專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的燃料噴射器。
技術(shù)背景噴嘴針控制室也稱(chēng)為伺服控制室。因此根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射器也被 稱(chēng)為伺服控制的噴射器，其伺服控制室通過(guò)闊裝置借助壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)控 制。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)在于，給出根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的燃料噴射器， 它具有更好的噴射性能及可成本上有利地被制造。該任務(wù)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射器來(lái)解決。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施 例被公開(kāi)在從屬權(quán)利要求中。根據(jù)權(quán)利要求1的實(shí)施例提供了一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即閥活塞是被壓力平衡的。 由此允許小的運(yùn)動(dòng)力。此外壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的體積顯著地減小，由此得到高 的費(fèi)用節(jié)省。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)主要方面，提供具有一個(gè)控制室的、伺服 控制的噴射器，該控制室通過(guò)壓力卸載連接部分與低壓相連接，用于壓力 卸載。壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)相反地工作，即壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)在噴射器的靜止?fàn)顟B(tài)中 被通電及具有其額定的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)，以致使減壓連接中斷。為了控制開(kāi)始噴 射，壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)被斷電并收縮。然后，噴嘴針控制室通過(guò)閥活塞控制室 向壓力卸載室中卸壓及噴嘴針打開(kāi)。在根據(jù)權(quán)利要求2的實(shí)施例中，閥活塞優(yōu)選具有一個(gè)相對(duì)小的直徑。 因此用于閥活塞的存在泄漏的導(dǎo)向裝置僅具有相對(duì)小的直徑及僅產(chǎn)生小的 泄漏量。在根據(jù)權(quán)利要求3的實(shí)施例中，閥活塞的自由端部?jī)?yōu)選具有一個(gè)環(huán)繞 的密封棱邊，該密封棱邊與閥板上的所對(duì)應(yīng)的密封面構(gòu)成一個(gè)平面配合(Flachsitz)。通過(guò)該平面配合可補(bǔ)償定位的精確度。但也可以有其它的配 合形式，如使用球形配合或錐形配合。在根據(jù)權(quán)利要求4的實(shí)施例中，壓力卸載通道優(yōu)選具有一個(gè)壓力卸載 孔，該壓力卸載孔可通過(guò)閥活塞的自由端部來(lái)封閉。根據(jù)權(quán)利要求5的實(shí)施例提供了一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即可取消閥板中的壓力卸 載通道，由此可提高其強(qiáng)度。在根據(jù)權(quán)利要求6的實(shí)施例中，第一通孔優(yōu)選配設(shè)有一個(gè)排出節(jié)流閥， 通過(guò)該節(jié)流閥使噴嘴針控制室卸壓以打開(kāi)噴嘴針。在根據(jù)權(quán)利要求7的實(shí)施例中，第二通孔優(yōu)選配設(shè)有一個(gè)輸入節(jié)流閥。 該輸入節(jié)流閥允許當(dāng)噴嘴針閉合時(shí)通過(guò)排出節(jié)流閥對(duì)噴嘴針控制室注流。在根據(jù)權(quán)利要求8的實(shí)施例中，優(yōu)選使用一個(gè)長(zhǎng)的單件式的噴嘴針。在根據(jù)權(quán)利要求9及10的實(shí)施例中，優(yōu)選這樣來(lái)選擇材料的性能，使 得可精確地補(bǔ)償壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的熱膨脹。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)主要方面，閥 活塞通過(guò)壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)及至少一個(gè)熱膨脹補(bǔ)償件在機(jī)械上直接與噴射器殼 體形成接觸。通過(guò)用于壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械上的溫度補(bǔ)償及相反的執(zhí)行機(jī) 構(gòu)工作的可實(shí)現(xiàn)閥裝置的簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)構(gòu)造。


由以下參照附圖對(duì)兩個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述的說(shuō)明中可得到本發(fā)明的其它的優(yōu)點(diǎn)，特征及細(xì)節(jié)。附圖表示圖l:根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射器的第一實(shí)施例的一個(gè)縱截面，及 圖2:根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射器的第二實(shí)施例的一個(gè)縱截面。
具體實(shí)施方式
圖1中以縱截面圖表示根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射器的第一實(shí)施例。根據(jù) 本發(fā)明的燃料噴射器涉及共軌燃料噴射系統(tǒng)的所謂的共軌噴射器。所述的 燃料噴射器具有一個(gè)總地用標(biāo)號(hào)1表示的噴射器殼體。噴射器殼體1包括一個(gè)噴嘴體2，該噴嘴體用其下自由端部伸入待供給燃料的內(nèi)燃機(jī)的一燃燒 室中。噴射器殼體1還包括一個(gè)基本上圓柱形套形狀的中間體3及一個(gè)固 定體4。在噴嘴體2中開(kāi)設(shè)有一個(gè)軸向的導(dǎo)向孔6，在該導(dǎo)向孔中軸向可移動(dòng)地 引導(dǎo)一個(gè)噴嘴針8。在噴嘴針8的尖端9上構(gòu)造有一個(gè)密封棱邊10，該密 封棱邊與噴嘴體2上的一個(gè)密封面11相互配合，以便構(gòu)成一個(gè)密封座。當(dāng) 噴嘴針8的尖端9用其密封棱邊10接觸在密封面11上時(shí)，噴射體2上的 兩個(gè)噴射孔13， 14被封閉。當(dāng)噴嘴針尖端9以密封棱邊10從密封面11上 抬起時(shí)，則加載以高壓的燃料通過(guò)噴射孔13, 14噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。從尖端9處起噴嘴針8具有一個(gè)壓力室區(qū)段15，該區(qū)段基本上構(gòu)造成 圓柱形。接著該壓力室區(qū)段15的是一個(gè)截錐形的擴(kuò)大區(qū)段16，該區(qū)段也被 稱(chēng)為壓力肩。區(qū)段15及16至少部分地被設(shè)置在一個(gè)壓力室17中，該壓力 室構(gòu)造在噴嘴針8與噴嘴體2之間。接著該截錐形的擴(kuò)大區(qū)段16的是一個(gè) 基本上圓柱形的導(dǎo)向區(qū)段18，該導(dǎo)向區(qū)段在噴嘴體2的軸向?qū)蚩?中可 往復(fù)運(yùn)動(dòng)地被導(dǎo)向。通過(guò)構(gòu)造在該導(dǎo)向區(qū)段上的削平部分19， 20得到了壓 力室17與一環(huán)形室21之間的流體連接。噴嘴針8在其背離燃燒室的端部上具有另一導(dǎo)向區(qū)段22，它在一個(gè)噴 嘴針導(dǎo)向套筒24中導(dǎo)行。在兩個(gè)導(dǎo)向區(qū)段18與22之間延伸著一個(gè)連接區(qū) 段25，在該連接區(qū)段上在導(dǎo)向區(qū)段22的附近構(gòu)造有一個(gè)軸肩26。在該軸 肩26與噴嘴針導(dǎo)向套筒24的向著燃燒室的端部之間夾緊著一個(gè)噴嘴針彈 簧27。在導(dǎo)向區(qū)段18， 22的附近在噴嘴針8上各設(shè)置有兩個(gè)彼此垂直地布 置的平衡片28， 29及30， 31。這些平衡片允許噴嘴針8具有萬(wàn)向接頭形式 的小變形。由此可避免由于制造精確度引起的噴嘴針不希望地被夾緊。環(huán)形室21通過(guò)燃料高壓管路33與一個(gè)中心燃料高壓源34、例如一個(gè) 也被稱(chēng)為共軌的燃料高壓存儲(chǔ)器相連接。噴嘴針導(dǎo)向套筒24具有一個(gè)輸入 節(jié)流閥35，來(lái)自環(huán)形室21的燃料通過(guò)該節(jié)流閥節(jié)流地到達(dá)噴嘴針控制室 36中，該噴嘴針控制室在徑向上由所述噴嘴針導(dǎo)向套筒形成其邊界。該噴 嘴針控制室36在軸向上由噴嘴針8遠(yuǎn)離燃燒室的端部及一個(gè)閥板38形成 其邊界，該閥板與噴嘴針導(dǎo)向套筒24構(gòu)造成一體。閥板38具有一個(gè)配設(shè)有排出節(jié)流閥的通孔39，該通孔連接噴嘴針控制 室36與一個(gè)閥活塞控制室40。此外，閥板38具有另一配設(shè)有節(jié)流閥的通 孔41，該通孔連接環(huán)形室21與閥活塞控制室40。閥活塞控制室40由一個(gè) 導(dǎo)向件43中的空槽42構(gòu)成，該空槽被閥板38密閉。孔， 一個(gè)閥活塞45可在軸向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)地在 該導(dǎo)向孔中被導(dǎo)向，閥活塞45與一個(gè)耦合塊46相連接。在該耦合塊46與 另一耦合塊47之間設(shè)置有一個(gè)壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)48。該壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)48在圓 周方向上被一個(gè)拉力彈簧49包圍，該拉力彈簧被夾持在耦合塊46與47之 間。由此執(zhí)行機(jī)構(gòu)在軸向上被預(yù)加載。耦合塊46及47使得可以通過(guò)合適 的膨脹特性實(shí)現(xiàn)對(duì)熱膨脹的補(bǔ)償及由此它們也被稱(chēng)為溫度補(bǔ)償件。也可以 僅使用這些溫度補(bǔ)償件中的一個(gè)。壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)48設(shè)置在一個(gè)壓力卸載室50的內(nèi)部，該壓力卸載室通 過(guò)一個(gè)回流管路51與一個(gè)(未示出的)回流容器形成連接。該壓力卸載室 50與徑向上位于該壓力卸載室50外部的另一壓力卸載室52連接。該壓力 卸載室52通過(guò)通孔53與一個(gè)壓力卸載通道55連接，該通孔設(shè)置在一個(gè)由 導(dǎo)向件43伸出的軸肩54中。所述壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接被低壓區(qū)域中的燃料 包圍，由此在所述壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)與這些溫度補(bǔ)償件之間達(dá)到良好的熱耦合。 如果僅使用一個(gè)補(bǔ)償件46，則可在執(zhí)行機(jī)構(gòu)及補(bǔ)償件中達(dá)到均勻的熱分布。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)適當(dāng)?shù)拇胧?、例如涂層在燃料面前得到?護(hù)。壓力卸載通道55由壓力卸載室52穿過(guò)閥板38延伸到閥活塞控制室40 中。壓力卸載通道55到閥活塞控制室40中的入口由閥活塞45向著燃燒室 的端部來(lái)密閉。通過(guò)密封座56避免了燃料由閥活塞控制室40通過(guò)壓力卸 載通道55排出到壓力卸載室52中。在燃料噴射器的靜止?fàn)顟B(tài)中，壓電執(zhí) 行機(jī)構(gòu)被電加載及密封座56關(guān)閉。為了控制開(kāi)始噴射，壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)48 被斷電并收縮。然后密封座56打開(kāi)及閥活塞控制室40通過(guò)壓力卸載通道 55向壓力卸載室52中卸載，使得噴嘴針8打開(kāi)。閥活塞45的密封座56 與閥活塞45在導(dǎo)向件43中的導(dǎo)向部分具有正好或幾乎相同的直徑，使得 閥活塞45相對(duì)壓力室40處于壓力平衡及僅受到一個(gè)很小的壓力。導(dǎo)向件43通過(guò)一個(gè)靠觸在軸肩54上的螺紋環(huán)58被保持密封地靠觸在 閥板38上，該閥板被夾緊在導(dǎo)向件43與中間體3之間。固定體4與中間 體3連接成一體。噴嘴體2也可與中間體3連接成一體。壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)48 被一執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體60包圍，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體設(shè)置在導(dǎo)向件43與一執(zhí)行機(jī) 構(gòu)殼體蓋61之間。電連接線路63及64穿過(guò)耦合塊47及執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體蓋 61延伸出來(lái)。通過(guò)這些連接線路給壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)7加載以電。通過(guò)在外部旋擰在固定體4上的鎖緊螺母65使執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體60及執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體蓋61 夾緊在導(dǎo)向件43上。耦合塊47及殼體蓋61也可單件式地構(gòu)成。圖2中以縱截面表示根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射器的第二實(shí)施例。使用相 同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同的零部件。為了避免重復(fù)描述，可參考以上對(duì)圖1的 說(shuō)明。以下僅詳細(xì)說(shuō)明兩個(gè)實(shí)施例之間的區(qū)別。在圖2所示的實(shí)施例中，壓力卸載通道75穿過(guò)閥活塞45延伸。 一旦 密封座56上的閥活塞45由閥板38上抬起，閥活塞控制室40通過(guò)壓力卸 載通道75向壓力卸載室50中卸載。通過(guò)壓力卸載通道75設(shè)置在閥活塞45 中便可取消閥板中的壓力卸載通道(參見(jiàn)圖1)。由此提高了該閥板的強(qiáng)度。 徑向上在閥活塞45外部在導(dǎo)向件43中構(gòu)有反壓區(qū)域77。由此可避免由閥 活塞45中的燃料壓力引起導(dǎo)向件43擴(kuò)展，從而可減小泄漏量。
權(quán)利要求
1.燃料噴射器，具有一噴射器殼體(1)，該噴射器殼體包括一壓力室(21，17)，當(dāng)一噴嘴針(8)由其座上抬起時(shí)，根據(jù)一噴嘴針控制室(36)中的壓力，使加載以高壓的燃料由該壓力室噴射到內(nèi)燃機(jī)的一燃燒室中，其中，所述噴嘴針控制室(36)中的壓力通過(guò)一帶有一壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(48)的開(kāi)關(guān)閥裝置來(lái)控制，該壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)被加載以電時(shí)產(chǎn)生長(zhǎng)度伸長(zhǎng)，其特征在于所述開(kāi)關(guān)閥裝置包括一與所述壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(48)耦合的、具有一自由端部的閥活塞(45)，該端部設(shè)置在一與所述噴嘴針控制室(36)相連接的閥活塞控制室(40)中，在壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(48)被加載以電的狀態(tài)中，該端部使所述閥活塞控制室(40)與一壓力卸載室(52；50)之間的液壓的壓力卸載連接中斷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射器，其特征在于所述閥活塞(45)可通 過(guò)一導(dǎo)向件(43)往復(fù)運(yùn)動(dòng)地被導(dǎo)向，該導(dǎo)向件部分地形成所述閥活塞控 制室(40)的邊界。
3. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的燃料噴射器，其特征在于所述閥活塞 (45)的所述自由端部在所述壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(48)被加載以電的狀態(tài)中靠觸在一閥部件的一閥板(38)上，該閥板設(shè)置在所述噴嘴針控制室(36) 與所述閥活塞控制室(40)之間。 ，
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的燃料噴射器，其特征在于所述閥板(38)具有一 壓力卸載通道(55)，當(dāng)所述閥活塞(45)從該閥板(38)上抬起時(shí)，該壓 力卸載通道連接所述閥活塞控制室(40)與所述壓力卸載室(52)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3的燃料噴射器，其特征在于所述閥活塞(45)具有 一壓力卸載通道(75)，當(dāng)所述閥活塞(45)從所述閥板(38)上抬起時(shí)， 該壓力卸載通道連接所述閥活塞控制室(40)與所述壓力卸載室(50)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3的燃料噴射器，其特征在于所述閥板(38)具有一 個(gè)第一通孔(39)，該第一通孔連接所述噴嘴針控制室(36)與所述閥活塞 控制室(40)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的燃料噴射器，其特征在于所述閥板(38)具有一 個(gè)第二通孔(41)，該第二通孔連接所述高壓室(21)與所述閥活塞控制室(40)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3至7之一的燃料噴射器，其特征在于所述閥部件具 有一導(dǎo)向套筒(34)，所述噴嘴針(8)的一端部在該導(dǎo)向套筒中被導(dǎo)向以 及該導(dǎo)向套筒形成所述噴嘴針控制室(36)的邊界。
9. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的燃料噴射器，其特征在于在所述壓電執(zhí) 行機(jī)構(gòu)(48)的背離所述閥活塞(45)的端部與所述噴射器殼體(1， 61) 之間設(shè)置有一由一種材料制作的熱膨脹補(bǔ)償件(47)，該熱膨脹補(bǔ)償件在溫 度影響下具有長(zhǎng)度變化，該長(zhǎng)度變化補(bǔ)償所述壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(48)的由溫度引起的長(zhǎng)度變化。
10. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的燃料噴射器，其特征在于在所述壓電 執(zhí)行機(jī)構(gòu)(48)與所述閥活塞(45)之間設(shè)置有一由一種材料制作的熱膨 脹補(bǔ)償件(46)，該熱膨脹補(bǔ)償件在溫度影響下具有一長(zhǎng)度變化，該長(zhǎng)度變 化補(bǔ)償所述壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(48)的由溫度引起的長(zhǎng)度變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料噴射器，具有一噴射器殼體(1)，該噴射器殼體包括一壓力室(21，17)，當(dāng)一噴嘴針(8)由其座上抬起時(shí)，根據(jù)一噴嘴針控制室(36)中的壓力，由該壓力室使加載以高壓的燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的一燃燒室中，其中，所述噴嘴針控制室(36)中的壓力通過(guò)一帶有一壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(48)的開(kāi)關(guān)閥裝置來(lái)控制，該壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)被加載以電時(shí)產(chǎn)生長(zhǎng)度伸長(zhǎng)。為了提供一種具有改善的噴射性能及可成本有利地制造的燃料噴射器，所述開(kāi)關(guān)閥裝置包括一與所述壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(48)耦合的、具有一自由端部的閥活塞(45)，該端部設(shè)置在一與所述噴嘴針控制室(36)相連接的閥活塞控制室(40)中，在壓電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(48)被加載以電的狀態(tài)中，該端部使所述閥活塞控制室(40)與一壓力卸載室(52；50)之間的液壓的壓力卸載連接中斷。
文檔編號(hào)F02M63/00GK101331314SQ200680046975
公開(kāi)日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
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