專利名稱：用于壓力調(diào)制地形成噴射曲線的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
術(shù)語(yǔ)“噴射曲線(Einspritzverlauf)”表示噴射到燃燒室中的燃料量與曲軸角度或凸輪軸角度關(guān)系的曲線。主要的量為噴射持續(xù)時(shí)間及噴射量。它們代表當(dāng)這些噴射閥打開(kāi)及燃料到達(dá)燃燒室內(nèi)部期間在度/曲軸角度，凸輪軸角度或ms上的噴射的曲線。
背景技術(shù)：
DE 198 37 332 Al涉及一種用于控制泵單元中壓力建立的控制單元。該控制單元具有一個(gè)控制閥及一個(gè)與控制閥相連接的閥操作單元。控制閥由在流動(dòng)方向上向內(nèi)打開(kāi)的I-閥構(gòu)成，它具有一個(gè)可在控制單元?dú)んw中軸向移動(dòng)地被支承的閥體，當(dāng)控制閥閉合時(shí)該閥體從內(nèi)部配合在控制閥的一個(gè)閥座上。設(shè)有一個(gè)節(jié)流裝置，通過(guò)它使經(jīng)過(guò)控制閥的流量在控制閥打開(kāi)一個(gè)小行程h的情況下被節(jié)流。在以該行程打開(kāi)的控制閥上閥座始終被打開(kāi)，但另一閥座閉合，以致輸送的介質(zhì)必需通過(guò)節(jié)流孔流過(guò)控制閥。基于控制閥流量的這種節(jié)流，將在系統(tǒng)的高壓區(qū)域中建立一個(gè)較低的壓力。相反地在控制閥完全閉合的情況下無(wú)論第一閥座還是另一閥座均閉合，由此中斷旁路連接。這導(dǎo)致在系統(tǒng)高壓區(qū)域中相對(duì)系統(tǒng)低壓區(qū)域的泵單元高壓的建立。
DE 42 38 727 A1涉及一種電磁閥。該電磁閥用于控制尤其一個(gè)燃料噴射泵的泵工作室的一個(gè)至少暫時(shí)達(dá)到流體高壓的高壓室與一個(gè)低壓室之間連接的通路。設(shè)有一個(gè)放置在閥殼體中的閥體及一個(gè)設(shè)置在其中的孔，在該孔中一個(gè)活塞形式的閥閉合件可由一個(gè)電磁鐵作用抵抗復(fù)位彈簧的力移動(dòng)。該活塞由圓柱形外表面開(kāi)始通過(guò)一個(gè)錐面逐漸縮小到一個(gè)小直徑，其中錐面與閥體上的一個(gè)錐形的、將包圍活塞的圓柱形外表面的高壓室與包圍活塞小直徑部分的空間相連接的閥座相配合。該閥座的錐角小于活塞錐面的錐角，以使得活塞可通過(guò)形成在其圓柱形外表面與錐面之間過(guò)渡部分上的密封邊緣與閥座相配合。在該密封邊緣后面在從高壓室向低壓室的溢流方向上，設(shè)有一個(gè)由打開(kāi)行程開(kāi)始起作用的節(jié)流點(diǎn)。該節(jié)流點(diǎn)由活塞角面與閥座面之間重疊區(qū)域中的一個(gè)節(jié)流區(qū)段構(gòu)成，其中活塞的錐面角稍微地大于閥座面角，最好大0.5至1°，以使得活塞錐面與閥座面之間的通道截面在整個(gè)圓周上、在向低壓室的溢流方向上在打開(kāi)行程的開(kāi)始持續(xù)地減小?；趪娚潆A段-前、主或后噴射階段-之間燃料的高流動(dòng)速度，使用該方案可抑制氣蝕損害。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，提出了一種用于將燃料噴射到壓燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的裝置，它具有一個(gè)控制單元，該控制單元對(duì)一個(gè)彈簧控制的噴射裝置加載，該噴射裝置包括一個(gè)噴嘴針及該控制單元包括一個(gè)第一閥及一個(gè)第二閥，這些閥各包括一個(gè)壓力室，這些壓力室通過(guò)一個(gè)壓力管路彼此相連接，其中，第一閥與第二閥串聯(lián)連接，其中第一閥控制第二閥的壓力室的壓力加載，在噴射階段期間噴射壓力的高度通過(guò)第二閥來(lái)控制。
根據(jù)本發(fā)明提出的方案，除了控制參數(shù)即噴射開(kāi)始點(diǎn)、噴射量、噴射壓力及噴射次數(shù)-它們?cè)谶@方面被稱為一個(gè)共軌噴射系統(tǒng)的通常的控制參數(shù)-外，還允許對(duì)噴射過(guò)程的第一階段(所謂“靴形階段”)在噴射時(shí)間長(zhǎng)度及壓力水準(zhǔn)方面進(jìn)行控制。根據(jù)壓燃式內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速及負(fù)載通過(guò)對(duì)靴形階段的控制對(duì)NOx的排放量產(chǎn)生極有利的影響。該設(shè)置在主噴射前的靴形階段用于在優(yōu)化燃燒即盡可能完全燃燒及優(yōu)化廢氣成分方面對(duì)在主噴射階段中轉(zhuǎn)換的混合物預(yù)處理。
與控制參數(shù)如噴射開(kāi)始點(diǎn)、噴射量、噴射壓力等無(wú)關(guān)地在持續(xù)時(shí)間上控制靴形階段的可能性允許在靴形階段中的噴射曲線適配于使用的燃料。在靜止的柴油機(jī)或驅(qū)動(dòng)船舶的柴油機(jī)中通常使用重油作為燃料，它的霧化特性例如與噴射到轎車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的柴油相比是很不有利的。通過(guò)燃料受控制的噴射來(lái)準(zhǔn)備混合物可實(shí)現(xiàn)與燃料質(zhì)量無(wú)關(guān)的、壓縮混合物的更好準(zhǔn)備，由此當(dāng)燃燒階段期間可在燃燒室中調(diào)節(jié)對(duì)排放方面有利的比例關(guān)系。由此能以特別有利的方式在內(nèi)燃機(jī)相同燃料消耗的情況下實(shí)現(xiàn)更有利的Nox排放。該方案也可實(shí)現(xiàn)獲得混合物預(yù)熱的多重噴射(前噴射階段)及用于煙值降低的后噴射階段與噴射曲線形成的組合。
此外上述方案這樣地考慮使用重油作為柴油機(jī)的燃料，即操作機(jī)構(gòu)例如電磁鐵的電磁線圈或帶有液壓轉(zhuǎn)換器的壓電致動(dòng)器通過(guò)膜片與燃料隔開(kāi)。這些膜片例如使銜鐵板及電磁鐵與燃料隔開(kāi)，為了改善燃料的流動(dòng)性該燃料可被預(yù)加熱到140℃及該溫度以上的溫度。
有利的是，第一閥是一個(gè)3/2換向閥，它的壓力室通過(guò)一個(gè)高壓輸入口加載及在壓力室的下面是一個(gè)可關(guān)閉的、無(wú)壓力的排出部及分支出所述壓力管路。
有利的是，可通過(guò)第一閥加載的第二閥由2/2換向閥構(gòu)成，一個(gè)高壓排出部從它的壓力室延伸到噴射裝置的噴嘴室。
有利的是，控制單元包括用于第一閥及第二閥的操作裝置，這些操作裝置各通過(guò)一個(gè)膜件來(lái)隔離燃料。
有利的是，這些膜件被容納在與控制部分的中間部分的分界面之上的、控制單元的一個(gè)上部分中。
有利的是，第一閥包括一個(gè)閥體，該閥體的錐座關(guān)閉所述壓力管路及所述無(wú)壓力的排出部。
有利的是，閥體包括一個(gè)輸入節(jié)流部分，該節(jié)流部分通過(guò)一個(gè)通道與可由操作裝置減壓的控制室相連接。
有利的是，閥體包括一個(gè)伸出部分，該伸出部分根據(jù)閥體的行程關(guān)閉或釋放無(wú)壓力的排出部。
有利的是，第一閥的閥體的行程被一個(gè)由控制單元的中間部分構(gòu)成的止擋面限定。
有利的是，在控制室減壓時(shí)通過(guò)排出節(jié)流部分控制排出的控制量通過(guò)一個(gè)溢流孔，一個(gè)排流管路導(dǎo)入無(wú)壓力的排出部。
有利的是，第二閥具有一個(gè)閥體，該閥體包括一個(gè)錐座，在該錐座的上面設(shè)有一個(gè)節(jié)流點(diǎn)，后者與一個(gè)向著高壓排出部的縱向孔相連接。
有利的是，控制單元被接收在一個(gè)高壓蓄壓室上。
有利的是，控制單元被直接地設(shè)置在所述噴射裝置的上面。
有利的是，所述控制單元被構(gòu)造成為分開(kāi)的，其中容納第一閥的部分被配置在高壓蓄壓室上及容納第二閥的部分被配置給噴射裝置。
有利的是，第一閥及第二閥的這些壓力室通過(guò)一個(gè)管道連接部分相連接。
有利的是，對(duì)一個(gè)壓燃式內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)汽缸配置一個(gè)控制單元及一個(gè)噴射裝置。


以下將借助附圖來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明。
附圖為圖1具有由一個(gè)3/2換向閥及一個(gè)2/2換向閥的串聯(lián)組合的控制裝置，圖2固定在一個(gè)高壓蓄壓室(共軌)上的、根據(jù)圖1的控制裝置，
圖3直接配置給一個(gè)噴射器(DHK)的、根據(jù)圖1的控制裝置，圖4根據(jù)圖1的控制裝置的一個(gè)分開(kāi)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案，其中控制裝置的一部分配置給高壓蓄壓室，及控制裝置的另一部分配置給噴射器(DHK)，及圖5.1，5.2噴嘴針行程及噴射壓力各相對(duì)時(shí)間軸的曲線，圖5.3一個(gè)3/2換向閥的不同的控制時(shí)間，圖5.4一個(gè)實(shí)現(xiàn)全壓力建立的2/2換向閥的控制時(shí)間，圖6一個(gè)3/2換向閥及一個(gè)2/2換向閥的壓力、噴嘴針行程及控制時(shí)間的曲線，及圖7在與“靴形變化率成形(Boot-rate-shaping)”組合的多重噴射情況下，一個(gè)3/2換向閥及一個(gè)2/2換向閥的壓力、噴嘴針行程及控制時(shí)間的曲線。
具體實(shí)施例方式
圖1表示具有由一個(gè)3/2換向閥及一個(gè)2/2換向閥的串聯(lián)組合的控制裝置。
在圖1中可看到的控制單元6借助一個(gè)高壓輸入口1通過(guò)這里未示出的一個(gè)高壓蓄壓室(共軌)或另一高壓源加載處于高壓下的燃料?？刂茊卧?包括一個(gè)無(wú)壓力的排出部3及一個(gè)高壓側(cè)排出部2?？刂茊卧?模塊式構(gòu)成及包括一個(gè)上部分7，在其中并列地容納一個(gè)第一操作裝置4及一個(gè)第二操作裝置5。在控制單元6的上部分7的下面設(shè)有一個(gè)中間部分8，在該中間部分上連接著一個(gè)下部分9。
控制單元6包括一個(gè)第一閥10及一個(gè)第二閥11。第一閥10被構(gòu)造成一個(gè)3/2換向閥，它的壓力室28通過(guò)所述高壓輸入口1被加載處于高壓下的燃料。其對(duì)面的第二閥11被構(gòu)造成一個(gè)2/2換向閥。第一閥10通過(guò)第一操作裝置4控制，該操作裝置4在根據(jù)圖1的視圖中被構(gòu)造成電磁鐵。該電磁鐵的磁線圈13被容納在控制單元6的上部分7中。用于第一閥10的控制室24減壓的操作部件21，22對(duì)一個(gè)閉合件20加載，該閉合件本身則使一個(gè)用于第一閥10的控制室24減壓的排出節(jié)流部分23釋放或關(guān)閉。在圖1所示的控制單元6的實(shí)施方案中第一操作裝置4由電磁鐵構(gòu)成。變換地，第一操作裝置4的構(gòu)型可為壓電致動(dòng)器，在其后可設(shè)置增大調(diào)節(jié)行程的液壓轉(zhuǎn)換器。操作部件21，22-在根據(jù)圖1的視圖中被構(gòu)造成銜鐵板21及與此連接的栓柱22-被一個(gè)復(fù)位彈簧12加載，該彈簧使操作部件21，22的銜鐵板21保持在離開(kāi)第一操作裝置4的磁線圈13下端面一定距離上。操作部件21，22的栓柱22包括一個(gè)支承面19，它局部地包圍著這里構(gòu)成球形的閉合件20及將其壓在中間部分8內(nèi)的、關(guān)閉控制室24的排出部的座上。標(biāo)號(hào)18表示第一操作裝置4及第一閥10的對(duì)稱線。
在控制單元6的上部分7中，第一操作裝置4的下面構(gòu)造有一個(gè)第一空腔15，它用于接收操作部件21，22的銜鐵板21。在控制單元6的上部分7與中間部分8的分界線之上的區(qū)域中，第一空腔15借助一個(gè)柔性的膜件17密封以防止燃料進(jìn)入。當(dāng)控制單元6使用在大柴油機(jī)上時(shí)，這些大柴油機(jī)例如用作靜止的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或用于驅(qū)動(dòng)船舶，使用重油作為燃料，為了改善其流動(dòng)性能它被加熱到140℃或以上。為了保護(hù)第一操作裝置4-及類似地保護(hù)操作第二閥11的第二操作裝置5-以防止其損壞及進(jìn)入粘滯的燃料，第一空腔15及類似地第二操作裝置5的第二空腔16在相對(duì)于控制單元6的中間部分8的分界線區(qū)域中借助一些柔性膜件17保護(hù)以防止熱燃料的進(jìn)入。
在優(yōu)選作為3/2換向閥構(gòu)成的第一閥10的控制室24減壓時(shí)被控制排出的控制量壓入到包圍著操作部件21，22的栓柱22的環(huán)形室中及從那里流入到水平地延伸在中間部分8內(nèi)的溢流孔25中。從控制單元6的中間部分8中的水平延伸的溢流孔25不僅分支出在中間部分8中垂直方向上延伸的溢流孔26而且也分支出一個(gè)排流管路34。所述由控制室24控制排出的燃料容積可通過(guò)排流管路34導(dǎo)入無(wú)壓力的排出部3，被控制排出的燃料容積從該排出部流回到燃料箱中。
第一閥10包括一個(gè)閥體27，它的上端面限定控制室24。此外控制室24由控制單元6的下部分9及控制單元6的中間部分8的下表面的部分區(qū)域來(lái)限定，在該部分區(qū)域中設(shè)有排出節(jié)流部分23，該節(jié)流部分可通過(guò)這里球形構(gòu)型的閉合件20閉合或釋放。第一閥10的閥體27還包括一個(gè)在由環(huán)形構(gòu)型的壓力室28包圍的區(qū)域中的一個(gè)輸入節(jié)流點(diǎn)30，該節(jié)流點(diǎn)與一個(gè)連通到閥體27的上端面的縱向孔形成連接。通過(guò)高壓輸入口1，輸入節(jié)流點(diǎn)30及在圖1中以虛線表示的所述縱向孔可以保證第一閥10的控制室24被持續(xù)地加載著一個(gè)控制容積。此外第一閥10的閥體27包括一個(gè)與下部分9的相應(yīng)閥座面相配合的錐座29。在圖1中，閥體27的錐座29移入控制單元6的下部分9的與它相應(yīng)的閥座面上，及不僅閉合了無(wú)壓力的排出部3，而且也封閉了在環(huán)形延伸的壓力室28的下面分支出的、通向第二閥11的壓力室36的橫向孔32，該第二閥最好構(gòu)造成2/2換向閥。第一閥10的閥體27還包括一個(gè)伸出部分31，它被設(shè)置在錐座29的下面及根據(jù)閥體27在控制單元6下部分9中的行程關(guān)閉或釋放無(wú)壓力的排出部3。當(dāng)通過(guò)第一操作單元4通電使控制室24減壓時(shí)，控制室24被減壓，因此閥體27在垂直方向上向上移動(dòng)，直到其上端面接觸到中間部分8的接觸面18為止。相應(yīng)于該垂直行程，錐座29從控制單元6的下部分9中的其閥座面向上移動(dòng)及伸出部分31部分地進(jìn)入連接在壓力室28下面的孔中，并正好在這樣的位置上，即高壓輸入口1可通過(guò)環(huán)形壓力室28及對(duì)第二閥11的壓力室36加載的橫向孔32供給高壓。
也設(shè)置在控制單元6的上部分7中的第二操作單元5在根據(jù)圖1的實(shí)施方案中亦構(gòu)成電磁閥即構(gòu)成電磁鐵，它操作第二閥11的閥體35。在第二操作裝置5的電磁線圈13的下面設(shè)有一個(gè)構(gòu)造在上部分7中的第二空腔16，它通過(guò)膜件17可防止被預(yù)加熱的燃料流入。當(dāng)使用預(yù)加熱的重油作為燃料時(shí)-在靜止的大柴油發(fā)動(dòng)機(jī)及用于驅(qū)動(dòng)船舶的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下通常完全是如此，在燃料流入及接著冷卻的情況下，由于行程小，即由操作第一閥10或第二閥11所需的電磁鐵調(diào)節(jié)行程小，工作不能以所需精度實(shí)現(xiàn)。
第二閥11的通過(guò)橫向孔32加載的壓力室36通入一個(gè)高壓排出部2，該排出部與一個(gè)噴射裝置的在圖1中未示出噴嘴室相連接，該噴射裝置例如為一個(gè)噴嘴-支座組合或一個(gè)噴射器。在第二閥11的閥體35的向著高壓排出部2的端部上構(gòu)造了一個(gè)錐座39，它與控制單元6的下部分9中的相應(yīng)閥座面相配合。在閥體35的下區(qū)域中構(gòu)造有一個(gè)與壓力室36形成連接的節(jié)流點(diǎn)37，該節(jié)流點(diǎn)與閥體35內(nèi)的一個(gè)縱向孔38形成連接。
第一操作裝置4及第二操作裝置5借助一個(gè)控制部分40來(lái)控制，該控制部分通過(guò)控制導(dǎo)線14分別與第一操作裝置4及第二操作裝置5的電磁線圈13相連接。
圖1中所示實(shí)施方案的工作方式如下液壓3/2換向閥10的閥體27將借助構(gòu)成電磁鐵的第一操作裝置4來(lái)控制。閥體27的打開(kāi)及關(guān)閉通過(guò)由第一操作裝置4控制的控制室24的減壓控制。壓力下降及壓力升高與閥體27下部分中輸入節(jié)流點(diǎn)30的直徑或控制室24之上的排出節(jié)流部分23的結(jié)構(gòu)有關(guān)。如果第一操作裝置4的電磁線圈13未通電流，閥體27通過(guò)其錐座29進(jìn)入控制單元6的下部分9內(nèi)的相應(yīng)閥座面來(lái)關(guān)閉高壓輸入口1通過(guò)橫向孔32到第二閥11的壓力室36的通路。在此情況下第二閥11的高壓排出部2與第一閥10下部的無(wú)壓力排出部3相連接。通過(guò)這些排出部，由控制室24在其減壓時(shí)控制排出的控制容積可通過(guò)水平延伸的溢流孔25及排流管路34排出到控制單元6低壓側(cè)。在該狀態(tài)中一個(gè)噴射裝置的噴嘴針-參照?qǐng)D2及3-保持閉合。當(dāng)通過(guò)控制部分40啟動(dòng)第一操作裝置4，即激勵(lì)電磁線圈13時(shí)，閥體27向著止擋18移動(dòng)。通過(guò)相應(yīng)于行程位移實(shí)現(xiàn)的伸出部分31向連接在壓力室28下面的孔的移入將使無(wú)壓力排出部3關(guān)閉，這時(shí)高壓輸入口1通過(guò)壓力室28與第二控制閥11的壓力室36相連接?，F(xiàn)在將發(fā)生噴射過(guò)程的開(kāi)始。噴射壓力將通過(guò)操作第二閥11的閥體35的第二操作裝置5來(lái)控制，后者的電磁線圈通過(guò)控制導(dǎo)線14由控制部分40啟動(dòng)。在第二閥11的關(guān)閉狀態(tài)，即第二操作裝置5的電磁線圈13未通電時(shí)，向噴嘴的輸入通過(guò)構(gòu)造在閥體35中的節(jié)流點(diǎn)37節(jié)流。通過(guò)所述的控制順序，即第一操作裝置4的電磁線圈13被通電流及由此產(chǎn)生的壓力室24的減壓，雖然高壓輸入口1通過(guò)壓力室28及通過(guò)橫向孔32與第二閥11的壓力室36相連接，但在該噴射階段僅進(jìn)行高壓排出部2向噴嘴的節(jié)流加載(參照?qǐng)D2中示圖)。與通過(guò)控制部分40對(duì)第二操作裝置5的操作相關(guān)地，根據(jù)控制、即第二閥11的閥體35在控制單元6的下部分9內(nèi)移動(dòng)的行程而定，可對(duì)一個(gè)噴嘴-支座組合56的噴嘴室59(參照根據(jù)圖2的示圖)進(jìn)行去節(jié)流的加載。當(dāng)?shù)诙y11打開(kāi)時(shí)在噴嘴-支座組合中的噴嘴(參照?qǐng)D2及圖3)未被節(jié)流地與高壓輸入口1經(jīng)第一閥10的壓力室28，橫向孔32，第二閥11的壓力室36相連接。為了結(jié)束噴射，通過(guò)最好構(gòu)造成3/2換向閥的第一閥10的閥體27的操作，即錐座29進(jìn)入位于下部分9內(nèi)的閥座面中使通向噴嘴-支座組合或通向噴射器56(參照根據(jù)圖2的示圖)的高壓排出部2斷開(kāi)，由此使高壓排出部2與無(wú)壓力的排出部3連接，以使用于燃料噴射的裝置56卸載壓力。然后，第二閥11通過(guò)被電磁線圈13包圍地接收在控制單元6的上部分7中的復(fù)位彈簧12閉合。
圖2表示固定在一個(gè)高壓蓄壓室(共軌)上的、根據(jù)圖1的控制裝置。
在根據(jù)圖2的示圖中，控制單元6僅由上部分7，中間部分8及下部分9來(lái)代表。高壓蓄壓室50被構(gòu)造成基本上管形的。該高壓蓄壓室50(共軌)與控制單元6沿著接合縫51彼此相連接。在控制單元6之上表示出控制單元6的上部分7中的第一操作裝置4及第二操作裝置5的控制導(dǎo)線14，通過(guò)這些導(dǎo)線將由控制部分40來(lái)控制用于操作第一閥10及第二閥11的電磁線圈。
高壓蓄壓室50(共軌)通過(guò)一個(gè)燃料前導(dǎo)管53與油箱55相連接及包括一個(gè)高壓燃料泵52，該泵使油箱55中的燃料提高到任意的壓力水準(zhǔn)，例如在600與1800巴之間的壓力水準(zhǔn)上。
控制單元6上的無(wú)壓力排出部3通過(guò)一個(gè)回流管54也與油箱55相連接，以使得由第一閥10的控制室24控制排出的燃料量可以再流回到燃料儲(chǔ)存器中。在控制單元6的高壓排出部2上存在著對(duì)第二閥11的壓力室36加載壓力而引起的高壓，該高壓通過(guò)高壓排出部2的繼續(xù)延伸相應(yīng)地存在于噴嘴-支座組合56的控制室59中。標(biāo)號(hào)56表示一個(gè)噴嘴-支座組合，該組合包括一個(gè)噴嘴針58，該噴嘴針在噴嘴-支座組合56內(nèi)被一個(gè)壓簧加載。根據(jù)噴嘴室59的壓力加載情況，設(shè)置在噴嘴-支座組合56的燃燒室側(cè)端部上的噴射孔57將被供給燃料或關(guān)閉。噴嘴-支座組合56的彈簧室通過(guò)另一無(wú)壓力的排出部60與通入燃料箱55中的回流管54連接，由此過(guò)剩的燃料容積也可流回到油箱55中。在根據(jù)圖2的示圖中，控制單元6可直接地配置給高壓蓄壓室50(共軌)，由此可達(dá)到從高壓蓄壓室50(共軌)到控制單元6的高壓輸入口1的短結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。
由根據(jù)圖3的示圖可看到，根據(jù)圖1的控制單元直接設(shè)置在一個(gè)噴射器(DHK)的上面。
由標(biāo)號(hào)70表示一個(gè)控制單元6在噴嘴-支座組合56-或用于將燃料噴射到一個(gè)壓燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的其它構(gòu)型的裝置-的上部區(qū)域中的集成一體的結(jié)構(gòu)，它類似于根據(jù)圖2的示圖通過(guò)控制導(dǎo)線14由一個(gè)控制部分40來(lái)控制。高壓蓄壓室50類似于根據(jù)圖2的示圖通過(guò)一個(gè)高壓燃料泵52被加載處于高壓下的燃料容積，高壓燃料泵52本身通過(guò)一個(gè)前導(dǎo)管53由油箱55輸送燃料。燃料噴射裝置56的一個(gè)無(wú)壓力排出部60通入該油箱55中，該燃料噴射裝置在這里被構(gòu)成噴嘴-支座組合。漏油體積從-在根據(jù)圖3的實(shí)施方案中通入噴嘴-支座組合56的彈簧室中的-控制單元6的無(wú)壓力排出部3通過(guò)無(wú)壓力排出部60及回流管54流回到油箱55中。通過(guò)控制單元6在一個(gè)燃料噴射裝置56上面的集成一體的結(jié)構(gòu)70將以有利方式獲得了一個(gè)特別短的高壓排出部2，包圍著噴嘴針58的噴嘴室59通過(guò)該高壓排出部2被加載高壓。并且控制單元6在其集成結(jié)構(gòu)70中也具有一個(gè)上部分7，所述中間部分8及所述下部分9，在下部分中容納第一閥10及在圖3中未示出的第二閥11。
由圖4可看到控制單元的一個(gè)分開(kāi)構(gòu)型的結(jié)構(gòu)方案，其中控制單元的一部分直接配置在高壓蓄壓室(共軌)上，及控制單元的另一部分直接配置給噴射器。
該控制單元6的分開(kāi)實(shí)施方案用標(biāo)號(hào)80表示。在該實(shí)施例中，控制單元80包括兩個(gè)組成部分，其中第一閥10及操作它的第一操作裝置4被容納在上部分7.1，中間部分8.1及下部分9.1中。高壓蓄壓室50(共軌)直接與控制單元80的下部分9.1相連接。從分開(kāi)的控制單元6的下部分9.1、即從第一閥10的壓力室28分支出一個(gè)連接管路81，通過(guò)該管路對(duì)第二閥11的壓力室36加載高壓燃料，該壓力室36被包含在作成分開(kāi)式的控制裝置80的第二部分中。
第二閥11最好被作成2/2換向閥，它被設(shè)置在該控制裝置80的分開(kāi)構(gòu)成的實(shí)施方案的上部分7.2，中間部分8.2及下部分9.2中。從第二閥11的壓力室36分支出高壓排出部2，它對(duì)噴嘴-支座組合56的噴嘴室59加載高壓。根據(jù)噴嘴針58抵抗彈簧預(yù)壓力的行程運(yùn)動(dòng)，在噴嘴-支座組合56的燃燒室側(cè)端部的這些噴射孔57或是被加載燃料或是閉合。標(biāo)號(hào)60表示無(wú)壓力的排出部，多余的燃料容積通過(guò)該排出部流回到未示出的油箱中。
圖5.1及5.2表示噴嘴針行程及噴射壓力分別在時(shí)間軸上畫(huà)出的曲線。
由根據(jù)圖5.1的曲線圖可看到相對(duì)時(shí)間軸84畫(huà)出的噴嘴針行程83。如從根據(jù)圖5.1的曲線圖可看到的，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明提出的方案既可在一個(gè)主噴射90前連接短的靴形階段(Bootphase)87也可連接長(zhǎng)尺寸的靴形階段88。由圖5.2的曲線可看到壓力水準(zhǔn)92，它為連接在主噴射90前面的靴形階段86-或?yàn)槎痰难バ坞A段87，或?yàn)殚L(zhǎng)的靴形階段88-期間所達(dá)到的值。在靴形階段86期間的壓力水準(zhǔn)92與系統(tǒng)壓力91即最高壓力相比可借助圖1中所示的節(jié)流部分37調(diào)節(jié)及與行程及節(jié)流大小相關(guān)。
與在主噴射階段90期間具有的達(dá)到最大水準(zhǔn)的壓力水準(zhǔn)89相比，在靴形階段86期間噴射壓力延伸在一個(gè)較小的壓力水準(zhǔn)92上。在靴形階段內(nèi)小的噴射燃料量進(jìn)入燃燒室中，它基本上用于改善在燃燒室內(nèi)的壓縮空氣的渦旋及其目的是預(yù)處理空氣混合物以導(dǎo)致接著在主噴射階段90期間的優(yōu)化燃燒。主噴射階段90的曲線的特征是壓力最大值89，一個(gè)下降的壓力邊緣93及一個(gè)在主噴射階段90開(kāi)始時(shí)陡地上升的壓力邊緣94。在主噴射階段90期間調(diào)節(jié)出的高壓水準(zhǔn)91基本上相應(yīng)于在高壓蓄壓室50(共軌)內(nèi)調(diào)節(jié)出的壓力最大值89。
圖5.3表示一個(gè)3/2換向閥的不同的控制時(shí)間，這些控制時(shí)間確定噴射持續(xù)時(shí)間及噴射量。
標(biāo)號(hào)95表示作為一個(gè)3/2換向閥構(gòu)成的第一閥10的第一噴射開(kāi)始點(diǎn)，而標(biāo)號(hào)103表示第一噴射持續(xù)時(shí)間98的結(jié)束點(diǎn)。第一噴射開(kāi)始點(diǎn)95通過(guò)控制第一閥10的電磁鐵13的控制時(shí)刻來(lái)觸發(fā)。視控制時(shí)刻而定，也可構(gòu)成一個(gè)第二噴射開(kāi)始點(diǎn)96或一個(gè)第三噴射開(kāi)始點(diǎn)97，由此在保持噴射結(jié)束點(diǎn)103的情況下可實(shí)現(xiàn)不同長(zhǎng)短的噴射持續(xù)時(shí)間98，99，100，通過(guò)這些噴射持續(xù)時(shí)間可確定輸入到一個(gè)內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的燃料量。
通過(guò)電磁鐵13控制第一閥10所達(dá)到的壓力水準(zhǔn)用標(biāo)號(hào)101表不。
圖5.4表示作為2/2換向閥構(gòu)成的第二閥11的控制時(shí)間。它通過(guò)電磁鐵13在時(shí)刻102上打開(kāi)及在時(shí)刻103上閉合。由標(biāo)號(hào)100表示兩個(gè)閥同時(shí)打開(kāi)的時(shí)間間隔，以使得在該階段中可調(diào)節(jié)到圖5.3中所示的壓力最大值89，在該值上在3/2換向閥上及2/2換向閥上、即第一閥10上及第二閥11上的兩個(gè)壓力水準(zhǔn)101及105相疊加。根據(jù)控制時(shí)刻90，位于主噴射階段90前面的靴形階段86可被形成為短靴形階段87或長(zhǎng)靴形階段88，在該靴形階段中具有由作為3/2換向閥構(gòu)成的第一閥10打開(kāi)時(shí)出現(xiàn)的第一壓力水準(zhǔn)101。
如果第一閥10及第二閥11根據(jù)圖5.4同時(shí)地打開(kāi)及閉合，則根據(jù)曲線104調(diào)節(jié)出一個(gè)主噴射，而無(wú)如圖5.2中前置的一個(gè)靴形階段86。
圖6表示在具有“靴形變化率成形”(Boot-rate-shaping)的多重噴射情況下壓力、針行程及一個(gè)3/2換向閥及一個(gè)2/2換向閥的控制時(shí)間的曲線。
在圖6中，相對(duì)于一個(gè)活塞在內(nèi)燃機(jī)汽缸中的上死點(diǎn)(O.T)106復(fù)述了上述參數(shù)。由圖7中上面的曲線列可看到，對(duì)帶有前置靴形階段86的主噴射階段90配置了一個(gè)前噴射108及一個(gè)后噴射109。在前噴射108期間，作為一個(gè)噴射器的噴射閥元件的噴嘴針部分地打開(kāi)，參見(jiàn)標(biāo)號(hào)110；在以標(biāo)號(hào)111表示的時(shí)間間隔中，噴嘴針根據(jù)圖7中針行程曲線83被完全打開(kāi)。借助2/2換向閥11，可相對(duì)第一閥10同步地在噴射起點(diǎn)變化的情況下控制靴形階段86的長(zhǎng)度。
在前噴射108期間，構(gòu)造成3/2換向閥的第一閥10在持續(xù)時(shí)間112中短時(shí)地打開(kāi)及接著又閉合，由此將用于預(yù)處理的少量燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。在用標(biāo)號(hào)95表示的時(shí)刻上，使3/2換向閥打開(kāi)一個(gè)主噴射階段的持續(xù)時(shí)間113及在時(shí)刻103上又關(guān)閉。在后噴射階段109期間，3/2換向閥即第一閥10打開(kāi)持續(xù)時(shí)間114。相對(duì)第一閥10的打開(kāi)時(shí)刻95或閉合時(shí)刻103推移地，2/2換向閥即第二閥11在時(shí)刻116上打開(kāi)及直到時(shí)刻117才閉合，該時(shí)刻根據(jù)圖7所示的、2/2換向閥推移的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間過(guò)程115可與后噴射階段114的未端相重合。
通過(guò)2/2換向閥即第二閥11的打開(kāi)時(shí)刻及閉合時(shí)刻116及117的推移可實(shí)現(xiàn)靴形變化率成形，即根據(jù)確定的條件及準(zhǔn)則來(lái)形成噴射壓力曲線及由此形成噴射量。此外，由圖7給出的曲線分布可看出，一個(gè)主噴射階段90，不管它帶有或不帶有靴形階段86，既可在其前面設(shè)置一個(gè)前噴射108也可在其后設(shè)置一個(gè)后噴射109。
權(quán)利要求
1.用于將燃料噴射到壓燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的裝置，它具有一個(gè)控制單元(6，80)，該控制單元對(duì)一個(gè)彈簧控制的噴射裝置(56)加載，該噴射裝置包括一個(gè)噴嘴針(58)及該控制單元(6，80)包括一個(gè)第一閥(10)及一個(gè)第二閥(11)，這些閥各包括一個(gè)壓力室(28，36)，這些壓力室通過(guò)一個(gè)壓力管路(32，81)彼此相連接，其特征在于第一閥(10)與第二閥(11)串聯(lián)連接，其中第一閥(10)控制第二閥(11)的壓力室(36)的壓力加載，在噴射階段(86，87，88；90)期間噴射壓力的高度(91，92)通過(guò)第二閥(11)來(lái)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于噴射燃料的裝置，其特征在于第一閥(10)是一個(gè)3/2換向閥，它的壓力室(28)通過(guò)一個(gè)高壓輸入口(1)加載及在壓力室(28)的下面是一個(gè)可關(guān)閉的、無(wú)壓力的排出部(3)及分支出所述壓力管路(32，81)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的用于噴射燃料的裝置，其特征在于可通過(guò)第一閥(10)加載的第二閥(11)由2/2換向閥構(gòu)成，一個(gè)高壓排出部(3)從它的壓力室(36)延伸到噴射裝置(56)的噴嘴室(59)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的用于噴射燃料的裝置，其特征在于控制單元(6，80)包括用于第一閥(10)及第二閥(11)的操作裝置(4，5)，這些操作裝置各通過(guò)一個(gè)膜件(17)來(lái)隔離燃料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的用于噴射燃料的裝置，其特征在于這些膜件(17)被容納在與控制部分(6，80)的中間部分(8，8.1，8.2)的分界面之上的、控制單元(6)的一個(gè)上部分(7，7.1，7.2)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的用于噴射燃料的裝置，其特征在于第一閥(10)包括一個(gè)閥體(27)，該閥體的錐座(29)關(guān)閉所述壓力管路(32)及所述無(wú)壓力的排出部(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的用于噴射燃料的裝置，其特征在于閥體(27)包括一個(gè)輸入節(jié)流部分(30)，該節(jié)流部分通過(guò)一個(gè)通道與可由操作裝置(4)減壓的控制室(24)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的用于噴射燃料的裝置，其特征在于閥體(27)包括一個(gè)伸出部分(31)，該伸出部分根據(jù)閥體(27)的行程關(guān)閉或釋放無(wú)壓力的排出部(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的用于噴射燃料的裝置，其特征在于第一閥(10)的閥體(27)的行程被一個(gè)由控制單元(6，80)的中間部分(8)構(gòu)成的止擋面(18)限定。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的用于噴射燃料的裝置，其特征在于在控制室(24)減壓時(shí)通過(guò)排出節(jié)流部分(23)控制排出的控制量通過(guò)一個(gè)溢流孔(25)，一個(gè)排流管路(34)導(dǎo)入無(wú)壓力的排出部(3)。
11.根據(jù)權(quán)利要求3的用于噴射燃料的裝置，其特征在于第二閥(11)具有一個(gè)閥體(35)，該閥體包括一個(gè)錐座(39)，在該錐座的上面設(shè)有一個(gè)節(jié)流點(diǎn)(37)，后者與一個(gè)向著高壓排出部(2)的縱向孔(38)相連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的用于噴射燃料的裝置，其特征在于控制單元(6，80)被接收在一個(gè)高壓蓄壓室(50)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的用于噴射燃料的裝置，其特征在于控制單元(6)被直接地設(shè)置在所述噴射裝置(56)的上面。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的用于噴射燃料的裝置，其特征在于所述控制單元(80)被構(gòu)造成為分開(kāi)的，其中容納第一閥(10)的部分(7.1，8.1，9.1)被配置在高壓蓄壓室(50)上及容納第二閥(11)的部分(7.2，8.2，9.2)被配置給噴射裝置(56)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的用于噴射燃料的裝置，其特征在于第一閥(10)及第二閥(11)的這些壓力室(28，36)通過(guò)一個(gè)管道連接部分(81)相連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的用于噴射燃料的裝置，其特征在于對(duì)一個(gè)壓燃式內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)汽缸配置一個(gè)控制單元(6，80)及一個(gè)噴射裝置(56)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將燃料噴射到壓燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的裝置，它具有一個(gè)控制單元(6，80)，該控制單元對(duì)一個(gè)彈簧控制的噴射裝置(56)加載。該噴射裝置包括一個(gè)噴嘴針(58)，通過(guò)它可釋放或關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)噴射孔(57)?？刂茊卧?6，80)包括一個(gè)第一閥(10)及一個(gè)第二閥(11)，這些閥各包括一個(gè)壓力室(28，36)。這些壓力室(28，36)通過(guò)一個(gè)壓力管路(32，81)彼此相連接。第一閥(10)與第二閥(11)串聯(lián)連接，其中第一閥(10)控制第二閥(11)的壓力室(36)的壓力加載，在噴射階段(86，90)期間噴射壓力的高度(91，92)通過(guò)第二閥(11)來(lái)控制。
文檔編號(hào)F02B3/06GK1639458SQ03805335
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月4日
發(fā)明者亞羅斯拉烏·赫勞賽克 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司