CN106014728A - 直接螺线管操作的燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

本文涉及直接螺线管操作的燃料喷射器，更具体地，本文的各种实施例提供用于内燃机的燃料喷射器100、200。燃料喷射器100、200包括喷射器本体128，其包括至少一个入口路径108、至少一个返回路径132和至少一个喷射喷嘴122。至少一个螺线管102连同第一弹簧104一起位于喷射器本体128的一个端部处。可动构件106插入在中心轴向孔中。可动构件106包括第一切口110和第二切口112。同样，第二弹簧118容纳在燃料室116中。燃料室116存在于中心轴向孔下方并且与所述至少一个入口路径108流体连通。在喷射室124中的针阀120基于由第二弹簧118和燃料施加的力来操作。

Description

直接螺线管操作的燃料喷射器

以下申请文件描述和确定了本发明的性质以及其执行的方式。

技术领域

本公开涉及用于内燃机（ICE）的燃料喷射器。

背景技术

直接控制的螺线管具有的通常问题是其消耗高功率并且因此需要从属ECU以处理高功率需求。液压（间接）控制的喷射器需要低功率但是喷射器是昂贵的，并且在螺线管和燃料喷射的激发之间存在时滞。与液压控制的喷射器相比，直接控制的螺线管是简单的。功率需求是主要挑战。在另一方面，传统螺线管喷射器是在操作中通常具有时滞的实际上间接控制的喷射器。而且，由于液压回路的复杂性，故对于这些喷射器而言制造成本是不低的。由于针不能立即就位，螺线管操作的喷射器的另一挑战方面是停止喷射的时滞，因此浪费一些燃料。在另一方面，为弥补这些延迟，在发展控制逻辑方面必须做出一些接近。

附图说明

本发明的实施例通过参考以下附图来描述，

图1示出根据本公开的实施例的处于预喷射阶段的燃料喷射器，

图2示出根据本公开的实施例的在喷射阶段期间的燃料喷射器，

图3示出根据本公开的实施例的处于预喷射阶段的修改的燃料喷射器，以及

图4示出根据本公开的实施例的在喷射阶段期间的修改的燃料喷射器。

具体实施方式

图1示出根据本公开的实施例的处于预喷射阶段的燃料喷射器。提供用于内燃机（ICE）的燃料喷射器100。燃料喷射器100包括喷射器本体128，其包括至少一个入口路径108、至少一个返回路径132和至少一个喷射喷嘴122。至少一个螺线管102位于喷射器本体128的一个端部处。第一弹簧104中心地位于至少一个螺线管102内。中心轴向孔存在于第一弹簧104下方，并且与至少一个入口路径108、至少一个返回路径132和喷射室124流体连通。可动构件106插入/组装在中心轴向孔中。可动构件106包括第一切口（cut-out）110和第二切口112。在通过功率连接器134供应能量时可动构件106被朝向至少一个螺线管102吸引。同样，第二弹簧118容纳在燃料室116中。燃料室116存在于中心轴向孔下方并且通过第一流动路径114与至少一个入口路径108流体连通。第一流动路径114还将燃料室116连接到返回路径132。中心轴向孔和燃料室116通过壁分立。在喷射室124中的针阀120设置在第二弹簧118下方。针阀120基于由第二弹簧118施加的力、和在至少一个入口路径108存在的燃料的压力、以及燃料室116和喷射室124的压力来操作。

根据本公开，当至少一个螺线管102在切断能量供应的状态时，第二切口112将至少一个入口路径108与燃料室116连接。当至少一个螺线管102在供应能量的状态时，第一切口110将燃料室116连接到至少一个返回路径132，并且同时第二切口112将入口路径108与喷射室124连接用于燃料喷射。

根据本公开，至少一个螺线管102和第一弹簧104组装在可动构件106上方。第一弹簧104倚靠在可动构件106的头部上方。换句话说，可动构件106放置在至少一个螺线管102下方，并且第一弹簧104倚靠在可动构件106的头部上方。

根据本公开的实施例，提供一个在另一个下方的两个螺线管102，其中在中间有中间空间。可动构件106组装成使得可动构件106的头部布置在两个螺线管102之间的中间空间中。换句话说，可动构件106的头部放置在两个螺线管102之间。交替地控制两个螺线管102中的每个以致动可动构件106并且实施燃料喷射。在该实施例中第一弹簧104是可选的。

根据本公开，在初始位置中，可动构件106离至少一个螺线管102最远，即，当至少一个螺线管102没有供应能量时，可动构件106在初始位置处。当为至少一个螺线管102供应能量时，可动构件106朝着已供应能量的螺线管102被吸引。

根据本公开，当至少一个入口路径108连接到燃料室116时，来自入口路径108的燃料与第二弹簧118一起施加力到针阀120以关闭至少一个喷射喷嘴122。

根据本公开，当至少一个入口路径108连接到喷射室124时，来自入口路径108的燃料施加力到针阀120的肩部，从而将针阀120从至少一个喷射喷嘴122抬起用于燃料喷射。

根据本公开，至少一个入口路径108和至少一个返回路径132采用第一流动路径114被连接到燃料室116。

根据本公开，其中第二流动路径130从中心轴向孔存在，以在可动构件106的操作期间收集燃料的渗出物/泄露物。第二流动路径130将间隙126连接到返回路径132。

关于图1，燃料喷射器100示出为具有失效的螺线管102。第一弹簧104处于扩展状态，其将可动构件106保持成远离至少一个螺线管102。可动构件106的头部倚靠在围绕中心轴向孔形成的支撑件上方。入口路径108通过可动构件106的第二切口112与燃料室116连接。图中的虚线对应于在入口路径108后方的流动路径。基于螺线管102的状态，燃料室116通过第一流动路径114选择性地连接到返回路径132或入口路径108。在中心轴向孔的端部和可动构件106之间形成的小间隙126存储在可动构件106的运动期间泄露的燃料。间隙126还通过以虚线示出的第二流动路径130连接到返回路径132。第二流动路径130再次在入口路径108到喷射室124之间的流动路径的后方。该流动路径以单虚线表示。

在螺线管102的失效状态时，可动构件106将入口路径108与燃料室116连接。燃料流动通过入口路径108并且填充燃料室116。燃料还示出为在其他流动路径中存在。在入口路径108后方的第一流动路径114也得以充满燃料。入口路径108仍然由可动构件106从喷射室124断开。在该状态时，入口路径108还保持从返回路径132断开。

图2示出根据本公开的实施例的在喷射阶段期间的燃料喷射器。当螺线管102通过由功率连接器134提供功率而被激活时，可动构件106充当电枢/卷轴并且朝着已供应能量的螺线管102被吸引。当可动构件106朝着已供应能量的螺线管102运动时，第一切口110将燃料返回路径132连接到燃料室116。在第一流动路径114中存在的和存储在燃料室116中的燃料的一部分由于燃料的高压而被转移返回到燃料箱的容器，并且压力得以释放。

当第一切口110将返回路径132连接到燃料室116时，第二切口112也将入口路径108连接到喷射室124。在喷射室124中燃料的压力施加力到针阀120的肩部。施加到肩部的力抵靠在针阀120的顶部处的第二弹簧118的力起作用。由燃料施加的力大于第二弹簧118的力并且因此打开喷射喷嘴122。喷射喷嘴122保持打开的直到入口路径108连接到喷射室124，并且燃料以特定的/需要的压力来稳定地供应。

一旦使螺线管102切断能量供应，可动构件106就由第一弹簧104朝着开始/初始位置远离。当可动构件106到达初始位置时，第一切口110和第二切口112也一起运动并且分别将返回路径132从燃料室116和将入口路径108从喷射室124断开。该断开伴随着喷射室124中燃料压力的减小，从而引起第二弹簧118向下推针阀120和关闭至少一个喷射喷嘴122。

图3示出根据本公开的实施例的处于预喷射阶段的修改的燃料喷射器。燃料喷射器200示出为在螺线管102的切断能量供应的状态下。可动构件106插入通过至少一个螺线管102，并且可动构件106的头部倚靠在至少一个螺线管102内侧的第一弹簧104上方。与图1和图2相比，第一流动路径114和第二流动路径130示出为在相同侧中，然而在入口路径108和喷射室124之间的连接在另一侧上。在图3中，燃料喷射器200示出为具有被切断能量供应的螺线管102。入口路径108通过第二切口112与燃料室116连接。

图4示出根据本公开的实施例的在喷射阶段期间的修改的燃料喷射器。当给螺线管102供应能量时，可动构件106抵靠第一弹簧104的力向下拉。当可动构件106向下运动时，第一切口110通过第一流动路径114将燃料室116连接到返回路径132。同时，第二切口112将入口路径108连接到喷射室124。此刻，由于燃料的压力，力被施加到针阀120的肩部。来自燃料的力抵靠来自喷射喷嘴122的第二弹簧118的力引起针阀120抬起。燃料在气缸中喷射用于燃烧。

在使螺线管102切断能量供应时，可动构件106由扩展的第一弹簧104从螺线管102推离。可动构件106的运动引起喷射路径的阻塞，从而引起燃料喷射的停止。螺线管102由控制器或处理器比如电子控制单元（ECU）控制成使得获得希望的喷射。

根据本公开，提供直接控制的螺线管102操作的高压燃料喷射器100、200，其与传统燃料喷射器相比在打开或关闭喷射时具有非常小的时滞。燃料喷射器100、200的长度也是短的。喷射控制由螺线管102通过操作可动构件106来直接完成以转移高压燃料，从而抬高或下压针阀120并且相应地立即开始或停止喷射。由于液压力是轴向平衡的，用于操作可动构件106的螺线管102的功率需求是低的。燃料喷射器100、200包括可动构件106，其取决于待被控制的孔口的数量而在直径上具有很少变化。由于具体设计，作用在可动构件106上的轴向液压力是平衡的，并且螺线管102能够抵靠弹簧力使可动构件106快速向上或向下运动。在加压燃料正好由可动构件106的来回运动转移时，加压燃料抬高或下压针阀120以便快速控制喷射。因此，本公开提供简单的并且不具有时滞的直接控制的螺线管102。由于针阀120立即就位，停止喷射的时滞被最小化或不存在，从而节省一些燃料。

应当理解在上文的说明书中解释的实施例仅作例证且不限制本发明的范围。许多这种实施例和在说明书中解释的实施例中的其他修改和改变可被预见到。本发明的范围仅由权利要求书的范围限制。

Claims (7)

1.一种用于内燃机的燃料喷射器（100、200），所述燃料喷射器（100、200）包括：

喷射器本体（128），其包括至少一个入口路径（108）、至少一个返回路径（132）和至少一个喷射喷嘴（122）；

至少一个螺线管（102），其位于所述喷射器本体（128）的一个端部处；

第一弹簧（104），其位于所述至少一个螺线管（102）的中心内；

中心轴向孔，其存在于所述第一弹簧（104）下方，所述中心轴向孔与所述至少一个入口路径（108）、所述至少一个返回路径（132）和喷射室（124）流体连通；

可动构件（106），其插入在所述中心轴向孔中，所述可动构件（106）包括第一切口（110）和第二切口（112），并且在为所述至少一个螺线管（102）供应能量时所述可动构件（106）被吸引朝向所述至少一个螺线管（102）；

第二弹簧（118），其容纳在燃料室（116）中，所述燃料室（116）存在于所述中心轴向孔下方并且与所述至少一个入口路径（108）流体连通；

在所述喷射室（124）中的针阀（120），所述针阀（120）被设置在所述第二弹簧（118）下方，所述针阀（120）基于由所述第二弹簧（118）和所述燃料施加的力来操作；并且

当所述至少一个螺线管（102）处于被切断能量供应的状态时，所述第二切口（112）将所述至少一个入口路径（108）与所述燃料室（116）连接，并且当所述至少一个螺线管（102）处于供应能量的状态时，所述第一切口（110）将所述燃料室（116）连接到所述至少一个返回路径（132）并且同时所述第二切口（112）将所述入口路径（108）与所述喷射室（124）连接以用于燃料喷射。

2.如权利要求1所述的燃料喷射器（100），其中，所述至少一个螺线管（102）和所述第一弹簧（104）组装在所述可动构件（106）上方，其中，所述第一弹簧（104）倚靠在所述可动构件（106）的头部上方。

3.如权利要求1所述的燃料喷射器（100、200），其中，使用两个螺线管（102）并且所述可动构件（106）被组装成使得所述可动构件（106）的头部布置在所述两个螺线管（102）之间。

4.如权利要求1所述的燃料喷射器（100、200），其中，所述至少一个入口路径（108）连接到所述燃料室（116），来自所述入口路径（108）的所述燃料连同所述第二弹簧（118）一起施加力到所述针阀（120）以关闭所述至少一个喷射喷嘴（122）。

5.如权利要求1所述的燃料喷射器（100、200），其中，所述至少一个入口路径（108）连接到所述喷射室（124），来自所述入口路径（108）的所述燃料施加力到所述针阀（120）的肩部，从而从所述至少一个喷射喷嘴（122）抬高所述针阀（120）用于燃料喷射。

6.如权利要求1所述的燃料喷射器（100、200），其中，所述至少一个入口路径（108）和所述至少一个返回路径（132）采用第一流动路径（114）被连接到所述燃料室（116）。

7.如权利要求1所述的燃料喷射器（100、200），其中，第二流动路径（130）从所述中心轴向孔存在以在所述可动构件（106）的操作期间收集燃料的渗出物并且连接到返回路径（132）。