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CN1461382A - 燃料喷射阀 - Google Patents

燃料喷射阀 Download PDF

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CN1461382A
CN1461382A CN02801161A CN02801161A CN1461382A CN 1461382 A CN1461382 A CN 1461382A CN 02801161 A CN02801161 A CN 02801161A CN 02801161 A CN02801161 A CN 02801161A CN 1461382 A CN1461382 A CN 1461382A
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德特勒夫·诺瓦克
马蒂亚斯·瓦尔道
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Abstract

用于内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀(1)，包括一个电磁线圈(10)，一个与电磁线圈(10)作用连接并在关闭方向上被一个复位弹簧(23)加载的阀针(3)，该阀针用于操作一个阀关闭体(4)，阀关闭体与一个在阀座体(5)上构成的阀座面(6)一起形成一个密封座，并且包括一个安置在阀座体(5)出流侧的喷孔板(36)。喷孔板(36)沿燃料流动方向呈球形拱起地构成。

Description

燃料喷射阀
现有技术
本发明涉及一种按照独立权利要求所述类型的燃料喷射阀。
从DE 198 27 219 A1中已知一种用于内燃机的燃料喷射系统，它具有一个带有燃料射流调节板的喷射器，该调节板具有沿第一圆圈安置的第一组喷嘴孔以及沿第二圆圈安置的第二组喷嘴孔。第二圆圈的直径大于第一圆圈。这些圆圈与调节板中心轴线同轴线地布置。第二组喷嘴孔的每个孔的轴线与一参考平面形成一个锐角，该参考平面与阀体中心轴线垂直。该角度小于第一组喷嘴孔的每个孔轴线与参考平面所形成的角度。因此，通过第一组喷嘴孔喷入的燃料雾能够指向离开由第二组喷嘴孔喷入的燃料雾的方向。结果是，通过第一组喷嘴孔喷入的燃料雾不会干扰通过第二组喷嘴孔喷入的燃料雾，这就使得喷入的燃料更适于雾化。
由上述文献已知的燃料喷射阀及用于混合气形成的方法的缺点特别是，混合气云雾均匀性差以及可燃混合气向火花塞的火花间隙区域传播的问题。为了能够实现废气排放少、节省燃料的燃烧，在这种情况下必须采用复杂的燃烧室几何形状、旋流阀或涡流产生机构，以便一方面将燃料/空气混合气充入燃烧室、另一方面将可燃混合气引导到火花塞。
在此，火花塞大部分被直接喷射上。这导致火花塞严重积碳和频繁的热冲击，从而缩短火花塞的寿命。
本发明优点
相反，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，一个球形拱起的喷孔板这样安置在燃料喷射阀阀座体的出流侧端部上，使得可以通过减小无效容积来优化积碳现象。
通过在从属权利要求中提出的措施能够实现对在独立权利要求中给出的燃料喷射阀的进一步有利改进。
喷孔板可以有利地以简单的方式制成并装入燃料喷射阀的一个凹部内的密封座出流侧。其固定可以例如通过焊缝来实现。
特别是，通过优化喷射孔的孔结构可以减小火花塞的热冲击负荷和积碳。尖锐棱边的喷射孔和喷射孔的锥形构造可以避免燃料流在喷射孔中分离，因而大大地减少了积碳。
锥形喷射孔的优点是，燃料在排出口上的压力降达到最小，从而使得最大的压力能可供形成射流使用。
通过喷射孔的有目的的布置并从而使燃烧室内的喷射流被有目的地布置，还可以有利地考虑进、排气阀以及火花塞在汽缸盖中的安装位置并且可以优化利用燃烧室的几何形状。
附图
在附图中简化示出本发明的实施例并在下面的说明中详细阐述。图中示出：
图1按照本发明构造的燃料喷射阀的第一实施例的一个示意剖视图，
图2图1所示本发明燃料喷射阀第一实施例在图1中区域II内的喷射端部分的示意剖视图，
图3本发明燃料喷射系统第二实施例在与图2相同的区域内的示意剖视图，以及
图4图2所示本发明燃料喷射阀实施例在图3中区域IV内的喷孔板示意剖面图。
实施例描述
图1用剖视图简要示出本发明燃料喷射阀1的一个第一实施例。燃料喷射阀1以用于混合气压缩、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。燃料喷射阀1适合用于将燃料直接喷射到未示出的内燃机燃烧室内。
燃料喷射阀1包括一个喷嘴体2，一个阀针3安置在该喷嘴体中。阀针3与一个阀关闭体4作用连接，阀关闭体4与一个设置在一个阀座体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涉及一种向内打开的燃料喷射阀1，它具有一个孔7用于将燃料继续输送到密封座的出流侧。
本发明燃料喷射阀1的阀关闭体4具有一个近似球形的形状。因而达到一种无偏移的、万向的阀针导向，这使得燃料喷射阀1可达到精确的功能方式。
燃料喷射阀1的阀座体5近似呈钵状构成并且通过它的形状对阀针导向起到作用。在此，阀座体5被装在喷嘴体2的一个喷射侧凹部34内并借助一个焊缝35与喷嘴体2连接。在喷嘴体2和阀座体5之间安置了一个球形拱起的喷孔板36，它借助焊缝35固定在喷嘴体2和阀座体5之间。
喷孔板36在出流侧终止燃料喷射阀1并且在此遮盖孔7。流过燃料喷射阀1的燃料经过安置在喷孔板36上的多个喷射孔37喷入未示出的内燃机燃烧室内。对喷孔板36的详细描述可从对图2到图4的描述中得知。
喷嘴体2通过一个密封件8被相对于电磁线圈10的外极9密封。电磁线圈10被罩在一个线圈壳体11内并卷绕在一个线圈架12上，该线圈架支承在电磁线圈10的内极13上。内极13和外极9通过一缝隙26相互分开并且贴靠在一个连接构件29上。电磁线圈10通过一个导线19被一个可经过电气插头17引入的电流激励。插头17被一个塑料罩18包围，该塑料罩可被注塑在内极13上。
阀针3在一个呈盘形构成的阀针导向件14内被导向。一个配对的调整垫片15用于调整行程。在调整垫片15的另一侧有一个衔铁20。该衔铁通过一个第一法兰21可传递力地与阀针3连接，阀针3通过一个焊缝22与第一法兰21连接。一个复位弹簧23支承在第一法兰21上，它在燃料喷射阀1的该结构形式中通过一个套管24被预紧。
在衔铁20的出流侧安置了一个用作衔铁下挡位件的第二法兰31。它通过一个焊缝33可传递力地与阀针3连接。在衔铁20和第二法兰31之间安置了一个弹性的中间环32，用以缓冲燃料喷射阀1关闭时衔铁的碰撞。
燃料通道30a至30c在阀针导向件14内、在衔铁20内和阀座体5上延伸，这些燃料通道将经过中心燃料输入口16输入并通过一个过滤元件25过滤的燃料引导到孔7。燃料喷射阀1通过一个密封件28被相对于未示出的分配管道密封。
在燃料喷射阀1处于静止状态中时，阀针3上的第一法兰21被复位弹簧23逆着其行程方向加载，使得阀关闭体4保持密封地贴靠在阀座6上。衔铁20贴靠在中间环32上，中间环32支承在第二法兰31上。在电磁线圈10被激励的情况下，它建立一个磁场，该磁场使衔铁20克服复位弹簧23的弹簧力向行程方向运动。在此，衔铁20带动与阀针3焊接的第一法兰21一起运动，从而同样带动阀针3向行程方向运动。与阀针3处于作用连接中的阀关闭体4从阀座面6上抬起，使得经过燃料通道30a至30c被引导到喷射口7的燃料喷出。
如果线圈电流被关断，则在磁场充分衰减后衔铁20由于复位弹簧23作用在第一法兰21上的压力而从内极13上落下，由此，阀针3逆着行程方向运动。因此，阀关闭体4落在阀座面6上，燃料喷射阀1被关闭。衔铁20落在由第二法兰31形成的衔铁挡位件上。
图2简要地以一个局部剖视图示出按照本发明构造的燃料喷射阀1的图1所示实施例在图1中用II表示的局部。
如在对图1的描述中已经提到的，在燃料喷射阀1的出流侧端部上安置了一个喷孔板36，它朝向燃烧室遮盖燃料喷射阀1。喷孔板36通过一个焊缝35固定在阀座体5上，该焊缝连接阀座体5与喷嘴体2。喷孔板36同样也遮盖孔7。喷射孔37承担将燃料喷入内燃机的燃烧室中，这些喷射孔在喷孔板36中构成并且相对于安置在阀座体5中心的孔7偏错开。由此能够实现燃料流的转向，这使得喷射孔37可以倾斜程度较小并且因此使其制造简单以及制造精度提高。
在本实施例中，喷孔板36呈球形拱起地构成并且与阀座体5相匹配。喷孔板36的球形形状的优点一方面是可使制造简单，另一方面是相对于可以配备球形喷孔板36的燃料喷射阀1的柔性。
如果燃料经过了在本实施例中具有多个切口38的阀关闭体4并经过孔7，就到达一个在阀座体5的端面40与喷孔板36之间构成的容积39中。由于燃料压力，燃料在发生方向变化的情况下通过在喷孔板36中构成的喷射孔37喷入内燃机的燃烧室中。
这里，喷射孔37呈锥形构成并且特别是具有尖锐的出口棱边41以及一个喇叭形的入流区域42。这种孔形的优点特别是，燃料流在喷射孔37内不被断开，因此，朝向燃烧室逐渐缩小的喷射孔37的排出口在其横截面上完全被燃料充满。以这种方式能够阻止积碳，因为在喷射孔37内不出现燃料的再回流。
喷孔板36可柔性地应用于密封座的任意射流口角度和倾斜角度以及用于流过燃料喷射阀1的任意静态流量值。
图3以与图2相同的视图示出本发明燃料喷射阀1的一个第二实施例的局部剖视图。在此，相同的构件具有相同的参考标号。
在本实施例中，与图2相反，阀座体5与喷孔板36在其形状方面相互匹配，即，在阀座体5与喷孔板36之间构成的容积39比在图2中示出的第一实施例较小。
燃料喷射阀1的其他组件可以与在图1和2中所示燃料喷射阀1相同地构成。
容积39的减小使燃料流均匀化，该燃料流不会在燃料喷射阀1的静止时间中停顿。由此同样减少了积碳。
由于容积39的减小，流动转向也加强了，由此可以进一步减小喷射孔37的倾斜度并且可以提高喷射孔37的制造精度。
图4以一个截取的非常简略的视图示意地表示出本发明燃料喷射阀1的喷孔板36在图3中区域IV内的一个局部。
在图4中可以明显看出具有喇叭形入流区域42和尖锐棱边41的喷射孔37的锥形延伸。在此，喷射孔37的最狭窄的横截面在出流侧构成并且起到抑制喷射孔37内再回流的作用，因为燃料流不断开并且因此出口横截面连续地被燃料充满。
在此，喷孔板36中的喷射孔37的制造可以借助单层微电镀、冲压、腐蚀或激光钻孔等实现，此时，喷孔板36还是平的。在制成喷射孔37之后，喷孔板36例如通过压制制成球形。
本发明不局限于所描述的实施例，例如也可用于任意结构形式的向内打开的燃料喷射阀1。

Claims (12)

1.用于内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀(1)，具有一个可被激励的促动器(10)，一个与促动器(10)处于作用连接并在关闭方向上被一个复位弹簧(23)加载的阀针(3)，该阀针用于操作一个阀关闭体(4)，该阀关闭体与一个在阀座体(5)上构成的阀座面(6)一起形成一个密封座，并且具有一个安置在阀座体(5)出流侧的喷孔板(36)，其特征在于，喷孔板(36)在燃料流动方向上呈球形拱起地构成。
2.按权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于，喷孔板(36)安置在燃料喷射阀(1)的喷嘴体(2)的一个凹部(34)内。
3.按权利要求2的燃料喷射阀，其特征在于，喷孔板(36)借助一个焊缝(35)固定在燃料喷射阀(1)的喷嘴体(2)上。
4.按权利要求3的燃料喷射阀，其特征在于，焊缝(35)延伸到阀座体(5)中。
5.按权利要求1至4之一的燃料喷射阀，其特征在于，通过喷孔板(36)遮盖一个安置在阀座体(5)中心的孔(7)。
6.按权利要求1至5之一的燃料喷射阀，其特征在于，在喷孔板(36)中构成多个喷射孔(37)。
7.按权利要求6的燃料喷射阀，其特征在于，没有任何一个喷射孔(37)安置在孔(7)的纵轴线上。
8.按权利要求6或7的燃料喷射阀，其特征在于，这些喷射孔(37)呈锥形构成。
9.按权利要求8的燃料喷射阀，其特征在于，这些喷射孔(37)沿燃料流动方向逐渐缩小。
10.按权利要求9的燃料喷射阀，其特征在于，这些喷射孔(37)在入流侧具有一个喇叭形的入流区域(42)。
11.按权利要求10的燃料喷射阀，其特征在于，这些喷射孔(37)在出流侧具有尖锐的棱边(41)。
12.按权利要求1至11之一的燃料喷射阀，其特征在于，在喷孔板(36)与阀座体(5)的一个端面(40)之间构成一个容积(39)。
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