專(zhuān)利名稱(chēng)：噴射器的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及具有權(quán)利要求1前序部分的特征的用于內(nèi)燃機(jī)、尤其機(jī)動(dòng)車(chē)中內(nèi)燃機(jī)的噴射器。
由US 6,520,423 B1公開(kāi)了這樣的噴射器及它具有一個(gè)噴射器針，用于控制燃料通過(guò)至少一個(gè)噴射孔的噴射。此外，該噴射器包括一個(gè)壓電式致動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)耦合活塞，該耦合活塞沉入一個(gè)耦合室或至少部分地構(gòu)成該室的邊界。噴射器針或包括噴射器針的針組件具有一個(gè)控制面，它至少部分地構(gòu)成一個(gè)控制室的邊界并且它與耦合室連通。在該公知的噴射器中該控制面向著所述至少一個(gè)噴射孔地被設(shè)置在噴射器針或者說(shuō)針組件上。為了打開(kāi)噴射器針在公知的噴射器中致動(dòng)器這樣地驅(qū)動(dòng)耦合活塞，使得它更深地進(jìn)入到耦合室中及由此使耦合室的體積減小。通過(guò)耦合室體積的減小使其中的壓力上升，這導(dǎo)致與它連通的控制室中相應(yīng)的壓力上升。與此相應(yīng)地，在控制室中控制面被升高的壓力加載，由此使背離所述至少一個(gè)噴射孔的力導(dǎo)入噴射器針或針組件上。這將導(dǎo)致作用在噴射器針或針組件上的打開(kāi)力占優(yōu)勢(shì)，以致噴射器針由其座上抬起及可進(jìn)行通過(guò)所述至少一個(gè)噴射孔的燃料噴射。
因此，在公知的噴射器中借助過(guò)壓來(lái)進(jìn)行噴射器針的控制，該過(guò)壓明顯地高于通常在耦合室及控制室中具有的壓力。通常在噴射器針閉合時(shí)無(wú)論在耦合室中還是在控制室中具有相對(duì)高的噴射壓力，以致必需遵循相對(duì)窄的制造公差，以避免不希望的高漏泄。但窄的制造公差與相對(duì)高的制造成本相聯(lián)系。此外在公知的噴射器中控制面構(gòu)成在控制活塞上，該控制活塞驅(qū)動(dòng)噴射器針或構(gòu)成針組件的一個(gè)組成部分。視控制室或控制面的壓力加載而定，可在控制活塞上作用或多或少?gòu)?qiáng)地產(chǎn)生的橫向力，由于與噴射器針的耦合，這些橫向力可傳遞到該噴射器針上。這可導(dǎo)致噴射器針在其針導(dǎo)向裝置中摩擦的增大，這將對(duì)噴射器針的正常功能帶來(lái)不利的影響。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)相比之下，根據(jù)本發(fā)明的具有權(quán)利要求1的特征的噴射器具有其優(yōu)點(diǎn)，即噴射器針可直接地由低壓來(lái)控制，由此原則上可作到可預(yù)給定窄的程度小一些的制造公差。而導(dǎo)向間隙的增大使制造成本下降。此外在根據(jù)本發(fā)明的噴射器中控制面的壓力加載或壓力下降可容易地這樣構(gòu)型，使得在此不會(huì)有橫向力導(dǎo)入到噴射器針或針組件中，這改善了噴射器的功能能力。
根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施形式，耦合活塞至少部分地構(gòu)成耦合室在向著所述至少一個(gè)噴射孔的一側(cè)上的邊界。該實(shí)施形式將導(dǎo)致耦合活塞被致動(dòng)器向著所述至少一個(gè)噴射孔地驅(qū)動(dòng)，這可使噴射器實(shí)現(xiàn)特別緊湊的結(jié)構(gòu)。
另一有利的實(shí)施形式是，其中耦合活塞可行程調(diào)節(jié)地支承在一個(gè)缸室中，該缸室被構(gòu)成在一個(gè)插入部件中，該插入部件在軸向上被設(shè)置在致動(dòng)器與噴射器針或針組件之間。這種插入部件可特別簡(jiǎn)單以足夠的精度制造，這使噴射器的制造成本降低。
在一個(gè)進(jìn)一步構(gòu)型中，在缸室中可設(shè)置一個(gè)復(fù)位彈簧，該復(fù)位彈簧的一端支撐在耦合活塞上及另一端支撐在缸室的底部上。借助這種復(fù)位彈簧可以以確定的復(fù)位力將耦合活塞向其初始位置預(yù)加載以關(guān)閉噴射器針，這同時(shí)導(dǎo)致耦合室中及控制室中確定的壓力上升。因此在噴射器針上作用在閉合方向上的力可被增強(qiáng)。因而所建議的復(fù)位彈簧支持噴射器針的閉合運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的噴射器的其它重要的特征及優(yōu)點(diǎn)可由從屬權(quán)利要求、附圖及參照附圖對(duì)附圖的說(shuō)明中得出。


在附圖中表示出根據(jù)本發(fā)明的噴射器的實(shí)施例及將在下面詳細(xì)地描述，其中相同的標(biāo)號(hào)指示相同的或相似的或功能上相同的部件。各個(gè)附圖概要地表示圖1根據(jù)本發(fā)明的噴射器的一個(gè)簡(jiǎn)化的縱截面圖，圖2圖1中由II指示的噴射器縱向區(qū)段的局部放大視圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的噴射器1包括一個(gè)噴射器體2，在其中設(shè)有一個(gè)致動(dòng)器3及一個(gè)噴射器針4。該致動(dòng)器3優(yōu)選被構(gòu)造成壓電式致動(dòng)器3，即壓電-致動(dòng)器3，它在通過(guò)電流時(shí)其軸向長(zhǎng)度增大及在取消電流加載時(shí)又縮短。噴射器針4用于控制通過(guò)至少一個(gè)噴射孔5的燃料噴射，該噴射孔被設(shè)置在噴射器前端部6中。通常噴射器1包括多個(gè)噴射孔5，它們可相對(duì)噴射器針4或噴射器1的縱向中心軸線(xiàn)7近似星形地設(shè)置。噴射器針4與一個(gè)針座8相互配合地工作。在噴射器針4的閉合狀態(tài)中該噴射器針配合在其針座8上及使所述至少一個(gè)噴射孔5與一個(gè)這里未詳細(xì)表示的燃料輸入部分隔開(kāi)，在該燃料輸入部分中提供處于相對(duì)高的噴射壓力下的待噴射燃料。在打開(kāi)狀態(tài)中，噴射器針4從針座8上抬起，由此使所述至少一個(gè)噴射孔5與燃料輸入部分相連接。結(jié)果，將導(dǎo)致燃料噴射到一個(gè)噴射空間9中，該噴射空間可以是一個(gè)燃燒室或一個(gè)混合物形成腔。
噴射器1用于將燃料噴射到一個(gè)內(nèi)燃機(jī)、尤其是可設(shè)置在機(jī)動(dòng)車(chē)中的內(nèi)燃機(jī)的氣缸的燃燒室中。在此，內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸被配置了一個(gè)單獨(dú)的噴射器1。在所謂“共軌系統(tǒng)”中對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)、尤其是所有噴射器1設(shè)有一個(gè)共同的燃料源，它提供具有相對(duì)高的噴射壓力水平的待噴射燃料。
這里，噴射器針4構(gòu)成一個(gè)針組件10的一個(gè)組成部分，在這里作為例子，該針組件除具有噴射器針4外還可具有一個(gè)耦合桿11及一個(gè)控制活塞12。針組件10的各個(gè)組成部分構(gòu)成一個(gè)總的可調(diào)節(jié)行程的單元，該單元至少適合用于傳遞壓力。在此，基本上可以是，針組件10的兩個(gè)相鄰的組成部分僅僅彼此松動(dòng)地靠觸。并且也可以是，針組件10的兩個(gè)相鄰的組成部分彼此固定地連接，例如通過(guò)熔焊或烙焊來(lái)連接。并且也可以是，針組件10的至少兩個(gè)組成部分整體地由一個(gè)件制成。
致動(dòng)器3通過(guò)一個(gè)活節(jié)形式的耦合部位13驅(qū)動(dòng)一個(gè)活塞桿14及通過(guò)該活塞桿驅(qū)動(dòng)一個(gè)耦合活塞15。
根據(jù)圖2，耦合活塞15至少部分地構(gòu)成一個(gè)耦合室16的邊界。該耦合室16通過(guò)一個(gè)連接通路17與一個(gè)控制室18相連通?？刂剖?8至少部分地由所述控制活塞12或一個(gè)控制面19構(gòu)成邊界。這里，控制面19被構(gòu)成在控制活塞12上。并且也可以是，控制面19直接地設(shè)置在噴射器針4或針組件10的一個(gè)另外的組成部分上。
根據(jù)本發(fā)明，控制面19被這樣地設(shè)置在噴射器針4或針組件10上，使得該控制面背著所述至少一個(gè)噴射孔5。這意味著，在控制室18中具有的壓力這樣地對(duì)控制面19加載，以致它可將一個(gè)作用在噴射器針4的閉合方向的力導(dǎo)入噴射器針4或針組件10。此外，在本發(fā)明中，耦合活塞15相對(duì)耦合室16的設(shè)置被這樣選擇，使得致動(dòng)器3在其為了打開(kāi)噴射器針4的操作時(shí)這樣驅(qū)動(dòng)耦合活塞15，使得耦合室16的體積變大。
在這里所示的實(shí)施形式中，耦合活塞15至少部分地構(gòu)成耦合室16在向著所述至少一個(gè)噴射孔5的一側(cè)上的邊界。因此，耦合活塞15具有一個(gè)背著所述至少一個(gè)噴射孔5的耦合面21，該耦合面被設(shè)置在耦合室16中或部分地構(gòu)成該耦合室的邊界。為了使耦合室16的體積增大，因此致動(dòng)器3在向著所述至少一個(gè)噴射孔5的方向上驅(qū)動(dòng)耦合活塞15。
在這里所示的優(yōu)選實(shí)施形式中，耦合活塞15可往復(fù)移動(dòng)地支承在一個(gè)缸室22中。在該缸室22中設(shè)有一個(gè)復(fù)位彈簧23，它在下面也被稱(chēng)為耦合活塞-復(fù)位彈簧23。該耦合活塞-復(fù)位彈簧23在軸向上其一端支撐在耦合活塞15上及另一端支撐在缸室22的底部24上。此外，缸室22以這里未示出的方式連接到一個(gè)漏泄系統(tǒng)上，使得耦合活塞15的行程移動(dòng)可改變缸室22中的體積，而不會(huì)由此導(dǎo)致缸室22中大的壓力變化。
缸室22被構(gòu)造在一個(gè)作為單獨(dú)部件構(gòu)成的插入部件25中，它被軸向地設(shè)置在致動(dòng)器3與噴射器針4或針組件10之間。在這里所示的實(shí)施形式中該插入部件25在軸向上其一端支撐在噴射器體2的一個(gè)組成部件上及另一端例如支撐在一個(gè)密封板26上。在這里所示的實(shí)施形式中，插入部件25在一個(gè)向著致動(dòng)器3的端側(cè)上具有一個(gè)軸向突出的、設(shè)在徑向外部的環(huán)形凸緣27，該環(huán)形凸緣在軸向上支撐在密封板26上，由此，所述耦合室16構(gòu)成在軸向上在密封板26與插入部件25之間。此外，在這里所示的實(shí)施形式中連接通路17被集成在插入部分25中。示例地，連接通路17可由兩個(gè)彼此連通的鉆孔28及29構(gòu)成，其中一個(gè)鉆孔28連接到耦合室16及另一鉆孔29連接到控制室18。
在這里所示的實(shí)施形式中，活塞桿14在中心穿過(guò)密封板26及在軸向上支撐在耦合活塞15上。并且這里原則上可以是，活塞桿14及耦合活塞15僅是彼此松動(dòng)地靠觸。耦合活塞15及活塞桿14彼此也可固定地連接或整體地由一個(gè)件制成?；钊麠U14伸入到耦合室16中，即活塞桿14在軸向上穿過(guò)耦合室16一直達(dá)到耦合活塞15。在此，活塞桿14至少在耦合室16的內(nèi)部具有一個(gè)外橫截面30，該外橫截面小于耦合活塞15的外橫截面31。以此方式得到了耦合面21或由此實(shí)現(xiàn)耦合室體積與耦合活塞15及活塞桿14的行程位置的相關(guān)性。在本例中，活塞桿14和/或耦合活塞15被構(gòu)造成柱形的、尤其是圓柱形的。
根據(jù)圖1，在密封板26與一個(gè)在軸向上支撐在致動(dòng)器3上的支撐板32之間可設(shè)置另一復(fù)位彈簧33，它在下面也被稱(chēng)為致動(dòng)器-復(fù)位彈簧33。致動(dòng)器-復(fù)位彈簧33在軸向上其一端支撐在支撐板32上及另一端支撐在密封板26上，及由此經(jīng)插入部件25支撐在噴射器體2上。致動(dòng)器3通過(guò)耦合部位13在中心穿過(guò)支撐板32與活塞桿14相連接。
根據(jù)圖2，控制室18在軸向上被構(gòu)成在插入部件25與控制活塞12之間，此外它在此還在徑向上由一個(gè)套筒34包圍。控制活塞12可往復(fù)移動(dòng)地支承在該套筒34中。這里，由圖2可清楚地看到，連接通路17在插入部件25中的布置可有利地、有目的地這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)，即連接通路17在這里通過(guò)鉆孔29在中心處通入控制室18。由此在控制室18中可達(dá)到特別均勻的壓力建立或壓力下降，以避免控制活塞12上的橫向力及由此避免針組件10上的橫向力。
再回到圖1，可設(shè)置另一復(fù)位彈簧35，它在下面也被稱(chēng)為針-復(fù)位彈簧35。針-復(fù)位彈簧35在軸向上其一端支撐在套筒34上及另一端支撐在一個(gè)支撐環(huán)36上，該支撐環(huán)本身支撐在針組件10上或構(gòu)成針組件10的一個(gè)組成部分。
根據(jù)本發(fā)明的噴射器1如下地工作在初始狀態(tài)中，噴射器針4閉合，即噴射器針4配合在針座8上及由此阻斷了燃料源到所述至少一個(gè)噴射孔5之間的連接。在該初始狀態(tài)中，在控制室18及在耦合室16中具有相同壓力，尤其是高燃料壓力。該高燃料壓力例如可通過(guò)有目的的和/或不可避免的、耦合室16和/或控制室18和/或連接通路17相對(duì)燃料源的漏泄來(lái)調(diào)節(jié)。在控制室18中作用的壓力在控制面19上產(chǎn)生出一個(gè)向著噴射器針4的閉合方向上的力。此外，針-復(fù)位彈簧35也將一個(gè)閉合力導(dǎo)入針組件10中。總體地，在針組件10上作用在閉合方向上的力占優(yōu)勢(shì)。
致動(dòng)器-復(fù)位彈簧33將致動(dòng)器3預(yù)加載在其縮短的初始位置中。并且耦合活塞-復(fù)位彈簧23也與在耦合室16中作用的力方向相反地使耦合活塞15保持被預(yù)加載。
為了通過(guò)所述至少一個(gè)噴射孔5導(dǎo)入一個(gè)噴射過(guò)程，操作或起動(dòng)致動(dòng)器3，由此該致動(dòng)器增大其長(zhǎng)度及由此通過(guò)活塞桿14軸向地向著所述至少一個(gè)噴射孔5的方向上驅(qū)動(dòng)耦合活塞15。由此使耦合活塞15的置于耦合室16中的耦合面21相對(duì)耦合室16這樣地移動(dòng)，以致耦合室16的體積變大。隨著耦合室體積的變大出現(xiàn)耦合室16中的壓力下降，該壓力下降通過(guò)連接通路17傳播到控制室18中。通過(guò)控制室18中壓力的減小使在閉合方向上作用在控制面19上的力這樣地減小，以致在針組件10上現(xiàn)在作用在打開(kāi)方向上的力占優(yōu)勢(shì)。因此噴射器針4從其針座8上抬起，這使所述至少一個(gè)噴射孔5與燃料源連接及實(shí)現(xiàn)噴射過(guò)程。
為了結(jié)束噴射過(guò)程使致動(dòng)器3不被啟動(dòng)，由此它的長(zhǎng)度縮小。通過(guò)打開(kāi)過(guò)程而被夾緊的復(fù)位彈簧23，33及35現(xiàn)在可在致動(dòng)器3被關(guān)斷時(shí)發(fā)揮它們的復(fù)位力及由此使致動(dòng)器及耦合活塞15以及噴射器針4回到其初始位置。在此情況下對(duì)于噴射器針4的閉合過(guò)程重要的是，耦合活塞15受耦合活塞-復(fù)位彈簧23的驅(qū)動(dòng)又使耦合室16的體積減小，隨之而來(lái)的是耦合室16中的壓力相應(yīng)升高及由此控制室18中的壓力升高。在控制室18中升高的壓力使通過(guò)控制面19導(dǎo)入針組件10的閉合力以相應(yīng)的程度增大。一旦噴射器針4又移動(dòng)到其針座8上，則所述至少一個(gè)噴射孔5與燃料輸入部分的連接被中斷及使噴射過(guò)程結(jié)束。
因此根據(jù)本發(fā)明的噴射器1直接地通過(guò)控制面19上的壓力或低壓來(lái)控制，該壓力或低壓可借助致動(dòng)器3來(lái)改變。這里值得注意的是，噴射器1的液壓工作部件經(jīng)受?chē)娚鋲毫Φ淖畲笾?，因?yàn)闉榱瞬僮鲊娚淦麽?使控制室18中的壓力下降。因此，這些液壓部件在制造技術(shù)上可用小的成本制造。尤其可允許更小的間隙及更大的公差，這對(duì)制造成本起到有利的作用。此外在噴射器針4或針組件10為一方與耦合活塞15為另一方之間不存在直接的聯(lián)接，這就減小或消除了所述部件之間不利的相互作用。
參考標(biāo)號(hào)表1 噴射器 12 控制活塞2 噴射器體 13 耦合部位3 致動(dòng)器 14 活塞桿4 噴射器針 15 耦合活塞5 噴射孔 16 耦合室6 噴射器前端部 17 連接通路7 噴射器縱向中心軸線(xiàn) 18 控制室8 針座 19 控制面9 噴射空間 20 耦合室的一側(cè)10 針組件 21 耦合面11 耦合桿 22 缸室23 復(fù)位彈簧 24 缸室的底部25 插入部件 31 耦合活塞的外橫截面26 密封板 32 支撐板27 環(huán)形凸緣 33 復(fù)位彈簧28 鉆孔 34 套筒
29 鉆孔35 復(fù)位彈簧30 活塞桿的外橫截面36 支撐環(huán)
權(quán)利要求
1.用于內(nèi)燃機(jī)、尤其是機(jī)動(dòng)車(chē)中內(nèi)燃機(jī)的噴射器，-具有一個(gè)噴射器針(4)，用于控制燃料通過(guò)至少一個(gè)噴射孔(5)的噴射，-具有一個(gè)致動(dòng)器(3)，用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)耦合活塞(15)，-其中噴射器針(4)或一個(gè)包括噴射器針(4)的針組件(10)具有一個(gè)控制面(19)，該控制面至少部分地構(gòu)成一個(gè)控制室(18)的邊界，-其中控制室(18)與一個(gè)耦合室(16)連通，-其中耦合活塞(15)至少部分地構(gòu)成耦合室(16)的邊界，其特征在于-控制面(19)背著所述至少一個(gè)噴射孔(5)地被設(shè)置在噴射器針(4)或針組件(10)上，-致動(dòng)器(3)為了打開(kāi)噴射器針(4)這樣地驅(qū)動(dòng)耦合活塞(15)，使得耦合室(16)的體積變大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的噴射器，其特征在于耦合活塞(15)至少部分地構(gòu)成耦合室(16)在向著所述至少一個(gè)噴射孔(5)的一側(cè)(20)上的邊界。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的噴射器，其特征在于-耦合活塞(15)可往復(fù)移動(dòng)地支承在一個(gè)缸室(22)中，-缸室(22)被構(gòu)成在一個(gè)插入部件(25)中，該插入部件在軸向上被設(shè)置在致動(dòng)器(3)與噴射器針(4)或針組件(10)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的噴射器，其特征在于在缸室(22)中設(shè)有一個(gè)復(fù)位彈簧(23)，該復(fù)位彈簧的一端支撐在耦合活塞(15)上及另一端支撐在缸室(22)的一個(gè)底部(24)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的噴射器，其特征在于在插入部件(25)中構(gòu)成一個(gè)使控制室(18)與耦合室(16)連通地連接的連接通路(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項(xiàng)的噴射器，其特征在于致動(dòng)器(3)通過(guò)一個(gè)活塞桿(14)驅(qū)動(dòng)耦合活塞(15)，該活塞桿穿過(guò)耦合室(16)直到耦合活塞(15)及該活塞桿的處于耦合室(16)中的外橫截面(30)小于耦合活塞(15)的處于耦合室(16)中的外橫截面(31)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3及6的噴射器，其特征在于耦合室(16)在軸向上被構(gòu)成在插入部件(25)與一個(gè)密封板(26)之間，該密封板在中心被活塞桿(14)穿過(guò)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的噴射器，其特征在于-密封板(26)在軸向上支撐在插入部件(25)上和/或-在密封板(26)上支撐著一個(gè)另外的復(fù)位彈簧(33)，該復(fù)位彈簧還直接或間接地支撐在致動(dòng)器(3)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中一項(xiàng)的噴射器，其特征在于一個(gè)使控制室(18)與耦合室(16)連通地連接的連接通路(17)軸向地及在中心處連接到控制室(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)、尤其是機(jī)動(dòng)車(chē)中內(nèi)燃機(jī)的噴射器，它包括一個(gè)噴射器針，用于控制燃料通過(guò)至少一個(gè)噴射孔的噴射；及一個(gè)致動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)耦合活塞(15)。噴射器針或一個(gè)包括噴射器針的針組件(10)具有一個(gè)控制面(19)，它至少部分地構(gòu)成一個(gè)控制室(18)的邊界，控制室(18)與一個(gè)耦合室(16)連通，該耦合室至少部分地由耦合活塞(15)構(gòu)成邊界。為了獲得噴射器的一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，控制面(19)背著所述至少一個(gè)噴射孔地被設(shè)置在噴射器針或針組件(10)上，及致動(dòng)器為了打開(kāi)噴射器針這樣地驅(qū)動(dòng)耦合活塞(15)，使得耦合室(16)的體積變大。
文檔編號(hào)F02M47/02GK1942667SQ200580012080
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月8日
發(fā)明者沃爾夫?qū)な┨乜巳R因, 霍爾格·拉普, 托馬斯·施瓦茨, 安德烈亞斯·格林貝格爾 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司