[发明专利]燃料喷射阀

说明书

本发明涉及一种燃料喷射阀，其优点在于阀座体(5)的特别高的结构强度和抗疲劳强度。该燃料喷射阀(1)包括能激励的用于操纵阀关闭体的促动器并且包括喷射开口(7)，所述阀关闭体与构造在阀座体(5)上的阀座面(6)一起构成密封座，所述喷射开口构造在所述阀座面(6)下游，其中，所述喷射开口(7)安置在所述阀座体(5)的沿喷射方向圆顶状向外伸出的中心区域(44)。所述阀座体(5)的圆顶状轴向凸起的所述中心区域(44)在所有喷射开口(7)的汇合区域的径向外部终止在加深的沉入部(47)中，从所述沉入部出发径向向外地衔接有所述阀座体(5)的再次轴向凸起的边缘区域(48)，使得在横截面中构成阀座体(5)的总体上波纹形的圆顶轮廓。所述燃料喷射阀特别适合于将燃料直接喷入到压缩混合气的外源点火内燃机的燃烧室中。

技术领域

本发明从根据独立权利要求类属的燃料喷射阀出发。

背景技术

在图1,2a,2b和2c中示出已知阀座体的实施方式。在此，在示意图中，图2a,2b和2c示出具有喷射开口的阀座体的三个典型的基本结构形式。在根据图2c的已知和可行的解决方案中，具有平面的和平坦的端面的阀座体向着燃烧室方向封闭燃料喷射阀的下游阀端部，而在根据图2a和2b的同样已知的解决方案中，阀座体构型有阀座体的包括喷射开口的、圆顶状地沿喷射方向向外的中心区域。在此，或者涉及在中心区域中具有圆锥形周面的锥圆顶(例如DE 10 2013 219 027 A1)或者涉及具有凸球形向外延伸的凸起(例如EP 2 333306 A1)。在两种情况下，阀座体的圆顶状中心区域流畅并且连贯地过渡到阀座体的平面的和平坦的端面中。

在这种阀座体的情况下，整个圆顶区域是强度关键的区域。该区域由于阀针与其阀关闭体的百万次冲击而发生应变。此外，燃料的系统压力整面地作用到圆顶状中心区域的整个内侧上。这些负荷伴有圆顶区域弯曲的风险地对该区域中的阀座面质量、阀座体密封性要求和疲劳强度起负面影响。

发明内容

除了具有简单和低成本的可制造性的优点以外，具有权利要求1特征部分特征的本发明燃料喷射阀还具有许多其他优点。根据本发明，燃料喷射阀的阀座体的圆顶状地轴向凸起的中心区域这样实施，使得该中心区域在所有喷射开口的汇合区域的径向外部在以理想方式环绕的加深的沉入部中终止，从所述沉入部出发径向向外地衔接有阀座体的再次轴向凸起的边缘区域，使得在横截面中构成阀座体的总体上波纹形的圆顶轮廓。

相对于根据现有技术的阀座体的圆顶状中心区域，有效地减小了与强度相关的应力。通过导出负荷的区域(边缘区域的“基底”)与用于喷射开口的区域(功能区域)之间的结构性分开，对于圆顶状中心区域得到圆顶中心的明显更高的可承受应变性。可以以该方式实现圆顶状中心区域的1000MPa的疲劳强度水平并且从而明显超出已知解决方案的水平。前述的疲劳强度水平可以在考虑静态失效概率(≦1ppm)的情况下针对负荷交变数(≧1E8)通过计算被确定。

由于高的可承受应变性，使得能够减小喷射开口的区域中的圆顶状中间区域的壁厚，而不会在此增大振荡断裂的风险。因此可考虑实现中心区域中的低于500μm的小壁厚。圆顶壁厚的减小又能够实现喷射开口的长度或者说喷射开口前阶梯的长度的减小。这有助于优化喷雾特性，尤其有助于减小射束渗透(Strahlpenetration)。

此外明显的优点是，防止燃料直接在喷射结束之后不受控地流出。通常，在燃料喷射阀闭合时阀针与阀关闭体在阀座面上发生碰撞，使得紧跟着闭合过程会暂时出现不希望的打开阶段。该不受控地给出的燃料量导致喷入的燃料量与期望值的小偏差，使得不能够排除发动机运行中的不利作用。借助圆顶状中心区域的本发明设计方案可以极大地减小碰撞概率，因为波形圆顶具有高的自身刚度。

本发明的另一优点在于，在发动机运行中在圆顶状中心区域的外侧上出现比在已知的燃料喷射阀中少的碳烟沉积。通过本发明阀座体的设计方案，在构件中实现温度分布，该温度分布防止碳烟覆盖层的急剧增加。