專利名稱：用于燃料噴射系統(tǒng)的噴射器以及具有該噴射器的燃料噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有燃料噴射的內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的用于燃料噴射系統(tǒng)的噴射器，以及具有這種噴射器的燃料噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在基于共軌原理的燃料噴射系統(tǒng)中，通過高壓泵輸送的燃料通常被泵送到共軌的蓄積容積中，所述共軌沿著一排噴射器延伸，并且每個(gè)單獨(dú)啟動(dòng)的噴射器的各個(gè)單獨(dú)支管從所述共軌分出。具有獨(dú)立的共軌的這種布置有幾個(gè)缺點(diǎn)就生產(chǎn)而言，必須設(shè)計(jì)用于高壓燃料的獨(dú)立的共軌需要相當(dāng)高的費(fèi)用。上述缺點(diǎn)也特別存在于噴射器的支管的螺紋連接和接頭，以及所述高壓泵上并從其上引出的供應(yīng)管和返回管的螺紋連接和接頭。每個(gè)所述這些接頭在密封性方面都存在風(fēng)險(xiǎn)。并且，共軌在發(fā)動(dòng)機(jī)室中占據(jù)相當(dāng)大的空間，在其中必須容納不斷增加的更多額外部件。
EP-A1-469 188已經(jīng)提出，在用于共軌系統(tǒng)并在其中用于燃料的高壓供應(yīng)管和低壓返回管相互組合的同軸雙管的框架之內(nèi)，上接頭側(cè)上的共軌系統(tǒng)的噴射器裝備有兩個(gè)彼此相對(duì)布置的組合的高壓和低壓接頭。這樣噴射器就能夠在高壓和低壓側(cè)的燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)按串聯(lián)方式連接，相鄰噴射器之間的連接管與其高壓管一起形成共軌。
在圖1中以示意圖的形式示出這種構(gòu)造，其中僅顯示兩個(gè)噴射器11和12。每個(gè)噴射器11、12具有內(nèi)部高壓空間14，該內(nèi)部高壓空間向下通入噴射嘴13，該噴射嘴13由噴嘴針16打開和關(guān)閉。高壓空間14通過窄接管15按T形部件的方式連接到高壓管17的管段上。所述管段在兩個(gè)高壓接頭A之間。高壓管17構(gòu)成共軌并確定共軌的蓄積容積。噴射器11、12中的高壓空間14通過窄接管15在流體動(dòng)力學(xué)方面斷開高壓管17，使得所述高壓空間在共軌的功能上不起任何作用。因此為獲得充足的蓄積容積，必須相應(yīng)地設(shè)計(jì)高壓管17。同時(shí)，所述蓄積容積隨著噴射器相互之間距離的變化而發(fā)生相當(dāng)大的變化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種基于共軌原理的用于燃料噴射系統(tǒng)的噴射器，使其有可能在不具有公知解決方案缺點(diǎn)的情況下簡化噴射系統(tǒng)，并且本發(fā)明還確定一種運(yùn)用所述噴射器的燃料噴射系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求1和9的全部特征得以實(shí)現(xiàn)。按照本發(fā)明的噴射器的區(qū)別在于，在噴射器殼體內(nèi)設(shè)有至少兩個(gè)獨(dú)立的高壓接頭，所述高壓接頭容許從外部通入高壓空間，并且在每種情況下都設(shè)計(jì)用于高壓管的連接。按照本發(fā)明的燃料噴射系統(tǒng)中，噴射器與其高壓接頭在高壓管中按串聯(lián)的方式布置，其布置方式使得高壓管通過每個(gè)噴射器的高壓空間。
按照本發(fā)明的噴射器的改進(jìn)之處的特征在于，高壓接頭布置在高壓空間的上端，并且沿軸向布置在相同高度上。這就使得生產(chǎn)和連接具有良好的可達(dá)性，并且得到簡化。當(dāng)按照一種改進(jìn)設(shè)置兩個(gè)高壓接頭，開且所述兩個(gè)高壓接頭關(guān)于軸線彼此相對(duì)布置并互相對(duì)齊的時(shí)候，該特征特別適用。
當(dāng)高壓接頭在結(jié)構(gòu)和尺寸上，特別是在通道橫截面方面彼此相同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步的簡化。
高壓接頭優(yōu)選地具有用于可松地旋到高壓管上的螺紋，該螺紋具體地設(shè)計(jì)為內(nèi)螺紋。
當(dāng)高壓空間關(guān)于噴射器的軸線同軸布置時(shí)，所述噴射器變得特別簡單。
按照本發(fā)明的噴射系統(tǒng)的本質(zhì)思想在于使用具有高壓空間的噴射器，噴射所需的燃料從所述高壓空間噴出，所述高壓空間的容積選擇為使得共軌噴射系統(tǒng)中多個(gè)相同噴射器的高壓空間的容積之和足以形成共軌所需的足夠蓄積容積，并將上述這些噴射器插入高壓管中，其中所述噴射器的高壓空間一個(gè)接一個(gè)前后布置，使得所述高壓空間與連接它們的高壓管一起構(gòu)成具有相應(yīng)蓄積容積的共軌。
按照本發(fā)明的噴射器可有利地用于燃料噴射系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的噴射系統(tǒng)的改進(jìn)之處的特征在于，返回管從以串聯(lián)方式布置的最后一個(gè)噴射器導(dǎo)回高壓泵。從而形成一種環(huán)形管路，這對(duì)于所形成的蓄積容積中的壓力波動(dòng)的補(bǔ)償是有利的。


以下將通過示例性實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，圖中圖1顯示按照現(xiàn)有技術(shù)的沿高壓管布置的、具有兩個(gè)高壓接頭的噴射器的示意圖；圖2顯示與圖1相對(duì)照的、按照本發(fā)明的燃料噴射系統(tǒng)的原理圖；圖3顯示通過按照本發(fā)明的具有大容積高壓空間的噴射器的優(yōu)選示例性實(shí)施例的縱剖面，可從外部通過兩個(gè)獨(dú)立的高壓接頭通入所述高壓空間；以及圖4顯示按照本發(fā)明的燃料噴射系統(tǒng)的示例性實(shí)施例，該系統(tǒng)具有按照?qǐng)D2以串聯(lián)方式布置并通過高壓連接管相互連接的噴射器以及連接到高壓泵上的返回管。
具體實(shí)施例方式
圖2用與圖1相對(duì)照的示圖顯示了按照本發(fā)明的燃料噴射系統(tǒng)的原理。在此也僅僅再次示出燃料噴射系統(tǒng)10′中的多個(gè)噴射器中的兩個(gè)噴射器11′和12′。每個(gè)噴射器11′、12′都具有內(nèi)部高壓空間14′，高壓下的燃料通過由噴射嘴13和噴嘴針16組成的噴射閥從所述高壓空間噴出，進(jìn)入燃燒空間。在每種情況下，在噴射器11′、12′的高壓空間14′上都在側(cè)面相對(duì)地布置兩個(gè)高壓接頭A′，噴射器11′、12′通過所述接頭能夠按串聯(lián)的方式插入到來自高壓泵的高壓管17′內(nèi)，使得高壓空間14′和連接它們的那部分高壓管以共軌的方式形成連續(xù)的蓄積容積。該方式的前提是單個(gè)高壓空間14′的容積大得足以保證所有按串聯(lián)方式布置的噴射器的容積之和足夠作為共軌蓄積容積。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)這些要求，提出一種新穎的噴射器。圖3中的縱剖而顯示按照本發(fā)明的這種噴射器的優(yōu)選的示例性實(shí)施例。所述噴射器20用于基于共軌原理的燃料直噴，優(yōu)選地用于柴油機(jī)。
噴射器20在噴射器殼體18內(nèi)具有同軸的高壓空間23，所述高壓空間在縱向(沿軸線45)延伸，并且其中例如布置有噴射器20的噴嘴針26?，F(xiàn)有的噴射閥22通過聯(lián)管螺帽37旋到噴射器殼體18的下端。噴射孔38布置在噴射閥22的下端，所述噴射孔與高壓空間23連通，并能通過噴嘴針26打開和關(guān)閉。這種具有針桿21的噴嘴針26對(duì)于本發(fā)明特別有利，因?yàn)樵摳邏嚎臻g23具有比常規(guī)噴射器大得多的容積。因此，在標(biāo)準(zhǔn)共軌噴射器中，例如EP-A1-584 815中所示的那種，承受高壓的孔近似地平行于噴嘴延伸。然而，該細(xì)孔只具有相當(dāng)小的容積，從而在考慮形成共軌的情況下，幾乎不能獲得按照該方式設(shè)計(jì)的噴射器。相反，低壓普遍存在于圍繞現(xiàn)有噴射器的噴嘴針桿的空間中。
如前所述，本發(fā)明的中心是一種省略相應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的、在共軌系統(tǒng)中形成蓄積容積的共軌的思想。所述共軌被各噴射器中高壓空間的單獨(dú)容積之和所代替，其中，這些噴射器通過簡單的高壓管按串聯(lián)的方式相互連接(圖4)。
為達(dá)到該目的，噴射器20的高壓空間23必須具有至少兩個(gè)獨(dú)立的高壓接頭24和25(圖3)。這些高壓接頭24、25連接到噴射器殼體18上，沿徑向從側(cè)面伸出，并在每種情況下都使流體流入高壓空間23，從而提供高壓空間23到高壓連接管(圖4中的43)的連接，這使得串聯(lián)的噴射器20.1，...，20.4相互連接(圖4)。高壓泵41同樣具有兩個(gè)高壓接頭，并與高壓供應(yīng)管42、噴射器20.1，...，20.4、高壓連接管43以及返回管44一起形成一種環(huán)形管路，這對(duì)所形成的蓄積容積中壓力波動(dòng)的補(bǔ)償是有利的。
噴射器殼體18上的高壓接頭24、25優(yōu)選地沿軸向布置在相同高度上。所述接頭關(guān)于軸線45彼此相對(duì)布置并相互對(duì)齊。而且，所述接頭在結(jié)構(gòu)和尺寸上，特別是在通道橫截面方面彼此相同。高壓接頭24、25例如具有內(nèi)螺紋(圖3中未示出)，其設(shè)計(jì)為反旋螺紋(counterthread)，用于抗壓連接到高壓管42、43、44(圖4)的高壓螺紋連接(未示出)。高壓泵41(圖4)上的連接點(diǎn)類似地設(shè)計(jì)。
詳細(xì)地說，圖3所示的噴射器20具有以下結(jié)構(gòu)用于控制噴射閥22的執(zhí)行機(jī)構(gòu)19示意性地顯示于噴射器20的頂部。執(zhí)行機(jī)構(gòu)19例如具有電磁鐵30，當(dāng)通過接頭28送入激勵(lì)脈沖對(duì)所述電磁鐵30產(chǎn)生作用時(shí)，所述電磁鐵吸引相應(yīng)的銜鐵31，從而松開控制孔32(電磁鐵30本身固定連接在噴射器殼體18上)。通過被打開的控制孔32，布置在其下方的控制空間34中的壓力下降。在所述控制空間34中可軸向滑移的控制活塞35、與所述控制活塞相連的針桿21以及噴嘴針26一起得到提升，其方向與關(guān)閉彈簧36的壓力方向相反，使得布置在噴射閥22下部末端上的噴射孔38松開，并且從高壓空間23噴出的燃料噴入噴射閥22四圍的燃燒空間39。
當(dāng)電磁鐵30的激勵(lì)被中斷時(shí)，所述彈簧29向下擠壓銜鐵31，關(guān)閉控制孔32。燃料繼續(xù)流過通向控制空間34較小的孔33，流入控制空間34。由于關(guān)閉彈簧36向下擠壓針桿21以及噴嘴針26，作用在控制活塞35上的壓差被抵消，并且通過噴射孔38的噴射被中斷。
在控制孔32打開期間(電磁鐵30受到激勵(lì))流出的燃料向上流過中空銜鐵31，經(jīng)由未示出的集流軟管流過返回接套27，返回到燃料箱(同樣未示出)中。
圖4中以簡化的形式顯示按照本發(fā)明的用于四個(gè)氣缸的示例性燃料噴射系統(tǒng)40。高壓供應(yīng)管42從燃料的高壓泵41通向四個(gè)噴射器20.1～20.4，所述噴射器按串聯(lián)方式布置并通過高壓連接管43相互連接。返回管44從所述這排四個(gè)噴射器的最后一個(gè)噴射器20.1導(dǎo)回通向所述高壓泵41。所述噴射器20.1～20.4優(yōu)選地具有圖3通過噴射器20所示的那樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。所述噴射器通過其高壓空間23直接插入到由管道42、43和44組成的環(huán)形管路。所述四個(gè)高壓空間23以及插在中間的高壓連接管43的容積之和以共軌的方式形成用于高壓下的燃料的蓄積容積，所述蓄積容積能夠完全代替常規(guī)的外部共軌。可以認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的原理不僅可以用于四個(gè)氣缸，而且本發(fā)明的原理同樣也可以用于例如3個(gè)，5個(gè)，6個(gè)或8個(gè)的其它數(shù)目的氣缸。
附圖標(biāo)記列表10、10′、40燃料噴射系統(tǒng)11、11′、12、12′噴射器13噴射嘴14、14′高壓空間15接管16噴嘴針17、17′高壓管18噴射器殼體19執(zhí)行機(jī)構(gòu)20噴射器20.1、...、20.4噴射器21針桿22噴射閥23高壓空間
24、25高壓接頭26噴嘴針27返回接套28接頭(電磁鐵)29彈簧30電磁鐵31銜鐵32控制孔33孔(小)34控制空間35控制活塞36關(guān)閉彈簧37聯(lián)管螺帽38噴射孔39燃燒空間41高壓泵42高壓供應(yīng)管43高壓連接管44返回管45軸線A、A′高壓接頭
權(quán)利要求
1.一種用于燃料噴射系統(tǒng)(10′，40)的噴射器(11′，12′，20)，包括噴射器殼體(18)，其沿軸線45延伸，并包圍用于容納高壓燃料的內(nèi)部高壓空間(14′，23)；噴射閥(13，16，22)，其位于所述噴射器殼體(18)的下端，并連接到高壓空間(14′，23)；以及噴嘴針(13，21，26)，其沿軸向通過高壓空間(14′，23)，所述噴嘴針能通過布置在噴射器殼體(18)上端的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(19)液壓啟動(dòng)，并根據(jù)軸向位置打開和關(guān)閉噴射閥(13，16，22)，其特征在于，噴射器殼體(18)中設(shè)有至少兩個(gè)獨(dú)立的高壓接頭(A′，24，25)，所述高壓接頭容許從外部通入高壓空間(14′，23)，并且在每種情況下設(shè)計(jì)用于高壓管(17′，42，43，44)的連接。
2.如權(quán)利要求1所述的噴射器，其特征在于，高壓接頭(A′，24，25)布置在高壓空間(14′，23)的上端。
3.如權(quán)利要求1或2所述的噴射器，其特征在于，高壓接頭(A′，24，25)沿軸向布置在相同高度上。
4.如權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的噴射器，其特征在于，設(shè)有兩個(gè)高壓接頭(A′，24，25)，其中所述兩個(gè)高壓接頭(A′，24，25)關(guān)于軸線彼此相對(duì)布置并互相對(duì)齊。
5.如權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的噴射器，其特征在于，高壓接頭(A′，24，25)在結(jié)構(gòu)和尺寸上、特別是在通道橫截面方面彼此相同。
6.如權(quán)利要求1～5中的任一項(xiàng)所述的噴射器，其特征在于，高壓接頭(A′，24，25)具有用于可松開地旋到高壓管(17′，42，43，44)上的螺紋。
7.如權(quán)利要求6所述的噴射器，其特征在于，所述螺紋設(shè)計(jì)為內(nèi)螺紋。
8.如權(quán)利要求1～7中的任一項(xiàng)所述的噴射器，其特征在于，高壓空間(14′，23)關(guān)于所述噴射器(11′，12′，20)的軸線(45)同軸地布置。
9.一種燃料噴射系統(tǒng)(40)，其具有高壓泵(41)和多個(gè)噴射器(11′，12′，20.1，...，20.4)，所述噴射器由高壓泵(41)通過高壓管(17′，42，43)供應(yīng)高壓燃料，其特征在于，噴射器(11′，12′，20.1，...，20.4)在每種情況下都具有高壓空間(14′，23)，噴射所需的燃料從所述高壓空間噴出，其中高壓空間(14′，23)的容積選擇為使得共軌噴射系統(tǒng)中多個(gè)相同噴射器的高壓空間(14′，23)的容積之和足以形成共軌所必需的蓄積容積，并且其中噴射器(11′，12′，20.1，...，20.4)插入高壓管(17′，42，43)中，所述噴射器的高壓空間(14′，23)一個(gè)接一個(gè)前后布置。
10.如權(quán)利要求9所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，使用如權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的噴射器(11′，12′，20.1，...，20.4)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，返回管(44)從以串聯(lián)方式布置的所述噴射器(11′，12′，20.1，...，20.4)中的最后一個(gè)導(dǎo)回所述高壓泵(41)。
全文摘要
一種用于燃料噴射系統(tǒng)的噴射器(20)，包括噴射器殼體(18)，其沿軸線(45)延伸，并包圍用于容納高壓燃料的內(nèi)部高壓空間(23)；噴射閥(22)，其位于所述噴射器殼體(18)的下端，并連接到高壓空間(23)；以及噴嘴針(21，26)，其沿軸向通過高壓空間(23)，所述噴嘴針能通過布置在噴射器殼體(18)上端的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(19)液壓啟動(dòng)，并根據(jù)軸向位置打開和關(guān)閉噴射閥(22)。對(duì)于裝備有上述噴射器的共軌系統(tǒng)，所實(shí)現(xiàn)的相當(dāng)大的簡化在于，噴射器殼體(18)中設(shè)有至少兩個(gè)獨(dú)立的高壓接頭(24，25)，所述高壓接頭容許從外部通入高壓空間(23)，并且在每種情況下都設(shè)計(jì)用于高壓管的連接。
文檔編號(hào)F02M55/02GK1955455SQ20061015070
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者弗里茨·W·斯平勒爾 申請(qǐng)人:Crt公共鐵路技術(shù)公司