專利名稱：一種燃料噴射系統(tǒng)的噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料噴射系統(tǒng)的噴射器。
背景技術(shù)：
以可變壓力噴射燃料的噴射系統(tǒng)如共軌噴射系統(tǒng)多數(shù)在噴射開(kāi)始時(shí)具有一個(gè)很陡的噴射率。這時(shí)噴射了大量燃料。但這種效應(yīng)對(duì)氮氧化物-排放率(NOx-排放率)產(chǎn)生負(fù)面影響。通過(guò)噴嘴的一種分級(jí)的釋放/打開(kāi)或在噴嘴上一種確定的打開(kāi)特性可以實(shí)現(xiàn)階梯狀的噴射率，并且由此對(duì)排放率產(chǎn)生有利影響。
許多噴射系統(tǒng)制造商以及許多其中使用了這種噴射系統(tǒng)的柴油機(jī)的制造商都致力于對(duì)噴嘴橫截面進(jìn)行最佳的控制。對(duì)所噴射的燃料量進(jìn)行調(diào)節(jié)的另一種方案可以通過(guò)由凸輪控制的燃料噴射泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。
除了找出對(duì)噴嘴橫截面進(jìn)行最佳控制的方法之外，在噴射系統(tǒng)上還存在另一個(gè)問(wèn)題，該問(wèn)題在噴射針的彈道特性(ballistischesVerhalten)方面已為人熟知。噴射針的這種彈道特性在燃料噴射量少以及噴射壓力低的情況下會(huì)出現(xiàn)。由于噴射針的很短的噴射時(shí)間及其慣性效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致噴射針不確定的運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，噴射針行程的大小在各個(gè)噴射過(guò)程中不同，由此所噴射的燃料量也不同。

發(fā)明內(nèi)容
由現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明人提出的任務(wù)是改進(jìn)燃料噴射系統(tǒng)的噴射器。
所述新型的噴射器應(yīng)該在所噴射的燃料量少的情況下也具有確定的噴射針行程或確定的開(kāi)口橫截面。此外，所述新型的噴射器應(yīng)該不再顯示出所述彈道特性的現(xiàn)象。
該任務(wù)通過(guò)一種按權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)噴射器得到解決。
本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，為避免在噴射器上的上述缺點(diǎn)，有利的是所述噴射器的噴射針可以執(zhí)行兩種確定的移動(dòng)行程。這兩個(gè)噴射針行程可以通過(guò)特定的控制機(jī)構(gòu)得到釋放或阻止或者說(shuō)限制。
基于這種認(rèn)識(shí)，本發(fā)明人提出，對(duì)一種噴射系統(tǒng)的噴射器-其中可以在壓力下向該噴射器輸送燃料并且其中一個(gè)噴嘴針打開(kāi)或關(guān)閉一個(gè)噴嘴橫截面，通過(guò)該噴嘴橫截面可以再次將所輸送的燃料輸送到一個(gè)燃燒室中-進(jìn)行如下改進(jìn)，從而所述噴嘴針根據(jù)燃料的壓力具有兩種確定的調(diào)節(jié)行程，其中可以通過(guò)至少一個(gè)控制元件由所述噴嘴針來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉所述噴嘴橫截面。由此提供一種具有兩種噴射針行程的噴射器，這兩種噴射針行程則分別提供一個(gè)確定的行程開(kāi)口橫截面。
所述以往出現(xiàn)的噴射針彈道特性這個(gè)問(wèn)題通過(guò)所述新型的噴射器得到避免。這種新型的噴射器尤其適合于與前置的閥門如3/2旁通閥和調(diào)壓閥共同工作，并且為此準(zhǔn)備用于多點(diǎn)噴射。比如可以使用下列組合。比如可以實(shí)現(xiàn)一種具有可變的噴射壓力和連接在噴射器前面的3/2旁通閥的燃料噴射系統(tǒng)。此外，可以實(shí)現(xiàn)一種具有一個(gè)噴射器的受凸輪控制的燃料噴射泵。
有利的是在噴嘴針的上方和下方設(shè)置壓力室，燃料可以在壓力下輸送到這些壓力室中。比如在所述上、下壓力室中存在相同的壓力，由此將噴射針保持在確定的位置中。只有在所述兩個(gè)壓力室的其中一個(gè)中的壓力比如因泄壓而發(fā)生變化時(shí)，所述噴嘴針才朝壓力較小的壓力室的方向移動(dòng)。
在該噴射器的一種可行的實(shí)施方式中，可以布置至少一個(gè)控制元件、優(yōu)選布置一個(gè)2/2旁通閥，該控制元件打開(kāi)或關(guān)閉至少其中一個(gè)壓力室，由此可以促使在有待移動(dòng)的噴嘴針的兩個(gè)壓力室之間出現(xiàn)壓力差。
優(yōu)選在至少一個(gè)壓力室中進(jìn)壓橫截面大于泄壓橫截面。通過(guò)這種橫截面比來(lái)確保在壓力室減壓時(shí)壓力室中的壓力可以有節(jié)制地下降。
在噴射器的另一種有利的實(shí)施方式中，為所述噴嘴針的兩個(gè)確定的調(diào)節(jié)行程分別裝備至少一個(gè)彈簧元件，這種彈簧元件將噴嘴針從相應(yīng)調(diào)節(jié)行程的末端止擋處拉回到初始位置中。通過(guò)所述彈簧元件的彈簧常數(shù)可以調(diào)節(jié)一種確定的開(kāi)口特性。所述彈簧元件不僅可以是壓力彈簧，而且也可以是拉力彈簧，將這些彈簧元件進(jìn)行串聯(lián)，從而疊加其彈簧常數(shù)。
作為利用彈簧元件調(diào)節(jié)行程的替代方案，所述噴嘴針的一個(gè)確定的調(diào)節(jié)行程也可以具有一個(gè)控制元件，優(yōu)選為一個(gè)2/2旁通閥，由此釋放或阻止所述噴嘴針在該調(diào)節(jié)行程中的移動(dòng)。在所述噴射器的另一種可行實(shí)施方式中，可以用至少一個(gè)3/2旁通閥和/或調(diào)壓閥向所述噴射器供給燃料。


本發(fā)明優(yōu)選的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求和以下說(shuō)明獲得。下面借助于唯一的附圖對(duì)本發(fā)明的一種實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)解釋，但本發(fā)明并不局限于該實(shí)施例。其中圖1示出了一種新型的噴射器的剖面圖。
下面參照附圖1對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了一種新型燃料噴射系統(tǒng)噴射器的剖面圖。通過(guò)燃料輸送管路2在高壓下將燃料輸進(jìn)上壓力室13.1和下壓力室13.2中。通過(guò)燃料輸送管路2中的一個(gè)3/2旁通閥和一個(gè)調(diào)壓閥3來(lái)調(diào)節(jié)所輸送的燃料壓力的高低，并且對(duì)加壓或減壓進(jìn)行控制。
燃料要通過(guò)噴嘴橫截面10噴進(jìn)一個(gè)燃燒室中。在此所述噴嘴針9打開(kāi)或關(guān)閉所述噴嘴橫截面10。圖1所示的狀態(tài)是噴嘴針9處于下面的位置中，并且將所述噴嘴橫截面10保持閉合狀態(tài)。如果所述噴嘴針9向上移動(dòng)，那就打開(kāi)噴嘴橫截面10。噴嘴針9向上移動(dòng)得越多，所釋放的噴嘴橫截面10就越大，并且所噴射的燃料的噴射量也越多。
噴嘴針9的打開(kāi)和關(guān)閉由位于燃料排出管6中的2/2旁通閥5進(jìn)行控制。在圖1所示的狀態(tài)下，該2/2旁通閥5已關(guān)閉。由此不僅在上壓力室13.1而且在下壓力室13.2中都加載了相同的燃料壓力。從上壓力室13.1的上面向活塞桿4施加的壓力和從下壓力室13.2的下面向噴嘴針9施加的壓力保持平衡，從而所述處于活塞桿4下方的噴嘴針9保持在下面的位置中，并且使噴嘴橫截面10保持關(guān)閉狀態(tài)。
為了啟動(dòng)燃料噴射過(guò)程，也就是通過(guò)提起噴嘴針9來(lái)打開(kāi)噴嘴橫截面10，打開(kāi)所述2/2旁通閥5。由此給所述上壓力室13.1減壓。
但因?yàn)榕懦龉?jié)流閥7的橫截面面積大于進(jìn)流節(jié)流閥8的橫截面面積，所以這種減壓在上壓力室13.1中受到節(jié)制。
在下壓力室13.2中，處于壓力之下的燃料會(huì)提起噴嘴針9，并且由此釋放所述噴嘴橫截面10。一個(gè)第一彈簧元件11反作用于噴嘴針移動(dòng)。通過(guò)所述第一彈簧元件11，該噴嘴針可以在預(yù)行程11.1的范圍內(nèi)移動(dòng)。
只有在燃料壓力超過(guò)一個(gè)特定的極限壓力時(shí)，才進(jìn)一步提起該噴嘴針9，并且所述第二彈簧元件12的彈力才起作用。在所述第二彈簧元件12的加載下可以移動(dòng)所述噴嘴針9的第二行程12.1。
所述第一彈簧元件11的彈簧常數(shù)設(shè)計(jì)得小于所述第二彈簧元件12的彈簧常數(shù)，從而在燃料壓力很低的時(shí)候僅僅執(zhí)行所述噴嘴針9的預(yù)行程11.1。
很顯然，上述特征和權(quán)利要求的特征在不離開(kāi)本發(fā)明的框架的情況下，不僅可以在相應(yīng)說(shuō)明的組合中進(jìn)行應(yīng)用，而且也可以在其它組合中使用或單獨(dú)使用。
附圖標(biāo)記列表1噴射器2燃料輸送管路33/2旁通閥和調(diào)壓閥4活塞桿52/2旁通閥6燃料排出管7排出節(jié)流閥8進(jìn)流節(jié)流閥9噴嘴針10 噴嘴橫截面11 第一彈簧元件11.1 預(yù)行程/第一行程12 第二彈簧元件12.1 剩余行程/第二行程13.1 上壓力室13.2 下壓力室
權(quán)利要求
1.燃料噴射系統(tǒng)噴射器(1)，其中可以在壓力下向該噴射器輸送燃料，并且一個(gè)噴嘴針(9)打開(kāi)或關(guān)閉一個(gè)噴嘴橫截面(10)，通過(guò)該噴嘴橫截面(10)可以將已經(jīng)輸入的燃料再次輸送到燃燒室中，其特征在于，所述噴嘴針(9)根據(jù)燃料的壓力具有兩種確定的調(diào)節(jié)行程(11.1和12.1)，其中可以通過(guò)至少一個(gè)控制元件(5)由所述噴嘴針(9)來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉所述噴嘴橫截面(10)。
2.按權(quán)利要求1所述的噴射器，其特征在于，在所述噴嘴針(9)的上方和下方設(shè)置壓力室(13.1和13.2)，可以在壓力下向壓力室輸送燃料。
3.按兩項(xiàng)權(quán)利要求1和2中一項(xiàng)或兩項(xiàng)所述的噴射器，其特征在于，布置至少一個(gè)控制元件(5)，優(yōu)選為一個(gè)2/2旁通閥，該控制元件(5)打開(kāi)或關(guān)閉至少一個(gè)壓力室(13.1)。
4.按權(quán)利要求1到3中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的噴射器，其特征在于，在至少一個(gè)壓力室(13.1)中進(jìn)壓橫截面(8)大于泄壓橫截面(7)。
5.按權(quán)利要求1到4中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的噴射器，其特征在于，所述噴嘴針(9)的兩個(gè)確定的調(diào)節(jié)行程(11.1和12.1)分別具有至少一個(gè)彈簧元件(11和12)，所述彈簧元件(11和12)將所述噴嘴針(9)從相應(yīng)調(diào)節(jié)行程(11.1和12.1)的末端止擋處拉回到初始位置中。
6.按權(quán)利要求5所述的噴射器，其特征在于，所述彈簧元件(11和12)處于串聯(lián)之中，從而疊加其彈簧常數(shù)。
7.按權(quán)利要求1到4中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的噴射器，其特征在于，所述噴嘴針(9)的一個(gè)確定的調(diào)節(jié)行程(11.1和12.1)具有一個(gè)控制元件，優(yōu)選為一個(gè)2/2旁通閥，由此所述噴嘴針(9)在該調(diào)節(jié)行程(12.1)中的移動(dòng)得到釋放或阻止。
8.按權(quán)利要求1到7中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的噴射器，其特征在于，可以用至少一個(gè)3/2旁通閥和/或調(diào)壓閥(3)向所述噴射器(1)輸送燃料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料噴射系統(tǒng)噴射器(1)，其中可以在壓力下向該噴射器輸送燃料，并且一個(gè)噴嘴針(9)打開(kāi)或關(guān)閉一個(gè)噴嘴橫截面(10)，通過(guò)該噴嘴橫截面(10)可以將已經(jīng)輸入的燃料再次輸送到燃燒室中。按本發(fā)明，所述噴嘴針(9)根據(jù)燃料的壓力具有兩種確定的調(diào)節(jié)行程(11.1和12.1)，其中可以通過(guò)至少一個(gè)控制元件(5)由所述噴嘴針(9)打開(kāi)或關(guān)閉所述噴嘴橫截面(10)。
文檔編號(hào)F02M61/10GK1978888SQ20061016419
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者T·哈曼, L·邁爾 申請(qǐng)人:曼柴油機(jī)歐洲股份公司