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CN1392928A - 燃料喷射阀 - Google Patents

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Abstract

一种燃料喷射阀(1)，特别是用于将燃料直接喷射到内燃机燃烧室中，具有一个衔铁(10)，该衔铁与一个阀针(3)处于作用连接中，其中阀针(3)在其喷射侧端部上具有一个阀闭合体(4)，该阀闭合体与在一个阀座体(5)上构成的一个阀座面(6)配合作用形成一个密封座。阀闭合体(4)穿过一个涡流元件(32)，该涡流元件被安置在阀座体(5)的一个输入侧端面(35)上，其中在涡流元件(32)中构成涡流通道(33)。阀座体(5)在朝向涡流元件(32)的输入侧端面(35)上具有一个环形的隆起(36)。

Description

燃料喷射阀
现有技术
本发明涉及一种如独立权利要求所述类型的燃料喷射阀。
由DE 197 36 682 A1公开了一种用于将燃料直接喷射到混合气压缩、强迫点火式内燃机的燃烧室中的燃料喷射阀，该燃料喷射阀在其燃料流下游端部上具有一个导向和支座区域，该区域由三个盘形元件形成。在此，在导向元件与阀座元件之间装入一个涡流元件，该导向元件用于对穿过它的一个可轴向运动的阀针进行导向，该阀针的一个阀闭合段与阀座元件的阀座面配合作用。涡流元件具有一个内部的开口区域，其具有多个涡流通道，这些涡流通道与涡流元件的外周边不连通。整个开口区域完全在涡流元件的轴向厚度上延伸。
上述文献所公开的燃料喷射阀的缺点特别在于，在装配涡流元件时，在涡流元件与导向元件以及在涡流元件与阀座元件之间产生缝隙，因此，计量横截面被改变，这使得通过燃料喷射阀的静流量的变动增大。由于在每个喷射周期中计量的燃料量有差异，这对燃料喷射阀的运行产生负面影响。
本发明优点
与此相对，具有独立权利要求特征部分所述特征的本发明燃料喷射阀的优点是，阀座体在其输入侧的朝向涡流元件的端面上具有一个环形的隆起，该隆起高于阀座体和涡流元件的由制造条件所决定的表面不平度。由此，由于装配和后来在燃料喷射阀运行时受热而在阀座体与涡流元件之间出现的缝隙被减小到一个由该环形隆起的高度确定的值，该值可以通过调节其它部件例如燃料输入口区域中的调整装置的静态流量得到补偿。
通过在从属权利要求中给出的措施可以有利地进一步改进在独立权利要求中给出的燃料喷射阀。
在此有利的特别是，在环形的隆起上构成一个环面，该环面使得构件对制造误差比较不敏感。
此外有利的是，涡流元件在装配时被夹紧在导向元件与阀座体之间，由此，在燃料喷射阀运行期间的温度变化不对缝隙宽度或所计量的燃料量产生影响。
导向元件的燃料通道有利地这样安置，使得燃料可以不受阻并且不受节流效果干扰地流入涡流通道中并流向密封座。
还有利的是，构成一个涡流室，其容积可以根据要求这样选择，使得可以切断节流效果。
阀座体端面上限定环形隆起之边界的楔形面可以容易地制造并且可以根据要求以相对于一个参考水平面的任意角度设置。
该环形隆起也可以以一个环的形式实现，该环被安置在阀座体的端面上。这种变型实施方式的优点在于，可以不经改变地使用成批制成的阀座体。
附图
在附图中简化示出了本发明的实施例，在下面的描述中作详细解释。图中示出：
图1  一个本发明燃料喷射阀实施例的一个剖面示意图，
图2A 一个本发明燃料喷射阀的第一实施例在图1中IIA区域中的局部剖面示意图，
图2B 图2A中描述的本发明燃料喷射阀第一实施例的阀座体的放大视图，
图2C 一个本发明燃料喷射阀第二实施例在与图2B相同的区域中的阀座体视图，
图2D 逆着燃料流动方向看到的本发明燃料喷射阀涡流元件的示意俯视图。
实施例描述
在借助附图2A至2D详细说明本发明燃料喷射阀1的实施例之前，为了更好地理解本发明，应首先借助图1以总体描述对本发明燃料喷射阀1的主要构件进行简短解释。
燃料喷射阀1以一个用于混合气压缩、强迫点火式内燃机的燃料喷射装置的燃料喷射阀的形式实施。该燃料喷射阀1特别适合用于将燃料直接喷射到一个未示出的内燃机燃烧室中。
燃料喷射阀1包括一个喷嘴体2，一个阀针3安置在喷嘴体2中。阀针3与一个阀闭合体4处于作用连接中，阀闭合体4与一个安置在阀座体5上的阀座面6配合作用形成一个密封座。在本实施例中，燃料喷射阀1涉及一个向内敞开的燃料喷射阀1，其具有一个喷射口7。喷嘴体2通过一个密封件8被相对于一个电磁线圈10的外极9密封。电磁线圈10被罩在一个线圈壳体11中并卷绕在一个线圈架12上，该线圈架贴靠在电磁线圈10的内极13上。内极13与外极9通过一个缝隙26相互分开并支承在一个连接构件29上。电磁线圈10通过一个导线19被一个可通过电气插接触点17输入的电流激励。插接触点17被一个塑料外壳18包围，该塑料外壳可被注塑在内极13上。
阀针3在一个阀针导向装置14中被导向，该阀针导向装置盘状构成。一个与其配对的调整盘15用于行程的调整。在调整盘15的另一侧有一个衔铁20。该衔铁20通过一个第一法兰21与阀针3可传递力地连接，阀针3通过一个焊缝22与第一法兰21连接。在第一法兰21上支承着一个复位弹簧23，该复位弹簧在燃料喷射阀1的这种结构形式中通过一个套24被预张紧。
一个第二法兰31通过一个焊缝33与阀针3连接，其起到下面的衔铁限位件的作用。一个弹性中间环32靠置在第二法兰31上，其避免燃料喷射阀1在闭合时振动。
燃料通道30a至30c在阀针导向装置14中、在衔铁20中和在阀座体5上延伸，它们将通过位于中心的一个燃料输入口16输入并经过一个过滤元件25过滤的燃料引导向喷射口7。燃料喷射阀1通过一个密封件28被相对于一个未另外示出的燃料管道密封。
在燃料喷射阀1的静止状态中，衔铁20被复位弹簧23逆着其行程方向这样施加负载，使得阀闭合体4被保持在阀座6上的密封贴靠状态中。当电磁线圈10被激励时，它建立一个磁场，该磁场使衔铁20逆着复位弹簧23的弹簧力向行程方向运动，其中该行程由一个在静止位置中位于内极13与衔铁20之间的工作缝隙27预先给定。衔铁20带动与阀针3焊接连接的法兰21同样向行程方向运动。与阀针3处于作用连接中的阀闭合体4从阀座面6上抬离，通过燃料通道30a至30c被引导向喷射口7的燃料被喷射。
如果切断线圈电流，在磁场足够衰减之后，衔铁20由于复位弹簧23的压力自内极13落下，由此，与阀针3处于作用连接中的法兰21逆着行程方向运动。由此，阀针3向相同方向运动，这使得阀闭合体4座落在阀座面6上，燃料喷射阀1闭合。
图2A以一个简要剖面图示出图1所示本发明燃料喷射阀1的喷射侧端部。在图2A中所描述的局部在图1中用IIA示出。在此，与图1一致的构件用一致的参考标号表示。
在图2A中所示的本发明燃料喷射阀1喷射侧端部包括一个阀座体5，该阀座体5在一个输入侧的端面35上具有一个环形的隆起36。在阀座体5中构成一个出流口7。阀座体5与安置在其上的阀座面6以及作为阀针3一部分的阀闭合体4一起形成一个密封座。在此，阀针3穿过一个导向元件31以及一个涡流元件32。这里，涡流元件32安置在导向元件31与阀座体5之间。阀座体5通过一个焊缝34与涡流元件32和导向元件31连接。该连接优选在预紧力下实现，这样，涡流元件32相对于阀座体5占据一个位置，该位置不会再由于以后在运行燃料喷射阀1时的受热以及阀针3的行程运动而改变。
导向元件31具有燃料通道30c，该燃料通道30c与在涡流元件32中构成的涡流通道33相一致。
涡流元件32优选盘状构成，具有不变的厚度，靠置在阀座体5的输入侧端面35上。通过环形的隆起36，涡流元件32以及阀座体5输入侧端面35在制造技术上的不平度被减小到一个具有确定宽度的缝隙40。在此，阀座体5与涡流元件32之间的缝隙40的宽度可以为例如7μm。在这里，这样选择环形隆起36的直径，使得涡流元件32的涡流通道3被切割。隆起36也可以部分环形地构成，并且在涡流通道33的区域中中断。在此，该直径可以是例如3.0mm。环形隆起36可以或者通过斜切阀座体5的输入侧端面35而与阀座体5一件式制成，其中产生一个楔形的面38，该面向阀座体5的一个外侧面37下倾。但也可以通过将一个环形结构安置在阀座体5上制成环形的隆起36。在此，该环形的隆起36通过钎焊或焊接与阀座体5连接。
如果燃料喷射阀1被操作，则阀针3逆着燃料流动方向运动，由此，阀闭合体4自阀座面6抬离，燃料通过燃料通道30c、涡流通道33和喷射口7被喷射。
为了解释清楚本发明的措施，图2B以放大图示出图2A所示第一实施例中的阀座体5。
为了解释清楚环形的隆起36，在图2B中引入两条虚线A和B。在此，环形的隆起36被过高地描绘出。楔形面38在阀座体5的直径上向阀座体5径向外部区域37下倾例如7μm，图2B中线A和B的间距说明了这一点。阀座面6的形状以及出流侧的结构如喷射口7没有由于本发明措施而被改变。
图2C以和图2B相同的视图示出一个按照本发明构造的燃料喷射阀1的阀座体5的一个第二实施例。
在图2B中环形的隆起36没有有意义的径向延伸尺寸，也就是说棱边形地通过与倾斜的阀座面6邻接的楔形面38构成，与图2B相反，在这里的第二实施例中，环形的隆起36借助一个环面41作为环形隆起36构成，该环面平面贴靠在涡流元件32上。在此，环面41的径向延伸尺寸可以例如为0.2至0.4mm。一个平面式形成的环形隆起36的优点在于可以更好地贴靠在涡流元件上，这样，制造误差不会如在第一实施例中在采用线形接触面的情况下可能出现的那样导致静流量变动的增大，因为由于小的不平度已经在阀座体5的环形隆起36与涡流元件32之间产生了新的缝隙。
图2D示出涡流元件32及涡流通道33的俯视图，该涡流元件被阀闭合体4贯穿。在此，阀座体5的环形隆起36投影在涡流元件32上。这里，最外面的和最里面的圆形线表示在图2C中的第二实施例中所示带有环面41的环形隆起36的径向延伸量。
在涡流通道33与阀闭合体4之间构成一个涡流室39。在此，涡流室39的容积可以根据对燃料喷射阀1要求这样选择，使得或者通过一个小的直径出现预期的节流效果，或者通过涡流室39的一个较大的容积使节流效果完全消失。这里，涡流室39的容积必须在任何情况下都这样确定大小，使得通过涡流通道33在涡流元件32中产生的涡流在涡流室39中保持均匀并且在燃料喷射阀1两个喷射周期之间的静止时间中也尽可能不停顿，因为否则的话对喷射性能产生负面影响。
通过以上描述的燃料喷射阀1的阀闭合体5的本发明构造可以达到，在涡流元件32与阀座体5之间由于制造过程中产生的不平度而存在的缝隙40可以被这样大程度地消除，使得缝隙40达到一个不变的宽度并且使得由此所决定的流量增大通过适当调整燃料输入口区域中的静流量而被补偿。因此，总体只出现一个很微小的静流量变动。
本发明不局限于所描述的实施例，例如还可应用于带有具有更多或更少节流通道33的节流元件的装置中以及用于具有任意衔铁20的燃料喷射阀1的任意实施形式中。

Claims (10)

1.一种燃料喷射阀(1)，特别是用于将燃料直接喷射到一个内燃机燃烧室中，具有一个衔铁(10)，该衔铁与一个阀针(3)处于作用连接中，其中阀针(3)在其喷射侧端部上具有一个阀闭合体(4)，该阀闭合体与在一个阀座体(5)上构成的一个阀座面(6)配合作用形成一个密封座，并且，阀闭合体(4)穿过一个涡流元件(32)，该涡流元件被安置在阀座体(5)的一个输入侧端面(35)上，其中在涡流元件(32)中构成涡流通道(33)，其特征在于，
阀座体(5)在朝向涡流元件(32)的输入侧端面(35)上具有一个环形或部分环形的隆起(36)。
2.按权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，环形隆起(36)与阀座体(5)一件式构成或与其连接。
3.按权利要求1或2所述的燃料喷射阀，其特征在于，环形隆起(36)具有一个环面(41)，该环面平面贴靠在涡流元件(32)上。
4.按权利要求1至3之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，环形隆起(36)在一个径向外侧面(37)上被一个楔形的面(38)包围。
5.按权利要求4所述的燃料喷射阀，其特征在于，该楔形的面(38)向径向外侧下倾。
6.按权利要求2所述的燃料喷射阀，其特征在于，环形隆起(36)通过焊接、钎焊或类似方法与阀座体(5)的输入侧端面(35)连接。
7.按权利要求1至6之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，涡流元件(32)安置在一个导向元件(31)与所述阀座体(5)之间。
8.按权利要求1至7之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，导向元件(31)具有燃料通道(30c)，该燃料通道与涡流元件(32)的涡流通道(33)相一致。
9.按权利要求1至8之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，导向元件(31)和涡流元件(32)通过一个焊缝(34)与阀座体(5)连接。
10.按权利要求1至9之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，在涡流元件(32)与阀闭合体(4)之间构成一个涡流室(39)。
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