專利名稱：用于將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的噴射器、尤其是共軌式 噴射器。
背景技術(shù)：
由DE 100 24 703 Al已知一種共軌式噴射器，通^:該噴射器能夠?qū)⑷?料直接噴射到內(nèi)燃機(jī)的與該噴射器相配的燃燒室中。為此，在殼體中設(shè)置 有單件式閥元件，該閥元件具有總體上在閥元件打開方向上作用的壓力面。 在閥元件的相反端部上具有在關(guān)閉方向上作用的控制面，該控制面限界一 控制室。在關(guān)閉方向上作用的控制面總體上大于在閥元件打開時在打開方 向上作用的壓力面。己知噴射器的缺陷是，由于閥元件具有單件式結(jié)構(gòu)， 因此必須遵守嚴(yán)格的制造公差并且必須在一個構(gòu)件上實現(xiàn)不同的直徑區(qū) 段。
由DE 102 07 227 Al已知一種共軌式噴射器，其閥元件被實施成兩件 式的，其中，這兩個構(gòu)件(控制桿和噴嘴針)在持久地與噴射器的低壓區(qū) 域連接的低壓室中相互作用。在低壓室內(nèi)部實現(xiàn)閥元件的直徑分級，以便 提高液壓關(guān)閉力。該已知噴射器的缺陷是泄漏損失高，泄露損失不可避免 地出現(xiàn)，因為低壓室在兩個軸向上通過導(dǎo)向間隙與噴射器的高壓區(qū)域連接， 因此燃料能夠流到低壓室(噴射器低壓區(qū)域的一部分)中并且從那里流向 回流管道。
由后公開的DE 10 205 034 599已知一種噴射器，其中閥元件被構(gòu)造成 兩件式的，其中，這兩個構(gòu)件(控制桿和噴嘴針)通過耦合室液壓地相互 連接。因為耦合室不與噴射器的低壓區(qū)域連接，所以在耦合室內(nèi)部也存在 高的燃料壓力。液壓耦合的作用是使噴嘴針跟隨控制桿的受控運動。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提出一種噴射器，其在結(jié)構(gòu)上簡單地構(gòu)造成并且可成本有利地制造。
該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的噴射器實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求給出 有利的擴(kuò)展方案。此外，所有由至少兩個在說明書、附圖和/或權(quán)利要求中 公開的特征組成的組合都落在本發(fā)明范圍內(nèi)。
本發(fā)明基于如下構(gòu)思閥元件被構(gòu)造成多件式的，尤其是具有一與控 制室共同作用的控制桿和一密封地與針座共同作用的、在軸向上相鄰的噴 嘴針，其中，閥元件的這兩個分元件不是牢固地相互連接，而是通過液壓 耦合器相互耦合，其中耦合室以如下方式構(gòu)造耦合室只通過唯一一個的 軸向的導(dǎo)向間隙或者說密封間隙與噴射器的高壓區(qū)域液壓地連接。在此， 高壓區(qū)域指的是以下所有區(qū)域噴射器的其中至少有時、至少近似地存在 軌壓的室和通道。耦合室充注燃料，其中，在耦合室內(nèi)部優(yōu)選同樣至少近 似地存在軌壓。在需要時可以完全省去低壓級，以盡量減少泄漏損失。通 過使耦合室不在兩個軸向上、而是只在一個軸向上與噴射器的高壓區(qū)域通 過導(dǎo)向間隙液壓地連接，能夠減少制造成本，因為不必兩次都以嚴(yán)格的公 差來制造兩個共同作用的導(dǎo)向面。按照本發(fā)明的設(shè)計方案的另一優(yōu)點是， 在控制該閥元件期間進(jìn)入尤其處于高壓下的耦合室中的壓力損失降低，因 為只設(shè)置有一個軸向間隙。
通過閥元件的多件式構(gòu)造顯著地提高了在設(shè)計噴射器時的自由度，因 為相應(yīng)的閥元件能夠最佳地與噴射器內(nèi)部的相應(yīng)位置匹配。例如，通過相 應(yīng)地選擇所使用的材料和尺寸，闊元件的彈性特性能夠最佳地與規(guī)定的應(yīng) 用領(lǐng)域匹配。此外，閥元件的制造在總體上被極大簡化，因為也可以使用 具有恒定直徑的部件。這能夠?qū)崿F(xiàn)具有更簡單部件的簡單噴射器結(jié)構(gòu)，這 一方面使制造更加容易，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)較小的結(jié)構(gòu)形式。液壓耦合器 的另一優(yōu)點是補(bǔ)償公差，這簡化了制造和裝配。此外，通過液壓耦合實現(xiàn) 一定程度的運動緩沖。
在本發(fā)明的擴(kuò)展方案中有利地規(guī)定，耦合室借助套筒實現(xiàn)。優(yōu)選地， 套筒在兩個借助耦合室相互耦合的分元件中的一個上導(dǎo)向并且在另一個分 元件的方向上受彈簧力加載。在對套筒導(dǎo)向的分元件和套筒之間，沿軸向 構(gòu)造唯一的軸向密封間隙或者說導(dǎo)向間隙，耦合室通過該間隙液壓地與噴 射器的壓力區(qū)域連接。套筒以其端面貼靠在另一個分元件上或者說在該另 一個分元件的貼合面上，由此在套筒和貼合面之間形成密封區(qū)域。通過僅設(shè)置唯一的軸向間隙，由此也減少在控制期間流入到耦合室中的燃料量， 也可以消除打開密封套筒，即消除將套筒端面從分元件的貼合面上抬起， 由此提高噴射器的功能可靠性。
優(yōu)選地，沿軸向作用在套筒上的彈簧被如此地設(shè)置，使得彈簧沿打開 方向作用在與燃燒室相距較遠(yuǎn)的分元件上、尤其是在控制桿上。該彈簧反 作用于關(guān)閉彈簧，其中，關(guān)閉彈簧的彈簧力大于套筒彈簧的彈簧力，由此 在關(guān)閉位置只有彈簧力差起作用，這對噴射器的控制具有積極影響。
在本發(fā)明的擴(kuò)展方案中有利地規(guī)定，套筒不是被構(gòu)造成單獨構(gòu)件，而 是與第一分元件或第二分元件構(gòu)造成一體。由此省去端側(cè)的密封面以及單 獨構(gòu)件，這對可裝配性和制造成本也產(chǎn)生積極影響。通過將套筒與第一分 元件或第二分元件構(gòu)造成一體，耦合室位于第一分元件和/或第二分元件內(nèi) 部。換言之，這兩個分元件在軸向相互嵌套滑動地被導(dǎo)向，其中，在這個 實施例中，唯一的軸向間隙被構(gòu)造在這兩個分元件之間。這種結(jié)構(gòu)形式能 夠?qū)椈奢S向地安置在這兩個分元件之間，該彈簧分別支撐在對置的端面 上。在此這樣地確定彈簧力的大小，使得該彈簧力小于作用在其中一個分 元件上的關(guān)閉彈簧的彈簧力。
優(yōu)選地，設(shè)置有一個用于距燃燒室較遠(yuǎn)的分元件、尤其是控制桿的軸 向止擋，由此在靜止?fàn)顟B(tài)下在噴嘴針支承于針座上時在兩個分元件之間出 現(xiàn)間隙。由此減小針座中的沖擊質(zhì)量，因為不是整個閥元件壓到針座上， 而是只有噴嘴針壓到針座上。


由下面對優(yōu)選實施例的描述以及借助于附圖給出本發(fā)明的其它優(yōu)點、 特征和細(xì)節(jié)。附圖中
圖1示出具有閥元件的噴射器，該閥元件包括控制桿和噴嘴針，控制 桿和噴嘴針通過一由套筒限界的耦合室液壓地相互耦合，其中，套筒在軸 向上支撐在控制桿的貼合面上；
圖2示出具有閥元件的噴射器的另一實施例，該閥元件具有控制桿和 一與該控制桿液壓耦合的噴嘴針，其中，限界耦合室的套筒在軸向上被彈 簧力加載到噴嘴針的貼合面上；
圖3示出具有閥元件的噴射器，該閥元件具有控制桿和噴嘴針，其中，液壓耦合室被構(gòu)造在控制桿內(nèi):部并且噴嘴針沿著軸向在控制桿內(nèi)部被導(dǎo) 向；禾口
圖4示出具有閥元件的噴射器，該閥元件具有控制桿和噴嘴針，其中， 噴嘴針在控制桿內(nèi)部被導(dǎo)向并且與控制桿相比具有小得多的質(zhì)量。
具體實施例方式
在圖中，相同的構(gòu)件和功能相同的構(gòu)件以相同的附圖標(biāo)記表示。 在圖1中示出一個用于將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的共軌式噴射器 1。燃料高壓儲存器3 (軌)通過高壓供給管道2給噴射器1供給處于高壓 (約1800至2000bar)下的燃料、尤其是柴油或汽油。 一尤其被構(gòu)造成徑 向柱塞泵的高壓泵4給燃料高壓儲存器3提供來自處于低壓下的儲存容器5 的燃料。噴射器的低壓區(qū)域6通過回流管道7與儲存容器5液壓地連接。 在噴射器的低壓區(qū)域中的壓力視運行狀態(tài)而定約為0至10bar之間。燃料 控制量通過回流管道7從控制室8輸出并且通過高壓泵4重新輸送到高壓 循環(huán)。
噴射器1具有噴射器體9和噴嘴體10，其中，噴射器體9和噴嘴體10 可通過未示出的噴嘴鎖緊螺母相互鎖緊，該鎖緊螺母可與噴射器體9擰緊， 其中，噴嘴體10沿軸向貫穿未示出的噴嘴鎖緊螺母。
在噴嘴體10內(nèi)部安置一階梯孔11，該階梯孔11沿軸向延續(xù)到噴射器 體9的孔12中。在孔11、 12內(nèi)部構(gòu)造一屬于噴射器1高壓區(qū)域的壓力室 13，閥元件14沿著軸向在該壓力室中縱向移動地被導(dǎo)向。該閥元件14具 有控制桿16和噴嘴針17，該控制桿16以端面15限界控制室8，噴嘴針17 與燃燒室軸向相鄰。噴嘴針17在針尖18上具有關(guān)閉面19，噴嘴針17可通 過該關(guān)閉面19密封地貼靠在構(gòu)造于噴嘴體10內(nèi)部的針座20上。
當(dāng)噴嘴針17貼靠在針座20上時，即位于關(guān)閉位置時，來自噴嘴孔裝 置21的燃料輸出被封閉。如果噴嘴針反之從針座20上抬起，則燃料能夠 從構(gòu)造成環(huán)形室的壓力室13經(jīng)過針座20流向噴嘴孔裝置21并且在此基本 在高壓下(軌壓)下噴射到未示出的燃燒室中。
噴嘴針17在軸向區(qū)段22中具有多角形輪廓并且在噴嘴體10的具有圓 形輪廓的階梯孔壁上被導(dǎo)向，由此構(gòu)成一些在圓周上均勻分布的軸向通道 23，在閥元件16打幵時，壓力室13內(nèi)部的燃料能夠通過這些軸向通道23沿軸向從高壓供給管道2的入口區(qū)域一直流動到噴嘴孔裝置21。
在軸向區(qū)段22的下端部上構(gòu)造一基本錐形成形的壓力作用面24，在壓 力作用面24上作用有沿打開方向的壓力。
該打開力暫時逆著控制室8內(nèi)部的端面15上的關(guān)閉力作用?？刂剖? 通過套筒狀構(gòu)件26內(nèi)部的輸入節(jié)流裝置25與壓力室13液壓地連接。由套 筒狀構(gòu)件26徑向限界的控制室8可通過排出節(jié)流裝置27與低壓區(qū)域6連 接。在此，具有排出節(jié)流裝置27的排出通道28延伸貫穿缸板29，燃料可 以有時通過該排出通道流出到低壓室6中。關(guān)閉彈簧30又在軸向上將套筒 狀構(gòu)件26預(yù)壓到在牢固地夾緊于噴射器1內(nèi)部的缸板29上。為此，關(guān)閉 彈簧30沿軸向支撐在控制桿16的圓周環(huán)圈31上，由此在控制桿16上持 久地作用關(guān)閉力。
為了使燃料從控制室8流入到低壓區(qū)域6中，由此減小作用在控制桿 16端面15上的壓力，設(shè)置有一控制閥32，該控制閥32具有電磁式致動器 33，該致動器33與銜鐵板34共同作用。在此，銜鐵板34牢固地與閥體35 連接，閥體35又沿著軸向力加載地作用在閥球36上。在致動器33通電時 閥體35抬起，由此使閥球36從一構(gòu)造在缸板29上的閥座36上抬起，從 而燃料能夠通過排出節(jié)流裝置從控制室8流出到低壓區(qū)域6中并且從低壓 區(qū)域6通過回流管道7流出。在此，輸入節(jié)流裝置25和排出節(jié)流裝置27 的通流橫截面相互協(xié)調(diào)，使得從壓力室13到控制室8的流入弱于從控制室 8到低壓區(qū)域的流出，并且由此在控制閥32打開時得到來自控制室8的燃 料凈流出。由此在控制室8中產(chǎn)生的壓力降起到如下作用關(guān)閉力的大小 降低到打開力的大小以下并且閥元件14從閥座20上抬起。
控制桿16和噴嘴針17通過液壓耦合室38僅僅液壓地相互耦合。因此， 噴嘴針17跟隨控制桿16的打開運動和關(guān)閉運動。在限界耦合室38的套筒 39內(nèi)部的噴嘴針17直徑D1小于在套筒狀構(gòu)件26中被導(dǎo)向的控制桿16直 徑D2。與噴射器1的低壓區(qū)域沒有連接的耦合室38被充注燃料并且被徑 向地設(shè)置在壓力室13內(nèi)部，由此在耦合室38內(nèi)部也近似存在軌壓。耦合 室38由套筒39徑向地限界，噴嘴針17在該套筒內(nèi)部軸向移動地被導(dǎo)向。 在噴嘴針17和套筒39之間構(gòu)造有一圓形輪廓的軸向間隙40 (導(dǎo)向間隙或 密封間隙)。在此涉及唯一的導(dǎo)向間隙，耦合室38通過該導(dǎo)向間隙與高壓 區(qū)域、尤其是壓力室13連通。套筒39借助螺旋彈簧41沿軸向被彈簧力加載在貼合面43上，螺旋彈 簧41軸向地支撐在噴嘴體10內(nèi)部的階梯孔11的環(huán)形肩42上，貼合面43 在控制桿16的與端面15對置的端面44上。在此，貼合面43構(gòu)造在控制 桿16的沿徑向加寬的凸緣45上。由于彈簧41的彈簧力，套筒39密封地 貼靠在貼合面43上。彈簧41通過套筒39沿打開方向以彈簧力加載控制桿 16，該彈簧力反作用于關(guān)閉彈簧30的彈簧力。在此，彈簧41設(shè)計成比關(guān) 閉彈簧30更弱，從而一小的合成彈簧力總體上持久地沿關(guān)閉方向作用于閥 元件14上。因為關(guān)閉彈簧30被設(shè)計得比彈簧41更強(qiáng)，所以控制桿16在 噴^"過程后通過關(guān)閉彈簧30的大的彈簧力復(fù)位，由此確保無需打開套筒39 (即套筒39從貼合面23上抬起)就能使控制桿復(fù)位。例如可以在軸向區(qū) 段22的區(qū)域中設(shè)置一小的燃料節(jié)流裝置，用以優(yōu)化噴嘴針的關(guān)閉速度。
下面詳細(xì)解釋按照圖2的實施例。在此，基本上只描述與按照圖1的 實施例的區(qū)別。在共性方面參照上面的描述以免重復(fù)。
在圖2中出于清晰考慮只部分地示出燃料循環(huán)。在所示的實施例中， 耦合室38同樣通過套筒39限界。但是彈簧41不支撐在階梯孔11的環(huán)形 肩上，而是支撐在控制桿16的徑向加寬的區(qū)段46上，由此以彈簧力將套 筒39沿軸向加載在噴嘴針17的背離燃燒室的貼合面47上。在此，貼合面 47構(gòu)造在閥針17的徑向加寬的區(qū)段48上。
控制桿16的區(qū)段46形成控制桿16在噴嘴體10上的軸向止擋，由此 在所示的靜止?fàn)顟B(tài)(噴嘴針17支承在針座20上并且控制室8在控制閥32 關(guān)閉的情況下被以高壓加載)在噴嘴針17和控制桿16之間形成縫隙49。 為了確保壓力室13內(nèi)部的燃料沿軸向一直通流到針座20，在區(qū)段46內(nèi)部 設(shè)置有軸向的穿孔50。通過設(shè)置該止擋(區(qū)段46)減少閥元件在針座20 上的沖擊質(zhì)量，因為在關(guān)閉運動結(jié)束時不是整個閥元件14碰撞在針座20 上，由此也使得磨損減少。
唯一的軸向間隙構(gòu)造在控制桿16和在控制桿16上被導(dǎo)向的套筒39之 間，該軸向間隙將耦合室38與壓力室13液壓地連通。
在按照圖3的實施例中，沒有設(shè)置用于限界耦合室38的單獨的套筒。 耦合室38構(gòu)造在控制桿16內(nèi)部。噴嘴針17在控制桿16的套筒狀接續(xù)部 51中被導(dǎo)向。彈簧41在軸向上一方面支撐在噴嘴體10的環(huán)形肩42上，另 一方面支撐在套筒狀接續(xù)部51的端面上，由此控制桿16在打開方向上受彈簧力加載。在此，彈簧41也被設(shè)計成比同樣作用在控制桿16上的關(guān)閉 彈簧30更弱。在所示的實施例中，連接耦合室38和高壓區(qū)域的唯一的軸 向間隙40構(gòu)造在噴嘴針17的外表面和套筒狀接續(xù)部51的內(nèi)圓周面之間。
為了減少作用在噴嘴針17上的橫向力，與在圖3所示的不同，可以想 到，控制桿16在噴嘴體10內(nèi)部沿rt向被導(dǎo)向。
在按照圖4的最后一個實施例中，耦合室38與圖3類似地構(gòu)造在控制 桿16的套筒狀接續(xù)部51內(nèi)部。在此，控制桿16通過多角形輪廓的區(qū)段21 在噴嘴休10內(nèi)部沿軸向被導(dǎo)向，以避免作用在噴嘴針17上的橫向力。噴 嘴針被構(gòu)造成比控制桿16小得多，由此在針座上作用小的質(zhì)量。彈簧41 一方面支撐在控制桿16上，另一方面支撐在噴嘴針17上。在所示的靜止 狀態(tài)下，在控制桿16和噴嘴針17之間設(shè)置有間隙49。
權(quán)利要求
1.一種用于將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的噴射器，尤其是共軌式噴射器(1)，該噴射器具有高壓區(qū)域和閥元件(14)，該閥元件能在關(guān)閉位置和釋放燃料流的打開位置之間軸向地移位，其特征在于，閥元件(14)包括第一分元件(16，17)和至少一個單獨的第二分元件(17，16)，第一分元件和第二分元件通過耦合室(38)液壓地相互耦合，并且耦合室(38)只在一個軸向上與噴射器(1)的高壓區(qū)域液壓地連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的噴射器，其特征在于，耦合室(38)僅僅與噴 射器(1)的高壓區(qū)域連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的噴射器，其特征在于，耦合室(38)由套筒G9) 徑向地限界。
4. 如權(quán)利要求3所述的噴射器，其特征在于，套筒(39)要么在第一 分元件(16， 17)上要么只在第二分元件(16， 17)上軸向地被導(dǎo)向。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的噴射器，其特征在于，套筒(39)要么支 承在第一分元件(16， 17)的第一貼合面(43)、尤其是端面(44)上，要 么支承在第二分元件(17， 16)的第二貼合面(47)、尤其是端面上。
6. 如權(quán)利要求5所述的噴射器，其特征在于，套筒(39)借助彈簧(41) 沿軸向被彈簧力加載在第一貼合面(43)或第二貼合面(47)上。
7. 如權(quán)利要求5所述的噴射器，其特征在于，彈簧(41)被設(shè)置成在 打開方向上逆著關(guān)閉彈簧(30)的力作用在第一或第二分元件(16， 17) 上。
8. 如權(quán)利要求1所述的噴射器，其特征在于，耦合室(38)設(shè)置在第 一和/或第二分元件(16， 17)內(nèi)部。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的噴射器，其特征在于，設(shè)置有用于第一和 /或第二分元件(16， 17)的軸向止擋，并且優(yōu)選在靜止?fàn)顟B(tài)下在這些分元 件(16， 17)的相互面對的端面之間設(shè)置有間隙。
10. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的噴射器，其特征在于，第一分元 件(16， 17)被構(gòu)造成與控制室作用連接的控制桿(16)，并且第二分元件(17， 16)被構(gòu)造成與針座(20)密封地共同作用的噴嘴針(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的噴射器(1)，尤其是共軌式噴射器(1)，該噴射器具有高壓區(qū)域和閥元件(14)，該閥元件能在關(guān)閉位置和釋放燃料流的打開位置之間軸向地移位。按照本發(fā)明規(guī)定，閥元件(14)包括第一分元件(16)和至少一個單獨的第二分元件(17)，第一分元件和第二分元件通過耦合室(38)液壓地相互耦合，并且耦合室(38)只在一個軸向上與噴射器(1)的高壓區(qū)域液壓地連接。
文檔編號F02M47/00GK101578445SQ200780049554
公開日2009年11月11日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月9日
發(fā)明者H-C·馬蓋爾 申請人:羅伯特·博世有限公司