CN1062335C - 内燃机喷油阀 - Google Patents

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Abstract

在已知的喷油阀中，当内燃机过热，尤其是在热起动或热空转时，在喷油孔板的逆流侧和喷油孔上会对燃油蒸发，因此由于输送的燃油过少而以所不希望出现的方式影响内燃机的运转状态。所以必须避免蒸汽气泡的形成，改进内燃机的运转状态。
通过设置一个减弱阀座体(16)与喷油孔板(21)间热传导的过渡件，该过渡件为在阀座体(16)上形成的外突的体凸缘(18)，实现了喷油孔板由于喷射的燃油抽走了蒸发热被冷却，因而减少了在喷油孔(25)或喷油孔板的逆流侧形成蒸汽气泡的危险。
本喷油阀尤其适用于混合密封，外源点火的内燃机的喷油装置。

Description

内燃机喷油阀
本发明涉及一种内燃机喷油阀。
已有技术
已知有一种喷油阀(DE4221185A1)，在该喷油阀中当发动机和燃油温度特别高时就会出现喷油量减少(降低)的现象，尤其是在热起动和热空转时，更是如此。这是因为阀套、阀座体和喷嘴板被急剧加热，以致在阀座体和喷嘴板间或在喷嘴板的喷油孔上形成蒸汽泡，该蒸汽泡导致形成一穿流喷油孔的由液体燃油和蒸汽泡构成的双相流，这势必造成单位时间内穿流的燃油量的减少。因而将以所不希望的方式影响内燃机的运转状态，以致内燃机运转不均匀或甚至停转。
本发明的目的是，以简单的方式减少或完全避免特别是在发动机温度或燃油温度很高时喷油量减少(降低)的危险，从而改善内燃机的热运行特性，特别是在热起动或热空转时的运行特性。
为了达到这一目的，本发明提出了一种内燃机喷油阀，带有一阀套、一个可移动的阀关闭体，该阀关闭体与阀座面相互配合，该阀座面在阀座体上形成，并带有在阀座体顺流侧设置的喷油孔板，在该喷油孔板上至少有一个喷油孔，其中，在阀座体与喷油孔板之间安置了至少一个圆环形的过渡件，通过它使阀座体与喷油孔板相接触，其特征是，沿径向方向看，喷油孔板在该至少一个喷油孔和该至少一个过渡件之间的任何部位都不贴靠，并且通过该至少一个过渡件减弱阀座体和喷油孔板间的热传导。
本发明的优点
本发明的喷油阀具有如下优点，以简单的方式减少或完全避免了尤其在发动机或喷油温度过高时喷油量减少(降低)的危险，从而改善了内燃机尤其在热起动或热空转时的运转状况。至少有一个阀座体与喷油孔板间的过渡件减少了阀座体向喷油孔板的热传导，即把这两者相互分开，从而从喷油孔板吸收了汽化从喷油孔上喷出燃油的必要的气化热，导致对喷油孔板的冷却，同时采用过渡件减弱了由阀座体向喷油孔板的热的再流动或将此热流几乎断开。由于与已知的喷油阀相比喷油孔板的温度较低，因而大大减少了或完全避免了在喷油孔板的逆流侧或在喷油孔上蒸汽泡的形成，从而使流经喷油孔的是液体燃油并且因此尤其在热起动和热空转时可供给内燃机以充足的燃油，以便可以可靠地起动和继续运转。
有益的是，在阀座体上至少构成一个作为凸出的体凸缘的过渡件，以便缩小阀座体与喷油孔板间的接触面并因此建立热传导的节流点。
同样有益的是，在喷油孔板上至少构成一作为凸出的板凸缘的过渡件，因此同样缩小了阀座体与喷油孔板间的接触面并因此实现对热传导的节流。其中进一步有益的是，利用一凹阶或拱在喷油孔板上构成板凸缘。另一有益的设计是，至少在阀座体上有一个作为凸出的体凸缘的过渡件和至少在喷油孔板上有一个作为凸出的板凸缘的过渡件，以便对阀座体与喷油孔板间的热传导进行节流，另外有益的是，体凸缘或板凸缘为圆环形结构。
同样有益的是，喷油孔板贴靠在体凸缘上并与体凸缘连接或喷油孔板的板凸缘贴靠在阀座体上并在此处与阀座体连接。
一种同样有益的设计在于，至少构成一作为单独的隔热的隔离体的过渡件并将其设置在阀座体和喷油孔板之间，以便减弱由阀座体向喷油孔板传导的热量。其中有益的是，用塑料制做隔离体，尤其是作为注塑体。
附图
在附图中以简化的方式示出本发明的实施例并在下述说明中做进一步的表述。
图1为本发明第一实施例喷油阀的局部示意图；
图2至图8为本发明第二至第八实施例喷油阀的局部示意图。
实施例的说明
在图1中示出一种通常已知的用于混合密封、外源点火内燃机的喷油装置的喷油阀的局部，该喷油阀为本发明的第一实施例。喷油阀具有一个管状阀套1，在阀套中与阀纵轴2同心有一个纵向开口3。在纵向开孔3中设置有一个例如管形的针阀5，该针阀在其顺流端6与一球形的阀关闭体7连接，在阀关闭体的圆周上例如有5个圆形平滑处8。
以已知的方式，例如电磁方式实现喷油阀的动作。有一暗示的电磁回路，该回路带有一励磁线圈10、一块衔铁11和一个铁心12，用于针阀5的轴向移动并随之克服图中未示出的复位弹簧的弹簧力用于开启或用于关闭喷油阀。衔铁11例如通过采用激光焊接与针阀5的与阀关闭体7相背的端连接并对准铁心12。
阀座体16上有一个用于在轴向移动时对阀关闭体7导向的导向孔15。在与阀纵轴2同心伸展的纵向开口3上，圆柱形阀座体16***阀套1顺流侧的与铁心相背的端部。阀座体16外圆具有的直径稍小于阀套1的纵向开口3。阀座体16在其一个与阀关闭体7相背的下端侧17上备有外凸的体凸缘18，例如钵状结构的喷油孔板21底部20的上端侧19贴靠在体凸缘上并与后者同心，固定连接在其上。喷油孔板21的底部20至少具有一个，例如四个通过腐蚀式或冲压成形的喷油孔25。
一个固定环26接在钵状喷油孔板21的底部20，该固定环与阀座体16相背顺轴向延伸并且直至其端部27成锥形向外弯曲。由于阀座体16的圆直径小于阀套1的纵向开口3，故仅在纵向开口3和喷油孔板21的稍成锥形向外弯曲的固定环26之间存在有径向压力。
由阀座体16和钵状的喷油孔板21构成的阀座部分***纵向孔3的深度决定针阀5升程的预调整，这是由于在励磁线圈10来激励时针阀5的一个端位置是通过阀关闭体7在阀座体16的阀座面29上的定位确定的。针阀5另一端位置在励磁线圈10被激励时例如是通过衔铁11在铁心12上的定位决定的。针阀5这两个端位置间的行程构成升程。
喷油孔板21的固定环26在其端部27与纵向开口3的壁密封和固定连接。为此在固定环26的端部27与纵向开口3壁间有一个环形焊缝30。在中心范围24外，另一环形焊缝31将底部20与阀座体16下端侧17上的体凸缘18密封连接。为了使燃油不致从阀套1的纵向开口3与阀座体16的外圆间穿过流向喷油孔25或不致从阀座支架1的纵向开口3与钵状喷油孔板21的固定环26间穿过，直接流入内燃机的进气管路，因此阀座体16与喷油孔板21以及喷油孔板21与阀套1的密封连接是必要的。
球形阀关闭体7与在流向上成截锥形内缩的阀座体16的阀座面29相配合，该阀座面是在轴向上导向孔15和阀座体16的下端侧17上的出口孔32间形成的。阀座体16在面向励磁线圈10侧，具有一个阀座体开孔34，该阀座体开孔的直径大于阀座体16导向开孔的直径。
为了实出对阀关闭体7精确的导向及随之的对针阀5轴向移动时的精确的导向，导向开孔15的直径大小应使球形阀关闭体7除其平滑处8外以极小的径向间隔穿伸入导向开孔15内。
喷油孔板21的底部20的中心范围24例如在顺流方向，即与阀关闭体7相背的方向突出于底部20的平面弯曲，因而在中心范围形成***36。在阀座体16下端侧17、阀座面29和***36的壁或喷油孔板21的上端侧19间构成集油腔37，当阀关闭体7由阀座面29提升起来时，在燃油被喷油孔25计量并喷入内燃机的进气管路之前，燃油首先到达集油腔。
至少在阀座体16的下端侧17，有一个体凸缘18构成从阀座体16向喷油孔板21过渡的过渡件，并对阀座体与喷油孔板间的热传导节流。该体凸缘18优选为圆环结构，尤其与阀纵向轴2同心，并减小喷油孔板21的底部20与阀座体16间的接触面。当体凸缘18在平行于阀纵向轴2的轴向上的高度为几百分之一毫米，例如为五百分之一毫米时，已足以实现喷油孔板21与阀座体16的热去耦。体凸缘18在径向上的宽度，即横切阀纵向轴2，约为1毫米，例如0.8毫米。可以以相应的方式在出口孔32附近的位置和阀座体16直径附近，即在纵向孔3附近的位置之间，对体凸缘18在阀座体16的下端侧17的设置进行选择。由于起着阀座体16与喷油孔板21间过渡件作用的体凸缘18的横截面比下端侧17的面积要小，因而实现了热去耦并随之实现阀座体和喷油孔板间热传导的节流，从而在热起动和热空转内燃机过热时，经喷油孔25喷射的燃油的蒸发热足以对集油腔37范围内的喷油孔板21进行冷却，使在此处和在喷油孔25处不产生或几乎不产生蒸汽泡，该蒸汽泡将导致不希望出现的内燃机的运转状态。
在下述附图中，对与前图对照相同的并且效果相同的部件用相同的附图标记加以标示。
图2为喷油阀局部示意图，在该喷油阀中的阀座体16的下端侧17没有过渡件，即下端侧17是平直伸展的。与图1实施例不同的是，在图2实施例中过渡件为突出的板凸缘39结构，该板凸缘通过底部20的上端侧19向阀座体16方向伸出并贴靠在下端侧17上并且通过环状焊缝与下端侧连接。在例如0.15毫米厚的喷油孔板21底部20上优选为圆环形并具有与第一实施例体凸缘18相同的尺寸。利用板凸缘39同样也实现了阀座体与喷油孔板间的热去耦和随之对热传导的节流，可以以相应的方式在阀座体16的出口孔32附近的位置和喷油孔板直径附近的位置之间对板凸缘39的设置位置进行选择。
在依照图3的第三实施例中，把依照图1和图2的实现例综合在一起，其中在阀座体16的体凸缘18起过渡件作用并且在喷油孔板21底部20上的板凸缘39也起着过渡件的作用，其中板凸缘39贴靠在体凸缘18上并利用环状焊缝31与体凸缘密封连接。
在依照图4至6的实施例中，阀座体16的下端侧17是平直的，并且在喷油孔板21的上端侧19也没有凸起。与上述实施例不同的是，在依照图4至6的实施例中在阀座体16与喷油孔板21间至少设置有一个作为单独的隔热的隔离体41的过渡件，该过渡件减弱了阀座体与喷油孔板间的热传导，因此减少或完全避免了在集油腔37或在喷油孔25上蒸汽泡的形成。或者如图5所示利用在配合将阀座体16压入阀套1的纵向开口3内或者根据利用如图4和6中所示的在下端侧17上的焊缝的调整将阀座体16固定在阀座体16与阀套1之间，实现阀关闭体7升程的调整。塑料、橡胶、玻璃、陶瓷或其它的隔热材料都可以作为隔离体41的材料。
在依照图4的第四实施例中，隔离体41具有一平直的圆盘形状，该圆盘带有一将出口孔32与底部20的中心范围24连接在一起的通流孔45。
在依照图5的第五实施例中，在阀套1内阀座体16的下端侧17范围中有一个槽47，在本实施例中该槽在轴向上平行于阀纵轴2延伸，其延伸长度使槽并未开到喷油孔板21固定环26的端部27处，从而使端部27贴靠在纵向开口3的壁上并利用焊缝30与壁焊接在一起。带有托环49的在此为钵形的隔离体41嵌入槽47内。图5所示的隔离体41例如可以用塑料制成并可通过在纵向开口3中直接注塑实现。接着将喷油孔板21推入纵向开口3中并利用焊缝30焊接。
在依照图6的第六实施例中，隔离体41同样也是钵形的，并且槽47及托环49从阀座体16开始在轴向上延伸，其延伸长度超过喷油孔板21的端27位置，从而使喷油孔板21，除了其外表面的中心范围24外完全被隔离体41覆盖。在将喷油孔板推入隔离体41的托环49内时，喷油孔板21的端部27自我夹固。同样也可以采用注塑方法制做图6实施例的隔离体。
在依照图7的第七实施例中，在底部20由上端侧19上加工出、例如冲压出一个下凹阶52，该下凹阶以较大的直径环围带有至少一个喷油孔25的中心范围24，从而使从阶52开始到底部20的外圆构成板凸缘39，该板凸缘贴靠在阀座体16的下端侧17上。
在依照图8的第八实施例中，在底部20的上端侧19上加工出，例如冲压出一个下凹的拱53，该拱以较大的直径环围带有至少一个喷油孔25的中心范围24，从而使从拱53开始到底部20的外圆形成板凸缘39，该凸缘贴靠在阀座体16的下端侧17上。
通过设置体凸缘18或板凸缘39和例如仅0.15毫米的喷油孔板21截面，减少了向中心范围24的热传导并随之也缩小了形成蒸汽气泡的危险，此点适用依照图1至3以及7和8的所有实施例。
在依照图1至3以及7和8的实施例中，同样也可以在体凸缘18和/或板凸缘39范围内设置相应的隔热隔离件。
对照实施例所述的问题解决方案不仅适用于钵状喷油孔板，而且也适用于完全平直结构的喷油孔板。

Claims (11)

1、内燃机喷油阀，带有一阀套(1)、一个可移动的阀关闭体(7)，该阀关闭体与阀座面(29)相互配合，该阀座面(29)在阀座体(16)上形成，并带有在阀座体顺流侧设置的喷油孔板(21)，在该喷油孔板上至少有一个喷油孔(25)，其中，在阀座体(16)与喷油孔板(21)之间安置了至少一个圆环形的过渡件，通过它使阀座体与喷油孔板相接触，其特征是，沿径向方向看，喷油孔板(21)的在该至少一个喷油孔(25)和该至少一个过渡件之间的任何部位都不被贴靠，并且通过该至少一个过渡件减弱阀座体(16)和喷油孔板(21)间的热传导。
2、依照权利要求1的喷油阀，其特征在于：在阀座体(16)上至少有一个突出的体凸缘(18)结构的过渡件。
3、依照权利要求1或2的喷油阀，其特征在于：在喷油孔板(21)上至少有一个突出的板凸缘(39)结构的过渡件。
4、依照权利要求3的喷油阀，其特征在于：喷油孔板(21)具有一个面向阀座体(16)的上端侧(19)，该上端侧带有一中心范围(24)，该中心范围具有至少一个喷油孔(25)，并具有一个与上端侧(19)相对的下凹的并用较大的直径环围中心范围(24)的阶(52)，构成由外圆开始的板凸缘(39)。
5、依照权利要求3的喷油阀，其特征在于：喷油孔板(21)具有一个面向阀座体(16)的上端侧(19)，该上端侧带有一中心范围(24)，该中心范围具有至少一个喷油孔(25)并具有一个相对于上端侧(19)下凹的并用较大直径环围中心范围(24)的拱(53)，构成从外圆开始的板凸缘(39)。
6、依照权利要求2的喷油阀，其特征在于：体凸缘(18)为圆环结构。
7、依照权利要求3的喷油阀，其特征在于：板凸缘(39)为圆环结构。
8、依照权利要求2的喷油阀，其特征在于：喷油孔板(21)贴靠在体凸缘(18)上并与后者连接。
9、依照权利要求3的喷油阀，其特征在于：喷油孔板(21)的板凸缘(39)贴靠在阀座体(16)上并与后者连接在一起。
10、依照权利要求1的喷油阀，其特征在于：至少有一作为单独的、隔热的隔离体(41)结构的过渡件并设置在阀座体(16)和喷油孔板(21)之间。
11、依照权利要求10的喷油阀，其特征在于：隔离体(41)由塑料、陶瓷或玻璃制成。
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