CN103339366A - 燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料喷射阀(10),其具有形成在喷射器壳体(11)中的低压区域(40),在所述低压区域中构造为尤其是压电致动器的致动器(44)与第一液力耦合器相互作用,所述第一液力耦合器具有主活塞(47),所述主活塞与喷嘴针(22)至少间接地连接,其中,当所述致动器(44)通电时，所述主活塞(47)引起所述喷嘴针(22)从密封座(23)提升，且喷嘴针(22)布置在所述喷射器壳体(11)的高压腔(18)中。根据本发明，设置具有至少一个耦合器活塞（57、63）的第二液力耦合器，在所述致动器（44）放电时，所述至少一个耦合器活塞在所述喷嘴针（22）上产生闭合力。

Description

燃料喷射器

技术领域

本发明涉及一种权利要求1的前序部分所述的燃料喷射器。

背景技术

从申请人的DE102008054421A1已知这种燃料喷射阀。已知的燃料喷射器包括一个与压电致动器相连接的主活塞，所述主活塞沉浸在接收器活塞的孔中。所述接收器活塞就它而言在喷射器壳体中轴向滑行地可运动。用主活塞和携行活塞构成的单元形成第一液力耦合器，在所述压电致动器通电时，引起贴靠在阀座上的喷嘴针开启。进一步地，在提及的文献中公开了节流通道构造在喷嘴针上，所述节流通道在所述喷射器体的高压区域中引起布置在节流通道上部或下部的高压区域部分空间中的压力差，使得所述喷嘴针在闭合方向上液压加载。因此，在已知的燃料喷射器中致动器的相对小的力就足够引起所述喷嘴针开启和闭合。这里的缺陷是因在所述节流通道上高的压力降而产生这个闭合力，由此降低了喷射器的效率。

发明内容

从现有技术出发，本发明的任务是改进根据权利要求1的前序部分所述的燃料喷射器，不仅开启力而且闭合力由致动器传递到所述喷嘴针上，并且因而燃料喷射器能够得到具有相对简单的或小的结构的压电致动器。此外获得更小的压力损失和因而尽可能高的效率。

这个任务利通过具有权利要求1的特征的燃料喷射器解决。本发明的构思在于提供一种具有两个液力耦合器的燃料喷射器，一个液力耦合器用于开启所述喷嘴针，而另一个液力耦合器支持所述闭合过程。

根据本发明的燃料喷射器的有利改进方案在从属权利要求中给出。权利要求、说明书和/或附图中公开的特征中的至少两个的所有组合落入在本发明的框架中。

在本发明的一个特别优选的设计方案中提供，两个液力耦合器具有相同的行程变换比。由此关于开启行程和闭合行程提供相同的比例，因而闭合节流阀上的压力损失能够减小，并且得到需要的喷嘴针行程所需要的致动器尺寸能够减小。

在一个优选的需要相对小空间需求的结构设计方案中提供，所述喷嘴针与耦合器活塞装置连接并且所述耦合器活塞装置与第一耦合器腔相互作用以产生用于喷嘴针的开启力和与第二耦合器腔相互作用以产生用于喷嘴针的闭合力。

在这里特别优选的一个实施方式是，所述耦合器活塞装置包括两个相互贴靠在接触面上的耦合器活塞并且所述耦合器活塞的两个背离接触面的端面限界两个耦合器腔。所述耦合器活塞的这种结构或布置具有的优点是在所述耦合器活塞（同时）运动时，在所述耦合器活塞装置中可不产生应力，如否则由于部件的位置容差而非常容易出现。此外，这种布置可能使用第二耦合器体，因而实现结构相对小的构造。

在特别有利的进一步的实施方式中，两个耦合器腔之间的连接管构造为用于影响所述喷嘴针的运动的节流阀。由此所述喷嘴针的开启运动的运动特点相对简单地适应各需要的边界条件。

本发明的优选结构改进方案提供，由盖板封闭第三耦合器腔，所述盖板利用预紧弹簧的弹簧力压靠所述耦合器体的端面。这种设计实现所述喷射器的相对简单的结构和部件的相对简单的装配。

在本发明的另一优选设计方案中提供，所述喷嘴针在高压腔中构造一个节流阀装置用于影响所述喷嘴针的运动。这种设计实现相对更简单的方式方法影响所述喷嘴针的运动。

本发明的更多优点、特征和细节从优选实施例和附图的下述说明得到。

附图说明

本发明在唯一的附图中以部分简化视图示出根据本发明的燃料喷射器的纵截面。

具体实施方式

在唯一的视图中示出根据本发明的喷射器10，如它尤其用作用于将燃料喷射到未示出的内燃机燃烧室中的所谓共轨喷射***的组成部分。在这里，喷射器10具有多部件式地构造的喷射器壳体11。喷射器壳体11示例性地在背离内燃机燃烧室的侧上包括壳体盖12，壳体盖12与套筒形壳体中间部分13连接。在喷射器壳体11的轴向方向上，第一板形耦合器体14和第二同样板形的耦合器体15连接到所述壳体中间部分13上。喷射器底部部分16又在于第一耦合器体14相对置的侧上连接到第二耦合器体15上。

凹进部分17构造在喷射器底部部分16中，限界喷射器10的高压腔18。为此，高压腔18利用通过第二耦合器体14，15、壳体中间部分13和壳体盖12构成的供给通道19而与压力源20，尤其是所谓轨道，连通。

在凹进部分17的底部上，喷嘴针22与喷射器底部部分16构成密封座23，在喷嘴针22的闭合位置中优选多个通孔24封闭，在喷嘴针22开启时通过多个通孔24将高压燃料喷射到内燃机燃烧室中。

喷嘴针22在凹进部分17中在轴承体25中被导引，其中在轴承体25和喷嘴针22之间构成流体连接。在轴承体25上部喷嘴针22具有节流板28形式的节流点27。借助节流点27或者节流板28额外地影响或控制喷嘴针22的运动。

喷嘴针22还具有凸肩30，喷嘴闭合弹簧31支承在凸肩30上。喷嘴闭合弹簧31的另一侧支承在第二耦合器体15的下侧上。

喷嘴针22与连接活塞33的轴32连接。轴32在密封套筒35中滑动，密封套筒35密封地贴靠在第二耦合器体15的下侧并因此相对于高压腔18密封第二耦合器体15或者与其分开。在第二耦合器体15的面向密封套筒35的端面上在轴32的区域中具有环形腔36，环形腔36通过排流孔37而与壳体中间部分13的凹进部分39连通。通过环形腔36能够引入通过密封套筒35，高压燃料流入到凹进部分39。凹进部分39构成喷射器10的低压区域40，低压区域40通过回流孔41而与燃料喷射***的燃料回流结构连通。通过环形槽36进入到密封套筒35上方，高压燃料流入到凹进部分39中。凹进部分39构造喷射器10的低压部分40，低压区域40通过回流孔41而与燃料喷射***的燃料回流结构连通。

用于操纵喷嘴针22的致动器布置在喷射器壳体11的凹进部分39中，即在低压区域40中，其形式为压电致动器44。压电致动器44具有连接缆线45，压电致动器44通过连接缆线45电触发。在这里压电致动器44布置为使得在压电致动器未通电状态下在喷射器10的纵向方向上观察时具有最小的长度且在通电时在喷射器10的轴向方向上旋转。

在第一耦合器体14中，在面向凹进部分39的侧上构造用于主活塞47的构造为圆柱形的导向孔46，主活塞47是第一液力耦合器的部件。主活塞47通过连接杆48而与支承板49连接，压电致动器44布置在支承板49上。导向孔46与闭合板52密封闭合，其中，闭合板52具有用于连接杆48的贯穿孔53。

预紧弹簧55支承在闭合板52和支承板49之间，一方面预紧弹簧55使闭合板52对第一液力耦合器14的配属于它的端面施加压力，另一方面，预紧弹簧55使支承板48与压电致动器44一起对壳体盖12施加压力。

连接活塞33的轴32利用携行活塞57作用连接在与喷嘴针22相对置的侧上。携行活塞57在导向孔58中滑动地被导向，导向孔58在面向第一液力耦合器14的侧上构造第二液力耦合器15中。第一液力耦合器14又具有导向孔59，导向孔59相对于导向孔58具有减小的直径，其中，两个导向孔58、59相互共轴地取向。

导向孔58在携行活塞57下部的面向喷嘴针22的侧上构造第一耦合器腔61。携行活塞57是第二液力耦合器的耦合器活塞装置62的部件，除携行活塞57外还包括另一耦合器活塞63，另一耦合器活塞63在导向孔59中滑动地被导向并且利用它的面向携行活塞57的端面贴靠在携行活塞57的端面上。另一耦合器活塞63在背离携行活塞57的侧上限界由导向孔59构造的第二耦合器腔65。

第二耦合器腔65通过连接通道66而与第三耦合器腔67连通，第三耦合器腔67由导向孔46、闭合板52和主活塞47上侧限界。在主活塞47下侧和导向孔46构造第四耦合器腔69，第四耦合器腔69通过连接通道71而与第一耦合器腔61联接。为了影响喷嘴针22的运动速度，连接通道71在这里能够构造为节流阀。

优选这样的几何结构，即第四耦合器腔69和第一耦合器腔61之间的面积比与第三耦合器腔67和第二耦合器腔65之间的面积比等大。

到目前描述的喷射器10的工作原理如下：在喷嘴针22的图1所示的闭合位置中，压电致动器44没有通电。为了将燃料喷射到内燃机的燃烧室中，喷嘴针22从密封座23提升，以开启贯通孔24。为此，压电致动器44通电或者放电。压电致动器44的通电引起压电致动器44在轴向方向上伸展。因压电致动器44通过连接杆48而与主活塞47联接，压电致动器44克服预紧弹簧55的弹簧力而伸入到导向孔46中。由此，在第四耦合器腔69存在的燃料通过连接通道71排出到第一耦合器腔61中，从而开启力克服喷嘴闭合弹簧31的力而在携行活塞57上产生。在这里燃料同时从第二耦合器腔65通过连接通道61排出到第三耦合器腔67中。

为了闭合喷嘴针22，压电致动器44放电。由此，压电致动器44的长度减小，以使压电致动器44在预紧弹簧55的弹簧力作用下与支承板49共同在壳体盖12的方向上运动。支承板49在这里通过连接杆48携带主活塞47，以使燃料从第三耦合器腔67通过连接通道66排出到第二耦合器腔65中。在第二耦合器腔65中因此升高的燃料压力引起耦合器活塞装置62在喷嘴针22的闭合方向上运动。此时燃料从第一耦合器腔61通过连接通道71排出到第四耦合器腔69中。

活塞32的直径和密封座23的直径彼此重叠地协调，喷嘴针22在它的闭合位置中至少近似力平衡。这表明液压力使喷嘴针22在喷嘴针22的运动方向上观察时完全或至少近似提升并且喷嘴针22以按比例减小的力和因而能在高压腔18中迅速运动。

在不偏离本发明的构思的前提下，到目前所述的喷射器10能够以多种方式方法变换或修改。因而例如第二耦合器体15和密封套筒35也相关联，即能够构造为一件式部件。也可提出仅仅设置耦合器活塞57、63中的一个或者两个耦合器活塞57、63设置为一件式部件。

Claims (11)

1.燃料喷射器（10），具有在喷射器壳体（11）中构造的低压区域（40），在低压区域（40）中，构造为尤其是压电致动器的致动器（44）与具有主活塞（47）的第一液力耦合器共同作用，所述主活塞（47）与喷嘴针（22）至少间接联接，其中，所述主活塞（47）在所述致动器（44）加载时引起所述喷嘴针（22）从密封座（23）提升，并且其中，所述喷嘴针（22）布置在所述喷射器壳体（11）的高压腔（18）中，其特征在于，设置具有至少一个耦合器活塞（57、63）的第二液力耦合器，在所述致动器（44）卸载时所述至少一个耦合器活塞在所述喷嘴针（22）上产生闭合力。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，

所述第二液力耦合器的至少一个耦合器活塞（63）布置成与所述喷射器壳体（11）的低压区域（40）作用连接。

3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器，其特征在于，

所述两个液力耦合器具有相同的行程变换比。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料喷射器，其特征在于，

所述喷嘴针（22）与耦合器活塞装置（62）连接并且所述耦合器活塞装置（62）与第一耦合器腔（61）相互作用以产生用于喷嘴针（22）的开启力和与第二耦合器腔（65）相互作用以产生用于喷嘴针（22）的闭合力。

5.根据权利要求4所述的燃料喷射器，其特征在于，

所述耦合器活塞装置（62）包括两个在接触面上叠置地贴靠的耦合器活塞（57、63），并且所述耦合器活塞（57、63）的两个背离所述接触面的端面限界两个耦合器腔（61、65）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料喷射器，其特征在于，

所述主活塞（47）或者至少一个耦合器活塞（57、63）布置在至少一个耦合器体（14、15）中，其中所述至少一个耦合器体（14、15）将所述喷射器壳体（11）的低压区域（40）与高压腔（18）分开。

7.根据权利要求4或5所述的燃料喷射器，其特征在于，

所述主活塞（47）在耦合器体（14）的孔（46）中滑动地被导向，所述主活塞（47）的两个相对置的端面限界第三耦合器腔（67）和第四耦合器腔（69），其中，所述第三耦合器腔（67）通过第一连接通道（66）而与所述第二耦合器腔（65）连接以产生用于喷嘴针（22）的闭合力和所述第四耦合器腔（69）通过第二连接通道（71）而与第一耦合器腔（61）连接以产生用于喷嘴针（22）的开启力。

8.根据权利要求7所述的燃料喷射器，其特征在于，

所述两个连接通道（66、71）中的至少一个构造为用于影响所述喷嘴针（22）的运动的节流阀。

9.根据权利要求7或8所述的燃料喷射器，其特征在于，

所述第三耦合器腔（67）由闭合板（52）封闭，所述闭合板（52）由预紧弹簧（55）的弹簧力压靠在所述耦合器体（14）的端面上。

10.根据权利要求9所述的燃料喷射器，其特征在于，

所述预紧弹簧（55）在所述主活塞（47）的与闭合板（52）相对置的侧上支承在与所述主活塞（47）相连接的支承板（49）上，所述支承板（49）与所述致动器（44）一起在喷嘴针（22）的闭合方向上对所述主活塞（47）施加力。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的燃料喷射器，其特征在于，

所述喷嘴针（22）在高压腔（18）中具有用于影响所述喷嘴针（22）的运动的节流阀装置（28）。