具有压电促动器的燃料喷射器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于燃料喷射系统、特别是共轨喷射系统的燃料喷射器，其具有权利要求1的前序部分所述的特征。
[0002]这种燃料喷射器包括在喷嘴体的高压孔中行程运动地被引导的用于开启和关闭至少一个喷射开口的喷嘴针、在低压区域中被接收的用于直接控制喷嘴针的行程运动的压电促动器以及耦合装置，所述压电促动器能够通过所述耦合装置与喷嘴针液压地耦合。
【背景技术】
[0003]由DE 10 2009 001 131 Al得知一种燃料喷射器，其具有布置在喷射器的低压区域中的用于直接控制喷嘴针的行程运动的压电促动器，在所述燃料喷射器中，喷嘴针在很大程度上压力平衡地布置。为此，在喷嘴针的喷嘴侧的端部上布置柱塞式的凸部，所述凸部可能会在与燃烧室相连的导向孔中轴向地移动并且密封地被引导。压电促动器可能会通过耦合器空间与喷嘴针液压地耦合。以下述方式实现所述耦合，即在压电促动器通电流时，喷嘴针占据其关闭位置，并且为了开启必须中断压电促动器的电流。也就是说，促动器在相对长的喷射暂停期间被充电，并且仅仅在相对短的喷射期间放电(所谓的逆向控制)。因此，促动器的压电陶瓷与其在非逆向控制的情况下相比在运行时间期间更长时间地经受强电场。因此可能会明显地缩短促动器的使用寿命。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的目的在于，给出一种燃料喷射器，其具有用于直接地控制喷嘴针的行程运动的压电促动器，所述燃料喷射器是耐用的。特别是要给出一种具有压电促动器的燃料喷射器，所述压电促动器不逆向地驱控喷嘴针。
[0005]该目的通过具有权利要求1所述的特征的燃料喷射器实现。本发明的有利的进一步方案可以由从属权利要求中得出。
[0006]所述的燃料喷射器包括在喷嘴体的高压孔中可行程运动地被引导的用于开启和关闭至少一个喷射开口的喷嘴针、在低压区域中被接收的用于直接控制喷嘴针的行程运动的压电促动器以及耦合装置，所述压电促动器能够通过所述耦合装置与喷嘴针液压地耦合。根据本发明，耦合装置包括耦合器容腔，所述耦合器容腔构造在套筒状耦合器活塞的内部。在此，通过沿着轴向方向限定耦合器容腔的边界的内部销可行程运动地引导耦合器活塞。此外，喷嘴针的端部部段插入耦合器容腔中或者插入与耦合器容腔液压地连接的燃料容腔中，从而耦合器容腔中的压力将沿着关闭方向作用的轴向力施加给喷嘴针的所述端部部段的端面。通过具有小的间隙的导向部实现了在喷嘴针的与耦合器容腔连接的部分和喷嘴针的下部的由处于高压下的燃料包围的部分之间液压地分隔开。所述导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。耦合装置实现了直接地控制喷嘴针，在所述直接控制中，促动器的拉长促使喷嘴针开启。为了使喷嘴针从其密封座上抬起，套筒状耦合器活塞相对于内部销朝向喷嘴针的密封座的方向移动，从而耦合器容腔增大。随之出现的在耦合器容腔中的压力减小导致，喷嘴针进入耦合器容腔中或者进入与耦合器容腔连接的、位于喷嘴针的端部部段上方的燃料容腔中。在此，喷嘴针从其密封座上抬起。因此，通过耦合装置导致换向。也就是说，仅仅当要进行喷射时，则压电促动器必须被充电。在喷射暂停期间，压电促动器放电。因此，如此减小压电促动器的载荷，以使得促动器的使用寿命提高。此外，有助于此的是，压电促动器布置在燃料喷射器的低压区域中，也就是说，所述压电促动器不经受通过高压的加载。这附加地实现了，促动器封装在由金属套筒包围的促动器模块中，并且因此可靠地和完全地避免燃料和促动器之间的接触。如果使用这种可能性，那么必须以正确的方式替代促动器而讨论促动器模块。然而，因为所述区别在本发明的范围内是不重要的，所以下面将术语“促动器”也作为用于“促动器模块”的同义词使用。此外，所述的耦合装置被简单地构造并且仅仅需要小的结构空间。
[0007]优选地，耦合器活塞由压力弹簧的弹力加载，所述压力弹簧一方面支撑在耦合器活塞上并且另一方面在壳体侧被支撑。当结束给压电促动器通电并且所述压电促动器收缩时，压力弹簧的弹力朝向压电促动器的方向挤压耦合器活塞并且以这种方式促使耦合器活塞的返回原位。此外，压力弹簧的弹力在静止状态中用于以机械的压缩应力使促动器预紧。因此避免了，至少促动器陶瓷的部分在运行时经受到拉应力，这会导致毁坏促动器。特别地，主要直接在促动器的充电过程结束之后以及直接在放电过程的开始时存在所述危险。
[0008]此外，为了传递力，优选地在压电促动器和耦合装置之间布置有力传递件。所述力传递件优选地包括穿过压板的销钉状部段和用于轴向地支撑套筒状耦合器活塞的盘状部段。由力传递件的销钉状部段穿过的压板优选地用于将燃料喷射器的低压区域与高压区域分隔开。因此优选地，力传递件的销钉状部段的直径选择为尽可能小的和/或设置在压板中用于接收销钉状部段的孔的导向间隙选择为尽可能窄的。可替换地或者补充地，力传递件的销钉状部段在高压区域中可以由密封套筒包围，所述密封套筒优选地通过咬边支撑在压板上。同时，如果压板中的导向间隙设计为大的，那么所述构型实现了包括密封套筒的力传递件沿着径向方向移动并且因此实现了补偿可能的轴线偏移。此外，通过密封套筒产生低压区域相对于高压区域非常好的密封性。
[0009]根据本发明的一个优选的实施方式，内部销与耦合器板一体地构造。
[0010]根据本发明的一个可替换的优选的实施方式设置，内部销能摆动地和/或能沿着径向方向移动地支承在耦合器板的孔中。在此，耦合器板用作另外的壳体部分并且可以例如轴向地与前述的压板相连。为了实现沿着径向方向移动，耦合器板的孔必须设置有足够的间隙，内部销被接收在所述孔中。此外，优选地在内部销上构造平面的或球状成型的支撑面，内部销通过所述支撑面支撑在耦合器板上。例如在内部销上构造具有平面的或球状成型的支撑面的在端侧的凸缘区域，内部销通过所述支撑面能移动地和/或能摆动地支承。
[0011]为了实现内部销径向地移动，构造在内部销上的支撑面优选地构造为平面的并且支撑在耦合器板的反向对称地构造的支撑面上。为了能摆动地支承内部销，所述内部销的支撑面优选地具有球状成型的支撑面，内部销通过所述支撑面支撑在耦合器的平面地、圆锥形地或球状地成型的支撑面上。然而可替换地或补充地，也可以在内部销和耦合器板之间插入中间环，所述中间环优选地实现了内部销相对于耦合器板不但摆动而且径向地移动。
[0012]优选地，耦合器板具有至少一个另外的用作输入孔和/或穿通开口的空槽。用作输入孔的空槽优选地侧向地布置并且继续延伸在保持体中构造的并且侧向地布置的输入孔。输入孔可以构造为稍稍倾斜地向内延伸，以使保持体的输入孔与喷嘴体中的高压孔连接。此外，至少一个另外的空槽设置为用于套筒状耦合器活塞或者用于与耦合器活塞一体地连接的力传递元件的穿通开口。这种力传递元件可以例如构造为销钉状的，并且相对于彼此以相等的角距布置在耦合器活塞的轴向的延长部中。替代销钉状的元件，耦合器活塞的部分圆形的壁部段也可以用作力传递元件。耦合器板的空槽优选地与力传递元件的横截面相匹配。然而，在此必须确保耦合器活塞保持能在轴向上移动。
[0013]此外提出，内部销由压力弹簧的弹力加载，所述压力弹簧一方面支撑在耦合器板上并且另一方面支撑在内部销的径向延伸的凸肩上。当内部销能摆动地和/或能径向移动地布置时，这特别是适用的。如果为了支撑弹簧，径向延伸的凸肩在内部销上向径向内部取向，那么弹簧可以构造为圆锥形的并且以其变窄的端部作用在内部销上的为此构造的凹槽中。然而，此外弹簧也可以构造为圆柱形的并且支撑在径向延伸的凸肩上，所述凸肩向径向外部延伸。为此，例如可以将一个套筒压紧在内部销上。即使当在关闭过程中在耦合器容腔中出现的动态的过压峰值使得朝向压电促动器的方向挤压内部销时，弹簧的弹力也保持内部销与耦合器板接触。
[0014]此外，喷嘴针优选地也由压力弹簧的弹力加载，其中，所述压力弹簧一方面直接地支承在耦合器活塞上或者间接地通过密封套筒支撑在耦合器活塞上并且另一方面支撑在喷嘴针上。
[0015]此外，喷嘴针的端部部段可以直接在耦合器活塞的底部件的区域中的孔中行程运动地被引导。
[0016]在本发明的另一个优选的实施方式中，喷嘴针的端部部段在密封套筒中行程运动地被引导，所述密封套筒由压力弹簧的弹力朝向耦合器活塞的方向加载，并且优选地布置在耦合器活塞的下方。此外，密封套筒优选地布置在耦合器活塞和压力弹簧之间，从而密封套筒通过压力弹簧的弹力保持与耦合器活塞的下部的端面接触。优选地，密封套筒、喷嘴针的端部部段和耦合器活塞限定燃料容腔的边界，所述燃料容腔与耦合器容腔连接。所述连接可以通