專利名稱：用于預(yù)熱內(nèi)燃機(jī)的噴射器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于預(yù)熱內(nèi)燃機(jī)的噴射器的方法以及裝置，其中所 述噴射器具有至少一個可通過電磁體控制的閥，其中在發(fā)動機(jī)啟動前給 電；茲體的線圈通電。
背景技術(shù)：
原則上，噴射系統(tǒng)，特別是共軌柴油噴射系統(tǒng)的噴射器由多個一般 由噴嘴張緊螺母固定在一起的零件組成。在原本的噴射器噴嘴的基體中 縱向可滑動地引導(dǎo)一個噴嘴針，該噴嘴針具有多個自由表面，燃料可以 經(jīng)過該自由表面從噴嘴前室流到噴嘴針尖端。在噴嘴針尖端一般有一個 密封閥座，該密封閥座在關(guān)閉的噴嘴針的情況下阻止燃料達(dá)到燃燒室。 噴嘴針在圓周上具有 一個臺肩，關(guān)閉地作用在噴嘴針上的壓縮彈簧支撐 在該臺肩上。噴嘴針的與噴嘴針尖端相反的端部通到控制室中，該端部 可負(fù)載處于壓力下的燃料。在控制室上可以連接至少 一 個輸入通道和至 少一個溢流通道。所有連接的通道可以具有至少一個節(jié)流位置?？刂崎y 可以控制控制室中的壓力，該控制閥大多操縱一個電磁體。在操縱閥時 燃料可以從控制室流出，這樣那里壓力下降。低于一個可調(diào)整的控制室 壓力，燃料壓力在密封閥座上打開噴嘴針，并且燃料通過至少一個噴射 孔噴射入燃燒室中。在這種情況下通過單個設(shè)有節(jié)流閥的通道的流量決 定噴嘴針的打開和關(guān)閉速度。
如果這樣的噴射器利用高粘度的燃料_例如重油-工作，加熱燃料 可能是必要的，以達(dá)到必要的噴射粘度。因此通常在應(yīng)用這樣的燃料時， 噴射系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)關(guān)閉前利用較小粘度的第二種燃料-例如柴油-沖
噴射系統(tǒng)的功能或者造成它完全不能用。
US 5201 341 A示出并i兌明了一種用于控制液體流的電》茲閥，如它在 燃料噴射器中應(yīng)用可以達(dá)到的，對于該閥，要加熱的燃料由通過電磁體 的線圏產(chǎn)生的波動的^F茲場加熱。
DE 1 01 00375 Al示出并說明的一種用于開動具有噴霧裝置的重油燃 燒器的方法，它具有一個由重油流過的可借助于電能加熱的噴嘴座，其中通過電磁閥的作動線圈的合適的通電引入用于加熱重油的加熱能量。 對于這種方法，不僅在電磁閥的操縱階段期間，而且在關(guān)閉的電磁閥的 情況下的加熱階段期間，都進(jìn)行通過輸入作動器的電流的加熱。
由DE 1 0136049 Al 7>開了 一種用于加熱在包含一個或多個電》茲線 圈的燃料噴射器中的燃料的方法，其中燃料噴射器的噴射器電磁線圈被 用于加熱燃料。在這個引文中建議的方法不僅可以在那些具有單線圏的
磁鐵結(jié)構(gòu)的燃料噴射器中使用，而且可以在那些具有雙線圈的用于控制 燃料噴射閥的磁鐵結(jié)構(gòu)的燃料噴射器中使用。燃料噴射器上的磁鐵線圈 在這種情況下被接通作為加熱元件，由此可以 一方面節(jié)省另外的加熱元 件，這節(jié)省了成本和安裝空間，并且另一方面通過燃料噴射器中的磁鐵 線圏的結(jié)構(gòu)保證，產(chǎn)生噴射器基體的快速加熱并且由此進(jìn)行從燃料供應(yīng)
裝置或者高壓收集處流出的燃料容量的快速加熱。
由DE 4431189 Al公開了 一種用于預(yù)熱內(nèi)燃一幾的燃料的方法，該方
法借助于電操縱的燃料噴射閥在冷的燃料的情況下提高電操縱的電損 耗功率并且它的余熱被用于預(yù)熱燃料。借助于建議的方法被建議，對具
有電或者電磁操縱的噴射噴嘴的發(fā)動機(jī)，通過人工提高用于噴射閥的電 或者電磁的閥操縱的輸入能量輸入用于加熱燃料的熱能作為分開的電 加熱元件的替代。這例如可以由此進(jìn)行，在打開車門時閉合電接觸，它 可以根據(jù)環(huán)境和冷卻液溫度對于定義的時間或者直到達(dá)到一個定義的 燃料溫度接通通過噴射噴嘴的線圈的電流。在這種情況下保證，盡管這 個措施還沒有燃油用于噴射。
不過對由DE 4431189 Al公開的方法決不能保證，高粘度的燃料， 例如重油，也被足夠地加熱到實現(xiàn)對噴射必需的粘度降低。特別是沒有 設(shè)置監(jiān)控是否噴射器的加熱實際上導(dǎo)致了希望的結(jié)果，即，閥封閉元件 可以自由并且無阻礙地通過黏稠的重油運(yùn)動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明因此以DE 4431189 Al為基礎(chǔ)得出 一種用于預(yù)熱噴射系統(tǒng)的 方法，它對于利用高粘度的燃料，例如利用重油工作的噴射器也是合適 的，并且它允許加熱時間和加熱溫度的調(diào)節(jié)，這樣保證，加熱一直進(jìn)行 到達(dá)到了無妨礙的工作狀態(tài)。
為了解決該任務(wù)，根據(jù)本發(fā)明的方法基本上特征在于，電磁體的線 圈周期性地被施加預(yù)熱電壓，并且監(jiān)控線圈中的電流曲線，并且對其進(jìn)行分析以識別通過銜鐵反作用而產(chǎn)生的局部最小電流和/或最大電流。 通過這樣的過程可以對每個周期性進(jìn)行的通電過程進(jìn)行監(jiān)控，噴射器的 預(yù)熱是否已經(jīng)導(dǎo)致了粘度下降，使得電磁閥的閥封閉元件可以自由運(yùn) 動。閥封閉元件的可運(yùn)動性在這種情況下借助銜鐵反作用識別，其中銜 鐵反作用可以通過局部的最小電流和/或最大電流識別。以此為基礎(chǔ)可 以進(jìn)行加熱過程的非常精確的控制，此時同時可以避免過度加熱。接著 每個周期性進(jìn)行的通電過程優(yōu)選將電磁體短接，并且因此按照 一種優(yōu)選 的方法規(guī)定，電磁體的線圈周期性地交替被施加預(yù)熱電壓和短接。
為了保證，可以基于銜鐵反作用識別閥封閉元件的可運(yùn)動性，有利 地這樣選擇預(yù)熱電壓的大小，使得閥封閉元件在線圈中的電流達(dá)到飽和 水平之前就運(yùn)動。精確的控制可以由此實現(xiàn)，即預(yù)熱電壓的大小這樣選 擇，使得閥封閉元件在線圏中的電流達(dá)到飽和水平之前就達(dá)到它的最大 行程。在選擇這樣的預(yù)熱電壓時可以借助線圏中的電流的觀察可靠地確 定，什么時候閥封閉元件的可運(yùn)動性達(dá)到了這樣的程度，即可以直達(dá)最 大行程并且由此保證噴射器的正常工作。
為了保證閥封閉元件的足夠的動態(tài)性能優(yōu)選采取這樣的措施，即測 量在給線圈施加預(yù)熱電壓和出現(xiàn)通過銜鐵反作用而產(chǎn)生的最小電流之 間的時間間隔，并且一旦所測量的時間間隔4氐于確定的額定值，就停止 對線圏的周期性施壓。對在給線圏施加預(yù)熱電壓和出現(xiàn)線圈的電流中的 最小電流之間的時間間隔進(jìn)行測量，能夠允許預(yù)熱進(jìn)行這么久，直到燃 料，并且特別是重油的粘度的下降導(dǎo)致足夠快速的操縱，并且特別是導(dǎo) 致閥封閉元件的足夠快速的打開。如果優(yōu)選這樣采取措施，即測量在線 圏短接和出現(xiàn)通過銜鐵反作用而產(chǎn)生的最大電流之間的時間間隔，并且 一旦所測量的時間間隔低于確定的額定值，就停止對線圈的周期性施 壓，這涉及閥封閉元件的關(guān)閉過程，那么這樣可以確定該關(guān)閉過程的足 夠的速度。
加熱，優(yōu)選這樣采取措施，即監(jiān)控線圈的溫度并且通電周期之間的時間 間隔根據(jù)所述溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在這種情況下線圏的溫度以簡單的方式由 線圈的電阻計算出。


本發(fā)明接下來借助在附圖中示意示出的實施例詳細(xì)說明。其中圖1
和2示出了按照現(xiàn)有技術(shù)的噴射器的基本結(jié)構(gòu)；圖3示出了用于控制噴 嘴針的閥組的一種實施變型方案；圖4示例示出了噴射過程期間在電磁 閥的線圏中的電流和電壓曲線；在圖5中最后示出了一種在本發(fā)明的框 架下用于噴射器的預(yù)熱的電磁閥的可能的控制。
具體實施例方式
在圖1和2中示出了噴射器1,它由噴射器基體2、閥組或者閥3、 中間板4、噴射器噴嘴5以及噴嘴張緊螺母6組成。噴射器噴嘴5包含 噴嘴針7，它在噴射器噴嘴5中縱向可滑動地導(dǎo)引并且具有多個自由表 面，燃料可以通過所述自由表面從噴嘴前室8流到噴嘴針尖端9。在打 開噴嘴針7時，燃料通過至少一個噴射孔10噴入燃燒室11中。在噴嘴 針7上，在圓周上設(shè)有臺肩12,壓縮彈簧13支撐在該臺肩上，該彈簧 在噴嘴針7上施加關(guān)閉的力。噴嘴針7在位于噴嘴針尖端9對面的一側(cè) 以端面14結(jié)束，該端面結(jié)束在控制室15中。控制室15具有一個帶有 輸入節(jié)流閥17的輸入通道16以及一個帶有溢流節(jié)流閥19的溢流通道 18。通過輸入通道16和溢流通道18的流量這樣確定大小，使得出現(xiàn)在 控制室15中的壓力這樣小，以致噴嘴針7通過存在于噴嘴前室8中的 燃料壓力克服壓縮彈簧13的力以及克服在控制室15中的壓力而打開。 如果溢流通道18關(guān)閉，在控制室15中的壓力產(chǎn)生一個作用在端面14 上的力，該力關(guān)閉噴嘴針7。噴嘴針7的打開和關(guān)閉速度可以通過節(jié)流 閥直徑的合適選擇來調(diào)整。溢流通道18利用在閥組3中軸向可運(yùn)動的 閥針20關(guān)閉。閥針20由閥彈簧22壓在設(shè)計成密封閥錐的閥座23中。 在電磁體21通電時閥座23被釋放，其措施是電磁體21吸引磁銜鐵25 并且由此使與磁銜鐵25連接的閥針20運(yùn)動，并且處于壓力下的燃料從 溢流通道18流入低壓室27中。
圖3示出了閥組3的第二種可能的結(jié)構(gòu)。溢流通道18直接在利用 閥球26封閉的閥座23處通入。閥球26被閥彈簧22壓在閥座23中。 在電磁體21通電時，該電磁體吸引與閥針20相連的磁銜鐵25,閥座 23被打開，并且處于壓力下的燃料從溢流通道18流入低壓室27中。
圖4示出了在電磁體21的線圏中的電流33或電壓34的典型曲線。 噴射工作的控制的特征在于，在加速階段28，期間通過電磁體21的電流單調(diào)上升，直到它達(dá)到了吸引電流35的上限值。在接著的吸引電流
階段29中一在該階段中，磁銜鐵25由于電磁體21引起的磁力克服閥 彈簧22進(jìn)行運(yùn)動一通過電磁體21的電流借助兩點(diǎn)電流調(diào)節(jié)保持在吸引 電流35的上限值和吸引電流37的下限值之間。在閥組3打開后，通過 電磁體21的電流在空載運(yùn)行階段30中下降到保持電流38的下限值。 一直到現(xiàn)在接著的保持電流階段31的終點(diǎn)，通過電磁體21的電流借助 兩點(diǎn)電流調(diào)節(jié)都保持在保持電流36的上限值和保持電流38的下限值之 間。為了關(guān)閉岡組3，通過電磁體21的電流在釋放階段32中又下降到 令。
在根據(jù)本發(fā)明的主題的框架中，現(xiàn)在定義一個第二種可能的電流曲 線，利用它通過在電》茲體21產(chǎn)生的余熱實現(xiàn)閥組3的加熱，而不會由 此損壞電磁體21。該加熱的目的是減小處于電磁閥和鄰接的部件的空腔 中的燃料的粘度。對此必需的在電i茲體21中的電流的曲線或者電流曲 線33在圖5中示出。在加熱階段39期間，電磁體21對升溫階段"的 持續(xù)時間被被周期性交替地施加預(yù)熱電壓42，并且對空載運(yùn)行階段的持 續(xù)時間或者對通電周期之間的時間間隔30的持續(xù)時間被短接。升溫階 段41的持續(xù)時間這樣選擇，使得電磁體21中的線圈的電感可以忽略。 預(yù)熱電壓42的大小這樣選擇，使得閥針20在通過電磁體21的電流33 達(dá)到飽和水平45之前達(dá)到它的最大行程。由此在電流33的曲線中，一 旦閥針20運(yùn)動就可以在閥針打開和關(guān)閉時識別銜鐵反作用。電磁體21 的線圈的溫度可以由已知的電阻溫度關(guān)系計算。線圈的電阻的改變通過 測量電壓或者電流在加熱之前和加熱期間的差值來確定。當(dāng)閥針20運(yùn) 動，并且在加熱階段39期間由于銜鐵反作用確定了在閥針20打開時的 局部最小電流43以及在閥針20關(guān)閉時的局部最大電流44時，加熱階 段就被終止。相反，當(dāng)在加熱階段39期間還不能夠確定銜鐵反作用， 并且測量的電阻大于最大允許的電阻額定值，即溫度達(dá)到或者超出了允 許的值，那么加熱階段39被終止并且開始溫度調(diào)節(jié)階段40。溫度調(diào)節(jié) 階段40與加熱階段39區(qū)別在于，即取消了一個或多個由升溫階段41 和空載運(yùn)行階段30組成的循環(huán)。要取消的循環(huán)的數(shù)量在此由理論電阻 與測量的在電磁體21中的電阻的偏差確定，這樣不會超出預(yù)先規(guī)定的 溫度。當(dāng)由于銜鐵反作用確定了閥針20打開時的局部最小電流43和閥 針20關(guān)閉時的局部最大電流44時，則終止溫度調(diào)節(jié)階段。該方法的一種改進(jìn)由此實現(xiàn)，即附加地確定在電磁體21通電的開
始和出現(xiàn)局部最小電流43之間的時間間隔46,或者在所述通電的終止 和出現(xiàn)局部最大電流44之間的時間間隔47,并且對電磁體21的才艮據(jù)本 發(fā)明的周期性通電只有當(dāng)時間間隔46或者47低于額定值時才終止，這 意味著，閥針具有足夠的動態(tài)性能，即可以足夠快速地打開或者關(guān)閉。 因此一旦在升溫階段41期間出現(xiàn)了在打開時的局部最小電流43, 并且在接著的空載運(yùn)行階段30期間出現(xiàn)了在關(guān)閉時的局部最大電流 44,并且它們在時間上處于預(yù)先確定的限度之內(nèi)，可以由此推斷，閥針 20在閥組3中運(yùn)動，并且由此可以進(jìn)行按照規(guī)定的噴射。在這種情況下 進(jìn)行預(yù)熱(圖5)和正常的控制(圖4)之間的切換。
權(quán)利要求
1. 用于預(yù)熱內(nèi)燃機(jī)的噴射器的方法，所述噴射器具有至少一個可通過電磁體控制的閥，其中在發(fā)動機(jī)啟動前給電磁體的線圈通電，其特征在于，所述電磁體(21)的線圈周期性地被施加預(yù)熱電壓(42)；并且監(jiān)控線圈中的電流曲線(33)，并對其進(jìn)行分析以識別通過銜鐵反作用而產(chǎn)生的局部最小電流(43)和/或最大電流(44)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電磁體(21) 的線圏周期性地交替被施加預(yù)熱電壓(42)和短接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)熱電壓 (42)的大小這樣選^r,使得在線圏中的電流(33)達(dá)到飽和水平(45)之前，閥去于閉元卩牛;就已運(yùn)動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l, 2或3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)熱電 壓的大小這樣選擇，使得在線圈中的電流達(dá)到飽和水平之前，閥封閉元 件就達(dá)到它的最大行程。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的方法，其特征在于，測 量在給線圈施加預(yù)熱電壓(42)和出現(xiàn)通過銜鐵反作用而產(chǎn)生的最小電 流(43)之間的時間間隔(46)，并且一旦所測量的時間間隔(46)低 于確定的額定值，就停止對線圈的周期性施壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所迷的方法，其特征在于，測 量在線圏短接和出現(xiàn)通過銜鐵反作用而產(chǎn)生的最大電流(4 4 )之間的時 間間隔(47)，并且一旦所測量的時間間隔(47)低于確定的額定值， 就停止對線圈的周期性施壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法，其特征在于，監(jiān) 控線圈的溫度，并且通電周期之間的時間間隔(30)根據(jù)所述溫度進(jìn)行 調(diào)節(jié)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的方法，其特征在于，所 述溫度由線圏的電阻計算出。
9. 用于預(yù)熱內(nèi)燃機(jī)的噴射器(1)的裝置，其中所述噴射器具有至 少一個可通過電磁體(21)控制的閥(3),特別是用于實施根據(jù)權(quán)利 要求1至8中任意一項所述的方法的裝置，所述裝置具有用于對電磁體(21 )的線圈通電的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置被設(shè)計用于 對電磁體(21 )的線圏以預(yù)熱電壓(42 )周期性通電，并設(shè)有分析電路，在該分析電路中監(jiān)控線圈中的電流曲線(33),并對其進(jìn)行分析以識別 通過銜鐵反作用而產(chǎn)生的局部最小電流(43)和/或最大電流(44)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述控制裝置這樣 設(shè)計，使得電磁體(21)的線圏周期性地交替被施加預(yù)熱電壓(42)和 短接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)熱電 壓(42)的大小這樣選擇，使得線圏中的電流(30)達(dá)到飽和水平(45) 之前，閥封閉元件就已運(yùn)動。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9， 10或11所述的裝置，其特征在于，所述預(yù) 熱電壓(42)的大小這樣選擇，使得線圈中的電流(30)達(dá)到飽和水平(45)之前，閥封閉元件就達(dá)到它的最大行程。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至12中任意一項所述的裝置，其特征在于， 所述分析電路被設(shè)計用于測量在給線圈施加預(yù)熱電壓(42)和出現(xiàn)通過 銜鐵反作用而產(chǎn)生的最小電流(43)之間的時間間隔(46)，其中一旦 所測量的時間間隔(46)低于確定的額定值，就停止對線圈的周期性施 壓。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13中任意一項所述的裝置，其特征在于， 所述分析電路被設(shè)計用于測量在線圈短接和出現(xiàn)通過銜鐵反作用而產(chǎn) 生的最大電流(44)之間的時間間隔(47),其中一旦所測量的時間間 隔(47)低于確定的額定值，就停止對線圏的周期性施壓。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9至14中任意一項所述的裝置，其特征在于， 所述控制裝置具有用于確定線圈的溫度的機(jī)構(gòu)，并且通電周期之間的時 間間隔(30 )根據(jù)所述溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9至15中任意一項所述的裝置，其特征在于， 所述用于確定溫度的機(jī)構(gòu)包括電阻測量裝置，其中所述溫度由線圏的電 阻計算出。
全文摘要
用于預(yù)熱內(nèi)燃機(jī)的噴射器(1)的方法和裝置，所述噴射器具有至少一個可通過電磁體(21)控制的閥(3)，其中在發(fā)動機(jī)啟動前給電磁體的線圈通電，根據(jù)本發(fā)明，所述電磁體(21)的線圈周期性地被施加預(yù)熱電壓(42)；并且監(jiān)控線圈中的電流曲線(33)，并對其進(jìn)行分析以識別通過銜鐵反作用而產(chǎn)生的局部最小電流(43)和/或最大電流(44)。
文檔編號F02M51/06GK101421506SQ200780012268
公開日2009年4月29日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月3日
發(fā)明者G·雷比克勒, J·施尼特, J·洛塞克 申請人:羅伯特·博世有限公司