[发明专利]燃料喷射器

说明书

本发明涉及一种燃料喷射器，包括：用于容纳喷射器零件的喷射器壳体；喷嘴阀针，喷嘴阀针以能够沿着其纵轴线运动的方式布置在喷射器壳体中并且设计成选择性地封闭或释放喷射开口；以及电磁阀，电磁阀设计成使喷嘴阀针转移到封闭的状态或释放的状态。喷射器的特征在于，电磁阀和喷嘴阀针分别居中地布置在共同的纵轴线上。

技术领域

本发明涉及一种燃料喷射器以及具有这种燃料喷射器的发动机。

背景技术

在内燃机例如柴油发动机或者汽油发动机中，通常通过喷射器以确定的量并且在确定的时间段将燃料喷射到燃烧室中。此时，由于非常短的在微秒范围中的喷射周期，需要喷射器的输出开口以非常高的频率打开或关闭。为了准确地操控该关闭时间并且准确地获取喷射器状态，需要设置喷射器状态探测器，以便上级的控制单元获得单个喷射器的全部信息，尤其是在关闭或打开时间方面的信息。

典型地，这种喷射器具有喷嘴阀针(也称为喷射器阀针)，喷嘴阀针允许被高压加载的燃料在喷射器的输出孔被释放时向外离开。喷嘴阀针像塞子那样与输出开口相互作用，在抬起时，塞子实现燃料的排出。因此，相应地需要阀针在相对短的时间段中抬起并且在短的时间之后重新滑回到输出开口中。此时，可使用液压的伺服阀，该伺服阀操控这种运动的触发。这种阀又借助于电磁体操控。此外备选地，可使用压电元件，压电元件比借助于电磁体操控的阀的响应更快速。

由于超过2500bar直至3000bar的高的喷射压力，不可能直接借助于电磁阀操控或使喷嘴阀针运动。此时，为了打开和关闭喷嘴阀针所需的力可能过大，从而仅仅能借助于非常大的电磁体实现这种方法。但是，由于仅仅有限的可供使用的结构空间，在发动机中不考虑这种结构。

典型地，代替直接操控，使用所谓的控制阀，控制阀操控喷嘴阀针并且自身通过电磁阀或压电阀控制。在此，在与喷嘴阀针共同作用的控制腔中，借助于处于高压下的可供使用的燃料，建立在关闭方向上作用到喷嘴阀针上的压力水平。该控制腔、确切的说控制阀典型地通过进流节流部与燃料的高压区域相连接。此外，控制腔具有布置在座板中的小的可关闭的出流节流部，燃料可从出流节流部中向低压区域的方向排出。如果燃料排出，在控制腔中的压力和作用到喷嘴阀针上的关闭力减小，因为处于高压下的控制腔的燃料可流向通过电磁阀抬起的电枢的方向。由此，导致喷嘴阀针运动，该运动释放在喷射器顶端上的输出开口。因此，为了能控制喷嘴阀针的运动，借助于电枢元件或被电枢元件操纵的座部件选择性地关闭或打开阀的出流节流部。

为了进一步理解燃料喷射器的通用的工作原理，进行以下解释，座板还具有从上向下延伸的通路，该通路形成喷射器的出流节流部。通过电枢元件或被电枢元件操纵的座部件坐下来并且密封通路，位于下方的控制腔通过进气部被处于高压下的燃料填充，从而将喷嘴阀针挤压到其关闭位置中。在电枢元件抬起时，释放通过开口并且在高压下储存的燃料流出并且导致作用到喷嘴阀针上的力影响减少，从而喷嘴阀针从其输出开口处抬起并且由此燃料可流出。

例如，在DE 10 2017 116 383.2中给出更详细的喷射器工作原理。

因为对于本领域技术人员来说，用于喷射燃料的喷射器的通用的原理是已知的，所以接下来不再深入阐述构件的功能性。

一直以来都力求越来越紧凑地设计喷射器，以便能通过一个喷射器尽可能满足多种应用情况，即，不同的发动机方案。为了紧凑的实施方案，将电磁阀集成到气缸盖孔中，从而电磁阀必须实施得非常小并且由喷射器输出的燃料需要穿过电磁阀或经过电磁阀向下被引导到喷嘴处。因为喷射器的控制阀此外作为独立的部件集成到喷射器中，然而与位于其下方的邻接的壳体构件需要密封的连接(相对于被直至3000bar的压力加载的燃料)，所以在喷射器的下部的区域中存在非常大的被高压加载的面积。现在，为了保证喷射器的密封性，将非常高的轴向力(直至60kN)引入构件中，以实现足够高的接触压力。这种高的力以及当前结构空间限制使得产生可靠的密封连接非常困难。