用于燃烧发动机的喷射器的制作方法

本发明涉及一种用于燃烧发动机的喷射器。

背景技术：

喷射器特别地广泛用于燃烧发动机，其中，喷射器可以被设置成使流体进入燃烧发动机的进气歧管或者直接进入燃烧发动机的气缸的燃烧室。

一般而言，喷射器具有严格的性能要求以便能够实现流体的精确喷射量并且在喷射器和对应的燃烧发动机的操作期间满足污染限制。一个一般要求是防止喷射器的操作期间的磨损效果以便延长喷射器的使用寿命并且实现喷射器的安全且可靠的运行。

例如，这涉及对喷射器的阀针和对应接触表面的引导。通常，在两个端部（上端和下端）处引导阀针以便使得能够优选地实现线性移动。在螺线管喷射器的情况下，可以在极靴中实现上引导部分并且可以在喷嘴中实现下引导部分。每个引导部分包含可移动引导表面和对应的不可移动引导表面。例如，可以在阀针上、在阀针的上端处的上止动器上以及在阀针下端处的滚珠上制造可移动引导表面。

在文献de102004056424al中描述了一种喷射腔和一种构建极靴的方法，其中，喷射器包括设置在极靴的开口内的支撑元件和阀针。在这种情况下，极靴包括用于流体输送的特殊结构的侧向通道。

us2015041568al公开了一种喷射阀组件，该喷射阀组件具有：阀体，该阀体具有包括流体入口和流体出口的腔体；阀针，该阀针能够在腔体中轴向移动以便控制流过流体出口的流体；电磁致动器单元，该电磁致动器单元具有能够在腔体中轴向移动的电枢并且具有主体和在轴向上远离主体并且固定联接至主体的凸缘；以及止动元件，该止动元件固定到阀针上并且设置在主体与凸缘之间的腔体中。腔体中的电枢弹簧迫使止动元件与凸缘的内表面接触。止动元件与内表面的重叠区域以内轮廓和外轮廓为边界，并且被外轮廓围成的区域是由内轮廓围成的区域的至少三倍大。上引导元件设置在腔体中并且固定联接至阀针。上引导元件相对于电枢引导阀针并且从电枢的主体突出。与上引导元件的突出部分轴向重叠的阀体的引导部分的尺寸被设计成相对于阀体轴向引导上引导元件。

技术实现要素：

本发明的一个目标是创建用于燃烧发动机的喷射器，其使得能够实现喷射器的可靠且安全的运行以及对阀针的改进的引导。

这个目标由具有独立权利要求的特征的喷射器实现。在从属权利要求中给出了喷射器的有利实施例。

一种用于燃烧发动机的喷射器被公开。该喷射器具有纵向轴线。该喷射器包括具有穿透开口的极靴、具有穿透开口的电枢、阀针和引导元件。该引导元件具有引导部分和穿透开口。

至少极靴和引导元件的相应穿透开口被构造成形成流体的流体通道的一部分，特别地沿着喷射器的纵向轴线（l）。特别地，喷射器是具有流体入口和流体出口的流体喷射器。流体通道将流体入口液压连接至流体出口。

另外，阀针至少部分地设置在电枢的穿透开口内并且被构造成能够沿着纵向轴线轴向移动以便防止流体在阀针的关闭位置中流动并且使得流体能够在阀针的打开位置中流动。以此方式，阀针特别地能够操作以便控制流过流体出口的流体。

引导元件设置有引导部分，该引导部分至少部分地位于极靴的穿透开口内。引导部分与极靴接触；引导部分可以方便地与极靴的穿透开口滑动机械接触。在一个实施例中，引导部分具有柱形形状。

引导元件能够沿着纵向轴线轴向移动。特别地，引导元件能够相对于极靴纵向移位。

引导元件包括与阀针的端部邻接的接触表面。借助于与阀针的端部邻接的接触表面，引导元件可释放地联接至阀针以便在喷射器的操作期间沿着纵向轴线实现对阀针的引导。

特别地，引导元件可释放地联接至阀针意味着，可以将引导元件按压至阀针的端部以便保持二者之间的接触。然而，缺少这样的按压力，引导元件能够相对于阀针纵向移位。换句话说，受组装喷射器时缺少由喷射器的其它元件实现的按压引导元件以与阀针接触的力，引导元件和阀针将分开。

特别地，引导元件能够操作以借助于与阀针的形状配合和/或力配合的连接来防止阀针相对于纵向轴线倾斜。

用于燃烧发动机的喷射器的这种构造以简单的方式实现阀针和对应喷射器的可靠且安全的运行，以及由于该引导元件而获得的改进的阀针的引导。特别地设置在极靴的穿透开口内的喷射器的上部部分中的这种引导元件使得能够对阀针进行特别良好的线性引导，特别是与不包括这种引导元件的喷射器进行比较。

关于引导元件的几何结构和材料，引导元件能够被实现为喷射器的简单且成本低的部件并且能够实现简单的制造工艺。因此，由于非常简单的设计，降低了喷射器的引导部分的复杂性。引导元件的形状可以被设计为套筒或者帽，并且特别地可以用给定原材料通过冲压工艺以简单且成本有效的方式制造引导元件。

引导元件与极靴之间的大的接触面积在柱形引导部分的情况中可以有助于对阀针进行特别准确的线性引导。这可以抵抗磨损并且因此可以延长喷射器的使用寿命。

在喷射器的操作和阀座的运动期间，引导元件的引导部分的外表面与穿透开口内的极靴的壁的内表面滑动接触，并且因此能够实现特别良好的线性引导。有利地，引导元件定位在流体通道中；以此方式，极靴与引导部分之间的摩擦可以特别小。可以不需要用于抵抗磨损的协作的引导表面的特殊涂层。这进一步简化了喷射器的制造工艺并且降低了喷射器的成本，因为一些涂层参数（诸如，厚度和深度）具有高灵敏度并且难以控制。

在制造引导元件时能够实现特别高的精度，例如，因为引导部分的柱形形状允许无心磨削。

提高的精度进一步允许协作部件之间的较小间隙，并且因此降低可能的非同轴度。关于喷射器的纵向轴线，例如，这涉及喷射器的阀体内的电枢的同轴度。如果改进了阀体内的电枢的同心度，则会减少侧向磁力，这进一步降低了喷射器的磨损。例如，由于涉及阀针的线性引导的提高的精度，所描述的喷射器以及特别是引导元件进一步使得能够取消在极靴的穿透开口内的镀铬以及在阀座的上端处的pvd涂覆。这进一步简化了喷射器的制造工艺，因为一些涂层参数（诸如，厚度和深度）具有高灵敏度并且难以控制，并且这有助于成本有效的制造。

借助于接触表面与阀针的端部的可释放接合，引导元件与阀针之间的简单接触能够实现完成这两个部件的联接的一个基本可能性。例如，引导元件被按压至阀针并且通过其接触表面与阀针的上端机械接触。因此，不需要通过焊接或者按压配合连接来将引导元件联接至阀针。这进一步增加了对引导元件的材料的选择。

特别地，引导元件与阀针之间的联接被构造成使得引导元件和联接的阀针免受相对于纵向轴线的轴向倾斜。优选地，接触表面是凹形的。在一个实施例中，引导元件包括部分地环绕阀针的上端的形状，并且因此实现安全且可靠的联接。换言之，引导元件的接触表面至少在适当的地方侧向环绕阀针的上端。换句话说，接触表面的部分在径向向外的方向上跟随阀针并且与阀针轴向重叠。有利地，以此方式能够实现阀针相对于接触表面的径向居中。

特别地，与接触表面可释放地接触的阀针的端部是凸形的。在一个改进例中，该端部具有凸形形状，特别是与接触表面的形状匹配的凸形球形形状。这可以进一步改进引导元件与阀针之间的可释放接合的所述居中功能。

根据另外的实施例，引导元件的接触表面包括旋转对称的形状，特别是锥形或者球形形状。引导元件的球形接触表面能够实现引导元件与阀针之间的有益接触。球形或者旋转对称的接触表面在操作期间能够以简单的方式实现阀针的旋转自由，这有益于补偿喷射器的制造部件的公差。换句话说，引导元件与阀针的可释放联接可以使得阀针能够相对于引导元件围绕纵向轴线旋转，特别是至少在喷射器的组装和/或操作期间。利用喷射器的这种构造，不需要具有复杂的几何结构（例如，筒形）的引导元件以便避免与协作部件的边缘接触。

根据另外的实施例，引导元件包含非铁基材料或者优选地由非铁基材料组成。根据另外的实施例，引导元件包含抗磁性和/或顺磁性材料或者优选地由抗磁性和/或顺磁性材料组成。

例如，因为引导元件不一定被焊接至阀针，所以引导元件能够由非铁基材料（诸如，塑料）制成。这能够实现引导元件的非常简单的制造工艺并且进一步阻碍任何不期望的磁效应。除此之外，由于引导元件或者引导元件的至少引导部分的柱形形状，材料的选择还由大的接触面积实现。没有必要使用硬质材料和具有低接触面积的形状来避免磨损。

硬质材料大多是铁基材料并且可能产生不期望的磁效应，例如，由于设置的部件的不完美的同轴度。由于可能使用非铁基材料，所描述的喷射器能够防止不期望的磁效应，并且因此进一步抵抗磨损并且有助于喷射器的可靠运行和延长的使用寿命。

根据另外的实施例，阀针部分地设置在引导元件的穿透开口内。

喷射器的这种构造以及引导元件与阀针之间的联接实现了阀针的安全且可靠的线性引导以及喷射器的运行。例如，阀针包括在其与引导元件的接触表面邻接的上端处的突起。该突起可以设置在对应形成的凹槽中或者通过对应形成的开口设置在引导元件的接触表面中。例如，除了机械按压接触之外，这能够实现引导元件与阀针之间的联接的进一步固定。因此，这有助于安全和可靠的联接并且抵抗阀针和联接的引导元件在操作期间的轴向倾斜。

根据另外的实施例，喷射器进一步包括弹性元件，该弹性元件被构造成在引导元件上施加力以便将引导元件按压至阀针。弹性元件特别地是复位弹簧，该复位弹簧能够操作以便通过经由引导元件在轴向方向上将力传递至阀针而朝向闭位置偏压阀针。

该弹性元件产生作用在引导元件上并且将引导元件按压至阀针的上端的力以便保持引导元件与阀针之间的机械接触。例如，弹性元件设置在引导元件上方，面向远离阀针的上端的引导元件的一侧。为了产生作用在引导元件上并且将引导元件按压至阀针的上端的力，弹性元件的一个轴向端可以抵靠引导元件放置，特别地抵靠远离阀针的上端的引导元件的所述侧放置，并且弹性元件的相对轴向端可以抵靠弹簧座放置，该弹簧座的位置相对于极靴固定。这种设置以简单的方式实现了引导元件相对于阀针的预定位置。

根据另外的实施例，弹性元件设置在极靴的穿透开口内。例如，上述弹簧座由被按压配合至极靴中的校准管组成。在一个改进例中，该校准管可以包括流体过滤器。例如，喷射器的这种构造实现了沿着喷射器的纵向轴线对齐的协作部件的设置的简单可能性。

根据另外的实施例，弹性元件包括弹簧元件。

与所描述的引导元件一起作用的具有弹簧元件的弹性元件以简单的方式实现了使得能够对阀针进行安全且可靠的线性引导的低成本喷射器。弹簧元件可以设置在具有固定载荷的引导元件上方，并且因此产生给定的力，该给定的力将引导元件按压至阀针的上端并且进一步将阀针按压至阀针的关闭或者打开位置，不论对应喷射器是向内或者向外打开的喷射器。

根据另外的实施例，引导元件包括设置在引导部分与阀针之间的下部部分，并且下部部分包括被构造成使得流体能够在操作期间流过喷射器的至少一个流动通路。例如，（多个）流动通路在径向方向上延伸通过引导元件的侧壁到达穿透开口。优选地，（多个）流动通路被定位成与阀针相邻。特别地，引导元件的穿透开口在远离阀针的引导元件的第一轴向端处具有流体入口孔。以此方式，流体能够通过流体入口孔进入引导元件的穿透开口并且在其通过流体通道的途中通过（多个）流动通路离开穿透开口，特别地到达喷射器的流体出口。例如，流动通路由在与阀针邻接的引导元件的第二轴向端处通过套筒形引导元件的外周向边缘区域的斜切面表示。

喷射器的这种构造实现了完成通过喷射器的流体通道的一种可能性。一个或者多个流动通路随后形成引导元件的穿透开口的一部分并且使流体能够流出引导元件的穿透开口，流到引导元件的外部。以此方式能够实现引导部分和/或接触表面的良好润滑。

在优选实施例中，阀针是实心的（即，不是中空的）。在该实施例中，流体通过流动通路在阀针周围流动。借助于斜切面，在一些实施例中，能够在引导元件的接触表面与阀针的与接触表面可释放地接触的端部之间实现流体膜。

关于上述部件，流动流体首先经过极靴的穿透开口，然后进入引导元件的穿透开口。流体进一步经过引导元件的穿透开口，通过一个或者多个流动通路离开，然后进入引导元件的外部和电枢的区域。因此，在喷射器的操作期间，流体（特别是燃料）将经过引导元件。燃料特别地是诸如汽油或者柴油的液体燃料。

附图说明

借助于示意性附图和附图标记来描述本发明的示例性实施例。相同的附图标记指示具有相同功能的元件或者部件。在附图中示出了：

图1在纵向截面图中示出了喷射器的示例性实施例；

图2是根据图1的喷射器的一部分的放大图；以及

图3是根据图1的喷射器的引导元件的透视图。

具体实施方式

图1示出了喷射器30的示例性实施例的纵向截面图。该喷射器特别地是燃料喷射器，该燃料喷射器被构造成将燃料（诸如，汽油）直接喷射到内燃机的燃烧室中。

喷射器30具有纵向轴线l。喷射器30包括极靴3、电枢5和阀针7。喷射器进一步包括弹性元件21、线圈32、上止动器34、下止动器35、具有穿透开口37的阀体36、喷嘴38和喷嘴尖端39。

阀针7部分地设置在电枢5的穿透开口15内。阀针7能够沿纵向轴线l相对于阀体36轴向移动并且在关闭位置中防止流体流过喷射器30或者另外在打开位置中使得其能够流过喷射器30。例如，打开或者关闭过程的发生是由于喷嘴38和喷嘴尖端39的共同作用，在阀针7的关闭位置中该喷嘴尖端39与喷嘴38接触。

阀针7和喷射器30由于由线圈32产生的磁力而打开并且由于由弹性元件21施加的弹性力而关闭，其中，由流动流体产生的液压力也影响喷射器30的操作期间的打开和关闭过程。

喷射器30进一步包括组件1，组件1包括具有穿透开口13的极靴3，具有穿透开口15的电枢5，阀针7以及具有穿透开口19的引导元件9。下面将参照图2和图3描述组件1的更详细的图示。

在图2中示出了组件1的示例性实施例的纵向截面图。该实施例图示了图1中描述的实施例的详细视图。在图3的透视图中示出了组件1的引导元件9。

引导元件9包括柱形引导部分11和相对于纵向轴线l位于引导部分11和阀针7之间的下部部分27。

引导元件9以可轴向移动的方式设置在极靴3的穿透开口13内并且具有接触表面23，该接触表面通过简单的机械接触（特别是形状配合连接）联接至阀针7的上端17。在组件1的另外的实施例中，引导元件9可以通过组件1的其他部件联接至阀针7并且因此不与阀针7直接接触。具有引导部分11的引导元件9被构造成在纵向方向上实现对阀针7的安全且可靠的线性引导。特别地，柱形引导部分11与极靴3的内圆周表面滑动接触，该内圆周表面限定极靴3的穿透开口13并且借助于接触表面23与阀针7的上端17之间的相互作用以及借助于引导部分11与极靴3之间的相互作用来防止阀针7的上端17相对于纵向轴线l倾斜。

燃烧发动机的组件1的这种构造以简单且成本有效的方式实现了阀针9的可靠且安全的运行，并且实现了由于所述的引导元件9而得到的具有改进的阀针7的引导的对应喷射器30。由于在引导元件9与极靴3之间实现了大的接触面积的柱形引导部分11，引导元件9实现了改进的阀针7的线性引导。

由于在引导元件9与极靴3之间的大的接触面积，与不包括这种引导元件9的其它喷射器相比，组件1有助于增强的阀针7的线性引导。这抵消了组件1和包括组件1的实施例的喷射器30的磨损，并且因此延长了其使用寿命。在组件1的操作和阀针7的运动期间，引导元件9通过引导元件9的引导部分11的外表面在穿透开口13内与极靴3的壁的内表面轻微接触，这实现了改进的线性引导。由于极靴3的穿透开口13内的引导部分11的无心磨削的柱形形状，所描述的引导元件9进一步提高了可移动阀针7的精度。

提高的精度进一步允许协作部件之间的更小间隙，并且因此降低了可能的非同轴度。关于组件1的纵向轴线l，例如，这涉及喷射器30的阀体36内的电枢5的同轴度。如果改进了阀体36内的电枢5的同心度，则会减少侧磁力，这进一步降低了组件1和喷射器30的磨损。

由于关于阀针7的线性引导的提高的精度，所描述的组件1以及特别是引导元件9进一步使得能够取消接触表面的特殊涂层。例如，利用组件1的一个实施例，不需要在极靴3的穿透开口13内的镀铬以及在阀针7的上端17处的pvd涂覆。这进一步简化了组件1和喷射器30的制造工艺并且还有助于成本有效的制造。

关于引导元件9的几何结构和材料，能够将引导元件9实现为组件1的简单且成本低的部件并且能够实现简单的制造工艺。因此，由于引导元件9的可能的简单设计，降低了组件1的复杂形。引导元件9包括套筒或者盖的形状并且可以仅通过冲压工艺用给定的原材料制造。

引导元件9由于由弹性元件21产生的力而抵靠实心阀针7的上端17被按压，并且另外能够相对于阀针7轴向移位。为了产生所述力，弹性元件21在一个轴向端抵靠远离阀针7的引导元件9一侧放置，并且抵靠弹簧座22放置，该弹簧座22被按压配合至极靴3中并且因此在位置上相对于极靴3固定。弹簧座22由金属管组成，由于在组装喷射器1期间能够通过按压配合来调整金属管的轴向位置以用于校准弹性元件21的预载荷，该金属管也被称为校准管。校准管还包括流体过滤器，流体在其通过流体通道的途中必须经过该流体过滤器。

引导元件9没有被焊接或者按压配合至阀针7。因此，例如，引导元件9甚至能够由非铁基材料（诸如，塑料）制成。这增加了对引导元件9的材料的选择并且简化了引导元件9的制造工艺。而且，这阻碍了关于组件1和喷射器30的该部分的不期望的磁效应。

弹性元件21被示例性地实现为螺形弹簧并且设置在极靴3的穿透开口13内，相对于纵向轴线l靠在引导元件9的远离阀针7的轴向端上。引导元件9还设置在极靴3的穿透开口13内从而使得引导元件9由于由弹性元件21的给定载荷产生的弹力而通过接触表面23与阀针7的上端17接触。以此方式，弹性元件21的弹簧力通过引导元件9传递至阀针7以便将阀针7朝关闭位置偏压。

引导元件9的接触表面23能够具有旋转对称的形状（优选地具有球形形状），该旋转对称的形状与阀针7的上端17邻接。这可能是有益的，因为球形或者旋转对称的接触表面23能够在操作期间实现阀针7的旋转自由，这对于补偿组件1或者对应喷射器30的制造部件的公差和形状误差是有用的。特别地，接触表面23具有凹形的球形形状并且阀针7的上端17具有凸形的球形形状，该凸形的球形形状与接触表面23的形状匹配。因此，在径向向外的方向上跟随阀针7的接触表面23的部分与阀针7轴向重叠。此外，在径向向外的方向上跟随实心阀针7的顶端并且与阀针7的上端17侧向重叠的接触表面23的另外的部分也与阀针7轴向重叠。有利地，以此方式可以实现上端17相对于纵向轴线l的自对中。

引导元件9的穿透开口19在远离阀针7的引导元件9的第一轴向端处（即，在引导元件9的上游端处）具有流体入口孔。在引导元件9的下部部分27中，在该实施例中引导元件9包括四个流动通路25以使得流体能够在组件1的操作期间流过。流动通路25通过穿透下部部分27的周向侧壁和引导元件9的底壁的斜切面形成（具体参见图3）。底壁还包括在径向向内的方向上跟随流动通路25的接触表面23。借助于该斜切面，开口形成在与阀针7邻接的轴向端处的引导元件9的外周向边缘处。这实现了通过组件1和喷射器30的流体通道的一种简单的可能性，其中，一个或者多个流动通路25形成引导元件9的穿透开口19的一部分。为了这个原因，例如，不需要具有侧通道或平面的复杂的几何结构。此外，引导元件9在底壁中具有中心开口，该中心开口由接触表面23周向环绕。借助于该中心开口，阀针7和接触表面23的液压卡紧（hydraulicsticking）可以特别小。

在流体通过阀体36从喷射器30的流体入口到喷射器30的流体出口的途中，流体经过极靴3的穿透开口13，并且随后通过引导元件9的穿透开口19的流体入口孔进入引导元件9的穿透开口19。流体进一步通过流动通路25在引导元件9的相对轴向端处离开引导元件9的穿透开口19进入电枢5的区域中的阀体36的穿透开口。另外，流体在电枢5周围流动和/或流过电枢5的穿透开口15和/或流过可选地设置在电枢中的专用流动通道并且进一步流过阀体36的穿透开口37以便到达喷射器30的流体出口端处的喷嘴38和喷嘴尖端39。

因此，在组件1或者喷射器30的操作期间，引导元件9将由流体经过并且使得能够以简单的方式在安全且可靠的运行的情况下在喷射器30的上部部分实现阀针7的线性引导。借助于滑动机械接触的喷嘴尖端39和喷嘴38来提供进一步的轴向引导以便防止阀针7的下游端相对于纵向轴线l倾斜。