流動的電流從1,44到 第一保持電流12的下降，該第一保持電流直到打開階段10結(jié)束地在時間上 保持恒定。第一保持電流12在打開階段10中的持續(xù)時間同樣由控制器9確 定。在一個第二方法步驟中，控制器9確定了一個比第一保持電流12的電流 強度小的第二保持電流13的電流強度和一個在燃料噴射閥2的關(guān)閉階段11 以內(nèi)的關(guān)斷時刻tc21。
圖3示出本發(fā)明方法的一個行程-時間圖，其中，在一個第三方法步驟中 在時間間隔tb18以內(nèi)確定了閥針6的零行程14。在一個比^20較后地進行的 時刻td22，閥針6的行程14升高到一個直到打開階段10結(jié)束地在時間上保持 恒定的最大行程23。在時刻U24之后，閥針6的行程14降低到小于該最大 行程23的一半并且直到關(guān)閉階段11中的關(guān)斷時刻te21地在時間上保持恒定。 此外，對于燃料噴射閥2可應(yīng)用關(guān)閉過程41、 42和43的至少三個另外的、 具有不同斜率的變形方案。
圖4示出本發(fā)明方法的一個理想化的噴射量-時間圖，其中，燃料噴射閥 2根據(jù)第三方法步驟不僅在打開階段10中而且在關(guān)閉階段11中輸出一個燃料 噴射量，該燃料噴射量直到關(guān)斷時刻te21地隨著時間直線上升并且在該關(guān)斷 時刻te21之后直到關(guān)閉階段11結(jié)束地在時間上恒定地為零，其中，在噴射量 小時，特別是在燃料噴射閥2的打開和關(guān)閉期間，作為噴射時間的函數(shù)的噴 射量可以不同于線性的關(guān)系，其中，該非線性的偏差可以在控制器9中通過 相應(yīng)的特性曲線校正。
圖5示出本發(fā)明的用于有目的地噴射燃料的燃料噴射系統(tǒng)1，其具有一個燃料噴射閥2和一個控制器9。
該燃料噴射閥2包括一個勵磁線圈3，該勵磁線圈纏繞在一個線圈架26 上。該線圈架26封裝在一個閥殼體27中。
線圈架26被一個用作內(nèi)極的芯件29作用穿過，該芯件管狀地構(gòu)成。例 如所述閥殼體27可用作勵磁線圈3的外極。在內(nèi)極29的出流側(cè)設(shè)置一個銜 鐵5，該銜鐵例如一件式地構(gòu)造在一個閥針6上。
所述閥針6優(yōu)選通過焊接與一個在本實施例中為錐形的閥關(guān)閉體7處于 作用連接，該閥關(guān)閉體與一個閥座體8的閥座面32構(gòu)成一個密封座。在該密 封座的上游設(shè)置了一個旋流板33。在所述閥座體8中構(gòu)造有至少一個噴射口 34，燃料從所述噴射口噴入到未詳細示出的燃燒室中。
在燃料噴射閥2的靜止狀態(tài)中，銜鐵5被一個復位彈簧4這樣地加載，使 得該燃料噴射閥2通過閥關(guān)閉體7壓到閥座體8上而保持關(guān)閉。復位彈簧4 設(shè)置在所述內(nèi)極29的一個空槽中并且經(jīng)由一個法蘭并且通過一個調(diào)節(jié)套筒38 被預加載。通過中心的燃料輸入部35導入的燃料通過內(nèi)極29的空槽流過該 燃料噴射閥2并且到達密封座及到達噴射口 34。
如果通過向著控制器9引導的電纜37對勵磁線圈3供給電流，則產(chǎn)生一 個磁場，該磁場在足夠的強度時抵抗復位彈簧4的力地逆著燃料的流動方向 加載所述銜鐵5。由此， 一個構(gòu)造在銜鐵5和內(nèi)極29之間的工作間隙被關(guān)閉。 通過銜鐵5的運動，所述與該銜鐵5連接的閥針6也在行程方向上被帶動， 使得閥關(guān)閉體7從閥座體8上抬起并且燃料被向著噴射口 34引導。
一旦激勵所述勵磁線圈3的電流關(guān)斷并且所述磁場這樣程度地降低，使得 復位彈簧4將銜鐵5壓離內(nèi)極29，由此使閥針6向著流出方向運動并且使閥 關(guān)閉體7靠置在閥座體8上，則所述燃料噴射閥2將關(guān)閉。
在該燃料噴射閥2上連接著一個控制器9?？刂破?和燃料噴射閥2構(gòu)成 本發(fā)明的用于將燃料噴射到一個內(nèi)燃機的未詳細示出的燃燒室中的燃料噴射 系統(tǒng)1，其中，該燃料噴射閥2在關(guān)閉階段11期間經(jīng)歷一個節(jié)流。
圖6示出可能的噴射孔幾何結(jié)構(gòu)，該噴射孔幾何結(jié)構(gòu)對于射束擴張效應(yīng)的 特性具有大的影響，其中，階梯直徑D相對于噴射孔直徑d的大比例是有利 的并且噴射孔可以錐形延伸。在圖7中示出圖1中的部分VII的放大圖。由此可以清楚看出單射束錐角 和總射束錐角之間的區(qū)別。
本發(fā)明不局限于所示的實施例。特別是各個特征的任意組合都是可行的。
權(quán)利要求
1. 一種用于借助于一個燃料噴射系統(tǒng)(1)有目的地噴射燃料的方法，該燃料噴射系統(tǒng)具有一個燃料噴射閥(2)和一個用于控制該燃料噴射閥(2)的控制器(9)，所述燃料噴射閥包括一個勵磁線圈(3)，該勵磁線圈與一個由一復位彈簧(4)加載的銜鐵(5)共同作用，該銜鐵與一個閥針(6)構(gòu)成一個可軸向運動的閥部件，其中，在該閥針(6)上設(shè)置了一個閥關(guān)閉體(7)，該閥關(guān)閉體與一個閥座體(8)構(gòu)成一個密封座，其中，所述控制器(9)與該燃料噴射閥(2)連接并且在一個第一方法步驟中通過一個第一保持電流(12)對于燃料噴射閥(2)預給出一個打開階段(10)并且在一個第二方法步驟中通過一個第二保持電流(13)預給出一個在該燃料噴射閥(2)的所述打開階段(10)之后開始的關(guān)閉階段(11)，其特征在于，在所述燃料噴射閥(2)的關(guān)閉階段(11)期間，勵磁線圈(3)中的電流特性曲線被這樣確定，使得通過在該勵磁線圈(3)中流動的第二保持電流(13)產(chǎn)生的磁場引起一個確定的磁力，使得由此該閥針(6)經(jīng)歷一個確定的非零行程(14)并且將該行程在一個確定的時間間隔上保持不變，其中，通過該第二保持電流(13)引起的行程(14)比通過第一保持電流(12)引起的行程(14)小。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在一個時間間隔tges (15)期 間，通過控制器(9)總地控制燃料噴射閥(2)的打開階段(10)和關(guān)閉階 段(11)，該時間間隔通過用于打開階段(10)的時間間隔ta (16)和用于關(guān) 閉階段(11)的時間間隔"(17)的相加得出。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第一方法步驟中， 控制器(9)在燃料噴射閥(2)的打開階段(10)以內(nèi)確定出一個短的時間 間隔(18)，在該短的時間間隔期間， 一個預磁化電流I^ (19)在勵磁線圈(3)中流動。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第一方法步驟中，在所述預磁化龜流Ivm (19)在勵磁線圈(3)中流過以后，控制器(9)在時刻tan (20)在勵磁線圈(3)中確定電流強度到一個最大電流In^ (44)的上升。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第一方法步驟中，控制器(9)確定所述在勵磁線圈(3)中流動的電流從In^ (44)到第一保持電流(12)的下降，該第一保持電流直到所述打開階段(10)結(jié)束地在時間上 恒定。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在一個第二方法步驟中，控 制器(9)確定第二保持電流(13)的比第一保持電流(12)的電流強度小的 電流強度并且確定第二保持電流(13)在所述燃料噴射閥(2)的關(guān)閉階段(H ) 內(nèi)的一關(guān)斷時刻tc (21)。
7. 如權(quán)利要求4-6之一所述的方法，其特征在于，在一個第三方法步驟 中，直到關(guān)斷時刻te (21)確定閥針(6)的一個到零的行程(14)。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，直到一個比t皿(20)晚的時 刻td (22)地，閥針(6)的行程(14)上升到一個最大的、直到所述打開階 段(10)結(jié)束地在時間上恒定的行程(23)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，直到一個時刻U (24)地，閥 針(6)的行程(14)下降到小于所述最大值(23)的一半并且直到一個關(guān)斷 時刻te (21)地在時間上保持恒定。
10. 如權(quán)利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述第二方法步驟確 定燃料噴射閥(2)的一個節(jié)流階段的有目的的延長。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在燃料噴射閥(2)的節(jié)流 階段的所述有目的的延長期間進行已噴射的燃料射束(25)的展寬。
12. —種用于噴射燃料的燃料噴射系統(tǒng)(1)，其具有一個燃料噴射閥(2)和一個用于控制該燃料噴射閥(2)的控制器(9)，所述燃料噴射閥包括一 個勵磁線圈(3)，該勵磁線圈與一個由一復位彈簧(4)加載的銜鐵(5)共 同作用，該銜鐵與一個閥針(6)構(gòu)成一個可軸向運動的閥部件，其中，在該 閥針(6)上設(shè)置了一個閥關(guān)閉體(7)，該閥關(guān)閉體與一個閥座體(8)構(gòu)成 一個密封座，其中，所述控制器(9)與該燃料噴射閥(2)連接并且通過一 個第一保持電流(12)對于燃料噴射閥(2)預給出一個打開階段(10)并且 在所述打開階段(10)之后通過一個第二保持電流(13)預給出一個關(guān)閉階 段(11)，其特征在于，在所述燃料噴射閥(2)的關(guān)閉階段(11)期間，控 制器(9)這樣地確定勵磁線圈(3)中的電流特性曲線，使得通過在該勵磁 線圈(3)中流動的第二保持電流(13)產(chǎn)生的磁場引起一個確定的磁力，使 得由此該閥針(6)經(jīng)歷一個確定的非零行程(14)并且將該行程在一個確定 的時間間隔上保持不變，其中，通過該第二保持電流(13)引起的行程(14) 比通過第一電流(12)引起的行程(14)小。
13. 如權(quán)利要求12所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述第二保持電 流(13)小于第一保持電流(12)的一半。
全文摘要
一種有目的地噴射燃料的燃料噴射系統(tǒng)(1)，其包括一個燃料噴射閥(2)和一個控制器(9)，所述燃料噴射閥包括一個勵磁線圈(3)，該勵磁線圈與一個由一復位彈簧(4)加載的銜鐵(5)共同作用，該銜鐵與一個閥針(6)一起構(gòu)成一個可軸向運動的閥部件。控制器(9)通過一個第一保持電流(12)對于燃料噴射閥(2)預給出一個打開階段(10)并且通過一個第二保持電流(13)預給出一個所述打開階段(10)之后開始的關(guān)閉階段(11)，其中，在所述燃料噴射閥(2)的關(guān)閉階段(11)期間，勵磁線圈(3)中的電流特性曲線被這樣地確定，使得通過在該勵磁線圈(3)中流動的第二保持電流(13)產(chǎn)生的磁場引起一個確定的磁力，從而使閥針(6)經(jīng)歷一個確定的非零行程(14)并且該行程在一個確定的時間間隔上保持不變。
文檔編號F02D41/20GK101484678SQ200680055366
公開日2009年7月15日 申請日期2006年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月17日
發(fā)明者A·施托希, C·海姆格特納 申請人:羅伯特·博世有限公司