[发明专利]内燃机用燃料喷射阀

说明书

本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射阀，如用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射阀。

现有技术

长时间以来在现有技术中已公知最好用于将燃料直接喷射到内燃机燃烧室中的燃料喷射阀。在按照所谓共轨原理工作的喷射系统中，借助高压泵在所谓(油)轨中提供压缩的燃料并且借助喷射器将其喷射到内燃机的对应燃烧室中。该喷射借助喷嘴针控制，该喷嘴针执行纵向运动并因此打开和关闭一个或多个喷射口。因为尤其在高压下喷射燃料时直接通过电致动器使喷嘴针运动是无意义的或不可能的，因而使用由来自喷嘴针的压缩燃料施加的液压力进行控制。为此在燃料喷射阀中构成一控制腔，其力直接或间接地作用在喷嘴针上并且喷嘴针因此被压到喷嘴座上，使得喷嘴针关闭喷射口。通过改变控制腔中压力并从而改变喷嘴针上的关闭力可有目的地控制喷嘴针的纵向运动。

控制腔中的燃料压力借助控制阀来影响，其中，控制腔交替地与在其中存在低压的泄油腔连接或者该连接被控制阀中断。由DE 10 2004 030 445A1公开了一种燃料喷射阀，其具有一这种控制阀。该控制阀实施为所谓二位三通阀并且一方面控制该控制腔至高压源(压缩燃料从该高压源被输送到喷射阀)的连接，另一方面控制该控制腔到一具有低压的泄油腔的连接。控制阀具有一个控制阀元件，其借助一个电致动器，例如电磁铁或压电致动器，可在控制阀腔内部运动并与一第一控制阀座和一第二控制阀座配合作用。如果控制阀元件靠置在第一控制阀座上，则将控制阀腔到泄油腔或者与低压区域连接的泄漏接口的连接关闭。由于不仅从喷嘴针控制腔通入控制阀腔中的排出节流部、而且将高压通道与控制通道相连接的旁通节流部都通入到控制阀腔中，因而通过该排出节流部产生高压通道至控制腔的连接。

如果要使控制腔中的压力降低，则借助电致动器使控制阀元件运动，离开第一控制阀座靠置到第二控制阀座上。因此将控制阀腔至泄油腔的连接打开，同时将使高压通道与控制阀腔连接的旁通节流部关闭。由此产生的从控制腔排出节流部经控制阀腔至泄油腔的连接导致控制腔中的燃料压力流失并因此导致那里的相应的压力降，这导致喷嘴针上的关闭压力降低并最终导致喷嘴针从喷嘴座离开地运动并释放喷射口。

此外由WO 2006/067015A1公开了一种完全类似地工作的控制阀，其基本上以相同的方式工作。该控制阀元件此处也被控制阀腔的燃料压力包围并因此全面地被控制阀腔的燃料压力加载。该控制阀以上所述以这种方式工作：控制阀元件开始时靠置在第一控制阀座上并通过一电致动器运动到控制阀腔中，直至它达到靠置在第二控制阀座上。在此该控制阀元件必须克服控制阀腔中的燃料压力运动离开第一控制阀座。因为在控制阀腔中开始时至少近似地存在喷嘴针控制腔中的压力，该压力又大致相当于输入的燃料高压，因此该力相当高，这要求具有相应高功率的、相应动力的致动器。

此外这些公知的控制阀具有缺点是，控制阀元件用一个强力弹簧预压紧到第一控制阀座上。这是必需的，以确保控制阀可靠关闭，即使施加在控制阀元件上的液压力由于控制阀元件在控制阀腔中的运动而强烈变化。但构造的很强力的关闭弹簧具有缺点，即控制阀元件即使在喷射压力相对较小、即在控制阀腔中仅存在小的燃料压力时也被该很强的弹簧压到第一控制阀座上。这导致第一控制阀座上的不必要的高磨损，这会不利地影响燃料喷射阀的使用寿命。

本发明的优点

与此相比，具有权利要求1特征的本发明燃料喷射阀的优点在于，借助控制阀能实现快速可靠的喷射转换并且因此能实现质量改善的喷射和更长的喷射阀使用寿命。为此，位于控制阀腔中的控制阀元件如此构造，使得不会通过控制腔中的压力而在控制阀元件飞纵向运动方向上施加合成的液压力。通过这种构型，控制阀元件在靠置在第一控制阀座上、即处于其相对泄油腔的关闭位置上时事实上或实际上是力平衡的。这使得能够借助相对弱的致动器使控制阀元件在控制阀腔中快速运动并且非常快速地实施转换过程。因为控制阀元件实际上是力平衡的，故相对弱的关闭弹簧就足够了，该关闭弹簧负责使控制阀元件在缺少其它力的情况下、尤其是在用来驱动控制阀元件的电致动器关断的情况下保留在其使泄油腔相对于控制阀腔关闭的、在第一控制阀座上的位置上。