CN102312763A

CN102312763A - 内燃发动机的燃料喷射器

Info

Publication number: CN102312763A
Application number: CN201110189157XA
Authority: CN
Inventors: T.伊尔迪里姆; P.米奥蒂; R.舒尔茨
Original assignee: Wartsila NSD Schweiz AG
Current assignee: Wartsila NSD Schweiz AG; Wartsila Switzerland Ltd
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2031-07-07
Also published as: DK2405127T3; KR20120004911A; EP2405127B1; JP2012017732A; EP2405127A1; JP5822254B2; CN102312763B

Abstract

一种内燃发动机的燃料喷射器，包括：雾化器（10），其具有纵向孔（14）和多个喷嘴孔（16），这些喷嘴孔具有面向所述纵向孔（14）的内开口（18），所述内开口（18）被分成上组和下组，沿纵向（A）彼此间隔开；和切断元件（22），其伸入所述雾化器（10）的所述纵向孔（14）中，所述切断元件（22）沿所述纵向（A）在打开与关闭位置之间可动，其中，所述纵向孔（14）和所述切断元件（22）具有各自的上、下密封部分（24、28、26、30），它们在所述切断元件（22）处于所述关闭位置时彼此协作限定上、下切断段（32、34），这些切断段分别在上组内开口（18）的上方和下组内开口（18）的下方延伸。

Description

内燃发动机的燃料喷射器

技术领域

本发明涉及内燃发动机的燃料喷射器。本发明尤其涉及大型二冲程内燃发动机（例如用于船舶推进的柴油发动机）的燃料喷射器。

更具体地说，本发明涉及如权利要求1的前序部分所述的燃料喷射器，包括固定在阀导引件下端且设有多个喷嘴孔的雾化器、具有与阀导引件的阀座相配合的阀部分的杆、以及伸入雾化器的纵向孔中以在杆处于关闭位置时减小与喷嘴孔流体连通的容积的切断元件（cut-off element）。

背景技术

EP-A-052937公开了一种燃料喷射器，其包括沿轴向可移动的杆和切断元件，该沿轴向可移动的杆具有与阀导引件的相应阀座相配合的阀部分，该切断元件在阀杆的阀部分的下方伸入雾化器的中心孔中。切断元件的外壁有效地打开和关闭喷嘴孔的入口。

在EP-A-052937所公开的解决方案中，喷嘴孔布置成单排，即喷嘴孔的入口全部位于离雾化器的下端大致相同距离的地方。这种解决方案的问题是，不能在不损害雾化器侧壁的强度的情况下增大布置在最大角度内的喷嘴孔的总数。

WO2008/071187公开了一种如权利要求1的前序部分所述的燃料喷射器，其中，把雾化器的喷嘴孔的入口布置成沿轴向间隔开且由圆柱形密封部分隔开彼此的第一排和第二排。伸入雾化器的纵向孔中的切断元件具有布置成打开和关闭下面一排入口的第一圆柱段和配合第二阀座在关闭阀杆时封堵上面一排入口的第二圆柱段。

当阀杆打开时，下面一排入口被供以流过切断元件的中心管道的燃料，上面一排入口被供以在雾化器孔的内壁与切断元件的外表面之间限定的环形通道中流动的燃料。

WO2008/071187所公开的解决方案的问题是，在杆处于打开位置时，切断元件没有全部受引导。因此，在杆的关闭阶段期间，当切断元件向下移动时，存在切断元件的边缘撞到雾化器壁的可能性。这是由在喷射孔高度处作用在切断元件上的流体动态力引起的。这些力把切断元件推向喷射孔并且甚至可能弄弯切断元件。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善的喷射器设计，它克服了由作用在切断元件上的流体动态力所引起的上述问题。

根据本发明，具有权利要求1所限定的特征的燃料喷射器实现这个目的。

附图说明

本发明的更多特征和优点将在下面的仅仅通过非限制性例子给出的详细说明过程中变得清楚，参照附图，其中：

-图1是根据本发明的第一实施例的雾化器的局部轴向截面，

-图2是第二实施例的局部截面，和

-图3和4是第三实施例的局部截面，分别处于打开和关闭位置。

具体实施方式

参照图1，附图标记10表示柴油发动机燃料喷射器的雾化器的下部分。

在下面的说明和权利要求书中，"上"、"下"、"顶部"、"底部"以及类似措词指的是喷射器的常规使用位置。然后，想象得到喷射器10可以安装在相对于竖直轴线有或多或少倾斜的位置上。

雾化器10由带有封闭圆形底端12的、由耐腐蚀材料制成的圆柱体构成。

雾化器10具有纵向孔14，该纵向孔的底端封闭且具有纵轴线A。多个喷嘴孔16形成在雾化器10的侧壁中。这些喷嘴孔16具有面向纵向孔14的各自的内开口18和开在雾化器的外表面上的各自的外开口20。喷嘴孔16的这些内开口18被分成上组和下组，沿纵向A彼此间隔开。

喷射器包括具有伸入雾化器10的纵向孔14中的切断元件22的杆（图1中不可见）。

切断元件22沿纵向A相对于纵向孔14在打开与关闭位置之间可动。

纵向孔14具有上、下圆柱形密封部分24、26。上密封部分24在上组内开口18的上方，下密封部分26在下组内开口18的下方。

切断元件22具有圆柱形上密封部分28和圆柱形下密封部分30。在关闭位置，切断元件22的上、下密封部分28、30分别密封接触纵向孔14的上、下密封部分24、26并且限定上切断段32和下切断段34。

在图1所示打开位置，切断元件22的上、下密封部分28、30相对于纵向孔14的上、下密封部分24、26沿轴向偏移。在这个位置，上、下切断段32、34是开着的。切断元件22的下密封部分30位于上、下组内开口18之间。

切断元件具有中心管道36，在切断元件22处于关闭位置时，该中心管道在上切断段32的上方和下切断段34的下方都与纵向孔14流体连接。

切断元件22设有在切断元件22的上密封部分28的下方延伸的补充引导段38。补充引导段38与纵向孔14的上密封部分24处于引导接触。

补充引导段38包括多个引导肋40，这些引导肋沿圆周方向彼此间隔开并且具有与上密封部分24滑动接触的圆柱形外表面。通道42形成在相邻的引导肋40之间。在切断元件22处于打开位置时，这些通道42允许燃料流通过上切断段32。

在切断元件处于打开位置时，处于压力下的燃料进入限定在纵向孔14的内表面与切断元件22的外表面之间的环形通道中。第一燃料流流过通道42并且到达上组内开口18。第二燃料流进入切断元件14的轴向管道36并且到达下组内开口18。在打开位置，引导肋40接触雾化器10的上密封部分24。引导肋40消除了由于作用于切断元件22上的流体动态力所造成的切断元件与雾化器内壁之间碰撞的风险。切断元件22与纵向孔14之间的间隙可以保持在最小值由此减少燃料泄漏。

图2示出替代实施例，其中，在切断元件22处于关闭和打开位置时，切断元件22的下密封部分30都在下组内开口的下方延伸。

在图2所示打开位置，整个燃料流向下通过上密封段32流向上、下组内开口18。所有喷射孔16均被供以在切断元件22外部流动的燃料。通过这种方式，限制了流体压降，因为不需要大的节流或流向的改变。

为了避免妨碍供应给喷射孔的燃料流，切断元件在下密封部分30上受到引导，在下组内开口18的下方。

在图2的实施例中，切断元件22的制造得到简化，因为避免了在切断元件22上钻出相对较大的孔，可能只需要小孔来仅仅平衡切断元件的端面上的压力。不形成比切断元件22的直径的35%更大的孔。通过这种方式，切断元件22比在现有技术设计中受到的应力小得多，因此提高了部件的可靠性。这个设计还提供非常高的针阀压力室容积（sac volume）减小。

图3和4示出了关闭喷射孔的另一解决方案，针阀压力室容积接近零并且没有由流体流动动力所引起的任何径向力，这些径向力能引起喷嘴壁与阀体之间的摩擦。

切断元件设计成管，并且球形元件44（例如球状物）位于纵向孔14的底端。在关闭位置，切断元件22的底端邻接球形元件44并且封闭了球形元件44的密封面上的主要流动。

为了还切断通过纵向孔14与切断元件22之间的间隙向气缸的泄露，在纵向孔14的上端设置了弹性圆盘46。杆48设有在切断元件22上方的锥形密封部分50。在切断元件22的底端接触球形元件44的同时，锥形密封部分50与圆盘46之间的密封区域被封闭。

虽没有在图中示出，但图2、3和4的实施例可以具有与参照图1公开的相同的引导部分38。

Claims

1.一种内燃发动机的燃料喷射器，包括：

-雾化器（10），其具有纵向孔（14）和多个喷嘴孔（16），这些喷嘴孔具有面向所述纵向孔（14）的内开口（18），所述内开口（18）被分成上组和下组，沿纵向（A）彼此间隔开；和

-切断元件（22），其伸入所述雾化器（10）的所述纵向孔（14）中，所述切断元件（22）能够沿所述纵向（A）相对于所述纵向孔（14）在打开位置与关闭位置之间运动，

所述纵向孔（14）和所述切断元件（22）具有各自的上、下密封部分（24、28、26、30），它们在所述切断元件（22）处于所述关闭位置时彼此协作限定上、下切断段（32、34），这些切断段分别在上组内开口（18）的上方和下组内开口（18）的下方延伸，

其特征在于，所述切断元件（22）设有补充引导段（38），所述补充引导段（38）与所述纵向孔（14）的所述上密封部分（24）处于引导接触并且允许在所述切断元件（22）处于所述打开位置时燃料流从其中通过。

2.如权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述补充引导段（38）包括多个引导肋（40），这些引导肋具有在所述切断元件（22）处于所述打开位置时与所述纵向孔（14）的所述圆柱形上密封部分（24）滑动接触的圆柱形外表面。

3.如权利要求2所述的燃料喷射器，其特征在于，用于所述燃料流通过的通道把所述引导肋（40）沿圆周方向彼此间隔开。

4.如权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，在所述切断元件（22）处于所述打开位置时，所述切断元件（22）的所述下密封部分（30）在所述上组、下组内开口（18）之间延伸。

5.如权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，在所述切断元件（22）处于所述打开位置时，所述切断元件（22）的所述下密封部分（30）在所述下组内开口（18）的下方延伸。

6.如权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述切断元件（22）具有底端，在所述关闭位置时所述底端以密封接触邻接球形元件（44）。

7.如权利要求6所述的燃料喷射器，其特征在于，在所述纵向孔（14）的上端设有可变形圆盘（46），并且在所述切断元件（22）的上端设有锥形密封部分（50），在所述切断元件（22）处于关闭位置时，所述锥形密封部分（50）邻接所述可变形圆盘（46）。