專利名稱：用于內(nèi)燃機的燃料噴射閥的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種相應(yīng)于權(quán)利要求1的前序部分的、用于內(nèi)燃機的燃料噴射閥。一個這種燃料噴射閥例如已在公開文獻DE 100 31 265A1中進行了描述并具有一個閥體，在該閥體中構(gòu)造有一個孔。該孔在其燃燒室側(cè)的端部以一個閥座為界，從該閥座引出至少一個噴射口，在燃料噴射閥裝入位置中，該噴射口通到內(nèi)燃機的燃燒室中。在該孔中可縱向移動地設(shè)置有一個活塞狀的閥針，該閥針在其燃燒室側(cè)的、即向著閥座的端部上設(shè)有閥密封面，閥針通過該閥密封面與閥座相配合。在此情況下，在閥針的閉合位置上，這時閥針用其閥密封面靠置在閥座上，噴射口被封閉，而當閥針從閥座上抬起時，燃料通過閥密封面與閥座之間流入噴射口并從這里噴射到內(nèi)燃機的燃燒室中。
閥針在孔中的運動通過兩個力的關(guān)系產(chǎn)生一個是由壓力腔中的壓力形成的液壓力，該壓力腔構(gòu)成在孔壁與閥針之間并充滿燃料，以致將一個液壓力作用到閥針上。另一個是作用在閥針上的閉合力，它借助一個適合的裝置作用在閥針的背對燃燒室的端部上。閥針上的液壓力取決于由燃料加載的有效面積，其中在縱向上產(chǎn)生一個力分量。燃料噴射閥的開啟壓力即壓力腔中的燃料壓力，在該壓力下，閥針上的液壓力剛好夠使閥針抵抗一個給定的閉合力在縱向上離開閥座運動，該開啟壓力主要取決于閥針在閥座上的接觸線，它被稱為液壓作用的配合直徑，因為由燃料壓力加載的閥密封面的部分面積取決于它。通過閥密封面與閥座之間的磨損在燃料噴射閥的工作壽命期間將引起該面積的變化并由此引起液壓作用的配合直徑的變化。由此也使開啟壓力變化，這將以閥針開啟動力性的改變表現(xiàn)出來。由此也改變了燃料的噴射時刻及噴射量，這在現(xiàn)代的高轉(zhuǎn)速內(nèi)燃機上將引起問題，尤其在燃料消耗及有害物質(zhì)排放方面引起問題。
本發(fā)明的優(yōu)點相比之下，根據(jù)本發(fā)明的具有權(quán)利要求1特征部分特征的燃料噴射閥具有其優(yōu)點，即在閥針的幾何結(jié)構(gòu)不變的情況下可在燃料噴射閥的整個工作壽命期間保持恒定的開啟壓力。為此，閥座具有兩個錐形部分面，其中第二錐形部分面設(shè)在第一錐形部分面的下游。第二錐形部分面相對第一錐形部分面凸起，由此使閥針在其閉合位置上靠置在第二錐形部分面上，及第一錐形部分面向第二錐形部分面過渡處的邊棱確定了液壓作用的配合直徑。
通過從屬權(quán)利要求可得到本發(fā)明主題的有利的進一步構(gòu)型。
在本發(fā)明主題的第一有利構(gòu)型中，第二錐形部分面與第一錐形部分面具有相同的張角。由此可使這兩個錐形部分面用相同的刀具制造，這樣在制造時可省略銑或磨削刀具的重新調(diào)整。
在本發(fā)明的另一有利構(gòu)型中，第二錐形部分面相對第一錐形部分面優(yōu)選凸出2μm至20μm。通過這樣一種分階構(gòu)造得到了恒定的開啟壓力，而不會改變閥體中閥座區(qū)域上的穩(wěn)定關(guān)系。
在另一有利構(gòu)型中，在閥座上，在第二錐形部分面的下游構(gòu)造有一個第三錐形部分面，它相對第二錐形部分面回凹。由此，閥針可緊貼在其上的閥座面在下游也以一個階臺為界。因此，在閥針與閥座的接觸面上可得到精確確定的液壓關(guān)系。
當閥針具有一個密封棱時，根據(jù)本發(fā)明的、閥座的構(gòu)型是特別有利的，該密封棱構(gòu)造在兩個錐形密封面之間，且在閥針的閉合位置中，該密封棱靠置在第二錐形部分面上。這在非常長的工作期間保證了恒定的開啟壓力。
附圖在附圖中表示出一個根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的幾個實施例。附圖為

圖1一個燃料噴射閥的縱截面圖，圖2圖1中由II標示的閥座區(qū)域中的一個局部的放大圖，圖3圖2中由III標示的局部的放大圖，及圖4表示與圖2相同的局部，其中，這里的燃料噴射閥在閥座區(qū)域中構(gòu)造成所謂的袋孔噴嘴。
實施例的描述圖1表示根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射閥的縱截面圖。在一個閥體1中構(gòu)造有一個孔3，在該孔中可縱向移動地設(shè)有一個活塞狀的閥針5。在此，該閥針5以一個背離燃燒室的導(dǎo)向區(qū)段15在孔3的一個導(dǎo)向區(qū)段23中密封地被導(dǎo)向。從導(dǎo)向區(qū)段15出發(fā)，閥針5向著燃燒室變細并構(gòu)成一個壓肩13，及在其燃燒室側(cè)的端部過渡成一個基本上錐形的閥密封面7。在閥針5與孔3的壁之間構(gòu)成一個壓力腔19，該壓力腔在壓肩13的高度上被徑向擴寬。一個延伸在閥體1中的輸入孔25通到壓力腔19的該徑向擴寬部分中，通過該輸入孔可將高壓下的燃料注滿壓力腔19?？?在其燃燒室側(cè)的端部以一個閥座9為界，從該閥座引出至少一個噴射口11，在燃料噴射閥裝入內(nèi)燃機的位置上，該噴射口通到它的燃燒室中。
圖2表示圖1中由II標示的一個局部的放大圖。閥針5的閥密封面7分成一個第一錐形密封面107及一個第二錐形密封面207，在它們的過渡處通過這兩個錐形密封面107、207的不同張角構(gòu)成一個密封棱17。閥座9基本上被構(gòu)成錐形的并包括三個錐形部分面，其中第一錐形部分面109與第二錐形部分面209交界及后者又與第三錐形部分面309交界。第二錐形部分面209相對第一錐形部分面109凸出且對于閥針5這樣地定位，以使得在閥針5的閉合位置中、即當閥針5靠置在閥座9上時，密封棱17與第二錐形部分面209形成接觸。
圖3表示圖2中由III表示的局部的放大圖，即再次放大地表示閥座9的這個關(guān)鍵的部分。在第一錐形部分面109與第二錐形部分面209之間構(gòu)成了一個環(huán)形臺階21，該環(huán)形臺階限定了液壓作用的配合直徑。它對于該燃料噴射閥的開啟特性起著一個決定性的作用。閥針5在孔3中的縱向運動將通過兩個力的關(guān)系來確定一方面為閉合力，它通過一個在圖中未示出的適當裝置作用在閥針的背離燃燒室的端部上；另一方面為作用在閥針5上的液壓開啟力，它與閉合力的方向相反并通過壓力腔19中的燃料壓力作用在閥針5上。在對閥針5的一些面進行壓力加載時，產(chǎn)生作用在縱向上的合力分量，這些面主要為壓肩13及閥密封面7的一些部分。如果閉合力為常數(shù)，則由此也給出了開啟壓力，即壓力腔19中的燃料壓力值，在該壓力時閥針5開始其開啟行程運動。
在理想剛性的情況下，即當不僅閥針5而且閥座9不變形的情況下，閥針5的密封棱17才會確定液壓作用的配合直徑。位于密封棱17上游的閥密封面7的整個面，在該實施例中即第一錐形密封面107，會被燃料壓力加載，以致由此就確定了液壓開啟壓力。但通過閥針5撞擊到閥座9上，在閥密封面7與閥座9之間就會慢慢地形成面接觸，以致改變了液壓作用的配合直徑，更確切地說是以被壓力加載的面積減小的方式改變，由此使開啟壓力上升。但是，通過在閥座9上構(gòu)造凸出的第二錐形部分面209可使該液壓的配合直徑僅上升到第一環(huán)形臺階21為止，以致即使在燃料噴射閥長期工作時開啟壓力也保持不變。通過在第二錐形部分面209與第三錐形部分面309之間構(gòu)造第二環(huán)形臺階22，可使得閥針5靠置在其上的面相對噴射口被限定，由此在閥座上存在精確確定的液壓關(guān)系。在閥針與閥座之間可能出現(xiàn)的粘附力則被這樣保持恒定。
圖4表示另一燃料噴射閥的與圖2相同的局部，該燃料噴射閥具有稍微改變了的閥座幾何形狀。如在圖2及3中所示的實施例中那樣，第三錐形部分面309相對第二錐形部分面209回凹，由此構(gòu)成第二環(huán)形臺階22。第三錐形部分面309過渡到一個袋孔30，噴射口11由該袋孔(Sackloch)導(dǎo)出。閥針5具有稍微改變了的閥密封面7，在其上盡管仍構(gòu)造有一個第一錐形密封面107及一個第二錐形密封面207，但在這兩個錐形密封面107、207之間構(gòu)造有一個環(huán)形槽27。在該環(huán)形槽27與第一錐形密封面107之間的過渡處構(gòu)造成一個密封棱17，在閥針5的閉合位置中，該密封棱與第二錐形部分面209形成接觸。通過回凹的第三錐形部分面309可實現(xiàn)兩件事一方面，有效配合面被幾何地限制在第二錐形部分面209上，這可精確地確定并由此計算閥座9與閥密封面7之間的間隙中的液壓關(guān)系，尤其是正好在開啟運動開始時的該液壓關(guān)系。另一方面，通過回凹的第三錐形部分面309達到對流入袋孔30的燃料的節(jié)流作用的減小，否則，該燃料在第三錐形部分面309到袋孔30的過渡處就會被強節(jié)流，這會引起噴射口11上噴射壓力的減小。
如圖3中所示，環(huán)形臺階21的高度d優(yōu)選最好為2μm至20μm，這保證了一方面精確地確定液壓作用的配合直徑，另一方面使閥體1的閥座9區(qū)域中的穩(wěn)定關(guān)系保持不變。如圖2中所示，第二錐形部分面的寬度a優(yōu)選為0.2mm至0.5mm。
在閥座9的這些錐形部分面109、209、309的張角構(gòu)型上具有大的自由度。一方面可考慮，所有的錐形部分面109、209、309具有相同的張角。但也可考慮，各存在稍微不同的張角，以便優(yōu)化在閥座9與閥密封面7之間的間隙中的燃料的流入關(guān)系，尤其是優(yōu)化燃料流入袋孔30中的入流條件，如根據(jù)圖4中所示類型的燃料噴射閥就是該情況。
權(quán)利要求
1.用于內(nèi)燃機的燃料噴射閥，具有一個閥體(1)，在該閥體中構(gòu)造有一個孔(3)，該孔在其燃燒室側(cè)的端部以一個閥座(9)為界并在其燃燒室側(cè)的端部區(qū)域構(gòu)造有至少一個噴射口(11)；具有一個活塞狀的閥針(5)，該閥針可縱向移動地設(shè)置在孔(3)中并在其燃燒室側(cè)的端部具有一個基本上錐形的閥密封面(7)，閥針(5)通過該閥密封面與閥座(9)相配合，以使得當閥針(5)靠置在閥座(9)上時所述至少一個噴射口(11)被封閉，而當閥針(5)從閥座(9)上抬起時燃料通過閥座(9)與閥密封面(7)之間流入噴射口(11)，其特征在于閥座(9)包括一個第一錐形部分面(109)及一個第二錐形部分面(209)，其中該第二錐形部分面(209)設(shè)置在該第一錐形部分面(109)的下游并相對該第一錐形部分面凸出地構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于該閥針(5)在其閉合位置上靠置在該第二錐形部分面(209)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于該第二錐形部分面(209)與該第一錐形部分面(109)具有相同的張角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于該第二錐形部分面(209)相對該第一錐形部分面(109)凸出2μm至20μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于在閥座(9)上，在該第二錐形部分面(209)的下游構(gòu)造有一個第三錐形部分面(309)，它相對該第二錐形部分面(209)回凹。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于在閥密封面(7)上構(gòu)造有一個密封棱(17)，在閥針(5)的閉合位置中，該密封棱靠置在該第二錐形部分面(209)上。
全文摘要
燃料噴射閥具有一個閥體(1)，在該閥體中構(gòu)造有一個孔(3)，該孔在其燃燒室側(cè)的端部以一個閥座(9)為界并在其燃燒室側(cè)的端部區(qū)域構(gòu)造有至少一個噴射口(11)。一個活塞狀的閥針(5)可縱向移動地設(shè)置在孔(3)中并具有一個基本上錐形的閥密封面(7)，閥針(5)通過該閥密封面與閥座(9)相配合，以控制至少一個噴射口(11)。閥座(9)包括一個第一錐形部分面(109)及一個第二錐形部分面(209)，其中該第二錐形部分面(209)設(shè)置在該第一錐形部分面(109)的下游并相對該第一錐形部分面凸出地構(gòu)成。
文檔編號F02M61/18GK1688807SQ03824535
公開日2005年10月26日 申請日期2003年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月22日
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