用于喷射燃料的喷射器
技术领域
本发明涉及一种用于喷射燃料的喷射器。
背景技术
在内燃机、例如柴油发动机或汽油发动机中，通常通过喷射器将燃料以确定的量和确定的持续时间喷射到燃烧室中。在此，由于在微秒范围内的非常短的喷射持续时间，需要喷射器的排出口以非常高的频率打开或闭合。
喷射器典型地具有喷嘴针(即：喷射器针)，其可使以高压加载的燃料在喷射器的排出孔释放时向外排出。与排出口配合地，喷嘴针如同栓塞一般起作用，喷嘴针在抬起时允许燃料排出。因此必须以相对短的时间间隔抬起该针需要使该针以相对很短的时间间隔抬起，并且在短时间后让其重新滑回到排出口中。在此可使用液压式伺服阀，其操控运动的触发。这种阀又借助电磁体来操控。
由于高于2500bar的高喷射压力，喷嘴针不可直接借助电磁阀操控或运动。在这种情况下，用于喷嘴针的打开和闭合的所需的力过大，以致这种方法仅可借助于非常大的电磁体实现。但是，由于可提供的结构空间有限，这种结构在发动机中被排除。
通常使用所谓的伺服阀代替直接操控，伺服阀操控喷嘴针并且本身通过电磁阀来控制。在此，在与喷嘴针共同作用的控制室中借助以高压提供的燃料建立压力水平，其朝闭合方向作用于喷嘴针。控制室典型地通过入口节流部与燃料的高压区域连接。此外，控制室具有小的、可闭合的出口节流部，燃料可从该出口节流部排出。若如此，则在控制室中的压力和作用于喷嘴针的闭合力会减小，因为控制室的处于高压下的燃料可流出。因此出现喷嘴针的运动，其释放在喷射器顶部处的排出口。因此，为了可控制喷嘴针的运动，阀的出口节流部借助衔铁元件可选地闭合或打开。
阀本身又可借助电磁体带入到期望的状态中。若电磁体处于未通电的状态中，则需要确定的弹簧力，该弹簧力按压衔铁元件而使之抵靠出口节流部(＝阀打开)。在电磁体的通电的状态中，克服由弹簧元件施加的弹簧力吸引衔铁元件，使得出现弹簧的压缩、并且释放阀的出口节流部。在此应注意的是，电磁体的磁路为整个喷射器的主要的成本组成部分，因为他大约占据整个喷射器制造成本的42％。
发明内容
因此，本发明的目的在于，在喷射器的保持相同或减小的尺寸的情况下降低制造成本，尤其关于磁路或者说电磁体的成本。
这通过根据本发明的、具有权利要求1的所有特征的喷射器来实现。因此，根据本发明的、用于喷射燃料的喷射器包括用来容纳至少一个喷射器部件的喷射器壳体和用来操控用于喷射器的打开和关闭的阀的电磁体，其中，电磁体具有线圈绕组和磁体。根据本发明的喷射器的特征在于，喷射器壳体与磁体一体式地相连接。
通过一体式地设置喷射器壳体和电磁体的磁体来减少构件数量且降低复杂性，这又降低喷射器的制造成本。由现有技术仅仅已知这样的喷射器，其具有分开的电磁组件，其独立于喷射器壳体来设计并且还独立于喷射器壳体来制造。在此，喷射器壳体在装配状态中更容易构成在磁路中的干扰变量，并且又带来的问题是，由于仅有减小的直径可用，在同时设置喷射器壳体和与之分开的电磁组件时仅可设置小的磁极面积，这使得必须将价值非常高且昂贵的材料用于磁芯。该问题借助于本发明得以规避或解决，因为喷射器壳体与磁体一体式地形成。相比于由现有技术已知的实施方案，通过这种解决方案可将包括电磁体和衔铁元件的电磁阀的制造成本降低约85％。
根据本发明的改进方案，线圈绕组直接装配到喷射器壳体上，优选地，线圈绕组围绕喷射器壳体的外周面来缠绕。
通过将电磁线圈直接装配到喷射器壳体上可产生较大的磁极面积，从而相比于在现有技术中已知的喷射器可将较低价值的材料用于磁芯。这引起显著的节省效果。
根据本发明的可选的改进方案，磁体具有设置在线圈绕组内部的内磁极和设置在线圈绕组外部的外磁极，其中，喷射器壳体与内磁极和/或外磁极一体式地相连接。
因此，可行的是，喷射器壳体与内磁极或与外磁极一体式地形成。本发明还包括：内磁极以及外磁极与喷射器壳体一体式地形成。
根据本发明的优选的变形方案，喷射器壳体包括Cr-Mo合金调质钢或由Cr-Mo合金调质钢构成，其中，Cr-Mo合金调质钢优选地为50CrMo4。
若喷射器壳体由具有铬钼合金的调质钢制成，则实现了高压阈值强度和期望的磁性能的好的情况。在此，调质的50CrMo4呈现出最佳的高压阈值强度和磁性能。尤其可规定以特别高的纯度生产钢。
优选地规定，第一喷射器壳体包括第一喷射器壳体区段和第二喷射器壳体区段，并且两个喷射器壳体区段中的一者与磁体一体式地相连接，或者两个喷射器壳体区段与磁体一体式地相连接。
若喷射器壳体分成多个区段，则可更简单地实施喷射器的装配和组装。
还可规定，电磁体的线圈绕组直接装配到第一喷射器壳体区段上，并且在此优选地围绕第一喷射器壳体区段的外周面来缠绕。在此，线圈绕组可直接与第一喷射器壳体区段接触。
根据本发明的另一可选的改进方案，喷射器还包括阀，以将可变压力施加到喷射器针上，其中，第二喷射器壳体区段与阀邻接。
阀具有出口节流部，该出口节流部可借助于可运动地支承在喷射器中的衔铁元件闭合。在阀的闭合的状态中，将如此大的压力施加到喷射器针上，使得喷射器针将喷射器出口闭合。相对地，若出口节流部通过衔铁元件的抬起打开，则压力水平降低，并且能够实现喷射器针从其闭合位置抬起。
还可规定，第二喷射器壳体区段支承衔铁元件，以可选地关闭出口节流部。
根据本发明还可规定，第二喷射器壳体区段与磁体的设置在线圈绕组外部的部分一体式地相连接。有利的是，磁体的设置在线圈绕组外部的部分直接与线圈绕组邻接。
根据本发明的另一改进方案，第一喷射器壳体区段与磁体的设置在线圈绕组内部的部分一体式地连接。
根据本发明的另一变形方案，喷射器还包括衔铁元件，以可选地关闭阀开口，其中，衔铁元件可通过电磁体来移动。
因此可规定，衔铁元件在电磁体的通电的状态中运动到这样的位置中，在该位置中，衔铁元件与磁体的内磁极和外磁极一起形成磁路。
因此出现通过喷射器壳体和衔铁元件(其在行话中还被称为衔铁)的磁通量。
在此，有利的是，衔铁元件在在电磁体的通电的状态中到达的位置中接触内磁极以及外磁极，其中，优选地在该位置中阀开口处于打开位置中。
根据本发明的另一改进方案，衔铁元件包括通过铬和钼调质的钢或由其构成。在此，还可规定衔铁元件由50CrMo4构成。
根据本发明的另一改进方案，喷射器壳体是喷射器外壳。因此，他至少部分区段地构成喷射器的外封闭部。
还可规定，喷射器壳体、优选地第一喷射器壳体区段和/或第二喷射器壳体区段具有导引通道，以将燃料从一个或多个分布在周边处的孔眼流出或引出。在此，导引通道处在喷射器壳体本身中。通道可优选地例如借助于钻孔或类似方法引入到喷射器壳体中。
本发明还包括内燃机，其具有喷射器，该喷射器根据上述说明的变形方案之一实施而成。
附图说明
借助下文的附图说明，本发明的其他的优点、细节和优点变得显而易见。在此，
图1示出了传统的喷射器的局部剖视图，
图2用放大的图示示出了图1的部段，以阐述喷射器的工作原理，
图3示出了根据本发明的喷射器的剖视图，并且
图4用放大的图示示出了图3的部段，以阐述相对于现有技术的不同特征。
具体实施方式
图1示出了现有技术的喷射器的局部剖视图。示出的喷射器1具有壳体2，在该壳体中布置有多个喷射器部件。在此，对于喷射器1的功能重要的是喷射器针5、阀4、衔铁元件6以及电磁体3，该电磁体具有线圈绕组31、内磁极32和外磁极33。此外，在内磁极32中设置有用于布置弹簧8的凹部，弹簧将衔铁元件6朝阀4的方向按压，以便使阀4的出口节流部在电磁体的未通电的状态中流体密封地闭合。
若激活了电磁体3，则电磁体借助于磁力将衔铁元件6从阀4拉开，使得处于高压下的燃料可以从可通过阀4闭合的控制室流出。因为由此在控制室中的、作用于喷射器针5的压力减小，所以喷射器针可滑过闭合位置，并且使得燃料能够从喷射器1输出。相对地，若电磁体3处于未通电的状态中，则作用于衔铁元件6的磁力减小，从而弹簧元件8将衔铁元件6按压到阀4的排出口上并且密封控制室。由此提升作用于喷射器针5的压力，因此又将喷射器针按压到其闭合位置中。因此燃料不再从喷射器1的排出口流出。
图2示出了在阀4的闭合的状态的情况下在衔铁元件6的下部区域中的放大图示。能看出出口节流部41，其形成用于以高压存储在控制室44中的燃料的出口。若衔铁元件6没有处在阀4的密封座45上，则在高压下从控制室44提取的燃料可通过通道室42流出到低压区域中。在此，阀4还可设有可运动的阀芯43，借助于该阀芯可特别快地减小或建立作用于喷射器针5的力。
图3示出了沿着根据本发明的喷射器的纵向方向的剖面图。能看出用于输送燃料的导引通道7，其中，导引通道布置在喷射器1的第一壳体区段21中。同时，喷射器壳体2还可构成电磁体3的磁体。在该图中，喷射器壳体2分成第一喷射器壳体区段21和第二喷射器壳体区段22。在此，第一喷射器壳体区段21还构成喷射器1的外壳体。此外，第一喷射器壳体区段21同时为电磁体3的内磁极。第二喷射器壳体区段22构成电磁体3的外磁极。内磁极与外磁极通过线圈绕组30分开。第一喷射器壳体区段21以及第二喷射器壳体区段22的特征还在于，他们在其本体中分别具有用于输送燃料的通道。
图4示出了图3的放大的区段，其示出了在电磁体3周围的区域。能看出线圈绕组31，其围绕第一喷射器壳体区段21的外周区段缠绕，并且由此还同时构成电磁体3的内磁极。围绕线圈绕组31在外部还设置有外磁极33，该外磁极还同时构成第二喷射器壳体区段22。
在此，用于引导燃料或其他流体的通道7伸延通过第一喷射器壳体区段21，并且还伸延通过第二喷射器壳体区段22。
在图4中示出的状态中示出了处于通电的状态中的线圈绕组31，因为衔铁元件6从其闭合位置从阀的出口节流部抬起。为了将衔铁元件6带到这种位置中，需要克服借助弹簧8施加的闭合力，这通过电磁体3实现。有利地，在示出的配置中形成磁通量或磁路，其从内磁极32通过衔铁元件6伸延至外磁极33。因此出现通过喷射器壳体2和衔铁元件6(即：插入式衔铁)的磁通量。
通过这样形成的喷射器1l可为电磁阀降低约85％的制造成本。此外，优点还在于更少的构件数量，其可由于现在不再单独需要的电磁部件实现。
