控制待供给至燃料喷嘴的燃料量的节流装置以及喷射装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于控制待供给至燃料喷嘴（14）的燃料（12）的量的节流装置（16），其包括控制区域（20）以及用于将燃料（12）供应至所述控制区域（20）的供应装置（18），供应装置（18）具有长度（L

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种节流装置，借助于该节流装置能够将预定的燃料量供给至燃料喷嘴。本专利技术还涉及一种喷射装置，该喷射装置具有所述类型的节流装置。所述类型的节流装置和喷射装置从现有技术中已知。例如，图4和图5示出其中布置有节流装置的这样的已知喷射装置。在图4和图5中示出的喷射装置10被设置用于将以及提前加压的燃料12喷射到燃烧室（未示出）中。为了这个目的，喷射装置10具有燃料喷嘴14，被加压的燃料12经由节流装置16供给至该燃料喷嘴。在图4和图5中圈出的区域更加详细地示出了节流装置16。节流装置16具有供给装置18，通过该供给装置，被加压的燃料12能够被供给至控制室20。另外，排出装置22从控制室20中分出，经由该排出装置，燃料12能够从控制室20中再次流出。在排出装置22中布置有阀24，排出装置22能够通过该阀关闭。图4示出了处于关闭状态的阀24，并且图5中示出了处于打开状态的该阀。阀24通过致动器装置26被致动，该致动器装置布置在连接器元件28中，该连接器元件形成壳体30的终端，燃料喷嘴14和节流装置16布置在该壳体中。致动器装置26通常具有压电堆32，压电堆的行程能够被用于致动阀24。当压电堆32处于静止位置时（在图4中所示），也就是说当压电堆32中的压电元件没有膨胀时，阀24是关闭的。这样一来，控制室20被施加非常高的压力，并且布置在燃料喷嘴14处的阀针34通过这个压力而关闭。这样一来，喷射开口36被关闭，并且没有燃料12从喷射装置10进入燃烧室中。在图5中，压电堆32通过它的行程来致动阀24，从而使得阀打开并且燃料12能够从排出装置22流出。控制室20因此被释放压力并且阀针34打开。因此，燃料12能够从喷射开口36进入燃烧室中。图4和图5示出了喷射装置10的已知构造，在该情况中，致动器装置26作为单独的部件布置在壳体30的外部。在相对新的改进中，设法将致动器装置（特别是压电堆）布置在喷射装置的壳体的内部。在操作期间，压电堆变热，并且使所产生的工作热量消散至壳体以及布置在周围的喷射装置的部件。由于被引导至燃料喷嘴的燃料在所述区域中流过，所以工作热量自动地释放至燃料。因此工作热量通过燃料而在燃料喷嘴的方向上向前传输。由于这个热效应所出现的问题是喷射装置打开至甚至较少的程度，并且因此相继地更少的燃料喷射到燃烧室中。因此本专利技术的目标提出一种结构，通过该结构，即使燃料变热，燃料喷射量也能够基本上保持恒定。所述目标通过具有权利要求1的特征的节流装置实现。具有该节流装置的喷射装置是并列的权利要求的主题。本专利技术的有利实施例是从属权利要求的主题。用于控制待供给至燃料喷嘴的燃料量的节流装置具有用于聚集燃料的控制室，以及用于将燃料在主流动方向上供给至该控制室的供给装置。所述供给装置具有用于降低主流动方向上的燃料的入口节流器，其中，该入口节流器具有长度Lz。入口节流器的长度Lz被选取成使得在操作期间流过入口节流器的燃料以湍流形式流过该入口节流器。入口节流器被设置成用于有利地降低流动方向上的燃料的压力。例如，在入口节流器的上游充斥着在1800巴和2200巴之间的压力，并且在入口节流器的下游充斥着在1200巴和1600巴之间的压力。在实验中已经发现的是，在喷射装置的操作期间并且因此在工作热量的产生期间，节流装置周围的区域被加热到甚至更大的程度。流过的燃料吸收所述工作热量并且在燃料喷嘴的方向上将其向前引导。另外，通过实验已经确定的是，在操作时间期间控制室中的压力升高，而在控制室中没有出现压力消散。压力作用在喷射针的顶部侧上。由于压力不再如期望的那样消散，所以压力持续地作用在喷射针上，该喷射针不再能够被充分地加速，并且燃料喷嘴不再能够以期望的方式打开。作为燃料的温度升高的结果，对应地控制室中的正常的、期望的压力消散不再是可能的。为了再次允许控制室中的期望的压力消散，在入口节流器的区域中供给装置被设计成使得在入口节流器中实现了燃料的湍流。流入控制室中的燃料的质量流取决于入口节流器的流量系数。在层流中，由于摩擦效应，该流量系数取决于充斥的温度。因此，在层流中，流量系数以及因此还有引导通过入口节流器的质量流随着温度的增加而增加。然而，如果现在入口节流器被设计成使得其中产生湍流，那么这导致流量系数在大的温度范围中基本上恒定，因为与在层流中的流量系数相反，在湍流的情况中的流量系数与温度不相关。在入口节流器中的湍流能够借由被选择为特别短的入口节流器的长度Lz而实现。入口节流器越短，雷诺数（Reynoldsnumber）就越大。如果雷诺数超过了临界点，那么流型就从层流变化为湍流。因此，当超过临界的雷诺数时，流量系数就变得与温度不相关，并且进入控制室中的质量流就能够保持恒定。以此方式，能够避免由不被期望的质量流变化而导致的控制室中的压力升高。这样一来，控制室中的期望的压力消散再次成为可能，并且燃料喷嘴的性能在整个操作时间中能够基本上保持恒定。为了有利地实现所描述的效果，入口节流器的长度Lz优选地处于从0.1mm至0.5mm的范围内。在此，特别地优选处于0.15mm至0.4mm的范围内，更加特别地优选处于0.2mm至0.3mm的范围内。优选的情况是，入口节流器的直径Dz选取的越小，入口节流器的长度Lz就选取的越小。通过改变入口节流器的长度Lz，通过入口节流器供给到控制室中的质量流也略微改变；质量流变得更大。为了有利地抵消这个效果，在缩短长度Lz的情况下，同时缩短入口节流器的直径Dz，从而使得质量流也优选地减小。例如，当入口节流器的长度范围为0.4mm至0.5mm时，直径Dz被选取为处于171μm至176μm的范围内的。在替代示例中，当长度Lz为0.2mm至0.3mm时，处于从166μm至170μm的范围内的直径Dz被选取。用于将燃料从控制室排出的排出装置被优选地设置，其中，该排出装置被布置在控制室处，使得燃料在排出流动方向上从控制室中排出，该排出流动方向与供给装置中的燃料的主流动方向相反。排出装置优选地具有出口节流器，该出口节流器用于降低排出流动方向上的燃料的压力，其中，排出装置在排出流动方向上的出口节流器的上游还具有流出区域，其中，出口节流器的纵向轴线优选地被布置成以便相对于流出区域中的排出流动方向的轴线是倾斜的。与入口节流器类似，出口节流器被设置成优选地降低流动方向上的燃料的压力。例如，在1200巴和1600巴之间的压力作用在出口节流器的上游，并且在40巴和80巴之间的压力作用在出口节流器的下游。在直线地布置的出口节流器的情况中，通常的情况是由燃料蒸气组成的气体衬垫形成在出口节流器的壁区域中。这样一来，在流出的燃料和出口节流器的壁区域之间的摩擦力被避免。因此基本上避免了以湍流形式进入出口节流器的燃料可能呈现层流形式的情况。然而，这同时还避免下述情况：在出口节流器的温度升高的情况中，更大的质量流也可能通过出口节流器而从控制室中出现。如果现在有利地以倾斜的方式布置出口节流器，那么由燃料蒸气组成的气体衬垫沿着一个壁区域行进，从而使得在相对定位的壁区域处，有利的摩擦出现在燃料和壁区域之间。这优选地导致在所述区域中的层流。因此，在所述区域中，在温度升高的情况中，也能够实现流过的质量流的增加。这有利地有助于下述情况：在节流装置的温度升高时，控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节流装置（16），用于控制待供给至燃料喷嘴（14）的燃料量（12）,其中，所述节流装置（16）具有用于聚集燃料（12）的控制室（20），以及用于在主流动方向（46）上将所述燃料（12）供给至所述控制室（20）的供给装置（18），其中，所述供给装置（18）具有用于降低所述主流动方向（46）上的所述燃料（12）的压力的入口节流器（44），其中，所述入口节流器（44）具有长度（Lz），其中，所述入口节流器（44）的长度（Lz）被选取成使得在操作期间流过所述入口节流器（44）的燃料（12）以湍流（48）形式流过所述入口节流器（44）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.08 DE 102014215749.81.一种节流装置（16），用于控制待供给至燃料喷嘴（14）的燃料量（12）,其中，所述节流装置（16）具有用于聚集燃料（12）的控制室（20），以及用于在主流动方向（46）上将所述燃料（12）供给至所述控制室（20）的供给装置（18），其中，所述供给装置（18）具有用于降低所述主流动方向（46）上的所述燃料（12）的压力的入口节流器（44），其中，所述入口节流器（44）具有长度（Lz），其中，所述入口节流器（44）的长度（Lz）被选取成使得在操作期间流过所述入口节流器（44）的燃料（12）以湍流（48）形式流过所述入口节流器（44）。2.根据权利要求1所述的节流装置（16），其特征在于，所述长度（Lz）处于从0.1mm至0.5mm的长度范围内，特别地处于从0.15mm至0.4mm的长度范围内，更加特别地处于从0.2mm至0.3mm的长度范围内。3.根据权利要求1或2所述的节流装置（16），其特征在于，所述入口节流器（44）的直径（Dz）选取的越小，则所述入口节流器（44）的所述长度（Lz）选取的越小，其中特别地，在长度（Lz）为0.4mm至0.5mm的情况中，所述直径（Dz）处于从171μm至176μm的范围内，和/或其中，更加特别地在长度（Lz）为0.2mm至0.3mm的情况中，所述直径（Dz）处于从166μm至170μm的范围内。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的节流装置（16），其特征在于，用于将所述燃料（12）从所述控制室（20）中排出的排出装置（22）被设置，其中，所述排出装置（22）被布置在所述控制室（20）处使得所述燃料（12）在排出流动方向（54）上从所述控制室（20）中被排出，所述排出流动方向（54）与所述供给装置（18）中的所述燃料（12）的主流动方向（...

【专利技术属性】
技术研发人员：A布克哈特，SK莫瓦纳尔，
申请(专利权)人：大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE