專利名稱：燃料噴射閥的制作方法
技術(shù)水平本發(fā)明涉及獨(dú)立權(quán)利要求所述類型的一種燃料噴射閥。
通常，燃料噴射閥的壓電執(zhí)行元件受溫度影響產(chǎn)生的長度變化借助于液壓裝置或通過選擇合適的材料組合來補(bǔ)償。
由EP0869278A1公開了一種燃料噴射閥，其中，執(zhí)行元件的長度變化通過相應(yīng)的材料組合來補(bǔ)償。由該文獻(xiàn)公開的燃料噴射閥具有一個安置在執(zhí)行元件腔中的執(zhí)行元件，它形狀吻合地與一個壓肩相連，執(zhí)行元件通過該壓肩逆著一個壓簧的力作用在閥針上。該執(zhí)行元件一側(cè)支撐在一個壓板上，另一側(cè)支撐在一個執(zhí)行元件上。在激勵執(zhí)行元件時將閥針向噴射方向操作。
與溫度有關(guān)的執(zhí)行元件長度變化的補(bǔ)償在所述的文件中通過多個補(bǔ)償盤實(shí)現(xiàn)，它們安置在壓板與執(zhí)行元件的端面之間。它們具有一個溫度膨脹系數(shù)，該系數(shù)與執(zhí)行元件的一致，但符號相反。在溫度升高執(zhí)行元件縮短時，這些補(bǔ)償盤伸長，并因此補(bǔ)償執(zhí)行元件的熱長度變化。
這種裝置的缺點(diǎn)是，特別是加工費(fèi)用的關(guān)系使得成本相對高，這主要與材料的選擇有關(guān)(例如因瓦合金(INVAR))。
通過液壓裝置對長度變化的補(bǔ)償由EP0477400A1公開了。在這種類型的裝置中主要的缺點(diǎn)是，排出大的液體體積，由此存在高的氣蝕趨向。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)具有獨(dú)立權(quán)利要求所述特征的本發(fā)明燃料噴射閥的優(yōu)點(diǎn)是，純機(jī)械式補(bǔ)償由于溫度原因而出現(xiàn)的構(gòu)件長度或位置變化，由此保證了燃料噴射閥的可靠以及精確的工作方式。
通過在從屬權(quán)利要求中列出的措施可以對獨(dú)立權(quán)利要求給出的燃料噴射閥進(jìn)行有利的進(jìn)一步構(gòu)造。
特別是，閥執(zhí)行元件和頂緊執(zhí)行元件的同步控制導(dǎo)致開關(guān)時間短以及精確，因?yàn)闆]有時間延遲地操作。在控制間隔中，閥執(zhí)行元件可以自由地適應(yīng)溫度情況。
通過將頂緊執(zhí)行元件裝在一個導(dǎo)向殼體中，保護(hù)執(zhí)行元件免受外部的拉力以及剪切力，并且獲得更大的穩(wěn)定性。
執(zhí)行元件殼體相對于閥殼體密封具有的優(yōu)點(diǎn)是，化學(xué)侵蝕性燃料不能作用到執(zhí)行元件上。
頂緊執(zhí)行元件的控制可以分兩級或者說通過用于閥執(zhí)行元件以及用于頂緊執(zhí)行元件的兩個不同的電路實(shí)現(xiàn)，這樣能夠進(jìn)行預(yù)先頂緊。
附圖在附圖中簡單示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且在以下的說明書部分中進(jìn)一步說明。其中，

圖1是通過本發(fā)明燃料噴射閥的一個實(shí)施例的軸向剖視圖，
圖2是該燃料噴射閥的沿圖1中II—II線的剖視圖。
實(shí)施例的描述圖1中在一個軸向剖視圖中示出了本發(fā)明燃料噴射閥1的一個實(shí)施例。該燃料噴射閥1具有通過一個燃料入口2的中心燃料輸送結(jié)構(gòu)，該閥是向內(nèi)打開式的。
在一個執(zhí)行元件殼體3中安置了環(huán)形構(gòu)成的閥執(zhí)行元件4以及一個偏壓彈簧7，閥執(zhí)行元件4帶有一個中心的孔5并且由盤形的壓電或磁致伸縮元件6a組成。由外部電源通過一個插接觸頭8操作該閥執(zhí)行元件4。為了簡化起見，在圖1中僅僅示出了一個單個的觸頭40，它通過一個導(dǎo)電的連接結(jié)構(gòu)9與閥執(zhí)行元件4相連。該插接觸頭8可以被壓鑄上一個塑料外套41。
執(zhí)行元件殼體3部分地包括一個外部的套管43以及一個內(nèi)套管44。在閥執(zhí)行元件4與外套管43之間設(shè)置了一個保護(hù)及支撐套管46，它包括一個第一蓋板36，閥執(zhí)行元件4以第一端面32支撐在該蓋板上。在與蓋板36相對的另一側(cè)上安置了一個第二蓋板37，偏壓彈簧7支撐在該蓋板上。
在偏壓彈簧7與閥執(zhí)行元件4之間安置了至少一個頂緊執(zhí)行元件10。在該實(shí)施例中設(shè)置了三個頂緊執(zhí)行元件10。每個頂緊執(zhí)行元件10如同閥執(zhí)行元件4一樣由盤形壓電或磁致伸縮元件6b組成，并且例如如閥執(zhí)行元件4以夾層結(jié)構(gòu)或者實(shí)心地構(gòu)成?？梢栽O(shè)置一個第二電路來操作頂緊執(zhí)行元件10。頂緊執(zhí)行元件10的盤形元件6b靠置在一個位于徑向外部的底板11上，該底板又支撐在該保護(hù)及支撐套管46上。這些盤形元件6b分別由一個套管形導(dǎo)向殼體13包圍。頂緊執(zhí)行元件10的作用方向與閥執(zhí)行元件4的作用方向垂直。偏壓彈簧7以及閥執(zhí)行元件4以一個第二端面33支撐在支撐扇形件14上。在導(dǎo)向殼體13之間在圓周方向上分別安置了一個支撐扇形件14，它滿足了用于閥執(zhí)行元件4以及偏壓彈簧7的支撐功能。支撐扇形件14和頂緊執(zhí)行元件10沒有與執(zhí)行元件殼體3相連，而是通過偏壓彈簧7的偏壓固定地保持在執(zhí)行元件殼體3中。
在閥執(zhí)行元件4的中心孔5以及內(nèi)套管44之中安置了一個操作體15，它在頂緊執(zhí)行元件10以及支撐扇形件14的區(qū)域具有一個收縮部16。在該收縮部16上作用著隨動件17，其端側(cè)與相應(yīng)的頂緊執(zhí)行元件10相連。在控制間隔中，隨動件17以小的剩余力靠置在操作體15上，由此使頂緊執(zhí)行元件10繼續(xù)處于偏壓下。
操作體15通過一個延長結(jié)構(gòu)18與一個閥針19連接，在該閥針上構(gòu)造了一個閥關(guān)閉體20。在閥關(guān)閉體20由閥座體47的閥座面21抬起時，燃料通過噴出口22噴出。閥座體47通過一個套管形的噴嘴體48與所述外部的套管43相連。操作體15以其背離閥針19的面支撐在一個復(fù)位彈簧23上，并且以其延長結(jié)構(gòu)18托住閥針19的法蘭24。在閥針19的法蘭24與操作體15之間夾緊著一個彈簧25。在關(guān)閉運(yùn)動時，操作體15可以相對于閥針19運(yùn)動(durchschwingen)，這樣，只有閥針19的慣量止擋在閥座面21上。由此避免了猛擊。燃料通過操作體15的內(nèi)孔26、延長結(jié)構(gòu)18壁上的橫孔27以及閥座體47中的至少一個通道28流到閥座。
如果在閥執(zhí)行元件4以及圖1中示出的本發(fā)明燃料噴射閥1的頂緊執(zhí)行元件10上通過插接觸頭8連接上一個操作電壓，則閥執(zhí)行元件4以及頂緊執(zhí)行元件10的盤形元件6伸長，由此，在閥執(zhí)行元件4軸向伸長的同時，頂緊執(zhí)行元件10使隨動件17壓在操作體15的外壁29上。由此，將操作體15傳遞力地與閥執(zhí)行元件4頂在一起。通過閥執(zhí)行元件4逆著燃料流動方向的伸長而打開燃料噴射閥1。
燃料噴射閥1在運(yùn)行時經(jīng)歷大的溫度波動。一方面通過與內(nèi)燃機(jī)燃燒室的接觸加熱了整個燃料噴射閥1，另一方面例如通過壓電閥執(zhí)行元件4變形時的損耗功率或者通過電荷運(yùn)動出現(xiàn)局部的溫度效應(yīng)。這導(dǎo)致盤形元件的熱長度縮短，因?yàn)閴弘娞沾删哂胸?fù)的溫度膨脹系數(shù)，因此在受熱時收縮而在冷卻時膨脹。
按照本發(fā)明，通過將頂緊執(zhí)行元件10配置得與閥執(zhí)行元件4垂直，從而保證，熱長度變化過程、特別是閥執(zhí)行元件4的熱長度變化過程在控制間隔中可以無阻礙地進(jìn)行，而沒有導(dǎo)致閥執(zhí)行元件4的夾緊。在此，由頂緊執(zhí)行元件10施加在操作體15上的剩余力被偏壓彈簧7或閥執(zhí)行元件4克服，而在控制階段中，隨動件17在操作體15上的壓力為這樣大，使得操作體15在閥執(zhí)行元件4的伸長方向上運(yùn)動。
圖2示出了沿圖1中II—II線剖切燃料噴射閥1的一個示意性剖面。在此，已經(jīng)描述的元件使用與原先一致的參考標(biāo)號。
在該實(shí)施例中，在偏壓彈簧7與閥執(zhí)行元件4之間以相同的角間距、例如約120°安置了三個相同的頂緊執(zhí)行元件10。頂緊執(zhí)行元件10靠置在底板11上，而底板11支撐在閥執(zhí)行元件4的保護(hù)及支撐套管46的內(nèi)壁12上，并且被橫向的套管狀的導(dǎo)向殼體13包圍。頂緊執(zhí)行元件10的作用方向與閥執(zhí)行元件4的作用方向垂直。偏壓彈簧7和閥執(zhí)行元件4支撐在支撐扇形件14上。在導(dǎo)向殼體13之間例如以約120°的相同的角間距安置了三個支撐扇形件14，它們提供用于閥執(zhí)行元件4以及偏壓彈簧7的支撐功能。支撐扇形件14以及頂緊執(zhí)行元件10沒有與執(zhí)行元件殼體3連接，而是通過偏壓彈簧7的偏壓被固定地保持在執(zhí)行元件殼體3內(nèi)。隨動件17這樣作用在操作體15的收縮部16上，使得該操作體15在這三個隨動件17之間傳遞力地與閥執(zhí)行元件4頂(夾)緊(verstemmen)。
如果為了操作頂緊執(zhí)行元件10而設(shè)置了第二個電路，則可以同時或時間上錯開地輸送操作電壓，由此，在操作閥執(zhí)行元件4前可以實(shí)現(xiàn)頂緊執(zhí)行元件10的預(yù)頂緊。對于閥執(zhí)行元件4和頂緊執(zhí)行元件10選擇不同的壓電陶瓷，在控制時通過相同的電路來實(shí)現(xiàn)與上述相同的效果。如果頂緊執(zhí)行元件10的壓電陶瓷的膨脹系數(shù)大于閥執(zhí)行元件4的，在由閥執(zhí)行元件4傳遞到閥針19上的行程由于閥執(zhí)行元件4的壓電執(zhí)行元件6a的小的伸長還不夠使燃料噴射閥1打開時，一個小的操作電壓就足夠操作頂緊執(zhí)行元件10了。如果繼續(xù)提高電壓，則燃料噴射閥1被打開。
本發(fā)明不局限于所示出的實(shí)施例，可以在多種其它結(jié)構(gòu)形式的燃料噴射閥1中實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.燃料噴射閥(1)，特別是用于內(nèi)燃機(jī)燃料噴射裝置的噴射閥，具有一個壓電或磁致伸縮的閥執(zhí)行元件(4)；一個可由該閥執(zhí)行元件(4)借助于一個操作體(15)和/或一個閥針(19)操作的閥關(guān)閉體(20)，它與一個閥座面(21)配合形成一個密封面，其特征在于，該操作體(15)或該閥針(19)可通過至少一個頂緊執(zhí)行元件(10)與該閥執(zhí)行元件(4)構(gòu)成傳力鏈地相連接。
2.按照權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于，每個頂緊執(zhí)行元件(10)的作用方向基本上垂直于閥執(zhí)行元件(4)的作用方向。
3.按照權(quán)利要求1或2的燃料噴射閥，其特征在于，每個頂緊執(zhí)行元件(10)由一個導(dǎo)向殼體(13)包圍，該導(dǎo)向殼體具有一個底板(11)。
4.按照權(quán)利要求3的燃料噴射閥，其特征在于，至少一個支撐扇形件(14)被安置得與所述至少一個頂緊執(zhí)行元件(10)在相同平面內(nèi)。
5.按照權(quán)利要求4的燃料噴射閥，其特征在于，所述閥執(zhí)行元件(4)、至少一個頂緊執(zhí)行元件(10)、支撐扇形件(14)以及一個偏壓彈簧(7)被裝在一個執(zhí)行元件殼體(3)內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求5的燃料噴射閥，其特征在于，閥執(zhí)行元件(4)的一個第一端面(32)靠置在執(zhí)行元件殼體(3)的一個第一蓋板(36)上，偏壓彈簧(7)的一個第一端部(34)靠置在執(zhí)行元件殼體(3)的一個第二蓋板(37)上，并且頂緊執(zhí)行元件(10)的導(dǎo)向殼體(13)或支撐扇形件(14)處于閥執(zhí)行元件(4)的一個第二端面(33)與偏壓彈簧(7)的一個第二端部(35)之間。
7.按照權(quán)利要求1至6之一的燃料噴射閥，其特征在于，操作體(15)或閥針(19)可通過一個支撐在頂緊執(zhí)行元件(10)上的隨動件(17)與所述閥執(zhí)行元件(4)構(gòu)成傳力鏈地連接。
8.按照權(quán)利要求7的燃料噴射閥，其特征在于，隨動件(17)這樣支撐在操作體(15)或閥針(19)上，使得頂緊執(zhí)行元件(10)在未被操作狀態(tài)下處于一個偏壓下，它足夠小，這樣閥執(zhí)行元件(4)可在克服由隨動件(17)作用在閥針(19)或操作體(15)上的摩擦力的情況下軸向自由移動。
9.按照權(quán)利要求8的燃料噴射閥，其特征在于，閥執(zhí)行元件(4)和每個頂緊執(zhí)行元件(10)可被同時操作。
10.按照權(quán)利要求1至8之一的燃料噴射閥，其特征在于，閥執(zhí)行元件(4)可由一個第一電路操作，并且每個頂緊執(zhí)行元件(10)可由一個與所述第一電路獨(dú)立的第二電路操作。
11.按照權(quán)利要求1至10之一的燃料噴射閥，其特征在于，每個頂緊執(zhí)行元件(10)的壓電執(zhí)行元件(6b)的膨脹系數(shù)比閥執(zhí)行元件(4)的壓電執(zhí)行元件(6a)的膨脹系數(shù)大。
12.按照權(quán)利要求1至11之一的燃料噴射閥，其特征在于，閥執(zhí)行元件(4)被構(gòu)造成環(huán)狀，帶有一個中心孔(5)，操作體(15)在該孔中被導(dǎo)向。
全文摘要
一種燃料噴射閥(1),特別是用于內(nèi)燃機(jī)燃料噴射裝置的噴射閥,包括一個壓電或磁致伸縮的閥執(zhí)行元件(4);一個可由該閥執(zhí)行元件(4)借助于一個操作體(15)和/或一個閥針(19)操作的閥關(guān)閉體(20),它與一個閥座面(21)配合形成一個密封面,該操作體(15)或該閥針(19)可通過至少一個頂緊執(zhí)行元件(10)與該閥執(zhí)行元件(4)構(gòu)成傳力鏈地相連接。
文檔編號F02M51/06GK1327506SQ00802239
公開日2001年12月19日 申請日期2000年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月21日
發(fā)明者諾貝特·凱姆 申請人:羅伯特·博施有限公司