[发明专利]用于直接喷射的喷射阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于向自点火式内燃机的燃烧室直接喷射燃料的喷 射阀，它具有可沿轴向移动的阀针。阀针可以密封地安装在针座上并具有 针尖，所述针尖在阀针处于针座区域内的位置中遮盖通往燃烧室的喷孔。

背景技术

在直喷式内燃机中，喷射阀结构上的设计以及喷射过程的时间变化影 响到燃烧流程，因而也影响到效率和排放特性。

DE 28 37 606公开了一种上述类型的多束流喷射阀。这种喷射阀的 优点在于盲孔体积很小或没有。碳氢化合物排放量相对普通喷射阀而言显 著减少。通过上述构造大大降低了燃料从盲孔蒸发和因阀针跃升引起的漏 流。

在上面提到的分级式喷射阀中，根据先后要或多或少装入的喷射量的 情况，有多个喷孔相继被阀针分别完全释出。在被释出的喷孔的数量较少 时，在设置在阀门内的存储系统中会堵住较高的喷射压力。这种存储系统 使得可以根据喷射持续时间而自动步进式地释出多个喷射钻孔。没有设置 附加的阀门升程控制装置。

DE 197 15 505建议了一种喷油嘴，它的钻孔中设置有转阀。其中， 喷孔的面积可根据转阀的角位置变化。然而，为转动转阀，需要附加的装 置来检测和调节转阀的位置。针对转阀还记载了雾化和燃料喷射角的控制 装置，然而该控制装置基于阀门结构而需要很高的构造费用和很高的转阀 定位精度。

其它公开的喷射阀使用例如两个阀门弹簧，其中，第一压力弹簧将阀 针升程限制在用于预喷射的预升程内。当超过通过第二压力弹簧调节的压 力时，阀针为了主喷射而进一步上升至最大升程。在此不利的是，灵活性 不够，因为阀针的升程仅通过喷嘴前室内的压力进行控制。喷嘴前室中的 高压和子升程无法结合起来。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种喷射阀，它避免了现有技术 的缺陷，实现了可变的燃料喷射。

按本发明，该技术问题通过权利要求1的内容解决。从属权利要求的 内容是有利的改型。

按本发明的用于向自点火式内燃机的燃烧室直接喷射燃料的喷射阀 具有可沿轴向活动的阀针，所述阀针密封地安置在针座上。阀针在此包括 针尖，它在阀针处于针座区域内的位置中基本上完全遮盖通往燃烧室的喷 孔。此外喷射阀还具有用于调节阀针轴向升程的可变的升程控制装置，其 中，针尖在升程运动时将喷孔部分遮盖。喷孔可根据要求的载荷在最大升 程位置上被阀针部分遮盖或完全释放。其中，将喷射阀的内室与燃烧室连 接的区域被看作是喷孔。该区域可由一个或多个连接孔组成，所述连接孔 优选沿径向和/或轴向分布地设置在喷射阀的圆周上。

阀针的可变的轴向升程运动优选借助控制装置进行调节，所述控制装 置优选与用于控制发动机的控制器连接，控制器处理内燃发动机的多个运 行参数。发动机特征曲线优选储存在控制器中，由该发动机特征曲线可以 确定为发动机的特定的负荷范围所需的喷射量。从需要的喷射量出发可知 喷射阀内阀针的相关轴向升程。

用于喷射阀的控制装置优选包括调节元件，通过操纵调节元件可以将 阀针带到所期望的升程位置并让阀针优选地保持在那里，且阀门可通过预 定的阀针的轴向运动再次关闭。该调节元件优选按电子机械工作原理工 作。调节运动因而优选借助电磁件、伺服电机或压电执行器完成。但调节 元件也可液压地或借助于其它工作原理进行操纵。

升程运动以及最大阀针升程优选通过调节元件的切换位置和接近的 燃料压力间的共同配合进行控制。在另一种实施形式中，阀针的最大升程 借助升程限制元件限制，其定位优选同样借助调节元件完成。

优选在阀针经过一定的升程后才实现喷孔第一区域的释放，这标志着 喷射的开始。如果内燃机在局部负荷范围内运行，那么喷射只通过喷孔相 对较小的孔横截面进行。阀针的升程因而也相应较小。尤其在传统的喷射系统中，小的喷射横截面引起喷射燃料的高压和良好的雾化。与普通喷射 阀相比，以此方式可在燃烧时达到很低的烟气排放量，因为燃料在那里基 本上作为紧密的液束排出。气雾状燃料成分相对较小。通过喷射阀按本发 明的构造，优选实现的是，孔横截面上气穴增加、射束的内部应力提高以 及射束表层上外部波纹的形成有所改进，这些都有助于结合燃烧室环境形 成气雾状燃料。燃料喷射的这种特性改进了混合物的形成，因而获得高燃 烧效率，且燃烧产生的有害物较少。