CN105408615A

CN105408615A - 燃料喷射器

Info

Publication number: CN105408615A
Application number: CN201480041760.5A
Authority: CN
Inventors: T.蒂博
Original assignee: Delphi Technologies Holding SARL
Current assignee: Delphi International Operations Luxembourg SARL; Delphi Technologies Operations Luxembourg SARL
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2014-07-21
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2034-07-21
Also published as: US20160153412A1; EP3025049A1; KR20160033108A; WO2015011097A1; CN105408615B; EP2829717A1; EP3025049B1

Abstract

一种加压燃料喷射器（10），包括沿纵轴（Z）延伸的管状本体（12）且在端部处形成喷嘴（16），燃料（C）在本体（12）中在入口（14）与喷嘴（16）之间流通，且还包括轴向布置在本体（12）中的针（18）且其能在喷嘴打开位置（PO）与喷嘴关闭位置（PF）之间位移，燃料（C）在针（18）与本体（12）的内表面之间的空间（E）中流通，针（18）由通向针上游端部（20）的第一控制室（22）与位于下游的喷嘴（16）之间的压差操控，第一控制室中的压力通过由电磁体操控的控制阀（32）调节，其特征在于喷射器（10）还设有针（18）控制补充装置（52，54，40，38，44），其与第一控制室（22）配合使得将入口（14）处燃料（C）压力全部传输到喷射喷嘴（16）。

Description

燃料喷射器

技术领域

本发明涉及用于车辆发动机的燃料喷射器。本发明尤其涉及喷射器的控制系统。

背景技术

燃料喷射器设有在管状本体内位移的针。针的位移取决于上游的控制室与下游的喷嘴之间的压差。燃料在本体内从入口流至喷射喷嘴。特别地，燃料经过限流件，其会形成压降使得由喷嘴喷射的燃料少于到达入口的燃料。该压差处于200巴的量级。从2012年1月26日提交的申请EP12152743中已知。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种加压燃料喷射器来解决这些问题，该加压燃料喷射器包括管状本体，所述管状本体沿着纵轴延伸，并且在端部处形成喷嘴。燃料在本体内在入口与喷嘴之间流通，且还包括轴向地布置在本体中的针，并且其能在喷嘴打开位置与喷嘴关闭位置之间位移，燃料在针与本体内表面之间的空间中流动。根据第一控制室与位于下游的喷嘴之间的压差来操控针，其中针的上游端部通向第一控制室，第一控制室中的压力通过控制阀进行调节，所述控制阀由电磁体操控。喷射器还设有针控制补充装置，其与第一控制室配合，使得将入口处的燃料压力全部传递至喷射喷嘴。

控制补充装置包括第二控制室，其布置在针中，并且通过量孔连接至所述空间。而且，针设有轴向盲孔，该盲孔通向针的上游端部且形成第二控制室。

另外，控制补充装置还包括封闭构件，其联结至本体，并且布置成使得封闭第二控制室的上游部分。

封闭构件还是圆柱状活塞，其截面相对于针的孔的截面是光滑的，该圆柱状活塞支撑抵靠在第一控制室的壁。

而且，控制补充装置还包括第二控制室的填充通道，以及打开或关闭该填充通道的另外的被动阀。

另外，所述另外的被动阀包括弹性构件，其促使封闭构件永久地抵靠在底座上，该底座包围着第二控制室中的填充通道的开口。

此外，加压燃料喷射方法包括如下步骤：

-提供喷射器并且激活控制阀，使得第一控制室中的压力变化，以便使针位移，

-激活控制补充装置以帮助使针位移，喷嘴处的压力与入口处的压力相同。

而且，针的位移是朝向喷射器的喷嘴关闭位置进行，激活步骤包括如下步骤：

-关闭控制阀并且填充第一控制室和第二控制室，燃料快速流过填充通道的孔，并且使所述另外的控制阀位移，从而使得第二控制室中的压力与入口处的压力相同，并且圆柱状活塞停留抵靠第一控制室的壁，针尽可能快速地到达喷嘴关闭位置。

除了针的位移是朝向喷射器的喷嘴打开位置进行的过程之外，喷射器的激活步骤还包括如下步骤：

-打开控制阀，如此形成的压降使得针发生位移，俘获在第二控制室中的燃料经由量孔逸出，使得控制喷嘴的打开速度，通过喷嘴喷射的燃料的压力与入口处的压力相等。

另外，喷射器的特征在于，弹簧的标定值足够小，使得允许将滚珠密封在其底座上。

附图说明

参照所附的图1以及阅读下面的详细描述后，将明白本发明的其它特征、目的和优点，图1是以非限制性示例的方式示出，并且表示根据本发明的喷射器的轴向截面图。

具体实施方式

现在参照图1描述喷射器的实施例。

为了描述的清晰和简洁的目的，将使用沿图中方向的从上向下的取向，但是并不旨在是对保护范围的任何限制，尤其是关于喷射器在车辆中的不同安装方式的方面。例如“顶部、底部、下方、上方、竖直、上升、下降……”等词语是以非限制性的方式进行使用。

内燃发动机（未示出）包括喷射系统，该喷射系统设有沿着纵轴Z延伸的一个或更多个喷射器10。喷射器设有管状本体12，该管状本体12限定内部空间E，在此内部空间E中，加压燃料C在上游的入口14与形成本体12的下游点的喷射喷嘴16之间流通。

针18沿着Z纵向地布置在本体12中，针18能在喷嘴打开位置PO（针沿着图的方向在上部）与喷嘴关闭位置PF（针沿着图的方向在下部）之间滑动。

针18从通往控制室22中的上游端部20延伸到喷嘴16中的下游端部24。控制室22形成在与本体12联结的厚板26中，燃料通过第一通道28到达这里，并且通过控制通道30离开这里，控制通道30的打开和关闭由控制阀32控制，且该控制阀32由电磁体34操控。

针18设有轴向盲孔36，盲孔36仅通向针18的上游端部20。具有小截面的量孔38在孔36底部径向地延伸。孔38穿过针18，从孔36通往空间E中。孔36还借助于孔36的填充通道40与空间E流体连通。具有大截面的通道40从孔36底部42延伸到针的外壁。如从图中可以观察到的，通道40包括轴向部分，其连接至径向通路的中心，该径向通路通往针的两侧。当然，其它实施例也是可能的，例如以单个偏压区段的方式。

活塞44沿Z轴向地布置且装配在针36中，活塞44具有回转圆柱体的形状，其上端46支撑抵靠厚板26的横向壁48，从而以如其在图1中可见的方式形成控制室22的“顶板”。活塞44在孔36中延伸到远离孔36的底部42的下端50。孔的位于活塞44下方的空间形成第二控制室52，其中量孔38和填充通道40通往该第二控制室52。

被动阀54布置在第二控制室52中，被动阀54包括滚珠56，其通过弹簧58被促使永久地抵靠底座60，该底座60形成在孔42底部处并且包围着填充通道40的进口。弹簧58压缩在滚珠56与活塞44的下端50之间。被动阀存在许多可替代的构造，尤其是用例如固定至弹簧端部的平接头之类的其它封闭构件来替换滚珠。因此，将阀座的几何形状选择成与该封闭构件的几何形状互补。

现在描述喷射器的运行。图1的喷射器10示出为处在喷嘴打开位置PO，针处于上部，从喷嘴16流出的燃料C的压力与到达入口的燃料压力相同，且因此，在经过喷射器10内部的过程中没有压力损失。激活控制阀32，且控制通道30打开，从而允许燃料流出，控制室内部的压力明显降低，使得喷嘴16内的压力占优势。喷嘴处的燃料压力在针上施加取向朝上的轴向力Fl，使得针18保持在“上部”。活塞44支撑抵靠控制室22的顶板，因此第二控制室52的体积得以最小化。由弹簧58按压的滚珠56封闭填充通道40。

现在描述从喷嘴打开位置到喷嘴关闭位置的过渡阶段。从喷嘴打开位置开始，激活控制阀32用于关闭控制通道30。从这个时候起，加压燃料C通过第一通道28进入控制室22（现在称为第一控制室22）中，并且通过量孔38以及通过填充通道40进入第二控制室中。室22中的压力明显上升直到达到入口14处的压力值。第一控制室22与第二控制室52中的加压燃料在针的轴向端部20上施加取向朝向喷嘴的力。第二控制室52中的压力与喷射器入口处的压力相等。此力F2使针18的位移开始，因为压力施加在针的上游，又加上施加在第二室52中取向向下的力F3。这两个力F2与F3的总和与力Fl相对，力Fl施加在针的下端上并且取向向上。力F2与F3的总和大于力Fl，因此针下降。在针18朝下位移的过程中，第二控制室的体积增加，从而形成压降。为了避免这种现象，滚珠56远离底座60，使得加压燃料C容易通过现在已经打开的填充通道40进入第二控制室。针18的向下位移加速，直到针18位于抵靠喷嘴关闭位置PF。

现在描述喷嘴关闭位置PF。控制通道始终关闭，且第一控制室中的压力与入口压力相同。活塞44始终支撑抵靠着第一控制室22的顶板，并且针在下部处在喷嘴关闭位置，因此第二控制室52的体积现在得到最大化。滚珠56重新抵靠底座60，从而关闭填充通道40。第二控制室52中的压力因此与入口压力相同。

现在描述喷嘴关闭位置至喷嘴打开位置的过渡阶段。从喷嘴关闭位置PF开始，激活控制阀32用于打开控制通道30。燃料C能从第一控制室22逸出，因此使第一控制室22的压力降低。针18现在只受到取向向上的轴向力Fl和喷嘴16处的燃料压力，这个力Fl远大于限制在第二控制室52中的燃料所施加的将滚珠保持在底座上的较小的反作用力F3，因此针18朝上方位移。在此运动过程中，第二室52的体积减小，且燃料C经由量孔38从其逸出。燃料的输出流量由量孔38的小截面所限制，针18再次上升的速度同样由其限制。针位移直至处于如上所述的上方位置。因此，量孔38的作用明显是针再次上升的减速器。在这个作用方面，可替代构造能够以任何其它阀的方案来取代量孔38。同样，看起来活塞44与厚板26永久接触，并且能够固定至厚板26或者甚至集成至其。然而，从图上可以看出，固定至板上的活塞形成已经在本体的下部部分中被引导的针的超静定轴向引导。因此，所关注的是使活塞具有横向的自由度。

Claims

1.一种加压燃料喷射器（10），其包括管状本体（12），所述管状本体（12）沿着纵轴（Z）延伸，并且其在端部处形成喷嘴（16），燃料（C）在所述本体（12）中在入口（14）与所述喷嘴（16）之间流通，并且还包括针（18），所述针（18）轴向地布置在所述本体（12）中并且能在喷嘴打开位置（PO）与喷嘴关闭位置（PF）之间位移，燃料（C）在所述针（18）与所述本体（12）的内表面之间的空间（E）中流通，所述针（18）根据第一控制室（22）与位于下游的所述喷嘴（16）之间的压差进行控制，所述针（18）的上游端部（20）通向所述第一控制室（22），所述第一控制室（22）中的压力通过由电磁体操控的控制阀（32）进行调节，其特征在于，所述喷射器（10）还设有所述针（18）的控制补充装置（52，54，40，38，44），其与所述第一控制室（22）配合，使得将所述入口（14）处的燃料（C）压力全部传输到喷射喷嘴（16），以及

其中，所述控制补充装置（52，54，40，38，44）包括第二控制室（52），其布置在所述针（18）中并且通过量孔（38）连接至所述空间（E）；以及

其中，所述针（18）设有轴向盲孔（36），所述孔（36）通向所述针（18）的上游端部（20）中，所述孔（36）形成所述第二控制室（52）；以及

其中，所述控制补充装置（52，54，40，38，44）还包括封闭构件（44），其连结至所述本体（12），并且布置成使得封闭所述第二控制室（22）的上游部分。

2.根据权利要求1所述的喷射器（10），其中，所述封闭构件是圆柱状活塞（44），其截面相对于所述针的所述孔（36）的截面是光滑的，所述圆柱状活塞（44）支撑抵靠所述第一控制室（22）的壁。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的喷射器（10），其中，所述控制补充装置（52，54，40，38，44）还包括所述第二控制室（52）的填充通道（40）以及打开或关闭所述填充通道（40）的另外的被动阀（54）。

4.根据权利要求3所述的喷射器（10），其中，所述另外的被动阀（54）包括弹性构件（58），所述弹性构件（58）将封闭构件（56）永久地按压在底座（60）上，所述底座围绕所述第二控制室（52）中的所述填充通道（40）的开口。

5.一种加压燃料喷射方法，其包括如下步骤：

-提供根据前述权利要求中任一项所实施的喷射器（10），并且激活所述控制阀（32），使得所述第一控制室（22）中的压力变化，以便使所述针（18）位移，

-激活所述控制补充装置（52，54，40，38，44）以帮助使所述针（18）位移，所述喷嘴（16）处的压力与所述入口（14）处的压力相同。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述针（18）的位移是朝向所述喷嘴关闭位置进行，所述喷射器（10）是根据权利要求4所实施的，所述激活步骤包括如下步骤：

-关闭所述控制阀（32）并且填充所述第一控制室（22）和所述第二控制室（52），燃料（C）快速流过所述填充通道（40）并且使所述另外的控制阀位移，从而使得所述第二控制室（52）中的压力与所述入口（14）处的压力相同，并且所述圆柱状活塞（44）停留抵靠所述第一控制室（22）的壁，所述针（18）尽可能快速地到达喷嘴关闭位置。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述针（18）的位移是朝向所述喷嘴打开位置（PO）进行，所述喷射器（10）是根据权利要求4所实施的，所述激活步骤包括如下步骤：

-打开所述控制阀（32），如此形成的压降使所述针（18）开始位移，限制在所述第二控制室（52）中的燃料（C）通过所述量孔（38）逸出，使得控制所述喷嘴（16）的打开速度，通过所述喷嘴（16）喷射的燃料（C）压力与所述入口（14）处的压力相同。

8.根据权利要求1所述的喷射器，其特征在于，所述弹簧的标定值足够小，使得允许滚珠密封在其底座上。