專利名稱：帶有徑向凹部的閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
噴射嘴是自點火內(nèi)燃機的主要構(gòu)件。它們的任務(wù)包括計量噴射、準(zhǔn)備燃料、形成噴射過程和相對于燃燒室密封。在共軌柴油噴射系統(tǒng)中除主噴射外主要還進(jìn)行提前噴射，該提前噴射可以降低廢氣排放和噪聲。但本發(fā)明不只涉及燃料噴射嘴，而是涉及各種噴嘴或計量閥。
對通過燃料噴射嘴的噴射量的計量在使用壽命中由于磨損而改變。特別是在共軌噴射器中，閥密封面的位置改變，在閥處于關(guān)閉位置中時閥針尖能夠以該閥密封面貼靠在錐形的閥體內(nèi)壁上。由于磨損，閥密封面不僅能向錐形閥針尖的更大直徑“游移”，而且能向錐形閥針尖的更小直徑“游移”。因此，在閥處于關(guān)閉位置中時閥針在一個相對于閥體較高的點上貼靠在閥體內(nèi)壁上。由此產(chǎn)生改變了的噴射過程。特別是在共軌噴射嘴中，這導(dǎo)致提前噴射量隨逐步增加的負(fù)載循環(huán)數(shù)(負(fù)載變換數(shù))而變小并且最終消失。
一個支承區(qū)位于這些徑向凹部之間，閥密封面的“游移”被限制在該支承區(qū)內(nèi)。在閥處于關(guān)閉狀態(tài)中時，閥針尖以支承區(qū)內(nèi)的閥密封面貼靠在錐形閥體內(nèi)壁上從而將閥密封面上游的內(nèi)孔相對于閥密封面下游的內(nèi)孔并從而相對于閥體外側(cè)面密封。在此，閥體外側(cè)面應(yīng)理解為那個容積，即在閥打開的情況下通過閥上的口流出的液體或氣體流動介質(zhì)所流入的那個容積。隨著磨損增加，閥密封面(與閥的關(guān)閉狀態(tài)有關(guān))會或者向下游一直“游移”到第一凹部上邊緣、或者向上游一直“游移”到第二凹部下邊緣，但不會更遠(yuǎn)。這些凹部在它們被徑向安置在閥針尖或閥體內(nèi)壁上的地方阻止閥針尖貼靠在閥體內(nèi)壁上，因為它們使得在閥的這兩個構(gòu)件之間產(chǎn)生一個間距。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施形式中，錐形閥針尖具有一個外表面，該外表面包括至少兩個具有不同錐角的區(qū)域。
閥針尖的至少兩個具有不同錐角的區(qū)域的安置與本發(fā)明兩個徑向凹部的位置以及錐形閥體內(nèi)壁的錐角相組合，確定了閥密封面位于閥針尖上的哪個位置上。
此外，本發(fā)明還涉及一種用于制造本發(fā)明閥的方法，其中，通過對一個標(biāo)準(zhǔn)閥的加工制成這些閥，例如通過切削加工。通過使用批量應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)閥，可以低成本、不費事地制成本發(fā)明閥。
在閥處于關(guān)閉狀態(tài)中時，閥針尖4以一個徑向閥密封面9貼靠在錐形閥體內(nèi)壁6上。閥密封面9具有截錐體外表面的形狀。在閥關(guān)閉的情況下它貼靠在錐形閥體內(nèi)壁6上并從而將閥密封面9上游10的內(nèi)孔5相對于閥密封面9下游11的內(nèi)孔5密封。然后，閥被密封地關(guān)閉并且液體或氣體的介質(zhì)不能從孔7向外側(cè)面8排出。
在對稱軸線1左邊示出的本發(fā)明閥第一方案中，該閥包含兩個徑向凹部12和13。這兩個凹部安置在閥針尖4中。
在本發(fā)明閥的該優(yōu)選實施形式中，閥針尖4的外表面包括具有不同錐角δ1，δ2和δ3的三個區(qū)域。這三個區(qū)域分別被兩個凹部12，13中之一相互分開。這些區(qū)域的邊界位于相應(yīng)凹部12，13的上邊緣18和下邊緣19之間或這兩個邊緣中之一上。這三個區(qū)域的錐角δ1，δ2，δ3向下游11變大(δ1＜δ2＜δ3)。錐形閥體內(nèi)壁6的錐角β小于錐角δ3并大于錐角δ2。由此，閥的閥密封面9的位置在磨損前被精確定義。該閥密封面位于具有錐角δ2和δ3的兩個區(qū)域之間的過渡處，或者，如果如

圖1所示在那里設(shè)置一個凹部12，則位于該凹部的上邊緣上。由于磨損，閥密封面9在閥處于關(guān)閉狀態(tài)中時在閥體內(nèi)壁6上的貼靠位置只能在凹部12與13之間的支承區(qū)14內(nèi)移動。這兩個凹部12和13之間的距離規(guī)定了閥密封面9最大可以“游移”多遠(yuǎn)、這之后可具有的支承區(qū)是多大。
通過預(yù)先規(guī)定兩個閥針尖區(qū)域的錐角δ1＜δ2，得到閥針尖4與錐形閥體內(nèi)壁6的兩個夾角α1，α2，它們符合α2＞α1。這是用于阻止閥密封面9朝向第二凹部13上方更大閥針直徑游移的又一個措施。結(jié)果是，在閥關(guān)閉的情況下閥密封面9只在支承區(qū)14內(nèi)貼靠在閥體內(nèi)壁6上。
為了保證夾角α2大于夾角α1，也可以設(shè)想，閥針尖只具有兩個具有不同錐角δ2和δ3的區(qū)域，但閥體內(nèi)壁6在閥處于關(guān)閉位置中時自第二凹部13下邊緣向上游10具有一個錐角，該錐角大于閥體內(nèi)壁6自同一處向下游11的錐角β。由此，閥體3的錐形端部向上游10具有一個“向外拐”。
對于對稱軸線右邊示出的本發(fā)明閥第二方案，和第一方案是同樣的情況。與第一方案唯一的區(qū)別在于，在閥針尖4上只設(shè)置了第一徑向凹部16，而第二徑向凹部17位于錐形閥體內(nèi)壁6中。由此與第一方案達(dá)到了同樣的效果閥密封面9能夠因閥磨損而只沿支承區(qū)15“游移”，該支承區(qū)在閥處于關(guān)閉位置中時由兩個凹部16和17限定邊界。
還可以想到本發(fā)明閥的其他方案(在附圖中未示出)，在這些方案中，例如將兩個凹部都設(shè)置在錐形閥體內(nèi)壁6上或?qū)⒌谝话疾堪仓迷陂y體內(nèi)壁6上而第二凹部安置在閥針尖4上。
在圖1所示的本發(fā)明方案中，這些凹部具有一個帶有圓弧段形狀(槽)的橫截面，各個凹部橫截面可以具有的其他可能形狀是一個扇形、一個三角形、一個四邊形或其他多邊形，或者所述這些形狀中的不同形狀的組合。組合可以理解為例如一個橫截面具有一個過渡到一個四邊形中的扇形形狀。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施形式中，該閥是一個燃料噴射嘴，最好用于自點火內(nèi)燃機中。在燃料噴射系統(tǒng)中，在燃料噴射嘴的使用壽命中，由于因磨損引起的閥密封面9“游移”而產(chǎn)生噴射量偏移。改變了的噴射過程會導(dǎo)致不希望的廢氣排放、大的噪聲或自點火內(nèi)燃機的較大磨損。在本發(fā)明閥中，這種噴射量偏移以有利方式被限制并大大減小，因為閥密封面9只能在支承區(qū)14，15之內(nèi)“游移”。根據(jù)兩個凹部的軸向間距可以調(diào)整燃料噴射嘴使用壽命期間的最大噴射量偏移。
本發(fā)明閥最好作為燃料噴射嘴用在共軌柴油噴射的自點火內(nèi)燃機中。特別是在共軌噴嘴中，通過因磨損引起的閥密封面9朝向更大閥針直徑游移，提前噴射量減小，在極端情況下，完全沒有提前噴射。這能夠以有利方式通過使用本發(fā)明閥來避免。
本發(fā)明閥可以作為座孔噴嘴(Sitzlochduese)構(gòu)成或者作為沉孔噴嘴(Sacklochduese)構(gòu)成。沉孔噴嘴的噴射孔7安置在一個沉孔中，該沉孔在閥處于關(guān)閉狀態(tài)中時位于閥體3內(nèi)閥針尖4的下面。在座孔噴嘴中，孔7的起始處位于閥體內(nèi)壁6中，使得在噴嘴關(guān)閉的情況下它被閥針尖4很大程度地遮蓋。在圖1中示出作為座孔噴嘴的本發(fā)明閥的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.閥，具有一個可在一個閥體(3)的一個內(nèi)孔(5)內(nèi)軸向移動的閥針(2)，該閥針在其一個端部上具有一個錐形的閥針尖(4)，其中，閥針尖(4)包括一個徑向的閥密封面(9)，該閥密封面在閥處于關(guān)閉狀態(tài)中時貼靠在內(nèi)孔(5)的封閉端部上的一個錐形閥體內(nèi)壁(6)上，其中，在錐形閥體內(nèi)壁(6)中設(shè)置至少一個孔(7)，該孔將內(nèi)孔(5)與閥體(3)的外側(cè)面(8)連通，其特征在于，該閥包含兩個徑向的凹部(12，13，16，17)，它們安置在閥針尖(4)或閥體內(nèi)壁(6)中，其中，徑向凹部(13，17)中之一個位于閥密封面(9)在閥處于關(guān)閉狀態(tài)中時的位置的上游(10)，另一個徑向凹部(12，16)位于閥密封面(9)在閥處于關(guān)閉狀態(tài)中時的位置的下游(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的閥，其特征在于，錐形的閥針尖(4)具有一個外表面，該外表面包括至少兩個具有不同錐角的區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的閥，其特征在于，閥針尖(4)的外表面包括三個具有不同錐角(δ1，δ2，δ3)的區(qū)域，其中，這三個區(qū)域在閥處于關(guān)閉狀態(tài)中時分別被兩個徑向凹部(12，13，16，17)中之一個相互分開，并且，這三個區(qū)域的錐角(δ1，δ2，δ3)向下游(11)變大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的閥，其特征在于，錐形的閥體內(nèi)壁(6)包括至少兩個具有不同錐角的區(qū)域，其中，錐角向上游(10)變大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的閥，其特征在于，兩個徑向凹部都安置在閥針尖(4)中或閥體內(nèi)壁(6)中，或者，一個徑向凹部安置在閥針尖(4)中、一個安置在閥體內(nèi)壁(6)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的閥，其特征在于，徑向凹部(12，13，16，17)的橫截面具有圓弧段(槽)的形狀，扇形的形狀，三角形形狀，四邊形形狀或其它多邊形形狀，或者具有由這些形狀組成的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的閥，其特征在于，該閥是一個燃料噴射嘴，最好用在自點火內(nèi)燃機中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的閥，其特征在于，該自點火內(nèi)燃機包括一個共軌柴油噴射系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的閥，其特征在于，該閥作為座孔噴嘴或沉孔噴嘴構(gòu)成。
10.用于制造根據(jù)權(quán)利要求1至9之一的閥的方法，其特征在于，通過對一個標(biāo)準(zhǔn)閥的加工制成這些凹部(12，13，16，17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種閥，具有一個可在閥體(3)的內(nèi)孔(5)內(nèi)軸向移動的閥針(2)，閥針在其一個端部上具有一個錐形的閥針尖(4)。在此，閥針尖(4)包括一個徑向的閥密封面(9)，該閥密封面在閥處于關(guān)閉狀態(tài)中時貼靠在內(nèi)孔(5)的封閉端部上的一個錐形閥體內(nèi)壁(6)上。在錐形閥體內(nèi)壁(6)中設(shè)置至少一個孔(7)，該孔將內(nèi)孔(5)與閥體(3)的外側(cè)面(8)連通。該閥包含兩個徑向凹部(12，13，16，17)，它們安置在閥針尖(4)或閥體內(nèi)壁(6)中，其中，徑向凹部(13，17)中之一個位于閥密封面(9)在閥處于關(guān)閉狀態(tài)中時的位置的上游(10)，另一個徑向凹部(12，16)位于該位置的下游(11)。
文檔編號F02M47/02GK1462342SQ02801583
公開日2003年12月17日 申請日期2002年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月10日
發(fā)明者帕特里克·馬特斯, 弗里德里?！げ?申請人:羅伯特·博施有限公司