CN109790806B - 往复式泵喷射器 - Google Patents

Abstract

一种往复式活塞泵，包括：泵送室；入口阀，燃料穿过入口阀进入泵送室；活塞，其被构造成对进入泵送室的燃料加压；出口阀，加压燃料穿过出口阀离开泵送室；及联接至活塞的螺线管致动器组件。螺线管致动器组件包括固定定子、线圈和可移动电枢。可移动电枢被构造成响应于线圈通电而朝向固定定子的第一端移动。螺线管致动器组件包括磁通量路径，该磁通量路径借助至少部分地由固定定子的第一端限定的径向间隙和轴向间隙而基本上在可移动电枢和固定定子之间穿过。可移动电枢构造成相对于固定定子移动以减小轴向间隙并增加通过径向间隙的磁通量，使得作用在可移动电枢上的总轴向力在可移动电枢的大部分行程中基本恒定。活塞构造成在可移动电枢相对于固定定子移动时响应于轴向间隙的尺寸变化而移动以迫使加压燃料离开出口阀。

Description

往复式泵喷射器

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2016年7月27日提交的美国临时申请No.62/367,431的权益和优先权，其全部公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本申请总体上涉及内燃机领域。更具体地，本申请涉及用于内燃机的燃料喷射系统。

背景技术

燃料喷射系统可为内燃机提供燃料。典型的燃料喷射系统包括高压燃料泵和喷射器。燃料泵通常是与喷射器分开且不同的部件。燃料泵可以从燃料罐向喷射器提供加压燃料，并且喷射器可以计量进入进气口或燃烧室中的燃料。典型的燃料喷射器使用螺线管或压电系统来移动针，从而允许或阻止加压燃料通过燃料喷射器流到出口喷嘴。使用燃料喷射系统的内燃机通常比化油器发动机具有更清洁的排放；然而在，许多小型发动机中，以及在世界上许多地方，由于燃料喷射系统的成本和复杂性，化油器仍然被广泛使用。

有利的是提供一种包括集成燃料泵的燃料喷射器以简化燃料喷射系统并减少系统中的部件数量从而降低成本。这些和其他有利特征对于阅读本公开的人员将变得显而易见。

发明内容

一个实施例涉及一种燃料喷射器，其包括：套筒，该套筒具有靠近出口喷嘴的第一端；活塞，其被接收在所述套筒中，并可在第一位置和第二位置之间滑动，所述活塞具有靠近所述出口喷嘴的第一端；泵送室，其至少部分地由所述活塞的第一端和所述出口喷嘴之间的所述套筒限定；以及一个入口阀，燃料通过所述入口阀进入所述泵送室。燃料喷射器可包括入口止回阀和联接到套筒的第一端的出口止回阀。入口阀可以位于所述活塞中。所述活塞可以包括联接到所述入口阀的壁，所述壁和所述入口阀至少部分地限定所述活塞中的腔，其中燃料穿过所述腔进入所述泵送室。燃料喷射器可以包括由壳体支撑并联接到所述活塞的磁致动组件，所述磁致动组件构造成平移所述活塞。所述磁致动组件在定子的同一端上可以包括电枢和定子之间的径向间隙和轴向间隙。通过所述径向间隙的磁通量可以平行于通过所述轴向间隙的磁通量。当所述轴向间隙减小时，通过所述径向间隙的磁通量可以增加。磁致动组件可以在其预期的行程范围内提供基本恒定的力，用以实现一致的流速和校准易性。所述电枢和所述活塞可松散地联接在一起以允许相对运动，以减小传递到活塞的侧向磁力。所述燃料喷射器可包括两个端口，以使液体燃料和燃料蒸汽循环通过喷射器。所述出口喷嘴可包括薄板，所述薄板具有用于支撑所述出口止回阀弹簧的凹口和用于雾化燃料的一个或多个孔口。

另一个实施例涉及一种用于将燃料输送到内燃机的往复式活塞泵，其包括：泵送室；入口阀，燃料通过所述入口阀进入所述泵送室；活塞，其构造成对进入所述泵送室的燃料加压；出口阀，加压燃料穿过所述出口阀离开所述泵送室；以及螺线管致动器组件，其联接至所述活塞。螺线管致动器组件包括：固定定子、线圈和可移动电枢，可所述移动电枢被构造为响应于所述线圈被通电而朝向所述固定定子的第一端移动。所述螺线管致动器组件包括磁通量路径，所述磁通量路径通过径向间隙和轴向间隙基本上在所述可移动电枢和所述固定定子之间穿过，径向间隙和轴向间隙至少部分地由所述固定定子的第一端限定。所述可移动电枢构造成相对于所述固定定子移动以减小所述轴向间隙，并增加通过所述径向间隙的磁通量，使得作用在所述可移动电枢上的总轴向力在所述可移动电枢的大部分行程中基本恒定。所述活塞构造成在所述可移动电枢相对于所述固定定子移动时响应于所述轴向间隙的尺寸变化而移动以迫使加压燃料离开出口阀。

在一些示例性实施例中，所述活塞和所述可移动电枢构造成在至少径向方向上相对于彼此移动。

在一些示例性实施例中，所述活塞和所述可移动电枢在至少轴向方向上相对于彼此固定。

在一些示例性实施例中，往复式活塞泵还包括板，其联接到所述泵送室并包括一个或多个孔口，其中所述活塞构造成使加压燃料移动通过所述板的一个或多个孔口。

在一些示例性实施例中，所述出口阀包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧构造成将出口阀偏置到正常关闭位置。

在一些示例性实施例中，所述入口阀包括阀体和阀座，并且其中所述阀体具有提升阀形状，所述阀座联接到所述活塞。

在一些示例性实施例中，所述活塞构造成限制所述电枢的运动，并且所述活塞构造成在所述电枢之前达到向下的极限。

在一些示例性实施例中，所述电枢包括至少一个轴向槽以允许燃料从中通过。

在一些示例性实施例中，所述入口阀包括阀体，所述阀体由弹簧构件偏置到正常打开位置。

在一些示例性实施例中，随着所述可移动电枢移动以减小所述轴向间隙，邻近所述固定定子的所述径向间隙的平均横截面积增加。

在一些示例性实施例中，其中当所述可移动电枢移动以减小所述轴向间隙时，所述固定定子变得磁饱和较小。

在一些示例性实施例中，所述螺线管致动器组件经由柔性构件在所述可移动电枢处联接到所述活塞。

在一些示例性实施例中，所述柔性构件构造成弯曲的，以允许所述活塞和所述可移动电枢之间的相对运动。

附图说明

图1是根据示例性实施例的燃料喷射器的横截面图。

图2是图1的燃料喷射器的入口阀、出口止回阀和出口喷嘴的横截面图。

图3是图1的燃料喷射器的电枢和活塞界面的横截面图。

图4是根据本发明的燃料喷射器的电枢和活塞界面的横截面图。

图5是根据另一实例性实施例的燃料喷射器的电枢和活塞界面的局部透视图。

图6是图1的燃料喷射器的致动组件的横截面图。

图7a至图7d是根据各种示例性实施例的各种致动组件的横截面图。

具体实施方式

总体上参考附图，根据示例性实施例示出了燃料喷射器及其部件。燃料喷射器包括：往复式活塞、入口阀、出口止回阀和流体泵送室。燃料喷射器还包括磁致动组件，其产生驱动活塞的电磁力。往复式活塞在减小流体泵送室容积的方向上的运动迫使燃料离开喷射器。当活塞行进时入口阀关闭以减小流体泵送室的容积。活塞在喷射器内的运动迫使燃料在压力下通过孔口排出，因此不需要常规燃料喷射系统所需的单独的燃料泵和压力调节器。以这种方式，所公开的燃料喷射器可以减少常规的燃料喷射系统应用中所需的零件和部件的数量，这可以显着降低制造成本，并简化组装/制造过程。

所公开的燃料喷射器可将燃料输送到进气口或直接输送到内燃机的燃烧室中。虽然关于燃料和内燃机描述了燃料喷射器，但是所公开的燃料喷射器可以与其他应用中的其他流体一起使用。例如，喷射器可用于喷洒或喷射其他液体，例如水、饮料、油漆、墨水、染料、润滑剂、香油或其他类型的流体。

在讨论燃油喷射系统和/或其部件的进一步细节之前，应该注意本说明书中的“顶部”、“底部”、“向上”、“向下”、“内部”、“外部”、“右”和“左”仅用于按照在附图中定向识别各个元件。这些术语并不意味着限制它们所描述的元件，因为各种元件在各种应用中可以不同地定向。

应进一步注意，出于本公开的目的，术语“联接”意指两个构件直接或间接地彼此结合。这种结合本质上可以是固定的或者本质上是可移动的，和/或这种结合可以允许流体、电、电信号或两个构件之间的其他类型的信号或通信的流动。这种结合可以通过两个构件实现，或通过两个构件和彼此一体地形成为单个整体的任何另外的中间构件实现，或者通过两个构件或两个构件和彼此附接的任何另外的中间构件实现。这种结合本质上可以是永久性的，或者可选地可以是可移除的或可释放的。

参见图1至图3、图6和图7a，示出了根据示例性实施例的喷射器10(例如，喷雾器，燃料喷射器，正排量泵等)。喷射器10包括限定燃料入口端口14的盖12、燃料循环端口16和燃料腔17。根据示例性实施例，一个或多个燃料过滤器(未示出)可以安装在燃料入口端口14和/或燃料循环端口16处或附近，以在进入喷射器10之前过滤来自燃料的微粒。盖12包括面18，电枢20设置在面18上。电枢20显示为具有至少一个轴向槽22以允许燃料从中通过。根据其他示例性实施例，电枢20可以包括一个或多个另外的轴向槽，以提供旋转平衡的电枢20。喷射器10还包括活塞26，活塞26在界面25处邻近电枢20定位。活塞26包括凸缘28，凸缘28与电枢20的配合面24接合，使得活塞26允许通过电枢20仅沿向下方向移动。

如图6所示，轭40联接到帽12。根据示例性实施例，轭40构造成接收线轴42，线轴42包括由漆包线缠绕的线圈44。线轴42示出为与外壳46一体形成。根据示例性实施例，线轴42和外壳46可以通过包覆成型工艺形成，以提供帽12与轭40的保持力，并为喷射器10提供密封。根据其他示例性实施例，线轴42是联接到外壳46的单独部件。轭40可以接收主体60。主体60包括下主体部分62和芯部70。芯部70和轭40共同地限定致动器的定子。芯部70包括竖直面76，该竖直面76相对于电枢20的外周限定第一径向间隙77，第一磁通线71可以通过该第一径向间隙77流动(例如，参见图7a)。第二径向间隙79由轭40的内部和电枢20的外周限定。芯部70包括在第一径向间隙77的周围处的锥形面74。锥形面74朝向第二径向间隙79会聚。

仍然参考图6，芯部70包括水平面78。水平面78和电枢20的下表面限定轴向间隙82，第二磁通线73可以通过轴向间隙82流动(例如，参见图7a)。根据示例性实施例，第一径向间隙77和第二径向间隙79由基本上非磁性的材料分开。根据其他示例性实施例，第一径向间隙77和第二径向间隙79由空间或腔分开。图7a中所示的第一磁通线71和第二磁通线73也可以穿过第二径向间隙79。根据附图中所示的示例性实施例，主体60的下主体部分62和芯部70是整体结构。根据其他示例性实施例，下主体部分62和芯部70可以由联接在一起的多个主体限定。

如图6所示，轭40可以接收电枢套筒43，在电枢套筒43中可滑动地接收电枢20。电枢套筒43可以有利地改善电枢20的使用寿命，并减小电枢所经受的侧向力。根据示例性实施例，电枢20，轭40和芯部70可由导磁材料或导磁材料的组合制成，而活塞26可由具有高磁阻的材料制成。电枢20、活塞26、轭40，线轴42、线圈44和磁芯部70示出为沿着延伸通过燃料入口接口14的中心轴线“A”对齐。当线圈44由诸如电源的外部驱动器通电时，线圈44、电枢20、轭40和芯部70的相互作用产生力，使得电枢20和活塞26朝向芯部70的向下方向移动从而减小轴向间隙82。

参照图4，根据另一示例性实施例示出电枢和活塞界面400。电枢和活塞界面400可以有利地用在图1和6中所示的燃料喷射器10中(例如，电枢420可以代替电枢20，活塞426可以代替活塞26等)。在图4的实施例中，电枢420显示为具有至少一个轴向槽422以允许燃料从中通过。电枢420还包括孔424。包括直径减小区段428的活塞426设置在电枢420的孔424中。孔424由电枢420的内壁限定。根据示例性实施例，区段428可以与电枢420的内壁间隔开，以允许活塞426和电枢420之间的相对运动。活塞426的顶部包括凸缘430，其可以防止电枢420相对于活塞426的向上运动。活塞432的顶部包括面434和突出部434，其可以防止活塞26相对于电枢420的向上运动。主弹簧480可以在面432上偏置抵靠电枢420。

参照图5，根据另一示例性实施例示出电枢和活塞界面500。电枢和活塞界面500可以有利地用在图1和6中所示的燃料喷射器10中(例如，电枢520可以代替电枢20，活塞526可以代替活塞26等)。在图5的实施例中，电枢520显示为具有至少一个轴向槽522以允许燃料从中通过。电枢520还包括孔524和扩孔530。活塞526经由柔性构件540联接到电枢520。柔性构件540包括与扩孔530接合的上端。柔性构件540还包括中间区段542和与活塞526配合的底端。中间区段542是柔性的，并且可以弯曲以允许活塞526和电枢520之间的相对运动。柔性构件540可以由具有柔性特性的柔性聚合物或弹性体构成。

参见在图7b、图7c和图7d，根据各种示例性实施例示出电枢20、芯部70、轴向间隙82和第一径向间隙77，其中在图7a至7d之间相似的附图标记表示的类似部件，但是根据指定而变化(例如，图7a中的芯部70a相当于图7b中的芯部70b等)。在图7b至图7d中所示的实施例中，电枢20和芯部70各自具有不同的结构形状。

再次参见图1至图3、图6和图7a，主弹簧80位于活塞26上的凸缘28的底部和主体60之间。弹簧80将活塞26朝向盖12上的面18偏置。根据另一示例性实施例，主弹簧80可使活塞26朝向出口止回阀组件100偏置。活塞26的上升行程或吸入行程完全由通过线圈44通电产生的力引发；然而，活塞26的下行行程可以由主弹簧80提供动力(即，通过弹簧的偏置或回复力)。根据所示的实施例，活塞26包括基本上圆柱形壁，该圆柱形壁具有靠近盖12的第一端或顶端，以及在远侧出口止回阀组件100处的第二端或底端。活塞壁限定纵向活塞腔，流体在活塞泵送循环期间(即喷射循环)通过该纵向活塞腔。活塞26的底端示出为包括形成在活塞26的底端中的入口阀座32。活塞26被接收在形成于主体60中的活塞孔64中。泵送室66由活塞26的底端、活塞孔64和出口止回阀组件100的顶部限定。活塞26构造成对进入泵送室66的流体加压。

根据示例性实施例，入口阀组件120位于活塞26的底端。入口阀组件120包括入口阀体122，入口阀体122形成有入口阀杆124、入口阀保持器126和入口阀弹簧128。入口阀体122密封入口阀座32。入口阀杆124联接到入口阀保持器126。入口阀保持器126具有至少一个通道以允许燃料进入泵送室66。入口阀体122和入口阀座32两者均显示为锥形形状，以提供自对齐和改进的密封。当活塞26处于其行程的底部时，示例性实施例的入口阀的提升阀设计提供低体积的泵送室66，这改善了喷射器10的高温操作。根据另一示例性实施例，入口阀组件120可以是除提升阀设计之外的其他类型。例如，入口阀体122可以是球形，平板或簧片。入口阀保持器126被活塞腔接收，并在活塞腔内轴向平移。入口阀保持器126附接到入口阀杆124，并且通过在活塞26内侧上的架127的接触来限制入口阀的行程。入口阀弹簧128显示为将入口阀组件120偏置到打开位置。根据另一示例性实施例，入口阀弹簧128可以将入口阀组件120偏置到关闭位置，或者可以省略入口阀弹簧128。

通过弹簧构件的偏置或通过入口阀体122的动量实现的在喷射循环开始时打开入口阀的优点在于允许泵送室66中存在的任何蒸汽从泵送室66离开或被排出。在喷射开始时打开入口阀的另一个优点是通过线圈44的电流可以由处理电子器件使用以辨别泵送室66中可用的流体量。当泵送室66中的燃料量低于正常量时，这可以有利地用于调节脉冲宽度或防止对喷射器10的损坏。

仍然参考图1至图3、图6和图7a，根据示例性实施例，出口止回阀组件100位于下主体部分62的底部处或附近。活塞26可在其行程结束时邻接出口阀座102的顶面101。在轴向间隙82达到零之前，活塞26可以到达其行程的末端，从而防止轭40、电枢20和芯部70磁饱和(saturating)并保持永磁。出口阀包括出口阀座102、密封O形环103、出口阀体104(例如，球阀、止回阀等)、出口阀弹簧106和板108。出口阀体104通过出口阀弹簧106朝向出口阀座102偏置，出口阀弹簧106由板108支撑，并通过形成在板108上的凹口110对齐。一旦出口阀体104与出口阀座102分离(即，出口止回阀打开)，板108上的一个或多个孔口112允许燃料理想地以雾化状态离开喷射器10。根据所示的示例性实施例，出口阀体104是经打磨的球体，出口阀座102具有密封表面114，从而确保自对齐和良好的密封。密封表面114可以通过压印形成，以提供可靠的密封，同时降低制造成本。根据所示的实施例，形成在板119中的孔洞117夹在板108和出口阀座102之间，为燃料提供了增加雾化的湍流路径。根据其他实施例，孔口117可呈现其他形状以影响喷射器10的喷洒模式。

垫圈116显示为夹在板108和下主体部分62底部的凸缘118之间。根据所示的示例性实施例，形成凸缘118以保持出口止回阀组件部件。根据其他示例性实施例，出口止回阀组件100可以通过其他方式固定，例如通过讲板108焊接到下主体部分62。根据其他示例性实施例，喷射器10也可以使用除上述的和图1和图2中所示的那些以外的其他出口止回阀的设计。例如，出口阀体104可具有各种形状，例如平板、锥形、提升阀、蘑菇形、半球形等。出口阀弹簧106也可以是弹性平面构件、弹簧垫圈、实心的柔性构件、圆锥形螺旋弹簧等。

根据示例性实施例，描述了活塞泵送循环。如图1所示，在喷射事件开始时，电枢20通过主弹簧80被偏置到抵靠面18的第一位置或顶部位置。处理电子器件在线圈44中产生足够的电流，这在电枢20上产生向下的力并随后向下运动活塞26以减小泵送室66的体积并减小轴向间隙82。存在于轴向间隙82中的燃料可以通过电枢20上的轴向槽22进入腔17。当入口阀组件120关闭时，活塞26的向下运动在泵送室66中产生正压力，这使得出口阀体104远离出口阀座102和出口止回阀组件100移动以打开。流体可以移动通过孔洞117，并且以高速通过一个或多个孔口112离开喷射器10。

当通过处理电子器件停止通过线圈44的电流时，活塞26失去速度，这导致泵送室66中的流体压力减小，并且导致出口止回阀组件100关闭。出口止回阀组件100的关闭标志着喷射循环的结束。主弹簧80可以通过弹簧力向上推动活塞26和电枢20。然后，由于在泵送室66中由活塞26的运动、入口阀弹簧128、活塞26的向上运动和入口阀体122的动量或这三者的组合而产生的相对负压，可以打开入口阀组件120。燃料可以经由入口阀组件120进入泵送室66，并且填装喷射器10以用于随后的喷射。根据示例性实施例，燃料入口端口14与轴线A对齐，使得朝向燃料喷射器10的燃料被直接引入活塞26中的腔，并最终通过入口阀组件120被引入泵送室66。喷射器10中产生的蒸汽可以通过浮力或借助于辅助泵(未示出)通过燃料循环端口16排出。

本文公开的电枢20、轭40和芯部70的优点在于：相比于在没有圆锥结构72的情况下所实现的力，当电枢20被接收在芯部70的圆锥结构72内时，电枢20、轭40和芯部70共同提供了更恒定的力。该平稳的力特性使得燃料喷射器10能够通过提供线性流动曲线而更容易地校准，减少燃料喷射器的部件到部件的流量变化，并且在其使用寿命期间特别是在高温下减少燃料流量变换。更恒定的力特性使得流速对电枢20相对于其他部件的位置不太敏感，其可能随部件而变化并且由于磨损而随时间变换。芯部70设计的拓扑结构通过提供穿过轴向间隙82的产生轴向力的第二磁通线73的平行路径来提供更恒定的力。由于在电枢20的同一端处的两个间隙的位置，穿过第一径向间隙77的第一磁通线71平行于通过轴向间隙82的第二磁通线73。然而，第一径向间隙77不产生与轴向间隙82一样多的用于移动活塞的有用的力，这是由于磁通量的方向基本上在径向方向上。当轴向间隙82通过电枢20的运动而减小高度时，由于锥形面74的加宽，更多的磁通量指向第一径向间隙77，这为电枢保持了更恒定的轴向力。

根据其他示例性实施例，芯部70和电枢20具有这样的形状：其在电枢的同一端附近的定子和电枢之间提供平行的、基本上径向的和基本上轴向的磁通量路径，从而随着轴向间隙减小，平行的径向磁通量增加。例如，图7b具有台阶以替代图6的锥形面74，使得通过径向间隙77b的平均磁通量随着轴向间隙82d的减小而增加。图7c的实施例具有替代芯70c的位于电枢20c上的圆锥部分。在其他实施例中，轴向和径向间隙中的一者或两者可以具有锥形形状而非严格地在轴向上或在径向上，只要磁通量被转移到至少两个平行路径中，这些路径相互作用以产生比另外地通过单个磁通量路径实现的更恒定的力。例如，图7d的实施例具有电枢20d的下表面和芯70d的上表面，其呈现匹配的锥形面，使得间隙82d是圆锥形的，而径向间隙77d仍然是严格地在径向上。在其他实施例中，轴向和径向间隙可以是单个连续间隙，其具有在电枢轴向移动以减小所述间隙时穿过所述单个连续间隙的、通过锥形或大致锥形控制面(例如图6的面74)指向径向方向的磁通量的增加量。

例如图1所示的致动器的螺线管型致动器通常遇到的问题在于，由于电枢20相对于轭40和芯部70的偏心(例如，由于制造公差和所需的空隙)，可能存在大量的电枢20的磁侧向力。这通常需要使用高级的表面光洁度和高容限的滑动部件以减少摩擦，这可能对于生产来说是昂贵的。电枢套筒43的优点在于其增加了电枢20和轭40之间的径向间隙，并减小了当线圈44通电时施加在电枢20上的侧向力。电枢套筒43优选地由高硬度和高磁阻的材料制成。还有利的是，在活塞26和电枢20之间允许一定的运动自由度，同时仍然允许电枢20和活塞26在活塞26的上升行程和下行行程中彼此施加垂直力。运动自由度减小了电枢的磁侧向力向活塞和活塞孔界面的传递，降低了由于活塞和孔随着时间的磨损而结合和流速变换的可能性。

图1至图3、图6的活塞26和电枢20仅约束在一个轴向方向上。这允许活塞26和电枢20之间的运动自由度。在另一个实施例中，弹性垫圈可以放置在活塞26和电枢20之间，以允许相对运动。图4的活塞426和电枢420约束在至少在两个轴向方向上，但是可以取决于直径减小部分428在孔424内的配合而约束在更大量的轴向方向上。图5的活塞526和电枢520包括电枢520由柔性构件540较弱地约束，但在轴向方向上相对固定。界面500可以在高振动环境中提供优势，在高振动环境中活塞界面25的更大的运动自由度和界面400的某些构造可以使活塞和电枢发出敲击声。

循环端口16有利于将加热的液体燃料和蒸汽循环出喷射器10，因为不同于仅在燃料泵在上游加压燃料时用作阀门的常规的燃料喷射器，本申请的喷射器10可以在没有上游泵的情况下操作。因此，喷射器10内部的燃料，特别是在腔17中的燃料可以不加压到燃料能够在高操作温度下保持液态的水平。喷射器10的致动器设计还提供高温操作的优点：无论轴向间隙82的高度如何，喷射器10的致动器都提供更恒定的力，这将在入口阀120取决于泵送室66中存在的蒸汽量而在轴向间隙82的不同高度处关闭时保持燃料的流速更加一致。

另一个实施例涉及一种用于将燃料输送到内燃机的往复式活塞泵，其包括螺线管致动器组件、出口阀、入口阀和泵送室。螺线管致动器组件包括固定定子、线圈和可移动电枢。可移动电枢构造成在线圈通电时朝向固定定子的第一端移动。通电的螺线管致动器组件的磁通量路径基本上穿过电枢和定子之间、经由径向间隙和轴向间隙，并且限定径向间隙和轴向间隙的表面位于定子的第一端。活塞构造成在轴向间隙随着电枢相对于定子移动而变化时迫使流体离开出口阀。当所述轴向间隙高度由于电枢相对于定子的运动而减小时，通过径向间隙的磁通量增加，从而在电枢上产生更恒定的总轴向力，用于其旨在加压并泵送燃料的行程范围的部分。

在一些示例性实施例中，允许活塞和电枢至少在径向方向上相对于彼此运动，或者通过柔性构件结合。

在一些示例性实施例中，所述活塞和所述可移动电枢在轴向方向中的至少一个上相对于彼此固定。

在一些实施例中，活塞泵迫使加压流体通过具有一个或多个孔口的薄板。

在一些示例性实施例中，所述出口阀使用螺旋弹簧以将出口阀偏置到关闭位置。

在一些示例性实施例中，入口阀体采用提升阀形状，阀座附接到活塞。

在一些示例性实施例中，电枢的向下运动范围受到活塞的限制，并且活塞在电枢之前达到其下行行程极限。

在一些示例性实施例中，电枢包括至少一个轴向槽以允许燃料从中通过。

在一些示例性实施例中，入口阀体不通过弹簧构件朝向关闭位置偏置。

另一个实施例涉及一种用于将燃料输送到内燃机的往复式活塞泵，其包括螺线管致动器组件、出口止回阀、入口阀和泵送室。螺线管致动器组件包括固定定子、线圈和可移动电枢。活塞和电枢在电枢的行程的轴线方向的至少一个上彼此约束，并且具有至少一个另一轴线上的自由度。

在一些实例性实施例中，电枢在所述线圈通电时朝向固定定子的第一端移动。通电的螺线管致动器组件的磁通量路径基本上穿过电枢和定子之间、经由径向间隙和轴向间隙，并且限定径向间隙和轴向间隙的表面位于定子的第一端。活塞构造成在轴向间隙随着电枢相对于定子移动而变化时迫使流体离开出口阀，并且流体的流速取决于作用在电枢上的电磁力。当轴向间隙高度由于电枢相对于定子的运动而减小时，通过径向间隙的磁通量增加，从而在电枢上产生更恒定的总轴向力，用于其旨在加压并泵送燃料的行程范围的部分。

在一些实例性实施例中，活塞泵迫使加压流体通过具有一个或多个孔口的薄板。

在一些示例性实施例中，所述出口阀使用螺旋弹簧以将出口阀偏置到关闭位置。

在一些示例性实施例中，入口阀体采用提升阀形状，阀座附接到活塞。

在一些示例性实施例中，电枢包括至少一个轴向槽以允许燃料从中通过。

在一些示例性实施例中，入口阀体不通过弹簧构件朝向关闭位置偏置。

另一个实施例涉及一种用于将燃料输送到内燃机的往复式活塞泵，其包括螺线管致动器组件、出口止回阀、入口阀和泵送室、出口喷嘴、入口端口和循环端口。螺线管致动器组件包括固定定子、线圈和可移动电枢。出口喷嘴被构造成以高压或高速排出燃料。入口端口和循环端口被构造成使流体和蒸汽循环通过活塞泵。活塞和电枢通过柔性构件联接在一起。

在一些示例性实施例中，柔性构件在电枢的行程轴线上具有轴向刚性，并且沿着相同的轴线柔性弯曲。

在一些实例性实施例中，在所述线圈通电时电枢朝向固定定子的第一端移动。通电的螺线管致动器组件的磁通量路径基本上穿过电枢和定子之间、经由径向间隙和轴向间隙，并且限定径向间隙和轴向间隙的表面位于定子的第一端。活塞在轴向间隙随着电枢相对于定子移动而产生尺寸变化时迫使流体离开出口阀。当轴向间隙高度由于电枢相对于定子的运动而减小时，通过径向间隙的磁通量增加，从而在电枢上产生更恒定的总轴向力，用于其旨在加压并泵送燃料的行程范围的部分。

在一些实例性实施例中，活塞泵迫使加压流体通过具有一个或多个孔口的薄板。

在一些示例性实施例中，所述出口阀使用螺旋弹簧以将出口阀偏置到关闭位置。

在一些示例性实施例中，入口阀体采用提升阀形状，阀座联接到活塞。

如示例性实施例中所示的燃料喷射系统的元件的构造和布置仅是说明性的。尽管仅详细描述了本公开的一些实施例，但是本领域技术人员在阅读本公开时将容易理解，可以进行许多修改(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等变化)，而不实质上脱离所述主题的新颖教导和优点。例如，示出为一体形成的元件可以由多个部件或元件构成。元件和组件可以由提供足够的强度或耐久性的、具有各种各样的颜色、纹理和组合的各种各样的材料中的任何一种构成。另外，在主题描述中，词语“示例性”用于意指用作示例、例证或说明。本文中描述为“示例性”的任何实施例或设计未必被解释为比其他实施例或设计更优选或更具优势。相反，使用词语“示例性”旨在以具体方式呈现概念。因此，所有这些修改旨在包括在本公开的范围内。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以在优选的和其他示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。

根据替代的实施例，可以改变或重新排序任何过程或方法步骤的顺序或序列。任何装置加功能条款旨在覆盖本文描述的执行所述功能的结构，不仅包括结构等同物，还包括等同结构。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以在优选的和其他示例性实施例的设计、操作配置和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。

Claims (15)

1.一种用于将燃料输送到内燃机的往复式活塞泵，其包括：

泵送室；

入口阀，其被构造成允许燃料进入所述泵送室；

活塞，其被构造成对进入所述泵送室的燃料加压；

出口阀，其被构造成允许加压燃料离开所述泵送室；以及

螺线管致动器组件，其联接到所述活塞，其中所述螺线管致动器组件包括：

固定定子，所述固定定子包括线圈；和

可移动电枢，其中，所述可移动电枢被构造成响应于所述线圈通电而朝向所述固定定子的第一端移动；

其中，所述螺线管致动器组件包括磁通量路径，所述磁通量路径通过径向间隙和轴向间隙而基本上在所述可移动电枢和所述固定定子之间穿过，所述径向间隙和所述轴向间隙至少部分地由所述固定定子的所述第一端限定；

其中，所述可移动电枢被构造成相对于所述固定定子移动以减小所述轴向间隙并增加通过所述径向间隙的磁通量，使得作用在所述可移动电枢上的总轴向力在所述可移动电枢的部分行程中基本恒定；

其中，所述活塞被构造成响应于所述轴向间隙减小而移动以迫使所述加压燃料离开所述出口阀；以及

其中，所述可移动电枢被弹簧偏置成远离所述出口阀，所述弹簧直接抵靠所述活塞而作用。

2.如权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述活塞和所述可移动电枢被构造成在径向方向上相对于彼此移动。

3.如权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述活塞和所述可移动电枢在轴向方向上相对于彼此固定。

4.如权利要求1所述的往复式活塞泵，其进一步包括板，所述板与所述泵送室流体连通并且包括一个或多个孔口。

5.如权利要求4所述的往复式活塞泵，其中，所述活塞被构造成使加压燃料移动通过所述板的所述一个或多个孔口。

6.如权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述出口阀包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧被构造成将所述出口阀偏置到正常关闭位置。

7.如权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述入口阀包括阀体和阀座，并且其中，所述阀体和所述阀座联接到所述活塞。

8.如权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述活塞被构造成限制所述电枢的运动。

9.如权利要求8所述的往复式活塞泵，其中，所述活塞被构造成在所述电枢之前到达向下的极限。

10.如权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述电枢包括至少一个轴向槽以允许燃料从中通过。

11.如权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述入口阀包括阀体，所述阀体由弹簧构件偏置到正常打开位置。

12.如权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述往复式活塞泵被构造成使得在所述可移动电枢移动以减小所述轴向间隙时，与所述固定定子相邻的所述径向间隙的平均横截面积增大。

13.如权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述往复式活塞泵被构造成使得在所述可移动电枢移动以减小所述轴向间隙时，所述固定定子变得磁饱和减小。

14.如权利要求1所述的往复式活塞泵，其中，所述螺线管致动器组件经由柔性构件在所述可移动电枢处联接到所述活塞。

15.如权利要求14所述的往复式活塞泵，其中，所述柔性构件被构造成弯曲的，以允许所述活塞和所述可移动电枢之间的相对运动。

Images