[发明专利]内燃机用的喷油装置

说明书

本发明涉及一种内燃机用喷油装置。

在由GB-PS 1 320 057所公知的这种类型的喷油装置中，从控制室过来的出油道通到一个收集室，收集室通过一个继续向前的卸压通道同卸压室连接。在通向这个收集室的出油道的入口处，为控制阀的阀元件配备了阀座，做为驱动装置它具有一个压电元件，而且做成有锥形密封面的阀元件。这个控制阀完成控制控制室中压力的功能，在这里要考虑到，为了能够安全可靠运行，只允许对压电元件加压，在这个意义上，在关闭位置在压电元件上作用着由阀座传输的关闭力和由压力负荷通过出油道截面对阀元件作用产生的力。在这里，由于准备关闭力，压电元件的一部分作功能力丧失了。

本发明的目的在于，提供一种内燃机用的喷油装置，该喷油装置在阀元件处于关闭位置时可实现自动密封的功能。

根据本发明，提出了一种具有燃油高压源的内燃机喷油装置，从燃油高压源向喷油阀供应燃油，喷油阀具有一个用于控制喷油开口的喷油阀元件和一个控制室，控制室由一个与喷油阀元件至少间接相连的活动壁来限制，而且控制室具有一个借助于节流阀确定尺寸的、来自高压源的进油道和一个通往卸压室的具有定义的最大排放截面的出油道，在这个出油道处构成了阀座，阀座通过由压电元件操作的控制阀的阀元件的密封面来控制，其中，阀座朝向控制室地配置在出油道处，而且为了打开通向控制室的出油道，压电元件使阀元件相对控制室中的压力从阀座升起，并且阀元件被朝关闭方向由控制室中的压力加压。

本发明喷油装置的优点是，用于严密关闭控制阀所需要的关闭力不需要由压电元件带来，而是由控制室中的压力来产生。由压电元件带来的高的调节力只用于打开阀门，其中，压电元件又被控制室中的调节压力施加压力。只要阀一打开，阻碍调节运动或者与控制阀打开相反作用的力快速下降，这样，在这种情况下，压电元件没有明显负荷，因此，在按照本发明的结构中，操作控制阀的压电元件可以大大减小，所需要的能量也比较少。由于这一事实，即在控制室的这个位置中总是存在着通过进油口输入的高的燃油压力，所以在阀元件关闭位置，这实现了自动密封的功能。

在另一个有利的结构中，用于阀元件沿打开方向的调节运动所需要的空间减小到空隙范围，因此控制活塞的直径可以比较小，这又具有优点，这样喷油阀元件可以达到较快的速度，因为从控制室移出移进的体积流量比较小。

在另外的有利结构中，安装了两个相互成一排的阀座，在排放过程中用于通过出油道减轻控制室压力，阀元件向控制室方向进行调节运动时，由阀元件和第一个阀座构成的阀打开，接着由阀元件和第二个阀座构成的阀关闭。如果阀元件以其密封面贴紧在第一个阀座上，为使喷油阀关闭在控制室中产生压力。如果喷油阀处于打开状态，由于压电元件操作，阀元件从第一阀座升起。阀元件可以停留在中间位置中，这时，在两个阀座通流截面是打开的。在这个位置中，喷油阀的喷油阀元件可以打开，这样，通过持续保持控制阀的阀元件在这个位置来进行一定的喷油。如果与此相反，压电元件被这样控制，使压电元件可以实行满的操作行程，在第一个阀座的通流截面打开之后，控制阀的阀元件接触到第二个阀座，这样，在这个位置中，控制室相对卸压侧又被锁闭。然而，在从第一个阀座到第二个阀座的运动过程中，控制室短时间卸压，而这可以进行短时间喷油过程，这个喷油过程被用做预喷油。对于下面需要的主喷油过程，阀元件位于两个阀座之间的中间位置，为结束主喷油过程，在控制室内产生的高压作用下，阀元件又重新回到第一阀座。采用这个结构，具有特别有利的另外的可能性，即以最少的费用控制最小的预喷油量。

在另外一种结构中，第二个阀座是在一个可弹性变形的中间件上构成，它的优点是，做为控制阀的阀元件的驱动装置压电元件所需要的作功能力还可以更小。如果控制阀的阀元件在第一个阀座通流截面打开之后，接触到第二个阀座，在弹性变形的中间件上形成了一个压差，在朝向控制室的一侧通向卸压室可卸压，而在第二个阀座通流截面关闭时在控制室内具有很高的压力。由于这种力的情况，现在中间件可以变形，并且朝控制阀的阀元件的驱动侧方向运动，这减少了压电元件为了打开第二个阀座的通流截面必须作用的行程，以便接着为了准备主喷油而对控制室卸压。如果阀元件为了这个目的从第二个阀座升起，由于又去除了在可变形的中间件上的单侧力，使中间件又重新回到其正常位置，因而可快速打开卸压横断面。

特别有利的结构是，通过以喷油阀中纵向通道的形式，有利的把燃油高压输送到喷油阀的压力室，在挺杆周围形成耐压，进油道可以从这里有利地通入坚固的壳体中。

在另外的有利结构中描述了在控制阀的阀元件上密封面的特别有利的构造。