专利名称：具有可接通的压力变换器的喷射器的制作方法
具有可接通的压力变换器的喷射器技术领域在具有轨的燃料喷射系统中，轨压力由高压泵产生并且储存在一 个轨中。在此情况下不能实现喷射曲线的成形。
技术背景由DE 199 10 970A1公开了一种具有压力变换器的喷射器。该压 力变换器用于提高由轨或燃料高压泵提供的燃料压力，以便达到较高 的喷射压力，而无需在燃料高压泵及轨中具有喷射压力。发明内容在用于燃料喷射系统的喷射器""~它具有喷嘴针、第一控制阀以 及高压连接部，该喷嘴针在喷射器壳体中密封地被导向，其中，该喷 嘴针的一个端部构成一控制室的边界，该第一控制阀在第一开关位置 上使控制室与回流部分液压地分隔开及在第二开关位置上使控制室 通过一输出节流装置与回流部分液压地相连接，该高压连接部以处于 压力下的燃料对喷嘴针的压肩加载及通过一输入节流装置对控制室 供给燃料——中，根据本发明提出，在高压连接部为一方与控制室及 压肩为另一方之间设有一压力变换器；及该压力变换器可被激活或被 去激活。由此可实现选择地用轨中具有的压力进行喷射或借助压力变换 器使轨中具有的压力再进一步地提高。并且可实现这两个工作方式的 中间形式，因此借助本发明的喷射器可在宽广的范围上实现喷射曲线 的成形。本发明的另一优点在于，在喷嘴针范围内的泄漏仅在喷嘴针被打 开的时间上出现。而在该时间上，泄漏是不会导致问题的。因为通过压力变换器仅对喷射器的很少的部件加载尽可能高的喷射压力，所以可选择成本上有利的喷射器结构。此外，由此还延长了不被最高喷射压力加载的部件的寿命。有利的是，压力变换器具有一可在一孔中移动的变换器活塞，该变换器活塞的端面分别构成一压力室的边界，其中，该变换器活塞的较大的第一端面构成一与高压连接部相连接的第一压力室的边界，其中，该变换器活塞的与所述第一端面相反的、较小的第二端面构成一与所述压肩及控制室相连接的第二压力室的边界，其中，在第一压力 室与第二压力室之间设有一具有第一止回阀的液压连接。在压力变换器的该实施形式中可实现燃料由第一压力室流到第 二压力室中，而燃料从第二压力室向第一压力室的反向流动由止回阀 阻止。由此能以简单的方式实现对控制室及压肩仅加载具有轨中压 力的燃料。特别有利的是，所述液压连接被构造为变换器活塞中的纵向孔。 对此的主要原因是制造简单及不需要密封附加的管路。一个特别紧凑的结构方式的特征在于，附加地也可将第一止回阀 设置在变换器活塞中。由此可实现第一止回阀一旦它被预装配在变 换器活塞中时可在实际的喷射器之外被检验及需要时可调节到所需 的打开压力上。本发明的压力变换器的另一有利构型提出，变换器活塞的横截面 改变部分与压力变换器的壳体中的一阶台构成一卸荷室的边界；及该 卸荷室可选择地与回流部分或与高压连接部相连接。当卸荷室与回流 部分液压地连接时， 一旦第一压力室由轨中压力加载并且由此进行压 力升高时，变换器活塞可以运动。一旦卸荷室与高压连接部液压地连接，由卸荷室及由第一压力室
作用在变换器活塞上的力这样程度地平衡，使得压力变换器不激活。 有利的是，借助一第二控制阀进行压力变换器的接通及关断，该第二控制阀使卸荷室可选择地与回流部分或高压连接部相连接。有利的是，在压力变换器中设有一复位弹簧，该复位弹簧对变换器活塞加载一个作用在向着第一压力室的方向上的复位力。由此使变换器活塞在完成喷射后又回到其原始位置并且此外由第二压力室移出的燃料通过转换活塞的返回运动又被代替。有利的是，复位弹簧可被设置在第一压力室或卸荷室中。 借助本发明的方法可实现在宽广的范围上成形喷射的曲线，由此在燃料消耗、排放状况及噪音发生方面得到进一步改善。本发明的其它优点及有利构型可从下面的附图、其说明及权利要求书中得到。所有在附图、其说明及权利要求书中描述的特征既可单独地也可彼此任意组合地作为本发明的实质。
图中示出图h具有本发明的喷射器的燃料喷射系统的示意图，及 图2:喷射压力随时间变化的曲线图。
具体实施方式
图1中极其简化地示出一个燃料喷射系统，它由一燃料箱1、 一 燃料高压泵3、 一轨5及一喷射器7组成。在图1中仅示出一个喷射 器7。为了清楚起见，其它的喷射器仅由箭头9来表示。喷射器7通过一个高压连接部11与轨5相连接。喷射器7的回 流部分13将控制-及泄漏量导回燃料箱1。本发明的喷射器7可被分成三个组件。第一组件包括一喷射模块 15，第二组件包括一压力变换器17，而第三组件由第一控制阀19及 第二控制阀21组成。喷射模块15如在传统的喷射器中那样地构成。喷嘴针23在一个 壳体中被导向，该喷嘴针在其一个端部上具有一个密封锥25。密封锥25借助一个关闭弹簧27压靠在壳体的一个密封座(无标 号)上。在喷嘴针23的该位置上，喷射器7被关闭及不发生喷射。在与密封锥25相反的端部上，喷嘴针23构成一个控制室29的 边界。控制室29在径向上由一个套管31限定，关闭弹簧27支撑在 该套管上。由此套管31密封地压在喷射器7的壳体中的一个阶台 (Absatz)上。因为喷嘴针23在控制室29的区域中的直径大于密封 锥25与壳体之间的密封座的直径，所以在喷嘴针23上构成一个压肩， 该压肩将液压力施加到喷嘴针23上，该液压力与由关闭弹簧27施加 的力相反地定向。通过一个高压通道33既对包围着喷嘴针23的压力腔30也对控 制室29供给处于压力下的燃料。在该高压通道的区段33a中设有一个 未示出的输入节流装置。当第一控制阀19被打开时，控制室29通过一个输出节流装置(未 示出)及该第一控制阀19与回流部分13相连接。在图1中示出第一 控制阀19的该开关位置。一旦控制室29与回流部分13之间的液压连接被开通，则控制室 29中的压力下降，以致在压力腔30中作用在喷嘴针23上的液压力大 于关闭弹簧27的关闭力和由控制室29中的燃料作用在喷嘴针23上 的压力，喷嘴针23将被从喷射器7的壳体上抬起。随着喷嘴针23的 抬起开始了喷射过程。一旦第一控制阀19关闭，那么在控制室29中将建立与压力腔30 中相同的压力及因此又使喷嘴针23关闭。在高压连接部11与高压通道33之间设有一个压力变换器17。
该压力变换器17具有一变换器活塞35。压力变换器17的第一压 力室37直接与高压连接部11相连接，而第二压力室39与高压通道 33液压地连接。在图1所示的实施例中，变换器活塞35的端面不是被构成平面。 但这并不会使下列情况改变当对第一压力室37加载来自轨5的压 力时，变换器活塞35被压向下方及由于第二压力室39的小直径在那 里产生一个相应大的压力。但仅当设在喷射器的壳体中的一个阶台与 变换器活塞35的横截面改变部分41之间的卸荷室43无压力时，上 述情况才适用。在图1中所示的第二控制阀21的开关位置上，卸荷室43与回流 部分13相连接，以至于在卸荷室43中不建立压力。这意味着，在图1所示的第一控制阀19及第二控制阀21的开关 位置上，压力变换器被激活及因此可实现以一个压力的喷射，该压力 将高于轨5中具有的燃料压力。该压力变换器17可被去激活，其方式是使第二控制阀21到达图 2中未示出的第二开关位置。在该第二开关位置上，卸荷室43被用轨 5中具有的压力加载，以致在变换器活塞35的阶台41上作用了一个 力，该力将图1中的变换器活塞35向上压。变换器活塞35的该复位 运动受到一个复位弹簧45的附加支持，在图1所示的压力变换器17 的实施例中，该复位弹簧被设置在第一压力室37的内部。为此，在变换器活塞35上设有一个行程止挡47及一个凸缘49。 复位弹簧45被夹紧在它们之间。当压力变换器17被去激活——其方式是第二控制阀21被置于图 1中未示出的第二开关位置上——时，则可通过一个纵向孔51及一个 止回阀53 (这两者都被设置在变换器活塞35中)使燃料由轨5通过 高压连接部ll、纵向孔51、止回阀53及高压通道33到达控制室29
及压力腔30。这意味着，在压力变换器17被去激活时，喷射模块15就像无压 力变换器的传统喷射器那样地工作。换句话说通过借助第二控制阀21接通压力变换器17可达到比轨5中具有的压力更高的喷射压力，而在压力变换器17关断的情况 下，以轨5中具有的压力进行燃料喷射。因为通过控制阀19及21的适当控制也可实现这些工作方式的组 合，所以在喷射曲线的造型方面得到了显著的自由性。在图1所示的实施例中，仅当第一控制阀19打开的情况下会出 现沿由关闭弹簧27预紧的套管31的泄漏。相反地，当喷射阀关闭时 则没有或仅出现很小的泄漏。例如在电磁阀的阀针的导向直径上出现 这样的泄漏。图2中以曲线图示出喷射压力随时间的变化曲线。在该图2中所示的燃料喷射的例子中进行具有低喷射压力的预喷 射VE。在其后接着进行主喷射HE，该主喷射例如可根据曲线55a， 55b或55c进行。这三个示范表示的主喷射HE的喷射曲线非常明显 地表明可在宽广的范围中实现喷射曲线的造型。在真正的主喷射HE以后发生一个第一后喷射NEp该后喷射时 的压力小于主喷射时的压力但大于预喷射VE时的压力。在其后接着进行另一后喷射NE2，该后喷射例如可具有根据曲线 57a或根据曲线57b的随时间的曲线。在该以与预喷射VE类似的喷 射压力进行的第二后喷射NE2中，也可通过第一控制阔19的适当控 制在宽广的范围内改变喷射持续时间。在本发明的喷射器中可通过这两个控制阀19及21来彼此独立地 控制压力转换及持续时间或一个喷射的开始及结束。当压力转换及喷射在时间上相互错开地激活时，则喷射曲线可在
非常宽广的范围内可变地成形。例如可实现斜坡形状的喷射曲线、矩 形的喷射曲线或舟状的喷射曲线。对于控制阀19及21可考虑所有由现有技术公知的结构类型的 阀，例如滑阀和/或缝槽控制的阀。这些阀的控制也可以通过电磁铁或 压电致动器或其它致动器来实现。
权利要求
1.用于内燃机的燃料喷射系统的喷射器，具有喷嘴针(23)、第一控制阀(19)以及高压连接部(11)，该喷嘴针在喷射器壳体中密封地被导向，其中，该喷嘴针(23)的一个端部构成一控制室(29)的边界，该第一控制阀在第一开关位置上使控制室(29)与一回流部分(13)液压地分隔开及在第二开关位置上使控制室(29)通过一输出节流装置与该回流部分(13)液压地相连接，该高压连接部用处于压力下的燃料加载压力腔(30)及通过一输入节流装置对控制室(29)供给燃料，其中，在高压连接部(11)为一方与控制室(29)及压力腔(30)为另一方之间设有一压力变换器(17)，其特征在于该压力变换器(17)可被激活或被去激活。
2. 用于内燃机的燃料喷射系统的喷射器，其特征在于压力变换 器(17)具有一可在一孔中移动的变换器活塞(35)，该变换器活塞 的端面分别构成一压力室的边界；该变换器活塞(35)的较大的第一 端面构成一与高压连接部(11)相连接的第一压力室(37)的边界； 该变换器活塞(35)的与所述第一端面相反的、较小的第二端面构成 一与压力腔(30)及控制室(29)相连接的第二压力室(39)的边界； 及在第一压力室(37)与第二压力室(39)之间设有一具有第一止回 阀(53)的液压连接(51)。
3. 根据权利要求2的喷射器，其特征在于该液压连接被构造为 变换器活塞(35)中的纵向孔(51)。
4. 根据权利要求2或3的喷射器，其特征在于该止回阀(53) 被设置在变换器活塞(35)中。
5. 根据权利要求2至4中任一项的喷射器，其特征在于该变换 器活塞(35)的横截面改变部分(41)和压力变换器(17)的壳体中2的一阶台构成一卸荷室(43)的边界；及该卸荷室(43)可选择地与 所述回流部分(13)或与高压连接部(11)相连接。
6. 根据权利要求5的喷射器，其特征在于设有一第二控制阔(21)，以便使卸荷室(43)与回流部分(13)或高压连接部(11)相 连接。
7. 根据以上权利要求中任一项的喷射器，其特征在于该压力变换器(17)具有一复位弹簧(45);及该复位弹簧(45)对变换器活 塞(35)加载一作用在向着第一压力室(37)的方向上的复位力。
8. 根据权利要求6的喷射器，其特征在于该复位弹簧(45)被 设置在第一压力室(37)中。
9. 根据以上权利要求中任一项的喷射器，其特征在于该变换器 活塞(35)由两部分构成。
10. 用于借助于根据权利要求1至9中任一项的喷射器将燃料喷射 到内燃机的燃烧室中的方法，其特征在于以下的方法步骤-在开始喷射(VE， HE， NE)时打开第一控制阀(19)， -当喷射压力应高于高压连接部(11)中的压力时，激活压力变换 器(17)，及-在喷射结束时关闭第一控制阀(19)。
11. 根据权利要求10的方法，其特征在于在第一控制阀(19) 打开的同时或打开以前激活该压力变换器(17)。
12. 根据权利要求10的方法，其特征在于在第一控制阀(19) 打开以后激活该压力变换器(17)。
13. 根据权利要求10至12中任一项的方法，其特征在于在第一 控制阀(19)关闭以前使压力变换器(17)去激活。
14. 根据权利要求12的方法，其特征在于在第一控制阀(19) 关闭的同时或关闭之后使压力变换器(17)去激活。
全文摘要
本发明涉及一种喷射器(7)，其中压力变换器(17)可被接通或被关断，由此在喷射期间不仅喷射持续时间而且喷射压力的曲线可在宽广的范围中被控制。
文档编号F02M47/02GK101213363SQ200680023877
公开日2008年7月2日 申请日期2006年5月9日 优先权日2005年6月29日
发明者C·布切尔, C·比勒, J·弗拉施, M·弗莱格, S·韦尔 申请人:罗伯特·博世有限公司