喷射器的制造方法
【专利说明】喷射器
[0001]本发明涉及一种喷射器，具有在其中布置有致动器的致动器腔、在其中设置控制活塞孔的控制板、被布置在控制板的控制活塞孔中的控制活塞，其中，控制活塞具有面朝致动器的第一端面(Stirnseite)，其中，由第一端面限定的控制活塞孔的一段形成控制腔，其中，与控制腔相对定位的控制活塞孔的一段形成弹簧腔，其中，控制活塞被布置在控制腔与弹簧腔之间，其中，在控制活塞的周界处，在控制活塞与控制活塞孔之间设置了具有间隙宽度的间隙。
【背景技术】
[0002]针对燃料到内燃机中的喷射，特别地使用直接燃料喷射。出于此目的，使用压电喷射器，借助于压电致动器来驱动其喷嘴针。在这里，实际上压电致动器与喷嘴针之间的无空隙耦接是必需的，但这由于压电喷射器中的长度方面的热变而难以保持。为了消除此问题，将喷嘴针液压地耦接到压电致动器。出于此目的，压电喷射器具有在其中布置压电致动器的致动器腔。控制活塞被布置在控制活塞孔中。控制活塞孔具有面朝压电致动器的第一端面。由第一端面限定的控制活塞孔的一段形成第一控制腔。与第一控制腔相对定位的控制活塞孔的一段形成弹簧腔。控制活塞被布置在第一控制腔与弹簧腔之间。喷嘴针具有第二端面。喷组针引导喷嘴针套筒，其中，喷嘴针套筒和第二端面限定第二控制腔。此外，在第一控制腔与第二控制腔之间设置连接孔。布置在压电致动器与第一端面之间且在泄漏销孔中的泄漏销实现压电致动器和控制活塞的耦接。如果压电致动器被致动，则泄漏销施压于控制活塞并使后者在喷嘴针的方向上移位。
[0003]由于控制腔与弹簧腔之间的压力差，通过控制活塞与控制活塞板之间的间隙而横向地发生流体流动。在这里，流体流动取决于间隙宽度和燃料的温度。由于喷射器用冷和热燃料且用冷和热内燃机的操作期间的大的温度差，流体流动以取决于喷射器和燃料的温度的方式改变。这可以导致改变的操作特性。
[0004]本发明的目的是提供一种改进喷射器。
[0005]借助于根据权利要求1的喷射器来实现所述目的。在从属权利要求中指定了有利实施例。
[0006]根据本发明，已经认识到可以提供一种改进喷射器，因为该喷射器包括其中布置有致动器的致动器腔、其中设置有孔的活塞引导件以及被布置在活塞引导件的孔中的活塞。活塞具有面朝致动器的第一端面。活塞借助于第一端面限定被布置在孔中和/或孔处的第一腔。活塞借助于与第一腔相对定位的第二端面限定相邻于孔中和/或孔处的第二腔，其中，活塞被布置在第一腔与第二腔之间。在活塞的周界处，在活塞与孔之间设置具有间隙宽度的间隙。该活塞具有第一材料且活塞引导件具有第二材料，其中，第一材料在加热时显示出第一热膨胀，并且第二材料在加热时显示出不同于第一热膨胀的第二热膨胀。相对于第二材料选择第一材料，使得当活塞引导件和/或活塞加热时，间隙的间隙宽度减小，以便限制第一腔与第二腔之间的燃料泄漏。
[0007]此构造具有优点，即当燃料和/或喷射器加热时，由于减小的间隙宽度而减少了第一腔与第二腔之间的燃料泄漏流。这样，喷射器显示出改善的操作特性，并且可以被以更加精确且有目标的方式致动。同时，可以以改善的方式以适合于燃料的润滑特性的有目标的方式修改间隙宽度。
[0008]在另一实施例中，选择第一材料和第二材料，使得当活塞引导件和/或活塞加热时通过间隙的燃料的泄漏在活塞引导件和/或活塞加热的过程内是基本上恒定的。这样，设置了喷射器的特别稳定的操作特性和特别好的致动特性。
[0009]在另一实施例中，第一材料具有第一热膨胀系数且第二材料具有第二热膨胀系数，其中，选择第一材料和第二材料，使得第一热膨胀系数低于第二热膨胀系数。这样，防止了喷射器的外壳内的活塞引导件的变形，并且同时在加热的情况下减小了间隙宽度。
[0010]如果第一材料具有第一热膨胀系数且第二材料具有第二热膨胀系数已被证明是特别有利的，其中，两个材料被选择成使得两个热膨胀系数具有3至12.10 6 K \特别是5至10.10 6 K 1的差。
[0011]如果第一材料具有5至25.10 6 K1的第一热膨胀系数且第二材料具有10至30.10 6 K 1的第二热膨胀系数，同样被证明是有利的。
[0012]如果两个材料中的一个是硬质金属、特别是采取具有至少70%、优选地至少90%的碳化钨和1至30%、优选地1至10%钴或镍铬或镍铬钴的组成、并且两个材料中的另一个是钢、特别是非合金钢或低合金钢已被证明是特别有利的。
[0013]如果两个材料中的一个具有钛、特别是至少50%、优选地80%钛且两个材料中的另一个具有包括以下金属中的至少一个的钢:铬、镍、锰、铜，同样是有利的。
[0014]此外，如果两个材料中的一个具有具有12至16.10 6 K 1的热膨胀系数的钢且两个材料中的另一个具有锰钢、特别是MnNi 10Cul8或MnNi 16CulO，则是有利的。
[0015]在另一实施例中，活塞引导件是控制板或泄漏销孔或喷嘴针套筒，并且对应于活塞引导件的活塞是控制活塞或泄漏销或喷嘴针。
[0016]如果致动器是压电致动器则是特别有利的。
[0017]结合更详细地结合附图讨论的示例性实施例的以下描述，本发明的上述特性、特征和优点以及实现这些的方式将变得更清楚且更易理解，在所述附图中:
图1示出了喷射器的上部的剖视图；
图2示出了喷射器的下部的剖视图；
图3示出了图2中所示的喷射器的剖视图的放大图；以及图4示出了针对燃料的温度绘图的燃料的动力粘度的图。
[0018]图1不出了喷射器15的上部10的剖视图。图2不出了图1中所不的喷射器15的下部20的剖视图。图3示出了图2中所示的喷射器15的放大剖视图。图4示出了对比燃料的温度T绘图的燃料的动力粘度cSt的图。下面将共同地讨论图1至4以便更好地理解。喷射器15在本实施例中采取压电喷射器的形式。喷射器15可以用于燃料到内燃机中的喷射，特别是用于柴油燃料到共轨内燃机中的喷射。
[0019]喷射器15具有喷射器外壳25。在喷射器外壳25中，设置了高压孔30。此外，在喷射器外壳25上的顶面处设置高压端口 35，通过该高压端口，可以向高压孔30中供应加压燃料。高压孔30基本上在纵向方向上前进通过喷射器外壳25直到喷射器15的下部20中的高压区40。此外，喷射器外壳25具有在喷射器15的上部10中的致动器腔45。致动器50被布置在致动器腔45中。在本实施例中，致动器50采取压电致动器的形式。在这里，使压电致动器采取全活动压电堆栈的形式是特别有利的。很明显还可设想其它致动器、特别是电致动器50。致动器50具有基本上圆筒外形，并且可以借助于电端子55用电压充电。如果电压改变，则喷射器15的纵轴方向上的致动器50的长度可以改变。
[0020]在下部20中(参考图2和3)，喷射器15具有其中布置有控制活塞孔65的控制板60。此外，控制活塞70被布置在控制活塞孔65中。控制活塞70具有指向致动器50的方向的第一端面75。由第一端面75限定的控制活塞孔65的一段形成第一控制腔80。在与第一控制腔80相对定位的控制活塞70的该纵向末端处，控制活塞借助于其第二端面86在控制活塞孔65中形成弹簧腔85。控制活塞70被以轴向可移位方式布置在第一控制腔80与弹簧腔85之间。
[0021]在弹簧腔85中，布置有控制活塞弹簧90，其在本实施例中采取例如螺旋压簧的形式。在这里，控制活塞弹簧90的第一纵向末端被支撑在控制活塞70的顶面处和控制活塞孔65的端面上的底面处。在这里，控制活塞弹簧90以在纵向方向上或在第一控制腔80的方向上作用的力作用于控制活塞70上。弹簧腔85被借助于高压连接95而连接到高压区40。在喷射器15的操作期间，高压区40借助于高压孔30不断地充满燃料。此外，在喷射器15的操作期间，在高压区40中占主导的压力始终存在于弹簧腔85中。根据操作状态，存在于高压区40中的燃料采取不同的温度。不同温度T导致燃料的不同动力粘度cSt(参考图4)。
[0022]在致动器50与控制活塞孔65之间，设置了泄漏销100。泄漏销100在这种情况下被确定尺寸，使得致动器50的长度的增加借助于泄漏销100被传送到控制活塞70。在这里，泄漏销100被布置在泄漏销板106的泄漏销孔105中，并形成活塞。泄漏销孔105在这种情况下充当泄漏销100的(活塞)引导件。
[0023]在喷射器15的下部20中，高压孔95通向高压区40中。此外，喷嘴针110被布置在高压区40中。喷嘴针110引导喷嘴针套筒115，但是本身在喷嘴针套筒115中形成活塞。喷嘴针110的指向控制活塞板60的方向的纵向末端具有端面120。端面120连同喷嘴针套筒115和控制板