专利名称：燃料喷射阀的制作方法
技术水平本发明涉及独立权利要求所述类型的一种燃料喷射阀。
用于直接将燃料喷入内燃机燃烧室中的燃料喷射阀通常或者被电磁操作或者被一个压电或磁致伸缩执行元件操作。
例如在DE 19626576A1中公开了一种可电磁操作的燃料喷射阀，其中，一个衔铁与一个可电激励的电磁线圈配合作用来进行电磁操作，并且该衔铁的行程通过一个阀针被传递到一个阀关闭体上。该阀关闭体与一个阀座面配合作用构成一个密封座。通过一个复位弹簧实现阀针以及阀关闭体的复位。
为了操作燃料喷射阀，在电磁线圈上施加一个激励电流，由此将衔铁吸入电磁线圈，并且通过使阀关闭体由阀座面抬起而打开燃料喷射阀。
由DE 19626576A1公开的燃料喷射阀的缺点特别是关闭时间相对长。在燃料喷射阀关闭时的延迟是由于在衔铁和电磁线圈铁心之间作用的粘附力以及在关断激励电流时磁场未立即衰减消失而造成的。因此，复位弹簧必须具有大的弹簧常数或者说大的偏压。为了实现短的关闭时间，复位力必须被确定得比为了相对于燃烧室压力密封所需的力大得多。这需要电子激励电路有大的功率。
由DE 19534445C2公开了一种用于内燃机的燃料喷射阀，它可被一个压电执行元件操作。该燃料喷射阀包括一个可在一个壳体中轴向移动的阀针，该阀针可由一个压电执行元件操作，并且被一个压簧保持在关闭位置。所述壳体具有一个中心孔，该压电执行元件被安置在其中，这样该执行元件又同心地包围阀针，并且借助于密封面相对于燃料压力密封。
为了操作燃料喷射阀，在压电执行元件上施加一个电压，该执行元件由此有一个长度变化，它被通过阀针传递到阀关闭体上，并且由此打开燃料喷射阀。
由DE 19534445C2公开的燃料喷射阀的缺点特别是加工费用高。压电执行元件的特点是对剪力的敏感性高，这样，这些部件的制造和装配复杂并且成本高。
此外，可压电或电磁操作的燃料喷射阀的缺点是，产生的噪声高，这是由于阀针在密封座上以及衔铁在铁心上的机械止挡造成的。此外要求行程调节。
本发明的优点相比而言，具有独立权利要求所述特征的本发明燃料喷射阀的优点是，燃料的配量与轴向的阀针运动无关。确切地说，燃料被这样配量，即，通过一个电机使阀关闭体在封闭体上旋转来实现。
由于阀针的惯性、阀针在密封座上以及衔铁在铁心上的振动造成的公知的延迟效应和部分的配量不精确性由此被消除。此外产生的噪音很小，并且不要求进行行程调节。
通过在从属权利要求中列出的措施可以对独立权利要求给出的燃料喷射阀进行有利的进一步构造和改进。
对于可靠地调节阀关闭体相对于封闭体的角度所需的角度传感器可被实施为简单的、例如感应的构件，该角度传感器被安置在一个驱动轴上。
由于排流孔的大小和数量可以改变，阀关闭体可以通过简单方式来适应针对待配量的燃料量所提出的要求。所喷出燃料量的另外的调节可通过改变旋转速度实现。
阀关闭体以有利的方式由一种铁—和/或硅—和/或铜—铍—合金制成，它很硬并且具有良好的摩擦特性，这样封闭体和阀关闭体可以几乎没有无磨损、相互叠合地被旋转。除排流孔外，在最好是盘状的阀关闭体中此外还有利地设置了一个凹槽来用于重量平衡。
附图在附图中简单示出了本发明的实施例，并且在以下的说明书部分中进一步说明。其中，
图1是本发明燃料喷射阀的一个实施例的轴向剖视图，图2是图1所示本发明燃料喷射阀实施例的喷油侧端部的在图1中用II-II标明的剖视图。
实施例的描述图1在一个轴向剖视图中示出了一个本发明燃料喷射阀1的实施例，该燃料喷射阀特别适合用于直接将燃料喷入未示出的混合压缩强迫点火内燃机的燃烧室中。
燃料喷射阀1包括作为操作装置的一个电机2，该电机例如可以由步进电机、鼠笼式电机(Kurzschlussmotor)、交流电机或频率控制(frequenzgesteuerter)的电机构成。在本实施例中电机2作为步进电机构成。电机2由一个作为转子的永久磁铁22和一个绕组24构成，所述转子具有多个磁极，它们绕中心孔23对称地安置并且极性交替。在装配燃料喷射阀1时，电机2作为成品件被装入一个套筒状阀壳体3中。
电机2驱动一个驱动轴4，它穿过电机2的中心孔23。该驱动轴4被安置在燃料喷射阀1的一个中心孔5中，并且通过导向元件6a、6b和6c被保持在中心位置上。
驱动轴4在其喷油侧的端部作用在最好是盘状的阀关闭体8的一个拨动槽7中。该驱动轴4在进口侧的端部上被一个压簧9加载，所述压簧将驱动轴4并因此将阀关闭体8固定靠置在一个作为喷射孔板构成的封闭体10上，该封闭体在喷出方向上封闭阀壳体3。压簧9被一个偏压套11偏压，所述偏压套特别是可以被压入燃料喷射阀1的中心孔5中。
在驱动轴4上，在电机2的下游安置了一个角度传感器21。所述角度传感器21用于驱动轴4不同位置之间的精确转换(Schalten)。这在电机2不是作为步进电机构成时特别重要。在此，角度传感器21作为电感传感器(Induktionssensor)由一个内永久磁铁25和一个外绕组26构成，并且与电机2一样同样被安置在燃料喷射阀1的槽5中。
燃料在中心通过一个燃料输入件12以及偏压套11中的燃料通道13a被输入。它进一步经导向元件6a、6b和6c中的燃料通道13b，13c和13d通过燃料喷射阀1的中心孔5流到封闭体10。在此，燃料在外侧环绕流过安置于燃料喷射阀1的中心孔5中的电机2和角度传感器21，其中，电机2和角度传感器21以合适的方式被相对于燃料封装起来，因为否则燃料的化学侵蚀性可能会导致电元件的损坏。燃料穿流过阀关闭体8中的至少一个排流孔14以及封闭体10中的一个喷出孔15，并且由那里直接喷入未示出的内燃机燃烧室中。借助本发明的燃料喷射阀同样可以实现燃料向内燃机进气管的喷射。
燃料喷射阀1具有一个电导线16，用于使电机2工作，该电导线通到一个插接头17。该插接头17可以具有另一个接头用于角度传感器21的电接通，一个电导线28通到该另外的接头。插接头17、电导线16以及燃料喷射阀1的入流侧部分被一个塑料外壳18包围，它可以最好是通过环绕注塑被安置上。燃料喷射阀1通过一个密封元件27被密封。
图2在一个简单的剖视图中示出了沿图1中II-II线的径向剖面。在此，相同的元件使用相同的参考标号。
在阀关闭体8的高度上通过阀壳体3的剖面示出了在阀关闭体8中排流孔14的配置、拨动槽7以及一个凹槽20的实施例。例如为扇形的凹槽20通过重量平衡作用来使阀关闭体8在封闭体10上实现均匀的平(plan)的运动.凹槽20没有完全穿通盘形的阀关闭体8，这样燃料不能穿过凹槽20流动。
由入流侧输入的燃料通过燃料通道13d穿流过导向元件6c，经排流孔14穿过阀关闭体8，并且经在封闭体10中开设的喷出孔15喷入内燃机的燃烧室中。
在该实施例中，阀关闭体8具有一个排流孔14以及相应地具有一个用于重量平衡的凹槽20。按照根据待配量的燃料量提出的要求，在阀关闭体8中也可以具有多个排流孔14。在具有两个排流孔14时，第二个排流孔14可以被设置于凹槽20的部位来进行重量平衡，三个或多个排流孔14则被相应地对称安置。
为了操作燃料喷射阀1，在插接头17上施加一个工作电压，它通过电导线16被输送到电机2。
有两种运行方式可以用于运行燃料喷射阀1。在内燃机的所谓均质运行(Homogenbetrieb)中每分钟转数超过大约4500转时，通过旋转阀关闭体8使燃料喷射阀1工作。这意味着，电机2不中断地驱动驱动轴4，并且由此同样使阀关闭体8处于不中断的旋转中。由此在阀关闭体8的每转中，如果阀关闭体8的排流孔14与封闭体10的喷出孔15重合，则将确定量的燃料喷入燃烧室中。该燃料量因此与阀关闭体8的旋转速度以及与排流孔14和喷出孔15的大小有关。
如果要配量更小的燃料量，例如在低于大约4500转/分钟的转数范围内在内燃机的分层运行(Schichtbetrieb)中，燃料喷射阀1被通过往复旋转来运行。在此，电机2以与转数匹配的转换频率(Schaltfrequenz)将阀关闭体8在两个位置之间往复转换。阀关闭体8以这种方式或者占据一个打开位置，在该位置上排流孔14与喷出孔15重合地位于喷出孔15之上，并且燃料被喷入内燃机燃烧室中，或者阀关闭体8占据一个关闭位置，在该位置上阀关闭体8的排流孔14与封闭体10的喷出孔15不重合，因此没有燃料能流出。由此仅在确定的时间通过阀关闭体8上的排流孔14和封闭体10上的喷出孔15导出一个小的燃料量。在此，被配量的燃料量仅仅与排流孔14和喷出孔15的大小以及转换频率有关。如果阀关闭体8中排流孔14的数量例如加倍，则节拍频率或者说旋转速度可以被减小一半。
本发明不局限于所示出的实施例，它也可以在多种其它结构形式的燃料喷射阀1中实现。
权利要求
1.一种燃料喷射阀(1)，特别是用于直接将燃料喷入内燃机燃烧室中的燃料喷射阀(1)，具有一个阀关闭体(8)，该阀关闭体与一个封闭体(10)构成一个密封座，还具有一个用于操作该阀关闭体(8)的操作装置，其特征在于，所述操作装置是一个电机(2)，它通过旋转阀关闭体(8)打开和关闭燃料喷射阀(1)。
2.按照权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于，封闭体(10)在喷出方向封闭燃料喷射阀(1)，并且具有至少一个喷出孔(15)。
3.按照权利要求1或2的燃料喷射阀，其特征在于，电机(2)被安置在燃料喷射阀(1)的一个中心孔(5)中。
4.按照权利要求1至3之一的燃料喷射阀，其特征在于，一个驱动轴(4)将电机(2)构成传力链地与阀关闭体(8)相连。
5.按照权利要求4的燃料喷射阀，其特征在于，驱动轴(4)在其入流侧的端部上被一个压簧(9)加载。
6.按照权利要求4或5的燃料喷射阀，其特征在于，阀关闭体(8)为盘状构成，并且具有一个中心的拨动槽(7)，驱动轴(4)的喷油侧端部作用在该拨动槽中。
7.按照权利要求6的燃料喷射阀，其特征在于，阀关闭体(8)具有至少一个排流孔(14)和至少一个用于重量平衡的封闭的凹槽(20)。
8.按照权利要求7的燃料喷射阀，其特征在于，排流孔(14)和凹槽(20)相对于中心的拨动槽(7)而言在一直径上相反侧相对地设置在阀关闭体(8)中。
9.按照权利要求4至8之一的燃料喷射阀，其特征在于，在燃料喷射阀(1)的驱动轴(4)上安置了一个角度传感器(21)。
10.按照权利要求9的燃料喷射阀，其特征在于，驱动轴(4)在中心穿过该角度传感器(21)。
11.按照权利要求10的燃料喷射阀，其特征在于，该角度传感器(21)是一个电感式角度传感器(21)并且具有一个绕组(26)。
12.按照权利要求1至11之一的燃料喷射阀，其特征在于，阀关闭体(8)由一种铁—和/或硅—和/或铜—铍—合金制成。
13.按照权利要求1至12之一的燃料喷射阀，其特征在于，电机(2)作为步进电机构成。
全文摘要
一种燃料喷射阀(1),特别是用于直接将燃料喷入内燃机燃烧室中的燃料喷射阀(1),包括一个最好是盘状的阀关闭体(8),该阀关闭体与一个封闭体(10)构成一个密封座,该燃料喷射阀(1)借助一个电机(2)通过旋转阀关闭体(8)而被打开和关闭。
文档编号F02M51/06GK1355870SQ00803378
公开日2002年6月26日 申请日期2000年12月14日 优先权日1999年12月15日
发明者沃尔夫冈·默茨克 申请人:罗伯特·博施有限公司