[发明专利]用于将被加载高压的燃料喷射到内燃机的燃烧室中的喷射器

说明书

背景技术

在如由储存器喷射系统领域公知的用于将被加载高压的燃料喷射到内燃机的燃烧室中的喷射器中，喷射过程的控制根据配置给阀控制活塞的控制室的控制阀的位置来进行。控制室在此通过流入孔在流动上与高压管路连接，被加载高压的燃料通过该高压管路输送给喷射器。为了卸载压力，阀控制活塞的控制室通过流出孔与压力补偿室连接，其中，流出孔由补偿压力的控制阀关闭。在控制阀打开时，被加载高压的燃料通过流出孔从控制室流动到喷射器的压力补偿室中，由此，阀控制活塞被释放。通过释放阀控制活塞，喷嘴针阀打开，燃料通过该喷嘴针阀喷射到内燃机的燃烧室中。喷嘴针阀的与阀控制活塞的控制室中的控制体积的变化相关的动态打开和闭合特性在此可通过设置在流入孔中的流入节流器和设置在流出孔中的流出节流器的设计来确定。

在控制阀打开时，被加载高压的燃料从控制室以高的流动速度穿过流出孔朝喷射器的压力补偿室的方向流动，其中，由于在流出孔和流出节流器的区域中横截面减小而产生燃料压力的局部变化。因为在储存器喷射系统中燃料被加载100MPa或1000bar以上的压力，所以，基于高动态的流体运动而可产生局部的压力降，该压力降导致局部形成蒸汽泡。在与横截面缩小相连的过压阶段中，蒸汽泡向内破裂，这也被称为空化。在蒸汽泡在控制阀的区域中向内破裂时，在此产生的高的局部的能量密度随着时间而在形成边界的壁的表面上导致侵蚀，由此导致不期望的材料剥蚀并且在控制阀的阀座上导致磨损。由此，由于产生空化侵蚀，阀座上以及阀体的配合区域中的表面受损，这可导致控制阀泄漏，由此可导致喷射器功能失效。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种用于将被加载高压的燃料喷射到内燃机的燃烧室中的喷射器，其中，使控制室的流出孔闭合的补偿压力的控制阀的阀座的由空化侵蚀造成的损坏得到避免。

根据本发明，用于将被加载高压的燃料喷射到内燃机的燃烧室中的喷射器包括至少近似旋转对称的控制室，给该控制室配置一个阀控制活塞。控制室在此通过流入孔与喷射系统的高压侧液压连接。流入孔包括流入节流器，被加载高压的燃料到控制室中的流量通过该流入节流器限制。另外，控制室通过流出孔与喷射器的低压侧连接，其中，流出孔可通过控制阀闭合。为了将被加载高压的燃料喷射到内燃机的燃烧室中，控制阀可打开，其中，被加载高压的燃料从控制室流过流出孔和设置在流出孔中的流出节流器并且其结果是阀控制活塞为了打开喷射喷嘴而被释放。

根据本发明，被加载高压的燃料通过流入孔被偏心地引入到控制室中，由此，流入的燃料在控制室内部产生涡旋流动，该涡旋流动具有旋转分量和平移分量。在控制室内部旋转的流动在此具有相对于流出孔的轴线同轴地延伸的旋转轴线。

通过将被加载高压的燃料偏心地输送到控制室中而产生的旋转的燃料流动以涡旋的形式一直继续到流出孔中。由于涡旋和由此形成的流动而产生涡流线，该涡流线沿着旋转流动的旋转轴线延伸并且在所述涡流线的涡流中心中形成死水区。死水区在此不再供输送燃料使用，由此，燃料仅可沿着控制室和流出孔的壁流动。在控制阀打开时由于燃料的高的流动速度和流出孔的区域中的燃料压力的变化产生的蒸汽泡被排挤到旋转流动的中央即涡流中心中，在那里，蒸汽泡也向内破裂。以此方式避免蒸汽泡在限定流出孔边界的壁的附近或在控制阀的阀座的区域中向内破裂，由此避免材料剥蚀，由此避免由于空化而损坏。通过利用本发明所基于的原理而得到提供具有高寿命的适用于多次喷射和最高负荷的喷射器的可能性。

按照本发明的一个优选实施形式，为了使被加载高压的燃料从流入孔偏心地或切向地流入到控制室中，流入孔的流入节流器在相对于控制室的横截面偏心地延伸的方向上延伸。由此，流入节流器的轴线、优选整个流入孔的轴线不与控制室的横截面中心点相交。在控制室中被加载高压的燃料的旋转流动或涡旋的产生由此可通过简单的结构措施即通过关于控制室的横截面偏心地设置流入节流器来实现。

与由现有技术公知的在中央设置流入节流器不同——其中燃料在相对于控制室的横截面径向的方向上被引入到控制室中，在根据本发明的解决方案中得到优点：由于燃料通过偏心的流入节流器切向地流入，在控制室内部可产生根据本发明的涡流，该涡流一直继续到流出孔。

附加于偏心地设置流入节流器或作为其替换方案，根据本发明的另一个实施形式可提出，在控制室中设置有至少一个具有折流面的区段，所述区段使通过流入孔流入到控制室中的被加载高压的燃料偏转。由于流入的燃料通过折流面根据本发明偏转，控制室内部的燃料流根据本发明旋转，由此得到先前描述的优点。所述至少一个折流面在此例如可配置给限定控制室边界的壁的一个区段。