专利名称：共轨喷射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有一个喷射器壳体的共轨喷射器，该喷射器壳体具有一个燃料输入部，该燃料输入部与喷射器壳体外的一个中央燃料高压源以及与喷射器壳体内的一个压力室形成连接，根据一个控制室中的压力，当一个喷嘴针从其座上抬起时，使由高压力加载的燃料由该压力室喷射到一个内燃机的燃烧室中，其中控制室中的压力通过一个致动器、尤其一个压电致动器直接地控制。
现有技术当控制室的压力通过一个致动器、尤其是压电致动器控制时，也称其为直接喷嘴针控制。传统的、设有喷嘴针直接及非逆转控制的共轨喷射器其结构复杂及需要-尤其在直径上-相对大的结构空间。喷射器的如下控制被称为非逆转控制，即其中当致动器、尤其是压电致动器被通电流时，喷嘴针从其座上抬起。
本发明的任务在于，提出一种具有一个喷射器壳体的共轨喷射器，该喷射器壳体具有一个燃料输入部，该燃料输入部与喷射器壳体外的一个中央燃料高压源并且与喷射器壳体内的一个压力室形成连接，根据一个控制室中的压力，当一个喷嘴针从其座上抬起时，使由高压力加载的燃料由该压力室喷射到一个内燃机的燃烧室中，其中控制室中的压力通过一个致动器、尤其一个压电致动器直接地控制，该共轨喷射器尤其在直径上比传统的喷射器需要较小的结构空间。
本发明的说明该任务将在一个具有一个喷射器壳体的共轨喷射器上来解决，该喷射器壳体具有一个燃料输入部，该燃料输入部与喷射器壳体外的一个中央燃料高压源并且与喷射器壳体内的一个压力室形成连接，根据一个控制室中的压力，当一个喷嘴针从其座上抬起时，使得由高压力加载的燃料由该压力室喷射到一个内燃机的燃烧室中，其中控制室中的压力通过一个致动器、尤其一个压电致动器直接地控制，该任务被这样解决，即，一个另外的控制室与第一控制室串联地连接。在本发明中，对于控制室中压力的直接控制被理解为由于致动器的体积变化所产生的控制室中的压力下降和/或压力升高。通过多个控制室串联地连接，在非逆转控制情况下所需的力反向可比在传统的喷射器中以更小的直径实现。
该喷射器的一个优选实施例的特征在于一个耦合套筒被设置在致动器与一个第一变换器活塞之间，在轴向上该第一变换器活塞的接近燃烧室的端面构成了第一控制室的边界及该第一变换器活塞的远离燃烧室的端面构成第二控制室的边界。因为无论是致动器或设置在致动器上的致动器头还是第一变换器活塞均靠触在耦合套筒上，在致动器通电流时出现的体积伸展通过耦合套筒传递到第一变换器活塞上。因此，致动器的体积伸展导致第一控制室中的压力升高。
该喷射器的另一优选实施例的特征在于第一变换器活塞具有一个中心透孔，喷嘴针延伸穿过该中心透孔。因此，无论是第一控制室还是第二控制室在径向内部都由喷嘴针构成边界。
该喷射器的另一优选实施例的特征在于喷嘴针在第一变换器活塞的区域中具有至少一个整平部分，该整平部分使第一控制室与第二控制室之间形成连接。通过该流体连接可保证沿着喷嘴针在两个控制室之间有一个压力平衡。
该喷射器的另一优选实施例的特征在于第一控制室在径向外部通过由弹簧预加载的第一控制室限定套筒构成边界，该第一控制室限定套筒以密封的方式在第一变换器活塞上被导向。第一控制室外部的空间最好用高压加载，即，它与喷射器壳体外部的高压燃料源相连接。
该喷射器的另一优选实施例的特征在于第二控制室在轴向上被设置在第一变换器活塞与第二变换器活塞之间，其远离燃烧室的端面由高压力加载。因此第二控制室中压力的升高作用到第二转换活塞上。
该喷射器的另一优选实施例的特征在于第二变换器活塞在耦合套筒内部在轴向上可往复运动地被设置在喷嘴针与一个支撑在耦合套筒的远离燃烧室的端部上的喷嘴弹簧之间。喷嘴针用其远离燃烧室的端部靠触在第二变换器活塞的靠近燃烧室的端面上。当第二控制室中的压力由于致动器体积的伸展被增大时，第二变换器活塞抵抗喷嘴弹簧的预加载力离开燃烧室地运动，以致喷嘴针由于压力室中的压力及由此产生出的力由其座上抬起。燃料则从压力室喷射到燃烧室中。
该喷射器的另一优选实施例的特征在于第二控制室在径向外部通过由弹簧预加载的第二控制室限定套筒构成边界，该第二控制室限定套筒以密封的方式在第二变换器活塞上被导向。第二控制室外部的空间最好用高压加载，即，它与喷射器壳体外部的高压燃料源相连接。
该喷射器的另一优选实施例的特征在于耦合套筒具有基本上一个圆柱形筒的构型，它的远离燃烧室的端部被封闭及它的靠近燃烧室的端部是敞开的。致动器或一个安装在致动器上的致动器头靠触在耦合套筒的远离燃烧室的端部上。第一变换器活塞靠触在耦合套筒的靠近燃烧室的端部上。喷嘴针的远离燃烧室的端部穿过耦合套筒的靠近燃烧室的敞开端部伸入到耦合套筒内部，在此处设置了第二变换器活塞。
该喷射器的另一优选实施例的特征在于在耦合套筒的壳面中设有至少一个透孔，由高压加载的燃料可通过所述透孔到达耦合套筒的内部。通过该透孔可达到，耦合套筒的内空间与喷射器壳体外部的中央高压燃料源形成连接。由此第二变换器活塞的远离燃烧室的端面由高压加载。
由以下参照附图
对实施例的详细说明可得到本发明的其它优点、特征及细节。
实施例的描述在附图中以纵截面图表示出本发明共轨喷射器的一个实施例。所示的喷射器具有一个总体地用1表示的喷射器壳体。该喷射器壳体1包括一个喷嘴体2，该喷嘴体用其下自由端伸入到待供给燃料的内燃机的燃烧室中。喷嘴体2用其远离燃烧室的上端面借助一个夹紧螺母3轴向地被夹紧在一个喷射器体4上。
在喷嘴体2中开设有一个轴向的导向孔6。在该导向孔6中轴向可移动地导向着一个喷嘴针8。在该喷嘴针8的顶端9上构成一个密封面10，该密封面与一个构成在喷嘴体2上的密封座或密封棱11相互配合。当喷嘴针8的顶端9用其密封面10靠触在密封座11上时，在喷嘴体2中的一个喷射孔13被封闭。但也可设置多个喷射孔，通过它们将燃料喷射到燃烧室中。当喷嘴针顶端9由其座上抬起时，则由高压加载的燃料通过喷射孔13喷射到内燃机的燃烧室中。
由顶端9起始，喷嘴针8具有一个压力室区段15，与该压力室区段15连接有一个截锥形扩大的区段16。压力区段15及区段16-此区段也可被称为压力肩-被设置在一个压力室17中，该压力室被构成在喷嘴体2中。
与区段16相连接地在喷嘴针8上构造有一个导向区段18，接着该导向区段跟随着一个具有一个整平部分20的区段。该整平部分20沿喷嘴针8在一个靠近燃烧室的第一控制室21与一个远离燃烧室的第二控制室22之间形成了流体连通。
喷嘴针8延伸穿过透孔23，该透孔被开设在一个第一变换器活塞24中。整平部分20被设置在第一变换器活塞24的区域中，其中，整平部分20在轴向上的延伸长度略大于第一变换器活塞24的相应延伸长度。
在第一变换器活塞24的远离燃烧室的端部上构造有一个凸缘25，一个预加载弹簧27支撑在该凸缘上。该预加载弹簧27被夹持在凸缘25与一个第一控制室限定套筒28之间。在第一控制室限定套筒28的靠近燃烧室的端部上构造有一个咬接边棱(Beisskante)29，它靠触在喷嘴体2上。
靠近燃烧室的第一控制室21在轴向上由喷嘴体2的远离燃烧室的端面及第一变换器活塞24的靠近燃烧室的端面构成边界。第一控制室21在径向上内部通过喷嘴针8构成边界。第一控制室21在径向上外部通过第一控制室限定套筒28构成边界。
喷嘴针8的远离燃烧室的端部35靠触在一个第二变换器活塞30上，该第二变换器活塞具有一个凸缘31。在该凸缘31与一个第二控制室限定套筒33的远离燃烧室的端面之间夹持着一个预加载弹簧32。在第二控制室限定套筒33的靠近燃烧室的端部上构造有一个咬接边棱34，它靠触在第一变换器活塞24的远离燃烧室的端面上。
第二控制室22在轴向上由第一变换器活塞24的远离燃烧室的端面与第二变换器活塞30的接近燃烧室的端面构成边界。第二控制室22在径向内部通过喷嘴针8构成边界。第二控制室22在径向外部通过第二控制室限定套筒33构成边界。
在第二变换器活塞30的远离燃烧室的端面与一个耦合套筒41的底部40之间夹持着一个喷嘴弹簧38，通过该喷嘴弹簧使喷嘴针8用其顶端9保持靠触在密封座11上。耦合套筒41具有基本上一个圆柱形筒43的构型，它在其远离燃烧室的端部由底部40封闭。耦合套筒41的接近燃烧室的端部是敞开的及靠触在第一变换器活塞24的远离燃烧室的端面的径向外部上。
耦合套筒41的外径等于第一变换器活塞24在凸缘25的区域中的外径。第二变换器活塞30，喷嘴弹簧38，第二控制室限定套筒33及预加载弹簧32被设置在耦合套筒41的内部。
耦合套筒41的内部通过透孔45至48与一个设置在喷射器壳体4中的燃料输入部50形成连接。由高压加载的燃料从燃料输入部50到达喷射器体4的内空间中。
喷射器体4的内空间通过一个开设在喷嘴体2中的连接通道或压力通道54与压力室17相连接。通过一个箭头56表示，用高压加载的燃料从一个(未示出的)中央燃料高压源、例如一个共轨到达燃料输入部50。
一个压电致动器58的靠近燃烧室的端面靠触在耦合套筒41的底部40的远离燃烧室的端面上。在图中所示的喷射器的状态中，压电致动器58处于其未通电流的状态。当压电致动器58被通电流时，它将伸长及压在耦合套筒41的底部40的远离燃烧室的端面上。该压力通过耦合套筒41的圆柱形筒43传递到第一转换活塞24上及导致第一控制室21中的压力升高。
该压力升高通过喷嘴针8上的整平部分20传递到第二控制室22中。通过第二控制室22中的压力升高使第二变换器活塞30抵抗喷嘴弹簧38的预加载力离开燃烧室地运动，以致喷嘴针8由于压力室17中的、作用在压肩16上的高压力用其顶端9从密封座11上抬起。喷嘴针8的抬起不仅要抵抗喷嘴弹簧38的预加载力，而且也抵抗作用在第二变换器活塞30的远离燃烧室的端面上的高压力。当压电致动器58卸载时，则喷嘴针8闭合。
权利要求
1.具有一个喷射器壳体(1)的共轨喷射器，该喷射器壳体具有一个燃料输入部(50)，该燃料输入部与喷射器壳体外的一个中央燃料高压源以及与喷射器壳体内的一个压力室(17)形成连接，根据一个控制室(21)中的压力，当一个喷嘴针(8)从其座(11)上抬起时，使得由高压力加载的燃料由该压力室喷射到一个内燃机的燃烧室中，其中控制室(21)中的压力通过一个致动器(58)、尤其是一个压电致动器直接地控制，其特征在于一个另外的控制室(22)与第一控制室(21)串联地连接。
2.根据权利要求1的共轨喷射器，其特征在于一个耦合套筒(41)被设置在致动器(58)与一个第一变换器活塞(24)之间，在轴向上该第一变换器活塞的靠近燃烧室的端面构成了第一控制室(21)的边界并且该第一变换器活塞的远离燃烧室的端面构成了第二控制室(22)的边界。
3.根据权利要求2的共轨喷射器，其特征在于第一变换器活塞(24)具有一个中心透孔(23)，喷嘴针(8)延伸穿过该中心透孔。
4.根据权利要求3的共轨喷射器，其特征在于喷嘴针(8)在第一变换器活塞(24)的区域中具有至少一个整平部分(20)，该整平部分使第一控制室(21)与第二控制室(22)之间形成连接。
5.根据权利要求2至4之一的共轨喷射器，其特征在于第一控制室(21)在径向外部通过由弹簧预加载的第一控制室限定套筒(28)构成边界，该第一控制室限定套筒以密封的方式在第一变换器活塞(24)上被导向。
6.根据权利要求2至5之一的共轨喷射器，其特征在于第二控制室(22)在轴向上被设置在第一变换器活塞(24)与第二变换器活塞(30)之间，该第二变换器活塞的远离燃烧室的端面由高压力加载。
7.根据权利要求6的共轨喷射器，其特征在于第二变换器活塞(30)在耦合套筒(41)内部在轴向上可往复运动地被设置在喷嘴针(8)及一个支撑在耦合套筒(41)的远离燃烧室的端部上的喷嘴弹簧(38)之间。
8.根据权利要求6或7的共轨喷射器，其特征在于第二控制室(22)在径向外部通过一个由弹簧预加载的第二控制室限定套筒(33)构成边界，该第二控制室限定套筒以密封的方式在第二变换器活塞(30)上被导向。
9.根据权利要求2至8中一项的共轨喷射器，其特征在于耦合套筒(41)具有基本上一个圆柱形筒(43)的构型，它的远离燃烧室的端部(40)被封闭及它的靠近燃烧室的端部是敞开的。
10.根据权利要求9的共轨喷射器，其特征在于在耦合套筒(41)的壳面(43)中设有至少一个透孔(45-48)，由高压加载的燃料通过所述透孔到达耦合套筒(41)的内部。
全文摘要
本发明涉及具有一个喷射器壳体(1)的共轨喷射器，该喷射器壳体具有一个燃料输入部(50)，该燃料输入部与喷射器壳体外的一个中央燃料高压源以及与喷射器壳体内的一个压力室(17)形成连接，根据一个控制室(21)中的压力，当一个喷嘴针(8)从其座(11)上抬起时，使得由高压力加载的燃料由该压力室喷射到一个内燃机的燃烧室中，其中控制室(21)中的压力通过一个致动器(58)、尤其一个压电致动器直接地控制。为了减小结构空间，一个另外的控制室(22)与第一控制室(21)串联地连接。
文档编号F02M51/06GK1942666SQ200580011832
公开日2007年4月4日 申请日期2005年2月18日 优先权日2004年4月20日
发明者弗里德里希·伯金 申请人:罗伯特·博世有限公司