用于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射閥，其中，噴射閥包括閥體，所述閥體包括閥腔和噴嘴體。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料噴射閥被廣泛使用地用在尤其是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)中，它們可以被布置成用于計(jì)量進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管或直接進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸的燃燒室中的流體。
[0003]由于有關(guān)布置在例如車輛中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可容許污染物排放的日益嚴(yán)格的法律規(guī)定，有必要采取各種方式以便減少這些污染物排放。
[0004]—個(gè)可能的出發(fā)點(diǎn)是，減少由燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)直接產(chǎn)生的污染物排放。例如，碳煙的產(chǎn)生極度取決于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸中的燃料混合物制備。
[0005]由于燃料噴射閥的焦化，在發(fā)動(dòng)機(jī)壽命期間會(huì)出現(xiàn)燃燒過(guò)程的性能劣化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是創(chuàng)造一種用于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射閥，其有助于可靠和準(zhǔn)確的功能。
[0007]通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的燃料噴射閥來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。燃料噴射閥的有利的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中給出。
[0008]根據(jù)第一方面，公開一種用于燃料噴射閥的噴嘴體。根據(jù)第二方面，公開一種用于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射閥。
[0009]該噴射閥包括閥體，其中，該閥體包括閥腔和噴嘴體。優(yōu)選地，噴嘴體是例如通過(guò)壓配合連接和/或釬焊或焊接連接而固定在閥基體上的獨(dú)立件?？商娲?，噴嘴體可以是與閥基體一體的。
[0010]閥腔可從閥體的燃料入口端延伸到燃料出口端。噴嘴體可以限制閥腔的自由體積。換言之，噴嘴體可以被安置在閥基體的燃料出口端。換種方式，噴嘴體被布置在閥腔的下游端。
[0011]噴嘴體包括至少一個(gè)噴嘴孔。此外，噴嘴體包括面向燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室且圍繞該至少一個(gè)噴嘴孔的外表面。換句話說(shuō)，噴嘴孔從噴嘴體的內(nèi)表面到噴嘴體的外表面延伸通過(guò)噴嘴體。該內(nèi)表面具體地面向閥腔。外表面具體地在遠(yuǎn)離閥腔的這側(cè)。換種方式，內(nèi)表面可以面向燃料入口端部，外表面可以背向噴射閥的燃料入口端。
[0012]外表面包括設(shè)計(jì)成形成與流體的大于90°的接觸角的第一區(qū)域。該第一區(qū)域可以部分地或完全地橫向包圍噴嘴孔。它可以與噴嘴孔橫向間隔開，或者它可以直接鄰接噴嘴孔。
[0013]例如，流體是汽油或柴油。由于接觸角大于90°，外表面的第一區(qū)域是所謂的疏流體表面，其也可以稱為疏流體接觸面。
[0014]接觸角是該表面與流體液滴之間的角度。接觸角也可以被稱為潤(rùn)濕角和/或邊緣角。接觸角例如由楊氏方程定義。接觸角越小，液滴待粘在表面上的效果越強(qiáng)。接觸角越大，疏流體表面卸下液滴的作用越強(qiáng)。例如，非常小的接觸角幾乎為0°，因而液滴可以很容易地附著到表面。與此相反，大的接觸角，例如約為140°，因此液滴將反而從表面脫離。接觸角取決于接觸表面上的物質(zhì)之間的相互作用的能量考慮。相互作用越低，接觸角越大，因?yàn)樵谀芰糠矫娓欣诹黧w形成球形液滴而不是附著在接觸表面上。總的來(lái)說(shuō)，如果接觸角小于90°，那么，該表面被認(rèn)為是親流體的。如果接觸角大于90°，那么，該表面被認(rèn)為是疏流體的。
[0015]噴嘴體和燃料噴射閥使用的想法是污染物排放能夠通過(guò)基本上避免在噴嘴體的外表面上形成沉積物而減少。噴嘴體的這個(gè)區(qū)域也可稱為噴射器頂端。在噴射器頂端上的上述沉積物使噴射閥的功能惡化-尤其是燃料離開噴嘴孔的噴霧特性-在發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用期間。
[0016]噴射器頂端沉積主要由所謂的“頂端潤(rùn)濕”行為產(chǎn)生的，其中，在噴射過(guò)程之后，燃料液滴保留在噴射器頂端。在噴射器頂端的燃料液滴是造成發(fā)射性能退化的原因。在噴射過(guò)程中，流體-例如燃料像汽油或柴油-可潤(rùn)濕噴射器頂端的表面。這可能引起沉積物，其主要是由碳組成，并且由噴射器頂端上的濕殘留物的焦化引起的。通常，這些沉積物具有多孔結(jié)構(gòu)，通過(guò)吸收氣態(tài)和/或液態(tài)流體，該結(jié)構(gòu)有利于在后續(xù)的噴射過(guò)程中的焦化過(guò)程。這導(dǎo)致了高的碳(也是HC-)和顆粒排放。
[0017]具有的優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)本發(fā)明的噴嘴體的外表面基本上避免了液滴在表面上的聚集或粘附。因此，能夠避免在噴射和燃燒過(guò)程期間流體(相應(yīng)的是流體液滴)的焦化和沉積物的形成，并且降低污染物排放或顆粒排放。
[0018]外表面的第一區(qū)域可以呈現(xiàn)足夠大的流體接觸角，以最小化流體與噴嘴體的外表面之間的粘附力。例如，流體接觸角大于90°，尤其是對(duì)于汽油或柴油為流體的?？稍趪娚溥^(guò)程期間附著到噴嘴體的外表面的液滴可容易地脫離外表面。因此，能夠完全或至少特別大程度地避免液滴的任何堆積、它們的焦化和/或沉積物。通過(guò)這種方式，可獲得在整個(gè)使用壽命中特別小的噴射器流量變化。另外，可獲得在噴射期間的燃料噴霧的最小化變化以及最小化的顆粒排放或污染物排放。
[0019]優(yōu)點(diǎn)在于，根據(jù)本發(fā)明，在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和/或氣缸中的燃燒氣體或空氣的運(yùn)動(dòng)作為外部刺激，可能足以使燃料液滴脫離噴嘴體的外表面。在發(fā)動(dòng)機(jī)被關(guān)閉的時(shí)間期間，液滴能夠只要發(fā)動(dòng)機(jī)再次發(fā)動(dòng)就可能脫離。
[0020]在各個(gè)實(shí)施例中，外表面的第一區(qū)域包括小突起和/或大凹部。例如，每個(gè)突起的最大橫向尺寸比橫向相鄰的突起之間的距離小。這個(gè)距離特別是這些突起的幾何重心之間的距離。
[0021]小突起和/或大凹部能夠通過(guò)激光散射而形成。例如，小突起能夠是小的隆起物和/或銷，它們尤其是通過(guò)大凹部來(lái)彼此分離。因此，在第一區(qū)域中，外表面能夠形成與流體的接觸角，其大于90°，從而使液滴容易地脫離外表面。
[0022]在各個(gè)實(shí)施例中，第一區(qū)域中的突起能夠具有在納米范圍內(nèi)的橫向尺寸。在本文中，“納米范圍”是特別理解為從I納米至100納米的范圍，其中包括邊界值。
[0023]在各個(gè)實(shí)施例中，第一區(qū)域中的凹部能夠具有在微米范圍內(nèi)的橫向尺寸。在各個(gè)實(shí)施例中，第一區(qū)域中的橫向相鄰的突起之間的距離可以在微米范圍內(nèi)。在本文中，“微米范圍”是特別理解為從100納米至100微米的范圍，優(yōu)選為100納米至10微米。
[0024]在各個(gè)實(shí)施例中，第一區(qū)域中的這些突起的最大橫向尺寸例如最大直徑為在30納米至100納米之間，邊界值包括在內(nèi)。在各個(gè)實(shí)施例中，大凹部的最大直徑，或第一區(qū)域中的橫向相鄰的突起之間的最大距離為在300納米至600納米之間。
[0025]在各個(gè)實(shí)施例中，外表面還包括第二區(qū)域，其被設(shè)計(jì)成與流體形成小于90°的接觸角。特別地，該流體是與第一區(qū)域形成大于90°的接觸角的相同流體。
[0026]第二區(qū)域可以是與第一區(qū)域相鄰，優(yōu)選地，其可以鄰接第一區(qū)域。例如，第一區(qū)域被第二區(qū)域橫向包圍。
[0027]第二區(qū)域具有比第一區(qū)域更弱的疏流體性。由于前面提到的能量考慮，流體液滴自然地朝著僅輕微疏流體或比它們開始移離的表面至少更不那么疏流體的區(qū)域移動(dòng)。由于外表面的第二區(qū)域鄰近外表面的第一區(qū)域，因此，粘在第一區(qū)域的液滴試圖移動(dòng)到相鄰的第二區(qū)域。通過(guò)從第一區(qū)域移動(dòng)到第二區(qū)域，液滴能夠拽著來(lái)自在前的噴射過(guò)程的最終得到的焦化沉積物一起移動(dòng)。這有助于避免這些焦化沉積物的任何堆積，尤其是在第一區(qū)域中。此外，移動(dòng)的液滴能夠更容易地脫離外表面。
[0028]在各個(gè)實(shí)施例中，外表面的第二區(qū)域包括小的凹槽和/或大的突起。例如，每個(gè)突起的最大橫向尺寸比橫向相鄰的突起之間的距離大。
[0029]對(duì)比上面描述的第一區(qū)域，第二區(qū)域包括大的突起，它們能夠例如是隆起物和/或銷。小的凹部可以分隔這些大的突起。這有助于在第二區(qū)域中獲得與流體特別是汽油或柴油的小于90°的接觸角，并且因此支持流體