專利名稱：燃料噴射系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如權利要求1或9所述類型的燃料噴射系統(tǒng)。
例如由DE19804463A1公開了混合壓縮強迫點火內燃機的燃料噴射系統(tǒng)，它至少具有將燃料噴射到由活塞—/缸—組件構成的燃燒室中的燃料噴射閥和突入燃燒室的火花塞。其中燃料噴射閥的噴嘴體至少具有一行分布在噴嘴體周圍的噴射孔。通過從其噴射孔有目的地噴射燃料，實現(xiàn)了通過形成混合霧而實現(xiàn)的油束導向燃燒方法，其中至少一束油束的方向對準火花塞，而其余的油束用于形成至少近似完整的或相關聯(lián)的混合霧。
DE19642653C1公開了一種形成可點燃的燃料—空氣混合物的方法。在由活塞限定的燃燒室中在從包圍噴嘴口的閥座提升閥元件而打開噴嘴口時通過噴射器噴出燃料，而在直接噴射內燃機的缸中形成點燃的燃料—空氣混合物。為了在內燃機的所有工作狀態(tài)下，特別是在其分層充氣運行下在整個特性曲線的每個運行點可以形成最佳油耗和排放的混合霧，要可變地調節(jié)其閥元件的開啟行程和噴射時間。
另外，DE3808635C2公開了一種將燃料直接噴射到混合壓縮式內燃機的缸中的燃料噴射裝置。該燃料噴射裝置包括燃料噴射閥，它距缸蓋一些距離并與一個排氣孔相對地設置在缸壁中，并且具有一個出口，其中燃料噴射閥的射束軸線對準在缸蓋中設置的火花塞周圍的區(qū)域。燃料噴射閥具有帶螺旋形渦旋槽的電磁操作的閥針，以產(chǎn)生噴射油束的渦旋流。其渦旋槽的總橫截面積至少小于出口橫截面積的一半，其中，燃料噴射閥設置在掃氣口的上方并且它的射束軸線對著安置在缸蓋中心上的點燃點。
上述多數(shù)文獻中所公開的噴射系統(tǒng)公開了壁或空氣導向的燃燒方法?？諝鈱虻娜紵绞街饕Q于流入空氣的運動，其目的在于，將可點燃的燃料—空氣混合物在分層充氣運行的整個特性曲線族區(qū)域上精確地送入火花塞的電極區(qū)域。在壁導向燃燒方式中，燃料通過或多或少崎嶇不平的燃燒室?guī)缀谓Y構輔助在同時形成混合物的情況下被送往火花塞。
在壁導向和空氣導向燃燒方法中在怠速運轉和低的部分負荷運轉時，到火花塞的混合氣輸送僅僅很不完全地實現(xiàn)，在平均的部分負荷運轉中，部分地僅以所使用的高壓噴射閥或流體導送結構的無理地小的連續(xù)散射通過進氣管實現(xiàn)。有缺陷的可重復性首先體現(xiàn)在過多地排放未燃燒的碳氫化合物，這是由個別燃燒中斷導致的。這些特性導致了上述兩種燃燒方法還具有其它嚴重的缺點由于燃料噴射閥和火花塞之間的距離大，較小的噴射量不再在穩(wěn)定點火所需的混合氣濃度上到達火花塞。發(fā)動機在怠速運轉區(qū)域和低的部分負荷區(qū)域中不能不被扼制地運行。這意味著，在火花塞電極上的燃料—空氣混合氣太稀薄。由于吸入空氣節(jié)流，與帶進氣管噴射的混合壓縮、強迫點火內燃機相比，其耗油優(yōu)點降低。
發(fā)明優(yōu)點相比而言，具有權利要求1或權利要求9所述技術特征的本發(fā)明燃料噴射系統(tǒng)的優(yōu)點在于由于燃料噴射閥的在火花塞區(qū)域特別構造的噴射孔使得在火花塞區(qū)域的混合氣不是太富油并且不會太稀薄，而且通過近似封閉的錐形油束幾乎完全避免了貧油橋(Magerbruecken)。本發(fā)明的技術措施有助于形成穩(wěn)定的火焰芯。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是，火花塞較少熏黑，減少了溫度突變負荷及改善了在固定的噴射時刻在分層充氣運行的整個特性曲線族中點火角不靈敏性，這樣可以使噴射與點火同時進行。
長形噴射孔的造形的優(yōu)點是，減少了噴射孔通過流體時的流動損失，從而降低了工作壓力。
通過從屬權利要求的技術方案可以得到權利要求1或9的燃料噴射系統(tǒng)的有益擴展。
根據(jù)對燃料噴射系統(tǒng)的要求可以選擇噴射孔的不同配置及它們之間的不同傾斜角度。
包圍火花塞的噴射孔的長形結構特別是有優(yōu)點的，因為在一定的由噴射孔的長度預定的公差內，可以以變化的裝配深度安裝火花塞或火花塞電極。
圖4A-4B示出了本發(fā)明燃料噴射閥閥體結構的第三組實施例；圖5A-5B示出了本發(fā)明燃料噴射閥閥體結構的第四組實施例。
燃料噴射閥4將呈錐形噴射油束5的燃料噴射到由缸蓋2、活塞6以及缸壁(未示出)限定的燃燒室7中。燃燒室7部分地由活塞6上構成的燃燒室凹部8構成。
燃料噴射閥4和火花塞3彼此這樣設置，即火花塞3相對燃料噴射閥4側向偏置地伸入燃燒室7，其中火花塞電極9處于噴射油束5的區(qū)域內。
噴射油束5的形狀取決于燃料噴射閥4的噴射側端部結構。燃料噴射閥4例如為朝內打開的(I-閥)燃料噴射閥4。燃料噴射到燃燒室7中是通過激勵電磁或壓電執(zhí)行元件實現(xiàn)的，通過它，一閥針(未進一步示出)或一個與該閥針相連的閥關閉件從一個設有噴射孔的閥體上抬起，以這種方式，使得燃料通過燃料噴射閥4和閥體上的噴射孔噴射到燃燒室7中。
在圖2-5示出并且在以下進一步描述本發(fā)明閥體上噴射孔的實施例。
在圖2-5中，其各圖的左側示出了具有噴射孔11的閥體10，而在各圖的右側示出了設置在閥體10圓周上的噴射孔11的展開圖。
在圖2中示出的噴射孔11配置的兩個實施例中，其中噴射孔11設置成兩行12a、12b或具有從噴射孔行12a移出的噴射孔11。在此，另外的噴射孔行只包括兩個單獨的噴射孔11，它們逆著噴射方向從噴射孔行12a錯位移出。在圖2A中，兩噴射孔行12a、12b之間的軸向距離為a。在閥體10的朝向火花塞3的一側上，噴射孔行12a具有一個火花塞空位13，在其位置上沒有噴射孔11a。替代噴射孔行12a上缺少的噴射孔11，在第二噴射孔行12b上設置另兩個噴射孔11b，從而確保了燃燒室7中的噴射油束5的均勻性以及由此形成的混合霧的均勻性。
為了進一步實現(xiàn)噴射油束5的均勻化，如圖2B所示，還可以移位設置噴射孔11，其中移位最遠的噴射孔11c距噴射孔行12a的距離為b，在不影響燃燒室7中的混合霧的均勻性的情況下，以這樣的方式使火花塞空位13增大一些。
移出來的噴射孔11之間的距離a或b可以變化，適應相應的要求。
圖3A-3C示出了圓形噴射孔11與長形噴射孔11d的不同組合。長形噴射孔橫截面相對于圓形橫截面形狀的優(yōu)點在于，它們具有高流量系數(shù)(Stroemungsdurchflussbeiwert)，即與圓形噴射孔相比其流動被干擾的程度小，這樣減少了摩擦及紊流損失，或者說其結果減小了系統(tǒng)壓力。
圖3A示出了圓形噴射孔11與長形噴射孔11d的組合，其中圓形噴射孔11位于與長形噴射孔11d的噴射側端部相同的平面內。長形噴射孔11d設置在火花塞空位13的左側和右側。
圖3B中的長形噴射孔11d還彼此以一可自由選擇的角度彼此傾斜，在本實施例中該角度為大約45°。
如圖3C所示，圓形噴射孔11也可以與長形噴射孔11d的中心點位于一個平面內。所有三種情況可以產(chǎn)生相對均勻的混合霧，由此，通過噴射孔11、11d的尺寸可以控制噴射量。
與圖3A和3C相似，在圖4中示出了兩種噴射孔配置，其中，在閥體10上只設置長形噴射孔11d。
在圖4A中，長形噴射孔11d與圖3A類似地這樣設置，即，與火花塞3相鄰的長形噴射孔11d的噴射端與其余長形噴射孔11d’位于相同的平面內，這些長形噴射孔11d’繞閥體10設置并以其長軸相對于位于火花塞空位13上的噴射孔11d翻轉90°。在圖4B中，在圓周上設置的長形噴射孔11d’與圍住火花塞3的長形噴射孔11d的中心點設置在一個平面內。
圖4A和4B所示的長形噴射孔11d、11d’的配置的優(yōu)點在于，由于在閥體10上設置的噴射孔11d、11d’的數(shù)量較少，降低了加工成本。通過用長形噴射孔11d’在很大程度上覆蓋閥體10的圓周保證了在噴射時燃料的均勻分布。
圖5中示出了用于配置長形噴射孔11e的兩個實施例，長形噴射孔11e相對于鄰近火花塞3的長形噴射孔11d呈一傾斜角。
在圖5A中，長形噴射孔11e以它們的上部的輸入側端朝著鄰近火花塞3的長形噴射孔11d的方向傾斜。在此，長形噴射孔11e這樣傾斜，即傾斜的噴射孔11e至少具有一個平行的主軸線。通過長形噴射孔11e的其余傾斜位置可以實現(xiàn)各噴射孔11e的噴射油束略微重疊，由此可以進一步改善混合霧的均勻性。
圖5B與圖5A的配置近似，在這里，長形噴射孔11e在相反的方向上傾斜，即長形噴射孔11e的上部的輸入側端遠離鄰近火花塞3的長形噴射孔11d地傾斜。在此同樣可以實現(xiàn)略微的重疊。
本發(fā)明不局限于所示的實施例，例如燃料噴射閥4可以采用比所述實施例多或少的噴射孔11。同樣也可設置多于一噴射孔行的長形噴射孔11，以改善燃料—空氣混合物的均勻性。此外，噴射孔11的長形結構不限于標準的橢圓形狀，這些橫截面形狀也可以是矩形或蛋形的。
權利要求
1.內燃機的燃料噴射系統(tǒng)，它至少包括一燃料噴射閥(4)，該燃料噴射閥將燃料噴射到燃燒室(7)中，該燃燒室具有伸入該燃燒室(7)中的火花塞(3)，燃料噴射閥(4)具有一閥體(10)，該閥體(10)上具有多個在圓周上設置的噴射孔(11)，這些噴射孔(11)這樣設置，即在燃燒室(7)中產(chǎn)生至少近似呈錐形的噴射油束(5)，其特征在于直接設置在火花塞(3)兩側的至少這些噴射孔(11d)具有長形的橫截面。
2.如權利要求1的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于長形噴射孔(11d)的中心點與其余噴射孔(11、11d、11d’、11e)位于一個線上。
3.如權利要求1的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于長形噴射孔(11d)的端部與其余噴射孔(11、11d、11d’、11e)位于一個線上。
4.如權利要求1-3之一的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于所有噴射孔(11d、11d’、11e)具有長形橫截面。
5.如權利要求2-4之一的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于緊鄰火花塞(3)的噴射孔(11d)相對于其余的噴射孔(11)傾斜一個預定的角度。
6.如權利要求4的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于緊鄰火花塞(3)的噴射孔(11d)軸向平行地定位，而所有其余的噴射孔(11d’、11e)具有與其不同的定位。
7.如權利要求6的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于其余噴射孔(11d’)相對于緊鄰火花塞(3)的噴射孔(11d)傾斜90°定位。
8.如權利要求6的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于其余噴射孔(11e)這樣傾斜設置，即它們分別具有一個平行的主軸線。
9.內燃機的燃料噴射系統(tǒng)，它至少包括一燃料噴射閥(4)，該燃料噴射閥將燃料噴射到燃燒室(7)中，該燃燒室具有伸入該燃燒室(7)中的火花塞(3)，燃料噴射閥(4)具有一閥體(10)，該閥體(10)具有多個在圓周上設置的噴射孔(11)，這些噴射孔(11)這樣設置，即在燃燒室(7)中產(chǎn)生至少近似呈錐形的噴射油束(5)，其特征在于至少緊鄰地設置在火花塞(3)兩側的噴射孔(11b)設置在一個與其余噴射孔(11a)的噴射孔行(12a)錯開的噴射孔行(12b)上。
10.如權利要求9的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于火花塞(3)兩側的分別兩噴射孔(11b、11c)呈階梯狀設置在兩個相對于其余噴射孔(11a)的噴射孔行(12a)錯開的平面上。
全文摘要
內燃機的燃料噴射系統(tǒng),它至少包括一燃料噴射閥(4),該燃料噴射閥將燃料噴射到燃燒室(7)中,該燃燒室具有伸入該燃燒室(7)中的火花塞(3),燃料噴射閥(4)具有一閥體(10),該閥體(10)具有多個在圓周上設置的噴射孔(11、11d),這些噴射孔(11、11d)這樣設置,即在燃燒室(7)中產(chǎn)生一個錐形的噴射油束(5),緊鄰地設置在火花塞(3)兩側的至少這些噴射孔(11d)具有長形橫截面。
文檔編號F02B23/10GK1380942SQ01801446
公開日2002年11月20日 申請日期2001年5月19日 優(yōu)先權日2000年5月26日
發(fā)明者格諾特·維費爾 申請人:羅伯特·博施有限公司