專利名稱：燃料噴射閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的燃料噴射閥。本發(fā)明尤其涉及用于壓縮空氣的、自點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的噴射器的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由DE 10 2006 021 741 Al公知了具有壓力平衡的控制閥的燃料噴射器。該公知的噴射器用于將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中，其中用于釋放或關(guān)閉至少一個(gè)噴嘴開口的噴射閥元件通過(guò)控制閥來(lái)控制。在此，控制閥釋放或關(guān)閉由控制室到燃料回流部分的連接。這將以這樣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即一關(guān)閉元件置于一座中或釋放該座。在關(guān)閉元件中構(gòu)有一個(gè)孔，在該孔中接收了一個(gè)銷，其中孔的直徑基本上相當(dāng)于座的直徑。銷用其一側(cè)支撐在一個(gè)壓桿、 一個(gè)彈簧座或噴射器殼體上。
該由DE 10 2006 021 741 Al所公知的燃料噴射器具有其缺點(diǎn)，即它
具有相對(duì)大的總長(zhǎng)度，其使用范圍由此受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的具有權(quán)利要求1的特征的燃料噴射閥具有其優(yōu)點(diǎn)，即，以結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單的構(gòu)型及用減小的制造花銷得到一壓力平衡的開關(guān)閥。尤其可省略高成本的蝕刻幾何結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高的部件強(qiáng)度及使噴射器長(zhǎng)度減小。
通過(guò)在從屬權(quán)利要求中所述的措施可得到權(quán)利要求1中給出的燃料噴射閥的有利的進(jìn)一步構(gòu)型。
閥桿以有利的方式構(gòu)造成圓柱形的閥桿。在此情況下還有利的是，閥桿具有一個(gè)向著低壓回流部的第一端面，閥桿在該第一端面上具有一個(gè)凹槽， 一個(gè)通過(guò)該凹槽構(gòu)成的座具有一個(gè)密封直徑，該密封直徑至少近似地等于所述圓柱形閥桿的直徑。這具有其優(yōu)點(diǎn)，即避免了座區(qū)域中的壓力下降及由此避免一打開力作用到所述閥桿上。通過(guò)這樣設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)可滿足閥
4桿力平衡的要求。因此壓電式致動(dòng)器不必為抵抗系統(tǒng)壓力而做功。
有利的是，設(shè)置一個(gè)耦合器套筒，閥桿在該耦合器套筒中被導(dǎo)向，該耦合器套筒、背離閥桿的第一端面的閥桿的第二端面及與致動(dòng)器相連接的致動(dòng)器活塞限定了一個(gè)耦合器室。該致動(dòng)器例如可被這樣地控制，以致致動(dòng)器活塞使耦合器室增大，由此耦合器室中的壓力下降及閥桿被操作。在此情況下有利的還在于，設(shè)置一個(gè)耦合器彈簧，它的一側(cè)支撐在耦合器套筒上及另一側(cè)支撐在閥桿上，其中，該耦合器彈簧在這樣的方向上對(duì)閥桿加載，在該方向上允許耦合器室的充填。因此耦合器彈簧能使耦合器室再被充填。由此通過(guò)耦合器彈簧可使耦合器室的壓力相對(duì)周圍有一定的下降，其中，通過(guò)壓力平衡實(shí)現(xiàn)耦合器室的充填。
此外有利的是，這樣構(gòu)造耦合器彈簧，以致在通過(guò)耦合器彈簧引起耦合器室的充填時(shí)，不會(huì)發(fā)生節(jié)流板的通道被閥桿密封。尤其有利的是，這樣地調(diào)節(jié)耦合器彈簧的預(yù)載荷，使得通過(guò)耦合器彈簧不能使閥桿的第一端面上的座與節(jié)流板之間的、用于封閉節(jié)流板的通道的密封座被關(guān)閉。由此以有利的方式防止了低壓回路及高壓回路不希望地被密封。閥桿的第一端面上的座與節(jié)流板之間的、用于封閉節(jié)流板的通道的密封座的關(guān)閉通過(guò)壓電式致動(dòng)器的相應(yīng)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，該操作與用于打開密封座的操作相逆。
有利的是，耦合器套筒借助一個(gè)彈性套筒支撐在閥板上。有利的還在于，致動(dòng)器及耦合器套筒設(shè)置在一個(gè)由閥板限定的致動(dòng)器室中，該致動(dòng)器室與低壓回流部相連接。由此可實(shí)現(xiàn)控制閥的壓力平衡的構(gòu)型，在該構(gòu)型中，可省略高成本的蝕刻幾何結(jié)構(gòu)及可實(shí)現(xiàn)高的構(gòu)件強(qiáng)度。


在以下的說(shuō)明中將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。附圖表示
圖1以扼要的軸向截面圖表示本發(fā)明的一個(gè)燃料噴射閥的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1以扼要的、示意性軸向截面圖表示本發(fā)明的一個(gè)燃料噴射閥1的實(shí)施例。該燃料噴射閥1尤其可用作壓縮空氣的自點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的噴射器。燃料噴射閥1的一個(gè)優(yōu)選的應(yīng)用在于設(shè)有共軌的燃料噴射裝置，該共軌將處于高壓下的柴油燃料供給多個(gè)燃料噴射閥1。但根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥1也適用于其它的應(yīng)用情況。
燃料噴射閥1具有一個(gè)保持體2及一個(gè)噴嘴體3。噴嘴體3以適當(dāng)?shù)姆绞脚c保持體2連接。在噴嘴體3中設(shè)有一個(gè)噴嘴針4。噴嘴針4具有一個(gè)閥關(guān)閉體5。噴嘴體3具有一個(gè)與閥關(guān)閉體5適配的閥座面6。閥關(guān)閉體5與噴嘴體3的閥座面6密封配合地配合作用。噴嘴針4被設(shè)置在燃料室7中。此外在燃料室7中還設(shè)有一個(gè)控制室套筒8，該控制室套筒被一個(gè)閥彈簧9加載到節(jié)流板10上。節(jié)流板10、控制室套筒8及噴嘴針4的端面11限定了一個(gè)控制室12。
在保持體2中構(gòu)有一個(gè)燃料通道13，它用作高壓輸入部13。在保持體2的高壓輸入部13上連接著附加在保持體2上的閥板15的通孔14。閥板15設(shè)置在節(jié)流板10與保持體2之間。在閥板15的通孔14上連接著節(jié)流板10中的一個(gè)通道16。節(jié)流板10的通道16通入燃料室7。在燃料噴射閥1工作時(shí)，處于高壓下的燃料經(jīng)由高壓輸入部13、閥板15中的通孔14及節(jié)流板10中的通道16到達(dá)燃料室7中。
閥板15具有一空槽17，該空槽與通孔14相連接。閥板15中的空槽17構(gòu)成由通孔14到節(jié)流板10中的輸入節(jié)流閥18的一個(gè)分支。構(gòu)成在節(jié)流板10中的輸入節(jié)流閥18 —側(cè)通入閥板15的空槽17及另一側(cè)通入控制室12。此外節(jié)流板10具有一個(gè)輸出節(jié)流閥19。節(jié)流板10還具有一個(gè)通道20，該通道與閥板15的低壓通孔21相連接。
在保持體2內(nèi)設(shè)有一個(gè)致動(dòng)器室25。在該實(shí)施例中保持體2具有一個(gè)低壓回流部26，在該低壓回流部上可連接一個(gè)回流管路27。在該實(shí)施例中低壓回流部26還通入致動(dòng)器室25。因此節(jié)流板10中的通道20通過(guò)閥板15的低壓通孔21及致動(dòng)器室25與低壓回流部26相連接。
閥板15具有一個(gè)通孔28。 一個(gè)閥桿29在軸向上、即沿其軸線30在通孔28中被導(dǎo)向。在該實(shí)施例中，閥桿29的軸線30平行于燃料噴射閥1的軸線31。此外閥板15還具有一個(gè)空槽32。閥板15的該空槽32與閥板15的通孔28相連接。在該實(shí)施例中，空槽32與閥板15的通孔28合成一體。輸出節(jié)流閥19 一側(cè)通入控制室12及另一側(cè)通入閥板15的空槽32。與低壓
6回流部26連接的通道20可由閥桿29封閉。這里在圖1中表示出一個(gè)狀態(tài)，在該狀態(tài)中閥桿29封閉通道20。
閥桿29具有一個(gè)向著節(jié)流板10的、基本上凹形的端面33。通過(guò)該凹形的端面33，在閥桿29上形成了座34。閥桿29基本上構(gòu)造成圓柱形。該座34具有與閥桿29的直徑35相同的座直徑。
閥桿29的凹形的端面33通過(guò)端面33上的凹槽36構(gòu)成。凹槽36例如可錐形或半圓形地構(gòu)成。端面33向著節(jié)流板10。此外，閥板15的空槽32被設(shè)在閥板15的向著節(jié)流板10的惻面37上。
在致動(dòng)器室25中設(shè)有耦合器套筒40，閥桿在該耦合器套筒中局部地被導(dǎo)向。在該實(shí)施例中，耦合器套筒40由兩部分構(gòu)成，即由一個(gè)空心圓柱體形的部件41及一個(gè)套筒部件42構(gòu)成，其中套筒部件42具有一個(gè)環(huán)繞的凸緣43。閥桿29在耦合器套筒40的空心圓柱體形部件41中被導(dǎo)向。這里耦合器套筒40的空心圓柱體部件41具有一個(gè)通孔44，閥桿29區(qū)段地設(shè)在該通孔中。
此外在致動(dòng)器室25中設(shè)有一個(gè)壓電式致動(dòng)器45，在該致動(dòng)器上附加了一個(gè)過(guò)渡件46。該過(guò)渡件46與致動(dòng)器活塞47相連接。致動(dòng)器活塞47在耦合器套筒40的套筒部件42中被導(dǎo)向。在此情況下，致動(dòng)器活塞47相對(duì)軸線30的可移動(dòng)性被耦合器套筒40的空心圓柱體形部件41限定。
套筒部件42通過(guò)彈性套筒48支撐在閥板15上。在此情況下彈性套筒48區(qū)段地包圍耦合器套筒40的套筒部件42。此外套筒部件42用其環(huán)繞的凸緣43支撐在彈性套筒48上。
致動(dòng)器活塞47、耦合器套筒40及閥桿29的端面49限定了耦合器室50，該耦合器室由通孔44構(gòu)成。在此情況下，閥桿29的、限定了耦合器室50的端面49背著閥桿29的端面33。
在彈性套筒48內(nèi)部的致動(dòng)器室25中設(shè)有一個(gè)支撐環(huán)51，該支撐環(huán)置入在閥桿29的一個(gè)槽中。在支撐環(huán)51與耦合器套筒40之間設(shè)有一個(gè)耦合器彈簧52，該耦合器彈簧的一側(cè)通過(guò)支撐環(huán)51支撐在閥桿29上及另一側(cè)支撐在耦合器套筒40的空心圓柱體形部件41上。耦合器彈簧52在方向53上對(duì)閥桿29加載，在該方向上允許對(duì)耦合器室50充填來(lái)自致動(dòng)器室25的燃料。在此情況下該充填通過(guò)一個(gè)或多個(gè)間隙、例如通過(guò)閥桿29與耦合器套筒的空心圓柱體形部件41之間的導(dǎo)向間隙和/或通過(guò)致動(dòng)器活塞47與耦合器套筒40的套筒部件42之間的導(dǎo)向間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)。而耦合器彈簧被這樣地構(gòu)成，使得在閥桿29的圖1所示的閉合位置中-這時(shí)通道20被封閉，沒(méi)有力施加在閥桿29上。
為了操作燃料噴射閥1，將觸發(fā)控制致動(dòng)器45，以使它收縮。由此使致動(dòng)器活塞47從與耦合器套筒40的空心圓柱體形部件41的接觸中抬起。因此耦合器室50中的壓力下降。通過(guò)通道20，在閥桿29的端面33上施加低壓回流部26的低壓力，該低壓力大于耦合器室50中下降后的壓力。因此導(dǎo)致閥桿29逆著方向53的操作。由此釋放了輸出節(jié)流閥19經(jīng)過(guò)空槽32與通道20的連接。因此處于高壓下的燃料由控制室12通過(guò)輸出節(jié)流閥19流出，以致控制室12中的壓力下降。這使得噴嘴針4打開，以致在閥關(guān)閉體5與閥座面6之間形成的密封座被打開，燃料可由燃料室7通過(guò)打開的密封座及通過(guò)至少一個(gè)噴嘴開口 54噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。
為了閥桿29的閉合，向相反方向操作壓電式致動(dòng)器45，以使得致動(dòng)器活塞47又返回到圖1中所示的原始位置中。在此情況下耦合器室50中的壓力又上升，以致閥桿29沿方向53移動(dòng)，通道20又被封閉。
因?yàn)殚y桿29的端面43上的座直徑等于閥桿29的直徑，由此構(gòu)成一個(gè)壓力平衡的控制閥55。因此可用壓電式致動(dòng)器45的相對(duì)小的操作力進(jìn)行閥桿29的操作。
可由壓電式致動(dòng)器45操作的控制閥55具有閥桿29、閥板15、節(jié)流板10、耦合器套筒40、致動(dòng)器活塞47及彈性套筒48。此外控制閥55具有耦合器彈簧52，以便保證耦合器室50被充分地充填燃料。在此情況下耦合器彈簧52被這樣地構(gòu)成，以致在控制閥55的一個(gè)位置中-在該位置中耦合器室50的壓力下降，實(shí)現(xiàn)閥桿29在方向53上的移動(dòng)，其中，閥桿29的移動(dòng)通過(guò)耦合器彈簧52被這樣限制，以致僅基于耦合器彈簧52的力不能使通道20被閥桿29封閉。因此，在閥桿29的端面33上的座34與節(jié)流板10之間為封閉通道20達(dá)到密封配合前實(shí)現(xiàn)耦合器室50中的壓力平衡。由此防止低壓對(duì)高壓回路不希望地被密封。所述實(shí)施例的燃料噴射閥1的構(gòu)型具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)具有壓電式致動(dòng)器45的逆轉(zhuǎn)控制的液壓設(shè)計(jì)，在閥板15中不需要高壓輸入部及由此不需要高成本的蝕刻幾何結(jié)構(gòu)。通過(guò)這種省略可以提高部件的強(qiáng)度。例如通過(guò)高壓輸入部13輸入的燃料的高壓可
達(dá)到260MPa (2600bar)。此外節(jié)流板10在軸向上的厚度可減小及由此燃料噴射閥l的長(zhǎng)度可縮短。因此，該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是提高了閥板15的應(yīng)力強(qiáng)度，節(jié)省了結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，閥板15與閥桿29的成本上有利的構(gòu)型。
因?yàn)殚y桿29的通過(guò)端面33上的座34確定的密封直徑、即密封座的直徑位于閥桿29的外徑35上，由此阻止了壓力降低及阻止了一打開力作用在閥桿29上。這樣實(shí)施的結(jié)構(gòu)滿足了閥桿29上力平衡的要求。因此壓電式致動(dòng)器45不需要抵抗系統(tǒng)壓力而做功。
為了操作燃料噴射閥，引起壓電式致動(dòng)器45的負(fù)的行程，即致動(dòng)器45收縮，其結(jié)果是耦合器室50中的壓力下降到回流壓力以下，即降到低壓回流部26的低壓以下。因此閥桿29從其密封座中抬起，以致控制室12的高壓與低壓回流部26的低壓被節(jié)流地連接。通過(guò)控制室12中出現(xiàn)的壓力降落，實(shí)現(xiàn)噴嘴針4的運(yùn)動(dòng)及由此實(shí)現(xiàn)燃料的噴射。
耦合器室50的再充填通過(guò)耦合器彈簧52來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，耦合器室50中的壓力平衡在達(dá)到閥桿29的密封配合前實(shí)現(xiàn)，以防止低壓對(duì)高壓回路不希望地被密封。
經(jīng)由噴嘴體3的噴嘴開口 54的噴射將通過(guò)壓電式致動(dòng)器45的觸發(fā)控制及隨后節(jié)流板10中通道20的密封而告結(jié)束。本發(fā)明不被限制在所述的實(shí)施例上。
權(quán)利要求
1.燃料噴射閥(1)，尤其是用于壓縮空氣的、自點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的噴射器，具有一壓電式致動(dòng)器(45)及一可借助該致動(dòng)器(45)被操作的控制閥(55)，其中，該控制閥(55)具有一閥桿(29)、一閥板(15)及一節(jié)流板(10)，其中，該閥板(15)具有一通孔(28)，所述閥桿(29)在該通孔中被導(dǎo)向，該閥板(15)在向著所述節(jié)流板(10)的一側(cè)上具有一與所述通孔(28)相連接的空槽(32)，其中，所述節(jié)流板(10)具有一通入所述閥板(15)的空槽(32)中的輸出節(jié)流閥(19)及一與一低壓回流部(26)連接的通道(20)，該通道可被所述閥桿(29)封閉，其中，當(dāng)所述控制閥(55)被操作時(shí)，所述閥桿(29)釋放所述節(jié)流板(10)的輸出節(jié)流閥(19)與所述節(jié)流板(10)的通道(20)的、經(jīng)由所述閥板(15)的空槽(32)的連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于所述閥桿(29)至少基本上構(gòu)造成圓柱形的閥桿(29)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的燃料噴射閥，其特征在于所述閥桿(29)具有一個(gè)向著所述低壓回流部(26)的第一端面(33)，所述閥桿(29)在該第一端面(33)上具有一凹槽(36)， 一通過(guò)該凹槽(36)構(gòu)成的座(34)具有至少近似地等于所述圓柱形閥桿(29)的直徑(35)的密封直徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的燃料噴射閥，其特征在于:設(shè)有一耦合器套筒(40)，所述閥桿(29)在該耦合器套筒中被導(dǎo)向，該耦合器套筒(40)、所述閥桿(29)的一背向所述閥桿(29)的第一端面(33)的第二端面(49)及一與所述致動(dòng)器(45)相連接的致動(dòng)器活塞(47)構(gòu)成一耦合器室(50)的邊界。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的燃料噴射閥，其特征在于:設(shè)有一耦合器彈簧(52)，該耦合器彈簧在一側(cè)支撐在所述耦合器套筒(40)上及在另一側(cè)支撐在所述閥桿(29)上，其中，該耦合器彈簧(52)沿一方向(53)對(duì)所述閥桿(29)加載，在該方向上能實(shí)現(xiàn)所述耦合器室(50)的充填。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的燃料噴射閥，其特征在于所述耦合器彈簧(52)的構(gòu)造，使得在通過(guò)所述耦合器彈簧(52)引起所述耦合器室(50)被充填時(shí)，所述節(jié)流板(10)的通道(20)不被閥桿(29)密封。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的燃料噴射閥，其特征在于所述耦合器彈簧(52) 的預(yù)載荷被調(diào)節(jié)，使得通過(guò)所述耦合器彈簧(52)不能使所述閥桿(29) 的第一端面(33)上的座(34)與所述節(jié)流板(10)之間的、用于封閉所 述節(jié)流板(10)的通道(20)的密封座被關(guān)閉。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4至7中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于所述耦合 器套筒(40)借助一彈性套筒(48)支撐在所述閥板(15)上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4至8中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于所述致動(dòng) 器(45)及所述耦合器套筒(40)被設(shè)置在一由所述閥板(15)構(gòu)成邊界 的致動(dòng)器室(25)中，該致動(dòng)器室與所述低壓回流部(26)相連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于所述節(jié)流 板(10)具有一輸入節(jié)流閥(18)，該輸入節(jié)流閥在一側(cè)與一高壓輸入部(13) 相連接及在另一側(cè)通入一由一噴嘴針(4)的一端面(11)構(gòu)成邊界的控制 室(12)中，所述節(jié)流板(10)的輸出節(jié)流閥(19)在一側(cè)通入所述控制 室(12)及在另一側(cè)通入所述閥板(15)的所述空槽(32)。
全文摘要
一種燃料噴射閥(1)，尤其是用于壓縮空氣的、自點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的噴射器，具有一可借助一致動(dòng)器(45)被操作的控制閥(55)。該控制閥(55)具有一閥桿(29)、一閥板(15)及一節(jié)流板(10)。該閥板(15)包括一通孔(28)，所述閥桿(29)在該通孔中被導(dǎo)向，該閥板(15)在向著所述節(jié)流板(10)的一側(cè)上具有一與所述通孔(28)相連接的空槽(32)。所述節(jié)流板(10)具有一通入所述閥板(15)的空槽(32)中的輸出節(jié)流閥(19)及一與一低壓回流部(26)連接的通道(20)，該通道可被所述閥桿(29)封閉。當(dāng)所述控制閥(55)被操作時(shí)，所述閥桿(29)釋放所述節(jié)流板(10)的輸出節(jié)流閥(19)與所述節(jié)流板(10)的通道(20)的、經(jīng)由所述閥板(15)的空槽(32)的連接。由此能實(shí)現(xiàn)所述控制閥(55)的壓力平衡的構(gòu)造。此外，所述閥板(15)可具有高的構(gòu)件強(qiáng)度。
文檔編號(hào)F02M47/02GK101676549SQ20091017551
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月17日
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