專利名稱:內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一個(gè)內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射閥,其需于權(quán)利要求1前序部分的技術(shù)領(lǐng)域。
在由德國專利申請(qǐng)文檔號(hào)P4413217.4公開的燃料噴射閥中,執(zhí)行開啟運(yùn)動(dòng)的閥元件通過一個(gè)膜片構(gòu)成,它的外邊緣被夾緊。為此該膜片與一個(gè)位置固定的錐形閥座配合作用,其中,這個(gè)閥座安置在一個(gè)軸向上從閥體伸出的軸頸上,其貫穿于膜片一個(gè)中央通孔中。同時(shí),該膜片在預(yù)應(yīng)力下以通孔邊緣構(gòu)成的密封面靠置在錐形閥座上并因此限定一個(gè)由高壓油可填充的壓力腔和一個(gè)通入所供能內(nèi)燃機(jī)之燃燒室的噴射橫截面。為了噴射,該壓力腔通過一個(gè)輸入管道被施以高的燃料壓力,其可將彈性的閥膜片克服預(yù)應(yīng)力從而以其密封面離開閥座,因此,燃料通過在軸頸上可控的環(huán)隙縫和噴射橫截面到達(dá)內(nèi)燃機(jī)的燃燒室。由此該公知的燃料射閥具有的缺點(diǎn)是,沒有設(shè)置用于檢測噴射開始和噴射結(jié)束的傳感器,所以,關(guān)于噴射延續(xù)時(shí)間和噴射量不可能得到精確的數(shù)據(jù)。但是這些數(shù)據(jù)對(duì)于一個(gè)燃料射閥要理想地適應(yīng)于相應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)需求來說是必需的。因?yàn)椋@些測量數(shù)據(jù),為了在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行期間控制一個(gè)理想的噴射是必需的,所以,現(xiàn)代的噴射系統(tǒng)沒有檢測最簡單的燃料射開始是絕對(duì)不能令人滿意的。基于這種燃料噴射閥的現(xiàn)有技術(shù),雖然已經(jīng)用公知的用于檢測閥件行程運(yùn)動(dòng)的傳感器,但是這些傳感器至今都局限在具有活塞形閥件的噴射閥上,在其遠(yuǎn)離燃燒室的活塞端部上設(shè)置一個(gè)電磁式霍爾傳感器。但是,這種型式的運(yùn)動(dòng)傳感器不能應(yīng)用于前述形式的燃料射閥,因此,應(yīng)設(shè)置一個(gè)盡可能簡單的傳感器方案以檢測閥膜的開啟運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明具有權(quán)利要求1特征內(nèi)容的內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射閥相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)是,所述噴射開始和噴射結(jié)束可以很簡單的結(jié)構(gòu)并以廉價(jià)的方式獲得。同時(shí),這一點(diǎn)可以通過應(yīng)用可調(diào)的壁件作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器的電氣開關(guān)件以有利的方式實(shí)現(xiàn),為此,該開關(guān)件與至少一個(gè)位置固定的接觸件配合作用。這個(gè)位置固定的接觸件按照優(yōu)選方式可通過錐形的或球形的閥座構(gòu)成。其上施加一個(gè)低的參考電位最好是地電位。這個(gè)可調(diào)的壁件(膜片)被施加一個(gè)供能電壓,因些,在關(guān)閉的噴射閥和膜片靠量在閥座上時(shí),一個(gè)第一電流回路閉合。同時(shí),通過這個(gè)電流回路的電流可借助一個(gè)適宜的評(píng)估電路獲知,因此,從這個(gè)信號(hào)中至少可以得到一個(gè)可靠的結(jié)論,即該噴射橫截面是打開的或者是關(guān)閉的。這樣根據(jù)在第一電流回路中電流中斷的時(shí)間延續(xù),噴射時(shí)間就可以導(dǎo)出并且通過幾何的噴射橫截面的噴射量也可以算出。如果為使一個(gè)關(guān)于開啟延續(xù)以及最大噴射橫截面的數(shù)據(jù)可以得出,那么一個(gè)限定閥膜片開啟行程運(yùn)動(dòng)的行程限位盤可以施加一個(gè)電位,這樣就構(gòu)成一個(gè)第二電流回路,該電路在閥膜片最大開啟位置時(shí)通過其靠置在行程(限位)盤上而被閉合。因此,可提供一個(gè)另外的關(guān)于運(yùn)動(dòng)閥件的行程信號(hào)。該膜片和行程限位盤的接觸連接是通過在閥體上的相應(yīng)電導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)的。為了使膜片相對(duì)于閥體絕緣,這個(gè)膜片在邊緣上被夾緊在一個(gè)間隔套和一個(gè)隔離盤之間,其由非導(dǎo)體材料最好如陶瓷或耐溫的塑料制成,其中,為了使電導(dǎo)線通過而設(shè)置了相應(yīng)的溝槽。如果在完全打開的噴射橫截面時(shí)可以放棄一個(gè)信號(hào)檢測的話,該行程限位盤就可以簡單的方式與容置它的隔離盤制成一體結(jié)構(gòu)并由非導(dǎo)體材料制做。本發(fā)明另一個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)是通過在壓緊螺母和其中安裝的閥體之間設(shè)置一個(gè)防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的,這一防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)對(duì)于電氣導(dǎo)線軸向上貫穿單個(gè)構(gòu)件來說是必需的。而閥體在壓緊螺母內(nèi)的軸向張緊按有利方式是通過一個(gè)附加擰入到壓緊螺母內(nèi)的中空螺栓實(shí)現(xiàn)時(shí),同時(shí),該中空螺栓以其環(huán)端面軸向上連接在閥體的一個(gè)環(huán)臺(tái)肩上,因此將閥體在其余構(gòu)件包括閥膜片被夾緊的同時(shí),張緊到壓緊螺母的一個(gè)燃燒室側(cè)限位件上。為此,閥體具有一個(gè)徑向的凹槽并最好在其周表面上具有一個(gè)擠入的球體,它可在壓緊螺母的內(nèi)壁之軸向長槽中導(dǎo)行。
在公知的燃料射閥中,壓緊螺母本身可被轉(zhuǎn)動(dòng),并直至在閥模和壓緊螺母底之間的圓周方向上摩擦接合為止,因此,膜片不可能自由地在軸頸的錐形閥座上對(duì)中,而本發(fā)明結(jié)構(gòu)方案所具有優(yōu)點(diǎn)是,膜片可絕對(duì)地相對(duì)軸頸對(duì)中地張緊。以此方式就可確保,在膜片之閥件密封面和軸頸之錐形閥座面之間的密封閥座上的密封力在整個(gè)的圓周上是相等的,因此在到達(dá)開啟壓力時(shí),閥膜同時(shí)從整個(gè)的閥座圓周上離起,以釋放一個(gè)圓環(huán)形橫截面,它構(gòu)成一個(gè)中心對(duì)稱的噴射流。
同時(shí),這個(gè)具有上述優(yōu)點(diǎn)的本發(fā)明防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),對(duì)于上述膜片噴嘴結(jié)構(gòu)形式的燃料噴射閥是很有意義的,因?yàn)樵谄渖习凑諜?quán)利要求1可以不用設(shè)置運(yùn)動(dòng)傳感器。
本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)選的變型方案可從下面的說明書、附圖和權(quán)利要求書中獲得。
本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)燃料噴射閥的兩個(gè)實(shí)施例在附圖中作了描述并在以后的說明書中作詳細(xì)解釋。
圖1是通過噴射閥第一實(shí)施例的縱剖圖,其中,表明了閥膜片的閉合位置以及最大的開啟位置;
圖2是取自圖1的第二實(shí)施例放大局部圖,其中僅表示了噴射閥的閉合位置;圖3是按照?qǐng)D1的簡化電路原理圖。
圖1表示的內(nèi)燃機(jī)燃料噴射閥具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的閥體1,它在一個(gè)端部上具有一個(gè)連接頭3以用于一個(gè)未描述的通至燃料噴射泵的高壓管,而在共另一端部上亦即對(duì)著所供料內(nèi)燃機(jī)之燃燒室的端部上擰裝一個(gè)位置固定的閥針5,它具有一個(gè)從閥體1軸向件出的軸頸7。從高壓接頭3引出一個(gè)軸向的壓力通道9,它貫穿該閥體1和閥針5于軸頸7處通至一個(gè)壓力腔11中,其中,一個(gè)棒式過濾器10裝入該壓力通道9中。同時(shí),這個(gè)壓力腔11徑向上從里邊被軸頸7,而徑向上從外部被間隔套13所限定,該套13通過調(diào)節(jié)盤15的中間支承密封地靠置在閥體1之燃燒室側(cè)限定該壓力腔11的端表面上。同時(shí),一個(gè)在朝燃燒室方向上錐形收縮的軸頸7部分形成一個(gè)錐形的閥座17,其上,一個(gè)在燃燒室側(cè)限定壓力腔11的并構(gòu)成一個(gè)閥元件的可調(diào)壁件19用一個(gè)在中央孔上構(gòu)成的閥件密封面21可在予應(yīng)力下靠量。同時(shí),這個(gè)作為模19構(gòu)成的可調(diào)壁件是盤形的并在朝壓力腔11的方向上彎曲,而且由一種彈性的導(dǎo)電的材料,最好是金屬制成。在其外邊緣上,該閥膜19被夾緊在間距套13和一個(gè)在燃燒室側(cè)于閥膜19鄰接的隔離盤23之間,同時(shí),該隔離盤23本身又支承在一個(gè)覆蓋住該隔離盤23之外邊緣的壓緊螺母27的領(lǐng)口25上。這個(gè)在軸向上容置閥體1的壓緊螺母27以其帶有領(lǐng)口25的端表面伸入要供料之內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中,同時(shí),在其中央開口28上構(gòu)成一個(gè)噴射橫截面,它貫通該隔離盤23延伸至構(gòu)成于閥密封面21和與其配合作用的閥座表面17之間的密封橫截面。
為了軸向上在壓緊螺母27中張緊閥體1,則在其遠(yuǎn)離燃燒室的開口端部中擰入一個(gè)設(shè)置為中空螺栓29的張緊螺紋件,通過它,該具有接頭3的閥體1之桿端部貫穿伸出并且該張緊螺紋件29以其伸入壓緊螺母27中的環(huán)端面31連接在閥體1周表面的一個(gè)環(huán)臺(tái)肩33上,因此,它軸向上擠壓該閥體1并進(jìn)一步擠壓調(diào)節(jié)盤15、間隔套13、閥膜19和隔離盤23以頂?shù)綁壕o螺母計(jì)之構(gòu)成一個(gè)限位件的領(lǐng)口25上。此外為了防止閥體1和在閥膜19上鄰接的構(gòu)件13、23相互間或者相對(duì)于壓緊螺母27發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),在閥體1的圓周壁上設(shè)置一個(gè)徑向成形結(jié)構(gòu),其在本描述的實(shí)施例中通過一個(gè)擠入到一個(gè)容納口中的球體35構(gòu)成。同時(shí),這個(gè)球體35可在一個(gè)位于壓緊螺母27之內(nèi)壁中的相應(yīng)軸向長槽37中導(dǎo)行,該長槽起始于一個(gè)和容納中空螺栓29的螺紋鄰接的臺(tái)肩處。此外,為了限定被夾緊的閥膜19之開啟行程運(yùn)動(dòng),在本實(shí)施例中還設(shè)置一個(gè)行程限位盤39,其安裝在隔離盤23的一個(gè)凹槽中,并具有一個(gè)軸向上突出的環(huán)限位表面41,它在通孔上構(gòu)成,通過該通孔該軸頸7伸入。為了獲知該閥膜19的開啟行程運(yùn)動(dòng),該閥膜19通過一個(gè)第一電導(dǎo)線43和一個(gè)在其外緣上的接觸位置45被施加一個(gè)供能電壓,同時(shí),該閥膜19通過由不導(dǎo)電的材料制成的隔離盤23和間隔套13而相對(duì)于壓緊螺母27絕緣。與閥膜19配合作用的電接觸位置,在本第一實(shí)施例中通過閥針5的軸7和行程限位盤39構(gòu)成,它們?yōu)榇擞呻妼?dǎo)體材料制成。同時(shí),該軸頸7通過閥體1與一個(gè)低參改電勢(shì),最好為地電位(接地)相連接,該地電位靠置在閥體1的一個(gè)接觸位置47上。行程限位盤39是通過一第二電導(dǎo)線49和另一接觸位置51連接在另一個(gè)電壓電位上的。同時(shí)該閥膜19構(gòu)成一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的開關(guān)元件,它如在圖3中描述的電路草圖那樣,可閉合一個(gè)第一電流回路或一個(gè)第二電流回路。該電導(dǎo)線43、49通過相應(yīng)的在間隔套13、調(diào)節(jié)盤15和閥體1中的溝槽和通孔向外導(dǎo)出,并以未詳細(xì)說明的方式共同地以接觸位置47連接在一個(gè)適當(dāng)?shù)脑u(píng)估電路上,該評(píng)估電路記錄下上述兩個(gè)電流回路中之一的電流情況。
本發(fā)明燃料噴射閥以如下方式工作在燃料噴射閥進(jìn)行高壓噴射之前,該壓力腔11通過壓力通道9和未描述的高壓管道僅僅施加一個(gè)低的燃料箱壓力。同時(shí),通過油箱壓力在壓力腔11中產(chǎn)生的作用于閥膜19上的力小于閥膜的張緊力,因此,閥膜密封地靠置在閥座面17上,該噴射閥保持關(guān)閉。如果進(jìn)行一個(gè)噴射時(shí),高壓泵將處于高壓下的燃料通過高壓管道和壓力通道9輸送到壓力腔11中。因此,在壓力腔11中施加的燃料高壓上升并結(jié)果通過這個(gè)壓力在閥膜19上產(chǎn)生的開啟力從一個(gè)確定的噴射壓力開始超過通過其張應(yīng)力可調(diào)定的閥膜片19的關(guān)閉力,這樣,閥膜19就朝下游噴射口28的方向上離開閥座17,并因此釋放一個(gè)噴射橫截面,通過它,燃料通過行程限位盤39的開口隔離盤23的開孔和壓緊螺母27的開孔流入要供能之內(nèi)燃機(jī)的燃燒室。同時(shí),該閥膜19之最大的開啟行程運(yùn)動(dòng)可以通過在行程限位盤39上的環(huán)形限位面41之限位作用受到限定。為了結(jié)束該噴射過程,到壓力腔11中的高壓輸送被中斷,因此,該燃料高壓可迅速地下降到必需的開啟壓力之下,該閥膜19的開啟運(yùn)動(dòng)此時(shí)則通過上述的電接觸件被檢測,其中,閥膜19還用作電氣開關(guān)元件。由此,在閥膜19靠置在軸頸7上時(shí),第一電流回路被閉合,該電流回路將一個(gè)可靠的用于噴射閥關(guān)閉狀態(tài)的信號(hào)發(fā)送到一個(gè)相應(yīng)的評(píng)估電路上。如果該閥19在開始作開啟行程運(yùn)動(dòng)從軸頸7的閥座17上離起時(shí),這個(gè)第一電流回路被中斷,同時(shí),這個(gè)電信號(hào)作為噴射開始的時(shí)間點(diǎn)被該評(píng)估電路記錄下來。在閥膜19到達(dá)最大的開啟行程位置時(shí),通過其靠置在行程限位盤39上該第二電流回路被閉合,同時(shí),這個(gè)電流信號(hào)作為噴射閥到達(dá)最大的開啟橫截面的時(shí)間點(diǎn)同樣被評(píng)估電路所接收記載。而噴射終止則通過閥膜19在新靠置在軸頸7上和將第一電路回路閉合并被檢測到,然后,被評(píng)估電路傳送到一個(gè)控制裝置上,其中,一個(gè)精確的數(shù)據(jù)通過實(shí)際的噴射延續(xù)時(shí)間就可獲得,結(jié)果,噴射量就可測定,上述數(shù)據(jù)可以應(yīng)用于控制和連續(xù)地適應(yīng)于噴射量,為此,該檢測的實(shí)際值應(yīng)與一個(gè)貯存的特性曲線之額定值進(jìn)行比較。
在圖2中描述的取自圖1并放大的第二實(shí)施例局部圖與第一實(shí)施例之不同僅僅在于,放棄了對(duì)閥膜19之最大開啟行程位置的檢測。因?yàn)樵诘诙?shí)施例中依此可以放棄該行程限位盤的電氣接觸作用,所以隔離盤23和行程限位盤39就可以設(shè)置為一個(gè)共同的、單體式構(gòu)件61并由不導(dǎo)電材料制成。為此這個(gè)單件式隔離盤61在一個(gè)管伸出部上具有對(duì)閥膜19的開啟運(yùn)動(dòng)限定的環(huán)限位面41。該第二實(shí)施例的作用方式相同于第一實(shí)施例的作用方式,同時(shí),在到達(dá)噴射閥之最大噴射橫截面時(shí)沒有信號(hào)被檢測到。但是,噴射開始和噴射結(jié)束可以與圖1相類似通過閉合的或中斷的第一電流回路并借助在軸頸7上的閥膜19相當(dāng)精確地被獲知,因此,這種結(jié)構(gòu)是很簡單的,并且這種廉價(jià)的實(shí)施方案還可提供一個(gè)可靠的關(guān)于噴射延續(xù)時(shí)間和噴射量的數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射閥,其具有一個(gè)閥體(1),在其燃燒室側(cè)的端部上至少可間接地設(shè)置一個(gè)閥座(17),還具有一個(gè)形成一個(gè)閥元件的彈性可調(diào)的壁件(19),它的邊緣被相對(duì)于閥體(1)固定,該壁件將一個(gè)由高壓燃料可填充的壓力腔(11)和一個(gè)往內(nèi)燃機(jī)燃燒室噴射的橫截面隔開,同時(shí),這個(gè)在預(yù)應(yīng)力作用下密封地與閥座(17)上的閥件密封面(21)靠置的可調(diào)壁件(19)可在位于固定閥座(17)上游的壓力控(11)中占據(jù)的燃料高壓之作用下從閥座(17)上離開,其特征在于該可調(diào)的壁件(19)構(gòu)成一個(gè)記載閥開啟運(yùn)動(dòng)的電氣傳感器的運(yùn)動(dòng)開關(guān)件,該開關(guān)件與至少一個(gè)位置固定的、和可調(diào)壁件(19)相比帶有不同電位的接觸靠置面配合作用。
2.按權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥,其特征在于該閥座面(I7)設(shè)置在一個(gè)軸向上從閥體(1)伸出的軸頸(7)之錐形橫截面收縮部上,其中,在軸頸(7)中安置一個(gè)可以高壓管道相連的并通入壓力腔(11)中的壓力通道(9)。
3.按權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥,其特征在于構(gòu)成閥元件的可調(diào)壁件設(shè)置為閥膜片(19)的結(jié)構(gòu),其由一種彈性的金屬材料制成。
4.按權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥,其特征在于在可調(diào)的壁件(9)上通過一個(gè)電氣導(dǎo)線(43)施加一個(gè)供能電壓該閥座面(17)通過閥體(1)施加一個(gè)低的參改電位,最好是地電位。
5.按權(quán)利要求4所述的燃料噴射閥,其特征在于一個(gè)對(duì)可調(diào)壁件(19)的開啟行程運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限定的行程限位盤(41)通過另一電氣導(dǎo)線(49)被施加一個(gè)和可調(diào)壁件(19)上的供能電壓不相同的電位。
6.按權(quán)利要求4或5所述的燃料噴射閥,其特征在于該可調(diào)的壁件(19)被夾緊在一個(gè)隔離盤(23)和一個(gè)由非導(dǎo)體材料制成的間隔套(13)之間,同時(shí),在燃燒室側(cè)靠置在可調(diào)壁件(19)之邊緣上的隔離盤(23)中設(shè)置一個(gè)容置口,其中安裝了該行程限位盤(39)。
7.按權(quán)利要求6所述的燃料噴射閥,其特征在于該隔離盤(23)和行程限位盤(39)設(shè)置為一體式構(gòu)件(61)并由非導(dǎo)體材料制成。
8.按權(quán)利要求4或5所述的燃料噴射閥,其特征在于可調(diào)壁件(19)、行程限位盤(39)的電導(dǎo)線(43,49)和地電位的導(dǎo)線連接到一個(gè)評(píng)估電路上。
9.按權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥,其特征在于該閥體(1)軸向上安裝在一個(gè)壓緊螺母(27)中,其在燃燒室側(cè)的端部上具有一個(gè)用于閥體(1)的對(duì)置限位部,對(duì)著它,該閥體(1)至少可間接地在夾緊可調(diào)壁件(19)的情況下,被一個(gè)可擰入壓緊螺母(27)之遠(yuǎn)離燃燒室側(cè)之開口端部中的張緊螺栓所壓緊,其中,在壓緊螺母(27)和閥體(1)壁部之間設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖閉結(jié)構(gòu)。
10.按權(quán)利要求9所述的燃料噴射閥,其特征在于該轉(zhuǎn)動(dòng)鎖閉結(jié)構(gòu)通過一個(gè)從閥體(1)之壁部徑向上伸出的成形結(jié)構(gòu)來構(gòu)成,該成形結(jié)構(gòu)伸入到一個(gè)在壓緊螺母(27)之內(nèi)壁中的軸向槽(37)中。
11.按權(quán)利要求10所述的燃料噴射閥,其特征在于在閥體(1)壁部中的成形結(jié)構(gòu)通過一個(gè)擠入一個(gè)溝槽中的球體(35)構(gòu)成。
12.按權(quán)利要求9所述的燃科噴射閥,其特征在于將閥體(1)在軸向上張緊的壓緊螺栓是中空螺栓(29)的結(jié)構(gòu),通過它,閥體(1)的桿部貫穿;并且該螺栓(29)用其伸入壓緊螺母(27)中的環(huán)表面(31)連接在閥體(1)的一個(gè)環(huán)臺(tái)肩(33)上。
全文摘要
內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射閥,具有一個(gè)閥體(1),在其燃燒室側(cè)的端部上至少可間接地設(shè)置一個(gè)閥座(17)和具有一個(gè)形成一閥元件的彈性的閥膜片(19),它的邊緣被相對(duì)于閥體(1)而固定;而且該膜片將一個(gè)用燃料高壓可填充的壓力腔(11)與一個(gè)向內(nèi)燃機(jī)燃燒室噴射的橫截面隔開,其中,在預(yù)應(yīng)力下密封地與一個(gè)閥座(17)上的閥件密封面(21)告置的閥膜片(19)可在固定閥座(17)上游的壓力腔(11)中占據(jù)的燃料高壓之作下從閥座(17)上離開。為了獲知噴射閥的噴射開始和噴射結(jié)束,該閥膜片(19)構(gòu)成一個(gè)用于記載閥開啟運(yùn)動(dòng)的電氣傳感器的一個(gè)運(yùn)動(dòng)開關(guān)件,為此,該閥膜片(19)與至少一個(gè)位置固定的接觸靠置面配合作用,該靠置面被施加一個(gè)相對(duì)于閥膜片(19)為不同的電位。
文檔編號(hào)F02M61/04GK1168168SQ96191358
公開日1997年12月17日 申請(qǐng)日期1996年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月8日
發(fā)明者德特勒夫·波茨, 賴納·布克, 京特·萊文茨, 烏韋·戈登, 安德列亞斯·克雷 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司