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CN1461383A - 燃料喷射阀 - Google Patents

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CN1461383A
CN1461383A CN02801176A CN02801176A CN1461383A CN 1461383 A CN1461383 A CN 1461383A CN 02801176 A CN02801176 A CN 02801176A CN 02801176 A CN02801176 A CN 02801176A CN 1461383 A CN1461383 A CN 1461383A
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

用于内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀，主要具有一个促动器(10，11，12)和一个可运动的阀件(5，7)，该阀件与一个固定的阀座(22)配合作用以打开和关闭阀，该阀座在一个阀座体(16)上构成。在阀座(22)下游安置了一个盘状旋流元件(26)，该旋流元件具有至少一个入口(27)及至少一个排出口(29)并且在排出口(29)上游具有至少一个旋流通道(28)。旋流元件(26)装在一个盘状容纳件(25)内。对于每个旋流通道(28)的一个入口端(34)，刚好一个在该容纳件(25)内构成的输入通道(33)与其对准。该燃料喷射阀特别适合作为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内的高压喷射阀。

Description

燃料喷射阀
现有技术
本发明涉及一种按照权利要求1所述类型的燃料喷射阀。
已经公知的是，在燃料喷射阀上设置产生旋流的元件，借助它们对要喷射的燃料施加一个旋流分量，通过该旋流分量，燃料能更好地雾化并分解成很小的雾滴。已知的是，一方面，旋流产生装置配置在上游，也就是阀座前面，另一方面，配置在下游，也就是阀座后面。
安置在阀座下游的旋流产生装置通常这样构造：燃料在旋流通道的径向外端引入，然后径向向内被导入一个旋流室内，燃料带有一个切向分量进入该旋流室内。然后，带有旋流特性的燃料从旋流室中排出。从DE-OS19815775中已知一种燃料喷射阀，其中，在阀座下游设置一个旋流板，它具有上述流动过程。借助旋流板使燃料被无序地引入旋流通道的入口区域，不存在有目的地将燃料流导向旋流通道。
在DE-OS19607288中已经详细描述了用所谓多层电镀方法来制造孔板，该孔板特别适合于用在燃料喷射阀上。这种孔板制造方法的制造原理是通过多重电镀不同结构、相互叠置的金属沉积层，形成一个一件式的板。这应当明确地属于本发明的公开内容。多层微电镀金属沉积的方法也可用于制造旋流板。
本发明优点
具有权利要求1特征部分所述特征的本发明燃料喷射阀的优点是，借助它能够实现待喷射燃料的很高的雾化质量。结果是，借助这种内燃机喷射阀首先能够减少内燃机的废气排放并且也可以降低燃料消耗。
有利的是，燃料可以非常精确和可靠地流到旋流元件的旋流通道处。在一个容纳件中，相应于位于下游的旋流元件的旋流通道的数量设置了刚好同样多的输入通道，它们指向旋流通道的入口端，因此对旋流通道的燃料供给是按流向定向地进行的。这样的结构能够减少阀座后面的入流处的无效容积。这样。强烈降低了发动机运行中的所谓后喷射的危险，因为仅有很少燃料或没有燃料存储在入流区域内。
通过在从属权利要求中提出的措施能够实现对权利要求1中给出的燃料喷射阀的进一步有利改进。
借助本发明燃料喷射阀可以很简单地以一个相对于阀纵轴线的角度γ实现燃料的倾斜喷射，该角度在一定装配条件下可能是必需的。在这种情况下旋流元件被倾斜装入，因此，容纳件中的输入通道可以具有不同的长度。
特别有利的是，旋流元件可以用特别简单的方式和方法低成本地制成。特别的优点在于，旋流元件能够可再现地以很大的批量极精确地同时制造(高的批量生产能力)。特别有利的是，旋流元件可以借助所谓多层电镀方法制造。这些旋流元件由于其金属结构而不易断裂并具有良好的装配性。多层电镀的应用允许有极高的构型自由度，因为可以自由选择旋流元件内的孔口区域(旋流通道，出口)的轮廓。
附图
在附图中简化示出本发明的一个实施例并在以下的说明中详细描述。图中示出：
图1以剖视图示出一个燃料喷射阀的局部，
图2用在图1所示燃料喷射阀中的旋流元件的一个顶视图。
实施例描述
在图1中作为实施例简化并局部地示出一个阀，该阀呈用于混合气压缩、强迫点火式内燃机的燃料喷射装置的喷射阀的形式。该喷射阀具有一个管形的阀座承载体1，在该阀座承载体内与阀纵轴线2同心地构成一个纵向孔3。在纵向孔3内安置了一个阀针5，该阀针在其下游端上具有一个阀关闭段7。
对喷射阀的操作以公知的方式如电磁式实现。一个示意性表示出的电磁回路具有一个电磁线圈10、一个衔铁11和一个铁芯12，用于使阀针5轴向运动并从而克服一个未示出的复位弹簧的弹簧力打开喷射阀以及关闭喷射阀。衔铁11通过一个例如借助激光制成的焊缝与阀针5的背离阀关闭段7的端部连接并与铁芯12对准。
也可以以一个其他的可激励的促动器例如压电块取代电磁回路使用在一个可比较的燃料喷射阀中，或者通过一个液压压力或伺服压力对可轴向运动的阀件进行操作。
一个导向元件14的导向孔13用于在轴向运动期间对阀针5导向。导向元件14具有至少一个通流孔15，燃料可通过该通流孔从纵向孔3向阀座方向流动。例如呈盘形的导向元件14例如借助一个环绕的焊缝牢固地与阀座体16连接。阀座体16例如通过焊接密封地装配在阀座承载体1的背离铁芯12的端部上。
阀座体16的位置确定阀针5的行程大小，因为阀针5在电磁线圈10没有被激励时的一个终点位置通过阀关闭段7贴靠在阀座体16一个顺流向下锥形逐渐缩小的阀座面22上来确定。阀针5在电磁线圈10被激励时的另一个终点位置例如通过衔铁11贴靠在铁芯12上来确定。这样，阀针5在这两个终点位置之间的距离即为行程。阀关闭段7与阀座体16的截锥形阀座面22配合作用形成一个密封座。阀座体16在阀座面22下游具有一个中心排出口23。
在阀座体16上，在排出口23的下游安置了一个例如呈盘形的容纳件25，该容纳件用于可靠地容纳一个较小的、例如同样是盘形的旋流元件26并且有针对性地将燃料引导向该旋流元件26。容纳件25例如也通过焊接固定在阀座体16上。
容纳件25在其下游端面27上具有一个用于容纳旋流元件26的凹部32，其中，凹部32的轴向深度至少大约相当于旋流元件26的厚度，因而旋流元件26例如与容纳件25的端面27齐平地终止。在容纳件25内，相应于旋流元件26的径向向内延伸的旋流通道28的数量设置了刚好同样多的类似钻孔的输入通道33，这些输入通道对准旋流通道28的外侧入口端34。从排出口23流出的燃料被直接供应给容纳件25的所有输入通道33。输入通道33从其中心开始处起带着一个轴向分量和一个向外指向的径向分量斜向倾斜延伸。按这种方式，对旋流通道28的燃料供给按流向定向地进行。这种结构能够使得阀座后面的入流处的无效容积减小。输入通道33例如借助钻孔、腐蚀或激光钻孔加工到容纳件25中。
旋流元件26涉及到一种盘形的构件，该构件作为喷孔板实施并且例如两层式构成。通过这两个层，旋流元件26具有一个环绕的边缘，该边缘包围一个内部孔结构，该孔结构在朝向阀座体16的上层中包括带有入口端34的旋流通道28和一个位于内部的旋流室30，该孔结构在下层中由一个跟随在旋流室30后面的排出口29构成。
图2示出用在图1所示燃料喷射阀中的旋流元件26的一个顶视图。旋流元件26具有例如四个旋流通道28，来自四个输入通道33的燃料被供应给其入口端34，其中，刚好一个输入通道在一个旋流通道28上终止。旋流通道28自入口端34径向向内延伸，以便沿切向通入位于阀纵轴线2区域内的旋流室30中。带有旋流特性的燃料自那里通过排出口29离开旋流元件26。
借助本发明燃料喷射阀可以很简单地实现燃料以一个相对于阀纵轴线的角度γ倾斜地喷射，该角度在一定装配条件下可能是必需的。在这种情况下，旋流元件26倾斜地装在容纳件25内，因此，根据旋流通道28入口端34与排出口23的距离，容纳件25内的输入通道33具有不同的长度。
具有多个金属层的旋流元件26例如通过电镀沉积构成(多层电镀)。由于采用深度蚀刻、电镀技术制造，在轮廓给出方面得到特别的特征，以下以简短的形式对其中一些进行总结：
—这些层在整个板面上具有恒定的厚度，
—通过深度蚀刻结构化，这些层中的切口相当垂直，这些切口分别形成通流的空腔(由于制造技术决定会出现相对于理想的垂直壁大约3°的偏差)，
—通过各个被结构化的金属层的多层构成可以实现所希望的侧凹和切口重叠，
—切口具有任意的横截面形状，该横截面形状具有与轴线相当平行的壁，
—旋流元件一件式构成，因为各个金属沉积层直接相叠。
但按照本发明的流到旋流元件26的旋流通道28上的情况完全与旋流元件26的制造方式无关。旋流通道也可以用其他传统的制造方法在金属、塑料或其他材料中成形出。

Claims (10)

1.用于内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀，特别是用于将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中，具有一个阀纵轴线(2)，具有一个促动器(10，11，12)，具有一个可运动的阀件(5，7)，该阀件与一个固定的阀座(22)配合作用以打开和关闭阀，该阀座在一个阀座体(16)上构成，并且具有一个安置在阀座(22)下游的旋流元件(26)，该旋流元件具有至少一个入口以及至少一个排出口(29)并且在该排出口(29)上游具有至少一个旋流通道(28)，其特征在于，旋流元件(26)被容纳在一个容纳件(25)内，并且，对于每一个旋流通道(28)的一个入口端(34)，刚好一个在该容纳件(25)内构成的输入通道(33)与其对准。
2.按权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于，在阀座(22)下游，在阀座体(16)内在中心设置一个排出口(23)，该排出口直接对容纳件(25)内的所有输入通道(33)供给。
3.按权利要求1或2的燃料喷射阀，其特征在于，容纳件(25)和旋流元件(26)分别呈盘形构成。
4.按权利要求3的燃料喷射阀，其特征在于，容纳件(25)在其下游端面(27)上具有一个凹部(32)，旋流元件(26)装在该凹部内。
5.按权利要求1至4之一的燃料喷射阀，其特征在于，输入通道(33)作为容纳件(25)内的钻孔构成。
6.按前述权利要求之一的燃料喷射阀，其特征在于，输入通道(33)具有一个轴向分量和一个向外指向的径向分量地斜向倾斜延伸。
7.按权利要求5或6的燃料喷射阀，其特征在于，输入通道(33)可借助钻孔、腐蚀或激光钻孔成形出。
8.按前述权利要求之一的燃料喷射阀，其特征在于，旋流通道(28)自入口端(34)起径向向内延伸到一个旋流室(30)。
9.按权利要求1至8之一的燃料喷射阀，其特征在于，旋流元件(26)可通过多层电镀金属沉积制成。
10.按前述权利要求之一的燃料喷射阀，其特征在于，容纳件(25)固定在阀座体(16)上。
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