喷油器 【技术领域】
本发明涉及如权利要求1前序部分所述类型的喷油器，它有一个阀控部件和一个喷嘴部件。
背景技术
这种喷油器实际上是早已众所周知的，它们主要与共轨喷油系统一起被用于柴油内燃机。
从实践中知道的上述类型的喷油器具有一个喷嘴部件的喷嘴体，一个喷嘴针阀能够在喷嘴体中轴向导向移动以便打开和关闭喷油器。在喷嘴体的朝向内燃机的燃烧室的端头上，喷嘴体配有多个喷油孔，这些喷油孔可利用沿轴向移动的喷嘴针阀来控制。此外，喷油器还有一个阀控部件，该阀控部件有一个部件外壳和一个安置在外壳上的压电致动器件，它们通过阀控制室通过已知方式与喷嘴部件有效相连。
与压电致动器件相连的是一个阀装置，通过该阀装置将压电致动器件的调节行程传给一个阀关闭机构上。该阀装置具有一个第一活塞即所谓的执行活塞和一个第二活塞即所谓的操纵活塞，在这两个活塞之间安置有一个液压变速器或液压偶合器。液压偶合器同时还用于补偿因温差造成的轴向长度差。
喷嘴针阀利用阀控部件通过在所谓的阀控制室中的压力变化来控制，在此，阀控制室中的压力变化导致喷嘴针阀的轴向移动，从而又使喷嘴体地通往内燃机燃烧室的喷油孔打开或关闭。
阀控制室中的压力通过两个通入阀控制室的节流阀来调节，其中，一个排出节流阀形成一个节流阀板上，一个输入节流阀形成在一个限制出该阀控制室的并包围喷嘴针阀的衬套中。
但不利的是，喷油器的良好工作方式所必需的容差范围只有通过很复杂的检测及高昂的制造技术成本(这要求很高技术成本或设备成本)才能达到，尤其是当根据阀控制室中的喷油器打开压力而要在输入节流阀和排出节流阀之间协调直径比时。
【发明内容】
因此，本发明的任务是提供一种喷油器，它制造简单且成本低廉。
根据本发明，该任务是通过根据权利要求1特征的喷油器完成的。
在具有如权利要求1前序部分所述特征的本发明的喷油器中，节流阀板在其朝向喷嘴部件的一侧具有一个自我封闭的、限定出一个内腔的突起部，该突起部就是阀控制室的边界并且输入节流阀安置在该突起部中，该喷油器的优点是，排出节流阀和输入节流阀被整合成唯一部件，即整合在一个节流阀板上，结果，大大简化了根据阀控制室中的喷油器打开压力来协调在排出节流阀直径同输入节流阀直径之比的过程。
尤其就可以根据直径比或者针对排出节流阀的节流效果和输入节流阀的节流效果之间的比例关系来保持分级的节流阀板，并且根据喷嘴部件的凭经验确定的打开压力而从分级的节流阀板中选出当时“行得通”的节流阀板并与该喷嘴部件配对。
这样，在安装喷油器时就能简单地实现喷油器工作原理所需的谐调，即通过测量在测量装置里和在配对部件即节流阀板里的打开压力来实现喷嘴部件打开压力和阀控制室的两个节流阀节流作用状况之间的谐调。
节流阀板或节流阀圆盘都同时被设计成具有用于阀控制室的输入节流阀和排出节流阀，节流阀板或节流阀圆盘最好在有关生产阶段中制成。
此外，与实际中已知的喷油器相比，本发明喷油器还有下述优点：只须用唯一一个部件就能实现涉及输入节流阀直径和排出节流阀直径之比的谐调。
还有一个优点是，输入节流阀安置在节流阀板的突起部范围内，与实际已知的喷油器相比，输入节流阀的位置没有明显变化，因此已知的喷油器设计结构只须配备按照本发明的节流阀板和与本发明提出的节流阀板匹配的中间件就能获得符合本发明的喷油器。
本发明主题的其它优点和有利的改进方案见说明书、附图和权利要求书。
【附图说明】
附图示意表示本发明喷油器的一个实施例，以下将对其做详细说明。附图表示：
图1是喷油器的局部纵剖示意图；
图2表示图1所示喷油器的放大局部X。
【具体实施方式】
图1示出了喷油器1，它有一个阀控部件2和一个喷嘴部件3。阀控部件2有一个在图中只示出局部的致动器4。在这里，致动器4表示压电致动器单元。在致动器4上连接着一个阀装置5，阀装置有一个调整活塞6和一个操纵活塞7，在此，在这两个活塞6、7之间设有一个起到液压偶合器或液压变速器的且起到喷油器1的受温度影响的长度波动的补偿元件作用的液压室8。
此外，喷油器1被设计成具有一个高压区，确切地说，它有一个高压连接部9，经过该高压连接部，在一个延伸到阀控部件2的构件10A、10B中的通道11中输入被送往喷嘴部件3的且处于共轨高压下的燃油，在此，共轨压力可达1.6kbar(千巴)。
现在，按照已知方式，喷油器1有一个在图中未详示出的限压阀，可借助限压阀调定喷油器1的低压区30的系统压力。喷油器1的系统压力最好小于30巴，在此，系统压力大小可根据当时的使用情况并通过限压阀被调节到一个所需并对喷油器工作方式产生积极作用的值。
喷嘴部件3有一个喷嘴针阀12，该喷嘴针阀能轴向移动地安置在一个喷嘴体13中。如图1所示，喷嘴体13贴靠在阀控部件2的一个节流阀板14上并借助一个喷嘴夹紧螺母15与阀控部件2牢固相连。
喷嘴针阀12在其背向阀控部件2的一端与喷嘴体13的阀座16配合，从而使得在喷嘴针阀12从阀座16抬起时喷嘴体13的喷油孔17被打开，燃油被喷入内燃机燃烧室中。
在喷油过程中，喷嘴体13中的喷嘴针阀12借助一个弹簧18的沿喷嘴针阀12的关闭方向作用于喷嘴针阀12的弹力而从阀座16移向阀控部件2或节流阀板14。
弹簧18以其背向阀控部件2的一端通过垫圈19支撑在喷嘴针阀12的凸缘20上。弹簧18以其朝向阀控部件2的一端放置在一个中间件即所谓的弹簧挡板21上，该弹簧挡板则支撑在节流阀板14上。弹簧18的状态可根据垫圈19的厚度来调节，所以，在安装喷油器1时，可按规定从多个现有的分级垫圈19中进行挑选，以便补偿制造公差。
喷嘴针阀12、弹簧挡板21和节流阀板14限定出一个阀控制室22，并且一个输入节流阀23和一个排出节流阀24分别通入该阀控制室中，这两个节流阀安置在节流阀板14上。
图2以放大前视图表示喷油器1的在图1中所标出的部分X。在部分X中，节流阀板14在其朝向喷嘴部件3的一侧有一个环绕封闭的并界定出一个内腔25的突起部26，该突起部与弹簧挡板21和喷嘴针阀12的一个端部12A共同限定出阀控制室22。突起部在此成环形凸缘26的形式，它朝着弹簧18突出到该节流阀板14的一个朝向喷嘴部件3的端面27上。
在图2所示的断面图中，输入节流阀23安置在环形凸缘26中，这样，围绕弹簧挡板21的喷油器1的高压区9便经过输入节流阀23与阀控制室22相连。此外，朝向喷油器1的低压区30地从阀控制室22且确切地说从环形凸缘26的内腔25分支出该排出节流阀24。
在环形凸缘26中的输入节流阀23的中心线44离节流阀板14端面27的最小距离不得小于2mm，以便在用于将输入节流阀23开设于环形凸缘26的蚀刻时为电极导线提供足够大的地方。输入节流阀23的直径最好在0.15至0.25mm范围内，在这里，输入节流阀的直径为0.2mm。
环形凸缘26的一个朝向弹簧挡板21的端面28与弹簧挡板21的一个朝向节流阀板14的端面29相关地被设计成锥形，从而在弹簧挡板21贴靠在环形凸缘26上的情况下，在这两个部件之间存在线接触，这种线接触对阀控制室21相对高压区8的密封是特别有利的。弹簧挡板21贴在环形凸缘26上是通过弹簧18实现的，该弹簧借助其有预加应力的安装位置将弹簧挡板21压紧在环形凸缘26上。
喷嘴针阀12的端部12A可在弹簧挡板21的导向件41中轴向移动，它被设计成其直径小于喷嘴针阀12的一个部位，该部位处于弹簧挡板外面并被弹簧18包围着。喷嘴针阀12的在弹簧挡板21的背向节流阀板14那侧的阶梯形刻画出一个凸缘32，该凸缘限制了在喷嘴针阀12沿喷嘴部件3或喷油器1打开方向运动时的喷嘴针阀12的行程。
在节流阀板14的端面27和环形凸缘26之间的过渡区里，在节流阀板14端面27上形成一个凹穴33，该凹穴的设置目是，即使在靠近环形凸缘26的区域内，也能用磨削工具来加工节流阀板14的端面27。
下面，对如图1所示的喷油器实施例的工作原理加以说明，在这里，采用的是机动车内燃机的喷油器，在这个实施形式中的燃油喷射器即喷油器1被设计成共轨喷油器。
为了根据喷油器1中的动力情况调定喷射开始、喷射持续时间及喷油量，通过致动器4来控制阀装置5，该致动器件被安置在阀装置5的背向阀控制室和燃烧室的一侧。在图中未详细示出的致动器4的压电致动器件是按已知方式由多个陶瓷层构成的，并且在其朝向阀装置5的一侧设有一个致动器头42并在其背向阀装置5的一侧设有一个未详细示出的致动器脚，该致动器脚支撑在喷油器1的壳体的一个壁上。
在图1所示的阀装置5的位置上，喷油器1的控制室34与低压区30分开。在控制室34中设有一控制阀36的阀件35、该阀件在致动器4未通电的情况下紧贴在第一控制阀座37上，该控制阀座形成在阀控部件2的构件10A中。控制室34和阀控制室22之间的借助排出节流阀24的连通被断开，因为阀件35借助弹簧机构和存在于控制室34中的压力而被压向第一控制阀座37。在阀件35的该位置上，压电致动器未通电，喷油器1则由于喷嘴针阀12贴在喷嘴体13阀座16上被关闭。
若致动器4或者其压电陶瓷体被通电，则压电陶瓷体的长度由于压电效应而增大。该增长从阀装置按照已知方式被转到阀件35上，所以阀件35从第一控制阀座37上抬起并沿第二控制阀座38的方向被轴向推动，该控制阀座形成在节流阀板14的朝向控制室34的一边上。
在阀件35的该位置，高压区9通过阀控制室22和控制室34与低压区30相连，阀控制室22的压力通过排出节流阀24向着低压区30衰减。根据喷嘴部件3中的压力状况及面积状况，喷嘴针阀12从喷嘴体13的阀座16上抬起。
为了关闭喷油器1，阀件35要么紧贴在第一控制阀座37上，要么紧贴在第二控制阀座38上，从而将阀控制室22和低压区30之间的连通断开。为使阀件35紧贴在第一控制阀座37上，必须中断致动器4的通电，这样，致动器件的压电陶瓷体的伸长便回复原状。随后，沿致动器4的方向出现了阀装置5的轴向移位，阀件35由于一个沿第一控制阀座37的方向作用于阀件35的弹簧件43的弹力和控制室34的压力被压紧在第一控制阀座37上。
在阀件35的这一位置上，处于低压区30和阀控制室22之间的连通被断开或关闭。因此，在阀控制室22中的压力通过输入节流阀23而朝着高压区9形成，在此，喷嘴针阀12从在阀控制室22中的规定压力值开始被紧压在喷嘴体13阀座16上，喷油器1或其喷射口17被关闭。
阀件35的导致喷油器1关闭的第二预定位置是这样达到的，即调节致动器4的通电，从而致动器4的伸长导致阀件35紧贴在第二控制阀座38上，而排出节流阀24被阀件35关闭。这样，阀控制室22和低压区30之间的连通也同时被关闭，所以阀控制室22中的压力经过输入节流阀23形成，从而通过预定方式导致喷油器1的关闭。
最好在下述条件下借助阀件35贴在第一控制阀座37上来实现喷油器1关闭，即向内燃机燃烧室喷油的阶段已中止并且在该喷油阶段中最好不再继续喷油。
喷油器1借助阀件35贴在第二控制阀座37上而实现关闭，这种关闭最好在一个由多次瞬间前后喷油组成的喷油阶段里完成。这是由下述事实引起的，即阀件35为了打开喷油器1而无须像从第一控制阀座37抬起那样克服阀控制室22的高压而移动，而是该阀控制室22和控制室34之间连通的断开在减少致动器4的通电的情况下通过阀控制室22的高压和弹簧件43的弹力来完成。
喷嘴针阀12在喷嘴体13的导向件40和弹簧挡板21的导向件41中能纵向移动地被紧密引导，在此，这两个导向件40和41相互协调，借以避免喷嘴针阀12的轴向活动，这种轴向活动可能由于喷嘴针阀12的错位造成，错位会导致喷嘴针阀12和喷嘴体13或弹簧挡板21之间的摩擦力增大。特别是，弹簧挡板21的导向件41在喷油器1的轴向上被设计得比较短，这样，在制造方面与那些实际已知的具有较长引导区的衬套式部件相比更有成本优势。
具有输入节流阀23和排出节流阀24的节流阀板14是预制的分级圆盘，它在输入节流阀23直径和排出节流阀24直径之间具有确定的直径比，在喷油器1的一定打开压力下，这保证了喷油器1的完善工作方式。在这里，所谓的打开压力表示在已打开控制阀36的情况下在阀控制室22中的某一压力值，在该压力值下，喷嘴针阀12从喷嘴体13的阀座16上抬起。
在本发明的喷油器中存在这样的可能性，即使用一个在专用测量装置中求出的喷嘴模体3或喷油器1的打开压力，由此选择这样的节流阀板，即该节流阀板具有喷油器1的完美工作方式所需的、在输入节流阀直径和排出节流阀直径之间的直径比，即，输入节流阀23和排出节流阀24的节流效果之比。由于制造公差之故，上述直径比或两个节流阀的节流效果之比是在喷嘴部件之间是各不相同的。因此，在装配过程中必须提前准备具有不同直径比的分级的节流阀板并根据打开压力与一个喷嘴部件进行配对。
这种节流阀板制造起来简单且成本低廉，因为输入节流阀和排出节流阀被整合到一个工件或唯一构件里。此外，在装配时，喷油器的校准也因此而大大简化。
喷油器的工作方式例如可以通过节流阀板的配对来调整，节流阀板的输入节流阀各有一个根据所求得的打开压力而选择的、适应于喷油器完美工作方式的流量。排出节流阀直径总是与输入节流阀直径相匹配，因而这两个节流阀的直径比对所有待配对的节流阀板来说都是恒定的。
此外，当然可以规定以下措施：喷油器的工作原理通过具有可变直径比的节流阀板来调定。分级节流阀板的直径比要么通过输入节流阀直径的改变、通过排出节流阀直径的改变来改变，要么通过输入节流阀和排出节流阀的直径改变来改变。
在环形凸缘26中的输入节流阀23的中线距离该节流阀板14端面27的最小距离不得小于2mm，以便在蚀刻时能为电极导线提供提供足够大的地方。输入节流阀的直径在0.15至0.25mm范围内，在这里，它最好为0.2mm。
在另一个不同于上述实施形式的喷油器实施方式里规定了，节流阀板的突起部为了相对喷嘴部件来径向校准该阀控部件而至少在局部形状配合地嵌入该喷嘴部件的一个机构中。这样，就有利地存在这样的可能性，即在实际已知的喷油器中，为了实现相对喷嘴部件的阀控部件的定心，可以用突起部代替主要用在节流阀板和喷嘴部件的喷嘴体之间区域中的定心销，这样一来，有利地减少了喷油器的零件数量，这又导致装配的简化。