專利名稱：在壓力平衡的控制閥的密封座上具有改進(jìn)的密封的燃料噴射閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的類(lèi)型的燃料噴射閥。
背景技術(shù)：
這種燃料噴射閥例如已由EP 1 612 403 Al公知。 在該公知的燃料噴射閥上，通過(guò)一個(gè)噴嘴針的縱向運(yùn)動(dòng)來(lái)作開(kāi)關(guān)一個(gè)或多個(gè)噴射 孔。通過(guò)一個(gè)控制室中的壓力，將關(guān)閉力間接地通過(guò)一個(gè)閥活塞施加在噴嘴針上，以致當(dāng)控 制室中具有相應(yīng)的高燃料壓力時(shí)該噴嘴針保持在其關(guān)閉位置中。如果要進(jìn)行噴射，則借助
構(gòu)造成電磁閥的控制閥使控制室與漏油室連接?？刂崎y具有作為控制閥元件的閥套筒，該 閥套筒對(duì)外限定了一個(gè)環(huán)形室，該環(huán)形室與控制室通過(guò)一個(gè)輸出節(jié)流閥相連接。閥套筒將 不受力地或壓力平衡地工作，即在閥套筒上不施加任何通過(guò)在環(huán)形室中的燃料壓力產(chǎn)生的 在其運(yùn)動(dòng)方向上的力。通過(guò)一個(gè)關(guān)閉彈簧使閥套筒壓在閥座上及由此對(duì)外封閉環(huán)形室。如 果要進(jìn)行噴射，則通過(guò)電磁鐵使閥套筒從閥座上抬起，這由于無(wú)液壓力分量在克服關(guān)閉彈 簧相對(duì)小的關(guān)閉力的情況下能很快地發(fā)生。由此控制室與漏油室連接及由此減壓。
閥套筒是壓力平衡的，因?yàn)樵谄渲虚y套筒可移動(dòng)地被導(dǎo)向的導(dǎo)向件的直徑與閥座 的座直徑相等，閥套筒在靜止?fàn)顟B(tài)中密封該閥座。由此在靜止?fàn)顟B(tài)中在打開(kāi)及關(guān)閉方向上 沒(méi)有壓力，而僅是在徑向上有壓力。如果座直徑與導(dǎo)向直徑不同，則相反地在軸向上產(chǎn)生液 壓力。如果導(dǎo)向件與閥座_如在大多數(shù)情況中那樣_構(gòu)造在一個(gè)構(gòu)件中，則座直徑與導(dǎo)向 直徑的偏差僅這樣地存在，使得在打開(kāi)方向上產(chǎn)生液壓力。否則閥套筒不再能接合在閥體 中。這尤其與下列缺點(diǎn)相聯(lián)系隨著工作歷程的進(jìn)行，在密封座中面配合的情況下僅可在 打開(kāi)方向上產(chǎn)生液壓力，在極端情況下該液壓力將導(dǎo)致無(wú)意的打開(kāi)及由此可導(dǎo)致閥的不密 封。 此外公知了一些結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)向件與閥座無(wú)關(guān)地設(shè)在第二構(gòu)件中，該第二構(gòu)件支 撐在一個(gè)固定的構(gòu)件上。這就首先開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)可能性，即座直徑也可與導(dǎo)向直徑這樣不同 地設(shè)計(jì)，以致在靜止?fàn)顟B(tài)中產(chǎn)生關(guān)閉作用的液壓力。在面配合時(shí)在使用壽命中，這將提高允 許的、直到出現(xiàn)不密封的面配合及由此也降低了在平衡狀態(tài)中的單位面積壓力。但缺點(diǎn)在 于在執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開(kāi)時(shí)該液壓關(guān)閉力必需附加地由執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)克服，以致在此情況下需要 一個(gè)增強(qiáng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這尤其在電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)的情況下是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
在根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥上，在新?tīng)顟B(tài)中在軸向上無(wú)任何明顯的液壓力作用在 閥套筒上，該力平衡的狀態(tài)即使在閥套筒與閥座之間面配合的情況下也在很大程度上被保 持。由此在關(guān)閉彈簧力的設(shè)計(jì)時(shí)可取消用于液壓打開(kāi)力的預(yù)留量，該液壓打開(kāi)力隨著工作 持續(xù)時(shí)間的推移而產(chǎn)生。減小關(guān)閉彈簧力的結(jié)果是磨損也減小。 本發(fā)明主題的其它優(yōu)點(diǎn)及有利的構(gòu)型可由說(shuō)明書(shū)，附圖及權(quán)利要求書(shū)中得知。


在附圖中表示出根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥及在以下的說(shuō)明中對(duì)其詳細(xì)地描述。附 圖中所示的特征應(yīng)被理解為純示意性的及不是按比例的。附圖表示 圖1 :根據(jù)本發(fā)明的具有一個(gè)控制閥及概要表示的輸入部分的燃料噴射閥的縱截 面圖； 圖2a :相應(yīng)于圖1中II的細(xì)節(jié)圖，它表示在閥套筒上設(shè)有雙錐形輪廓及在閥座上 設(shè)有錐形座的控制閥的第一實(shí)施方案； 圖2b :與圖2a類(lèi)似的一個(gè)細(xì)節(jié)圖，它表示在閥座上設(shè)有雙錐形輪廓及在閥套筒上 設(shè)有錐形座的控制閥的第二實(shí)施方案； 圖2c :與圖2a類(lèi)似的一個(gè)細(xì)節(jié)圖，它表示在閥套筒上設(shè)有環(huán)形輪廓及在閥座上設(shè)
有錐形座的控制閥的第三實(shí)施方案；及 圖3 :具有一個(gè)閥針的控制閥的另一實(shí)施形式。
具體實(shí)施例方式
圖1中概要地以縱截面圖表示根據(jù)本發(fā)明的具有燃料輸入部分的燃料噴射閥。該 燃料噴射閥包括一個(gè)多件式的、但這里僅簡(jiǎn)化地表示成單件的保持體1及一個(gè)噴嘴體2，它 們通過(guò)夾緊螺母3相互壓緊。在噴嘴體2中縱向可移動(dòng)地設(shè)有一個(gè)噴嘴針(閥針)4，該噴 嘴針通過(guò)其縱向運(yùn)動(dòng)來(lái)控制至少一個(gè)噴射孔5的打開(kāi)。燃料將經(jīng)由一個(gè)壓力室6輸送給噴 射孔5，該壓力室包圍著噴嘴針4及可通過(guò)一個(gè)輸入通道7被注入處于高壓下的燃料。如果 噴嘴針4離開(kāi)噴射孔5地運(yùn)動(dòng)并移動(dòng)到其打開(kāi)位置上，則燃料由壓力室通過(guò)噴射孔5噴射 到一個(gè)在圖中未示出的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。如果相反地噴嘴針4處于其關(guān)閉位置中，SP貼 靠在閥座上，則噴射孔5被噴嘴針4關(guān)閉。 在保持體l中構(gòu)有一個(gè)縱向孔8，該縱向孔相對(duì)噴嘴針4同軸地延伸及在其中可縱 向移動(dòng)地設(shè)有一個(gè)控制活塞9。該控制活塞9通過(guò)一個(gè)壓力件10支承在噴嘴針4上，以致 它可與噴嘴針4同步地在縱向上運(yùn)動(dòng)。控制活塞9在其向著噴嘴體2的端部上被一個(gè)彈簧 11包圍，該彈簧的一側(cè)支撐在保持體1中的一個(gè)肩臺(tái)上及另一側(cè)支撐在壓力件10上，以致 通過(guò)彈簧11的力使壓力件10壓向噴嘴體2并由此使噴嘴針4壓在其關(guān)閉位置中。
為了輸入處于高壓下的燃料，設(shè)有一個(gè)高壓泵12，它壓縮來(lái)自燃料箱13的燃料及 將燃料輸入一個(gè)高壓存儲(chǔ)器14，在該高壓存儲(chǔ)器中預(yù)存儲(chǔ)處于高壓下的燃料。處于高壓下 的燃料通過(guò)一個(gè)高壓管路15及一個(gè)構(gòu)成在燃料噴射閥上的高壓接頭16輸入燃料噴射閥及 以所述的方式通過(guò)噴射孔5噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。 控制活塞9用其背著噴嘴體2的端部限定了一個(gè)控制室17，該控制室通過(guò)在其中 設(shè)有輸入節(jié)流閥19的輸入孔18與輸入通道7連接。此外控制室17通過(guò)一個(gè)構(gòu)成在保持 體1及一個(gè)控制閥體21中的縱向孔20與高壓側(cè)的閥室22連接，該閥室通過(guò)一個(gè)控制閥23 可與低壓側(cè)的閥室(漏油室)24連接?？刂崎y23用于降低控制室17中的燃料壓力及具有 一個(gè)控制套筒或閥套筒25形式的控制閥元件，該控制閥元件在一個(gè)具有導(dǎo)向直徑dF的活 塞形狀的殼體栓33上被導(dǎo)向。在此情況下閥套筒25縱向可運(yùn)動(dòng)及在其關(guān)閉位置中貼靠在 一個(gè)具有座直徑ds的閥座26上，以致通過(guò)閥套筒25徑向?qū)ν庀薅ǖ母邏簜?cè)的閥室22相
4對(duì)漏油室24密封。閥套筒25是力平衡的，因?yàn)閷?dǎo)向直徑dF與座直徑ds相同及因此在靜止 狀態(tài)中在打開(kāi)方向或關(guān)閉方向上無(wú)壓力作用在閥套筒25上。閥套筒25由一個(gè)關(guān)閉彈簧27 加載，該關(guān)閉彈簧將一個(gè)關(guān)閉力施加在閥套筒25上及由此壓在閥座26上。通過(guò)一個(gè)電磁 鐵28可使閥套筒25從閥座26上抬起，以致使高壓側(cè)的閥室22及由此通過(guò)縱向孔20也使 控制室17與漏油室24連接。 該燃料噴射閥的工作原理已由現(xiàn)有技術(shù)充分地公知及在這里僅簡(jiǎn)短地加以討論。 為了噴射，使電磁鐵28通過(guò)電流及由此閥套筒25被吸引而從閥座26上離開(kāi)。由此高壓側(cè) 的閥室22與漏油室24連接，在該漏油室中始終具有低燃料壓力。通過(guò)縱向孔20使控制室 17減壓，以致控制活塞9上的液壓力下降，通過(guò)壓力室6的燃料壓力在打開(kāi)方向上受到力的 噴嘴針4從其閥座上抬起并釋放噴射孔5。為了結(jié)束噴射，再使電磁鐵28的電流關(guān)斷，以致 閥套筒25被關(guān)閉彈簧27驅(qū)動(dòng)返回到與閥座26接觸。通過(guò)輸入孔18后續(xù)流入的燃料使控 制室17中的壓力重新上升及由此使控制活塞9上的液壓力上升，以致該控制活塞最后又向 著噴嘴體2的方向運(yùn)動(dòng)及由此將噴嘴針4壓回到其關(guān)閉位置中。 如圖2中所示，高壓側(cè)的閥室22在閥座附近的區(qū)域中通過(guò)閥套筒25的內(nèi)部的環(huán) 形凸起29而縮小。但閥套筒25在控制閥體21上的接觸線未一起向內(nèi)遷移，而保持ds " dF。 由此在該新?tīng)顟B(tài)中控制閥23實(shí)際保持壓力或力的平衡，因?yàn)樽饔迷诃h(huán)形凸起29的兩個(gè)肩 臺(tái)面29a，29b上的液壓力相抵消。換句話說(shuō)，盡管有環(huán)形凸起29但無(wú)任何明顯的液壓力軸 向地作用在閥套筒25上。在閥套筒25與閥座26之間面配合的情況下，配合的面既徑向向 外地也徑向向內(nèi)地增大，由此控制閥23在關(guān)閉狀態(tài)中也基本上保持壓力平衡，并且在其上 允許配合的面可增大及在閥座26上對(duì)于磨損起決定作用的單位面積壓力將顯著下降。
在圖2a所示的實(shí)施方案中，閥座26由一個(gè)具有錐角c^的錐面構(gòu)成。閥套筒25 具有一個(gè)密封棱邊30，該密封棱邊通過(guò)具有錐角avl(avl> aK)的低壓側(cè)的錐面30a及 具有錐角aV2(aV2< aK)的高壓側(cè)的錐面30b、即環(huán)形凸起29的肩臺(tái)面29a構(gòu)成。換句話 說(shuō)，在兩個(gè)錐面30a，30b的相交處在直徑ds上形成密封棱邊30?；陂y座26上的錐形輪 廓及閥套筒25上的雙錐形輪廓，從密封棱邊30起現(xiàn)在以相同的方式徑向向內(nèi)及徑向向外 地形成面配合。該面配合的向外的邊界通過(guò)控制閥體21的外徑da來(lái)實(shí)現(xiàn)及該面配合的向 內(nèi)的邊界通過(guò)閥套筒25的內(nèi)徑&來(lái)實(shí)現(xiàn)。變換地在直徑da上的向外的面配合邊界也可通 過(guò)閥套筒25上具有直徑da的配合邊界棱邊來(lái)實(shí)現(xiàn)。在&與da之間的配合邊界的任務(wù)在 于在小行程時(shí)出現(xiàn)的配合力及由此該配合力的從一個(gè)樣本到另一個(gè)樣本的離散度均保持 很小。 在圖2b所示的實(shí)施方案中，密封面及由此閥套筒30的肩臺(tái)面29b通過(guò)具有錐角 Qv的錐面構(gòu)成。閥座26具有一個(gè)座棱邊31，它通過(guò)具有錐角aK1(aK1< av)的低壓側(cè) 的錐面26a及具有錐角aK2(aK2> av)的高壓側(cè)的錐面26b構(gòu)成。換句話說(shuō)，在兩個(gè)錐面 26a， 26b的相交處在直徑ds上形成座棱邊31?；陂y座26上的雙錐形輪廓及閥套筒25上 的錐形輪廓，從座棱邊31起現(xiàn)在以相同的方式徑向向內(nèi)及徑向向外地形成面配合。該面配 合的向外的邊界通過(guò)控制閥體21的外徑da來(lái)產(chǎn)生及該面配合的向內(nèi)的邊界通過(guò)閥套筒25 的內(nèi)徑di來(lái)產(chǎn)生。 在圖2c所示的實(shí)施方案中，閥座26由一個(gè)具有錐角c^的錐面構(gòu)成。密封面及 由此閥套筒25的肩臺(tái)面29b構(gòu)造成環(huán)形的環(huán)面(半徑R)，在其上該錐面的切線也具有錐角a K的那個(gè)直徑ds上形成了配合線32，其中，本申請(qǐng)所述的"環(huán)面"是指一圓弧繞一軸線 旋轉(zhuǎn)所構(gòu)成的面，如圖2c所示?；陂y座26的錐形輪廓及閥套筒25上的環(huán)形輪廓，由配 合線32開(kāi)始現(xiàn)在以相同的方式徑向向內(nèi)及徑向向外地形成面配合。該面配合的向外的邊 界通過(guò)控制閥體21的外徑da來(lái)產(chǎn)生，該面配合的向內(nèi)的邊界通過(guò)閥套筒25的內(nèi)徑&來(lái)產(chǎn) 生。在未示出的實(shí)施形式中也能以相反的方式將閥套筒的密封面通過(guò)一個(gè)錐面構(gòu)成及閥座 通過(guò)一個(gè)環(huán)形的環(huán)面來(lái)構(gòu)成。 圖3表示控制閥23的另一實(shí)施形式，其中與圖2中相同的或功能相同的部件用相 同的標(biāo)號(hào)表示。圖3中所示的控制閥23具有一個(gè)這里構(gòu)造成閥針25的閥元件及一個(gè)兩件 式的閥殼體(導(dǎo)向件34及座件35)。閥針25在導(dǎo)向件34的一個(gè)軸向孔36中可移動(dòng)地被 導(dǎo)向。座件35具有一個(gè)閥座26，它在徑向上設(shè)置在環(huán)形地構(gòu)成的高壓側(cè)的閥室22與低壓 側(cè)的閥室24之間。來(lái)自控制室的高壓管路20通入高壓側(cè)的閥室22中。閥針25徑向?qū)?nèi) 地限定高壓側(cè)的閥室22及具有一個(gè)徑向上伸入高壓側(cè)的閥室22的環(huán)形凸起29，該環(huán)形凸 起的向著閥座26的肩臺(tái)面29a構(gòu)成一個(gè)與閥座26相互配合的密封面。閥座26的座直徑 ds與閥針25的導(dǎo)向直徑dp優(yōu)選相等。如圖2b中所示，閥針25的密封面通過(guò)一個(gè)錐面構(gòu) 成，閥座26具有一個(gè)座棱邊31，該座棱邊通過(guò)低壓側(cè)的錐面26a及高壓側(cè)的錐面26b形成， 其中，該低壓側(cè)的錐面的錐角小于閥針25的錐角，該高壓側(cè)的錐面的錐角大于閥針25的錐 角。 在圖3所示的控制閥23的一些未示出的實(shí)施形式中，閥座26及閥針25的密封面 如圖3a及3c中所示地構(gòu)成。
權(quán)利要求
用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥，包括一閥針(4)，它通過(guò)其縱向運(yùn)動(dòng)控制至少一個(gè)噴射孔(5)的打開(kāi)，一連接在一高壓側(cè)(14)上的控制室(17)，該控制室的壓力至少間接地作用在該閥針(4)上，及一控制閥(23)，該控制閥具有一閥座(26)，該閥座在徑向上設(shè)置在一連接在該控制室(17)上的高壓側(cè)的閥室(22)與一低壓側(cè)的閥室(24)之間；一可移動(dòng)地被導(dǎo)向的控制閥元件(25)，該控制閥元件在徑向上構(gòu)成該高壓側(cè)的閥室(22)的邊界以及與該閥座(26)配合作用，其特征在于該控制閥元件(25)具有一徑向上伸入該高壓側(cè)的閥室(22)中的環(huán)形凸起(29)該環(huán)形凸起的向著該閥座(26)的肩臺(tái)面(29a)構(gòu)成一與該閥座(26)配合作用的密封面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于所述閥座(26)通過(guò)一錐面構(gòu)成，所述 控制閥元件(25)的密封面具有一密封棱邊(30)，該密封棱邊通過(guò)一低壓側(cè)的錐面(30a) 及一高壓側(cè)的錐面(30b)形成，該低壓側(cè)的錐面的錐角(avl)大于所述閥座(26)的錐角 (a》，該高壓側(cè)的錐面的錐角(aV2)小于所述閥座(26)的錐角(a K)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于所述控制閥元件(25)的密封面通過(guò) 一錐面構(gòu)成，所述閥座(26)具有一座棱邊(31)，該座棱邊通過(guò)一低壓側(cè)的錐面(26a)及一 高壓側(cè)的錐面(26b)形成，該低壓側(cè)的錐面的錐角(aK1)小于該控制閥元件(25)的錐角 (av)，該高壓側(cè)的錐面的錐角(aK2)大于該控制閥元件(25)的錐角(a v)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于所述閥座(26)通過(guò)一錐面構(gòu)成，所述 控制閥元件(25)的密封面構(gòu)造成一環(huán)形的環(huán)面，或相反地，所述閥座(26)構(gòu)造成一環(huán)形的 環(huán)面，所述控制閥元件(25)的密封面通過(guò)一錐面構(gòu)成。
5. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于所述控制閥元件(25)構(gòu)造 成閥套筒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的燃料噴射閥，其特征在于所述高壓側(cè)的閥室(22)設(shè)置在該閥套 筒(25)內(nèi)部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于所述控制閥元件(25)構(gòu) 造成閥針。
8. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于所述閥座(26)的座直徑 (ds)與所述控制閥元件(25)的導(dǎo)向直徑(dF)相等。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于所述閥座(26)的座直徑 (ds)小于或大于所述控制閥元件(25)的導(dǎo)向直徑(dF)。
全文摘要
用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥，包括一閥針(4)，它通過(guò)其縱向運(yùn)動(dòng)控制至少一個(gè)噴射孔(5)的打開(kāi)；一連接在一高壓側(cè)(14)上的控制室(17)，該控制室的壓力至少間接地作用在該閥針(4)上；一控制閥(23)，其具有一閥座(26)，該閥座在徑向上設(shè)置在一連接在該控制室(17)上的高壓側(cè)的閥室(22)與一低壓側(cè)的閥室(24)之間，該控制閥還具有一可移動(dòng)地被導(dǎo)向的控制閥元件(25)，該控制閥元件徑向上構(gòu)成該高壓側(cè)的閥室(22)的邊界以及與該閥座(26)配合作用。按本發(fā)明，該控制閥元件(25)具有一徑向上伸入該高壓側(cè)的閥室(22)中的環(huán)形凸起(29)該環(huán)形凸起的向著該閥座(26)的肩臺(tái)面(29a)構(gòu)成一與該閥座(26)配合作用的密封面。
文檔編號(hào)F02M47/02GK101784785SQ200880101171
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者H·拉普, N·艾森門(mén)格爾, W·施特克萊因 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司