尤其是控制活塞/控制孔布置结构的活塞/流体管路布置结构的制作方法
【专利说明】尤其是控制活塞/控制孔布置结构的活塞/流体管路布置结构
[0001]本发明涉及活塞-流体管路布置结构，尤其是用于喷射器的控制活塞-控制孔布置结构，尤其是用于机动车辆的直接喷射系统的燃料喷射器。本发明还涉及喷射器，尤其是用于内燃机的直接喷射系统的燃料喷射器。
[0002]关于用于机动车辆的内燃机的可容许的污染物排放的更加严格的法律规定需要使用燃料喷射器以实现内燃机的汽缸中改善的混合物制备。在这种喷射器的情况下，燃料喷射的控制经由喷嘴针执行，所述喷射针可移动地安装在喷射器中并以取决于其冲程的方式再次打开并关闭开口截面或喷射器的喷嘴组件的一个喷射孔或多个喷射孔。喷嘴针的致动例如经由压电式致动器执行，所述压电式致动器液压地或机械地致动喷嘴针。
[0003]为了减少内燃机的污染物排放且同时使其中的燃料消耗保持尽可能低，在内燃机的汽缸内实现优化燃烧是可取的。对于汽缸内燃烧的良好的过程实现和/或控制/调节，燃料有必要被喷射以能够依据体积和时间以尽可能准确的方式被加入以便始终实现优化燃烧和/或机动车辆的粒子过滤器的最完整的可能再现，因为内燃机的转矩需求转换为喷射量，其反过来以取决于喷射压力、喷嘴针的冲程和喷射器的几何结构的方式与喷射持续时间相关联。
[0004]来自喷射器的设定点喷射量的实际喷射量的偏差一一所谓的发射常对燃烧具有不利影响，也就是说对由此生成的污染物排放具有不利影响，且通常也对内燃机的燃料消耗具有不利影响。尤其对于直接喷射喷射器，在所有操作条件下且在喷射器的整个使用期限内，存在关于喷射量的准确性和射流图案的稳定性的高需求。这在带有相关联的短喷射间隔的多喷射模式中和/或在喷嘴针的部分提升模式中尤其关于小喷射量应用。
[0005]在现代喷射器中，为了确保最小可能的发射-发射差异，在喷射间隔过程中，喷射器的控制室中的流体压力有必要以取决于轨压的方式尽可能维持正确。所述压力以取决于喷射器的单个泄漏路径(流入和流出)中的流阻的方式设置。由于与带有限定的配合的控制孔(流体管路)配对的喷射器的控制活塞(活塞)的流阻取决于控制孔中的活塞(中心地、偏心地，倾斜地)的定位，这对设置的控制室压力，且因此对喷射量产生影响。由于控制孔中的控制活塞的波动定位，所述压力的随机波动导致喷射量的增加的随机波动，也就是说导致增加的发射-发射差异。
[0006]本发明的目的是流体室中的流体压力经由流体管路中的活塞可再现地设置，其中流体管路中的活塞的位置以可再现的方式设置应该是可行的。具体地，本发明的目的是在喷射间隔过程中喷射器，尤其是燃料喷射器的控制室中的流体压力以取决于轨压的方式尽可能正确地被设置或维持。因此旨在改善例如发射-发射差异，尤其用于液压直接驱动的喷射器的发射-发射差异。详细说明相应改善的喷射器也是本发明的目的。
[0007]本发明的目的经由如同权利要求1的活塞-流体管路布置结构，尤其是用于喷射器的控制活塞-控制孔布置结构，尤其是用于机动车辆的直接喷射系统的燃料喷射器，并经由如同权利要求11的喷射器，尤其是用于内燃机的直接喷射系统的燃料喷射器实现。本发明的有利的改进、额外的特征和/或优点将从从属权利要求并从本发明的下面描述中显现。
[0008]根据本发明的活塞-流体管路布置结构包括活塞，其安装在流体管路中或与所述流体管路配对，且其可经由穿过流体管路的流体液压式侧向定位，其中根据本发明，活塞的几何结构和/或流体管路的几何结构经配置以使得活塞通过流体可偏心定位和/或偏心定位在流体管路中。活塞的几何结构优选为次级几何结构，其中活塞的初级几何结构优选圆柱形。同样地，流体管路的几何结构优选为次级几何结构，其中流体管路的初级几何结构同样优选圆柱形。根据本发明的喷射器具有根据本发明的活塞-流体管路布置结构，尤其是根据本发明的控制活塞-控制孔布置结构。
[0009]在本发明的实施例中，活塞的优选次级几何结构和/或流体管路的优选次级几何结构经配置以使得活塞的中心线通过流体可定位和/或定位成基本平行于流体管路的中心线。此外，所述几何结构/多个几何结构可被选定以使得活塞和流体管路(密封间隙)之间的流体的通流大于流体管路中的活塞的同心位置的情况下的通流。在这种情况下，活塞和流体管路之间的流体的通流被设置为基本上最大的通流是可行的。这里，活塞具有关于流体管路的基本上强烈偏心的位置。这种实施例在一些应用中可具有优势，其中最大的最小通流在活塞和流体管路的给定配合或配对的情况下被设置。
[0010]在本发明的实施例中，活塞的优选次级几何结构和/或流体管路的优选次级几何结构经配置以使得流体的不对称压力分布可设置和/或设置在活塞的壳面和流体管路的内面之间的密封间隙中。此外，所述几何结构/多个几何结构可被选定以使得，在活塞的壳面和/或流体管路的内面中，提供流体路径，经由所述流体路径，密封间隙中的流体的不对称压力分布可被设置和/或被设置。
[0011]此外，所述几何结构/多个几何结构可被选定以使得，在活塞的壳面和/或流体管路的内面中，提供流体路径以使得侧向力经由流体可施加和/或施加在活塞上。密封间隙中的流体的不对称压力分布在活塞上产生流体的侧向力，其中侧向力旨在作用于活塞上，也就是说，不对称压力分布旨在被设置在活塞上，以使得活塞的中心线平行于流体管路的中心线定向，并以相对于所述流体管路的中心线的平行方式移动。
[0012]根据本发明，流体路径可经形成以使得活塞在相关的操作状态过程中永久地牢牢定位在偏心位置中，且在这种情况下，通过密封间隙的流体的通流相对低。在活塞处的给定压力差的情况下，通过密封间隙的流体的通流首先尽可能不变且其次尽可能小是可取的。活塞的相对大的偏心率也引起通过密封间隙的流体的相对大的通流，且因此优选寻找可靠的偏心位置，在所述偏心位置中，生成的通过密封间隙的流体的通流相对低。也就是说，寻找流体管路中的活塞的相对轻微的偏心位置，然而，在一段时间内所述位置在几何结构上不变。
[0013]根据本发明，流体路径可提供在活塞上/中和/或流体管路上/中。下面的说明主要涉及活塞且也可转移到流体管路，这似乎是有利的。因此，活塞中/上的流体路径经配置以使得其可与活塞的高压侧或与低压侧流体连通地放置是可行的。这里，流体路径中的流体迫使活塞远离活塞上/中的流体路径的开口，和/或密封间隙中的流体迫使活塞朝向活塞上/中的流体路径的开口。低压侧应被理解意为活塞的面区，在所述面区中，比活塞的高压侧处的流体压力更低的流体压力占优势。所述压力差可甚至仅几巴，其中流体高压在低压侧上占优势一定是可行的。
[0014]也就是说，对于前一种情况，也就是说，流体路径到活塞的高压侧的流体连接，流体路径中的流体迫使活塞在流体管路的内面的区域的方向上远离流体路径的开口，所述区域与所述流体路径径向相反。而且，对于第二种情况，也就是说，流体路径到活塞的低压侧的流体连接，密封间隙中的流体在流体管路的内面的区域处的流体路径的开口的方向上迫使活塞，所述区域正对所述开口。
[0015]在本发明的优选实施例中，流体路径在活塞上/中可具有凹口，其中所述凹口尤其为在圆周方向上分段延伸和/或在活塞的纵向方向上分段延伸的凹槽或刻面。凹口的底部可为平面的或弯曲的，也就是说，凹口的底部具有例如半径。这种实施例相对容易转移到流体管路。此外，流体路径可具有活塞的内部和外部的流体连接，其中所述流体连接尤其为孔、优选通道孔和/或交叉部，优选活塞的内凹口和外凹口的交叉部。
[0016]在本发明的实施例中，活塞外部上的流体路径可具有开口、圆周凹槽、圆周刻面、纵向凹槽和/或纵向刻面。此外，流体路径从活塞的外侧到活塞内部可包括至少一个孔。此夕卜，流体路径可具有外凹口与内凹口的交叉部和/或活塞的纵向端截面上的切割部分。根据本发明，活塞可为控制活塞、销、控制销或泄漏销的形式。在燃料正被使用的情况中，流体优选为柴油或汽油燃料。
[0017]根据本发明，流体室中的流体压力经由流体管路中的可再现的活塞位置被设置是可行的。这里，流体管路中的活塞的位置经由活塞和/或流体管路的几何结构被设置。这里，本发明尤其适于在喷射器，尤其是在燃料喷射器上使用，其中在喷射间隔过程中，喷射器的控制室中的流体压力可以以有效的方式设置或维持。也就是说，喷射器的发射-发射差异被改善。此外，关于大量生产的背景中的喷射器功能的差异减少，且就喷射器的喷射量而言不符合所要求的公差的喷射器的分数可减少。因此减少关于所需的重做的费用也是可行的。这可个别地且整个地导致生产成本的减少。
[0018]基于示例性实施例，参考附图将在下面更详细讨论本发明。具有相同的、单一的或类似的形式和/或功能的元件或组件在附图的不同图中通过相同的参考标号表示。
[0019]在附图的示意图中，图1示出根据本发明的用于内燃机的共轨喷射系统的喷射器的纵向侧面图，所述喷射器以中心截面的形式在中间和底部示出；图2示出来自图1的喷射器的控制组件的在顶部和底部切割的中心截面的详细纵向侧面图，其带有喷嘴针的液压直接驱动;且图3至图5示出根据本发明的活塞-流体管路布置结构，尤其是根据本发明的用于喷射器的控制活塞-控制孔布置结构的第一实施例，图6至图8示出第二实施例，图9至图11示出第三实施例，图12至图14示出第四实施例，图15至图17示出第五实施例，图18至图20示出第六实施例，且图21至图23示出第七实施例。这里，实施例的各自的第一图是截面侧视图，且各自的第二图是喷射器的控制板的截面平面图。在这种情况中实施例的各自的第三图是喷射器的控制活塞的透视图。此外，图24和图25示出本发明在流体管路上的使用的两个实施例。
[0020]基于用于内燃机的压电式操作共轨柴油喷射器1(见图1)，以下将更