專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料噴射閥的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述類(lèi)型的燃料噴射閥。
例如由DE 199 37 961 A1公開(kāi)了一種燃料噴射閥，該燃料噴射閥具有階梯狀的噴射口。噴射口在此被分成一個(gè)通孔及一個(gè)噴射側(cè)或流出側(cè)的排出區(qū)域，其中該排出區(qū)域在形狀、輪廓及尺寸方面與該通孔不同。
由上述文獻(xiàn)中公知的燃料噴射閥的缺點(diǎn)尤其是，在相應(yīng)擴(kuò)寬地從通孔排出燃料射束的情況下，燃料射束的排出區(qū)域的部分可直接加載燃料。此外，排出區(qū)域與燃料射束在輪廓及尺寸方面相同的情況下，排出區(qū)域中不保留其它的容積。由于這兩個(gè)缺點(diǎn)，在噴射過(guò)程后在噴射口的區(qū)域中仍留有燃料，因?yàn)閹缀醪豢赡苄纬稍趪娚溥^(guò)程結(jié)束后從噴射口的區(qū)域清除燃料的氣體渦流。因此在短的工作持續(xù)時(shí)間后形成了這樣一些燃燒沉積物，這些燃燒沉積物對(duì)燃料噴射閥的繼續(xù)工作產(chǎn)生不利影響。此外在噴射過(guò)程后在噴射口的區(qū)域中留有的燃料殘余使廢氣量及燃料消耗增加。
另外，長(zhǎng)/寬比及燃料壓力僅可不充分地適配不同內(nèi)燃機(jī)的不同要求。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)相比之下，根據(jù)本發(fā)明的、具有獨(dú)立權(quán)利要求所述特征的燃料噴射閥具有其優(yōu)點(diǎn)，即可有效地防止在噴射口的區(qū)域中的燃料沉積。
此外，在保持間隙尺寸的情況下，噴射口的長(zhǎng)/寬比及燃料壓力可自由改變及選擇。因此可用特別簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)燃料噴射閥的噴射性能對(duì)不同的內(nèi)燃機(jī)的適配。霧化、廢氣量及燃料消耗得到改善。
通過(guò)從屬權(quán)利要求中描述的措施可實(shí)現(xiàn)在獨(dú)立權(quán)利要求中給出的燃料噴射閥的有利的進(jìn)一步改進(jìn)。
有利的是，根據(jù)權(quán)利要求2中所給出的公式確定剩余的第一容積的大小，間隙尺寸不大于0.3mm且不小于0.1mm，因?yàn)橐源朔绞綄?duì)于噴射口或排出區(qū)域的不同的幾何結(jié)構(gòu)也獲得了最佳設(shè)定的第一容積。保證了第一容積中的最佳的渦流形成并可靠地防止了排出區(qū)域的內(nèi)壁與燃料射束之間的抽吸作用。
此外有利的是，導(dǎo)向區(qū)域與排出區(qū)域彼此同心地設(shè)置。由此有助于在第一容積中形成特別均勻的渦流。
通過(guò)在噴射方向上錐狀地?cái)U(kuò)寬的、從導(dǎo)向區(qū)域到排出區(qū)域的過(guò)渡部位，燃料射束能以有利的方式被導(dǎo)向。由此，燃料射束的幾何特性可適配于排出區(qū)域的幾何特性。
通過(guò)排出區(qū)域的圓柱形的構(gòu)型，可使排出區(qū)域特別簡(jiǎn)單地制作。
如果導(dǎo)向區(qū)域伸入到排出區(qū)域中和/或排出區(qū)域首先逆著噴射方向連續(xù)地?cái)U(kuò)寬，則也有助于渦流的形成。


在附圖中簡(jiǎn)化地示出了本發(fā)明的實(shí)施例，在以下的說(shuō)明中對(duì)其詳細(xì)地描述。
圖1根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的燃料噴射閥的一個(gè)例子的示意性截面圖，圖2根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的第一實(shí)施例在噴射口的區(qū)域中的示意性截面圖，及圖3根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的第二實(shí)施例在噴射口的區(qū)域中的示意性截面圖。
實(shí)施例的說(shuō)明下面舉例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在各附圖中相一致的部件設(shè)置有相一致的參考標(biāo)號(hào)。但在借助圖2及圖3詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例前，為了更好地理解本發(fā)明而借助圖1來(lái)簡(jiǎn)短地說(shuō)明一個(gè)燃料噴射閥的基本組成部分。
圖1中所示的燃料噴射閥1的第一實(shí)施例以一個(gè)用于混合壓縮的外源點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的燃料噴射閥1的形式來(lái)構(gòu)造。該燃料噴射閥1尤其適用于直接將燃料噴射到一個(gè)內(nèi)燃機(jī)的未示出的燃燒室中。
燃料噴射閥1由一個(gè)噴嘴體2組成，在該噴嘴體中設(shè)置有一個(gè)閥針3。閥針3與一個(gè)閥閉合體4形成功能連接，該閥閉合體與一個(gè)設(shè)置在閥座體5上的閥座面6共同作用以形成密封面。在該實(shí)施例中，燃料噴射閥1涉及一種向內(nèi)打開(kāi)的燃料噴射閥1，該燃料噴射閥具有一個(gè)例如通過(guò)簡(jiǎn)單鉆孔來(lái)制造的噴射口7。噴射體2通過(guò)一個(gè)密封件8對(duì)一個(gè)電磁線圈10的外磁極9密封。電磁線圈10被封裝在一個(gè)線圈殼體11中并被纏繞在一個(gè)線圈架12上，該線圈架靠置在電磁線圈10的內(nèi)磁極13上。內(nèi)磁極13及外磁極9通過(guò)一個(gè)變窄部分26彼此分開(kāi)并通過(guò)一個(gè)非鐵磁性連接部件29彼此相連接。電磁線圈10通過(guò)導(dǎo)線19由可通過(guò)電插接觸頭17輸入的電流來(lái)激勵(lì)。該電插接觸頭17被一個(gè)塑料外殼18包圍，該塑料外殼可被壓力注射成型在內(nèi)磁極13上。
閥針3在一個(gè)閥針導(dǎo)向件14中被導(dǎo)向，該閥針導(dǎo)向件被構(gòu)造成盤(pán)狀的。一個(gè)配對(duì)的調(diào)節(jié)盤(pán)15用作行程調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)盤(pán)15的另一個(gè)側(cè)上設(shè)置有一個(gè)銜鐵20。該銜鐵通過(guò)一個(gè)第一法蘭21而與閥針3形成了構(gòu)成傳力鏈的連接，該閥針通過(guò)一個(gè)焊縫22與該第一法蘭21相連接。在第一法蘭21上支撐著一個(gè)復(fù)位彈簧23，在燃料噴射閥1的該結(jié)構(gòu)形式中通過(guò)一個(gè)套管24對(duì)該復(fù)位彈簧預(yù)加載。
在閥針導(dǎo)向件14中、在銜鐵20中及在一個(gè)導(dǎo)向部件36上延伸著一些燃料通道30、31及32。燃料通過(guò)中心的燃料輸入部分16輸入并通過(guò)一個(gè)過(guò)濾部件25過(guò)濾。燃料噴射閥1通過(guò)一個(gè)密封件28對(duì)一個(gè)未進(jìn)一步示出的燃料分配導(dǎo)管密封并通過(guò)另一個(gè)密封件37對(duì)一個(gè)未進(jìn)一步示出的缸蓋密封。
在銜鐵20的噴射側(cè)的側(cè)上設(shè)置有一個(gè)環(huán)形的緩沖件33，該緩沖件由一種彈性體材料構(gòu)成。該緩沖件靠置在第二法蘭34上，該第二法蘭通過(guò)一個(gè)焊縫35材料接合地與閥針3相連接。
在燃料噴射閥1的靜止?fàn)顟B(tài)中，銜鐵20由復(fù)位彈簧逆著其升程方向這樣地加載，使得閥閉合體4密封靠置地保持在閥座面6上。當(dāng)電磁線圈10被激勵(lì)時(shí)，該電磁線圈建立一個(gè)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)使銜鐵20逆著復(fù)位彈簧23的彈簧力在升程方向上運(yùn)動(dòng)，其中行程通過(guò)一個(gè)在靜止位置中位于內(nèi)磁極13與銜鐵20之間的工作間隙27來(lái)預(yù)給定。銜鐵20也在升程方向上帶動(dòng)第一法蘭21，該第一法蘭與閥針3相焊接。與閥針3形成連接的閥閉合體4從閥座面6抬起，且燃料通過(guò)噴射口7噴射出來(lái)。
如果線圈電流被切斷，則銜鐵20在磁場(chǎng)足夠衰減后通過(guò)復(fù)位彈簧23的壓力而從內(nèi)磁極13落下，由此，與閥針3形成連接的第一法蘭21逆著升程方向運(yùn)動(dòng)。閥針3由此也在相同的方向上運(yùn)動(dòng)，由此使閥閉合體4座落在閥座面6上并使燃料噴射閥1關(guān)閉。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥1的第一實(shí)施例在噴射口7的區(qū)域中的示意性截面圖。噴射口7由一個(gè)設(shè)置在流入側(cè)的導(dǎo)向區(qū)域38及一個(gè)設(shè)置在過(guò)渡部位40或?qū)Υ说牡谝浑A臺(tái)41后面噴射側(cè)的排出區(qū)域39組成。直角的階臺(tái)41使導(dǎo)向區(qū)域38在過(guò)渡部位40后擴(kuò)寬成圓柱形延伸的排出區(qū)域39。在該實(shí)施例中，導(dǎo)向區(qū)域38與排出區(qū)域39彼此同軸地設(shè)置。
在該實(shí)施例中，一個(gè)從導(dǎo)向區(qū)域38排出到排出區(qū)域39或未示出的燃燒室的燃料射束42由虛線表示。該燃料射束42在從導(dǎo)向區(qū)域38排出時(shí)從過(guò)渡部位40起以一個(gè)射束角46錐狀地?cái)U(kuò)寬。在該實(shí)施例中，燃料射束42同軸地從導(dǎo)向區(qū)域8排出，其中排出區(qū)域39的燃料射束42的外邊界在排出區(qū)域39的流出側(cè)的端部43上在保持一個(gè)具有間隙尺寸47的間隙44的情況下排出。在此情況下，該間隙尺寸47大于0。這里具有間隙尺寸47的間隙44出現(xiàn)在燃料射束42與流出側(cè)的端部43之間的最短的距離上。在此，燃料射束42的外邊界在過(guò)渡部位40與間隙44之間走過(guò)一個(gè)距離s。
在噴射過(guò)程中，在排出區(qū)域39中在間隙44、燃料射束42的外邊界及排出區(qū)域39的內(nèi)壁之間未被燃料射束42加載地形成一個(gè)第一容積45。在噴射過(guò)程期間，該第一容積45中的壓力下降并因此促使燃料蒸發(fā)。這在容積45中形成了氣體渦流，該氣體渦流尤其在噴射過(guò)程結(jié)束后有助于從噴射口7除去燃料殘余。
在第一容積45的縱截面中出現(xiàn)的縱截面積Ag具有一些重心48，這些重心的距離體現(xiàn)為第一直徑D。在此情況下，平的縱截面通過(guò)排出區(qū)域39的一個(gè)未示出的中心軸線。第二直徑d也在這樣一個(gè)縱截面中出現(xiàn)在兩個(gè)點(diǎn)之間，這兩個(gè)點(diǎn)在燃料射束42的外邊界上位于距離s的一半處。
在所示的實(shí)施例中，間隙尺寸在0.1與0.3mm之間，優(yōu)選為0.2mm。
為了使第一容積中的渦流形成變得最優(yōu)，在所示實(shí)施例中，表征第一容積的特征數(shù)B最小為0.5，最大為2.5，優(yōu)選為1.5。
該特征數(shù)B根據(jù)以下公式來(lái)計(jì)算B=|D·π·Ag||d·π·s|]]>式中所有的有量綱的量用mm或mm2給出。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥1的第二實(shí)施例在噴射口7的區(qū)域中的示意性截面圖，該第二實(shí)施例與圖2中的第一實(shí)施例功能相同，但以?xún)杉降膶?shí)施方式構(gòu)造。
與圖2中的第一實(shí)施例不同，導(dǎo)向區(qū)域38伸到排出區(qū)域39中，其中過(guò)渡部位40在噴射方向上錐狀地?cái)U(kuò)寬。此外，排出區(qū)域39從過(guò)渡部位40的噴射側(cè)的端部起首先逆著噴射方向延伸，以便然后過(guò)渡到一個(gè)圓柱形區(qū)域，該圓柱形區(qū)域一直延續(xù)到排出區(qū)域39的噴射側(cè)的端部43。
本發(fā)明不被限制在所述的實(shí)施例上，并且也適用于向外打開(kāi)的燃料噴射閥或多孔閥。
權(quán)利要求
1.燃料噴射閥(1)、尤其是用于直接將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的燃料噴射閥，它具有一個(gè)閥閉合體(4)，該閥閉合體與構(gòu)造在閥座體(5)上的閥座面(6)共同作用以形成密封面；及至少一個(gè)設(shè)置在該密封面下游的噴射口(7)，該噴射口具有一個(gè)導(dǎo)向區(qū)域(38)及一個(gè)設(shè)置在其噴射側(cè)的端部上的排出區(qū)域(39)，其中排出區(qū)域(39)從由導(dǎo)向區(qū)域(38)到排出區(qū)域(39)的一個(gè)過(guò)渡部位(40)起階臺(tái)狀地以至少一個(gè)第一階臺(tái)(41)和/或至少部分連續(xù)地?cái)U(kuò)寬，其特征在于一個(gè)從導(dǎo)向區(qū)域(38)在過(guò)渡部位(40)上以一個(gè)射束角(46)排出的基本上均勻擴(kuò)寬的燃料射束(42)在一個(gè)距離(s)后以一個(gè)間隙(44)的間隙尺寸(47)通過(guò)排出區(qū)域(39)的流出側(cè)的端部(43)，其中該間隙尺寸(47)大于零，及在排出區(qū)域(39)中在燃料射束(42)與排出區(qū)域(39)的內(nèi)壁之間保留一個(gè)第一容積(45)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于該第一容積(45)具有一個(gè)縱截面積(Ag)，并且表征該第一容積(45)的特征數(shù)(B)根據(jù)以下公式來(lái)計(jì)算B=|D·π·Ag||d·π·s|]]>式中D是縱截面積(Ag)的重心(48)之間的一個(gè)第一直徑(D)，d是燃料射束(42)在距離(s)的一半處的一個(gè)第二直徑(d)，及特征數(shù)(B)不小于0.5且不大于2.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的燃料噴射閥，其特征在于間隙尺寸(47)不大于0.3mm且不小于0.1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于導(dǎo)向區(qū)域(38)與排出區(qū)域(39)彼此同心地設(shè)置。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于過(guò)渡部位(40)在噴射方向上錐狀地?cái)U(kuò)寬。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于排出區(qū)域(39)是圓柱形的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于導(dǎo)向區(qū)域(38)伸入到排出區(qū)域(39)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的燃料噴射閥，其特征在于在過(guò)渡部位(40)的噴射側(cè)的端部上，排出區(qū)域(39)首先逆著噴射方向連續(xù)地?cái)U(kuò)寬。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的燃料噴射閥，其特征在于排出區(qū)域(39)在流出側(cè)的端部(43)的區(qū)域中是圓柱形的。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃料噴射閥(1)、尤其是用于直接將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的燃料噴射閥，它具有一個(gè)閥閉合體(4)，該閥閉合體與構(gòu)造在閥座體(5)上的閥座面(6)共同作用以形成密封面；及至少一個(gè)設(shè)置在該密封面下游的噴射口(7)。該噴射口(7)具有一個(gè)導(dǎo)向區(qū)域(38)及一個(gè)設(shè)置在其噴射側(cè)的端部上的排出區(qū)域(39)。排出區(qū)域(39)從由導(dǎo)向區(qū)域(38)到排出區(qū)域(39)的一個(gè)過(guò)渡部位(40)起階臺(tái)狀地以至少一個(gè)第一階臺(tái)(41)和/或至少部分連續(xù)地?cái)U(kuò)寬。一個(gè)從導(dǎo)向區(qū)域(38)在過(guò)渡部位(40)上以一個(gè)射束角(46)排出的基本上均勻擴(kuò)寬的燃料射束(42)在一個(gè)距離(s)后以一個(gè)間隙(44)的間隙尺寸(47)通過(guò)排出區(qū)域(39)的流出側(cè)的端部(43)，其中該間隙尺寸(47)大于零，及在排出區(qū)域(39)中在燃料射束(42)與排出區(qū)域(39)的內(nèi)壁之間保留一個(gè)第一容積(45)。
文檔編號(hào)F02M61/18GK1798920SQ200480015503
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月4日
發(fā)明者弗爾克爾·霍爾茨格雷費(fèi), 斯特凡·阿恩特 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司