燃料喷射器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将燃料喷射到内燃机的汽缸中的燃料喷射器。
【背景技术】
[0002]JP2006-510849A(US2006-0226263AU DE10325289A1、CN1798920A)公开了一种燃料喷射器、特别是用于将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器。燃料喷射器具有阀闭合元件，所述阀闭合元件与形成在阀座体上的阀座表面协作以形成密封阀座。燃料喷射器包括设置在密封阀座下游的至少一个喷雾排放喷孔。喷雾排放喷孔具有布置在其排放侧端部处的引导区域和排出区域。排出区域从引导区域到排出区域的过渡起以通过至少一个第一台阶的台阶状的方式和/或至少部分连续地加宽。从引导区域在过渡处出现并且以射束角基本上均匀地加宽的燃料射束在一个距离后以间隙的间隙尺寸通过排出区域的排放侧端部。所述间隙尺寸大于零并且在排出区域中在燃料射束与排出区域的内壁之间保留第一容积。
[0003]在常规的燃料喷射器中，当燃料喷雾的压力低于特定值时，燃料喷雾被形成以抑制填隙。然而，当燃料喷雾的压力高于特定值时，燃料喷雾被吸引到喷射器体的内壁面。燃料可能附着到内壁面。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提出一种能够抑制填隙和燃料喷雾形状的不稳定性的燃料喷射器。
[0005]根据本发明，燃料喷射器具有:筒形喷嘴体；在筒形喷嘴体中轴向移动的喷嘴针状件；限定在喷嘴针状件与筒形喷嘴体之间、用于在此接收燃料的压力室；以及限定在喷嘴体中以流体地连接压力室和内燃机的汽缸的喷射通道。压力室中的燃料作为燃料喷雾喷射到汽缸中。喷射通道具有开口到压力室的第一孔和开口到汽缸的第二孔。第二孔的内直径大于第一孔的内直径。燃料喷雾的外周线与第二孔的内壁在接触点处一致。第一喷嘴孔出口的外周和接触点之间的相对于第一孔的轴向中心线的最小垂直距离限定为垂直距离Ro第一喷嘴孔出口与接触点之间的相对于第一孔的轴向中心线的最小轴向距离限定为轴向距离L。第一喷嘴孔的轴向中心线与燃料喷雾的外周线之间的角度限定为喷射角度Θ。垂直距离R、轴向距离L和喷射角度Θ满足公式:R/(LXtan0) >6.0。
[0006]根据本发明，能够抑制燃料喷雾的填隙和不稳定性。
【附图说明】
[0007]从下面的参考附图作出的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显。在附图中:
[0008]图1是示出根据第一实施例的燃料喷射器的纵向截面图；
[0009]图2是示出根据第一实施例的燃料喷射器的顶端部的放大截面图；
[0010]图3是示意性地示出根据第一实施例的喷射通道的放大截面图；
[0011]图4是示出实验结果的图；
[0012]图5是不出喷射角度Θ与特征值X之间的相关性的图；
[0013]图6是示意性地示出根据第二实施例的喷射通道的放大截面图；
[0014]图7是示意性地示出根据第三实施例的喷射通道的放大截面图；
[0015]图8是示意性地示出根据第一变体的喷射通道的放大截面图；和
[0016]图9是示意性地示出根据第二变体的喷射通道的放大截面图。
【具体实施方式】
[0017]在下文中，将描述本发明的实施例。在每个实施例中，相同的部分或部件通过相同的附图标记表示并且不再重复相同的描述。
[0018](第一实施例)
[0019]参考图1至图4，将在下文中说明第一实施例的燃料喷射器I。
[0020]燃料喷射器I具有喷嘴体2、喷嘴针状件3和压力控制部10。压力控制部10控制限定在喷嘴体2与喷嘴针状件3之间的压力室5中的压力，从而喷嘴针状件3向上和向下移动。
[0021]喷嘴体2是筒形状的并且由含铁材料制成。喷嘴体2限定其中的空间。喷嘴针状件3容纳在所述空间中。压力室5限定在喷嘴针状件3与喷嘴体2之间。压力控制部布置在喷嘴体2的基端处。袋状部21形成在喷嘴体2的顶端处。袋状部21具有使得压力室5与内燃机的燃烧室(未示出)连通的喷射通道4。喷嘴体2具有底座部21，喷嘴针状件3被带至接触所述底座部21。
[0022]喷嘴针状件3是在其外表面上具有三个凹部31的柱状件。每个凹部31在喷嘴针状件3的轴向方向上延伸。燃料通过凹部31从喷嘴体2的底端流到顶端。喷嘴针状件3具有环形垫片6。压力控制部10的筒体11被设置到喷嘴针状件3的基端。第一弹簧71以此方式设置在垫片6与筒体之间以将喷嘴针状件3朝向其顶端偏压。
[0023]压力控制部10包括筒体11、喷孔板8和第二弹簧72。喷嘴针状件3的基端和喷孔板8布置在筒体11的内侧。喷孔板8具有喷孔81。喷孔81与从共轨(未示出)延伸的燃料通道相连通。通过喷孔81的燃料量通过设置在燃料通道中的电磁阀调节。
[0024]第二弹簧72设置在喷孔板8与喷嘴针状件3之间。第二弹簧72将喷孔板8朝向喷嘴体2的基端偏压。而且，控制室9限定在筒体11、喷孔板8以及喷嘴针状件3之间。燃料通过喷孔81引入控制室9中。通过由电磁阀调节燃料量而控制控制室9中的压力。
[0025]当燃料较少地引入控制室9中时，控制室9中的压力降低。喷嘴针状件3接收压力室5中的燃料压力，从而喷嘴针状件3移动远离底座部21。同时，当燃料流入控制室9中时，控制室9中的压力增大。喷嘴针状件3接收压力室5中的燃料压力和控制室9中的燃料压力，所述压力室5中的燃料压力和控制室9中的燃料压力基本上彼此相等。喷嘴针状件3从第一弹簧71和第二弹簧72接收偏压力以使得喷嘴针状件3被带至接触底座部21。如上所述，喷嘴针状件3的轴向位置通过压力控制部10控制。根据喷嘴针状件3的位置，压力室5和喷射通道4流体地连接到彼此或彼此断开连接。
[0026]压力室5形成在喷嘴体2与喷嘴针状件3之间。压力室5与袋状部21的内部连通。燃料从燃料通道入口 51流入压力室5中。燃料通道入口 51与共轨(未示出)流体地连接。供应的燃料通过凹部31从燃料通道入口 51朝向压力室5流动。当喷嘴针状件3移动远离底座部21时，燃料流入袋状部21内部。然后，燃料通过喷射通道4喷射到燃烧室中。
[0027]将参考图2和图3详细描述喷射通道4的构造。图3是示出喷射通道4的示意图。喷嘴体2在其顶端处具有多个喷射通道4。喷射通道4围绕喷嘴体2的中心线以规则的间隔布置。因此，袋状部21中的燃料能够均匀地喷射到燃烧室中。喷射通道4的每个相互独立地形成。也就是，每个喷射通道4不干扰其他喷射通道4。
[0028]喷射通道4通过沉孔42和喷嘴孔41构造。沉孔42是形成在袋状部21的外表面上的圆形凹部。沉孔42的直径大于喷嘴孔41的直径。因此，台阶表面在沉孔42与喷嘴孔41之间形成在喷射通道4中。喷嘴孔41的一端开口到袋状部21的内部并且喷嘴孔41的另一端开口到沉孔42。沉孔42和袋状部21的内部通过喷嘴孔41彼此流体地连接。喷嘴孔41具有圆形横截面。而且，沉孔42的轴向中心线AX2和喷嘴孔41的轴向中心线AXl彼此重合。喷嘴孔41的直径小于沉孔42的直径。喷嘴孔41对应于第一孔并且沉孔42对应于第二孔。
[0029]喷嘴孔41具有从喷嘴孔入口 411到喷嘴孔出口 412不变的直径。燃料能够在喷嘴孔41中平滑地流动。
[0030]通过喷嘴孔41的燃料通过其自身的压力在沉孔42中扩散。扩散的燃料在下文中称为燃料喷雾。
[0031]燃料喷雾具有在沉孔42中特定的喷射角度Θ I。如图3所示，喷射角度限定在喷嘴孔41的轴向中心线AX2与燃料喷雾的外周线Sel之间。喷射角度Θ I根据喷射压力和喷嘴孔41的轴向长度改变。在喷射角度Θ I变大时，燃料喷雾的外周线Sel更靠近沉孔42的内壁422。当燃料喷雾扩散程度最大时，燃料喷雾的外周线Sel与沉孔42的内壁422在接触点423处相一致。
[0032]相对于轴向中心线AXl的垂直距离“R”是喷嘴孔出口 412的外周413与接触点423之间的最小距离。相对于轴向中心线AXl的轴向距离“L”是喷嘴孔出口 412与接触点423之间的最小距离。喷嘴孔41和沉孔42以此方式形成以满足以下公式:R/(LXtan Θ I) >6.0。
[0033]特别地，关于用于柴油发动机的燃料喷射器1，燃料被加压至25MPa_250MPa，由此喷射角度Θ I趋向于变得更大。根据该实施例，即使燃料在25MPa-250MPa的压力下喷射，也满足上述公式。
[0034]将在下文中参考图3描述第一实施例的燃料喷射器I的优点和操作。
[0035]通常，在燃料喷射压力变得更高时，燃料喷雾的扩散力变得更大。因此，喷射角度Θ I也变得更大。外周线Sel与接触点423之间的距离变得更短。当外周线Sel与接触点423之间的距离变短时，在燃料喷雾与沉孔42的内壁422之间产生康达(Coanda)效应。由于康达效应，燃料喷雾被朝向内壁422吸引。燃料喷雾的形状改变。图3示出燃料喷雾的外周线Se2。在外周线Sel与接触点423之间的距离变得更短时，康达效应更大程度地产生。燃料喷雾被更大程度地朝向接触点423吸引。由于喷射通道4的直径非常小，由于康达效应，外周线Sel被吸引到接触点423。
[0036]康达效应可以导致以下现象。燃料喷雾被朝向沉孔42的内壁422吸引并且燃料喷雾的一部分保留在沉孔42中。燃料喷雾被容易地带至接触沉孔42的内壁422。沉孔42具有空间421，没有燃料喷雾通过所述空间421。燃料的漩涡在空间421中产生。漩涡使得保留的燃料喷雾流出。当保留的燃料量变得大于流出的燃料量时，燃料的一部分继续保留在空间421中。燃料可能附着到喷射通道4，这被称为填隙(ca