CN104603443B

CN104603443B - 燃料喷射器

Info

Publication number: CN104603443B
Application number: CN201380030931.XA
Authority: CN
Inventors: M.格雷厄姆
Original assignee: Delphi Technologies Holding SARL
Current assignee: Delphi Technologies IP Ltd
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2017-09-26
Anticipated expiration: 2033-05-29
Also published as: EP2674608B1; US10941744B2; JP2015519515A; WO2013186051A1; US20180106229A1; HUE027556T2; US20150144710A1; CN104603443A; US9863385B2; EP2674608A1; JP6106268B2

Abstract

本发明涉及一种用于输送燃料给内燃机的燃料喷射器（101；201）。该燃料喷射器（101；201）包括喷嘴（105；205），其具有阀针（107；207），该阀针相对于阀针座（117；217）可移动。该阀针（107；207）在关闭位置与打开位置之间的移动范围内行进以控制通过至少一个喷嘴出口（109）的燃料输送。该阀针（107）与位于活塞导向件（133）中的针套筒（111）或控制构件（211）协作。该阀针（107）相对于针套筒（111）或控制构件（211）可移动。该针套筒（111）或控制构件（211）相对于活塞导向件（133;233）可移动。本发明还涉及一种操作燃料喷射器（101；201）的方法；和一种燃料喷射器控制单元。

Description

燃料喷射器

技术领域

本发明涉及一种燃料喷射器，用于喷射燃料到内燃机燃烧室中。

背景技术

将参照图1以背景技术的方式描述燃料喷射器1。喷射器1包括喷嘴主体3、喷射器嘴5和可动安装的喷射器针7。喷射器嘴5包括多个喷嘴孔9，它们能够由喷射器针7选择性地打开和关闭以喷射燃料到燃烧室（未示出）中。具体地说，喷射器针7具有下阀11，用于与形成在喷射器嘴5中的下阀座13协作。在弹簧室17中设置弹簧15用于把喷射器针7偏压向朝下的方向以使下阀11落座在下阀座13中，由此关闭喷嘴孔9

喷射器针7的上端伸入形成在活塞导向件20中的控制室9中。控制室19经由进入孔21与弹簧室17流体连通。具有限制排出节流孔25的排出通道23形成从控制室19到低压燃料回流管线（未示出）的流体通道。喷射器针7具有上阀29，用于与形成在喷嘴主体3中的上阀座31协作密封控制室19。设置三通控制阀（未示出）用于选择性地打开和关闭排出通道23以控制控制室19中的燃料压力。该三通阀由机电螺线管（未示出）致动。

燃料供应管线33从燃料泵（未示出）供应高压燃料给喷射器嘴5和弹簧室17。控制室19经由进入孔21选择性地与燃料供应管线33流体连通。

当喷射器针7提升时，上阀29位于上阀座31中并且控制室19与进入孔21隔离。

当三通控制阀关闭时，控制室19与低压燃料回流管线之间没有流体连通。因此，喷射器嘴5和弹簧室7中的燃料压力相等，并且，弹簧15把喷射器针7偏压在关闭位置，在此位置，下阀11落座在下阀座13中并且喷嘴孔9关闭，如图1所示。

相反地，当三通控制阀打开时，形成一个通道，使控制室19与低压燃料回流管线27处于流体连通，并且控制室19中的燃料压力下降。

因此，喷射器嘴5中的燃料压力高于控制室19中的燃料压力，并且，作用于喷射器针7的压力克服弹簧15的偏置力。喷射器针7向上移动，使下阀11离开下阀座13。喷嘴孔9因此打开，并且燃料从喷射器嘴5喷入燃烧室中。喷射器针7的向上移动促使上阀29落座在上阀座31中，由此关闭排出通道23并且禁止燃料向低压回流管线的流动。

喷射器针7能够在两个稳态位置（全开或全闭）之间移动。喷射器针7的打开和关闭速度受到喷射器针7上的压力差额以及弹簧15所施加的偏置力的控制。打开和关闭速度由压力差额决定，其在某种程度上与部件几何结构有关。喷射器针7的最大升程由部件几何结构决定。进入孔21和排出孔25的尺寸制定提供对喷射器针7能移动的速度的主控制。当三通控制阀打开时，燃料逸出但是经由进入孔21重新供应。如果进入孔21相比于排出孔25更大，则对喷射器针7的提升的缓冲增大。相反地，如果进入孔21相比于排出孔25更小的，则喷射器针7提升的速度增大。

燃料喷射器1可用于喷射具有图2所示速率形状的燃料。该速率形状能受到轨道压力的影响，但是，没有能力从根本上在工作期间调整其轮廓（例如，初始喷射速率或关闭速率）。

一种"增强器类型"系统可用于在共轨系统内产生喷射速率灵活性，但是，仍然存在对能获得怎样的速率形状的一些限制。另外，增强器系统通常蓄意地具有固有的液力无效，归因于增压器活塞被液力驱动的方式。

本发明，至少在优选实施例中，着手提供一种改进的燃料喷射器。

发明内容

本发明的方面涉及一种燃料喷射器；一种操作燃料喷射器的方法；和一种燃料喷射器控制单元。

在进一步的方面中，本发明涉及一种用于输送燃料给内燃机的燃料喷射器，该燃料喷射器包括：

喷嘴，其具有阀针，该阀针相对于阀针座在关闭位置与打开位置之间的移动范围内可移动以控制通过至少一个喷嘴出口的燃料输送；

该阀针与位于活塞导向件中的针套筒协作；

该阀针相对于该针套筒可移动；并且，该针套筒相对于该活塞导向件可移动；

其中，该燃料喷射器包括用于控制该阀针相对于该针套筒的位置的第一控制室；和用于控制该针套筒相对于该活塞导向件的位置的第二控制室；

设置成用于控制该第一控制室中的压力的第一喷嘴控制阀；和设置成用于控制该第二控制室中的压力的第二喷嘴控制阀。

该针套筒和该阀针能够在该活塞导向件内彼此独立地移动。该阀针能够连同该针套筒一起或独立于该针套筒而移动以控制通过所述至少一个喷嘴出口的燃料输送。该阀针能够相对于该针套筒移动；和/或，该针套筒能够相对于该活塞导向件移动。通过控制该阀针和该针套筒，本发明的燃料喷射器能够配置成提供不同的燃料喷射速率。能够控制该燃料喷射器以改变燃料喷射入该燃烧室中的大小，例如，提供大和小的喷射。

该阀针和该针套筒能够布置成使得该针套筒的位移引起该阀针沿着所述关闭位置与所述打开位置之间的移动范围移动至少一半。

该针套筒能够在缩进位置与伸出位置之间的移动范围可移动。该阀针能够至少部分地位于该针套筒中。

当该阀针从所述关闭位置行进到所述打开位置时，它能够朝着第一方向移动。相反地，当该阀针从所述打开位置行进到所述关闭位置时，它能够朝着第二方向移动。在使用时，该阀针和该针套筒能够同时或顺序地移动以使该阀针朝着所述第一方向和/或所述第二方向移动。

该阀针能够包括用于与该阀针座协作的第一阀。该阀针还能包括用于与针套筒座协作的第一接触表面。该针套筒座为该阀针提供提升限制器。该第一接触表面能够可选地与该针套筒座形成密封。该第一接触表面能够由此提供第二阀。该第一阀能够设置在该阀针的第一端，该第二阀能够设置在该阀针的第二端。当该第二阀落座在该针套筒座时，能够抑制通过该针套筒座的燃料泄漏。

这种布置可与三通阀一起用于控制阀针相对于针套筒的移动。第一孔能够设在该阀针中用于提供通过该针套筒座的第一流体通道。这种布置可与二通阀一起用于控制阀针相对于针套筒的移动。

该针套筒能具有用于与活塞导向座协作的第二接触表面。该活塞导向座能够为该针套筒提供提升限制器。

该第二接触表面能够可选地与该活塞导向座形成密封。

该第二接触面能够由此提供第三阀。

当该第三阀落座在该活塞导向座时，能够抑制通过该活塞导向座的燃料泄漏。这种布置可与三通阀一起用于控制针套筒相对于活塞导向件的移动。第二孔能够设在该活塞导向件中用于提供通过该活塞导向座的第二流体通道。这种布置可与二通阀一起用于控制针套筒相对于活塞导向件的移动。

当该针套筒伸出时，该阀针能够朝着所述关闭位置移动。相反地，当该针套筒缩进时，该阀针能够朝着所述打开位置移动。能够设置套筒弹簧用于偏压该针套筒。该套筒弹簧能够布置成把该针套筒偏压向伸出位置。

该阀针和/或该导向套筒能够由致动器移动。替代地，该阀针和/或该导向套筒能够由相应控制室中的燃料压力控制。设置第一控制室用于控制该阀针相对于该针套筒的位置。设置第一喷嘴控制阀用于控制该第一控制室中的压力。设置第二控制室用于控制该针套筒相对于该活塞导向件的位置。设置第二喷嘴控制阀用于控制该第二控制室中的压力。

该第一喷嘴控制阀和/或该第二喷嘴控制阀能够与高压燃料供应管线流体连通。该第一喷嘴控制阀和/或该第二喷嘴控制阀能够与低压燃料回流管线流体连通。该第一喷嘴控制阀能够是二通阀或三通阀。该第二喷嘴控制阀能够是二通阀或三通阀。

该阀针的升程能够同于该导向套筒的升程。

因此，当第一或第二控制阀致动时，该阀针行进的距离会是相同的。这种布置例如能够提供其中阀针由第一控制阀打开且由第二控制阀关闭的工作模式（反之亦然）。替代地，该阀针的升程能够大于或小于该导向套筒的升程。这种布置会提供不同的提升状态，例如，第一和第二部分提升状态和第三全提升状态。

在进一步的方面，本发明涉及一种燃料喷射器，其包括喷嘴，该喷嘴具有可动的阀针用于控制通过至少一个喷嘴出口的燃料输送，该阀针与可动地安装在活塞导向件中的针套筒协作。

在更进一步的方面中，本发明涉及一种操作燃料喷射器的方法，该燃料喷射器包括喷嘴，该喷嘴具有可动的阀针用于控制通过至少一个喷嘴出口的燃料输送，该阀针与可动地安装在活塞导向件中的针套筒协作；

该方法包括移动该阀针和/或该针套筒以使该阀针相对于所述至少一个喷嘴出口移动；

其中，该方法包括操作第一喷嘴控制阀以控制第一控制室中的工作压力从而控制该阀针相对于该针套筒的位置；以及，操作第二喷嘴控制阀以控制第二控制室中的工作压力从而控制该针套筒相对于该活塞导向件的位置。

当该阀针向打开位置移动时，它能够朝着第一方向行进；并且，当它向关闭位置移动时，它能朝着第二方向行进。该阀针和该针套筒能够同时或顺序地移动以使该阀针朝着所述第一方向移动。该阀针和该针套筒能够同时或顺序地移动以使该阀针朝着所述第二方向移动。能够增大或减小喷射速率衰减以改变喷射速率（在喷射事件开始和/或结束时）。能够通过同时或顺序地移动该阀针和该针套筒来控制该喷射速率衰减。按顺序时，该阀针能够在该针套筒之前移动；或者，按顺序时，该阀针能够在该针套筒之后移动。对于喷射事件的开始和结束，这个顺序可以相同或相反。

该方法能包括控制第一控制室中的工作压力用于控制该阀针相对于该针套筒的位置；和/或控制第二控制室中的工作压力用于控制该针套筒相对于该活塞导向件的位置。

在又进一步的方面，本发明涉及一种燃料喷射器控制单元，配置成实施本文所描述的方法。该燃料喷射器控制单元能够包括一个或多个微处理器用于实施该方法。

在又进一步的方面中，本发明涉及一种用于输送燃料给内燃机的燃料喷射器，该燃料喷射器包括：

该阀针与位于活塞导向件中的控制构件协作；

该阀针相对于该控制构件可移动；并且，该控制构件相对于该活塞导向件可移动；

其中，该燃料喷射器包括用于控制该阀针相对于该控制构件的位置的第一控制室；和用于控制该控制构件相对于该活塞导向件的位置的第二控制室；

在使用时，该阀针能够邻接该控制构件以限制该阀针的行程。由此，该控制构件的位置能够控制该阀针的升程，例如，限定中间提升位置。该控制构件能够是套筒，该阀针部分地安置在其中。替代地，该阀针能够布置成邻接该控制构件，由此控制阀针阀升程。

该第一喷嘴控制阀和/或该第二喷嘴控制阀能够选择性地配置成使相应的第一和第二控制室与高压燃料供应管线流体连通。能够设置一组独立的喷嘴控制阀用于降低第一和第二控制室中的压力，例如，选择性地连接相应的第一和第二控制室到低压排出装置。替代地，该第一喷嘴控制阀和/或该第二喷嘴控制阀还能够选择性地配置成使相应的第一和第二控制室与低压燃料回流管线流体连通。该第一喷嘴控制阀能够是二通阀或三通阀。该第二喷嘴控制阀能够是二通阀或三通阀。

在更进一步的方面中，本发明涉及一种操作燃料喷射器的方法，该燃料喷射器包括喷嘴，该喷嘴具有可动的阀针用于控制通过至少一个喷嘴出口的燃料输送，该阀针与可动地安装在活塞导向件中的控制构件协作；

该方法包括致动该阀针和/或该控制构件以使该阀针相对于所述至少一个喷嘴出口移动；

其中，该方法包括操作第一喷嘴控制阀以控制第一控制室中的工作压力从而控制该阀针相对于该控制构件的位置；以及，操作第二喷嘴控制阀以控制第二控制室中的工作压力从而控制该控制构件相对于该活塞导向件的位置。

该阀针与位于活塞导向件中的针套筒协作；

其中，该阀针相对于该针套筒可移动；并且，该针套筒相对于该活塞导向件可移动。

该方法包括移动该阀针和/或该针套筒以使该阀针相对于所述至少一个喷嘴出口移动。

本文使用的方向性术语上、下、顶，低、向上和向下是相对于附图中所示的燃料喷射器的方向而言的。这些术语不是对本发明的燃料喷射器的操作布局或方向的限制。

附图说明

现在将仅仅以举例的方式描述本发明，参照附图，其中：

图1示出一种燃料喷射器，其具有可动地安装在活塞导向件中的阀针；

图2示出图1的燃料喷射器的喷射速率；

图3示出本发明的燃料喷射器的第一实施例；

图4示出用于本发明的第一实施例的燃料喷射器的控制阀的示意图；

图5A和5B示出本发明的第一实施例的燃料喷射器提供的示范性喷射速率；

图6示出本发明的第一实施例的燃料喷射器的示意图改型布置；

图7示出本发明的燃料喷射器所使用的可变孔燃料喷射器嘴；

图8A-C示出本发明的燃料喷射器的第二、第三和第四实施例；

图9示出本发明的燃料喷射器的第五实施例；

图10A-C示出本发明的第二实施例的燃料喷射器的工作模式；和

图11A和11B示出本发明的第一和第五实施例的燃料喷射器的喷射速率图表。

具体实施方式

本发明涉及一种用于供应高压柴油给内燃机的燃烧室（未示出）的燃料喷射器101。将参照图3至图8描述本发明的实施例。

燃料喷射器101包括喷嘴主体103、喷射器嘴105和可动安装的喷射器针107。喷射器嘴105包括多个喷嘴孔109，它们能够由喷射器针107选择性地打开和关闭以喷射燃料到燃烧室（未示出）中。喷射器针107的上端位于导向套筒111中，该导向套筒可动地安装在喷嘴主体103中。

喷射器针107沿轴向在形成在导向套筒111中的第一导向孔113中可移动。第一导向孔113是喷射器针107的导向部分上的紧密间隙。下针阀115形成在喷射器针107的底端，用于与形成在喷射器嘴5中的下阀座117协作。第一弹簧119设在第一弹簧室121中用于把喷射器针107偏压向向下方向以把下针阀115压向下阀座117。上针阀123形成在喷射器针107的顶端，用于与形成在导向套筒111的内表面上的上阀座125协作。第一弹簧119的下端支撑在第一弹簧座127上，第一弹簧119的顶端接合导向套筒111的下端表面129。

导向套筒111沿轴向在形成在活塞导向件133中的第二导向孔131内可移动。第二导向孔131是导向套筒111的导向部分上的紧密间隙。套阀135形成在导向套筒111的顶部，用于与形成在活塞导向件133中的导向座137协作。第二弹簧139设在第二弹簧室141中用于把导向套筒111偏压向向下方向（由此把下针阀115压向下阀座117）。第二弹簧139的下端由第二弹簧座142支撑，并且，第二弹簧139的顶端接合活塞导向件133的下端表面143。

第一和第二弹簧室121、141由喷嘴主体103中的相应的第一和第二同轴孔145、147形成。第一孔145具有比第二孔147更小的直径，在第一和第二孔145、147之间形成环部149。环部149具有顶面150a和底面150b。环部149的顶面150a形成导向套筒111的提升限制器151。在环部149中设置流体通道153以保持第一弹簧室121与第二弹簧室141之间的流体连通。

高压燃料供应管线155从燃料泵（P）向保持彼此流体连通的喷射器嘴105、第一弹簧室121和第二弹簧室141供应高压燃料。燃料供应管线155还与布置成控制燃料喷射器101的工作的第一和第二控制阀157、159流体连通，如图4示意性示出的。在本实施例中，第一和第二控制阀157、159是三通阀，其能够由单独的机电螺线管独立致动。第一和第二控制阀157、159配置成使得一个或两个螺线管的激励促使喷射器针107从下阀座117提升并且喷射燃料到燃烧室中。然而，将意识到，第一和第二控制阀157、159能够配置成使得一个或两个螺线管的去激励促使喷射器针107从下阀座117提升。

喷射器针107与导向套筒111之间限定出第一控制室161，用于控制喷射器针107相对于导向套筒111的位置。具有第一入口节流164的第一进入孔163设在导向套筒111中以提供从燃料供应管线155到第一控制室161（经由第二弹簧室141）的流体通道。上针阀124打开和关闭通往第一控制室161的流体通道。

当上针阀123落座在上阀座125中时，流体通道被关闭，并且阻止通过上阀座125的流体连通。

相反地，当上针阀124离开阀座时，流体通道被打开，并且允许燃料供应管线155与第一控制室161之间的流体连通。

具有第一受限孔167的第一控制管线165形成从第一控制室161到第一控制阀157的轴向流体通道。第一控制阀157配置成选择性地使得第一控制室161与燃料供应管线155或低压燃料回流管线169流体连通。第一控制阀157在图4中示出的状态为，第一控制室161与燃料供应管线155流体连通，因此，完全增压。操作第一控制阀157使得第一控制室161与燃料回流管线169流体连通使第一控制室161降压。

导向套筒111与活塞导向件133之间限定出第二控制室171，用于控制导向套筒111相对于活塞导向件133的位置。具有第二入口节流174的第二进入孔173设在活塞导向件133中以提供从燃料供应管线155到第二控制室171（经由第二弹簧室141）的流体连通。套阀135打开和关闭通往第二控制室171的流体通道。当套阀135落座在导向座137中时，流体通道被关闭，并且燃料供应管线155与第二控制室171之间的流体连通被阻止。相反地，当套阀135离开阀座时，流体通道被打开，并且允许燃料供应管线155与第二控制室171之间的流体连通。

具有第二受限孔177的第二控制管线175形成从第二控制室171到第二控制阀159的有角度偏离的流体通道。第二控制阀159配置成选择性地使得第二控制室171与燃料供应管线155或低压燃料回流管线169流体连通。第二控制阀159在图4中示出的状态为，第二控制室171与燃料供应管线155流体连通，因此，完全增压。操作第二控制阀159使得第二控制室171与燃料回流管线169流体连通使第二控制室171降压。

端部导向179设在导向套筒111的顶部并且位于形成在活塞导向件133中的端部导向孔181中。端部导向179是端部导向孔181的紧密间隙以降低通过端部导向179的泄露。第一控制管线165沿着端部导向179轴向延伸。

本发明的燃料喷射器101使得喷射器针107和导向套筒111能够彼此独立地移动。控制阀157、159能够操作成促使喷射器针107和导向套筒111同时或顺序地移动。现在将描述对喷射器针107和导向套筒111的控制。

当第一控制阀157被致动以使第一控制室161与燃料供应管线155流体连通（并且与燃料回流管线169的流体连通被阻止）时，喷射器嘴105和第一控制室161中的燃料压力相等，并且第一弹簧119向下偏压喷射器针107从而使下针阀115朝着下阀座117移动。

当第一控制阀157被操作成使得第一控制室161与燃料回流管线169流体连通（并且与燃料供应管线155的流体连通被阻止）时，第一控制室161中的燃料压力降至低于喷射器嘴105中的燃料压力。向喷射器针107施加压力，这抵抗第一弹簧119的偏压，并且喷射器针107向上移动，把下针阀115从下阀座117提升。上针阀123落座在上阀座125中，由此阻止通过上阀座125的流体连通。

当第二控制阀159被操作成使得第二控制室171与燃料供应管线155流体连通（并且与燃料回流管线169的流体连通被阻止）时，第一控制室161和第二控制室171中的燃料压力相等，并且第二弹簧139向下偏压导向套筒111抵靠在提升限制器151上。喷射器针107随着导向套筒111向下移动。

当第二控制阀159被操作成使得第二控制室171与燃料回流管线169流体连通（并且与燃料供应管线155的流体连通被阻止）时，第二控制室171中的压力降至低于第一控制室161中的燃料压力。向导向套筒111施加压力，这抵抗第二弹簧139的偏压并且导向套筒111向上移动。套阀135落座在导向座137中，由此防止通过导向座137的流体连通。喷射器针107随导向套筒111行进，并且下针阀115从下阀座117提升。

在工作时，第一和第二控制阀157、159能够被操作以提供下列工作模式：

（i）第一控制阀157被致动，使第一控制室161与燃料回流管线169流体连通以使喷射器针107相对于导向套筒111移动，随后，致动第二控制阀159，使第二控制室171与燃料回流管线169流体连通以使导向套筒111相对于活塞导向件133移动；

（ii）第二控制阀159被致动，使第二控制室171与燃料回流管线169流体连通以使导向套筒111相对于活塞导向件133移动，随后，致动第一控制阀157，使第一控制室161与燃料回流管线169流体连通以使喷射器针107相对于导向套筒111移动；

（iii）第一和第二控制阀157、159被同时致动，使第一和第二控制室161，171都与燃料回流管线169流体连通以使喷射器针107和导向套筒111一起移动；或

（iv）仅仅第一和第二控制阀157、159中的一个被致动，使第一控制室161或第二控制室171与燃料回流管线169流体连通（从而在喷射事件期间没有获得喷射器针107的最大升程）。

能够实施上述操作顺序的任意组合。此外，能够实施操作顺序以伸出或缩回喷射器嘴107。因此，能通过燃料喷射器101控制打开、稳态和关闭喷射速率中的一个或多个。

举例来说，图5a和图5b中示出由本发明的燃料喷射器101的受控操作所实施的两个不同的速率形状。图5a示出"倒靴型喷射"，在此，在主喷射结束时以极低速率喷射燃料（此时，喷射器针107达到稳态小升程）。传统上，主喷射结束后的小喷射通常是用"紧耦合后喷射（close coupled post injection）"完成，但是，由于阀延迟，非常难以获得小分离。后喷射非常接近主喷射时通常会发生的是它会变得不稳定，因为这些喷射开始合成一个。

图5b示出本发明如何实现喷射器针107的衰减速率的改变。第一和第二控制阀157、159能够同时或独立地被致动，意味着，能够改变喷射器针107的速度（相对于喷嘴主体103），并且因此能够增大或减小喷射速率衰减。喷射速率能够在喷射事件开始或结束时均改变（虽然图5b仅仅示出在主喷射之前的不同喷射速率）。能够在不改变受限孔几何结构的情况下改变衰减速率，因此，能够在喷射同时以及在发动机运转期间改变衰减速率。

第一和第二控制阀157、159的工作模式为喷射器针107提供三种不同的稳态提升状态，即：

提升状态1-仅仅第一控制阀157打开；

提升状态2-仅仅第二控制阀159打开；和

提升状态3-第一和第二控制阀157、159都打开。

这个控制灵活性也能用于喷射的关闭部分（同样有多种选择/替代）。因此，能够产生许多不同的喷射速率轮廓。在发动机运转的同时，能够选择不同的工作模式。也能改变不同喷射之间的速率形状，包括选择预喷射、主喷射以及后喷射之间的不同的速率形状。

本实施例的燃料喷射器101能够进行改型以改变第一弹簧119的安装布置。如图6所示，第一弹簧119的顶端能够布置成接合环部149的底面150b。这个布置为燃料喷射器101提供不同的工作特性。特别是，第一弹簧119提供的偏压力将根据导向套筒111的位置而改变。

针尖和喷嘴主体内的针座的结构能够类似于现有设计中所使用的（半囊、锥形囊和VCO-阀盖节流），或者，能够应用更复杂的布置，例如申请人的VON（可变节流喷嘴）结构。VON结构使得在针升程的部分期间打开两组不同的喷嘴孔成为可能。举例来说，在图7中示出并有VON结构的一对燃料喷射器101。设置第一和第二组轴向移动喷嘴孔109a、109b，它们能够顺序地打开，取决于喷射器针107的提升位置。如左边的喷射器嘴105所示，当喷射器针107处于第一（部分）提升位置时，仅仅第一组喷嘴孔109a打开。如右边的喷射器嘴105所示，当喷射器针107处于第二（全）提升位置时，第一和第二组喷嘴孔109a、109b都打开。VON结构在申请人的欧洲专利EP1626173B1和美国专利US7,599,488B2中进行了更详细的描述，这些文献的内容作为引用全部确定地并入本文。

用于控制燃料喷射器101的第一和第二控制阀157、159的类型和结构是灵活的，并且能够采用各种阀的组合。燃料喷射器101能够改型成采用二通阀作为第一控制阀157和/或第二控制阀159。当在回路中使用二通阀时，注入孔的布置需要进行改型，因为第一控制室161和/或第二控制室171不会通过二通阀被填充（因为它没有连接到燃料供应管线155）。更确切地，关联的控制室161、171的注入孔将一直被供以来自燃料供应管线155的燃料。两个三通阀（如上所述）的使用避免了持续填充的需求。

现在将参照图8a-c描述与一个或多个二通控制阀161、171一起使用的燃料喷射器101的实施例。这些实施例是第一实施例的改型版，对相同的部件将采用相同的附图标记。图8a-c所示的第一和第二控制阀157、159所处的状态是，第一和第二控制室161、171被完全增压。

如图8a所示，在第二实施例中，第一控制阀157是二通阀，第二控制阀159是三通阀。第一控制阀157配置成选择性地打开和关闭从第一控制室161到燃料回流管线169的流体通道。第二控制阀159与本文描述的第一个实施例的相同。当第一控制阀157打开时，第一控制室161与燃料回流管线169流体连通并且使第一控制室161降压。相反地，当第一控制阀157关闭时，该流体连通被阻止。喷射器针107改型成提供针喷射器孔183用于建立通过上阀座125的流体连通以允许在第一控制阀157关闭并且第一控制室161与燃料回流管线169之间的流体连通被阻止时对第一控制室161重新增压。

如图8b所示，在第三实施例中，第一控制阀157是三通阀，第三控制阀159是二通阀。第一控制阀157与本文描述的第一个实施例的相同。第二控制阀159配置成选择性地打开和关闭从第二控制室171到燃料回流管线169的流体通道。当第二控制阀159打开时，第二控制室171与燃料回流管线169流体连通并且使第二控制室171降压。相反地，当第二控制阀159关闭时，该流体连通被阻止。活塞导向件133改型成提供活塞导向孔185用于建立通过导向座137的流体连通以允许在第二控制阀159关闭并且第二控制室171与燃料回流管线179之间的流体连通被阻止时对第二控制室171重新增压。

如图8c所示，在第四实施例中，第一控制阀157是二通阀，第二控制阀159是二通阀。第一控制阀157配置成选择性地打开和关闭从第一控制室161到燃料回流管线169的流体通道。第二控制阀159配置成选择性地打开和关闭从第二控制室171到燃料回流管线169的流体通道。喷射器针107改型成提供针喷射器孔183用于建立通过上阀座125的流体连通以允许在第一控制阀157关闭并且第一控制室161与燃料回流管线169之间的流体连通被阻止时对第一控制室161重新增压。类似地，活塞导向件133改型成提供活塞导向孔185用于建立通过导向座137的流体连通以允许在第二控制阀159关闭并且第二控制室171与燃料回流管线179之间的流体连通被阻止时对第二控制室171重新增压。

燃料喷射器101的第二、第三和第四实施例的工作与本文描述的第一实施例的相同。

现在将参照图9和图10描述本发明的第五实施例的燃料喷射器201。相同的部件用相同的附图标记，但增加了100以助于清楚。

燃料喷射器201包括喷嘴主体203、喷射器嘴205和可动安装的喷射器针207。喷射器嘴205包括多个喷嘴孔209，它们能够由喷射器针207选择性地打开和关闭以喷射燃料到燃烧室（未示出）中。喷射器针107的上端选择性地与控制构件211协作，该控制构件可动地安装在喷嘴主体203中。

喷射器针207沿轴向在形成在喷嘴导向件233中的第一导向孔213内可移动。第一导向孔213是喷射器针207的导向部分上的紧密间隙。下针阀215形成在喷射器针207的底端，用于与形成在喷射器嘴205中的下阀座217协作。第一弹簧219设在第一弹簧室221中用于把喷射器针207偏压向向下方向以把下针阀215压向下阀座217。上针座223形成在喷射器针207的顶端，用于与由控制构件211的下表面限定出的上阀座225协作。第一弹簧219的下端支撑在第一弹簧座227上，第一弹簧219的顶端接合喷嘴导向件233的下端表面229。

控制构件211在形成在喷嘴主体203中的第二导向孔231内沿轴向可移动。第二导向孔231是控制构件211的导向部分上的紧密间隙。控制构件211包括控制构件阀235，用于与形成在喷嘴主体203中的导向座237协作。

高压燃料供应管线255从燃料泵（P）供应高压燃料到喷射器嘴205并且到第一弹簧室221中。燃料供应管线255还选择性地与布置成控制燃料喷射器201的工作的第一和第二控制阀257、259流体连通，如图10A-C示意性示出的。在当前的实施例中，第一和第二控制阀257、259是三通阀，它们能够由独立的机电螺线管单独致动。第一和第二控制阀257、259配置成使得一个或两个螺线管的激励促使喷射器针207从下阀座217提升并且喷射燃料到燃烧室中。然而，将意识到，第一和第二控制阀257、259能够配置成使得一个或两个螺线管的去激励促使喷射器针207从下阀座217提升。

第一控制室261形成在喷射器针207与控制构件211之间的第一导向孔213中。第一控制室261配置成控制喷射器针207相对于控制构件211的位置。具有第一入口节流264的第一进入孔263设在喷嘴主体203中以提供从燃料供应管线255到第一控制室261的流体通道。第一控制阀257可操作成选择性地从高压燃料供应管线255供应燃料到第一控制室261，或者，从第一控制室261排出燃料到燃料回流管线269。

第二控制室271形成在控制构件211之上的活塞导向件233中。第二控制室271配置成控制着控制构件211的位置。具有第二入口节流274的第二进入孔273设在活塞导向件233中以提供从燃料供应管线255到第二控制室271的流体通道。第二控制阀259可操作成选择性地从高压燃料供应管线255供应燃料到第二控制室271，或者，从第二控制室271排出燃料到燃料回流管线269。

本发明的第五实施例的燃料喷射器201使得喷射器针207和控制构件211能够彼此独立地移动。第一和第二控制阀257、259能够操作成促使喷射器针207和控制构件211同时或顺序地移动。现在将参照图10A-C描述喷射器针207和控制构件211的控制。第一和第二控制室261、271内的高压燃料用这些示意图中的单色块体标出。

参照图10A，当第一和第二控制阀257、259被致动使第一和第二控制室261、271与燃料供应管线255流体连通时，第一和第二控制室261、271中的燃料压力等于喷嘴器嘴205中的燃料压力。第一弹簧219向下偏压喷射器针207，使下针阀215朝着下阀座217移动。

参照图10B，当第一控制阀257被操作使第一控制室261与燃料回流管线269流体连通时，第一控制室261中的燃料压力降至低于喷嘴器嘴205中的燃料压力。向喷射器针207施加压力，这抵抗第一弹簧219的偏压，并且喷射器针207向上移动，把下针阀215从下阀座217提升。喷射器针207提升直到上针阀223抵靠控制构件211。由此，喷射器针207移动到由控制构件211决定的第一提升位置。

在当前实施例中，第一和第二控制阀257、259都是三通阀，它们能够选择性地被操作成使相应的第一和第二控制室261、271与燃料供应管线255或燃料回流管线269连通。燃料喷射器201能够包括独立阀，它们可操作成选择性地使相应的第一和第二控制室261、271与燃料回流管线269连通。

参照图10C，当第二控制阀259被操作使第二控制室271与燃料回流管线269流体连通时，第二控制室271中的燃料压力降至低于喷射器嘴205中的燃料压力，喷射器针207和控制构件211一起向上移动（即彼此一致地）。喷射器针207由此移动到第二提升位置。

在工作时，第一和第二控制阀257、259能够被操作以提供下列工作模式：

（i）第一控制阀257被致动，使第一控制室261与燃料回流管线269流体连通以使喷射器针207相对于控制构件211移动到中间提升位置；然后，第二控制阀259被致动，使第二控制室271与燃料回流管线269流体连通以使控制构件211和喷射器针207都移动，由此使喷射器针207移动到全提升位置；

（ii）第二控制阀259被致动，使第二控制室271与燃料回流管线269流体连通以使控制构件211相对于活塞导向件233移动到中间提升位置；然后，第一控制阀257被致动，使第一控制室261与燃料回流管线269流体连通以使喷射器针207移动到全提升位置，在此，它邻接控制构件211；

（iii）第一和第一和第二控制阀257、259被同时致动，使第一和第一和第二控制室261与燃料回流管线269流体连通以使喷射器针207和控制构件211一起移动到全提升位置；或（iv）仅仅第一控制阀257被致动，使第一控制室261与燃料回流管线269流体连通以使喷射器针移动到中间提升位置（从而在喷射事件期间没有获得喷射器针207的最大升程）。

能够实施上述操作顺序的任意组合。此外，能够实施操作顺序以伸出或缩回喷射器嘴207。因此，通过燃料喷射器201能够控制打开、稳态和关闭喷射速率中的一个或多个。

已经参照为三通阀的第一和第二控制阀257、259描述了燃料喷射器201。在一种替代配置中，第一和第二控制阀257、259中的一者或两者能够是二通阀。例如，能够设置第一入口孔用于供应恒压燃料给第一控制室261；和/或能够设置第二入口孔用于供应恒压燃料给第二控制室271。在这种配置中，从第一和第二控制室261、271出来的排出孔应当大于各个入口孔263、273。第一控制阀257和/或第二控制阀259能够是二通阀，控制相应的第一和第二控制室261、271中的压力。

本发明的第一实施例的燃料喷射器101的典型喷射图表在图11A中示出；并且，本发明的第五实施例的燃料喷射器201的典型喷射图表在图11B中示出。

参照图11A，喷射器针107能够移动到三个提升位置：第一中间提升位置、第二中间提升位置和全提升位置。喷射器针107和导向套筒111能够配置成限定不同的升程范围，由此使喷射器针107能够提升到第一或第二中间提升位置。通过控制第一和第二控制阀157、159操作提升喷射器针107和导向套筒111的顺序，喷射器针107能够移动到第一中间提升位置或第二中间提升位置。

参照图11B，喷射器针207能够移动到两个提升位置：第一中间提升位置和全提升位置。由限定出喷射器针107的停止位置的控制构件211的结构决定第一中间提升位置。通过致动第一控制阀257使第一控制室261与燃料回流管线269流体连通，喷射器针207能够移动到所述第一中间提升位置。通过致动第二控制阀259使第二控制室271与燃料回流管线269流体连通，喷射器针207能够随后移动到全提升位置。第一和第二控制阀257、259能够顺序地或同时致动。

将意识到，在不脱离本发明范围的情况下，能够对本文描述的实施例做出各种改型和变化。例如，用于操作第一和第二控制阀161、171的致动器能够包括压电电池组。

Claims

1.一种用于输送燃料给内燃机的燃料喷射器，该燃料喷射器包括：

该阀针与位于活塞导向件中的针套筒协作；

2.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中，该针套筒在缩进位置与伸出位置之间的移动范围内可移动。

3.如权利要求1或2所述的燃料喷射器，其中，该阀针和该针套筒一起或彼此独立地可移动。

4.如权利要求1或2所述的燃料喷射器，其中，该阀针包括用于与该阀针座协作的第一阀和用于与针套筒座协作的第一接触表面。

5.如权利要求4所述的燃料喷射器，其中，该第一接触表面形成用于与该针套筒座密封接合的第二阀。

6.如权利要求5所述的燃料喷射器，其中，该阀针进一步地包括第一孔，用于提供通过该针套筒座的第一流体通道。

7.如权利要求1或2所述的燃料喷射器，其中，该针套筒具有用于与活塞导向座协作的第二接触表面。

8.如权利要求7所述的燃料喷射器，其中，该第二接触表面形成用于与该活塞导向座密封接合的第三阀。

9.如权利要求8所述的燃料喷射器，其中，该活塞导向件进一步地包括第二孔，用于提供通过该活塞导向座的第二流体通道。

10.如权利要求1或2所述的燃料喷射器，进一步地包括套筒弹簧，用于偏压该针套筒。

11.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中，该第一喷嘴控制阀和/或该第二喷嘴控制阀与高压燃料供应管线线流体连通并且，该第一喷嘴控制阀和/或该第二喷嘴控制阀与低压燃料回流管线线流体连通。

12.一种操作燃料喷射器的方法，该燃料喷射器包括喷嘴，该喷嘴具有可动的阀针用于控制通过至少一个喷嘴出口的燃料输送，该阀针与可动地安装在活塞导向件中的针套筒协作；

该方法包括致动该阀针和/或该针套筒以使该阀针相对于所述至少一个喷嘴出口移动；

13.如权利要求12所述的方法，其中，该阀针和该针套筒同时或顺序地移动以使该阀针朝着第一方向移动，和/或该阀针和该针套筒同时或顺序地移动以使该阀针朝着第二方向移动。