专利名称：用于燃料喷射系统的喷射器以及具有该喷射器的燃料喷射系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有燃料喷射的内燃机领域。本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于燃料喷射系统的喷射器，以及具有这种喷射器的燃料喷射系统。
背景技术：
在基于共轨原理的燃料喷射系统中，通过高压泵输送的燃料通常被泵送到共轨的蓄积容积中，所述共轨沿着一排喷射器延伸，并且每个单独启动的喷射器的各个单独支管从所述共轨分出。具有独立的共轨的这种布置有几个缺点就生产而言，必须设计用于高压燃料的独立的共轨需要相当高的费用。上述缺点也特别存在于喷射器的支管的螺纹连接和接头，以及所述高压泵上并从其上引出的供应管和返回管的螺纹连接和接头。每个所述这些接头在密封性方面都存在风险。并且，共轨在发动机室中占据相当大的空间，在其中必须容纳不断增加的更多额外部件。
EP-A1-469 188已经提出，在用于共轨系统并在其中用于燃料的高压供应管和低压返回管相互组合的同轴双管的框架之内，上接头侧上的共轨系统的喷射器装备有两个彼此相对布置的组合的高压和低压接头。这样喷射器就能够在高压和低压侧的燃料喷射系统内按串联方式连接，相邻喷射器之间的连接管与其高压管一起形成共轨。
在图1中以示意图的形式示出这种构造，其中仅显示两个喷射器11和12。每个喷射器11、12具有内部高压空间14，该内部高压空间向下通入喷射嘴13，该喷射嘴13由喷嘴针16打开和关闭。高压空间14通过窄接管15按T形部件的方式连接到高压管17的管段上。所述管段在两个高压接头A之间。高压管17构成共轨并确定共轨的蓄积容积。喷射器11、12中的高压空间14通过窄接管15在流体动力学方面断开高压管17，使得所述高压空间在共轨的功能上不起任何作用。因此为获得充足的蓄积容积，必须相应地设计高压管17。同时，所述蓄积容积随着喷射器相互之间距离的变化而发生相当大的变化。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种基于共轨原理的用于燃料喷射系统的喷射器，使其有可能在不具有公知解决方案缺点的情况下简化喷射系统，并且本发明还确定一种运用所述喷射器的燃料喷射系统。
本发明的目的通过权利要求1和9的全部特征得以实现。按照本发明的喷射器的区别在于，在喷射器壳体内设有至少两个独立的高压接头，所述高压接头容许从外部通入高压空间，并且在每种情况下都设计用于高压管的连接。按照本发明的燃料喷射系统中，喷射器与其高压接头在高压管中按串联的方式布置，其布置方式使得高压管通过每个喷射器的高压空间。
按照本发明的喷射器的改进之处的特征在于，高压接头布置在高压空间的上端，并且沿轴向布置在相同高度上。这就使得生产和连接具有良好的可达性，并且得到简化。当按照一种改进设置两个高压接头，开且所述两个高压接头关于轴线彼此相对布置并互相对齐的时候，该特征特别适用。
当高压接头在结构和尺寸上，特别是在通道横截面方面彼此相同时，会导致进一步的简化。
高压接头优选地具有用于可松地旋到高压管上的螺纹，该螺纹具体地设计为内螺纹。
当高压空间关于喷射器的轴线同轴布置时，所述喷射器变得特别简单。
按照本发明的喷射系统的本质思想在于使用具有高压空间的喷射器，喷射所需的燃料从所述高压空间喷出，所述高压空间的容积选择为使得共轨喷射系统中多个相同喷射器的高压空间的容积之和足以形成共轨所需的足够蓄积容积，并将上述这些喷射器插入高压管中，其中所述喷射器的高压空间一个接一个前后布置，使得所述高压空间与连接它们的高压管一起构成具有相应蓄积容积的共轨。
按照本发明的喷射器可有利地用于燃料喷射系统。
按照本发明的喷射系统的改进之处的特征在于，返回管从以串联方式布置的最后一个喷射器导回高压泵。从而形成一种环形管路，这对于所形成的蓄积容积中的压力波动的补偿是有利的。
以下将通过示例性实施例并结合附图对本发明进行更详细的说明，图中图1显示按照现有技术的沿高压管布置的、具有两个高压接头的喷射器的示意图；图2显示与图1相对照的、按照本发明的燃料喷射系统的原理图；图3显示通过按照本发明的具有大容积高压空间的喷射器的优选示例性实施例的纵剖面，可从外部通过两个独立的高压接头通入所述高压空间；以及图4显示按照本发明的燃料喷射系统的示例性实施例，该系统具有按照图2以串联方式布置并通过高压连接管相互连接的喷射器以及连接到高压泵上的返回管。
具体实施例方式
图2用与图1相对照的示图显示了按照本发明的燃料喷射系统的原理。在此也仅仅再次示出燃料喷射系统10′中的多个喷射器中的两个喷射器11′和12′。每个喷射器11′、12′都具有内部高压空间14′，高压下的燃料通过由喷射嘴13和喷嘴针16组成的喷射阀从所述高压空间喷出，进入燃烧空间。在每种情况下，在喷射器11′、12′的高压空间14′上都在侧面相对地布置两个高压接头A′，喷射器11′、12′通过所述接头能够按串联的方式插入到来自高压泵的高压管17′内，使得高压空间14′和连接它们的那部分高压管以共轨的方式形成连续的蓄积容积。该方式的前提是单个高压空间14′的容积大得足以保证所有按串联方式布置的喷射器的容积之和足够作为共轨蓄积容积。
为了能够实现这些要求，提出一种新颖的喷射器。图3中的纵剖而显示按照本发明的这种喷射器的优选的示例性实施例。所述喷射器20用于基于共轨原理的燃料直喷，优选地用于柴油机。
喷射器20在喷射器壳体18内具有同轴的高压空间23，所述高压空间在纵向(沿轴线45)延伸，并且其中例如布置有喷射器20的喷嘴针26。现有的喷射阀22通过联管螺帽37旋到喷射器壳体18的下端。喷射孔38布置在喷射阀22的下端，所述喷射孔与高压空间23连通，并能通过喷嘴针26打开和关闭。这种具有针杆21的喷嘴针26对于本发明特别有利，因为该高压空间23具有比常规喷射器大得多的容积。因此，在标准共轨喷射器中，例如EP-A1-584 815中所示的那种，承受高压的孔近似地平行于喷嘴延伸。然而，该细孔只具有相当小的容积，从而在考虑形成共轨的情况下，几乎不能获得按照该方式设计的喷射器。相反，低压普遍存在于围绕现有喷射器的喷嘴针杆的空间中。
如前所述，本发明的中心是一种省略相应于现有技术的、在共轨系统中形成蓄积容积的共轨的思想。所述共轨被各喷射器中高压空间的单独容积之和所代替，其中，这些喷射器通过简单的高压管按串联的方式相互连接(图4)。
为达到该目的，喷射器20的高压空间23必须具有至少两个独立的高压接头24和25(图3)。这些高压接头24、25连接到喷射器壳体18上，沿径向从侧面伸出，并在每种情况下都使流体流入高压空间23，从而提供高压空间23到高压连接管(图4中的43)的连接，这使得串联的喷射器20.1，...，20.4相互连接(图4)。高压泵41同样具有两个高压接头，并与高压供应管42、喷射器20.1，...，20.4、高压连接管43以及返回管44一起形成一种环形管路，这对所形成的蓄积容积中压力波动的补偿是有利的。
喷射器壳体18上的高压接头24、25优选地沿轴向布置在相同高度上。所述接头关于轴线45彼此相对布置并相互对齐。而且，所述接头在结构和尺寸上，特别是在通道横截面方面彼此相同。高压接头24、25例如具有内螺纹(图3中未示出)，其设计为反旋螺纹(counterthread)，用于抗压连接到高压管42、43、44(图4)的高压螺纹连接(未示出)。高压泵41(图4)上的连接点类似地设计。
详细地说，图3所示的喷射器20具有以下结构用于控制喷射阀22的执行机构19示意性地显示于喷射器20的顶部。执行机构19例如具有电磁铁30，当通过接头28送入激励脉冲对所述电磁铁30产生作用时，所述电磁铁吸引相应的衔铁31，从而松开控制孔32(电磁铁30本身固定连接在喷射器壳体18上)。通过被打开的控制孔32，布置在其下方的控制空间34中的压力下降。在所述控制空间34中可轴向滑移的控制活塞35、与所述控制活塞相连的针杆21以及喷嘴针26一起得到提升，其方向与关闭弹簧36的压力方向相反，使得布置在喷射阀22下部末端上的喷射孔38松开，并且从高压空间23喷出的燃料喷入喷射阀22四围的燃烧空间39。
当电磁铁30的激励被中断时，所述弹簧29向下挤压衔铁31，关闭控制孔32。燃料继续流过通向控制空间34较小的孔33，流入控制空间34。由于关闭弹簧36向下挤压针杆21以及喷嘴针26，作用在控制活塞35上的压差被抵消，并且通过喷射孔38的喷射被中断。
在控制孔32打开期间(电磁铁30受到激励)流出的燃料向上流过中空衔铁31，经由未示出的集流软管流过返回接套27，返回到燃料箱(同样未示出)中。
图4中以简化的形式显示按照本发明的用于四个气缸的示例性燃料喷射系统40。高压供应管42从燃料的高压泵41通向四个喷射器20.1～20.4，所述喷射器按串联方式布置并通过高压连接管43相互连接。返回管44从所述这排四个喷射器的最后一个喷射器20.1导回通向所述高压泵41。所述喷射器20.1～20.4优选地具有图3通过喷射器20所示的那样的内部结构。所述喷射器通过其高压空间23直接插入到由管道42、43和44组成的环形管路。所述四个高压空间23以及插在中间的高压连接管43的容积之和以共轨的方式形成用于高压下的燃料的蓄积容积，所述蓄积容积能够完全代替常规的外部共轨。可以认识到，本发明的原理不仅可以用于四个气缸，而且本发明的原理同样也可以用于例如3个，5个，6个或8个的其它数目的气缸。
附图标记列表10、10′、40燃料喷射系统11、11′、12、12′喷射器13喷射嘴14、14′高压空间15接管16喷嘴针17、17′高压管18喷射器壳体19执行机构20喷射器20.1、...、20.4喷射器21针杆22喷射阀23高压空间
24、25高压接头26喷嘴针27返回接套28接头(电磁铁)29弹簧30电磁铁31衔铁32控制孔33孔(小)34控制空间35控制活塞36关闭弹簧37联管螺帽38喷射孔39燃烧空间41高压泵42高压供应管43高压连接管44返回管45轴线A、A′高压接头
权利要求
1.一种用于燃料喷射系统(10′，40)的喷射器(11′，12′，20)，包括喷射器壳体(18)，其沿轴线45延伸，并包围用于容纳高压燃料的内部高压空间(14′，23)；喷射阀(13，16，22)，其位于所述喷射器壳体(18)的下端，并连接到高压空间(14′，23)；以及喷嘴针(13，21，26)，其沿轴向通过高压空间(14′，23)，所述喷嘴针能通过布置在喷射器壳体(18)上端的执行机构(19)液压启动，并根据轴向位置打开和关闭喷射阀(13，16，22)，其特征在于，喷射器壳体(18)中设有至少两个独立的高压接头(A′，24，25)，所述高压接头容许从外部通入高压空间(14′，23)，并且在每种情况下设计用于高压管(17′，42，43，44)的连接。
2.如权利要求1所述的喷射器，其特征在于，高压接头(A′，24，25)布置在高压空间(14′，23)的上端。
3.如权利要求1或2所述的喷射器，其特征在于，高压接头(A′，24，25)沿轴向布置在相同高度上。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的喷射器，其特征在于，设有两个高压接头(A′，24，25)，其中所述两个高压接头(A′，24，25)关于轴线彼此相对布置并互相对齐。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的喷射器，其特征在于，高压接头(A′，24，25)在结构和尺寸上、特别是在通道横截面方面彼此相同。
6.如权利要求1～5中的任一项所述的喷射器，其特征在于，高压接头(A′，24，25)具有用于可松开地旋到高压管(17′，42，43，44)上的螺纹。
7.如权利要求6所述的喷射器，其特征在于，所述螺纹设计为内螺纹。
8.如权利要求1～7中的任一项所述的喷射器，其特征在于，高压空间(14′，23)关于所述喷射器(11′，12′，20)的轴线(45)同轴地布置。
9.一种燃料喷射系统(40)，其具有高压泵(41)和多个喷射器(11′，12′，20.1，...，20.4)，所述喷射器由高压泵(41)通过高压管(17′，42，43)供应高压燃料，其特征在于，喷射器(11′，12′，20.1，...，20.4)在每种情况下都具有高压空间(14′，23)，喷射所需的燃料从所述高压空间喷出，其中高压空间(14′，23)的容积选择为使得共轨喷射系统中多个相同喷射器的高压空间(14′，23)的容积之和足以形成共轨所必需的蓄积容积，并且其中喷射器(11′，12′，20.1，...，20.4)插入高压管(17′，42，43)中，所述喷射器的高压空间(14′，23)一个接一个前后布置。
10.如权利要求9所述的燃料喷射系统，其特征在于，使用如权利要求1～8中任一项所述的喷射器(11′，12′，20.1，...，20.4)。
11.如权利要求9或10所述的燃料喷射系统，其特征在于，返回管(44)从以串联方式布置的所述喷射器(11′，12′，20.1，...，20.4)中的最后一个导回所述高压泵(41)。
全文摘要
一种用于燃料喷射系统的喷射器(20)，包括喷射器壳体(18)，其沿轴线(45)延伸，并包围用于容纳高压燃料的内部高压空间(23)；喷射阀(22)，其位于所述喷射器壳体(18)的下端，并连接到高压空间(23)；以及喷嘴针(21，26)，其沿轴向通过高压空间(23)，所述喷嘴针能通过布置在喷射器壳体(18)上端的执行机构(19)液压启动，并根据轴向位置打开和关闭喷射阀(22)。对于装备有上述喷射器的共轨系统，所实现的相当大的简化在于，喷射器壳体(18)中设有至少两个独立的高压接头(24，25)，所述高压接头容许从外部通入高压空间(23)，并且在每种情况下都设计用于高压管的连接。
文档编号F02M55/02GK1955455SQ20061015070
公开日2007年5月2日 申请日期2006年10月24日 优先权日2005年10月25日
发明者弗里茨·W·斯平勒尔 申请人:Crt公共铁路技术公司