CN107269437A - 可变面积提升阀喷嘴致动器 - Google Patents

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Abstract

一种燃料喷射器包括壳体，该壳体限定具有近端和远端的纵向孔、与该纵向孔连通的高压燃料导管，以及阀座，该阀座包括阀座表面和该纵向孔的远端处的孔隙。提升阀设置在纵向孔中并且包括可与阀座表面接合的阀头。致动器装置设置在纵向孔的近端处，且液压联接器设置在致动器与纵向孔内的提升阀之间。该液压联接器限定腔室，该腔室接收低压燃料用于在致动器与提升阀之间提供液压间隙调节器。

Description

可变面积提升阀喷嘴致动器
技术领域
本公开涉及燃料喷射器，并且更具体地涉及一种可变面积提升阀喷嘴燃料喷射器的致动器。
背景技术
本节提供与本公开有关的背景信息且不一定是现有技术。
燃料喷射器供应有加压燃料供应，该喷射器将该加压燃料供应输送至内燃机的燃烧室。喷射器可以包括致动构件和阀机构来选择性地打开和关闭从加压燃料供应至燃烧室的燃料流路径。可变面积提升阀喷射器是直接作用的并且可包括小于40μm的致动器冲程以提供小于15μm的可变冲程杆升程。致动叠加中归因于热膨胀、压力膨胀和部分变动而可发生间隙。间隙可减少电致动器与喷射器杆之间的运动传送，并且阻碍喷射器控制的精确度。因此，期望减小可发生在可变面积提升阀喷射器的部件之间的间隙。
发明内容
本节提供本公开的一般概述，并且并非是本公开的全部范围或其全部特征的全面公开。
一种燃料喷射器包括壳体，该壳体限定具有近端和远端的纵向孔、与该纵向孔连通的高压燃料导管，以及阀座，该阀座包括阀座表面和该纵向孔的远端处的孔隙。提升阀设置在纵向孔中并且包括可与阀座表面接合的阀头。致动器装置设置在纵向孔的近端处，且液压联接器设置在致动器与纵向孔内的提升阀之间。该液压联接器限定接收低压燃料的腔室用于在致动器与提升阀之间提供液压间隙调节器。
从本问所提供的描述中将明白进一步应用领域。发明内容中的描述和具体实例仅旨在用于说明目的并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文所述的附图仅用于选定实施例的说明目的并且不旨在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的发动机组件的示意图；
图2是根据本公开的原理的具有液压联接器的可变面积提升阀喷嘴致动器的横截面视图；以及
图3是根据本公开的原理的具有液压联接器的替代性可变面积提升阀喷嘴致动器的横截面视图。
附图的全部几个视图中的对应参考标号指示对应的部分。
具体实施方式
现在将参考附图更完整地描述示例性实施例。
提供示例性实施例使得本公开将是详尽的，并且将向本领域技术人员完整地传达范围。陈述数种具体细节(诸如具体部件、装置和方法的实例)以提供对本公开的实施例的详尽理解。本领域技术人员将明白的是，不需要采用具体细节、可以许多不同形式实施示例性实施例，且不应被解释为限制本公开的范围。在某些示例性实施例中，没有详细描述公知程序、公知装置结构和公知技术。
本文所使用的术语仅仅用于描述特定示例性实施例的目的并且不旨在限制。如本文中所使用，单数形式“一”、“一个”和“该”也可以旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含”和“具有”是包括性的并且因此规定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或增加。本文描述的方法步骤、程序和操作不应被理解为必须需要以所讨论或说明的特定次序来执行所述方法步骤、程序和操作，除非具体识别为执行次序。还应当理解的是，可采用另外或替代的步骤。
当元件或层称为“在另一元件或层上”、“接合至”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层上、接合、连接或联接至另一元件或层，或可以存在介入元件或层。相反地，当元件称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，可以不存在介入元件或层。用来描述元件之间的关系的其它词语应当以类似方式解译(例如，“在其间”对“直接在其间”、“邻近于”对“直接邻近于”等)。如本文所使用，术语“和/或”包括一个或多个相关列举项的任何和所有组合。
虽然术语第一、第二、第三等可在本文用来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语可仅用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分。诸如“第一”、“第二”的术语和其它数字术语在本文使用时并不暗示顺序或次序，除非上下文明确指示。因此，下文讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不脱离开示例性实施例的教导。
诸如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上面”等的空间相对术语可在本文使用来便于描述以如图中说明般描述一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。空间相对术语可旨在除图中描绘的定向外还涵盖使用或操作中的装置的不同定向。例如，如果图中的装置翻转，那么被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件接着将被定向在其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可涵盖上方和下方的定向这二者。装置可以其它方式定向(旋转90度或其它定向)，且因此解释本文所使用的空间相对描述符。
参考图1，示意地说明示例性发动机组件10。发动机组件10可以包括与燃料系统14和控制模块16连通的发动机12。在所示的实例中，发动机12可以包括发动机缸体18，其限定与燃料系统14连通的多个汽缸20。虽然发动机12被说明为本公开中的四缸发动机，但是应理解的是，本教导适用于多种发动机配置并且决不限于所示的配置。
燃料系统14可以包括燃料泵22、燃料箱24、燃料轨道26、燃料喷射器28、主燃料供应管线30、次级燃料供应管线32和燃料回流管线34。燃料泵22可以与燃料箱24连通并且可以经由主燃料供应管线30向燃料轨道26提供加压燃料供应。燃料轨道26可以经由次级燃料供应管线32向喷射器28提供加压燃料。燃料轨道26可以包括压力调节阀36，其通过调节经由回流管线38进入燃料箱24的过多燃料来调节燃料轨道26内的燃料压力。
燃料喷射器28可以各自包括与控制模块16连通的致动器组件40。在本非限制性实例中，燃料喷射器28可以形成将燃料直接喷射至汽缸20中的直接喷射燃料注射器。燃料喷射器28可以经由燃料回流管线34向燃料箱24回流过多燃料。
参考图2，说明根据本公开的示例性燃料喷射器28。燃料喷射器28可以包括壳体50。壳体50可以由一个或多个零件形成并且可限定纵向孔52和高压燃料导管54。纵向孔52可以在燃料入口孔53处与高压燃料导管54连通。壳体50可以进一步限定与纵向孔52连通的阀座表面56。
燃料喷射器28可以包括设置在纵向孔52内的提升阀组件60。提升阀组件60可以包括杆62和阀头64。在提升阀组件60的第一位置(即，关闭位置)中，阀头64可以邻接阀座56以密封纵向孔52的远端。在提升阀组件60的第二位置(即，完全打开位置)中，阀头64可以打开纵向孔52的远端处的孔隙至允许将加压燃料喷洒至其中插入有燃料喷射器28的汽缸20中的最大程度。提升阀组件60可以可变地移位使得阀头64可以移动至第一(关闭)位置与第二(完全打开)位置之间的多个位置。以此方式，提升阀组件60可以改变阀开口的大小，从而向汽缸20提供可变量的燃料和/或燃料流速。
提升阀组件60可以进一步包括联接至杆62的活塞66。应当理解的是，活塞66和杆62可彼此形成为一体。活塞66可以直接联接至杆62，或替代地，活塞66可以间接地(即，通过使用(多个)辅助部件)联接至杆62。液压联接器68设置在活塞66与致动器40之间。液压联接器68可包括各自在相反方向上偏压的第一柱塞70和第二柱塞72。第一柱塞70是由第一弹簧74在朝活塞66的方向上偏压，且第二柱塞72是由第二活塞76朝致动器40偏压。加压燃料与第一柱塞70与第二柱塞72之间的空间78连通。空间78与纵向孔52和低压燃料回流路径80连通。联接器壳体82可以设置在壳体50的腔室内，并且可支撑并引导第一柱塞70和第一弹簧74以及第二柱塞72和第二弹簧76。
在操作中，通过弹簧力和高压燃料的任何组合实现将提升阀组件60保持关闭的偏压力。将提升阀组件60移动至打开位置必须要克服此偏压力。致动器40经操作通过第二柱塞72传输力和运动并且在空间78中加压燃料。空间78中的加压燃料将力和运动传输至第一柱塞70。来自于第一柱塞70的力和运动施用至提升阀组件60，从而克服偏压力，进而造成提升阀组件60移动至打开位置。空间78中的体积直接随着提升阀组件60中的间隙改变，并且在每次喷射循环后从纵向孔52与低压回流路径80之间的加压燃料再填充。空间78中的燃料的体积消除致动器40与提升阀组件60之间的间隙，因此可在喷洒器的整个操作范围中实现致动器40与提升阀组件60之间的理想运动传送。
根据如图3中所示的替代性实施例，液压联接器168可包括由弹簧174在朝致动器40的方向上偏压的单个柱塞170。空间178可限定在柱塞170与活塞166之间，并且可填充有加压燃料，且与纵向孔52和低压燃料回流路径80连通。联接器壳体182可设置在壳体150的腔室内，并且可支撑和引导活塞170和弹簧174。空间178中的加压燃料将力和运动传输至第一柱塞70。来自于第一柱塞70的力和运动施用至提升阀组件60，从而克服偏压力，进而造成提升阀组件60移动至打开位置。空间178中的体积直接随着提升阀组件60中的间隙改变，并且在每次喷射循环后从纵向孔52与低压回流路径80之间的加压燃料再填充。空间178中的燃料的体积消除致动器40与提升阀组件60之间的间隙，因此可在喷洒器的整个操作范围中实现致动器40与提升阀组件60之间的理想运动传送。
为了说明和描述目的已提供实施例的前述描述。该前述描述不旨在穷举或限制本公开。特定实施例的个别元件或特征大体上不限于该特定实施例，但是如果合适的话是可互换的并且可在选定实施例中使用，即便没有具体示出或描述。同样这也可以按照许多方式改变。这样的变化不应被视为脱离本公开，且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种燃料喷射器，其包括：
壳体，其限定具有近端和远端的纵向孔、与所述纵向孔连通的高压燃料导管，以及阀座，所述阀座包括阀座表面和所述纵向孔的所述远端处的孔隙；
提升阀，其设置在所述纵向孔中并且具有可与所述阀座表面接合的阀头；
致动器装置，其设置在所述纵向孔的所述近端处；以及
设置在所述致动器与所述纵向孔内的所述提升阀之间的液压联接器，所述液压联接器限定腔室，所述腔室接收低压燃料用于在所述致动器与所述提升阀之间提供液压间隙调节器。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述液压联接器包括朝所述提升阀偏压的第一柱塞和朝所述致动器装置偏压的第二柱塞，所述腔室设置在所述第一柱塞与所述第二柱塞之间。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射器，其中所述液压联接器包括联接器壳体，所述联接器壳体支撑并且引导所述第一柱塞和所述第二柱塞。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射器，其中所述联接器壳体进一步支撑偏压所述第一柱塞的第一弹簧并且支撑偏压所述第二柱塞的第二弹簧。
5.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述液压联接器包括朝所述致动器偏压的柱塞。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射器，其中所述柱塞由联接器壳体支撑，所述联接器壳体进一步支撑用于将所述柱塞朝所述致动器偏置的弹簧。
7.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述液压联接器包括朝所述提升阀偏压的柱塞。
8.根据权利要求7所述的燃料喷射器，其中所述柱塞由联接器壳体支撑，所述联接器壳体进一步支撑用于将所述柱塞朝所述提升阀偏置的弹簧。
9.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述液压联接器包括朝所述提升阀偏压的柱塞，所述腔室设置在所述柱塞与所述提升阀之间。
10.根据权利要求9所述的燃料喷射器，其中所述液压联接器包括联接器壳体，所述联接器壳体支撑并且引导所述柱塞。
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