CN105275694B - 共轨喷射器中的限流通道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种共轨喷射器中的限流通道。喷射器具有喷射器主体，该喷射器主体包括：喷射器腔体，其限定内壁和纵轴；喷射器孔口；以及柱塞，其可滑动地设置在所述喷射器腔体内。所述柱塞具有在纵向上沿着所述柱塞位于不同位置处的外部部分和内部部分。所述内部部分具有多个表面部分，所述多个表面部分包括：引导部分，其被构造成基本上与所述喷射器腔体的内壁相配合，引导所述柱塞在沿着纵轴的方向上可滑动地移动并且基本上防止所述柱塞在所述喷射器腔体内横向平移。所述多个表面部分还包括限制部分，该限制部分被构造成在轴向上沿着所述内部部分的长度在所述内部部分的外表面与所述喷射器腔体的内壁之间形成限制部分。

Description

共轨喷射器中的限流通道

技术领域

本发明总体上涉及供给共轨直接燃料喷射器。特别地，本发明涉及闭合喷嘴燃料喷射器。

背景技术

内燃机通常使用共轨燃料喷射器作为直接燃料喷射系统，以将燃料脉冲泵送到燃烧室中。通常使用的燃料喷射器是包括喷嘴组件的闭合喷嘴喷射器，喷嘴组件具有针阀，针阀与喷嘴孔口相邻地设置，以在允许燃料被喷射到气缸中的同时阻止废气流回到喷射器的增压室或计量室中。针阀设置在喷嘴腔内并且被设计成被朝向闭合位置偏置，以阻挡燃料流过喷嘴孔口。持续需要一种改进的闭合喷嘴喷射器设计，相比于现有喷嘴喷射器设计，该设计提供例如更有效的制造选择和/或增强的性能特征。

发明内容

本发明的实施方式包括一种用于将高压下的燃料喷射到发动机的燃烧室中的喷射器。该喷射器具有喷射器主体，所述喷射器主体包括：喷射器腔体，其限定内壁和纵轴；喷射器孔口，其与所述喷射器腔体的一端连通，以排放燃料。所述喷射器还包括柱塞，所述柱塞可滑动地设置在所述喷射器腔体内，与所述喷射器孔口相邻。所述柱塞包括在纵向上沿着所述柱塞位于不同位置处的外部部分和内部部分。所述外部部分具有第一横截面面积。所述内部部分具有比所述第一横截面面积大的第二横截面面积和多个表面部分，所述多个表面部分包括引导部分，所述引导部分被构造成基本上与所述喷射器腔体的内壁相配合。所述引导部分引导所述柱塞在沿着纵轴的方向上可滑动地移动并且基本上防止所述柱塞在所述喷射器腔体内横向平移。所述多个表面部分还包括：限制部分，其被构造成在轴向上沿着所述内部部分的长度在所述内部部分的外表面和所述喷射器腔体的内壁之间形成限制腔体，从而沿着所述限制腔体产生压降并且将针朝向闭合位置偏置。

虽然公开了多个实施方式，但根据下面示出和描述本发明的例示性实施方式的具体实施方式，对于本领域的技术人员，本发明的其它实施方式将变得清楚。因此，附图和具体实施方式将被视为本质上是例证性的，而非限制性的。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的燃料喷射器组件的示意性剖视图。

图2是根据本发明的实施方式的燃料喷射器的替代实施方式的示意性纵向剖视图。

图3和图4分别是根据本发明的实施方式的沿着图2的线3-3和线4-4截取的燃料喷射器的示意性横向剖视图。

图5和图6是根据本发明的实施方式的燃料喷射器的替代实施方式的示意性纵向剖视图。

图7和图8是根据本发明的实施方式的燃料喷射器的替代实施方式的示意性横向视图。

图9和图10分别是根据本发明的实施方式的燃料喷射器的替代实施方式的示意性纵向剖视图。

图11是根据本发明的实施方式的图9中的燃料喷射器的限制通过区域的示意性纵向剖视图。

图12是根据本发明的实施方式的图10的燃料喷射器的限制通过区域的示意性纵向剖视图。

虽然本发明能被修改成各种修改形式和替代形式，但具体实施方式以示例方式在附图中示出并且在以下进行详细描述。然而，本发明将不把本发明限于描述的特定实施方式。相反，本发明旨在涵盖落入随附权利要求书限定的本发明范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。

具体实施方式

在整个本申请中，词语“向内”、“最靠内”、“向外”和“最靠外”将分别对应于朝向和背离燃料从喷射器实际喷射到发动机的燃烧室中的点的方向。词语“上”和“下”将是指当喷射器可操作地安装在发动机上时喷射器组件的分别最远离和最靠近发动机气缸的那些部分。

图1示出根据本发明的实施方式的由数字10表示的燃料喷射器(也被描述为闭合喷嘴燃料喷射器，或更一般地，共轨燃料喷射器)的第一实施方式的简化剖视示意图。燃料喷射器10用于将高压下的燃料喷射到发动机的燃烧室(未示出)中。燃料喷射器10可适于与各种喷射器和燃料系统一起使用。例如，燃料喷射器10可从高压共轨接收高压燃料，或者另选地，从专用泵组件(诸如，在喷射器主体中装入例如机动柱塞的泵-线-喷嘴系统或单元喷射器系统中的专用泵组件)接收高压燃料。燃料喷射器10通常包括喷射器主体12，喷射器主体12包括喷嘴13和喷射器腔体14(也被描述为内部区域、孔或腔)，喷射器腔体14包括燃料入口17和喷射孔口42。喷射器腔体14限定内壁15和纵轴X1。喷射器腔体14容纳针阀16(也被描述为柱塞)和针阀致动系统18，针阀16被安装成沿着纵轴X1在喷射器腔体14中来回运动。

如图1中所示，针阀16具有设置在内端23处的阀座部分26，当针阀16处于闭合位置时，内端23密封地接合喷嘴13的阀座28。针阀16的外端22根据需要与针阀致动系统18相互作用。在一些实施方式中，通过喷射器腔体14内的偏置机构(例如，偏置弹簧32和针阀致动系统18)将针阀16偏置到闭合位置。针阀致动系统18控制进入喷射器腔体14的入口17和外端22的燃料的流动，以有助于控制针阀16在打开位置和闭合位置之间的移动。在名称为“Closed Nozzle Fuel Injector With Improved Controllability(具有改进操控性的闭合喷嘴燃料喷射器)”的美国专利No.6,499,467中大体描述了包括偏置弹簧32和针阀致动系统18的偏置机构，该美国专利的全文以引用方式并入本文中。

根据一些实施方式，针阀16还包括针阀偏置特征20，用于增强针阀16的打开和闭合速率，以更准确地控制燃料喷射。针阀偏置特征20可选地包括针阀16的内部部分30和外部部分24，更具体地，内部部分30和外部部分24相对地确定尺寸，以在喷射事件期间在针阀16上实现理想的燃料压力偏置力。在一些实施方式中，内部部分30可包括比外部部分24的横截面面积(Ao)大的横截面面积(Ai)(还就径向长度、直径或另选的横向尺寸进行描述)，以产生压降并且在针阀16上形成偏置闭合力。

针偏置特征20还可选地包括形成限制通道58(也被描述为通道、腔体、狭槽或间隙)的内部部分30。限制通道58在燃料喷射器10处于打开位置时限制燃料从外部腔体34流入内部控制体积52中，以在针阀16上形成所需的力分布。内部控制体积52是环绕阀座部分26并且包含当燃料喷射器10处于打开位置时喷射到发动机燃烧室中的燃料的区域。流动限制造成限制通道58上的小压降，从而在喷射器腔体14中形成比内部控制体积52高的压力。因此，限制通道58有助于通过在趋向闭合位置的针阀16上形成燃料压力偏置力而在喷射事件期间增大针阀16上最终力。

总之，针偏置特征有助于，在针被抬离其阀座28的情况下，使用由限制通道58形成的外部腔体34和内部控制体积52之间的小压降，而在针阀16上产生显著的向下力(Fc)。通过在针阀16上产生所需闭合力(Fc)而实现的优点包括放慢针阀16的打开以及加速针阀16的闭合，以大体增强燃料喷射控制和准确度并且改善排放。

图2是根据本发明的实施方式的由数字110表示的燃料喷射器的第二实施方式的示意性纵向剖视图。如所示出的，燃料喷射器110、10的第一实施方式和第二实施方式可选地基本类似，因此与之前讨论的燃料喷射器10关联地描述燃料喷射器110的第二实施方式的各种特征。根据一些实施方式，在图2中更详细地示出燃料喷射器110。在图2中，针阀116包括外部部分124，外部部分124具有外周长度，该外周长度的尺寸被确定并且设置成在喷射器腔体114的内壁115和外部部分之间形成流动通道。根据一些实施方式，喷射器主体112的内壁115和外部部分124的外表面之间的流动通道可选地在外部部分124与形成喷射器腔体114的喷射器主体112的相对表面之间产生流动。在一些实施方式中，偏置弹簧32围绕外部部分124的至少一部分设置。

针阀116还包括内部部分130，内部部分130具有环绕内部部分130的外表面沿周向间隔开的多个表面部分138。在一些实施方式中，多个表面部分138包括引导部分160(也被描述为第一部分或引导特征)、限制部分162(也被描述为第二部分、槽沟孔口(gainorifice)、限制孔口、限制特征或偏置特征)、间隙部分164(也被描述为第三部分或间隙孔口)、和/或它们的组合。

根据一些实施方式，多个表面部分138中的至少一个包括引导部分160。引导部分160可选地被构造成大体与燃料喷射器114的内壁115匹配，更具体地，与喷嘴113的内壁115匹配。引导部分160可选地引导针阀116，使得针阀116可滑动地沿着纵轴X1在喷射器腔体114内移动。在一些实施方式中，引导部分160包括至少两个接触点，其中，这两个接触点隔开180度，以防止针阀116在针阀致动期间横向平移。在一些实施方式中，引导部分160被确定尺寸和形状，以在针阀116的至少一部分与喷射器腔体114的内壁115之间形成紧密滑动配合。根据一些实施方式，引导部分160可选地是弯曲的凸形配合表面，其与喷射器腔体114的位于喷嘴113处的凹形内部互补。例如，在一些实施方式中，引导部分160是圆形或椭圆形表面部分，其与内壁115的互补表面相配合。

引导部分160可选地在纵向方向(也被描述为轴向方向)上沿着内部部分130的给定长度延伸。在一些实施方式中，引导部分160沿着针阀116的内部部分130的长度的至少一部分纵向地延伸。在其它实施方式中，引导部分160沿着针阀116的内部部分130的整个长度纵向地延伸。换句话讲，针阀116可选地包括从内部部分130的第一端144延伸到内部部分130的第二相对端146的纵向连续引导部分160。

如图2中所示，内部部分130的多个表面部分138还包括限制部分162。在一些实施方式中，限制部分162是平坦表面。在其它实施方式中，限制部分162是凸形表面。限制部分162可包括许多其它表面形状或轮廓，只要限制部分162允许燃料在针阀116的内部部分130的外表面与喷射器腔体114的内壁115之间流动即可。如此，根据需要，限制部分162本质上形成针阀116的内部部分130的外表面与喷射器腔体114的内壁115之间的限制通道。在一些实施方式中，限制部分162在纵向上与内部部分130的间隙部分164相邻。

根据一些实施方式，多个表面部分138中的至少一个包括间隙部分164。间隙部分164可选地在纵向上位于限制部分162与针阀116的阀座部分126之间。在图2中，间隙部分164在针阀116的外表面与喷射器腔体114的内壁115之间形成间隙区域154。间隙区域154可选地具有比限制通道158大的横截面，以将喷射器腔体114中的压力损失降至最低。间隙区域154控制燃料喷射器系统110的压力减轻量，这进而可影响燃料喷射量和燃料喷射时间。

在一些实施方式中，具有均匀表面形状或轮廓的间隙部分164形成具有恒定横截面面积的间隙区域154。在其它实施方式中，具有沿着内部部分130的长度在纵向上变化的表面形状或轮廓的间隙部分164形成具有沿着内部部分130的长度在纵向上变化的横截面面积的间隙区域154。限制通道158和间隙区域154可选地形成在针阀116、喷射器壳体112、喷嘴113和/或它们的组合中。

图3和图4分别是沿着燃料喷射器110的两个不同纵向位置处的图2的燃料喷射器110的第二实施方式的示意性横向剖视图。限制部分162可选地在针阀116的外表面和喷射器腔体114的内壁115之间形成限制通道158。例如，如图3中所示，具有平坦表面的限制部分162在针阀116的外表面和喷射器腔体114的内壁115之间形成具有半圆形或非环形横截面的限制通道158。根据一些实施方式，限制部分162与针阀116的引导部分160在周向上相邻。

在一些实施方式中，限制部分162是形成纵向通道的凹形表面。在一些实施方式中，内部部分130可选地具有一个通道或多个通道。在一些实施方式中，限制部分162可选地形成恒定横截面的纵向通道。在一些实施方式中，限制部分162可选地形成变化横截面的纵向通道。

纵向通道的形状可选地包括(但不限于)弯曲凹形通道，例如，半球形通道或椭圆形通道。在一些实施方式中，限制部分162具有与喷射器腔体114的内壁115的曲率半径不同的曲率半径。在一些实施方式中，限制部分162的曲率半径大于内壁115的曲率半径。另选地，在一些实施方式中，限制部分162的曲率半径小于内壁115的曲率半径。在其它实施方式中，通道是多边形成型通道，例如，大体矩形或正方形的通道。还可料想到，恒定限制喷射器110的其它横截面形状，以在内壁116中形成限制通道158并且在限制通道158上形成压降。

限制部分162的表面形状和内壁115的轮廓一起形成限制通道158。在图3中，根据需要，借助由内壁115和内部部分130的平坦表面形成的第一半径限定半圆形横截面限制通道158。在一些实施方式中，借助由内壁115和纵向通道的表面轮廓形成的第一半径来成型限制通道158(例如，大体矩形或半球形的通道)。

限制部分162的形状可选地形成两种不同类型的燃料喷射器、恒定限制喷射器110(也被描述为恒定力偏置喷射器)和可变限制喷射器510(也被描述为可变力偏置喷射器)。在恒定限制喷射器中，限制部分162具有沿着内部部分130的纵向长度的均匀几何形状或横截面形状，如图2至图4中所示。如此，在一些实施方式中，根据一些实施方式，限制通道158保持恒定横截面面积而不管针阀位置如何。恒定限制喷射器110被构造成在喷射器腔体114中形成操作区，在操作区中，针阀116可轴向平移，而基本上不改变限制量和偏置力的大小。

与恒定限制燃料喷射器形成对照，可变限制喷射器510被构造成形成操作区，在操作区中，随着针阀116在喷射器腔体114内轴向平移，限制量和偏置力的大小变化。在此后部分中将用图9至图12讨论的可变限制喷射器510中，限制部分162具有沿着内部部分130的纵向长度的至少一部分而变化的几何形状或横截面形状。

存在用于确定限制部分162合适的纵向长度的众多因素。在各种实施方式中，限制部分162可以具有任何合适长度，以适应单种、多种或全部所有喷射器类型和尺寸。在一些实施方式中，纵向长度是基于合适的制造和/或操作因素和容差。例如，在一些实施方式中，限制部分162的合适的纵向长度是可制造地再造和/或可测量的。根据一些实施方式，限制部分162的长度适于在燃油粘度的范围内调节限制量(例如，压降)。在一些实施方式中，限制部分162可具有例如范围在大约1.0mm至10mm内的纵向长度。合适的长度范围还包括例如大约1.0mm至8mm、大约1mm至5mm或大约1.0mm至2.0mm。

在一些方式中，用于可变限制喷射器510的限制部分162的纵向长度取决于针阀从闭合位置到打开位置的轴向行进长度。例如，在各种实施方式中，限制部分162与针阀从闭合位置到打开位置的轴向行进长度相同(或近似)或大于该轴向行进长度。

存在用于确定合适纵向通道长度的许多因素。纵向通道的长度可被定义为内部部分130的具有通道的那部分与内部部分130的没有通道的那部分之间的径向长度差。纵向通道可以是在燃料喷射器的特定多个或所有操作条件下适于影响限制量(例如，压降)和闭合力(Fc)的量的任何合适长度。在各种实施方式中，合适长度适于单种、多种或所有喷射器类型和尺寸。在一些实施方式中，深度的合适性是基于制造和/或操作因素和容差。例如，在一些实施方式中，限制部分162的合适长度是可制造地再造和/或可测量的。

在一些实施方式中，限制部分162可具有例如范围在大约0.20mm至3.0mm内的深度。合适的深度范围还包括例如大约0.20mm至1.50mm、大约0.80mm至1.30mm或大约0.30mm至0.50mm。

在图4中，间隙部分164是平坦表面，其形成具有半圆形横截面的间隙区域154(也被描述为通道、或腔体)。根据需要，间隙部分164沿着内部部分130的纵向长度位于内部部分130的外表面周围。根据一些实施方式，间隙部分164与针阀116的引导部分160在轴向上相邻。间隙部分164可选地包括各种表面形状中的一种，这些表面形状进而形成具有不同横截面几何形状的间隙区域154。间隙区域154的示例性横截面几何形状包括(但不限于)半圆形(也被描述为凹形或半球形)、椭圆形、或多边形横截面。

图5和图6分别示出根据本发明的实施方式的处于闭合位置和打开位置的燃料喷射器210的第三实施方式的示意性纵向剖视图。如所示出的，燃料喷射器210的第三实施方式是恒定限制燃料喷射器，其大体包括设置在具有内壁215并且限定纵轴X1的喷嘴213内的针阀216。如所示出的，燃料喷射器210的第三实施方式和燃料喷射器110、10的之前讨论的实施方式是可选地基本类似的，因此与之前讨论的燃料喷射器110、10关联地描述燃料喷射器210的第三实施方式的各种特征。不同于燃料喷射器10、110的第一实施方式和第二实施方式，燃料喷射器210的第三实施方式包括具有多个引导部分260和间隙部分264的针阀216。

在图5和图6中，燃料喷射器210的第三实施方式的内部部分230包括沿着内部部分230位于不同纵向位置处的多个引导部分260。例如，针阀216的周边可包括在一个纵向位置处与限制部分262在周向上相邻的第一引导部分260和在一不同纵向位置处与间隙部分264在周向上相邻的第二引导部分260。在一些实施方式中，多个离散的引导部分260沿着内部部分230的长度由间隙部分264在纵向上分开。在一些实施方式中，第一引导部分和第二引导部分260沿周向设置在内部部分230的外表面周围，使得第一引导部分260偏离第二引导部分260达180度，以防止针阀216在针阀致动期间横向平移。多个引导部分160可改进在来回运动期间针阀216在喷射器腔体214内的对准。

另外，在图5和图6中示出，内部部分230包括间隙部分264，间隙部分264具有沿着内部部分230的给定长度在轴向上变化的几何形状。在一些实施方式中，具有变化横截面的间隙部分264形成间隙区域254，间隙区域254具有在纵向方向上沿着针阀216的至少一部分变化的横截面面积。换句话讲，间隙部分264包括沿着针阀216的长度的至少一部分变化的表面部分或轮廓。在一些实施方式中，间隙部分264包括沿着针阀216的纵向长度的至少一部分的内部部分230的整个周向表面。换句话讲，根据一些实施方式，间隙部分264是圆形横截面表面，其形成位于内部部分230与喷射器腔体214的内壁215之间的环形间隙区域254。

图7和图8分别是根据本发明的实施方式的燃料喷射器310、410的第四实施方式和第五实施方式的示意性横向视图。如所示出的，燃料喷射器310、410的第四实施方式和第五实施方式与燃料喷射器210、110、10的之前讨论的实施方式中示出的各种实施方式可选地基本上类似，因此与之前讨论的燃料喷射器实施方式关联地描述燃料喷射器310、410的第四实施方式和第五实施方式的各种特征。例如，如所示出的，燃料喷射器310、410的第四实施方式和第五实施方式包括喷嘴313、314，喷嘴313、314与燃料喷射器10、110、210的之前讨论的实施方式的喷嘴13、113、213基本上类似。燃料喷射器310、410的当前实施方式与讨论的其它实施方式之间的差异在于内部部分330、430(特别地，形成限制通道358、458的内部部分330、430)的设计。

在图7和图8中，内部部分330、430可包括多个限制部分362、462，这些限制部分362、462围绕内部部分330、430的外表面在周向上间隔开。多个限制部分362、462可选地处于围绕针阀316、416的外表面的在周向上间隔开的位置。在一些实施方式中，限制部分362、462围绕针阀316、416的外表面等距离间隔开。在其它实施方式中，限制部分362、462围绕内部部分330、430的外表面任意地间隔开。使限制部分362、462围绕针阀316、416的周边多次重复有助于提供更加周向平衡的针阀316、416。

在一些实施方式中，内部部分330、430包括之前在本文中讨论的具有各种横截面形状的多个限制部分362、462。在图7中，燃料喷射器310的第四实施方式包括多个限制部分362，这些限制部分在围绕内部部分330沿周向间隔开的位置处形成多个平坦表面。

另选地，在一些实施方式中，多个限制部分362形成多个纵向通道。在图8中，燃料喷射器410的第五实施方式包括多个凹形限制部分462，这些限制部分462在围绕内部部分430的沿周向间隔开的位置处形成多个半球形通道。上述多个通道可选地包括各种通道形状(诸如，半球形通道或多边形通道)，如之前在本文中讨论的。

多个限制部分362、462形成多个限制通道358、458，其中，各个限制通道的形状和尺寸取决于限制部分362、462的几何形状和喷射器腔体314、414的内壁315、415的轮廓。限制通道可选地包括各种形状和尺寸(诸如，半圆形通道458和其它横截面形状)，如之前在本文中讨论的。在一些实施方式中，限制通道358、458均在针阀316、416和腔体壁15之间具有恒定横截面。在一些实施方式中，多个限制通道358、458中的至少一个在针阀316、416和腔体壁315、415之间具有变化横截面。

针阀316、416还可选地具有围绕内部部分330、430沿周向间隔开的多个引导部分360、460。换句话讲，针阀316、416可选地具有在围绕针阀316、416的外表面沿周向间隔开的位置处的多个引导部分360、460。在一些实施方式中，引导部分360、460围绕针阀316、416的外表面等距离间隔开。在其它实施方式中，引导部分360、460围绕内部部分330、430的外表面随机地间隔开。

图9和图10分别是根据本发明的实施方式的处于闭合位置和打开位置的燃料喷射器510(也被描述为可变限制喷射器)的第六实施方式的示意性纵向剖视图。如所示出的，燃料喷射器510的第六实施方式和之前讨论的燃料喷射器410、310、210、110、10中示出的各种实施方式可选地基本类似，因此与之前讨论的燃料喷射器关联地描述燃料喷射器510的第六实施方式的各种特征。不同于之前讨论的燃料喷射器，燃料喷射器510的第六实施方式包括具有限制部分562的内部部分530，限制部分562被设计用于随着针阀位置的变化而变化限制通道558。如此，可变限制喷射器510可提供可变喷射率形状，即，改变喷射期间的燃料喷射速率，以提高发动机性能并且减少排放。

如图9和图10中所示，可变限制喷射器510包括限制部分562，限制部分562随着喷嘴513内的针阀位置的变化而提供可变的流动和压降。如之前在本文中讨论的给定表面形状的限制部分562可选地将内部部分530的径向尺寸R沿着内部部分530在不同纵向位置处变化。在一些实施方式中，限制部分562在朝向一个或多个喷射器孔口542的轴向方向上增大或减小内部部分530的径向尺寸R。换句话讲，在第一轴向位置P1处的限制部分562的径向尺寸R小于或大于在第二轴向位置P2处的径向尺寸R，其中，第二轴向位置P2比第一轴向位置P1更靠近喷射器孔口542。

图11和图12分别是根据本发明的实施方式的处于闭合位置和打开位置的燃料喷射器510的放大的示意性剖视图。当燃料喷射器510处于闭合位置(图11)时，限制部分562的第一轴向位置P1与喷嘴513的第一端580对准，从而在喷嘴513处在针阀516的外表面与喷射器腔体514的内壁515之间形成第一限制通道区域A1。当燃料喷射器510处于打开位置(图12)时，限制部分562的第二轴向位置P2与喷嘴513的第一端580对准，从而在针阀516的外表面与喷嘴513的内壁515之间形成第二限制通道区域A2。如此，随着针阀516在喷射器腔体514内沿轴向移动，针阀516与内壁515之间的限制通道558的横截面面积变化。在一些实施方式中，随着针从闭合位置移到打开位置，限制通道558的横截面面积增大，因此，第一限制通道区域A1小于第二限制通道区域A2。在一些实施方式中，两个轴向位置P1、P2之间的限制通道558的横截面面积变化是逐渐平滑的过渡。例如，在图9至图12中，限制部分562沿着内部部分530的长度在轴向方向上形成锥形轮廓。在其它实施方式中，两个轴向位置P1、P2之间的限制通道558的横截面面积存在突变。例如，限制部分562可包括阶梯状轮廓，该阶梯状轮廓具有在沿着内部部分530的两个或更多个轴向位置处的变化径向尺寸的多个平坦表面。

可变限制设计可选地包括限制部分562，限制部分562具有随着针被抬起来改变限制量所需的任何轴向长度的单个或多个狭槽或通道。在一些实施方式中，内部部分530沿着内部部分530从一个通道沿轴向转变到多个通道。限制部分562可选地被围绕针阀516的周边重复多次，以得到更加周向平衡的针阀516。

本发明可选地提供使实现所需燃料流动性能特性的复合加工需要降至最低的制造效率。本发明可提供成本较低的喷射器设计选择，因为只有针阀需要修改。如此，本发明将使用具有向内突出直径以形成引导部分的喷嘴的需要降至最低。本发明还使复杂的钻孔和复合制造设备和处理的需要降至最低。因此，本发明可减少制造资金、时间和处理成本。

本发明可提供用于共轨喷射器的简化槽沟孔口设计。此外，本发明的实施方式可提供更简便的定制孔口尺寸设计，以实现特定的喷射器输出或适应特定的喷射器应用。

本发明可提高例如共轨燃料系统的性能，诸如，提供改变发动机性能并且减少排放的可利用的可变喷射速率形状。

理解的是，本发明可应用于利用燃料喷射系统的所有内燃机和所有包括单元喷射器的闭合喷嘴喷射器。本发明特别可应用于需要准确燃料喷射速率控制的柴油机。包括根据本发明的燃料喷射器的这种内燃机可广泛用于所有工业领域和非商业应用，包括卡车、客车、工业设备、固定式电站等。

在不脱离本发明的范围的情况下，可对所讨论的示例性实施方式进行各种修改和添加。例如，虽然上述实施方式指的是特定特征，但本发明的范围还包括具有不同特征组合的实施方式和不包括所有所述特征的实施方式。因此，本发明的范围旨在涵盖落入权利要求书及其所有等同形式的范围内的所有这种替代形式、修改形式和变形形式。

Claims (22)

1.一种用于将高压下的燃料喷射到发动机的燃烧室中的喷射器，该喷射器包括：

喷射器主体，该喷射器主体包括：

喷射器腔体，该喷射器腔体限定内壁和纵轴；以及

喷射器孔口，该喷射器孔口与所述喷射器腔体的一端连通，以排放燃料；

柱塞，该柱塞以可滑动的方式设置在所述喷射器腔体内，邻近所述喷射器孔口，所述柱塞包括在纵向上沿着所述柱塞位于不同位置处的外部部分和内部部分，所述外部部分具有第一横截面面积，所述内部部分具有比所述第一横截面面积大的第二横截面面积并具有多个表面部分，所述多个表面部分包括：

引导部分，该引导部分被构造成基本上与所述喷射器腔体的所述内壁相配合，引导所述柱塞在沿着所述纵轴的方向上以可滑动的方式移动并且基本上防止所述柱塞在所述喷射器腔体内横向平移；以及

限制部分，该限制部分被构造成沿着所述内部部分的长度在所述内部部分的外表面与所述喷射器腔体的内壁之间形成限制腔体，以沿着所述限制腔体产生压降而将所述柱塞朝向闭合位置偏置；以及

致动系统，该致动系统用于控制所述柱塞在打开位置和闭合位置之间的移动。

2.根据权利要求1所述的喷射器，其中，所述限制部分具有沿着所述内部部分的纵向长度的均匀几何形状。

3.根据权利要求2所述的喷射器，其中，所述限制部分具有沿着所述内部部分的整个纵向长度的均匀几何形状。

4.根据权利要求1所述的喷射器，其中，所述限制部分是形成纵向通道的凹形表面。

5.根据权利要求4所述的喷射器，其中，所述纵向通道是半球形通道。

6.根据权利要求1所述的喷射器，其中，具有平坦表面的所述限制部分在所述柱塞的外表面与所述喷射器腔体的所述内壁之间形成具有非环形横截面的限制通道。

7.根据权利要求6所述的喷射器，其中，所述限制通道具有半圆形横截面。

8.根据权利要求6所述的喷射器，其中，所述限制部分的表面形状与所述内壁的轮廓形成所述限制通道。

9.根据权利要求8所述的喷射器，其中，所述限制部分的所述表面形状与所述内壁的所述轮廓形成具有恒定横截面面积的限制通道，而与柱塞位置无关。

10.根据权利要求1所述的喷射器，其中，所述柱塞被构造成在所述腔体内形成操作区，在所述操作区中，所述柱塞能够轴向平移，而基本上不改变限制量和偏置力大小。

11.根据权利要求1所述的喷射器，其中，所述引导部分形成与所述内壁的互补表面相配合的圆形表面部分。

12.根据权利要求1所述的喷射器，其中，所述限制部分具有沿着所述内部部分的轴向长度变化的几何形状。

13.根据权利要求1所述的喷射器，其中，所述引导部分包括至少两个接触点，其中，所述两个接触点间隔180度，以防止所述柱塞在柱塞致动期间横向平移。

14.一种用于将高压下的燃料喷射到发动机的燃烧室中的喷射器，该喷射器包括：

喷射器主体，该喷射器主体包括：

喷射器腔体，该喷射器腔体限定内壁和纵轴；

柱塞，该柱塞以可滑动的方式设置在所述喷射器腔体内并且包括在纵向上沿着所述柱塞位于不同位置处的外部部分和内部部分，所述外部部分具有第一横截面面积，所述内部部分具有比所述第一横截面面积大的第二横截面面积并具有多个表面部分，所述多个表面部分包括：

引导部分，该引导部分被构造成基本上与所述喷射器腔体的所述内壁相配合，允许所述柱塞在沿着所述纵轴的方向上以可滑动的方式移动并且基本上防止所述柱塞在所述喷射器腔体内横向平移；以及

限制部分，该限制部分被构造成沿着所述内部部分的长度在所述内部部分的外表面与所述喷射器腔体的所述内壁之间形成限制腔体，所述限制部分具有沿着所述内部部分的长度的均匀几何形状。

15.根据权利要求14所述的喷射器，其中，所述限制部分与所述柱塞的所述引导部分在周向上相邻。

16.根据权利要求14所述的喷射器，其中，所述限制部分与所述内部部分的间隙部分在纵向上相邻，所述限制部分在所述内部部分的外表面与所述喷射器腔体的所述内壁之间形成限制通道，所述间隙部分在所述内部部分的所述外表面与所述喷射器腔体的所述内壁之间形成间隙区域，所述间隙区域具有比所述限制通道大的横截面面积，以降低所述喷射器腔体中的压力损失。

17.根据权利要求16所述的喷射器，其中，所述柱塞的周边包括在一个纵向位置处且与所述限制部分在周向上相邻的第一引导部分和在不同的纵向位置处且与所述间隙部分在周向上相邻的第二引导部分。

18.一种用于将高压下的燃料喷射到发动机的燃烧室中的喷射器，该喷射器包括：

喷射器主体，该喷射器主体包括：

喷射器腔体，该喷射器腔体限定内壁和纵轴；以及

喷射器孔口，该喷射器孔口与所述喷射器腔体的一端连通，以排放燃料；

柱塞，该柱塞以可滑动的方式设置在所述喷射器腔体内并且包括在纵向上沿着所述柱塞位于不同位置处的外部部分和内部部分，所述外部部分具有第一横截面面积，所述内部部分具有比所述第一横截面面积大的第二横截面面积并具有多个表面部分，所述多个表面部分包括：

引导部分，该引导部分被构造成基本上与所述喷射器腔体的所述内壁相配合，允许所述柱塞在沿着所述纵轴的方向上以可滑动的方式移动，但基本上防止所述柱塞在所述喷射器腔体内横向平移；以及

限制部分，该限制部分被构造成沿着所述内部部分的长度在所述内部部分的外表面与所述喷射器腔体的所述内壁之间形成限制腔体，所述限制部分沿着所述内部部分在不同纵向位置处改变所述内部部分的径向尺寸。

19.根据权利要求18所述的喷射器，其中，所述限制部分在朝向所述喷射器孔口的轴向方向上增大所述内部部分的所述径向尺寸。

20.根据权利要求18所述的喷射器，其中，所述限制部分在朝向所述喷射器孔口的轴向方向上减小所述内部部分的所述径向尺寸。

21.根据权利要求18所述的喷射器，其中，所述限制部分沿着所述内部部分在轴向方向上形成锥形轮廓。

22.根据权利要求18所述的喷射器，其中，所述限制部分的第一端处的第一径向尺寸小于所述限制部分的第二端处的第二径向尺寸。