專利名稱：噴油裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用蓄壓器原理尤其是蓄壓管原理的噴油方法，以及按照蓄壓器原理尤其是蓄壓管原理的、用于活塞內(nèi)燃機(jī)的噴油裝置。
背景技術(shù)：
由WO01/14713A1中得知了一種噴油裝置，其中通過噴油裝置以至少兩個(gè)不同大小的燃油壓力噴入燃油。燃油噴射應(yīng)該以控制壓力方式以較高的燃油壓力完成。為此，噴油閥的控制室與具有油壓的管路連通。此外，一個(gè)增壓器接在噴油閥的前面，該增壓器本身與噴油閥一樣通過磁閥來控制?；谠赪O01/14713A1中描述的裝置和所執(zhí)行的方法，噴油嘴在任何時(shí)刻都至少處于相應(yīng)蓄壓管的壓力下。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在，本發(fā)明的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)改善的噴射，這種噴射尤其允許快速啟閉噴油嘴，同時(shí)可以相當(dāng)靈活地噴油，進(jìn)而改善了噴入量的可計(jì)量性，完成了噴油過程。
利用具有權(quán)利要求1的特征的燃油噴射方法、具有權(quán)利要求10的特征的噴油裝置以及具有權(quán)利要求12的特征的噴油裝置來完成該任務(wù)。其它有利的設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案存在于各從屬權(quán)利要求中。
根據(jù)本發(fā)明的、利用蓄壓器原理尤其是蓄壓管原理的燃油噴射方法規(guī)定，來自蓄壓器尤其是蓄壓管的燃油在第一壓力下被供給增壓器的初級(jí)側(cè)，由此一來，增壓器的次級(jí)側(cè)受到增壓，噴油嘴的啟閉通過位于噴油嘴的壓力室中的壓力并在作用于噴油嘴的封閉件尤其是噴嘴針閥的移動(dòng)的情況下借助液壓控制的壓力變化來實(shí)現(xiàn)。
通過這種方式，一方面可以通過像這樣的增壓器來實(shí)現(xiàn)可獲得的最高噴油壓力的增大。另一方面，采用壓力變化的液壓控制允許噴油嘴快速啟閉。也可以通過最小壓力變化來實(shí)現(xiàn)噴入量的最精確計(jì)量。尤其是可以獲得與已知的泵-噴嘴系統(tǒng)相似的噴油率。
由于在壓力室中的相應(yīng)的壓力降低或壓力增大因液壓傳遞而很快速地完成，所以可精確計(jì)量的噴油過程的泵-噴嘴原理的該優(yōu)點(diǎn)與蓄壓管系統(tǒng)的靈活性結(jié)合起來。尤其是，在噴油量和時(shí)間方面能匹配于至少一次主噴射地實(shí)現(xiàn)像預(yù)噴和二次噴射這樣的特性，尤其是只通過壓力的液壓控制來實(shí)現(xiàn)。代替一次主噴射，現(xiàn)在也可以在噴油階段中進(jìn)行脈沖式噴射，這例如通過相應(yīng)的特性曲線可適應(yīng)于不同的內(nèi)燃機(jī)工作區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的第一設(shè)計(jì)方案，該燃油噴射系統(tǒng)與如WO01/53688所述的系統(tǒng)有關(guān)，WO01/53688的關(guān)于噴油裝置以及單獨(dú)部件和方法的全部內(nèi)容作為參考被納入本文。增壓器優(yōu)選地如上所述安置在開關(guān)閥和噴油嘴之間，在這里，按照一個(gè)設(shè)計(jì)方案，噴油嘴壓力室的液壓控制直接與控制機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)。
另一個(gè)設(shè)計(jì)方案規(guī)定，在次級(jí)側(cè)產(chǎn)生高于2000巴的壓力。這例如可以如此實(shí)現(xiàn)，即在初級(jí)側(cè)有高于1500巴的壓力。另一個(gè)設(shè)計(jì)方案規(guī)定，調(diào)節(jié)初級(jí)壓力與次級(jí)壓力之比，等于1∶1.2至約1∶4，優(yōu)選為1∶1.8至約1∶3，進(jìn)一步優(yōu)選為約1∶1.5至約1∶3。增壓器為此優(yōu)選地呈活塞狀，其在初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)具有不同的面積，例如由上述WO01/14713中知道的那樣。對(duì)此，參照這篇文獻(xiàn)的內(nèi)容。變壓比有利地是小于3，由此做到了能保持小的蓄壓管體積以及小的初級(jí)側(cè)控制閥橫截面和供油管路橫截面。可以根據(jù)增壓器的變壓比規(guī)定管路橫截面的有利設(shè)計(jì)。對(duì)此指出以下可用的幾個(gè)例子，但本發(fā)明不局限于各設(shè)計(jì)方案。
另一個(gè)設(shè)計(jì)方案規(guī)定，在次級(jí)側(cè)產(chǎn)生的第二壓力被施加于壓力室，在這里，液壓控制的壓力變化作用于增壓器的初級(jí)側(cè)。這實(shí)現(xiàn)了從引入壓力變化起直到噴射性能變化的非常快速的反作用傳遞。優(yōu)選規(guī)定，噴油壓力借助液壓控制的壓力變化緊接在控制閥的閥升程之后。
一個(gè)改進(jìn)方案規(guī)定，為了關(guān)閉噴油嘴，通過使燃油流出到低壓室來解除次級(jí)側(cè)壓力。通過這種方式，噴油裝置的所需密封面尤其在關(guān)閉噴油嘴時(shí)在次級(jí)側(cè)總是只暫時(shí)承受高負(fù)荷。另外，這允許快速改變噴油過程，尤其允許更精確計(jì)量待噴入的油料。否則如果在噴油嘴上有持續(xù)的高壓，則存在這樣的危險(xiǎn)，即在噴嘴和噴油裝置上部之間的密封面區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)泄漏損失。另一方面，如果噴油嘴上始終有保持不變的高壓，則噴油量的控制精度或調(diào)節(jié)精度會(huì)由于所需要的更快速的啟閉噴油嘴而只能困難地完成最終要求的噴油過程。相反，能在次級(jí)側(cè)解除壓力的可能性尤其也實(shí)現(xiàn)了直達(dá)燃燒室的增強(qiáng)和減弱的噴油過程。
此外，該方法也可以這樣進(jìn)行，即通過壓力反饋，燃油噴射的操作時(shí)間可以有針對(duì)性地縮短。
另一個(gè)方法設(shè)計(jì)方案規(guī)定，接在蓄壓器后面但在增壓器前面的開關(guān)裝置承受增壓器次級(jí)側(cè)的第二壓力。通過這種方式，例如可以同時(shí)將噴油壓力用于控制燃油噴射。由此可實(shí)現(xiàn)更高的計(jì)量精度。
還可以對(duì)一個(gè)接在蓄壓器后的、承受由蓄壓器提供且隨后在控制管路中產(chǎn)生影響的控制壓力的開關(guān)裝置被施加增壓器次級(jí)側(cè)的第二壓力，在這里，控制壓力決定第二壓力連通至低壓室。
一個(gè)改進(jìn)方案規(guī)定，設(shè)有一個(gè)或多個(gè)阻尼體(Dmpfungsvolumina)尤其是節(jié)流點(diǎn)，借此至少以這樣的程度來阻尼可能出現(xiàn)的波動(dòng)，使得該波動(dòng)不會(huì)干擾所希望的噴油過程。例如，通過一個(gè)節(jié)流閥來減少在開關(guān)裝置的控制室和加壓供給管路中的波動(dòng)。此外，可以設(shè)置一個(gè)節(jié)流閥，以便阻截或至少阻尼在燃油噴射中的不希望有的壓力波。
另外，可以采用一個(gè)或多個(gè)節(jié)流閥，用于有針對(duì)性地產(chǎn)生燃油的動(dòng)壓頭。這尤其可以用于縮短例如作用于噴油嘴的封閉件的開關(guān)時(shí)間。因此，一個(gè)節(jié)流點(diǎn)可以與位于噴油嘴對(duì)面且通過封閉件分開的抽真空室連通。該節(jié)流點(diǎn)配置在抽真空室和低壓室之間。該節(jié)流點(diǎn)用于延緩從抽真空室到低壓室的壓力解除，由此一來，例如可以避免在噴油嘴區(qū)域內(nèi)的氣蝕，尤其是在關(guān)閉時(shí)。同時(shí)，該節(jié)流點(diǎn)可以在噴油嘴抽真空室內(nèi)的壓力增大時(shí)實(shí)現(xiàn)蓄油回流，這產(chǎn)生封閉件移動(dòng)的更快速反應(yīng)。
為改善噴油過程的完成，代替第一開關(guān)裝置的通常單調(diào)的電壓控制，也可以進(jìn)行有節(jié)奏的電壓控制，從而后面的第二開關(guān)裝置、增壓器和噴油嘴經(jīng)受液壓控制的節(jié)拍。在該情況下，該節(jié)拍優(yōu)選地匹配于一個(gè)工作區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)構(gòu)想，提供一種用于活塞內(nèi)燃機(jī)的、具有尤其按照蓄壓管原理的蓄壓器的噴油裝置，它具有在噴嘴件中的噴油嘴，該噴嘴件具有壓力室，封閉噴油嘴的封閉件在壓力室中被引導(dǎo)，壓力室通過連接通道與增壓器相連，該增壓器接在蓄壓器尤其是蓄壓管之后，但在壓力室之前，除了第一開關(guān)裝置且尤其是閥外，其余的接在蓄壓器之后的燃油噴射閥以液壓方式通過開關(guān)閥來控制，以控制燃油流動(dòng)。這種開關(guān)原理避免了尤其是需要兩個(gè)要彼此獨(dú)立控制的調(diào)節(jié)元件，以便例如控制壓力轉(zhuǎn)換器和噴嘴針閥。確切地說，由于借助管路的有效橫截面、構(gòu)件和附加的其它力如彈簧力和液壓力只控制唯一一個(gè)開關(guān)裝置，所以可以實(shí)現(xiàn)所需的噴油過程。
蓄壓器是壓力儲(chǔ)蓄裝置，燃油在該壓力儲(chǔ)蓄裝置中處于壓力下。例如，可以通過泵系統(tǒng)連續(xù)或間歇地給蓄壓器提供燃油。蓄壓器例如可以僅與一個(gè)噴油嘴或者也可與多個(gè)噴油嘴處于管路連接中，以便給噴油嘴分別提供燃油。術(shù)語“蓄壓器”因此尤其包含被稱為蓄壓管系統(tǒng)的、用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)以及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油裝置。
通過例如借助控制機(jī)構(gòu)對(duì)開關(guān)裝置進(jìn)行的相應(yīng)電子控制，可以與發(fā)動(dòng)機(jī)控制協(xié)同并馬上依據(jù)當(dāng)時(shí)要求的活塞內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷狀態(tài)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)娜加蛧娚?。如果壓力室通過泄壓通路與低壓室相連，則得到了改善的、尤其靈活的噴油過程。低壓室例如可以是槽或其它的容器以及大容積的管路，它能通過容納燃油來減小噴油嘴處壓力。待開關(guān)的燃油流優(yōu)選地如此小，使得在包括低壓室的低壓系統(tǒng)中不出現(xiàn)蓄油回流。尤其是，低壓室或低壓系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成“無壓力”系統(tǒng)，即根據(jù)一個(gè)設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)壓力至少接近環(huán)境壓力。根據(jù)一個(gè)改進(jìn)方案，該壓力遠(yuǎn)低于環(huán)境壓力。優(yōu)選的是這樣的壓力使得汽泡出現(xiàn)在燃油中。這些汽泡造成波的阻尼?？梢杂纱藢?shí)現(xiàn)燃油流的均勻化。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)構(gòu)想，提供一種用于活塞內(nèi)燃機(jī)的按照蓄壓器原理尤其是蓄壓管原理的噴油裝置，它具有噴油嘴和噴嘴件，其中噴嘴件具有壓力室，封閉噴油嘴的封閉件在壓力室中被引導(dǎo)，壓力室通過連接通道與增壓器相連，增壓器接在蓄壓器尤其是蓄壓管之后但在壓力室之前，該壓力室通過泄壓通路與低壓室連接。
一個(gè)改進(jìn)方案規(guī)定，除了開關(guān)閥外，其余的接在蓄壓器后面的開關(guān)裝置以液壓方式通過開關(guān)閥來控制，以便控制噴射燃油流動(dòng)。
另一個(gè)設(shè)計(jì)方案規(guī)定，增壓器具有帶有初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)的活塞，次級(jí)側(cè)通過連接通道與壓力室相連，并通過泄壓通路與一個(gè)開關(guān)裝置連接，該開關(guān)裝置安置在低壓室之前。通過這樣的布置，可以實(shí)現(xiàn)非常精確的噴油過程。它實(shí)現(xiàn)了一次噴油過程的直接完成，在此避免了靜止時(shí)間、波動(dòng)過程、慣量和其它干擾。
尤其是，這樣的裝置在獲得超過2000巴的噴油壓力的情況下證明是有利的，。如果例如獲得2500巴至約3000巴的噴油壓力，則出現(xiàn)密封件的額外負(fù)荷。由于一方面借助增壓器獲得了壓力且另一方面可以在次級(jí)側(cè)泄放燃油壓力，所以避免了對(duì)所有部件且尤其至少是密封件的持續(xù)負(fù)荷。結(jié)果，可以延長噴油裝置的使用壽命，避免泄漏。
一個(gè)改進(jìn)方案規(guī)定，噴油嘴的抽真空室具有通向節(jié)流閥的連通管路，該節(jié)流閥安置在低壓室之前。一方面，該節(jié)流閥可以具有抑制抽真空室或者與抽真空室相連的管路中的波動(dòng)的功能，另一方面，該節(jié)流閥可以阻尼壓力波，尤其是產(chǎn)生動(dòng)壓頭。這優(yōu)選地用于快速開關(guān)噴油閥。
壓力室和低壓室之間的泄壓通路經(jīng)過噴油嘴的抽真空室延伸，這也是可行的。通過這種方式成功獲得了次級(jí)側(cè)的壓力下降。同時(shí)，次級(jí)側(cè)可以用于開關(guān)噴油閥。這又允許縮短噴油裝置的開關(guān)時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到了針對(duì)待噴射油量以及該油量的噴射過程的更高精度。噴油過程例如包括預(yù)噴和/或二次噴射，這可以使得用該噴油裝置以最精確的計(jì)量進(jìn)行噴射。
另一個(gè)設(shè)計(jì)方案規(guī)定，設(shè)有調(diào)節(jié)裝置，用于依據(jù)活塞內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)增大和降低蓄壓器壓力，優(yōu)選的是蓄壓管壓力。通過這種方式，例如可以采用具有較小孔的噴油嘴，尤其在部分負(fù)荷的情況下。較小孔尤其可以具有0.09毫米及以下的直徑。對(duì)于每缸0.51及以上的排量，該孔具有0.15毫米及以下的直徑。根據(jù)一個(gè)設(shè)計(jì)方案，在活塞內(nèi)燃機(jī)的部分負(fù)荷下，蓄壓管系統(tǒng)中的壓力降低。但通過增壓器，可使用次級(jí)側(cè)的壓力，盡管孔徑較小，但該壓力提供充足的噴油量。通過這種方式，獲得了噴入燃油的更好霧化。根據(jù)另一個(gè)設(shè)計(jì)方案，在滿負(fù)荷的情況下，例如在活塞內(nèi)燃機(jī)的80％-100％功率范圍內(nèi)，蓄壓管系統(tǒng)中的壓力又提高。增壓器前的壓力現(xiàn)在可如此控制，以使它例如提供適應(yīng)于部分負(fù)荷情況的噴油壓力。但是，它也可以這樣來規(guī)劃，以使它提供比這更大的壓力并因而也提供較大的噴油量。
增壓器優(yōu)選地是液壓控制的。這避免了要以機(jī)電方式或電氣方式操作的、必須與開關(guān)裝置一起被控制的其它調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。另一個(gè)設(shè)計(jì)方案規(guī)定，在低壓室和壓力室之間接有一個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)尤其是液壓控制的閥，它提供了與抽真空室的連通。通過這種方式，就可以使壓力室根據(jù)受控的閥的位置解除或提高其壓力。如果閥是關(guān)閉的，則壓力通過增壓器在壓力室中提高，只要初級(jí)側(cè)承受相應(yīng)的壓力。如果閥是打開的，則燃油可以通過閥從壓力室中流入抽真空室并從那里到達(dá)低壓室。通過這種方式，壓力室中的壓力被解除，這優(yōu)選地至少在關(guān)閉噴油嘴時(shí)是有利的。
作為噴油嘴，可以采用多孔噴嘴。該噴嘴可以具有變化的橫截面。尤其是，該噴嘴可以具有一個(gè)或多個(gè)孔列，所述孔列在不同時(shí)刻或者在封閉件不同升程時(shí)被打開或關(guān)閉。根據(jù)一個(gè)設(shè)計(jì)方案，采用這樣的噴嘴，即相互嵌套的具有不同橫截面的針延伸于該噴嘴中。這些可相互內(nèi)移動(dòng)的針可以在不同的位置上封閉或開啟不同的噴嘴孔。根據(jù)另一個(gè)設(shè)計(jì)方案，設(shè)置其它噴嘴幾何形狀，例如縫等類似結(jié)構(gòu)。
噴油裝置不僅可以用于轎車，而且可以用于運(yùn)營交通工具，包括機(jī)車和船只，或者固定式發(fā)動(dòng)機(jī)。尤其就液壓控制來說有利的是，所用管路和管路橫截面匹配于當(dāng)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)。為此產(chǎn)生了能借此例如完成液壓控制的優(yōu)選的管路橫截面或閥橫截面。根據(jù)一個(gè)設(shè)計(jì)方案，增壓器在次級(jí)側(cè)具有4至6.5毫米的直徑。而在初級(jí)側(cè)，增壓器的直徑優(yōu)選地是7毫米至11毫米。此外，根據(jù)一個(gè)設(shè)計(jì)方案，增壓器已經(jīng)像活塞那樣具有4毫米至10毫米且優(yōu)選為4毫米至7毫米的升程。所用管路的直徑又尤其取決于是否應(yīng)保證高流量。如果要保證，則管路直徑優(yōu)選不小于3毫米，但在這里，管路直徑也可能在管路長度范圍內(nèi)縮小。在其它管路區(qū)段中又可能要求最小直徑。該最小直徑例如為1.5毫米，尤其是至少2毫米。通向壓力室的管路例如優(yōu)選地具有至少1.5毫米的管路橫截面。尤其為了用在轎車(PKW)中，蓄壓器優(yōu)選是蓄壓管的管路又具有不小于3毫米的管路橫截面。


在以下的改進(jìn)方案中給出了其它的有利設(shè)計(jì)方案。不過，在此所述的特征不局限于這些改進(jìn)方案。相反，這些特征尤其能和上述的特征一起構(gòu)成其它設(shè)計(jì)方案。
圖1表示第一噴油裝置。
圖2表示第二噴油裝置。
圖3表示第三噴油裝置。
圖4表示用于一個(gè)工作點(diǎn)的示范噴油過程，它組合了按照一次噴油階段的各種不同的參數(shù)曲線。
圖5表示噴油裝置的一個(gè)實(shí)施例。
圖6是圖5的開關(guān)裝置的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示第一噴油裝置1。第一噴油裝置1具有蓄壓器2，一個(gè)或多個(gè)噴油嘴3借助該蓄壓器接收燃油。蓄壓器2具有調(diào)節(jié)裝置4，蓄壓器2中的壓力升降借助該調(diào)整裝置來完成。該調(diào)節(jié)裝置優(yōu)選地具有與一個(gè)在此未詳細(xì)示出的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的連接，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制器依據(jù)內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷范圍和由此需要的蓄壓器2內(nèi)壓力發(fā)出信號(hào)。噴油裝置1也可以直接或間接地，例如通過一個(gè)或多個(gè)控制機(jī)構(gòu)，與帶有發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的一個(gè)或多個(gè)部件相連。不過，在此未詳細(xì)示出為此所需的測(cè)量記錄儀或信號(hào)線。
蓄壓器2將壓力燃油供給第一開關(guān)裝置5以及第二開關(guān)裝置6。第一開關(guān)裝置的工作方式例如從WO01/53688中得到，在本文中的與之相關(guān)內(nèi)容參見該文獻(xiàn)。通過第一開關(guān)裝置5，燃油被繼續(xù)輸送到第二開關(guān)裝置6。為此，第一開關(guān)裝置5例如配備有致動(dòng)器7，該致動(dòng)器可以通過控制機(jī)構(gòu)或發(fā)動(dòng)機(jī)控制器來控制。根據(jù)致動(dòng)器7的控制，通過一個(gè)放大示出的第一活塞9開啟燃油管路8。優(yōu)選地至少在第一開關(guān)裝置5和/或第二開關(guān)裝置6之前設(shè)置一個(gè)節(jié)流閥10.1、10.2。節(jié)流閥一方面用于阻尼管路中的可能發(fā)生的波動(dòng)，這種波動(dòng)例如會(huì)由第一開關(guān)裝置5或第二開關(guān)裝置6的調(diào)節(jié)過程引起。另一方面，節(jié)流閥10.1、10.2造成蓄油回流，結(jié)果影響泄壓并進(jìn)而影響例如第二開關(guān)裝置6的開關(guān)調(diào)整。節(jié)流閥10.1和10.2有助于避免氣泡產(chǎn)生和氣蝕損害。此外，事實(shí)證明有利的是，在第一開關(guān)裝置5之前設(shè)置一個(gè)阻尼體或平衡體11，借此能夠使可能發(fā)生的壓力變化或波動(dòng)變得平緩。
第二開關(guān)裝置6的工作方式例如也由WO01/53688中得到并且在本文中的與之相關(guān)內(nèi)容參見該文獻(xiàn)，第二開關(guān)裝置6控制施加于增壓器13的初級(jí)側(cè)12上的壓力。增壓器13優(yōu)選地具有活塞，該活塞例如是彈簧支撐的。增壓器13具有初級(jí)側(cè)12，該初級(jí)側(cè)的橫截面大于次級(jí)側(cè)14的橫截面，次級(jí)側(cè)14位于初級(jí)側(cè)12的對(duì)面。從次級(jí)側(cè)14開始，燃油被送往噴油嘴3的壓力室15。通過壓力室15，燃油可從噴油嘴3被噴入未詳細(xì)示出的氣缸中。除了連接通道16外，還有泄壓通路17與增壓器13的次級(jí)側(cè)14相連，該泄壓通路通向抽真空室18并且從那里通往低壓室19。通過泄壓通路17，燃油從次級(jí)側(cè)14起優(yōu)選地先進(jìn)入第三開關(guān)裝置20，第三開關(guān)裝置以液壓控制方式開啟通往低壓室19的通路。
第三開關(guān)裝置20優(yōu)選地起到泄壓閥的作用。為此，第三開關(guān)裝置20例如如此設(shè)計(jì)，即第三開關(guān)裝置20的承壓面積22以及控制活塞23的端面面積相互間處于這樣一個(gè)比例，即該比例大致對(duì)應(yīng)于增壓器13的增壓系數(shù)的倒數(shù)，因而對(duì)應(yīng)于次級(jí)側(cè)同初級(jí)側(cè)之比。由此實(shí)現(xiàn)了在一條控制管路21中的壓力對(duì)應(yīng)于在增壓器13的初級(jí)側(cè)12的壓力。因而，第三開關(guān)裝置20尤其只在將油噴入缸室中的噴油過程結(jié)束時(shí)打開。出現(xiàn)時(shí)間很短的流體體積可以用于還對(duì)封閉件27施加一個(gè)壓力尤其是脈動(dòng)壓力并由此更快速地關(guān)閉封閉件27。在抽真空室18和低壓室19之間的節(jié)流閥10.3用于改善該壓力作用。在一次噴油過程之后，增壓器13被彈簧24帶入其原始位置，在這里，連接通道16通過單向閥25被充入燃油。設(shè)置于這些各個(gè)調(diào)節(jié)裝置如閥中的彈簧以及有效的面積尤其是這樣確定的，即通過控制第一開關(guān)裝置5，僅借助液壓傳給這些各個(gè)構(gòu)件的壓力的合力就能實(shí)現(xiàn)燃油噴射過程。
圖2表示第二噴油裝置28，它主要具有以與圖1的第一噴油裝置1相同的方式工作的相同部件。與此相關(guān)地采用了相同的附圖標(biāo)記。第二噴油裝置28示出了另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中，第二開關(guān)裝置6如此具有閥體29，即增壓器13的初級(jí)側(cè)12的壓力至少?zèng)]有將近似的力施加于閥體29上。取而代之的是有一個(gè)附加的補(bǔ)償力起作用，它優(yōu)選地按照所示實(shí)施方式通過補(bǔ)償活塞30來施加。補(bǔ)償活塞30的控制側(cè)31與用作噴油管路的連接通道16相連。結(jié)果，在關(guān)閉方向上，一個(gè)力作用于閥體29上。此時(shí)，閥體29和補(bǔ)償活塞30的控制面積優(yōu)選地具有增壓器13的壓力轉(zhuǎn)換比。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，噴油壓力用于反作用于作為控制體的第二開關(guān)裝置6，這與圖1中的增壓器13的初級(jí)側(cè)的壓力不同。通過這種方式，與圖1所示的實(shí)施例相比，可借助噴油嘴3獲得更高的噴油計(jì)量精度。為了抑制在圖2的系統(tǒng)中的可能發(fā)生的波動(dòng)，除了所示的節(jié)流閥外，還可以設(shè)置其它的節(jié)流閥。
圖3表示第三噴油裝置32。在該實(shí)施例中，增壓器13的初級(jí)側(cè)12通過第三開關(guān)裝置20泄壓。該實(shí)施例尤其可有利地用于將容許計(jì)量較多燃油量時(shí)。
圖1至圖3所示的噴油裝置尤其也能以單個(gè)構(gòu)件的形式來組合，該部件被裝入活塞內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的氣缸上。與此相關(guān)地在本文中參見WO01/53688，在這里原則上給出了這樣一種結(jié)構(gòu)。也如以下圖5所示，得到了一種組裝成一個(gè)構(gòu)件的噴油裝置。此外，噴油裝置可以具有彼此分開安置的構(gòu)件。特別優(yōu)選的是，噴油裝置也用于試驗(yàn)臺(tái)，以便完成用于至少2000巴且尤其是超過2500巴的噴油壓力的基礎(chǔ)試驗(yàn)。
圖4表示用于一個(gè)工作點(diǎn)的噴油過程例子，它組合了各種不同的與噴油階段相關(guān)的參數(shù)曲線。如圖所示，噴油裝置能只通過控制第一開關(guān)裝置來實(shí)現(xiàn)噴油量隨時(shí)間的明確變化規(guī)律。在X軸上，與每個(gè)參數(shù)描述相關(guān)地示出了一個(gè)噴射階段的同一時(shí)間段。第一開關(guān)裝置例如是壓電控制的致動(dòng)器，它隨所加電壓的變化來工作。電壓以伏特計(jì)。依據(jù)該電壓，第一開關(guān)裝置的閥開啟，以微米表示。由于隨后要操作的構(gòu)件以液壓方式幾乎沒有延遲而直接作出反應(yīng)，所以幾乎與壓力增大同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了噴油閥針的升起。由于在針閥第一次開啟前在針座上已有壓力增大，所以在開啟時(shí)會(huì)經(jīng)過計(jì)量地直接將噴油量送入燃燒室或者通道。因此，從致動(dòng)器上的電壓變化直到開始噴油，時(shí)間不到0.8毫秒。這種快速直接反應(yīng)也實(shí)現(xiàn)了通過明確升降第一控制裝置的閥來調(diào)整噴油壓力。如果電壓又降低，則壓力幾乎馬上降低，針閥升程因壓力變化也在短于0.7毫秒的時(shí)間間隔內(nèi)變化。
圖5表示噴油裝置的一個(gè)實(shí)施例，圖6表示圖5的第一開關(guān)裝置的局部放大圖。噴油裝置具有圖1所示的構(gòu)件，但沒有蓄壓器2、調(diào)節(jié)裝置4和低壓室19，它們安置在單一的構(gòu)件中。為此，獨(dú)立構(gòu)件具有預(yù)制通道，從而在獨(dú)立構(gòu)件組裝和接合時(shí)，隨后只需要在噴油裝置上進(jìn)行幾道加工。通過在單一構(gòu)件中安裝所有單獨(dú)構(gòu)件，可以制造出結(jié)構(gòu)最緊湊的噴油裝置。
權(quán)利要求
1.一種利用蓄壓器原理的燃油噴射方法，其中來自蓄壓器(2)的燃油在第一壓力下被供給增壓器(13)的初級(jí)側(cè)(12)，該增壓器(13)的次級(jí)側(cè)(14)由此遇到壓力增大，噴油嘴(3)的啟閉通過位于該噴油嘴(3)的壓力室(15)中的壓力并且在作用于該噴油嘴(3)的封閉件(27)移動(dòng)的情況下借助液壓控制的壓力變化進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述次級(jí)側(cè)(14)產(chǎn)生的第二壓力被施加于所述壓力室(15)，其中所述液壓控制的壓力變化作用于所述增壓器(13)的初級(jí)側(cè)(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，燃油噴射壓力借助液壓控制的壓力變化緊接在一個(gè)控制閥的閥升程后。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)于本身關(guān)閉的噴油嘴(3)，通過使燃油流出到低壓室(19)中來解除次級(jí)側(cè)(14)的壓力。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，一個(gè)接在所述蓄壓器(2)后面但接在所述增壓器(13)前面的開關(guān)裝置(5；6；20)承受所述增壓器(13)的次級(jí)側(cè)(14)的第二壓力。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)一個(gè)接在所述蓄壓器(2)后面且承受由該蓄壓器提供的且隨后在控制管路(21)中產(chǎn)生影響的控制壓力的開關(guān)裝置(20)施加所述增壓器(13)的次級(jí)側(cè)(14)的第二壓力，所述控制壓力確定第二壓力接通至低壓室(19)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，設(shè)有一個(gè)或多個(gè)阻尼體，用于阻尼出現(xiàn)的波動(dòng)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，燃油在噴射階段中借助液壓控制的節(jié)拍被噴入。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述節(jié)拍適應(yīng)于工作區(qū)域。
10.一種用于活塞內(nèi)燃機(jī)的并帶有蓄壓器的噴油裝置(1；28；32)，它具有噴油嘴(3)和噴嘴件(26)，該噴嘴件具有壓力室(15)，一個(gè)封閉該噴油嘴(3)的封閉件(27)在該壓力室中被引導(dǎo)，其中該壓力室(15)通過連接通道(16)與增壓器(13)相連接，該增壓器接在蓄壓器(2)之后并接在該壓力室(15)之前，除了第一開關(guān)裝置(5)外，其余的接在該蓄壓器(2)后面的燃油噴射閥以液壓方式通過所述開關(guān)裝置來控制，以控制燃油流動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的噴油裝置(1；28；32)，其特征在于，所述壓力室(15)通過泄壓通路(17)與低壓室(19)相連接。
12.一種用于活塞內(nèi)燃機(jī)的并帶有蓄壓器的噴油裝置(1；28；32)，它具有噴油嘴(3)和噴嘴件(26)，該噴嘴件具有壓力室(15)，一個(gè)封閉該噴油嘴的封閉件(27)在該壓力室中被引導(dǎo)，其中該壓力室(15)通過連接通道(16)與增壓器(13)相連接，該增壓器接在蓄壓器(2)的后面并且接在該壓力室(15)的前面，該壓力室(15)通過泄壓通路(17)與低壓室(19)相連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的噴油裝置(1；28；32)，其特征在于，除了第一開關(guān)裝置(5)外，其余的接在該蓄壓器(2)后面的燃油噴射閥以液壓方式通過所述開關(guān)裝置來控制，以控制燃油流動(dòng)。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的噴油裝置(1；28；32)，其特征在于，所述增壓器(13)具有包括初級(jí)側(cè)(12)和次級(jí)側(cè)(14)的活塞，所述次級(jí)側(cè)(14)通過連接通道(16)與所述壓力室(15)相連接，并且所述次級(jí)側(cè)通過泄壓通路(17)與一個(gè)開關(guān)裝置相連接，該開關(guān)裝置安置在該低壓室(19)的前面。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的噴油裝置(1；28；32)，其特征在于，所述噴油嘴(3)的抽真空室(18)具有連通至節(jié)流閥(10)的連接管路，所述節(jié)流閥接在低壓室(19)的前面。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的噴油裝置(1；28；32)，其特征在于，所述增壓器(13)被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生約1.5至約3倍入口壓力的增壓。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述的噴油裝置(1；28；32)，其特征在于，在壓力室(15)和低壓室(19)之間的泄壓通路(17)經(jīng)過所述噴油嘴(3)的抽真空室(18)延伸。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求10至17中任一項(xiàng)所述的噴油裝置(1；28；32)，其特征在于，設(shè)有調(diào)節(jié)裝置(4)，用于依據(jù)活塞內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)增大和降低蓄壓器壓力。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求10至18中任一項(xiàng)所述的噴油裝置(1；28；32)，其特征在于，所述增壓器(13)是液壓控制的。
20.根據(jù)上述權(quán)利要求10至19中任一項(xiàng)所述的噴油裝置(1；28；32)，其特征在于，在低壓室(19)和壓力室(15)之間接入開關(guān)裝置(5；6；20)，該開關(guān)裝置提供與抽真空室(18)的連通。
21.根據(jù)上述權(quán)利要求10至20中任一項(xiàng)所述的噴油裝置(1；28；32)，其特征在于，所述增壓器(13)在次級(jí)側(cè)(14)具有超過2000巴的壓力。
22.一種噴油裝置(1；28；32)，在該噴油裝置中，燃油噴射壓力緊接在一個(gè)控制閥的閥升程之后，該控制閥隨液壓控制的壓力變化被操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及噴油方法和噴油裝置。噴油在利用蓄壓器的情況下完成，并且噴油尤其適于超過2000巴的噴油壓力。
文檔編號(hào)F02M47/02GK101065573SQ200580040785
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月29日
發(fā)明者卡爾·約阿希姆·施米克爾, 赫爾曼-約瑟夫·勞門 申請(qǐng)人:Fev電機(jī)技術(shù)有限公司