减少颗粒排放的涂覆的高压汽油喷射器座的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于车辆的汽油直接喷射，并且更具体而言，涉及在燃料喷射器末端上设置非导热涂层，以增加其温度，并且因此减少颗粒排放。
【背景技术】
[0002]在欧洲，汽油发动机的颗粒排放将随着6xl012颗粒/km的EU6a规定的引入在2014年重新调整，并且随着2017年EU6c规定的引入进一步减少到6x 111颗粒/km。类似地，美国规定将随着LEV III的引入施加类似地具有挑战性的标准。标准假定为在2014年是10mg/mi，在2018年是3mg/mi并且在2025年是lmg/mi。颗粒排放的主要来源已知为来自由燃料喷射器末端上的沉积物的燃料蒸发供给的扩散火焰。
[0003]已知的是，将燃料喷射器进一步突起到燃烧室中减少颗粒排放。增加喷射器末端的突起通过使更多喷射器末端表面面积暴露于热的燃烧气体而提高了喷射器末端温度。这又增强了剩余在末端上的任何燃料的蒸发，所以当火焰前沿通过时没有或很少剩余在末端上的燃料将被点燃。较高的末端温度还加强了末端上沉积物的氧化，从而减少了保持燃料的沉积物的海绵状表面。
[0004]增加末端温度加强了末端的外表面上的蒸发，从而降低了颗粒排放，但它还增加了燃料计量孔口或通道的温度。这增加了沉积物在计量通道本身中形成的风险。公知的是，燃料特性、末端(孔口 )温度、燃料压力和喷嘴设计会影响喷射器流动通道中沉积物的形成。普遍接受的是，如果末端温度被保持为低于120°C，则将不会遇到与沉积物相关的流转移(flow shift)的问题。此指导方针仅利用侧面安装的直接喷射器可实现。在中心安装的喷射器应用中，可以看到温度高达300°C。
[0005]因此，需要增加喷射器末端的温度以降低颗粒排放，同时允许喷射器的计量通道通过燃料冷却，以防止在通道中形成沉积物，并且因此防止流转移。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于满足上文提及的需要。根据实施例的原理，此目标通过提供具有入口、出口以及提供从入口到出口的燃料流管道的通道的燃料喷射器获得。所述燃料喷射器包括在第一位置与第二位置之间的所述通道中可移动的阀结构。处于所述出口处的座具有与所述通道连通的至少一个座通道。座在第一位置连续地接合阀结构的一部分，由此关闭所述至少一个座通道，并且防止燃料离开所述至少一个通道。阀结构在第二位置与所述至少一个座通道隔开，使得燃料可以移动通过所述通道并且通过所述至少一个座通道离开。座包括外末端表面，所述至少一个座通道延伸通过所述外末端表面。非导热涂层被设置在外末端表面的至少一部分上并且未设置在限定了所述至少一个座通道的表面上。所述涂层被构造和布置成通过燃烧气体加热，使得外末端表面达到大于如果未设置涂层外末端表面将会达到的温度的温度，以便引起在喷射后接触外末端表面的燃料的蒸发。所述至少一个座通道被构造和布置成基本上不通过来自外末端表面的传导来加热，并且通过穿过其的燃料来冷却，以便防止燃烧的沉积物蓄积在限定了所述至少一个座通道的表面上。
[0007]根据所公开的实施例的另一方面，一种方法减少了与燃料喷射器相关联的颗粒排放。所述燃料喷射器具有入口 ；出口 ；提供从入口到出口的燃料流管道的通道；在第一位置与第二位置之间的所述通道中可移动的阀结构；处于出口处的座，其具有与所述通道连通的至少一个座通道。所述座在第一位置连续地接合阀结构的一部分，由此关闭所述至少一个座通道并且防止燃料离开所述至少一个通道。阀结构在第二位置与所述至少一个座通道隔开，使得燃料可以移动通过所述通道并且通过所述至少一个座通道离开。座包括外末端表面，所述至少一个座通道延伸通过所述外末端表面。所述方法在外末端表面的至少一部分上涂覆非导热材料，并且在限定了所述至少一个座通道的表面上不涂覆。涂层在燃料喷射器的操作期间通过燃烧气体加热，使得外末端表面达到大于如果未设置涂层外末端表面将会达到的温度的温度，由此增强了燃料在外末端表面上的蒸发，并且因此减少了颗粒排放。所述方法利用穿过所述至少一个座通道的燃料冷却限定了所述至少一个座通道的表面，使得所述表面处于小于外末端表面的温度的温度，以确保在喷射后保持在所述至少一个通道中的燃料处于液态，由此防止燃烧的沉积物蓄积在限定了所述至少一个座通道的表面上。
[0008]参照附图，在考虑以下【具体实施方式】和所附权利要求的基础上，本发明的其他目的、特征和特性，以及结构的相关元件的操作方法和功能、零部件的组合和制造的经济性将会变得更清楚，【具体实施方式】、所附权利要求和附图的全部形成本说明书的一部分。
【附图说明】
[0009]结合附图，通过以下对本发明的优选实施例的具体描述，将会更好地理解本发明，附图中，相同的附图标记表示相同的零部件，附图中:
[0010]图1是根据实施例设置的汽油直喷燃料喷射器的视图。
[0011]图2是图1中围绕在2处的部分的放大视图。
[0012]图3是示出了在发动机循环中的不同点处喷射器末端表面的表面温度的图。
[0013]图4A-4D示出了在涂层和计量通道的离开口之间的接口的实施例。
[0014]图5A-5C示出了阶梯形计量通道的涂层的实施例。
【具体实施方式】
[0015]参照图1，其示出了一种根据本发明的实施例的一般在10处指示的汽油直喷燃料喷射器。燃料喷射器10具有燃料入口 12、燃料出口 14以及从燃料入口 12延伸到燃料出口14的燃料通道16。喷射器10具有常规的、螺线管操作的类型，其具有通过线圈20操作的电枢18。电磁力由从电子控制单元(未示出)通过线圈20的电流产生。电枢18的运动还使操作性地附接的针22和球阀24移动至与一般在26处指示的座分离或连续地与之接合的位置。针22和球阀24限定了喷射器10的阀结构。代替提供球阀24，能够理解的是，阀结构能够仅包括针22，其中，针的一端接合座26。
[0016]球阀24的运动相应地打开或关闭通过座24的至少一个计量孔口或座通道28 (图2)，其相应地允许或禁止燃料流过燃料喷射器10的燃料出口 14。在实施例中，示出了多个计量座通道28。取决于应用，可以提供更多或更少的通道28。通道28延伸通过座26的外末端表面30。外末端表面30限定了燃料喷射器10的端部，并且可以被认为是喷射器末端面。
[0017]根据实施例，在外末端表面30的至少一部分上设置隔离涂层32。涂层32允许末端表面30的表面温度增加，并且同时允许座通道28通过穿过其的燃料更有效地冷却。热的末端表面30减少了颗粒排放，并且冷的座通道28将与流动损失相关的沉积物的风险最小化。在实施例中，涂层32在没有阻隔的情况下围绕全部的座通道28。
[0018]通过测量和建模已经示出的是，燃料通过座26的流量对在座26上遇到的温度具有主要影响。图3中所示的图示出了在发动机循环中的不同点处的喷射器末端表面30的表面温度。该图示出了燃烧的高温增加了末端表面30的温度并且燃料的喷射将它降低。
[0019]在实施例中，钢制的外末端表面30涂覆有非导热材料32。通道28钻通座26的更导热的钢制部分。外末端表面30以如下方式涂覆，即:允许燃料在与涂覆的末端表面30最小接触的情况下离开限定了通道28的钢制表面。以这种方式，通道28在喷射期间利用燃料冷却并且加湿，但不会通过来自末端表面30的暴露于燃烧热的大表面面积的传导被基本上加热。通道28中的低温(低于外末端表面的温度)允许在喷射后保持在那里的燃料保持液态并且不形成沉积物前体。被隔离的涂覆的