[发明专利]用于配量流体的阀，尤其燃料喷射阀

说明书

本发明涉及一种阀，其中，阀座体具有特别高的结构和振动强度。燃料喷射阀包括：用于操纵阀关闭体的能受激励的促动器，促动器与构造在阀座体上的阀座面一起构成密封座；构造在阀座面下游的喷射开口，其中，将喷射开口设置在阀座体的突起状地沿喷射方向向外突出的中间区域中。该中间区域具有多重拱曲的外轮廓，该外轮廓由此产生：构造环形环绕的内凹部和环形环绕的外凹部，其中，内凹部是突起的一部分，并且突起在径向上在所有喷射开口的孔口区域之外终止于深入的外凹部中，从外凹部起径向向外衔接有阀座体的又在轴向上突出的边缘区域。该燃料喷射阀特别适合于将燃料直接喷射到压缩混合气的外源点火内燃机中。

技术领域

本发明涉及一种用于配量流体的阀，尤其燃料喷射阀。

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，图2a,2b和2c在示意图中示出具有喷射开口的阀座体的三个基本的典型结构形式。在根据图2c的已知且经证实的解决方案中，阀座体以平坦和扁平的端面向着燃烧室的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，阀座体构型有包围喷射开口的、沿喷射方向向外突出的突起状中间区域。在此或者涉及在中间区域中具有锥形周面的锥形突起(例如DE 10 2013 219 027A1)或者涉及具有球形凸出地向外延伸的拱曲部(例如EP 2 333306A1)。在两种情况下，阀座体的突起状中间区域流畅并且连续地过渡到阀座体的平坦和扁平的端面中。

在这种阀座体中，整个突起区域是对于强度关键的区域。该区域由于阀针与其阀关闭体的百万次撞击而承受应力。此外，燃料的系统压力整面地作用到突起状中间区域的整个内侧上。这些负载伴随使突起区域弯曲的风险对阀座面的品质、阀座体在该区域中的密封性要求和疲劳强度产生负面影响。

发明内容

在此提出一种用于配量流体的阀，尤其燃料喷射阀，尤其用于将燃料直接喷射到燃烧室中。所述阀用于内燃机的燃料喷射设备并且具有：用于操纵阀关闭体的能受激励的促动器，所述促动器与构造在阀座体上的阀座面一起构成密封座；至少一个喷射开口，所述喷射开口构造在所述阀座面的下游，其中，将所述至少一个喷射开口设置在所述阀座体的突起状地沿喷射方向向外突出的中间区域中。

本发明的用于配量流体的阀除了具有简单和低成本的可制造性以外还具有许多其他优点。根据本发明，阀、尤其燃料喷射阀的阀座体的突起状地轴向突出的中间区域如此实施，使得该中间区域具有多重拱曲的外轮廓，该外轮廓通过以下方式产生，即构造环形环绕的内凹部和环形环绕的外凹部，其中，内凹部是突起的一部分，并且该突起在径向上在所有喷射开口的孔口区域之外终止于深入的外凹部中，从该外凹部起径向向外衔接有阀座体的又在轴向上突出的边缘区域。

与根据现有技术的阀座体的突起状中间区域相比，有效地减小与强度相关的应力。通过负载导出的区域(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，对于突起状的中间区域而言得到突起中心的明显更高的抗应变能力。

由于高的抗应变能力使得能够在径向内部减小突起状中间区域的壁厚，而不会在此增大振动断裂的风险。因此，可考虑在中间区域中实现仅200至300μm的小壁厚。相反，在喷射开口的区域中可以通过加厚部提高突起壁厚，由此总体提高阀座体的强度并且通过喷射开口的加长能够以有利的方式实现待喷射流体、尤其燃料到燃烧室中的深穿入。

此外应强调的是，燃料直接在喷射结束之后的不受控流出被阻止。通常，在关闭燃料喷射阀时发生阀针与阀关闭体在阀座面处的回跳，使得在关闭过程期间还伴随短时不希望的打开阶段。该不受控地排出的燃料量导致喷入的燃料量与额定值出现小偏差，使得不能够排除发动机运行中的不利影响。借助本发明的突起状中间区域设计可以极大程度减小回跳概率，因为波纹突起具有高的固有刚度。

本发明的另一优点在于，在发动机运行中在突起状中间区域的外侧产生比在已知的燃料喷射阀中少的积碳。通过本发明的阀座体设计，在构件中实现阻止碳覆层急剧生长的温度分布。