燃料喷射装置的制作方法

专利名称：燃料喷射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于燃料喷射系统比如共轨系统的燃料喷射装置。
背景技术：
为了向内燃发动机供给燃料比如使用燃料喷射系统，所述燃料喷 射系统具有一定数目的燃料喷射器或者说燃料喷射装置。在自动点火 的内燃发动机上，目前使用高压存储-燃料喷射系统或者说共轨系统。 能够通过共轨系统来分别得到燃料供给的燃料喷射器或者说燃料喷 射装置通过磁阀或者通过压电执行器来触发。
在装入在压电-共轨(PCR)-系统中的燃料喷射器上，操纵装置 构造为压电元件。在此构造为针形的喷射阀元件可以通过压电执行器 上的电压的变化来直接控制。在给所述压电执行器通电时，压电晶体 堆比如得到拉伸，这种拉伸在取消通电时再次消失。
在压电-共轨(PCR)-喷射器上，通过针导引装置在喷嘴上出现 相当高的燃料泄漏。众所周知，泄漏在很大程度上取决于喷嘴针与喷 管体之间的导引直径以及属于此的在喷嘴针与喷管体之间的环形缝 隙、取决于燃料和环形缝隙长度。更小的也就是说比如小于4mm的 导引直径的实现目前在制造技术上能够以昂贵的成本来制造。泄漏一 方面导致燃料加热。另一方面泄漏通过燃料泵的输送功率的提高得到 补偿。由此应该在很大程度上将泄漏降低到最低限度。在运行中，由 于所述针导引装置中的弹性变形，随着燃料压力的增加，所述PCR-喷射器的环形缝隙逐渐变大，由此显著加大泄漏量。
为了抵抗泄漏形成，以往在所述PCR-喷射器上所述喷嘴针和喷 管体偶联，以便通过这种方式在所述环形缝隙中获得更小的间隙。但 是，在将来力求达到的具有1800bar及更高的压力的应用方案中，可 以预计泄漏量会进一步增加。

发明内容
因此，本发明的任务是，提供一种燃料喷射装置，在该燃料喷射 装置上可以减少泄漏。该任务通过一种按权利要求1所述的燃料喷射装置来实现。 在此提供一种燃料喷射装置用于将燃料喷射到内燃发动机的燃 烧室中，其中所述燃料喷射装置具有喷射阀元件，在该喷射阀元件上 布置了导套元件，其中在围绕着所述导套元件的区域中设置了第一压 力室。
所述导套元件和围绕着导套元件布置的第一压力室具有这样的 优点，即可以减小所述导套元件与所述喷射阀元件之间的间隙。由此 比如可以减少通往相邻的或者说被导套元件隔开的第二空间或者说 压力室的泄漏。比如通过从共轨中供给燃料这种方式来向围绕着导套 元件的(第一)压力室加载压力，由此可以减小所述导套元件与所述
喷射阀元件之间的间隙。通过在比如高达2000bar及更高的高压下在 运行中所述第一压力室的压力加载，使所述导套元件发生弹性变形或 者说对其进行压缩。在此减小所述导套元件与所述喷射阀元件之间的 间隙或者说缝隙。所述缝隙或者说环形缝隙的减小导致第 一压力室中 的处于压力之下的燃料的穿过这条处于所述导套元件与喷射阀元件 之间的缝隙的泄漏量减少。
其它优选的实施方式在从属权利要求中得到说明。 在本发明的一种优选的实施方式中，所述导套元件能够朝喷射器 本体装置或者所述喷射器本体装置的止挡元件压紧，优选密封压紧。 通过这种方式，通过导套元件和喷射阀元件形成的压力室可以相对于 彼此密封。
在一种其它的按本发明的实施方式中，所述导套元件与所述喷射 阀元件一起形成一个高压室和一个低压室。所述低压室在这种情况下 在所述导套元件的内侧和所述喷射阀元件之间形成。所述高压室又在 所述导套元件的外侧面和所述喷射阀元件及喷管体装置的外侧面之 间形成。将所述导套元件朝喷射器本体装置(保持装置)压紧，由此 在这种情况下可以使这两个具有不同压力的压力室相对于彼此密封。
在一种另外的按本发明的实施方式中，比如能够将至少一个弹簧 元件设置用于将所述导套元件压紧在所述喷射阀元件上。所述喷射阀 元件在这种情况下比如可以设有凸肩以用于支撑所述弹簧元件。在 此，比如可以额外地在所述凸肩和弹簧元件之间布置至少一个或者多 个止挡盘元件，以便适当地调节所述弹簧元件或其弹簧元件，使得所述弹簧元件比如足够密封地压紧所述导套元件。
按照一种其它的按本发明的实施方式，所述喷射阀元件具有第二 区段，该第二区段与所述喷管体装置偶联。在这种情况下如此构造所 述第二区段，使得其提供用于燃料的通道。此外，所述喷射阀元件的 第二区段比如具有一个、两个、三个、四个或者更多空隙作为用于燃
料的通道。所述空隙在此比如可以以展平的(abgeflacht)表面和/或 凹处的形式构造，以此仅仅列举两种实例。
在一种另外的按本发明的实施方式中，所述喷射阀元件具有第三 区段，该第三区段以其端部在所述燃料喷射装置的关闭的状态中闭锁 所述燃料喷射装置的相应的喷射口。所述喷射阀元件的第三区段在这 种情况下与所述喷管体装置一起形成缝隙或者说环形缝隙，在该缝隙 或者说环形缝隙中通过所述第二区段来供给燃料。如果所述第三区段 在打开的位置中释放相应的喷射口 ，那么燃料就会通过这些喷射口喷 射到气缸中。
在一种其它的按本发明的实施方式中，作为用于操纵喷射阀元件 的操纵装置比如设置了压电执行器。压电执行器的优点是，它具有很 短的开关动作时间。当然也可以代替压电执行器来设置每种其它类型 的适合于操纵所述喷射阀元件的执行器。本发明并不局限于压电执行 器。
按照一种另外的按本发明的实施方式，所述操纵装置具有控制活 塞元件，利用该控制活塞元件能够操纵所述喷射阀元件。通过所述控 制活塞元件的拉回可以使所述喷射阀元件运动到打开的位置中。可选 额外地以能够活动的方式将升程调节栓元件布置在所述控制活塞元 件和喷射阀元件之间或者使其与所述控制活塞元件构造为一体结构。 这一升程调节活塞元件在这种情况下比如可以与所述喷射器本体装 置或者止挡元件偶联。
在一种另外的按本发明的实施方式中，将至少一条燃料供给管路 设置在所述燃料喷射装置中。通过该燃料供给管路比如将燃料从共轨 系统输送到所述燃料喷射装置的高压室中。
在一种其它的按本发明的实施方式中，所述导套元件与喷射阀元 件之间的间隙在安装时也就是在压力为0bar时比如处于7jim到8nm 的范围内。通过所述导套元件的弹性变形来减小这种间隙并且由此也减小泄漏。尤其在高达2000bar及更高的高压下可以就这样适当地减 小所述间隙并且抵抗泄漏。所述喷射阀元件的第二区段与喷管体装置 之间的间隙在安装时在压力为Obar时比如可以处于2nm到3jim的 范围内。
在一种另外的按本发明的实施方式中，所述导套元件和喷射阀元 件至少在与所述导套元件的偶联的区域中构造为圆柱形。这样做的优 点是，这两个部件的制造特别简单并且成本低廉。
按照一种另外的实施方式，所述导套元件或者所述喷射阀元件至 少在与所述导套元件偶联的区域中构造为锥形，而另一个部件则相应 地构造为圆柱形。在这种情况下，所述导套元件与所述喷射阀元件之 间的在所述导套元件的上端部上的间隙可以选为大于在所述导套元 件的下端部上的间隙。在所述导套元件的上端部上的间隙可以更大一 些，因为在这个区域中所述导套元件的变形或者压缩的程度更大。
在一种其它的按本发明的实施方式中，所述导套元件和喷射阀元 件也可以构造为锥形，其中所述导套元件和喷射阀之间的间隙比如可 以选择为恒定的或者可变的间隙。


下面借助于在附图的示意图中表明的实施例来对本发明进行详
细解释。其中
图l是按现有技术的燃料喷射装置的截取部分的剖视图，
图2是按本发明的第一实施方式的燃料喷射装置的剖视图，
图3示出了按本发明的燃料喷射装置的第二实施方式的导套元
件和喷射阀元件的截取部分，
图4示出了按图3的导套元件及其喷射阀元件的截取部分，
图5示出图表，在该图表中示出了在给所述燃料喷射装置加载压
力时泄漏压力的变化曲线，
图6示出图表，在该图表中示出了所述导套元件与喷射阀元件之
间的导向缝隙的变化曲线，
图7示出图表，在该图表中示出了在按图1的标准-燃料喷射装
置上的泄漏情况以及在按图2和3的燃料喷射装置上的泄漏情况，并
且
图8示出所述喷射阀元件和导套元件的截取部分，其中所述导向缝隙构造为阶梯形。
在所有的附图中，相同的或者功能相同的元件和装置-只要未作 其它说明-用相同的附图标记来表示。
具体实施例方式
图1示出了一个按现有技术的燃料喷射装置10的截取部分。该 燃料喷射装置IO在此具有喷管体装置12。其中在所述喷管体装置12 中以可活动的方式布置了喷射阀元件14。有待喷射的燃料在此通过 喷嘴室入口 (Dtisenraumzulauf) 16导入所述喷嘴室18中，该喷嘴 室18将所述喷射阀元件14包围并且如在图1中示出的一样形成环形 缝隙。
此外，在被加载系统压力也就是说被加栽在高压存储器或者说共 轨系统中存在的燃料压力水平的喷嘴室18区域中，构造了压力级。 通过在喷嘴室中存在的系统压力，可以朝打开方向向所述喷射阀元件 14加载压力。为操纵所述喷射阀元件14并且为喷射燃料，比如设置 了一个压电执行器(未示出)。通过对该压电执行器的合适的通电， 可以使所述喷射阀元件14相应地运动，从而可以将燃料喷射到与所 述喷射阀元件14相连接的气缸中。
通过所述喷管体装置12与所述喷射阀元件14的偶联，可以在环 形缝隙中获得较小的间隙。因为在可以期待的将来的应用或者说运用 方案中系统压力会进一步增加并且在此将会是1800bar左右及更高 的压力，所以在图1所示的实施方式中必须预料到泄漏的进一步增 加。因此有必要采取进一步措施，以便即使在系统压力很高时也合适
地抵抗泄漏o
图2现在示出了按本发明的燃料喷射装置10的第一实施方式的 剖视图。
所述燃料喷射装置10在此具有喷管体装置12，喷射阀元件14 以能够活动或者说来回移动的方式布置在该喷管体装置12中。在此 设置了导套元件20，如在图2中示出的一样该导套元件20将所述燃 料喷射装置10划分为高压室22和低压室24。此外，所述喷射阀元 件14比如在所述喷射阀元件14的一个第一或者说上面的区段26(喷 嘴针凸缘)中与所述导套元件20偶联。在此，所述高压室22比如在 围绕着所述喷射阀元件14以及所述导套元件20的至少一部分或者基本上整个外侧面的区域或者说环形缝隙中形成。所述低压室24又比 如在所述喷射阀元件14和所述导套元件20的内侧面之间形成。所述 低压室24在此相当于泄漏室，比如处于所述高压室22中的介质比如 燃料可以通过所述导套元件20与所述喷射阀元件之间的缝隙52侵入 所述低压室24中。
所述导套元件20比如通过弹簧元件28比如基本上密封地朝喷射 器本体装置30或者说相应的止挡元件32压紧，以便使所述高压室 22和低压室24相对于彼此密封。此外，所述弹簧元件28将所述喷 射阀元件14朝喷管体座(Diisenk6rpersitz ) 34挤压，从而封闭所述 燃料喷射装置IO的一个或者多个喷射口 (未示出)。
所述弹簧元件28比如可以施加30N的弹力。但是这个数值仅为 举例并且本发明不局限于该数值。原则上，所述弹力可以选择得小于 或者大于30N。比如如此选择该弹力，使得其可以足够有力地将所述 导套元件20压紧到所述喷射器本体装置30或者说止挡元件32上， 从而通过所述导套元件20使所述低压室24比如朝所述高压室22基 本上密封。作为止挡元件32，如在图2中示出的一样在此比如可以 使用至少一个止挡盘。
所述喷射阀元件14比如具有一个凸缘区段36，在该凸缘区段36 上布置了所述弹簧元件28并且该弹簧元件28朝所述导套元件20或 者说在对该导套元件20进行密封的情况下朝所述喷射器本体装置30 的止挡元件32挤压。如在图2中示出的一样，可选可以在所述凸缘 区段36和所述弹簧元件28之间额外地设置一个调节元件38。该调 节元件38比如至少一个调节盘用于合适地调节所述弹簧元件28或其 回弹行程，使得所述弹簧元件28比如足够地将所述导套元件20朝所 述喷射器本体装置30或其止挡元件32压紧。
所述喷射阀元件14或其上面的第一区段26与所述导套元件20 之间的间隙比如在制造时或者说在安装时(在压力为Obar时)处于 7jim到8nm之间的范围内。但是该范围仅仅是举例。原则上，所述 间隙也可以小于7fim并且/或者大于8jun。如果现在在运行中向所述 高压室22加栽相应的比如大于1800bar或者大于2000bar的压力或 者说燃料压力，那么所述导套元件20就被压缩。通过所述导套元件 20的由于压力引起的压缩来减小或者缩小所述导套元件20与所述喷射阀元件14或者说这里其上面的第一区段26之间的间隙。比如将在 安装时(在压力为0bar时)所述导套元件20与所述喷射阀元件14 之间的7fim到8pm的间隙减小到在压力为2000bar时比如处于比如 lpm到2nm的范围内的间隙。换句话说，较高的燃料压力在这里引 起所述间隙的减小并且由此引起所述燃料喷射装置10的高压室22和 ^氐压室24之间的泄漏的减小。
此外，所述喷射阀元件14在喷嘴杆的区域中或者说在中间的第 二区段40中与所述喷管体装置12偶联。所述喷射阀元件14的中间 的第二区段40与所述喷管体装置12之间的间隙比如在安装时处于 2jim到3jun的范围内并且比如小于所述导套元件与所述喷射阀元件 14之间的间隙。但是这并非强制必要，所述间隙也可以大于或者等 于所述导套元件20与所述喷射阀元件14之间的间隙。此外，所述间 隙也可以小于2nm并且/或者大于3jim。优选所述喷射阀元件14在 所述燃料喷射装置10中至少导引在一个区域中，使得其比如不会倾 斜。在如其在图2中示出的情况中，所述喷射阀元件14与所述喷管 体装置12偶联并且在此得到相应的导引。
如在图2中进一步示出的一样，所述喷射阀元件14紧接在所述 第二区段40后面具有一个第三或者说下面的区段42,该区段42与 所述喷管体装置12 —起形成缝隙或者说环形缝隙。所述喷射阀元件 14如在图2中示出的一样在其端部安放在所述喷管体座34上并且在 此闭锁相应的用于将燃料喷射到所连接的气缸中的喷射口(未示出)。
在图2所示的代表着喷射阀元件14的原始位置的关闭的位置中， 所述喷射阀元件14的第一区段的端面与所述喷射器本体装置30或者 说止挡元件32之间的间距表示所述喷射阀元件14的冲程h。
现在为了使所述喷射阀元件14从如其在图2中示出的一样的关 闭的位置运动到可以喷射燃料的打开的位置中，通过相应的操纵装置 (未示出)来操纵所述喷射阀元件14。所述操纵装置比如具有压电 执行器或者其它的合适的执行器。
所述操纵装置在此可以与控制活塞元件44相连接，该控制活塞 元件44又可以操纵额外设置的升程调节栓元件46。所述升程调节栓 元件46以可以活动的方式布置在所述控制活塞元件44和所述喷射阀 元件14之间并且为使所述喷射阀元件14运动到打开的位置中而向上运动或者说向下运动，以便使所述喷射阀元件14运动到关闭的位置 中。所述升程调节栓元件46在此比如可以与所述燃料喷射装置10的 止挡元件32或者说喷射器本体装置30偶联。在此，如在图2中示出 的一样，所述升程调节栓元件46比如具有至少一个或者多个以展平 的表面或者说凹处为形式的空隙，以便将流体导入到所述低压室24 中或者说从低压室24中导出。
现在为了使所述喷射阀元件14从关闭的位置运动到打开的位置 中，所述控制活塞元件44通过所述操纵装置向上或者说返回运动。 在这过程中，相应地所述升程调节栓元件46也返回运动并且所述喷 射阀元件14向上或者说同样返回运动。所述喷射阀元件14在此额外 地对所述弹簧元件28进行压缩，其中所述导套元件20的密封作用由 此通过所述导套元件20的朝喷射器本体装置30的止挡元件32的压 紧得到进一步支持。
通过所述喷射阀元件14释放相应的喷射口这种方式，可以将燃 料从所述喷射阀元件14与所述喷管体装置12之间的缝隙喷射到所配 属的气缸中。所述燃料在此比如可以从与所述燃料喷射装置10相连 接的共轨系统通过燃料供给管路50输送给高压室22。所述燃料从所 述高压室22沿所述喷射阀元件14到达所述喷射阀元件14与喷管体 装置12之间的缝隙中。
为了将燃料从高压室22导送到所述缝隙中，所述喷射阀元件14 比如在与所述喷管体装置12偶联的区域中具有至少一个、两个、三 个、四个或者更多比如以展平的表面48和/或凹处为形式的空隙48。 所述燃料可以通过所述喷射阀元件14的在其它情况下为圆柱形的第 二或者说中间的区段的这些展平的表面48或者说凹处到达下面的缝 隙或者说环形缝隙中。但是，原则上也可以设置每种其它的形状或者 装置以用于将燃料导送到下面的缝隙或者说环形缝隙的区域中。所述 展平的表面48仅仅代表许多可能性中的一种实例。
在运行中，所述导套元件20发生弹性变形。在这过程中所述导 套元件20与喷射阀元件14之间的导向缝隙52或者说环形缝隙变小。 比如所述的在制造时在压力为Obar时具有处于比如7jim到8jim的 范围内的间隙的缝隙52如此前所说明的一样在运行中在压力比如为 2000bar时被减小到具有比如处于lpm到2pm的范围内的间隙的缝隙。这样做的好处是，尤其即使在压力比如高达2000bar及更高时也 可以减小泄漏。此外，可以获得无楔(Spickel)的设计并且由此改进 耐高压强度。通过更小的导向直径的实现，可以在减小控制活塞元件 直径的同时减小配合负荷(Sitzbelastung )。
图3示出了按本发明的燃料喷射装置10的第二实施方式的导套 元件20和喷射阀元件14的截取部分。在此示出了所述喷射阀元件 14处于关闭的位置也就是一个特定的位置中的情况，在该特定的位 置中所述燃料喷射装置10的相应的喷射口关闭。所述喷射阀元件14 和导套元件20在这种情况下占据和在图2中相同的位置。
所述燃料喷射装置10的第二实施方式在此与所述第一种实施方 式的区别在于，所述导套元件20和喷射阀元件14在所述第一实施方 式中基本上构造为圆柱形或者说所述导套元件20与喷射阀元件14之 间的导向缝隙52基本上构造为圆柱形。因此，关于按图2的第一实 施方式的解释也适用于按图3的第二实施方式并且因此不再重复。
与所述第一实施方式相反，所述导套元件20和/或喷射阀元件14 在第二实施方式中基本上构造为锥形或者说所述导向缝隙52在所述 导套元件20和喷射阀元件14之间基本上构造为锥形。
更准确地说，所述喷射阀元件14至少在其与所述导套元件20偶 联的区域中构造为圆柱形(第一实施方式)或者说锥形(第二实施方 式)。在此，在所述第一实施方式中就像在第二实施方式中一样所述 导套元件20的内侧面或者所述喷射阀元件14的外侧面比如也可以在 这两个元件彼此偶联或者说形成所述导向缝隙52的区域中构造为阶 梯状。在这种情况下，所述梯级比如可以按功能和使用目的构造为圆 柱形或者锥形，或者这二者可以彼此组合。在后来的图8中对一种实 例进行详细解释。原则上，所述导向缝隙52的形状以及由此所述导 套元件20和喷射阀元件14的结构可以按功能的使用目的任意变化。
在所述第二实施方式中，在此所述导套元件20可以构造为圆柱
造为锥形或者相反。作为替代方^，所述导套元件20和喷射阀元件 14也可以至少在其偶联的区域中构造为锥形(未示出)。
换句话说，按照本发明，所述导套元件20与喷射阀元件14之间 的导向缝隙52比如可以按功能和使用目的构造为锥形或者圆柱形或者具有任意的形状。这适用于本发明的所有的实施方式。所述导向缝
隙52在此比如可以通过如其比如在下面的图4中示出的一样的针或 者说喷射阀元件14的有针对性的锥形磨削来构造为锥形。同样可以 对所述导套元件20进行锥形磨削。在1000bar直到2000bar的巨大 压力及更大的压力下，所述导套元件20比如如此变形，从而在所述 喷射阀元件14和导套元件20之间产生基本上恒定的导向缝隙52。 所述导套元件20的厚度比如可以处于大约lmm到大约1.2mm或者 lmm到1.4mm之间的范围内。这同样适用于本发明的所有实施方式。
在图3中所述喷射阀元件14至少在与所述导套元件20之间的偶 联的区域中构造为锥形，其中所述喷射阀元件14在此比如向上变细。 所述导套元件20则相反比如构造为圆柱形。
所述导套元件20或其下面的第一端部19与所述喷射阀元件14 之间的间隙比如处于2jim到3nm范围内或者i兌大约为3jim。所述导 套元件20或其上面的第二端部21与所述喷射阀元件14之间的间隙 又比如处于大约12jim的范围内。
在图3中，没有绘出在所述导套元件20与所述喷射阀元件14之 间的这一间隙。在此设置一个比如比所述导套元件20的上面的第二 端部21与所述喷射阀元件14的端部15之间的缝隙大的间隙。相应 地设置比如比所述导套元件20的下面的第一端部19与所述喷射阀元 件14之间的缝隙小的第二间隙。也就是说，所述导向缝隙52中的间 隙可以变化。
如果现在在所述燃料喷射装置IO的运行中向所述高压室22加载 比如2000bar的压力或者说喷嘴内压PD，那么在所述导套元件20与 所述喷射阀元件14的区域A中的泄漏压力Pl几乎相当于所述喷嘴内 压Po。在此，所述导套元件20比如几乎没有变形。因此，所述导套 元件20与喷射阀元件14之间的在下面的第一端部19上的间隙可以 选择得比较小，比如选择在2jim到3nm的范围内或者说大约为3fim。 但是这些数值仅为举例。原则上，所述间隙也可以选择小于2jim并 且/或者选择大于3jim。
区域B中的泄漏压力PL比如由于因喷嘴内压引起的导套元件20 的变形或者说压缩而下降到比如基本上为10bar的数值上。在所述喷 射阀元件14的区域B中，所述导套元件20进行最大程度的变形或者说所述导套元件进行最大程度的压缩。因此，这里所述喷射阀元件
14与所述导套元件之间的在上面的第二端部21的区域中的间隙可以 选择在比如大约12jim的范围，从而选择得大于在下面的第一端部19 的区域中的间隙，在下面的第一端部19的区域中所述喷射阀元件14 和导套元件14偶联。
在所述第二实施方式中，所述导套元件20与所述喷射阀元件14 之间的间隙可以适当地变化，从而可以达到最佳的泄漏降低的效果。 原则上，所述导套元件20与喷射阀元件14之间的间隙当然也可以如 在第一实施方式中一样是恒定的，在所述第一实施方式中所述导套元 件20和所述喷射阀元件14至少在其偶联的区域中构造为圆柱形。
本发明不局限于在图2和3中示出的实施方式。也可以比如将所 述控制活塞元件44和所述升程调节栓元件46构造为一个部件。此外， 也可以将所述止挡元件32构造为所述喷射器本体装置30的一部分。 此外，所述空隙48可以以任意的形状和尺寸构造在所述喷射阀元件 14的与所述喷管体装置12偶联的中间的第二区段40上，只要能够 将足够的燃料通过所述高压室22导送到所述喷射阀元件14与所述喷 管体装置12之间的缝隙中。相应的情况也适用于所述控制活塞元件 44上的空隙。
原则上，所述燃料喷射装置10可以以任意方式来构造，这比如 涉及所述操纵装置(压电执行器等等)和用于操纵所述调节阀元件 14的操纵元件44、 46、 28、 38。决定性的是在所述喷射阀元件12上 设置导套元件20，该导套元件20比如基本上以密封分开的方式隔开 两个或者多个空间22、 24并且通过作用在该导套元件20的外侧面上 的压力比如燃料压力^JE缩，其中所述导套元件20与喷射阀元件14 之间的间隙得到减小。所述喷射阀元件14可以如在图2中一样按功 能和使用目的构造为一体结构或者也可以比如由两个或者多个部件 组成。
此外，所述导套元件20在如其借助于图2和3所说明的一样的 实施方式中比如具有处于大约lmm到1.2mm的范围内的壁厚。但是 这个数值仅为举例。原则上所述导套元件的壁厚也可以选择小于 lmm并且/或者大于1.2mm。此外，按本发明的导套元件20比如可 以由18CrNi8制成或者至少具有该材料。但是也可以使用其它材料或者金属合金。
此外，图4示出了按图3的导套元件20及其喷射阀元件14的截 取部分。在此，所述喷射阀元件14在一个端部区段上锥形地构造， 而所述导套元件20则构造为圆柱形。原则上，所述导套元件20当然 也可以在内侧面上锥形地构造。通过这种方式将所述导套元件20与 喷射阀元件14之间的导向缝隙52构造为锥形。
在所述第一实施方式中，所述导向缝隙52与所述第二实施方式 相反构造为圆柱形，因为不仅所述喷射阀元件14或者说该喷射阀元 件的用于与所述导套元件20偶联的区段构造为圆柱形，而且所述导 套元件20同样在该区域中圆柱形地构造。原则上，所述导向缝隙可 以按功能和使用目的任意构成或者说变化。这适用于本发明的所有实 施方式。
在图4中比如向所述燃料喷射装置IO加载比如大约2000bar的 喷嘴内压。这引起所述导套元件20的变形。该导套元件20的变形在 此在图4中用虚线绘出。所述导套元件20的用实线绘出的示意图示 出了所述导套元件20的在没有向其加载压力或者说在所述喷嘴内压 比如基本上为Obar时的情况。
换句话说，在此前的情况下向所述燃料喷射装置IO加载压力。 也就是说比如用大约2000bar的压力将燃料导入所述燃料喷射装置 10中。通过在所述燃料喷射装置10的高压室22中的燃料的压力， 所述导套元件20被压缩(虚线)并且由此减小泄漏或者说泄漏压力 PL，这里比如是从高压室22到低压室24中的泄漏。在压力很大比如 为2000bar时，所述导套元件20如此变形，从而产生差不多恒定的 或者说几乎恒定的或者基本上恒定的导向缝隙52。长度L在此表示 所述导套元件20与喷射阀元件14之间的偶联的区域或者说所述导向 缝隙52的总长。在如其在图4中示出的一样的实施例中，示出了处 于关闭的位置中的燃料喷射装置10,所述关闭的位置代表所述喷射 阀元件14的原始位置。在此再次用位移X表示所述导向缝隙52的伸 长。所述导向缝隙52在此如此前所说明的一样形成所述喷射阀元件 14与所述导套元件20之间的缝隙。
图5现在示出了示意的简化的图表，在该图表中示出了在比如向 所述燃料喷射装置IO加载大约2000bar的压力时所述泄漏压力PL的变化曲线。
如可以从图5所示的图表中看出的一样，所述泄漏压力Pl在所 述导向缝隙52的开始处或者说在所述导向缝隙的伸长X的开始处、 即这里在X=0时为最大。向上所述导套元件因压力加栽相应地被更 加剧烈地压缩，使得所述泄漏压力PL在所述导向缝隙的长度L的范 围内下降直到所述导向缝隙的末端或者说X-L。在此，所述泄漏压力 在所述导向缝隙的末端或者说在X=L时基本上为零或几乎为零，从 而基本上在所述高压室和低压室之间不会出现泄漏。
此外，图6示出了示意的简化的图表，在该图表中示出了导向缝 隙，该导向缝隙在其长度L的范围内不是恒定的而是有变化。
在此从图6所示的图表中可以看出，所述导套元件与所述喷射阀 元件之间的导向缝隙在开始处也就是说在X=0时具有比如3jim的导 向缝隙。所述导向缝隙按照图6朝其末端在X=L时扩大到16jim的 缝隙大小。也就是说，所述导向缝隙朝其末端(X-L)逐渐增加。所 述导向缝隙可以朝其末端(X=L)构造得大于在其开始处(X=0)， 因为其朝其末端(X-L)被压缩的程度大于在其开始区域中。原则上， 所述导向缝隙当然也可以在其长度范围内构造为恒定的结构。
此外，图7示出了示意的简化的图表，在该图表中示出了在按图 1的标准-燃料喷射装置上以及在按本发明的燃料喷射装置上的泄漏 情况。
如可以从图7中看出的一样，所述泄漏Q在按图1的标准喷嘴 或者说标准-燃料喷射装置上随喷嘴内压的上升而增加。尤其在用大 于1000bar的高压或者说高达2000bar的压力进行压力加载时，所述 泄漏Q在按图1的标准-燃料喷射装置上显著增加。
在按本发明的燃料喷射装置上，取而代之所述泄漏Q在压力较 小时首先轻微上升，因为所述导套元件在这个区域中由于较低的或者 说较小的压力加载还没有如此剧烈地被压缩或者说首先仅仅略微地 被压缩。在达到稍许高一些的压力时并且尤其在达到1000bar及更大 乃至比如2000bar的高压时，所述泄漏Q基本上不再增加，而是如 图7所示出的一样保持在很小的泄漏值Q上。因此，所述泄漏Q尤 其在1000bar及更高的高压上相对于如其在按图1的标准-燃料喷射 装置上出现的那样的泄漏Q可以显著减小。相反，所述标准-燃料喷射装置仅仅在喷嘴内压较小时才减小所述泄漏Q，而这个泄漏Q在 喷嘴内压较高时又显著上升。
此外，图8示出了导套元件20和喷射阀元件14的截取部分。所 述导套元件20和喷射阀元件14在此形成导向缝隙52,该导向缝隙 52具有可变的横截面。更准确地说，在图8所示的实施例中所述喷 射阀元件14的外侧面构造为阶梯结构，比如构造为锥形的或者说斜 切的梯级54、 56、 58。原则上所述梯级当然比如也可以构造为圆柱 形阶梯结构。此外，所述导套元件20的内侧面比如同样构造为锥形。 同样，所述导套元件20在其内侧面上当然也可以构造为圆柱形。
在图8中比如设置了三个梯级54、 56、 58,其中第一梯级54具 有一个导套缝隙区段，该导套缝隙区段具有比如处于lnm到2nm的 范围内的间隙。第二梯级56形成一个具有比所述第一梯级54的间隙 大的间隙、比如处于4jim到5nm的范围内的间隙的导向缝隙区段。 此外第三梯级58形成一个具有比所述第一及第二梯级54、 56的间隙 大的间隙、比如处于10 fi m到2 5 n m的范围内的间隙的导向缝隙区段。 这样安排的原因是，在这里的情况下在向所述燃料喷射装置加栽压力 时所述导套元件20在上面的区域中以最大的程度被压缩，而所述导 套元件20的下面的区域则以较小的程度被压缩并且因此所述间隙应 该小一些，以^更适当地防止或者至少减小泄漏。
所述导向缝隙52的间隙因此在这里的实施例中从下往上扩大。 但是原则上也可以按功能和使用目的来相反设置。用于所述第一、第 二及第三梯级54、 56、 58的相应间隙的数值仅为举例，本发明并不 局限于此。
此外，所述阶梯结构也可以相应地设置在所述导套元件20的内 侧面上(未示出)，而不是设置在所述喷射阀元件14的外侧面的区 段上。但是也可以不仅在所述导套元件20的内侧面上而且在所述喷 射阀元件14的与此对应的外侧面上设置阶梯结构(未示出)。
此外，可以设置至少两个、三个或者更多梯级54、 56、 58,这些 梯级比如构造为锥形和/或圆柱形或者说可以具有锥形的区段以及圆 柱形区段。此外，所述喷射阀元件14的锥形阶梯可以与所述导套元 件20的圆柱形内壁相组合并且可以相反组合。同样所述喷射阀元件 14的圆柱形阶梯可以与所述导套元件14的圆柱形或者锥形内壁相组合并且可以相反组合。
权利要求
1.用于将燃料喷射到内燃发动机的燃烧室中的燃料喷射装置(10)，其特征在于，所述燃料喷射装置(10)具有设有第一区段(26)的喷射阀元件(14)，在所述第一区段(26)上布置了导套元件(20)，其中在围绕着所述导套元件(20)的区域中设置了第一压力室(22)。
2. 按权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征在于，围绕着导套元件(20 )区域的第一压力室(22 )比如是高压室(22 )。
3. 按权利要求1或2所述的燃料喷射装置，其特征在于， 在所述导套元件(20)的内侧面与所述喷射阀元件(14)的端部之间能够形成第二压力室(24)，其中该第二压力室(24)比如是低 压室(24)。
4. 按权利要求1到3中任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述导套元件(20)与所述喷射阀元件的第一区段(26)之间的 间隙能够通过向所述第一压力室(22)加载压力、比如处于高达 1000bar及更大和/或高达1800bar及更大和/或高达2000bar及更大 的范围内的压力这种方式来减小。
5. 按权利要求1到4中任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述喷射阀元件(14)以可活动的方式接纳在喷管体装置(12)中。
6. 按权利要求1到5中任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述导套元件(20)能够朝喷射器本体装置(30)或者所述喷射 器本体装置(30)的止挡元件(32)压紧，比如能够密封地或者说基 本上密封地压紧。
7. 按权利要求1到6中任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于，比如能够设置至少一个弹簧元件(28 )用于将所述导套元件(20 ) 压紧在所述喷射阀元件(14)上，其中所述喷射阀元件(14)能够额外地设有凸缘区段(36)以用于支撑所述弹簧元件(28)，其中比如 能够在所述凸缘区段(36)和所述弹簧元件(28)之间布置至少一个 或者多个调节元件(38)。
8. 按权利要求1到7中任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述喷射阀元件(14)具有与所述喷管体装置(12)偶联的第二 区段(40)，其中所述第二区段(48)比如具有一个、两个、三个、 四个或者更多空隙(48)作为用于燃料的通道，其中所述空隙(48) 比如以展平的表面(48)和/或凹处的形式构成。
9. 按权利要求1到8中任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述喷射阀元件(14)具有第三区段(42)，该第三区段(42) 以其端部在所述燃料喷射装置(10)的关闭的位置中将所述燃料喷射 装置(10)的相应的喷射口锁闭。
10. 按权利要求9所述的燃料喷射装置，其特征在于， 所述喷射阀元件(14)的第三区段(42)与所述喷管体装置(12)一起形成缝隙或者说环形缝隙。
11. 按权利要求1到10中任一项所述的燃料喷射装置，其特征 在于，作为用于操纵所述喷射岡元件(14)的操纵装置比如能够设置压 电执行器。
12. 按权利要求11所述的燃料喷射装置，其特征在于， 所述操纵装置具有控制活塞元件(44 ),利用该控制活塞元件(44 )能够操纵所述喷射阀元件(14)，其中比如能够额外地以能够活动的 方式在所述控制活塞元件(44)和所述喷射阀元件(14)之间布置升 程调节栓元件(46)，其中所述升程调节栓元件(46)比如能够与所 述喷射器本体装置(30)或所述止挡元件(32)偶联。
13. 按权利要求1到12中任一项所述的燃料喷射装置，其特征 在于，能够在所述燃料喷射装置(10)中设置至少一条燃料供给管路 (50 )，通过该燃料供给管路(50 )可以将燃料输送给所述高压室(22 )。
14. 按权利要求1到13中任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述导套元件(20)与所述喷射阀元件(14)之间的间隙比如处 于7jim到8nm的范围内并且/或者所述喷射阀元件(14)的第二区段 (40)与所述喷管体装置(12)之间的间隙比如处于2jim到3nm的 范围内。
15. 按权利要求1到14中任一项所述的燃料喷射装置，其特征 在于，所述导套元件(20)和/或所述喷射阀元件(14)至少在与所述 导套元件(20)偶联的区域中构造为圆柱形或者圆柱形阶梯的结构。
16. 按权利要求1到15中任一项所述的燃料喷射装置，其特征 在于，所述导套元件(20)和/或所述喷射阀元件至少在与所述导套元 件(20)偶联的区域中构造为锥形或者锥形阶梯的结构，其中所述导 套元件(20)和/或喷射阀元件(14)的锥体比如向上或者说朝端部 变细。
17. 按权利要求1到16中任一项所述的燃料喷射装置，其特征 在于，所述导套元件(20)构造为圆柱形并且所述喷射阀元件至少在与 所述导套元件(20)偶联的区域中构造为锥形或者锥形阶梯的结构， 其中锥体比如向上或者说朝端部变细。
18. 按权利要求1到17中任一项所述的燃料喷射装置，其特征 在于，所述导套元件(20)的下面的第一端部与所述喷射阀元件(14) 一起形成间隙，该间隙比如处于2fim到3nm的范围内并且/或者所述 导套元件(20)的上面的第二端部与所述喷射阀元件(14) 一起形成 间隙，该间隙比如处于lOjim到12jim或者lOjim到13fim或者10jim 到16jim的范围内。
19. 按权利要求1到18中任一项所述的燃料喷射装置，其特征 在于，所述导套元件(20)构造为锥形并且所述喷射岡元件(14)至少 在与所述导套元件(20)偶联的区域中构造为锥形或者锥形阶梯的结 构，其中锥体比如向上或者说朝端部变细。
20. 按权利要求15到19中任一项所述的燃料喷射装置，其特征 在于，设置了至少两个或者三个梯级(54、 56、 58)，其中所述导套元 件(20)与所述喷射阀元件(14)之间的导向缝隙(52)的间隙比如 朝所述喷射阀元件(14)的端部扩大，其中在第一梯级(54)上所述 导向缝隙(52)的间隙比如处于lpm到2nm的范围内，所述第二梯 级(56)的导向缝隙(52)的间隙比如处于4nm到5nm的范围内， 并且所述第三梯级(56)的导向缝隙(52)的间隙比如处于10nm到 25jim的范围内。
21. 按权利要求1到20中任一项所述的燃料喷射装置，其特征 在于，所述导套元件(20)比如具有处于大约lmm到大约1.4mm的范 围内的壁厚，其中所述导套元件(20)的壁厚可以连续恒定或者不同 或者说有变化。
22. 按权利要求1到21中任一项所述的燃料喷射装置，其特征 在于，所述导套元件(20)比如由18CrNi8制成或者具有该材料。
全文摘要
本发明涉及一种燃料喷射装置，该燃料喷射装置用于燃料喷射系统比如共轨系统。本发明的任务是，提供一种燃料喷射装置，在该燃料喷射装置中可以减少泄漏的形成。该任务用一种按本发明的用于将燃料喷射到内燃发动机的燃烧室中的燃料喷射装置(10)来解决，其特征在于，所述燃料喷射装置(10)具有设有第一区段(26)的喷射阀元件(14)，在该第一区段(26)上布置了导套元件(20)，其中在围绕着所述导套元件(20)的区域中设置了第一压力室(22)。
文档编号F02M61/04GK101624952SQ20091014015
公开日2010年1月13日 申请日期2009年7月8日 优先权日2008年7月8日
发明者G·尤特塞文 申请人:欧陆汽车有限责任公司