专利名称：用于内燃机的燃料喷射装置的制作方法
现有技术本发明涉及一种如权利要求1所述的用于内燃机的燃料喷射装置。
通过EP 0957261 A1已知一种这样的燃料喷射装置。该燃料喷射装置对于每个内燃机汽缸具有一个燃料高压泵。该燃料高压泵具有一个被内燃机在行程运动中驱动的泵活塞，该泵活塞限定一个泵工作室，该泵工作室与燃料喷射阀的压力室连接。燃料喷射阀具有一个喷射阀元件，至少一个喷射孔通过该喷射阀元件被控制，并且，该喷射阀元件可通过在压力室中作用的压力克服一个闭合力向打开方向运动。为了控制燃料喷射阀，通过一个电控的控制阀控制泵工作室与一个卸载室的连接。如果泵工作室中以及燃料喷射阀压力室中的压力达到打开压力，则喷射阀元件向打开方向运动并将该至少一个喷射孔释放。通过该喷射阀元件控制的喷射横截面始终大小不变。这使得不能在所有内燃机运行条件下达到最佳的燃料喷射。
本发明优点与此相对，具有权利要求1特征的本发明燃料喷射装置的优点是，可以通过第二喷射阀元件根据内燃机运行参数借助至少一个第二喷射孔释放或封闭附加的喷射横截面，使得喷射横截面能够最佳地与内燃机运行条件适配。
在从属权利要求中给出本发明燃料喷射装置的有利构造和扩展。按照权利要求2的构造使得能够简单地控制控制室内的压力。在按照权利要求3的构造中不要求为此设置附加的构件。按照权利要求4的构造使得能够在泵活塞开始输送时首先借助所述至少一个喷射孔只释放一个小的喷射横截面，在泵活塞行程较大时附加借助至少一个第二喷射孔释放一个更大的喷射横截面。按照权利要求5的构造使得泵活塞的行程距离可以改变，所述至少一个第二喷射孔自该行程距离起被开放。
附图在附图中示出本发明的多个实施例并且在下面的说明中详细解释。
图1以示意图示出一个用于内燃机的燃料喷射装置的第一实施例，图2以放大图示出燃料喷射装置在图1中用II标明的局部，图3示出燃料喷射装置的第二实施例。
燃料喷射阀12具有一个阀体26，该阀体可以多件式构成，在该阀体中，一个第一喷射阀元件28在一个孔30中被可纵向移动地导行。该阀体26在其朝向内燃机汽缸燃烧室的端部区域上具有至少一个、优选多个第一喷射孔32，这些喷射孔分布安置在阀体26的圆周上。第一喷射阀元件28在其朝向燃烧室的端部区域上具有一个例如大致呈锥形构成的密封面34，该密封面与一个在阀体26中在其朝向燃烧室的端部区域中构成的阀座36配合作用，第一喷射孔32自该阀座或在该阀座之后引出。在阀体26内，在喷射阀元件28与孔30之间朝向阀座36具有一个环形室38，该环形室在其背离阀座36的端部区域中通过孔30的一个径向扩宽部过渡到一个包围第一喷射阀元件28的压力室40中。第一喷射阀元件28在压力室40的高度上通过一个横截面收缩部具有一个压力肩42。一个预紧的第一闭合弹簧44作用在第一喷射阀元件28背离燃烧室的端部上，第一喷射阀元件28被该闭合弹簧朝向阀座36压紧。该第一闭合弹簧44安置在阀体26的一个第一弹簧室46内，该弹簧室连接在孔30上。
燃料喷射阀12的第一喷射阀元件28空心构成，在该燃料喷射阀中，一个第二喷射阀元件128在一个在喷射阀元件28中同轴心地构成的孔中可移动。通过第二喷射阀元件128控制阀体26中的至少一个第二喷射孔132。该至少一个第二喷射孔132在喷射阀元件28，128的纵轴线方向上相对于所述至少一个第一喷射孔32朝向燃烧室偏移地安置。第二喷射阀元件128在其朝向燃烧室的端部区域上具有一个例如大致呈锥形的密封面134，该密封面与一个在阀体26中在其朝向燃烧室的端部区域中构成的阀座136配合作用，第二喷射孔132自该阀座或在该阀座之后引出。第二喷射阀元件128可以两部分地构成，具有一个具有密封面134、朝向燃烧室的部分和一个离开燃烧室地连接在该第一部分上的第二部分。在第二喷射阀元件128的燃烧室侧端部附近，在该喷射阀元件上构成一个压力面142，在第一喷射阀元件打开的情况下，存在于压力室40中的压力作用在该压力面上。
在阀体26中构成一个离开燃烧室地连接在第一弹簧室46上的第二弹簧室146，在该第二弹簧室中安置了一个作用在第二喷射阀元件128上的第二闭合弹簧144。第一喷射阀元件28的端部伸入到第一弹簧室46中并且支承在第一闭合弹簧44上。第一闭合弹簧44以其背离第一喷射阀元件28的端部支承在一个安置在第一弹簧室46与第二弹簧室146之间的轴套47上，该轴套例如被压入阀体26中。第二喷射阀元件128穿过轴套47伸入到第二弹簧室146中并且通过一个弹簧座147支承在第二闭合弹簧144上。第二闭合弹簧144以其背离第二阀元件128的端部支承在第二弹簧室146的底上。在第二弹簧室146中通过弹簧座147限定一个控制室50。
一个通道52自泵工作室22通过泵体14和阀体26通入燃料喷射阀12的压力室40中。通过一个电控的阀23控制泵工作室22与一个卸载室的连接，可以例如至少直接将燃料贮存箱24用作卸载室，或者可以将一个其中保持了与燃料贮存箱24相比略提高的压力的区域用作卸载室。一旦不要进行燃料喷射，则通过控制阀23将泵工作室22与卸载室的连接打开，使得在泵工作室22中不能建立高压。如果要进行燃料喷射，则通过控制阀23将泵工作室22与卸载室分隔开，使得能够在泵活塞18进行输送行程时在泵工作室22中建立高压。控制阀23可以作为电磁阀或作为压电阀构成。
在图1和2中按照第一实施例示出燃料喷射装置。在该第一实施例中，泵活塞18具有一个在其中延伸的通道60，该通道一方面以一个沿泵活塞18纵轴线方向延伸的区段在泵活塞18的端部上通入泵工作室22中，另一方面以一个相对于泵活塞18纵轴线沿大致径向延伸的区段与端部隔开距离地通到泵活塞18的外表面上。通道60的径向区段可以例如沿直径穿过泵活塞18构成。在泵体14上，在缸孔16中构成一个环绕的环形槽62，该环形槽通过一个穿过泵体14和阀体26延伸的通道63与控制室50连通。这样，由泵活塞18根据其行程控制控制室50与泵工作室22的连通。泵工作室22作为用于控制控制室50中的压力的压力源。在泵活塞18进入泵工作室22中的行程还小时，通道60在泵活塞18外表面上的通入口与环形槽62重合，使得控制室50与泵工作室22连通。当泵活塞18进入泵工作室22中的行程增大时，通道60在泵活塞18外表面上的通入口与环形槽62错开，使得控制室50与泵工作室22分隔开。
在带有凸轮20的内燃机凸轮轴与泵活塞18之间安置了一个中间轴70，在该中间轴上安置了一个呈双臂翻转杠杆形式的传递元件71，该翻转杠杆以其一端例如通过一个滚子72在凸轮20上滚动，以其另一端铰接在泵活塞18上。设置为，中间轴70连同翻转杠杆71的位置可以改变，由此可以改变泵活塞18的起始行程位置。在图1中用连续线示出中间轴70连同翻转杠杆71和泵活塞18左半边处于一个第一位置中，在该位置中泵活塞18具有一个起始行程位置，在该起始行程位置中泵活塞18伸入泵体14的缸孔16中相对较远。在图1中用虚线示出中间轴70连同翻转杠杆71和泵活塞18右半边处于一个第二位置中，与第一位置相比，在该位置中，泵活塞18在其起始行程位置中伸入泵体14的缸孔16中相对较近。
中间轴70的位置调整可以例如借助一个液压的调节装置74进行，通过该调节装置使中间轴70的位置移动。或者，调节装置74也可以作为偏心装置构成，通过该偏心装置使中间轴70的位置移动。
下面按照第一实施例解释燃料喷射装置的功能。在泵活塞18进行抽吸行程时，控制阀23打开，这样，燃料从燃料贮存箱24到达泵工作室22中。在泵活塞18进行输送行程时，通过控制阀23闭合使得泵工作室22与卸载室分隔开并且在泵工作室22中建立高压确定开始燃料喷射。根据内燃机运行参数通过调节装置74将中间轴70调整到要求的位置中。如果泵活塞18具有其在图1中在其右半边示出的起始行程位置，则控制室50与泵工作室22连通，使得在该泵工作室中存在一个高的控制压力。如果泵工作室22中以及燃料喷射阀12的压力室40中的压力这样高，使得由该压力通过压力肩42产生在第一喷射阀元件28上的压力大于第一闭合弹簧44的力，则通过第一喷射阀元件28以其密封面34从阀座36上抬起和所述至少一个第一喷射孔32释放使得燃料喷射阀12打开。控制室50中的控制压力通过弹簧座147作用在第二喷射阀元件128上并且支持闭合弹簧144，使得由存在于压力室40中的压力通过压力面142作用在第二喷射阀元件128上的压紧力不足以使第二喷射阀元件128打开。这样，在燃料喷射阀12上借助第一喷射孔32只打开整个喷射横截面的一部分，使得相应地只喷射一个小的燃料量。
如果泵活塞18继续进行其输送行程，则泵活塞18中的通道60脱离开与环形槽62的重合，使得控制室50与泵工作室22分隔开。控制室50优选通过至少一个节流位置与一个卸载室连通，使得控制室50中的压力降低。在这种情况下只有第二闭合弹簧144的力以及可能一个小压力还作用在第二喷射阀元件128上，使得由存在于压力室40中的压力通过压力面142作用在第二喷射阀元件128上的压紧力足以使第二喷射阀元件128也打开，使得所述至少一个第二喷射孔132也释放。这样，在燃料喷射阀12上整个喷射横截面被释放并且喷射一个较大的燃料量。通过控制阀23的打开确定燃料喷射结束，由此，泵工作室22与卸载室连通并且在泵工作室中不再能够建立高压。
泵活塞18可以具有一个另外的通道65，该通道在泵活塞18进入泵工作室22中的行程最大时与环形槽62连通并且形成通向一个卸载室的连接。这样，在泵活塞18的行程最大时控制室50与一个卸载室连通并且卸去压力。
可以规定，通过第一喷射孔32和第二喷射孔132形成的喷射横截面至少近似地大小相等，这样，当只有第一喷射阀元件28打开时整个喷射横截面的一半被释放。或者也可以规定，第一喷射孔32比第二喷射孔132形成更大或更小的喷射横截面。
如果泵活塞18位于其在图1中在左半边示出的起始行程位置中，则泵活塞18的通道60不与环形槽62重合，使得控制室50与泵工作室22分隔开。在这种情况下，当泵工作室22中达到打开压力时两个喷射阀元件28和128至少近似同时打开并且燃料喷射阀12上的整个喷射横截面被释放。
这样，通过调节装置74根据内燃机运行参数例如转数、负载、温度以及可能的其它运行参数进行对中间轴70的位置以及泵活塞18的起始行程位置的改变。在此，调节装置74被一个电控制装置76控制，控制阀23也通过该控制装置被控制。如果在考虑这些运行参数的情况下在燃料喷射开始时只要喷射一个小的燃料量，则通过控制装置76这样控制调节装置74，使得中间轴70以及泵活塞18位于其在图1中在右半边示出的起始行程位置中并且在燃料喷射开始时只有燃料喷射阀12的第一喷射阀元件28打开。如果在考虑这些运行参数的情况下在燃料喷射开始时就要只喷射一个较大的燃料量，则通过控制装置76这样控制调节装置74，使得中间轴70以及泵活塞18位于其在图1中在左半边示出的起始行程位置中并且在燃料喷射开始时燃料喷射阀12的两个喷射阀元件28和128就都打开。如果内燃机具有多个缸，则为每个缸设置一个燃料高压泵10，但在此为了它们的驱动只设置一个凸轮轴20和一个中间轴70。这里，为了改变中间轴70的位置和全部燃料高压泵10的泵活塞18的起始行程位置只要求一个调节装置74。
在图3中示出燃料喷射装置的第二实施例，在此，基本结构与在第一实施例中相同。但与第一实施例不同的是，在第二实施例中不是用泵工作室22作为用于控制控制室50中的压力的压力源，而是一个燃料输入口，在泵活塞18进行抽吸行程时燃料通过该燃料输入口被输送给泵工作室22。一个在泵体14中构成的燃料通道80与该燃料输入口连接，该燃料通道通到缸孔16的表面上，泵活塞18在该缸孔中被导行。在一个相对于燃料通道80的通入口在圆周方向上偏错开的区域中，通向控制室50的通道63通到缸孔16的表面上。在泵活塞18中构成一个通道82，该通道例如相对于泵活塞18纵轴线沿径向延伸并且分别通到泵活塞18的表面上。通过泵活塞18，根据其行程位置通过其通道82控制燃料通道80与通向控制室50的通道63的连通。在图3中也示出处于不同位置中的中间轴70连同泵活塞18。在一个在图3中在泵活塞18右半边中示出的起始行程位置中，泵活塞18的通道82处于与燃料通道80的通入口和通向控制室50的通道63的通入口重合，使得控制室50与燃料通道80连通。这样，燃料通道80中的提高的压力作用于控制室50中，使得在燃料喷射阀12中第二喷射阀元件128保持在其闭合位置中并且只有第一喷射阀元件28打开。在泵活塞18左半边示出的起始行程位置中，泵活塞18的通道82不处于与燃料通道80的通入口和通向控制室50的通道63的通入口重合，而是与它们偏错开，使得控制室50与燃料通道80分隔开。这样，在控制室50中没有作用提高了的压力，使得燃料喷射阀12的两个喷射阀元件28和128都打开。
权利要求
1.用于内燃机的燃料喷射装置，为内燃机的每个汽缸具有一个燃料高压泵(10)和一个与该燃料高压泵连接的燃料喷射阀(12)，其中，燃料高压泵(10)具有一个由内燃机在行程运动中驱动的泵活塞(18)，该泵活塞限定一个泵工作室(22)，该泵工作室与燃料喷射阀(12)的一个压力室(40)连接，其中，燃料喷射阀(12)具有至少一个第一喷射阀元件(28)，通过该第一喷射阀元件控制至少一个第一喷射孔(32)，该第一喷射阀元件可通过存在于压力室(40)中的压力克服一个闭合力向打开方向(29)运动，并且具有一个电控的第一控制阀(23)，通过该控制阀控制泵工作室(22)与一个卸载室的连接，其特征在于，燃料喷射阀(12)具有一个在空心构成的第一喷射阀元件(28)内被可移动地导行的第二喷射阀元件(128)，通过该第二喷射阀元件控制至少一个第二喷射孔(132)，该第二喷射阀元件可通过存在于压力室(40)中的压力克服一个闭合力向打开方向(29)运动，并且，第二喷射阀元件(128)至少间接地被存在于一个充有燃料的控制室(50)中的压力加载，该压力可根据内燃机运行参数这样控制，使得第二喷射阀元件(128)可由存在于控制室(50)中的压力与第一喷射阀元件(28)的打开运动无关地闭锁在一个将所述至少一个第二喷射孔(132)封闭的位置中。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征在于，控制室(50)为了控制存在于其中的压力可与一个压力源(22；80)连接。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射装置，其特征在于，通过燃料高压泵(10)的泵活塞(18)根据其行程控制控制室(50)与压力源(22；80)的连接。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射装置，其特征在于，通过泵活塞(18)在行程小时打开控制室(50)与压力源(22；80)的连接，在行程较大时将其分隔开。
5.根据权利要求3或4所述的燃料喷射装置，其特征在于，在内燃机与燃料高压泵(10)的泵活塞(18)之间的驱动装置中设置一个调节装置(74)，通过该调节装置可改变泵活塞(18)的起始行程位置，泵活塞(18)自该起始行程位置出发进行其行程运动。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射装置，其特征在于，该驱动装置具有内燃机的一个凸轮轴(20)和一个中间轴(70)，该中间轴带有一个由该凸轮轴(20)操作并且作用在泵活塞(18)上的传递元件(71)，并且，中间轴(70)的位置可通过调节装置(74)改变以改变泵活塞(18)的起始行程位置。
7.根据权利要求2至6之一所述的燃料喷射装置，其特征在于，该压力源是燃料高压泵(10)的泵工作室(22)。
8.根据权利要求7所述的燃料喷射装置，其特征在于，在泵活塞(18)中构成一个一方面通入泵工作室(22)中、另一方面通到泵活塞(18)圆周上的通道(60)，并且，泵活塞(18)在一个缸孔(16)中被导行，在该缸孔中构成一个包围泵活塞(18)的环形槽(62)，该环形槽通过一个通道(63)与控制室(50)连接。
9.根据权利要求2至6之一所述的燃料喷射装置，其特征在于，压力源是一个燃料输入口(80)，在泵活塞(18)进行抽吸行程时燃料通过该燃料输入口输入到泵工作室(22)中。
全文摘要
该燃料喷射装置为内燃机的每个汽缸具有一个带有泵工作室(22)的燃料高压泵(10)和一个与该燃料高压泵连接的燃料喷射阀(12)。燃料喷射阀(12)具有第一喷射阀元件(28)，通过该第一喷射阀元件控制至少一个第一喷射孔(32)，该第一喷射阀元件可通过在泵工作室(22)中产生的压力克服一个闭合力向打开方向(29)运动。一个第二喷射阀元件(128)可在空心构成的第一喷射阀元件(28)内移动，通过该第二喷射阀元件控制至少一个第二喷射孔(132)，该第二喷射阀元件可通过存在于压力室(40)中的压力克服一个闭合力向打开方向(29)运动，其中，第二喷射阀元件(128)至少间接地被存在于一个充有燃料的控制室(50)中的压力加载，该压力可根据内燃机运行参数这样控制，使得第二喷射阀元件(128)可由存在于控制室(50)中的压力与第一喷射阀元件(28)的打开运动无关地闭锁在一个将所述至少一个第二喷射孔(132)封闭的位置中。
文档编号F02M59/30GK1466655SQ02802734
公开日2004年1月7日 申请日期2002年8月23日 优先权日2001年8月25日
发明者约阿希姆·温特, 德特勒夫·波茨, 格哈德·马克, 克里斯托夫·比勒, 弗里德里希·默泽, 托马斯·屈格勒, 菲利普·阿利奥, 彼得·伯兰德, 屈格勒, 阿利奥, 马克, 伯兰德, 夫 波茨, 托夫 比勒, 约阿希姆 温特, 里希 默泽 申请人:罗伯特·博施有限公司, 罗伯特 博施有限公司