專利名稱：燃料噴射裝置的制作方法
現(xiàn)有技術本發(fā)明涉及根據權利要求1所述類型的燃料噴射裝置。
具有壓電執(zhí)行機構(＝壓電調節(jié)器)及由液壓耦合器轉換的CR噴射器(CR＝Common Rail，共軌)已公開。具有同軸心地相互套插地設置的活塞的組合耦合器也已公開。公知的裝置使用一個A閥作為控制閥。該閥可僅以相對小的直徑構造，因為否則閥上的力變得過高，以致它不能由壓電執(zhí)行機構操作。
本發(fā)明的優(yōu)點相比之下，根據本發(fā)明的具有權利要求1所述特征的用于內燃機的燃料噴射裝置具有其優(yōu)點，即提供了一種具有壓電調節(jié)器的CR噴射器，其中閥可具有大的橫截面。由此可使噴射閥的打開及閉合更迅速地進行。組合耦合器允許裝置有短的結構長度。該耦合器通過CR壓力來支持。


附圖中示出了根據本發(fā)明的燃料噴射裝置的一個實施例，在以下的說明中對其詳細地描述。附圖表示唯一的附圖表示一個具有一個噴射閥、一個控制閥以及一個液壓耦合器的根據本發(fā)明的燃料噴射裝置的主要組成部分。
實施例的說明根據本發(fā)明的燃料噴射裝置1由一個壓力儲存器(共軌)3通過高壓導管5供給高壓下的燃料，燃料由該高壓導管起通過噴射導管6到達一個噴射閥9。一個內燃機通常具有多個這樣的噴射閥，為簡明起見僅示出了一個噴射閥。噴射閥9具有一個閥針(閥活塞，噴嘴針)11，該閥針在其閉合位置中用其錐形的閥密封面12封閉噴射孔13，燃料可通過該噴射孔噴射到內燃機的燃燒室的內部。燃料通過環(huán)形的噴嘴室14到達噴嘴針的區(qū)域中，燃料允許由該噴嘴室起通過一個構造成壓力肩的控制面15將壓力施加在噴嘴針的打開方向上。如果所述壓力在打開方向上在閥針上施加這樣一個力，該力克服了與打開相反地作用的力，則閥被打開。
一個執(zhí)行機構31用于控制噴射孔的打開及閉合。該執(zhí)行機構根據控制在一個機械的輸出端上產生一個偏移及一個用于操作其它部件的力。在該例中它涉及一種電操作的執(zhí)行機構。在該例中它是一個具有壓電元件的執(zhí)行機構，即一個壓電執(zhí)行機構。該執(zhí)行機構根據電控制在該附圖的垂直方向上并由此在其縱向方向上取得一個伸長的位形或一個縮短的位形。在該例中執(zhí)行機構具有這樣的結構，即該執(zhí)行機構在通電流(連接到一個直流電源上)時取得一個伸長的位形，不通電流時取得一個縮短的位形。該執(zhí)行機構構成一個容性負載且在持續(xù)通電流時不消耗損耗功率。有利的或要求的可以是，壓電執(zhí)行機構由一個夾持裝置如彈簧這樣地預加載，使得包括在執(zhí)行機構中的壓電元件始終負載有壓力。這對于技術人員是公知的，因此在以下對此不再描述。該壓電執(zhí)行機構的上端部以該附圖中未示出的方式被錨固在噴射裝置中，而該壓電執(zhí)行機構的下端部則用于它的力及運動最后被用來打開及閉合噴射孔。為此設置有一個液壓耦合器38用于其耦合，該液壓耦合器具有一個與壓電執(zhí)行機構耦合的活塞39及另一個活塞40。在該實施例中，通常需要通過該耦合器使該另一個活塞40的行程與活塞39的行程相比得以增大(通過液壓作用的活塞面的適當選擇)。對于該液壓耦合器的結構及作用原理還將在下面描述。
當該液壓耦合器的同壓電執(zhí)行機構非直接連接的活塞40打開一個控制閥41(或排出閥)時，一個被注入燃料的控制腔43中的壓力則下降，噴嘴針的上端部區(qū)段配合在該控制腔中。該控制腔43通過一個輸入節(jié)流閥47被注入壓力下的燃料，并且當控制閥41打開時燃料通過排出節(jié)流閥49由控制腔43流出。燃料的這種流出由力圖使噴嘴針11向其打開位置運動的力來支持。一個可運動的閥件51在控制閥41閉合時密封地靠置在一個閥座53上且與活塞40機械地耦合。在閥件51打開時由控制腔流出的控制量通過一個泄漏通道55導出。當閥件51閉合時，該閥件由控制腔加載共軌壓力(＝導管5中的壓力)，其中該壓力作用在具有直徑d3的面上。
活塞39及40在該例中彼此平行且套插地設置，即在加工技術上有利地彼此同軸心地套插地設置(組合耦合器)。它們彼此耦合的類型在下面說明。在活塞39中畫有一個箭頭，后者示出了當執(zhí)行機構在附圖中向下運動時該活塞的運動。在活塞40中畫有一個箭頭，后者示出了當活塞39進行由其箭頭所示的運動時該活塞40的運動。通過比較活塞40的箭頭與這樣一個方向，在該方向上，待由液壓變換器38操作的閥的可運動的閥部件為了打開或閉合而必須運動，則由該圖可直接地看到，所述箭頭的在圖中畫出的方向是相應于所述閥的打開過程還是閉合過程。
可運動的閥件51基本上被構造成具有一個圓柱形延續(xù)部分的圓錐形。它尤其在閉合狀態(tài)中以圓錐形的部分靠置在閥座53上。閥件51通過一個由所述圓柱形延續(xù)部分導向的壓簧54在向其閥座53的方向上被預加載。在其止動位置上它向“外”運動了，即在由控制腔43中的高壓向低壓(泄漏壓力)的區(qū)域的方向上運動。因此該排出閥在此情況下被稱為A閥。閥件51的朝著閥座53的側與一個操作部件剛性地連接，該操作部件與液壓耦合器連接。與活塞40的連接對于特別快的閉合是有利地抗拉的。
執(zhí)行機構31與活塞39通過一個具有直徑d5的桿61相連接?；钊?0與待由它操作的可運動的閥件51通過一個具有直徑d1的桿63相連接。內部的活塞39具有直徑d4，外部的活塞40具有一個圓環(huán)狀的大小為f2的活塞面積(Kolbenflche)。閥座53在可運動的閥部件靠置在該閥座處的凈直徑為d3。
有助于這些活塞的滑動導向的及穿過其對耦合室容積注入動力燃料的導向縫隙65及67被構造在外部的活塞的圓柱形外表面的區(qū)域中(相對一個未示出的殼體)及在這兩個活塞相對滑動導向的區(qū)域中。
對于功能起決定作用的是與上述直徑d1、d3至d5(對于圓柱形橫截面)相應的面積(Flche)f1、f3至f5及所述的面積(Flche)f2。雖然圓形的橫截面對于制造是合適的，但本發(fā)明并不被限制于此。
活塞39及40的朝著執(zhí)行機構31的端部區(qū)域配合在一個共用的轉換器室72中?；钊?9的另一個端部區(qū)域配合在一個填充室71-2中；該填充室通過活塞40的下部的端壁中的一些孔同填充室71-1相連接，后者與導管5相連接。外部的活塞40的另一個端部區(qū)域伸入到填充室71-1中。通過導向縫隙65及67使轉換器室72被注入燃料。轉換器室72由桿61穿過。填充室71-1由桿63穿過。活塞39及40在相反方向上運動且由于執(zhí)行機構相對控制閥所期望的行程轉換比而以不同的速度運動。
執(zhí)行機構31(壓電調節(jié)器)在噴射閥9的閉合狀態(tài)中被供給電流并伸長。為了打開控制閥41，供給執(zhí)行機構31的電流被切斷且執(zhí)行機構縮短。由此使活塞39(第一轉換器活塞)在圖中向上運動，并且是在彈簧75及填充室71-2的壓力支持下向上運動。在轉換器室72中及在填充室71-2中，在靜止狀態(tài)下CR壓力(＝壓力儲存器或共軌的壓力)作為系統(tǒng)壓力。在轉換器室72中通過活塞39向上運動使壓力上升。該壓力上升使活塞40(第二轉換器活塞)向下運動并通過閥件51的在相同方向上的運動打開控制閥41，該控制閥為一個A閥。為了閥件51的快速閉合，該閥件優(yōu)選與桿63固定地連接并由此與活塞40相連接。由于轉換器室72中的CR壓力，閥件51的閥座直徑d3可被選擇得很大，因為活塞40使該面與該活塞的位于轉換器室72中的側在很大程度上平衡。因此本發(fā)明提供了一種用于噴射閥很快地打開及閉合的、由CR壓力支持的有利的A閥伺服噴射器。耦合器照顧到了短的結構長度。
本發(fā)明的一個重要特征在于，在活塞39的背對控制閥的面上(在轉換器室中)處于共軌壓力，該共軌壓力支持控制閥的操作并與止動狀態(tài)中由控制腔43作用在閥件51上的壓力相反地作用。
由于轉換器室72中的共軌壓力，d3在很大程度上被平衡。因此與現(xiàn)有技術相比，由執(zhí)行機構輸出的力有較大的盈余以供可運動的閥件的質量的加速。因此本發(fā)明提供了一個具有部分被平衡(＝在力方面部分平衡)的控制閥的方案，其中該閥為一個A閥。因此，為了使閥閉合，待由執(zhí)行機構提供的力相對所公知的方案減小了。取而代之，在一個實施形式中閥51具有一個相對于所公知的方案更大的直徑d3，它可實現(xiàn)噴射閥更快地打開與閉合，因為在其中的流量的增大及減小比公知的較小的A閥的情況下大。
填充室71-2中的壓簧75將這些活塞彼此壓開并用于使耦合器很好地靠置在執(zhí)行機構31上及當閥閉合時使閥部件51很好地靠置在閥座53上。
所述的裝置還具有其它的特征。至少在使執(zhí)行機構31與液壓耦合器相連接的桿61的區(qū)域中在離該耦合器的最靠近執(zhí)行機構31的空間一定距離上設置有另一個填充室90，該另一個填充室與導管5相連接。在該例中該另一個填充室90在執(zhí)行機構的下端部區(qū)域中包圍執(zhí)行機構31。優(yōu)選它包圍整個執(zhí)行機構31。桿61的導向縫隙94的尺寸設計得用于使耦合器的相鄰的空間被附加地注入處于壓力下的燃料。一個優(yōu)點在于使耦合器附加地注入處于高壓下的燃料。
在本發(fā)明的一些實施形式中，所述另一個填充室90不存在或不與導管5連接并且不具有一個填充室的功能。在此情況下合乎要求的是，一個孔——在該孔中桿61在整個裝置的一個未示出的殼體中被導向——的尺寸設計得用于燃料盡可能小地從耦合器流出。
本發(fā)明還包括一些實施形式，其中處于高壓下的燃料不是從高壓儲存器輸入，而是從一個配置給噴射閥的泵(例如泵-噴嘴單元，噴射器單元)輸入，該泵也供給填充室。
權利要求
1.燃料噴射裝置(1)，它具有一個噴射閥(9)、一個在工作時給噴射閥(9)輸送處于高壓下的燃料的導管(5)、一個控制該噴射閥的與所述導管(5)連接的控制腔(43)中的壓力的控制閥(41)，該控制閥的可運動的閥件(51)可由一個執(zhí)行機構(31)通過一個液壓耦合器(38)操作，該液壓耦合器具有兩個與該耦合器的一個耦合器容積共同作用的活塞(39，40)，其中該可運動的閥件(51)的閥座(53)具有一個凈橫截面積f3，該燃料噴射裝置還具有用于通過活塞(39，40)的導向縫隙(65，67)對耦合器容積注入處于壓力下的燃料的裝置，其特征在于這些活塞(39，40)彼此平行套插地設置；在這些活塞(39，40)的朝著執(zhí)行機構(31)的端部上設置有一個轉換器室(72)；在外部的活塞(40)的內部設置有一個填充室(71-2)，該填充室與所述導管(5)相連接；這些活塞中的一個具有橫截面積f4的活塞(39)通過一個具有橫截面積f5的桿(61)同執(zhí)行機構(31)機械地耦合；具有活塞面積f2的另一個活塞(40)通過一個具有比f2小的橫截面積的桿(63)操作控制閥(41)；可運動的閥件(51)的閉合運動的方向與由控制腔(43)流出的燃料的方向相一致，使得由于在轉換器室(72)中作用在所述另一個活塞(40)上的壓力而使該控制閥至少部分地力平衡。
2.根據權利要求1的燃料噴射裝置(1)，其特征在于至少在使執(zhí)行機構(31)與所述液壓耦合器相連接的桿(61)的區(qū)域中在離該耦合器的最靠近執(zhí)行機構(31)的空間一定距離上設置有另一個填充室(90)，該另一個填充室與所述導管(5)相連接并通過桿(61)的一個導向縫隙(94)與該耦合器相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃料噴射裝置(1)，它具有一個噴射閥(9)、一個在工作時給噴射閥(9)輸送處于高壓下的燃料的導管(5)、一個控制該噴射閥的與所述導管(5)連接的控制腔(43)中的壓力的控制閥(41)，該控制閥的可運動的閥件(51)可由一個執(zhí)行機構(31)通過一個液壓耦合器(38)操作，該液壓耦合器具有兩個與該耦合器的一個耦合器容積共同作用的活塞(39，40)，其中該可運動的閥件(51)的閥座(53)具有一個凈橫截面積f3，該燃料噴射裝置還具有用于通過活塞(39，40)的導向縫隙(65，67)對耦合器容積注入處于壓力下的燃料的裝置，其特征在于這些活塞(39，40)彼此平行套插地設置；在這些活塞(39，40)的朝著執(zhí)行機構(31)的端部上設置有一個轉換器室(72)；在外部的活塞(40)的內部設置有一個填充室(71－2)，該填充室與所述導管(5)相連接；這些活塞中的一個具有橫截面積f4的活塞(39)通過一個具有橫截面積f5的桿(61)同執(zhí)行機構(31)機械地耦合；具有活塞面積f2的另一個活塞(40)通過一個具有比f2小的橫截面積的桿(63)操作控制閥(41)；可運動的閥件(51)的閉合運動的方向與由控制腔(43)流出的燃料的方向相一致，使得由于在轉換器室(72)中作用在所述另一個活塞(40)上的壓力而使該控制閥至少部分地力平衡。
文檔編號F02M59/46GK1829858SQ200480021480
公開日2006年9月6日 申請日期2004年6月9日 優(yōu)先權日2003年7月24日
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