专利名称：喷油阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷油阀、特别是喷油阀的用于直接喷射到一个燃烧室中而伸进其中的喷油嘴尖端(Injektorspitze)。由于这种结构存在的危险是，在喷油嘴尖端上沉积燃烧残留物。特别是在燃油出口空隙附近沉积的沉积物影响到出口锥形射束的几何形状，特别是射束锥角度的形状，以及射束的成绺性。然而引导射束的燃烧方法的基础是，发动机的整个寿命期间在窄的公差范围内喷射过程的准确的可重复性，因此必须避免沉积物的形成。
德国公开文献DE-A-100 12 969公开了一种设置在一个内燃机的气缸头上的喷油嘴。该喷油嘴通过一个调节机构运动，其中一个闭锁元件相应地打开和关闭。在关闭状态时闭锁体和喷油嘴的表面形成一个共同的平整的表面。
这种结构的作用据说是避免在喷油嘴出口部位处堆积和堵塞燃烧残留物。为此，在喷油嘴的壳体端面上在喷油嘴关闭状态时与闭锁体形成一个共同的平整的表面，这样特别是用一个圆锥形表面使得喷嘴和闭锁体的面对燃烧室的表面保持无燃烧残留物。然而仅用平整的表面并不能最佳地避免燃烧残留物在喷油嘴尖端的表面上的沉积。
本发明的任务是描述一种喷油阀，在该喷油阀的尖端上在流体出口的部位处避免燃烧残留物的沉积。
通过权利要求1的特征组合完成了这一任务。由从属权利要求中得到优选的方案。
本发明依据的知识是，为了避免燃烧残存物的沉积，在一个阀套的阀盘和阀座之间的分界线的部位处、即在流体出口的部位处、确切地说是在形成流体射流的部位处具有一个共同平滑的、无阶梯的和无边缘的同时弯曲的表面。在这种种情况下所谓弯曲可理解为一种向外弯曲，这与一个比小于无穷的工件半径为同等意义。
通过本发明附加地把分界线部位中的表面的曲率半径作为最佳化参数使用。借助于例如可以为球缺形状的弯曲表面在射束的稳定性方面和在喷油嘴处、确切地说在喷油嘴的尖端处避免燃烧残留物的沉积方面产生特别的优点。通过有目的地调节曲率半径可对燃油出口附近的气流产生持久的影响，这又对在喷油冲程期间打开喷油嘴时的射束稳定性产生积极的影响。此外，可避免在燃烧冲程和排气冲程期间关闭喷油嘴时燃烧残留物的沉积趋势。
通过在分界线处的表面结构的特殊形状-例如抛物面、椭圆体或者双曲面，通过相应的结构的匹配可以考虑与伸入到燃烧室中的喷油嘴和与此相连的气流有关的燃烧室内的单独影响。
因此，与用于流体的出口通道的几何形状相联系地可产生喷油嘴尖端的最佳方案。通过上述几何形状可避免气蚀。
本发明的另一优选方案是，从轴向截面看流出的锥形射束垂直地或者近似垂直地、最好以约为90°±20°的角度与阀体和阀盘的面向燃烧室的表面的切线相交。
下面借助于附图
对实施例进行说明。
附图表示一个通过面向燃烧室的轴对称的喷油嘴尖端的轴向剖面图。该喷油嘴尖端由一个具有面向燃烧室的表面5的阀套1组成。受到压力的燃油通过喷油嘴内的一个腔室9输送。燃油通过一个出口通道3和喷油嘴的最前端的腔室9接通。在此所示阀由相应于阀套1的内表面7及阀盘4的与该内表面7共同起作用的内表面8的、阀套1上的阀座组成，并在打开时产生一股锥形射流。这股锥形射流应该尽可能均匀，并且并不由于在喷油嘴的外表面上积淀的燃烧残留物而断裂。阀针2在它的下端部处和阀盘4固定地形成或连接。阀盘4具有面向燃烧室的表面6和面向腔室9的内表面8。在喷油嘴处于关闭状态时阀体1和阀盘4的面向燃烧室的表面5，6形成一个没有阶梯和边缘的共同光滑的表面。本讨论分别涉及阀体1和阀盘4之间的环绕的分界线10，因为在这个位置上应持续地避免可能影响锥形射束的燃烧残留物。表面5，6共同组成一个弯曲的表面。借助于一个例如在附图中表示的弯曲的表面、例如一个球缺，因此在射流稳定性和在此位置处避免燃烧残余物沉积的方面会附加地得到最佳化的参数。通过所述曲率半径可持续地对燃油出口附近的气流、并且因此对喷油冲程期间在喷油嘴打开时射流的稳定性产生积极的影响。同样对在燃烧冲程或者排气冲程期间喷油嘴关闭时燃烧残留物的沉积趋势产生积极的影响。
当然，阀体1和阀盘4的共同的外形轮廓并不限于球缺，而是所有可简单制造的表面形状都在候选之列，例如抛物面、椭圆体，双曲面，只要通过所述形状表面能对射束稳定性和积碳趋势产生有利的影响即可。可以规定把钝头形结构(stumpffoermige Aus-bildung)作为阀尖端处的端接头。
阀体1的内表面7和阀盘4的内表面8共同组成用于燃油的出口通道3。燃油的出口通道3应如此设计，使得通流的截面沿流动方向、即从内向外保持不变或者减小。因此可以有效地避免燃油内的气蚀，并使位于出口通道3的外边缘处的密封面或者密封线不受损害。阀体1和阀盘4的内表面7，8沿流动方向以一个平的角度汇合，也就是在喷油嘴关闭时几乎是平行的或者是成切线形状。所述切线方向-在附图中为表面8的走向-决定锥形射束角度α。
通过这种方案即使可能在分界线10的部位处沉积的燃烧残留物在打开阀门时也会破裂，并且用高压燃油射束冲走，这样，对锥形射束几何形状的其它影响会降低到最小。
权利要求
1.直接喷入到一个燃烧室中的喷油阀，该喷油阀由下述部分构成—一个空心圆柱形构成的、具有一个端侧阀座的阀套(1)，—一个内置的同轴阀针(2)，该阀针具有一个和阀座共同起作用的阀盘(4)，—一个用于输送燃油、并位于阀套(1)和阀针(2)之间的腔室(9)，其特征在于，在关闭状态时在分界线(10)的部位处阀套(1)和阀盘(4)的表面(5，6)具有一个共同光滑的、无阶梯和无边缘的、并且同时弯曲的表面。
2.按照权利要求1所述的喷油阀，其中喷油阀的弯曲表面是一个抛物面、一个双曲面、或者一个椭圆体，特别是一个球缺。
3.按照权利要求2所述的喷油阀，其中喷油阀的前端部是钝头形构成的，例如具有一个抛物面钝头、一个双曲面钝头、一个椭圆体钝头或一个球缺钝头。
4.按照前述权利要求中任一项所述的喷油阀，其中喷油阀尖端的表面结构的一个或者多个曲率半径比喷套(1)的半径小。
5.按照前述权利要求中任一项所述的喷油阀，其中用于输送燃油的腔室(9)过渡到一个出口通道(3)，该出口通道通过阀体(1)的内表面(7)和阀盘(4)的内表面(8)进行限定。
6.按照权利要求5所述的喷油阀，其中出口通道(3)如此构形使得由燃油流经的横截面沿流动方向是不变的，或者是减小的。
7.按照前述权利要求中任一项所述的喷油阀，其中在打开阀时一股在分界线(10)处流出的锥形射束垂直地或者近似垂直地以约为90°±20°的角度与阀体(1)的和阀盘(4)的面向燃烧室的表面(5，6)的切线相交。
全文摘要
一个直接喷入到燃烧室中的喷油阀的喷油嘴尖端伸入到这个燃烧室中。因此存在这样的危险在喷油嘴的尖端处沉积燃烧残留物。在喷油阀处于关闭状态时燃烧残留物沿一条分界线(10)可能的沉积通过一个阀体和一个阀盘之间的分界线(10)上的表面的特殊构形而排除。为此，该表面是光滑的、无阶梯的和无边缘的，并且是弯曲的。
文档编号F02M61/18GK1668841SQ03817128
公开日2005年9月14日 申请日期2003年7月1日 优先权日2002年7月18日
发明者B·戈特利布, A·卡佩尔, B·菲舍尔, T·施维贝尔 申请人:西门子公司