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CN1462337A - 用于内燃机的燃料喷射阀 - Google Patents

用于内燃机的燃料喷射阀 Download PDF

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CN1462337A
CN1462337A CN02801462A CN02801462A CN1462337A CN 1462337 A CN1462337 A CN 1462337A CN 02801462 A CN02801462 A CN 02801462A CN 02801462 A CN02801462 A CN 02801462A CN 1462337 A CN1462337 A CN 1462337A
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瓦尔特·埃格勒
彼得·伯兰德
塞巴斯蒂安·坎内
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

用于内燃机的燃料喷射阀，它具有一个壳体(12)，其中在一个孔(34)中可纵向移动地设置着一个活塞状阀元件(35)，该阀元件通过用其燃烧室侧端部在打开方向上的纵向运动至少使一个喷射口(39)与构造在壳体(12)中的压力室(37)相连接。在壳体(12)中构造了一个输入通道(14)，它通入压力室(37)及通过它可使压力室(37)充入带高压的燃料。此外在壳体(12)中构造了一个充入燃料的控制室(20)，其中控制室(20)中的压力至少间接地将一个作用在闭合方向的力施加在阀元件(35)上。控制室(20)与输入通道(14)相连接及通过一个控制阀(16)与一个漏油室(23)相连接，在漏油室中具有比输入通道(14)明显低的压力。在壳体(12)中构造了一个阻尼室(46)，它通过一个节流部分(44)与输入通道(14)相连接。

Description

说明书 用于内燃机的燃料喷射阀
现有技术
本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射阀，它相应于权利要求1的类型。这种燃料喷射阀已由现有技术的各个实施例公知。例如在文献DE 196 50 865 A1中描述了一种燃料喷射阀，它与一个高压收集室持续地连接，其中提供带高压的燃料。该燃料喷射阀具有一个壳体，其中在一个孔中可纵向移动地设置着一个阀元件，该阀元件通过其纵向运动控制至少一个喷射口的打开，通过该喷射口使燃料由一个包围阀元件的压力室喷射到内燃机的燃烧室中。这里压力室通过一个延伸在燃料喷射阀壳体中的输入通道持续地与高压收集室相连接，其中压力室中的燃料在打开方向上作用在阀元件上构造的压力表面上。此外在壳体中构造了一个控制室，该控制室中被充有燃料及间接地将一个作用在闭合方向的液压力施加在阀元件上。因此在相应的控制室中的压力下阀元件保持在关闭状态。如果通过控制阀减小控制室中的压力，即通过使控制室与漏油室相连接，则减小了作用在阀元件上的闭合力及通过压力室中的液压力使阀元件在打开方向上运动及释放至少一个喷射孔。如果喷射应结束，则操作控制阀及使燃料从输入通道流到控制室，及在那里建立高燃料压力。由此使阀元件向关闭方向运动及中断燃料从喷射口的喷射。
通过极快的关断过程，-它在几毫秒的范围内完成，无论是阀元件的运动还是控制阀开关时的压力会产生在燃料喷射阀高压区域中的压力振荡，这一方面引起壳体强的机械负荷及另一方面导致下一次喷射从一个不再确定的状态出发及由此不能实现精确的计量及喷射时刻的精确确定。尤其在控制室与输入通道连接的区域中这种压力振荡存在问题，因为它使控制室中精确的压力控制变难及由此使阀的精确控制变难。这将在喷射过程中起到一个特别大的作用，该喷射过程可细分成一个预喷射、主喷射和/或后喷射，因为现代喷射系统对喷射量波动的反应极为敏感。
本发明的优点
相比之下，根据本发明的、具有权利要求1特征部分的特征的燃料喷射阀具有其优点，即可实现彼此跟随地快速的、精确确定的喷射过程。出现在输入通道区域中的压力振荡将很快地被阻尼，以使得在控制阀操作后在输入通道及由此在控制室中很快地达到一个静态的压力水平。在输入通道中的压力振荡会在处于输入通道中的整个燃料柱中传播，从压力室直至回到燃料高压源，通过根据本发明的阻尼室使该压力振荡迅速衰减。
输入通道与阻尼室相连接，阻尼室在燃料喷射阀的壳体中由一个空腔构成。在输入通道与阻尼室之间之间构造一个节流部分，以使得由输入通道到阻尼室或相反方向流动的燃料必需克服节流部分的阻力及由此阻尼了流动运动。如果在输入通道中出现了压力变化，-例如通过控制阀或阀元件的打开或关闭引起，则在输入通道中出现比阻尼室中高些或低些的燃料压力。由于该压力降，燃料将通过节流部分或从输入通道到阻尼室或从阻尼室到输入通道流动，及由此导致阻尼室与输入通道之间的压力平衡。因为在这里来回流动的燃料必需通过节流部分，该流动运动通过节流部分上的摩擦损耗被阻尼，以致很快地导致该压力振荡的衰减，及在输入通道中达到一个静态压力水平。
在一个有利的本发明技术方案的构型中，阻尼室被构造为一个在燃料喷射阀的壳体中形成的盲孔。节流部分靠近输入通道地构成在输入通道与阻尼室的连接部分中，以便达到最佳的阻尼作用。通过盲孔形式的阻尼室的构型可在壳体中简单及成本合理地制造阻尼室。
在另一有利构型中在壳体中设置构成阻尼室到输入通道连接结构的、多于一个的节流部分。由此使这些节流部分的阻尼作用增强及通过不同的节流部分可实现对燃料喷射阀要求的更好适配。
本发明技术方案的其它优点及有利构型可从说明书、附图及权利要求书中得出。
附图
在附图中表示了本发明的燃料喷射阀的一个实施例。附图为：
-图1：一个燃料喷射阀的纵向截面图及概要表示的燃料高压供给，及
-图2：沿上图中线II-II剖切该燃料喷射阀的横截面图。
实施例的描述
图1表示一个燃料喷射阀的纵向截面图以及概要表示的燃料高压供给。该燃料喷射阀具有一个壳体12，该壳体包括一个阀保持体15、阀体32及一个控制阀体21。阀体32向着燃烧室地安装在内燃机中，在阀体背着燃烧室的一侧上连接阀保持体15。这里阀体32及阀保持体15通过一个因简明起见未在图中示出的夹紧螺母彼此夹紧。在阀保持体15背离燃烧室的一侧上装有控制阀体21，其中这两个体用彼此面对着的端面相互靠置。在此情况下控制阀体21通过一个在图中未示出的装置对着阀保持体15夹紧，以使得在这两个体中延伸的燃料通道可以密封地连接。
在阀体32中构造了一个孔34，在其中可纵向移动地设有一个活塞状的阀元件35。阀元件35在背着燃烧室的区段中在孔34中被密封地导向及向着燃烧室方向逐渐收缩地构成一个压力肩36。在压力肩36的高度上在阀体32中通过孔34的径向扩展构成一个压力室37，它作为围绕阀元件35的环形通道一直延伸到孔34的燃烧室侧端部。阀元件35通过其燃烧室侧端部控制至少一个喷射口39的打开，后者使压力室37与内燃机燃烧室相连接。为此在阀元件35的燃烧室侧端部构造了一个阀密封面40，它与构成在孔34的燃烧室侧端部上的阀座41配合作用。通过一个构造在壳体12中的输入通道14使压力室37与一个构造在控制阀体21上的高压接头8相连接。这里高压接头8通过一个高压导管7与一个高压收集室5相连接，在该高压收集室中存有带预定高压的燃料，其中燃料由一个燃料箱1通过高压泵2及燃料导管4输入到高压收集室5。
在阀保持体15中，在阀元件35的背着燃烧室的一侧上构造了一个弹簧室28，在该室中装有一个螺旋弹簧30。这里螺旋弹簧30具有预压力及用它向着阀元件35的端部在关闭的方向上对阀元件35加载。与孔34同轴心地及在弹簧室28的背着燃烧室的一侧上，在阀保持体15中构造了一个活塞孔27，它通入弹簧室28及在该活塞孔中设有一个活塞杆26，该活塞杆用它向着燃烧室的端部靠在阀元件35上，及用它背着燃烧室的端面限制着一个控制室20。这里控制室20通过一个作为输入节流部分19构成的通道与输入通道14相连接，及通过排出节流部分17与一个构造在阀体15中的漏油室23相连接，后者与一个在图中未示出的漏油系统相连接及由此持续具有低压力。在漏油室23中设有一个电磁衔铁22，该衔铁通过一个闭合弹簧31被向着控制室20的方向上加载及在该衔铁上固定了一个密封球29，该密封球关闭排出节流部分17。此外在漏油室23中设有一个电磁铁24，当它通过适当电流时将一个抵抗闭合弹簧31的力的吸引力作用在衔铁22上及使它离开控制室20地运动，由此使控制室20与漏油室23连通。如果电磁铁24的电流被关断，则通过闭合弹簧31的力使衔铁22在向着控制室20的方向上运动及用密封球29闭合排出节流部分17。因此该衔铁22与排出节流部分17一起构成一个控制阀16。
在阀保持体15中构造了一个阻尼室46，该阻尼室被构造成盲孔及它张开的端部设置在阀保持体15的向着控制阀体21的端面上。在此情况下，该构成阻尼室46的盲孔与活塞孔27平行地延伸及通过一个延伸在阀保持体15端面上的、构成弧形连接部分42的槽与输入通道14相连接。在图2中表示沿图1中线II-II的一个横截面，由此可清楚地看到连接部分42的延伸布置。在阀保持体15的向着控制阀体21的端面的附近设有节流部分44，它最好通过构成阻尼室46的盲孔的横截面的缩小来形成。如果在输入通道14与阻尼室46之间存在一个压力差，则可通过连接部分42及节流部分44使燃料从一个室流到另一个室及由此导致压力平衡。
该燃料喷射阀的工作方式如下：通过高压室37经输入通道14及高压导管7与高压收集室5的连接，在压力室37中持续地存在高的燃料压力，该燃料压力与在高压收集室5中维持的一样。如果要进行喷射，则电磁铁24被操作，及衔铁22以上述方式释放排出节流部分17。由此使控制室20中的燃料压力下降，及作用在活塞杆26背着燃烧室的端面上的液压力下降，以使得作用在压力肩36上的液压力占优势及使阀元件35在打开方向上运动，由此释放喷射口39。在喷射结束时电磁铁24的通电相应改变，及衔铁22通过闭合弹簧31的力运动并通过密封球29闭合排出节流部分17。接着通过输入节流部分19流入的燃料在控制室20中重新建立燃料高压，与在输入通道14中具有的高压一样，由此使在活塞杆26上的液压力大于压力肩36上的液压力，及阀元件35返回到闭合位置。通过阀元件35、衔铁22的关闭过程及排出节流部分17的快速关闭将引起控制室20中的压力振荡，它一直作用到输入通道14中。此外通过该关闭过程，当喷射期间在压力室37中向喷射口39方向流动的燃料突然止动，使得燃料的动能转换成压缩功。由此形成压力波，它传播到压力室37及输入通道14中。在输入通道14中这样引起的压力变化导致输入通道14与阻尼室46之间的压力差，在阻尼室中至少近似地存在着在喷射开始前输入通道14中具有的压力。由于该压力差，一些燃料从输入通道14通过连接部分42及节流部分44流到阻尼室46中及从那里根据阻尼室46与输入通道14的压力差又返回到输入通道14中。在通过节流部分44时必需作摩擦功，它使压力振荡很快地阻尼，以使得在很短时间后在输入通道14中重新达到静态的压力水平。因此对于下次喷射，在输入通道14及由此在控制室20中形成了确定的压力状态，这可在控制室20中实现相应的准确及精密的压力控制。
可对图1中所示实施例变换地，考虑将阻尼室46不构造成盲孔，而是构造成在燃料喷射阀的壳体中的空腔，它可采取几乎任何形状。因此可实现燃料喷射阀空间的最佳利用可能性，而不需要对现有的功能部件进行结构的改变。此外还可考虑，在输入通道与阻尼室46的连接中设置多于一个的节流部分44。由此可达到节流部分44的最佳阻尼性能。

Claims (6)

1.用于内燃机的燃料喷射阀，它具有一个壳体(12)，其中在一个孔(34)中可纵向移动地设置着一个活塞状阀元件(35)，该阀元件通过用其燃烧室侧端部在打开方向上的纵向运动至少使一个喷射口(39)与构造在壳体(12)中的压力室(37)相连接，及具有一个构造在壳体(12)中的输入通道(14)，它通入压力室(37)中及通过它可使压力室(37)充入带高压的燃料，及具有构造在壳体(12)中及充入燃料的控制室(20)，其中，控制室(20)中的压力至少间接地将一个作用在闭合方向上的力施加在阀元件(35)上，及控制室(20)与输入通道(14)相连接，及具有一个设置在壳体(12)中的控制阀(16)，通过该控制阀可使控制室(20)与一个漏油室(23)相连接，在漏油室中具有比输入通道(14)中明显低的压力，其特征在于：在壳体(12)中构造了一个阻尼室(46)，它通过至少一个节流部分(44)与输入通道(14)相连接。
2.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于：控制室(20)与输入通道(14)的连接结构是一个构造在燃料喷射阀壳体中的通道(19)。
3.根据权利要求2的燃料喷射阀，其特征在于：阻尼室(46)与输入通道(14)至少在一个位置的附近相连接，在该位置上由控制室(20)来的通道(19)通入到输入通道(14)中。
4.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于：阻尼室(46)是一个构造在壳体(12)中的盲孔。
5.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于：输入通道(14)与阻尼室(46)通过多于一个的节流部分(44)相连接。
6.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于：压力室(37)持续与一个高压收集室(5)连接，其中在高压收集室(5)中持续保持预定的高燃料压力。
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