具有壓電促動器的燃料噴射器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于燃料噴射系統(tǒng)、特別是共軌噴射系統(tǒng)的燃料噴射器，其具有權利要求1的前序部分所述的特征。
[0002]這種燃料噴射器包括在噴嘴體的高壓孔中行程運動地被引導的用于開啟和關閉至少一個噴射開口的噴嘴針、在低壓區(qū)域中被接收的用于直接控制噴嘴針的行程運動的壓電促動器以及耦合裝置，所述壓電促動器能夠通過所述耦合裝置與噴嘴針液壓地耦合。
【背景技術】
[0003]由DE 10 2009 001 131 Al得知一種燃料噴射器，其具有布置在噴射器的低壓區(qū)域中的用于直接控制噴嘴針的行程運動的壓電促動器，在所述燃料噴射器中，噴嘴針在很大程度上壓力平衡地布置。為此，在噴嘴針的噴嘴側的端部上布置柱塞式的凸部，所述凸部可能會在與燃燒室相連的導向孔中軸向地移動并且密封地被引導。壓電促動器可能會通過耦合器空間與噴嘴針液壓地耦合。以下述方式實現所述耦合，即在壓電促動器通電流時，噴嘴針占據其關閉位置，并且為了開啟必須中斷壓電促動器的電流。也就是說，促動器在相對長的噴射暫停期間被充電，并且僅僅在相對短的噴射期間放電(所謂的逆向控制)。因此，促動器的壓電陶瓷與其在非逆向控制的情況下相比在運行時間期間更長時間地經受強電場。因此可能會明顯地縮短促動器的使用壽命。

【發(fā)明內容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的在于，給出一種燃料噴射器，其具有用于直接地控制噴嘴針的行程運動的壓電促動器，所述燃料噴射器是耐用的。特別是要給出一種具有壓電促動器的燃料噴射器，所述壓電促動器不逆向地驅控噴嘴針。
[0005]該目的通過具有權利要求1所述的特征的燃料噴射器實現。本發(fā)明的有利的進一步方案可以由從屬權利要求中得出。
[0006]所述的燃料噴射器包括在噴嘴體的高壓孔中可行程運動地被引導的用于開啟和關閉至少一個噴射開口的噴嘴針、在低壓區(qū)域中被接收的用于直接控制噴嘴針的行程運動的壓電促動器以及耦合裝置，所述壓電促動器能夠通過所述耦合裝置與噴嘴針液壓地耦合。根據本發(fā)明，耦合裝置包括耦合器容腔，所述耦合器容腔構造在套筒狀耦合器活塞的內部。在此，通過沿著軸向方向限定耦合器容腔的邊界的內部銷可行程運動地引導耦合器活塞。此外，噴嘴針的端部部段插入耦合器容腔中或者插入與耦合器容腔液壓地連接的燃料容腔中，從而耦合器容腔中的壓力將沿著關閉方向作用的軸向力施加給噴嘴針的所述端部部段的端面。通過具有小的間隙的導向部實現了在噴嘴針的與耦合器容腔連接的部分和噴嘴針的下部的由處于高壓下的燃料包圍的部分之間液壓地分隔開。所述導向部直接布置在耦合器活塞的底部件中或者布置在密封套筒中，所述密封套筒布置在耦合器活塞下方。耦合裝置實現了直接地控制噴嘴針，在所述直接控制中，促動器的拉長促使噴嘴針開啟。為了使噴嘴針從其密封座上抬起，套筒狀耦合器活塞相對于內部銷朝向噴嘴針的密封座的方向移動，從而耦合器容腔增大。隨之出現的在耦合器容腔中的壓力減小導致，噴嘴針進入耦合器容腔中或者進入與耦合器容腔連接的、位于噴嘴針的端部部段上方的燃料容腔中。在此，噴嘴針從其密封座上抬起。因此，通過耦合裝置導致?lián)Q向。也就是說，僅僅當要進行噴射時，則壓電促動器必須被充電。在噴射暫停期間，壓電促動器放電。因此，如此減小壓電促動器的載荷，以使得促動器的使用壽命提高。此外，有助于此的是，壓電促動器布置在燃料噴射器的低壓區(qū)域中，也就是說，所述壓電促動器不經受通過高壓的加載。這附加地實現了，促動器封裝在由金屬套筒包圍的促動器模塊中，并且因此可靠地和完全地避免燃料和促動器之間的接觸。如果使用這種可能性，那么必須以正確的方式替代促動器而討論促動器模塊。然而，因為所述區(qū)別在本發(fā)明的范圍內是不重要的，所以下面將術語“促動器”也作為用于“促動器模塊”的同義詞使用。此外，所述的耦合裝置被簡單地構造并且僅僅需要小的結構空間。
[0007]優(yōu)選地，耦合器活塞由壓力彈簧的彈力加載，所述壓力彈簧一方面支撐在耦合器活塞上并且另一方面在殼體側被支撐。當結束給壓電促動器通電并且所述壓電促動器收縮時，壓力彈簧的彈力朝向壓電促動器的方向擠壓耦合器活塞并且以這種方式促使耦合器活塞的返回原位。此外，壓力彈簧的彈力在靜止狀態(tài)中用于以機械的壓縮應力使促動器預緊。因此避免了，至少促動器陶瓷的部分在運行時經受到拉應力，這會導致毀壞促動器。特別地，主要直接在促動器的充電過程結束之后以及直接在放電過程的開始時存在所述危險。
[0008]此外，為了傳遞力，優(yōu)選地在壓電促動器和耦合裝置之間布置有力傳遞件。所述力傳遞件優(yōu)選地包括穿過壓板的銷釘狀部段和用于軸向地支撐套筒狀耦合器活塞的盤狀部段。由力傳遞件的銷釘狀部段穿過的壓板優(yōu)選地用于將燃料噴射器的低壓區(qū)域與高壓區(qū)域分隔開。因此優(yōu)選地，力傳遞件的銷釘狀部段的直徑選擇為盡可能小的和/或設置在壓板中用于接收銷釘狀部段的孔的導向間隙選擇為盡可能窄的?？商鎿Q地或者補充地，力傳遞件的銷釘狀部段在高壓區(qū)域中可以由密封套筒包圍，所述密封套筒優(yōu)選地通過咬邊支撐在壓板上。同時，如果壓板中的導向間隙設計為大的，那么所述構型實現了包括密封套筒的力傳遞件沿著徑向方向移動并且因此實現了補償可能的軸線偏移。此外，通過密封套筒產生低壓區(qū)域相對于高壓區(qū)域非常好的密封性。
[0009]根據本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式，內部銷與耦合器板一體地構造。
[0010]根據本發(fā)明的一個可替換的優(yōu)選的實施方式設置，內部銷能擺動地和/或能沿著徑向方向移動地支承在耦合器板的孔中。在此，耦合器板用作另外的殼體部分并且可以例如軸向地與前述的壓板相連。為了實現沿著徑向方向移動，耦合器板的孔必須設置有足夠的間隙，內部銷被接收在所述孔中。此外，優(yōu)選地在內部銷上構造平面的或球狀成型的支撐面，內部銷通過所述支撐面支撐在耦合器板上。例如在內部銷上構造具有平面的或球狀成型的支撐面的在端側的凸緣區(qū)域，內部銷通過所述支撐面能移動地和/或能擺動地支承。
[0011]為了實現內部銷徑向地移動，構造在內部銷上的支撐面優(yōu)選地構造為平面的并且支撐在耦合器板的反向對稱地構造的支撐面上。為了能擺動地支承內部銷，所述內部銷的支撐面優(yōu)選地具有球狀成型的支撐面，內部銷通過所述支撐面支撐在耦合器的平面地、圓錐形地或球狀地成型的支撐面上。然而可替換地或補充地，也可以在內部銷和耦合器板之間插入中間環(huán)，所述中間環(huán)優(yōu)選地實現了內部銷相對于耦合器板不但擺動而且徑向地移動。
[0012]優(yōu)選地，耦合器板具有至少一個另外的用作輸入孔和/或穿通開口的空槽。用作輸入孔的空槽優(yōu)選地側向地布置并且繼續(xù)延伸在保持體中構造的并且側向地布置的輸入孔。輸入孔可以構造為稍稍傾斜地向內延伸，以使保持體的輸入孔與噴嘴體中的高壓孔連接。此外，至少一個另外的空槽設置為用于套筒狀耦合器活塞或者用于與耦合器活塞一體地連接的力傳遞元件的穿通開口。這種力傳遞元件可以例如構造為銷釘狀的，并且相對于彼此以相等的角距布置在耦合器活塞的軸向的延長部中。替代銷釘狀的元件，耦合器活塞的部分圓形的壁部段也可以用作力傳遞元件。耦合器板的空槽優(yōu)選地與力傳遞元件的橫截面相匹配。然而，在此必須確保耦合器活塞保持能在軸向上移動。
[0013]此外提出，內部銷由壓力彈簧的彈力加載，所述壓力彈簧一方面支撐在耦合器板上并且另一方面支撐在內部銷的徑向延伸的凸肩上。當內部銷能擺動地和/或能徑向移動地布置時，這特別是適用的。如果為了支撐彈簧，徑向延伸的凸肩在內部銷上向徑向內部取向，那么彈簧可以構造為圓錐形的并且以其變窄的端部作用在內部銷上的為此構造的凹槽中。然而，此外彈簧也可以構造為圓柱形的并且支撐在徑向延伸的凸肩上，所述凸肩向徑向外部延伸。為此，例如可以將一個套筒壓緊在內部銷上。即使當在關閉過程中在耦合器容腔中出現的動態(tài)的過壓峰值使得朝向壓電促動器的方向擠壓內部銷時，彈簧的彈力也保持內部銷與耦合器板接觸。
[0014]此外，噴嘴針優(yōu)選地也由壓力彈簧的彈力加載，其中，所述壓力彈簧一方面直接地支承在耦合器活塞上或者間接地通過密封套筒支撐在耦合器活塞上并且另一方面支撐在噴嘴針上。
[0015]此外，噴嘴針的端部部段可以直接在耦合器活塞的底部件的區(qū)域中的孔中行程運動地被引導。
[0016]在本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施方式中，噴嘴針的端部部段在密封套筒中行程運動地被引導，所述密封套筒由壓力彈簧的彈力朝向耦合器活塞的方向加載，并且優(yōu)選地布置在耦合器活塞的下方。此外，密封套筒優(yōu)選地布置在耦合器活塞和壓力彈簧之間，從而密封套筒通過壓力彈簧的彈力保持與耦合器活塞的下部的端面接觸。優(yōu)選地，密封套筒、噴嘴針的端部部段和耦合器活塞限定燃料容腔的邊界，所述燃料容腔與耦合器容腔連接。所述連接可以通