燃料喷射器技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的燃料喷射器。
背景技术
从申请人的申请DE102008003348A1已知这种燃料喷射器。该在自
发火式内燃机中用作共轨喷射系统组成部分的燃料喷射器具有喷嘴针，该
喷嘴针的背离喷射孔的端部沉入到阀壳体中的阀块中。在阀块内构成有控
制室，该控制室能通过排出孔卸载到燃料喷射器的低压区域中。通过控制
室中的压力以已知的方式控制喷嘴针的运动，以打开和封闭喷射孔。阀元
件用于该目的，该阀元件布置在燃料喷射器的低压侧上且在下降位置封闭
所述排出孔或在抬升位置释放该排出孔。所述阀元件在已知的燃料喷射器
中在基本上盘形或套筒形的电磁衔铁上一体地构造为突起，该电磁衔铁与
电磁线圈共同起作用，该电磁线圈在通电时引起阀元件从其封闭排出孔的
位置抬起。衔铁被压力弹簧朝阀元件的封闭位置方向进行力加载，以在电
磁线圈不通电时确保：燃料不能从控制室流出或者说喷嘴针位于其封闭喷
射孔的位置。衔铁在销形导向元件中在轴向上被导向，该销形导向元件局
部地贯穿构造在衔铁中的通孔。在此主要的是，在导向元件的外直径和通
孔的孔直径之间构成相对紧密的配合，以一方面阻止燃料经由回流通道且
经由处于导向元件与衔铁之间的环形缝隙朝低压室方向进行不希望的流
出，且另一方面阻止衔铁或阀元件在垂直于导向元件纵向轴线的平面中运
动，因为在发生所述运动的情况下会在阀元件和阀块之间的配合处上出现
不希望的提高的磨损。相关联地，主要的是：基于导向元件的布置或构造，
在面向回流通道的端面上，控制室的压力始终作用到导向元件上。该液压
压力从导向元件经由与外壳固定的元件传递到喷射器壳体。
基于例如由于起作用的压力弹簧(该压力弹簧将衔铁或者说阀元件力
加载到其封闭位置)所引起的不对称的力影响或基于燃料流出时的不对称
的流动情况而能够有横向力作用到衔铁上，所述横向力尤其在相对高的系
统压力的情况下导致：导向元件基于在该导向元件贴靠在所述与壳体固定
的元件上的部位的区域中的相对高的轴向压力而不能(侧向)移动，从而
基于导向元件的外直径和衔铁中的通孔之间的相对紧密的配合而产生提高
的磨损或提高的摩擦。
在DE102008003348A1中示出的燃料喷射器中，大约在导向元件的
轴向中间区域中设置有第一弱化区域，在该第一弱化区域的区域中，导向
元件的横截面减小。由此，导向元件沿其纵向轴线的弯曲刚度减小。
发明内容
以所述现有技术出发，本发明的任务是这样改进如权利要求1前序部
分所述的燃料喷射器，使得在出现横向力时，在导向元件或者与导向元件
共同起作用的构件上避免提高的磨损，同时在这些构件之间也不应该出现
摩擦或应该仅出现相对微小地提高的摩擦，以保证阀元件易于进行轴向运
动。根据本发明，该任务在具有权利要求1特征的燃料喷射器的情况下以
下述方式解决：与第一弱化区域在轴向上隔开间距地在导向元件的导向区
域上布置有至少一个第二弱化区域，在所述第二弱化区域中，导向元件的
横截面减小。这种具有至少两个在轴向上相互隔开间距地布置的弱化区域
的构造实现这样的可能性：在出现横向力时，导向元件以“S”形变形，从
而尤其所述导向元件的在阀元件内被导向的区段在没有提高的摩擦或磨损
的情况下与阀元件共同起作用。
根据本发明的燃料喷射器的有利改进方案在从属权利要求中列出。
为了在出现横向力时可实现导向元件起作用的S形构造，特别有利的
是：两个弱化区域之间的轴向间距，就导向元件的除处于阀元件中的导向
区段之外的长度而言，处于所述该长度的50％到80％之间。由此即使在导
向元件的中间区段的偏转相对小或其倾斜角度相对小时也可能的是：可实
现阀元件的相对大的横向运动；或由于该相对大的横向运动，阀元件的导
向部中的摩擦力相对小。
为了使得能不阻碍导向元件的运动或者变形，尤其设置：至少不对导
向元件的处于所述两个弱化区域之间的中间区段进行在径向上的导向。这
理解为：与所述导向元件的偏转无关，偏转的该中间区段不与构件形成接
触，从而尤其不会有未定义的力作用到所述导向元件上。
为了减小位置固定的壳体元件上的表面压力而有利的是：导向元件在
面向该壳体元件的一侧具有平坦的端面。
当导向元件柱形地构造且除所述至少两个弱化区域外具有恒定的横截
面时，可实现特别简单且精确地制造导向元件。
此外，当所述至少两个弱化区域的区域中的横截面的尺寸至少基本上
大小相等时，可在所述至少两个弱化区域的区域中实现相同的特性。
当所述弱化区域以径向环绕的环形槽的形式构造时，可特别简单地在
导向元件中构造所述至少两个弱化区域。此外，这具有这样的优点：与导
向元件的角度位置无关，在所有方向上都可实现导向元件的运动或倾斜。
然而替代地也可设置：所述弱化区域以切口或缺口的形式构造。在这
类构造的情况下例如可在导向元件的弯曲特性曲线方面获得不对称的特
性，即导向元件在一个方向上可特别简单地偏转，而相对地，在另一方向
上的偏转却更困难。在该情况下可设置：将导向元件以旋转角度固定的方
式布置。
为了减小缺口影响而有利的是：所述弱化区域被倒圆或设有半径。
本发明优选应用于控制室中的压力为至少2000巴的燃料喷射器中。在
这么高的控制压力或系统压力的情况下，在所述导向元件上产生这样高的
轴向压力：在没有根据本发明的构造的情况下，在提高的摩擦或磨损方面
所产生的效应特别需要考虑或者是特别突出的。
附图说明
本发明的其它优点、特征和细节由后面的优选实施例说明以及根据附
图得到。在附图中示出：
图1根据本发明的燃料喷射器的部分区域的纵向剖视图；
图2图1在修改过的导向元件的情况下的细节图；以及
图3用于解释导向元件的不同功能区段的原理图。
在附图中，相同的元件或功能相同的元件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中区段地示出的根据本发明的燃料喷射器10是共轨喷射系统的
组成部分，所述共轨喷射系统用于将燃料喷射到自发火式内燃机的未示出
的燃烧室中。在此，由该燃料喷射系统提供的燃料压力优选为大于2000巴。
燃料喷射器10具有喷射器壳体11，纵向孔12贯穿喷射器壳体11，其中，
纵向孔12具有直径不同的孔区段。带有凸肩16的阀块15在轴向上支承在
纵向孔12的台阶13上。为了使阀块15在轴向上压紧台阶13，阀块15在
与台阶13对置的侧面上布置成与压紧螺栓17作用连接，压紧螺栓17的外
螺纹与纵向孔12中的相应内螺纹共同起作用。
阀块15在背离压紧螺栓17的侧面上具有盲孔18，构造为喷嘴针20的
喷射元件的轴向端部区域19沉入到盲孔18中。盲孔18在径向上对端部区
域19进行导向且此外使喷嘴针20可在喷嘴针20的纵向轴线22方向上做
轴向运动。在喷嘴针15的在图1示出的下降位置中，该喷嘴针封闭喷射器
壳体11中的至少一个喷射孔(未图示)，但在实际中可能有多个喷射孔，
以防止燃料从在喷射器壳体11中在喷嘴针20的区域中形成的高压室25喷
出。相对地，在喷嘴针20的在附图中未示出的抬升位置，喷射器壳体11
中的所述至少一个喷射孔被释放，从而将燃料从高压室25给出到或喷射到
内燃机燃烧室中。高压室25通过在喷射器壳体11中仅以符号示出的连接
部26且通过燃料导送管路27与燃料存储器(共轨)28液压连接，燃料储
存器28将处于系统压力下的燃料供应给高压室25。
一通孔从盲孔18的底部出发沿纵向轴线22延伸，该通孔构成排出孔
30，在排出孔30中，流出节流部31构造为横截面变窄部。在盲孔18内部，
该盲孔在不被喷嘴针20的端部区域19穿过的区域中构成体积可改变的控
制室35，控制室35通过在盲孔18底部附近构成的带有进入节流部37的连
接孔36与高压室25液压连接，从而燃料可从高压室25流入到控制室35
中。如已知的那样(并且因而在此不详细解释)，控制室35用于通过调节
控制室35中的燃料压力来控制喷嘴针20的运动，以释放或封闭喷射器壳
体11中的所述至少一个喷射孔。为此，排出孔30可至少间接借助于阀元
件40进行封闭，以防止燃料从控制室35经排出孔30流出到喷射器壳体11
的低压室42中。低压室42通过喷射器壳体11中的另一连接部43且通过
回流管路44例如与回流容器(燃料箱)45连接。
阀元件40是电磁衔铁的组成部分且具有套筒形的第一区域46，在第一
区域46上在背离阀块15的侧面上衔接有盘形或环形衔铁区域48。衔铁区
域48或者说阀元件40与嵌入到环形磁芯49中的电磁线圈50共同起作用，
电磁线圈50在通电时将阀元件40向磁芯49的方向吸引，磁芯49在背离
阀元件40的侧面上在轴向上贴靠在喷射器壳体11的封闭板51上。磁芯49
具有通孔53，在通孔53的区域中，盘形支撑板55位置固定地在轴向上贴
抵封闭板51。同样布置在通孔53内的压力弹簧56在轴向上在一侧抵着支
撑板55进行支撑而在另一侧抵着阀元件40的衔铁区域48的面向压力弹簧
56的端面进行支撑，使得压力弹簧56将阀元件40力加载到在图1示出的
下降位置，在该位置中，阀元件40的套筒形区域46的密封棱边57在构成
密封座的情况下贴靠在阀块15的锥形对应面58上，以防止燃料从排出孔
30流出到低压室42中。压力弹簧56以具有径向距离的方式包围导向元件
65。
阀元件40被直径恒定的通孔60穿过。销形导向元件65的导向区段61
在通孔60的背离阀块15的一侧沉入到通孔60中。在背离导向元件65的
一侧，阀块15的轴颈形突起63优选具有径向间隙地沉入，在所述径向间
隙中构成有用于供燃料朝密封棱边57方向流出的整平部64。导向元件65
的外直径这样协调于通孔60的孔直径，使得：一方面使得能实现阀元件40
在导向区段61上的至少几乎无泄漏的径向导向；而另一方面保证阀元件40
在双向箭头66方向(平行于纵向轴线22)上的具有相对小摩擦的轴向可运
动性。
经由控制室35和回流管路30作用到端面67上的液压压力始终作用于
导向元件65的面向阀块15的端面67上。该朝向支撑板55方向起作用的
轴向力通过导向元件65的在图1中示出的、平坦的第二端面68作用到支
撑板55上并从而作用到喷射器壳体11的封闭板51上。对于发明主要的是，
导向元件65具有两个在轴向上相互隔开间距的弱化区域71、72。第一弱化
区域71直接衔接在导向元件65的导向区段61上，但在轴向上仍位于阀元
件40内。第二弱化区域72位于支撑板55附近。通过这两个弱化区域71、
72，导向元件65被划分成总共三个区段：一个是导向区段61，其以较紧密
的配合在阀元件40的通孔60内被导向；另一个是中间区段73，其位于两
个弱化区域71、72之间；而最后一个是支撑区段74，其构成用于将导向元
件65在轴向上抵着支撑板55进行支撑。优选地，两个弱化区域71、72之
间的平均间距a处于导向元件65的除去其导向区段61之外的长度A的50％
到80％之间。
两个弱化区域71、72在示出的该实施例中分别通过径向环绕的环形槽
75构成，环形槽75优选设有倒圆或半径76。然而也可设置，弱化区域71、
72的区域中的横截面(所述弱化区域的横截面优选分别相同大小地构造)
通过直线形地构成的磨入部、铣入部或类似方式减小或构成。
在图2中示出相对于图1修改过的导向元件65a，其中，支撑区段74a
在面向支撑板55的侧面上球形地构造或者构造有倒圆77，从而导向元件
65a点状地贴靠在支撑板55上。
最好根据图3对两个弱化区域71、72的功能进行解释：当阀元件40
在其在图1中示出的下降位置与未在附图中示出的抬升位置(在该抬升位
置中，燃料可从控制室35流入到低压室42中)之间运动时，可出现横向
力F，横向力F在图3的图示中在图平面中从左向右地作用。该横向力F
一方面引起导向区段61至少几乎没有附加横向力地继续在阀元件40的通
孔53内被导向；而另一方面，支撑区段74基于控制室35中存在的液压压
力而全面地或垂直取向地贴靠在支撑板55上。通过这两个弱化区域71、72
使得阀元件40能进行平行移动(在图3中很夸张地示出)，在该平行移动
的情况下，中间区段73相对于其初始的、与纵向轴线22对准的方向倾斜。
因此，横向力F作为变形力作用在导向元件65、65a上且尤其引起：在通
孔60和导向区段61之间与不存在横向力F的情况相比不出现提高的磨损
或提高的摩擦。
到目前为止所描述的燃料喷射器10能够以多种方式和方法进行变型或
修改，而不会偏离本发明的思想。因此，尤其可设想在导向元件65、65a
上设置多于两个的弱化区域71、72。由此能够再次更大幅度地降低导向元
件65、65a的弯曲刚度，其中，例如弱化区域71、72的区域中的横截面的
各个减小与在仅使用两个弱化区域71、72的情况下相比较微弱。