燃料噴射器的制作方法

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的燃料噴射器。

背景技術：

這類燃料噴射器由申請人的專利文獻DE 10 2010 044 012 A1所公知。在公知的燃料噴射器中，呈壓力傳感器形式構造的傳感器元件布置在傳感器板的類似盲孔的凹部中，其中，壓力傳感器在背離傳感器板的一側上在凹部中借助尤其由金屬構成的膜被遮蓋或者說被保護，該膜構造成密封元件。除了與銜鐵耦合的傳遞元件的力傳遞以外，公知的密封元件還用于避免燃料進入到凹部中。在公知的燃料噴射器中的缺點是，由于用于壓力傳感器的貼靠面在傳感器板底部上的凹部中的構造，需要相對耗費并且因此成本高昂的貼靠面制造，以便確保用于壓力傳感器的貼靠面所需要的平整度或者說粗糙度，因為貼靠面對于工具來說是非常難以接近的。在此尤其提及的是，針對壓力傳感器的正常功能來說，通常使用的壓力傳感器需要貼靠面的相對高的平整度或者說相對小的粗糙度。

由申請人的隨后公開的專利文獻DE 10 2013 220 032 A1還公知了另外的根據類型的燃料噴射器，其中，用于接收同樣構造為壓力傳感器的傳感器元件的接收室通過兩個沿軸向方向相鄰的構件來形成，其中，在背離密封元件的一側上構造出用于壓力傳感器的貼靠面的構件在端側上可以相對簡單地進行全面加工或者說可以建立有相應的粗糙度和平整度。但是，通過使用兩個單獨的構件同樣需要相對耗費的制造。

技術實現要素：

由所示現有技術出發，本發明基于的任務在于，以如下方式改進根據權利要求1的前序部分的燃料噴射器，即，在相對簡單且成本低廉的制造可能性的情況下可以實現相對于現有技術簡化的結構。根據本發明，該任務在具有權利要求1的特征的燃料噴射器中由此來解決，即，傳感器元件呈具有至少一個應變元件的力傳感器的形式來構造，并且力傳感器與密封元件連接。在此，本發明利用了如下想法，即，在使用這類應變元件的情況下，應變元件在與密封元件(密封膜)相對置的一側上不必或不允許貼靠在接收室的貼靠面上。而是對于應變元件的正常功能來說，在背離密封元件的一側上甚至需要在應變元件與接收室之間的軸向間距。由此，尤其取消了相應的貼靠面的特別耗費的加工或者說取消了使用用于構造針對傳感器元件的接收室的多件式的殼體結構的必要性。

根據本發明的燃料噴射器的有利的擴展方案在從屬權利要求中說明。

對于燃料噴嘴或力傳感器的正常功能來說特別有利的是，至少一個應變元件以與盲孔狀的接收室底部間隔開的方式布置在與密封元件相對置的一側上。在此意味著，在每次密封元件在運行中出現變形時，即，甚至在要最大可接受的變形的情況下，應變元件在接收室中在與密封元件相對置的一側上不碰觸或不接觸接收室的底部。

在應變元件的結構上優選的構型方案中設置為，至少一個應變元件呈應變計形式構造。

如果要么設置有兩個以90°彼此錯開地布置的應變計，要么設置有由多個應變計組成的呈玫瑰花形狀的應變計組件，則實現了更準確的力測量結果以及構件公差的補償。

如果密封元件呈盤狀的密封膜的形式構造，該密封膜在徑向環繞的邊緣區域上與構造出接收室的承載元件(傳感器板)連接，則實現了接收室針對力傳感器的特別簡單并且有效的密封。

尤其地，通過焊接連接實現了在密封元件與承載元件(傳感器板)之間的可靠并且密封的連接。為此設置為，承載元件和密封膜由類型相同的、能彼此焊接的材料、尤其由金屬構成。

在承載元件與密封元件或者說密封膜之間的在制造技術上特別優選的連接設置為，承載元件在面對密封膜的一側上具有構造為凹陷部的、在徑向環繞的支承軸肩，密封膜在軸向貼靠在該支承軸肩上，并且在密封膜與承載元件之間的連接在支承軸肩區域中優選通過激光射束焊縫來實現。

當密封膜的外直徑適配于支承軸肩的直徑時，可以特別簡單并且準確地實施這類密封膜在支承軸肩上的裝配過程。在此意味著，密封膜的外直徑以如下方式確定大小，即，該密封膜僅能帶有裝配間隙地置入到構造出支承軸肩的凹陷部中。

本發明的另一個優選構型方案設置為，密封元件由金屬構成，并且至少一個應變元件通過薄層技術蒸鍍到密封元件上。這樣的構造提供了力傳感器的在大量工件的情況下特別經濟的制造并且還具有如下特別的優點，即，接收室在它的結構大小或深度方面僅相對扁平地構造并且基本上僅需與密封元件(密封膜)的變形大小適配。

本發明的另一個在結構上優選的構型方案設置為，接收室布置在回流接管區域中或構造在回流接管中。

此外設置為，與磁體銜鐵連接的銷狀傳遞元件在與至少一個應變元件相對置的一側上貼靠在密封元件上。換言之，這意味著，通過磁體銜鐵的經由銷狀元件傳遞到密封元件(密封膜)上的運動推斷出噴射機構(噴嘴針)的運動。

附圖說明

由下面對優選實施例的描述以及參照附圖得出本發明的其他優點、特征和細節。其中：

圖1根據本發明的燃料噴射器的縱截面；

圖2以已裝配視圖并且同樣以縱截面示出根據圖1的根據本發明的燃料噴射器的部分區域，并且

圖3以俯視圖示出在構造為密封膜的膜元件的區域中的應變計的多種可能的布置中的一種布置，該膜元件用于密封針對壓力傳感器的接收室。

在附圖中，相同元件或具有相同功能的元件在附圖中設置有相同的附圖標記。

具體實施方式

圖1示出的根據本發明的燃料噴射器10是用于將燃料噴入特別是自點火式內燃機的燃燒室的共軌噴射系統的組成部件。燃料噴射器10具有噴射器殼體11，該噴射器殼體在面對內燃機的未示出的燃燒室的一側上包括噴嘴體12。柱狀構造的噴嘴體12具有凹部13，噴嘴針15沿著噴射器殼體11的縱軸線16以可上下運動地布置在該凹部中，以便封閉或開啟構造在噴嘴體12的底部上或壁中的噴射開口17。

噴嘴體12的凹部13的背離噴射開口17的一側由閥塊18來封閉，使得凹部13構造出用于燃料的高壓室20或者說高壓區域。高壓室20經由構造在噴射器殼體11中的供給通道21和燃料供給線路22尤其與構造為軌的存儲元件23連接，處于高壓下的燃料(意味著例如2000bar或更高的燃料壓力)位于該存儲元件中，該燃料用于供給高壓室20。

噴嘴針15在高壓室20內在背離噴射開口17的一側上以軸向端部區域25在閥塊18的凹部中導入，其中，由凹部構造出體積可變的控制室26。控制室26經由帶有布置在其中的輸送節流閥27的燃料輸送孔與高壓室20連接。在高壓室20中，噴嘴針15具有凸肩28，閉鎖彈簧30以端側支承在該凸肩上，而閉鎖彈簧30的與凸肩28相對置的端側貼靠在閥塊18的下側31上。

噴嘴體12在徑向上被套筒形的保持體34所包圍，保持體以未示出的公知的類型和方法例如借助噴嘴夾緊螺母與噴嘴體12壓力密封地連接。在保持體34內布置有擋圈36，該擋圈經由構造在保持體34上的螺紋連接部將閥塊18相對于噴嘴體12的面對閥塊18的端面在軸向上夾緊。閥塊18沿縱軸線16具有流出孔38，在該流出孔中布置有流出節流閥39。流出口38在與控制室26相對置的一側上通入錐狀構造的座面41中。座面41與呈閥套筒42形式的閥元件共同作用，該閥套筒在圖1所示的下降的位置中構造出具有座面41的密封座。閥套筒42在導向塊43中在徑向上被引導并且沿縱軸線16的方向可上下運動地布置。導向塊43以在面對閥塊18的一側上帶有徑向間距的方式圍繞閥套筒42。保持體34構造出低壓室45，該低壓室在從座面41升起的閥套筒24中經由多個流出孔46和流出孔38與控制室26液壓連接。

閥套筒42的背離閥塊18的端側與磁體銜鐵的銜鐵板48作用連接地布置，該銜鐵板與布置在磁體芯49中的磁體線圈50共同作用。銜鐵板48具有通孔52，該通孔被銷狀的傳遞元件55所貫穿，該傳遞元件在閥套筒42的通孔56中至少基本上無泄漏地引導，并且該傳遞元件沿縱軸線16的方向根據燃料施加在端面57上的壓力可上下運動地布置。

在磁體芯49的與銜鐵板48相對置的一側上，該磁體芯例如由盤簧58的彈簧力來加載力，該盤簧將磁體芯49在軸向上壓向保持體34的徑向環繞的肩部59。磁體芯49具有通孔61，在該通孔中布置有另一個閉鎖彈簧62，該另一個閉鎖彈簧以它的一個端側貼靠在銜鐵板48上，并且以它的另一個端側貼靠在傳感器板65上，并且該另一個閉鎖彈簧向著座面41的方向給銜鐵板48以及與銜鐵板48作用連接的閥套筒42加載力。

與磁體芯49的與銜鐵板48相對置的一側相鄰的、由金屬構成的傳感器板65構造出承載元件，該承載元件同樣位于低壓區域或者說低壓室45中。傳感器板65具有與縱軸線16同心的盲孔狀的凹部66，該凹部在面對銜鐵板48的一側上具有增大直徑的區域，該區域構造出徑向環繞的支承軸肩68。構造出接收室的凹部66借助呈(可彈性變形的)密封膜69形式的金屬密封元件來封閉，例如尤其根據圖2可看出。在此，圓形構造的密封膜69的直徑如此適配于凹部66的(內)直徑，即，密封膜69可以以僅僅小的徑向裝配間隙在凹部66的較大直徑的區域中裝配到凹部66中并且軸向支承在支承軸肩68上，其中，密封膜69的面對銜鐵板48的外側71優選與傳感器板65的下側72齊平地終止。為了構造出在密封膜69與傳感器板65之間的密封連接，密封膜69在支承軸肩68區域中借助于徑向環繞的焊縫(未示出)、尤其以激光射束焊縫進行連接。

在傳感器板65的凹部66內布置有力傳感器75，該力傳感器用于至少間接地感測高壓室20中的燃料壓力或用于感測噴嘴針15的運動，該噴嘴針要么直接與密封膜69作用連接地布置，要么如在實施例中經由傳遞元件55與密封膜69作用連接地布置。

對于本發明重要的是力傳感器75在傳感器板65的凹部66中特定的布置或構造。此處根據本發明設置為，力傳感器75由至少一個呈應變計77形式的應變元件組成。此處優選地，應變計77通過薄層技術蒸鍍到在密封膜69的貼靠面上的密封膜69的面對的一側上。

替代地，至少一個應變計77以其他適合的類型和方式根據應變計77的實施方案與密封膜69連接。

但是優選地，力傳感器75呈兩個以90°(相對于縱軸線16)彼此錯開地布置的應變計77的形式構造，或者對應于圖3，呈多個(在示出的實施例中是三個)以它們的圍繞共同的縱軸線16的角度位置彼此錯開地布置的應變計77a到77c的形式呈玫瑰花形狀地構造。此外重要的是，帶有底部78的凹部66具有如下的深度，使得甚至在噴嘴針15的最大提升或傳遞元件55的最大提升的情況下，一個或多個應變計77、77a到77c的面對底部78的面還不與底部78接觸或僅以如下方式貼靠接觸，即，應變計77、77a到77c的測量結果沒有通過密封膜69的變形而被歪曲。

在傳感器板65的與磁體芯49相對置的一側上，該傳感器板與回流接管80連接。回流接管80在示出的實施例中由兩部分、即板狀的殼體部件81和套筒狀的接管元件82組成，其中，殼體部件81和接管元件82通過環狀環繞的焊縫83，尤其是激光焊縫，壓力密封和介質密封地彼此連接。在接管元件82中，與縱軸線16同心地構造有回流孔84，該回流孔經由回流管路85與回流容器86(燃料箱)連接。不僅在傳感器板65中而且至少在殼體部件81中布置有例如通過切削的制造方法構造的縫或者說缺口87、88，以便進行磁體線圈50或應變計77、77a到77c的電連接導線91、92的穿引。連接導線91、92與圖1中未示出的連接插接器電連接，該連接插接器例如構造為回流接管80的由塑料構成的注塑包封件。

傳感器板65和殼體部件81被共同的、相對于縱軸線16傾斜地布置的回流通道93所貫穿，該回流通道在一側與噴射器殼體11的低壓室45連接，并且在另一側與接管元件82中的回流孔84連接。

在殼體部件81上，在它的外圓周上構造出徑向環繞的保持肩部95，該保持肩部以與鎖緊螺母96作用連接地布置，該鎖緊螺母還經由構造在鎖緊螺母96上的內螺紋97與構造在保持體34上的外螺紋98共同作用。借助于鎖緊螺母96可以使由傳感器板65和回流接管80組成的構件結合部在軸向上向著磁體芯49夾緊。

燃料噴射器10的工作原理以公知的并且因此下面僅簡短闡述的類型和方式來實現：在磁體線圈50未通電時，由閉鎖彈簧30的彈簧力將噴嘴針15壓向構造在噴嘴體12中的密封座，使得噴射開口17封閉。同時，由閉鎖彈簧62的彈簧力將閥套筒42壓向座面41。在電磁體50通電時，銜鐵板48向著磁體線圈50抵抗閉鎖彈簧62的彈簧力地被吸引。在此，閥套筒42從座面41升起，使得位于控制室26中的燃料經由流出孔38可以達到低壓室45，從低壓室經由流出孔46可以達到回流孔84，并且由此可以流回到回流容器86中。由于控制室26中的壓力降低，作用到噴嘴針15上的閉合力下降，使得該噴嘴針從它在噴嘴體12上的密封座升起并且使用于將燃料噴射到內燃機的燃燒室中的噴射開口17開啟。此處重要的是，燃料在控制室26中產生的壓力經由流出孔38始終施加在傳遞元件55上，該傳遞元件在它的一側還至少間接地與力傳感器75或該力傳感器的應變計77、77a到77c作用連接地布置。由此，力傳感器75(經由相應的分析電路)持續感測燃料在控制室26中產生的壓力，由此可以推斷出在高壓室20中的壓力或至少間接地推斷出噴嘴針15的位置。

上述的燃料噴射器10可以以各種類型和方式進行變換或修改，而不偏離本發明的想法。因此例如也可考慮的是，在直接控制的燃料噴嘴10中使用力傳感器75，其中，噴嘴針15的操縱直接經由電磁體的與噴嘴針15連接的銜鐵來實現。還可考慮的是，傳感器板65構造為盤狀的置入件，該置入件可置入到回流接管80中。在該情況下，殼體部件81被構造成具有用于傳感器板65的相應的凹部。