CN103201500A

CN103201500A - 燃料喷射器

Info

Publication number: CN103201500A
Application number: CN2011800500717A
Authority: CN
Inventors: P·瓦嫩维施; L-A·科洛德尔; M·贝希勒; H-B·海塞尔; B·贝格黑内尔; M·多姆罕
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2011-10-05
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2031-10-05
Also published as: EP2630361A1; CN103201500B; DE102010042688A1; WO2012052293A1; EP2630361B1

Abstract

本发明涉及燃料喷射器（10），它具有喷射器壳体（11），在该喷射器壳体中在一个导向孔（22）中设有一个能上下运动的部件（15）、尤其一个阀针，用于至少间接地释放及关闭所述喷射器壳体（11）中的喷射孔，其中，所述导向孔（22）使两个具有不同压力的压力室（20，25）彼此分开，及其中，位于这些压力室（20，25）中的燃料由具有高压力的压力室（20）通过构成在所述部件（15）与所述导向孔（22）之间的导向间隙（23）向着具有低压力的压力室（25）的方向流动。本发明提出，所述导向孔（22）与至少一个泄流通道（35，38）连接，在该泄流通道中具有比具有高压力的所述压力室（20）中低的压力。

Description

燃料喷射器

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求前序部分的燃料喷射器。

背景技术

这种燃料喷射器已由现有技术普遍公知及例如用于将燃料喷射到自点火式内燃机的燃烧室中。在此情况下这种燃料喷射系统–也被称为“共轨系统”–对于每个汽缸或燃烧室各具有一个单独的燃料喷射器。这里该燃料喷射器例如具有一个设置在喷射器壳体中的阀针，该阀针与一个衔铁相连接，该衔铁使阀针在喷射器壳体的纵向上作升降运动，以便由此打开及关闭构成在喷射器壳体的燃烧室侧上的燃料的通流口。这里重要的是，阀针被设置在喷射器壳体的一个导向孔中，该导向孔使一个向着通流口的具有相对高的压力–例如大于1500巴的压力–的第一压力室与一个第二压力室隔开，在第二压力室中设有衔铁，其中在第二压力室中具有相对低的压力。由于大的压力差在燃料喷射器工作期间其中燃料由具有相对高的压力的第一压力室通过导向孔流向具有相对低的压力的第二压力室，由该第二压力室燃料通常被输送给一个燃料回流部分。该方案的缺点在于：一方面通过燃料由具有高压力的压力室的排流所出现的泄漏损耗将计入燃料喷射器的总效率并由此对其产生不利影响，及另一方面在阀针与导向孔之间的导向间隙的通流可导致燃料在导向间隙中的积存，这将限制阀针的运动性，及在极端情况下可导致阀针的阻塞。对此已经证实：燃料组分积存的趋势愈小，阀针与导向孔之间的导向间隙可构成得愈小或燃料通过导向间隙的流动量愈小。

发明内容

由所述的现有技术出发本发明的任务在于：对根据独立权利要求的燃料喷射器这样地作进一步的构型，使燃料尤其在阀针与其所属的导向孔之间的导向间隙中的积存趋势减小。该任务将通过具有独立权利要求的特征的燃料喷射器来解决。

这里在本发明的第一构型中本发明基于这样的构思，即在导向孔的区域中设置了或构有至少一个泄流通道，在该泄流通道中具有比具有高压力的压力室中低的压力。由此当导向间隙通流时燃料从具有高压力的压力室直接地到达泄流通道而不一直到达具有相对小的压力的压力室。这意味着：导向间隙在泄流通道与具有小压力的压力室区域之间不再有或仅还有很小的燃料流量流过。由此可能的燃料积存仅可能在具有相对高的压力的压力室与泄流通道之间的区域中形成，这就是说在阀针的相对小的导向长度上。

在本发明的第一实施形式的一个有利构型中规定：泄流通道在背着导向孔的一侧上通入喷射器壳体的燃料回流部分中。由此可保证在具有高压力的压力室与泄流通道之间相对高的压力差，以致燃料通常差不多完全通过泄流通道排流。

此外当部件、尤其阀针在泄流通道的区域中具有一个径向上环绕的环形槽时，在泄流通道与具有低压力的压力室之间的泄漏折耗或流量可以减小。由此可在导向间隙的整个圆周上通过泄流通道导出流动的燃料。

特别有利的还在于，至少一个泄流通道被设置在导向孔的向着具有高压的压力室的一侧上。由此减小了由燃料流过的导向孔的长度，这就导致了燃料积存趋势的减小及由此同时导致部件的相对小的运动力或阀针上相对小的打开力及闭合力，即使在存在燃料积存的情况下也如此。

此外可规定：设有多个泄流通道，它们在轴向上相互隔开地被设置在导向孔的向着具有高压的压力室的一侧上。由此可使燃料流向具有低压力的压力室的流量进一步地下降或减小。

在本发明的一个变换的构型中规定：导向孔在导向区域中具有一个锥形的形状，该形状是这样的，即在两个压力室无液压压力的状态下导向间隙向着具有低压力的压力室的方向增大。这在燃料喷射器工作期间将导致：由于在导向孔中出现的液压压力导向间隙在向着具有高压力的压力室的方向上比在具有小压力的压力室的区域上更强地扩宽，以致在理想情况下在导向孔中在部件或阀针的整个导向长度上产生一个尽可能均匀的、小的导向间隙。

该燃料喷射器的一个优选的使用是被构成电磁阀的这种燃料喷射器，即其阀针与一个衔铁相连接。这是因为这种燃料喷射器的衔铁通常被设置在具有相对小的压力的压力室中，以便衔铁在结构上可简单地构成。

在本发明的另一相对传统制造不增高制造成本的构型中规定：部件（阀针）的直径或导向孔的直径当部件还未安装到喷射器壳体中时得到一个通过计算算出的导向间隙，该通过计算算出的导向间隙小于给定导向间隙；及当在喷射器壳体中安装了部件时基于燃料喷射器的构件在导向孔上产生一个力，该力使导向孔的直径这样地增大，以致出现给定导向间隙。

附带地指出，本发明包括在至少两个权利要求、说明书和/或附图中所公开的特征的所有组合。本发明的其它特征及细节由以下对优选实施例的并借助附图的描述中得到。

附图说明

图1：以纵截面图表示的根据现有技术的燃料喷射器的一个区段，

图2：以纵截面图表示的根据本发明的具有至少一个排流通道的燃料喷射器的第一实施形式一个区段，

图3：以纵截面图表示的用于根据本发明的第二实施形式的燃料喷射器的一个阀壳体的一部分，

图4：以纵截面图表示的在燃料喷射器工作期间根据图3的燃料喷射器区域，

图5及6：本发明的燃料喷射器的另一实施形式在其组装前及其组装后的简化的纵截面图；

图7：以纵截面图表示的本发明的一个变换的实施形式，其中在导向孔加工期间对喷射器壳体施加轴向力，及

图8：以纵截面图表示的在其工作期间根据图7的燃料喷射器的喷射器壳体区域。

在附图中相同的构件或相同功能的构件设有相同的标号。

具体实施方式

图1中表示根据现有技术的燃料喷射器1的一个部分区域。这里燃料喷射器1尤其是自点火式内燃机的一个所谓共轨系统的组成部分，其中它的喷射系统可具有大于1500巴的工作压力。

燃料喷射器1在所示的部分区域中具有一个喷射器壳体11或一个设置在喷射器壳体11中的嵌件，该喷射器壳体基本上被构成长形或套管形。在喷射器壳体11中构有具有多个区域的接收部分12，在该接收部分中设有一个根据纵轴线14上的双箭头13上下运动的阀针15。该所示的阀针用于对流过喷射器壳体11中阀针15下面的、图中未示出的通流口的燃料计量。在图1中所示的燃料喷射器1的关闭状态中–在该状态中无燃料输出，其中阀针15的下端置放在喷射器壳体11的一个锥形地环绕的座棱16上并由此构成一个密封座17。

在座棱16上面的空腔12构成一个环形构型的高压室20，该高压室通过一个流入通道21被供给处于高压的、尤其处于相关的工作压力的燃料。

高压室20在背着座棱16的一侧上过渡到一个导向孔22，阀针15在该导向孔中通过一个构成在径向上的导向间隙23被导向。在导向孔22的上面空腔12构成一个衔铁室25，该磁铁室通过一个回流通道26例如与喷射器壳体11上的燃料回流部分连接。

阀针15的与座棱16相对地设置的端部与一个衔铁28连接，该衔铁被设置在衔铁室25中。该衔铁28由一个压簧29的弹簧力向着密封座17的方向施加力。衔铁28与一个电磁铁线圈30及一个磁心31相互作用，以致当电磁铁线圈30通电时衔铁28及由此阀针15也向着磁心31的方向被拉动，及其结果是阀针15由其密封座17上抬起。

通过回流通道26减压的衔铁室25构成一个第二压力室，它相对构成第一压力室的高压室20具有一个减小的压力。由于高压室20中与衔铁室25中不同的压力状况将导致从高压室20向着衔铁室25的方向导向间隙23的通流。在此情况下导向孔22中的压力向着衔铁室25的方向减小。由于在向着高压室20的方向上相对高的压力这里导向孔22在直径上比衔铁室25的区域中更强的弹性变形或扩宽。在此情况下压力降在图1中通过箭头32象征地表示，该压力降将引起：在阀针15与导向孔22之间的导向间隙23在向着衔铁室23的方向上持续地减小。

图2中表示根据本发明的第一实施形式的一个燃料喷射器10，在该燃料喷射器中对根据图1的现有技术的燃料喷射器1变换地设有一个附加的泄流通道35，该泄流通道尤其与喷射器壳体11中的燃料回流部分连接。这里优选地规定：泄流通道35被设置或构成在导向孔22的区域中高压室20的紧上面。此外还规定：阀针15在泄流通道35的区域中设有一个径向上环绕的环形槽36。

因此由高压室20通过导向间隙23向着衔铁室25流动的燃料经过环形槽36到达泄流通道35，并由那里到达燃料回流部分。通过泄流通道35流出的燃料将导致：在泄流通道35与衔铁25之间的区域中导向孔22的壁上由燃料引起的液压压力负荷显著地减小，这通过箭头37象征地表示出来。由此导致泄流通道35与衔铁室25之间的区域中导向间隙23的减小。

也可选择地规定，设置或构成另一泄流通道38，它尤其与阀针15上的一个附加的环形槽39相互配合。在此情况下泄流通道38最好被设置或构成得相对地靠近泄流通道35的上部，这如借助图2中的虚线所表达的。

图3及4中通过燃料喷射器10a表示另一实施形式。这里主要在于：在制造构成在喷射器壳体11a中的导向孔22a时该导向孔22a被构成锥形的。在此情况下导向孔22a的直径在向着高压室20的一侧上比在向着衔铁室25的一侧上要小。由于在导向孔22a上由高压室20向着衔铁室25的方向减小的液流压力根据图4当燃料喷射器10a工作时导向间隙23a或导向孔22a将这样地变形，以致差不多在阀针15a的整个长度上在导向孔22a中产生一个差不多恒定的环形导向间隙23a。

图5及6中表示本发明的另一实施例。已经（视燃料喷射器10b的结构构型而定）证实：在燃料喷射器10b的零件组装时尤其喷射器壳体11b在导向孔22b的区域中通过由构件42，43从两个端面作用在该喷射器壳体11b的轴向力使其直径D增大，该轴向力通过图6中的箭头41来指示。由此也增大了阀针15b与导向孔22b之间的导向间隙23b。根据本发明现在按照图5规定：这样地选择阀针15b的直径d或导向孔22b的直径D，以致在组装期间将阀针15b导入导向孔22b时产生一个最小的导向间隙23b。该导向间隙23b–它在极端情况下可形成零间隙–从结构上看对于阀针15b的运动设置得过小。但根据图6通过仅象征表示的其它构件42，43作用在喷射器壳体11b上的轴向力使它这样地变形，即导向孔22b的直径D如此地增大，以致现在产生的导向间隙23b以所希望的方式相应于一个给定导向间隙23b。

图7及8中表示本发明的另一实施形式。这里规定：在导向孔22c加工或构成期间喷射壳体11c就已由一个或多个附加部件44，45加载轴向力A，该轴向力相应于在组装好的燃料喷射器10c上通过构件42，43施加的机械负荷。这意味着：具有给定直径D的导向孔22c在喷射器壳体11c的预负荷状态下被制成或构成，以致在根据图8的构件42，43组装后得到所要求的给定导向间隙23c。

至此所描述的燃料喷射器10，10a至10c可用多种多样的方式方法来变换及改型，而不偏离本发明的构思。因此本发明不被限制在被构成电磁阀的燃料喷射器10，10a至10c上。而作为用于阀针15的调节装置也可设置一个压电式驱动装置或类似装置。并且，如所述的，衔铁28直接地与阀针15相连接或耦合也非必需的。也可设置另一部件来取代阀针15，该部件被设置在导向孔22中或在该导向孔中被导向，其中在导向孔23的两侧上具有非常不同的压力。

最后还可考虑，将本发明的各个实施例或实施形式中所述的特征及细节相互组合。

Claims

1.燃料喷射器（10），具有喷射器壳体（11），在该喷射器壳体中在一个导向孔（22）中设有一个能上下运动的部件（15）、尤其一个阀针，用于至少间接地释放及关闭所述喷射器壳体（11）中的喷射孔，其中，所述导向孔（22）使两个具有不同压力的压力室（20，25）彼此分开，及其中，位于这些压力室（20，25）中的燃料由具有高压力的压力室（20）通过构成在所述部件（15）与所述导向孔（22）之间的导向间隙（23）向着具有低压力的压力室（25）的方向流动，其特征在于：所述导向孔（22）与至少一个泄流通道（35，38）连接，在该泄流通道中具有比具有高压力的所述压力室（20）中低的压力。

2.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征在于：所述泄流通道（35，38）在背着所述导向孔（22）的一侧上通入所述喷射器壳体（11）的燃料回流部分中。

3.根据权利要求1或2的燃料喷射器，其特征在于：所述部件（15）在所述泄流通道（35，38）的区域中具有一个在径向上环绕的环形槽（36）。

4.根据权利要求1至3中任一项的燃料喷射器，其特征在于：所述至少一个泄流通道（35，38）被设置在所述导向孔（22）的向着具有高压力的所述压力室（20）的一侧上。

5.根据权利要求4的燃料喷射器，其特征在于：设有多个泄流通道（35，38），它们在轴向上相互隔开地被设置在所述导向孔（22）的向着具有高压力的所述压力室（20）的一侧上。

6.燃料喷射器（10a），具有喷射器壳体（11a），在该喷射器壳体中在一个导向孔（22a）中设有一个能上下运动的部件（15a）、尤其一个阀针，用于至少间接地释放及关闭所述喷射器壳体（11a）中的喷射孔，其中，所述导向孔（22a）使两个具有不同压力的压力室（20，25）彼此分开，及其中，位于这些压力室（20，25）中的燃料由具有高压力的压力室（20）通过构成在所述部件（15a）与所述导向孔（22a）之间的导向间隙（23a）向着具有低压力的压力室（25）的方向流动，其特征在于：所述导向孔（23a）在所述部件（15a）的导向区域中这样地具有一个锥形的形状，使得在所述两个压力室（20，25）无液压压力的状态下所述导向孔（22a）的直径在向着具有低压力的所述压力室（25）的方向上增大。

7.根据权利要求6的燃料喷射器，其特征在于：在所述燃料喷射器（10a）工作期间或在所述燃料喷射器（10a）组装后，在所述导向孔（22a）与所述部件（15a）之间的所述导向间隙（23a）在其导向长度上具有至少近似恒定的尺寸。

8.燃料喷射器（10b），具有喷射器壳体（11b），在该喷射器壳体中在一个导向孔（22b）中设有一个能上下运动的部件（15b）、尤其一个阀针，用于至少间接地释放及关闭所述喷射器壳体（11b）中的喷射孔，其中，所述导向孔（22b）使两个具有不同压力的压力室（20，25）彼此分开，及其中，位于这些压力室（20，25）中的燃料由具有高压力的压力室（20）通过构成在所述部件（15b）与所述导向孔（22b）之间的导向间隙（23b）向着具有低压力的压力室（25）的方向流动，其特征在于：所述部件（15b）的直径（d）或所述导向孔（22b）的直径（D）当所述部件（15b）还未安装到所述喷射器壳体（11b）中时得到一个通过计算算出的导向间隙（23b），该导向间隙小于一个给定导向间隙（23b），当在所述喷射器壳体（11b）中安装了所述部件（15b）时，基于所述燃料喷射器（10b）的构件（42，43）在所述导向孔（22b）上产生一个力，该力使所述导向孔（22b）的直径（D）这样地增大，以致出现所述给定导向间隙（23b）。

9.燃料喷射器（10c），具有喷射器壳体（11c），在该喷射器壳体中在一个导向孔（22c）中设有一个能上下运动的部件（15c）、尤其一个阀针，用于至少间接地释放及关闭所述喷射器壳体（11c）中的喷射孔，其中，所述导向孔（22c）使两个具有不同压力的压力室（20，25）彼此分开，及其中，位于这些压力室（20，25）中的燃料由具有高压力的压力室（20）通过构成在所述部件（15c）与所述导向孔（22c）之间的导向间隙（23c）向着具有低压力的压力室（25）的方向流动，其特征在于：为了制造所述导向孔（22c），所述喷射器壳体（11c）被加载一个尤其是作为轴向力作用在所述喷射器壳体（11c）上的力（A），该力相应于所述燃料喷射器（10c）已组装完成时的力（A），其中，在所述导向孔（23c）制造期间的力（A）尤其通过借助至少一个构件（44，45）对所述喷射器壳体（11c）的加载来实现。

10.根据权利要求1至8中任一项的燃料喷射器，其特征在于：所述部件是一个阀针（15；15a；15b；15c），该阀针与一个衔铁（28）相连接。