CN110475965A - 被结构化用于囊体容积减小和抗断裂性的具有针尖端和喷嘴本体表面的燃料喷射器 - Google Patents

被结构化用于囊体容积减小和抗断裂性的具有针尖端和喷嘴本体表面的燃料喷射器 Download PDF

Info

Publication number
CN110475965A
CN110475965A CN201880022884.7A CN201880022884A CN110475965A CN 110475965 A CN110475965 A CN 110475965A CN 201880022884 A CN201880022884 A CN 201880022884A CN 110475965 A CN110475965 A CN 110475965A
Authority
CN
China
Prior art keywords
utricule
gap
non return
return part
nozzle body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880022884.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110475965B (zh
Inventor
R·洛佩兹
R·冈德森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Progress Rail Services Corp
Original Assignee
Progress Rail Services Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Progress Rail Services Corp filed Critical Progress Rail Services Corp
Publication of CN110475965A publication Critical patent/CN110475965A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110475965B publication Critical patent/CN110475965B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1886Details of valve seats not covered by groups F02M61/1866 - F02M61/188
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1873Valve seats or member ends having circumferential grooves or ridges, e.g. toroidal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

一种用于燃料喷射器(30)的喷嘴组件(49)包括喷嘴本体(48)和定位在喷嘴本体(48)内的针尖端(70)。针止回件(60)包括末端表面(94),所述末端表面定位成与喷嘴本体(48)的囊体表面(86)成间隔开的面对关系,以形成囊腔(96)。末端表面(94)和囊体表面(86)各自具有球形形状,并且围绕喷嘴本体(48)的纵轴线居中。末端表面(94)和囊体表面(86)的结构使得在其间的间隙(98)不小于沿在末端表面(94)和囊体表面(86)的中心之间的线段的间隙,囊腔(96)具有减小的容积,并且在喷嘴尖端(82)处的壁厚度足以改进抗断裂性。

Description

被结构化用于囊体容积减小和抗断裂性的具有针尖端和喷嘴 本体表面的燃料喷射器
技术领域
本公开大体上涉及燃料喷射器中的喷嘴组件,并且更具体地涉及针止回件和喷嘴本体,其中针止回件和喷嘴本体的相对表面被结构化来减小囊体容积并提供增强的喷嘴本体结构完整性。
背景技术
一个多世纪以来,燃料喷射器已经用于许多不同类型的内燃机中。在许多现代设计中,通常称为出口止回件的阀构件定位在燃料喷射器本体内,并且被控制成选择性地将外部燃料源、或者喷射器本体内的内部燃料通路或柱塞室中的高压燃料和与燃烧室流体连通的燃料喷雾孔口连接。工程师已经为这种出口止回件、由出口止回件接触时切断燃料喷射的阀座、以及燃料喷射器内的燃料的表面形状和流动策略开发了几乎无数不同的设计。燃料喷雾孔口的尺寸和形状自身也是重要工程工作的焦点。已经提出了具有向外变窄的形状、向外变宽的“喇叭”形状以及其它形状的燃料喷雾孔口。已知许多不同的几何形状用于孔板、腔和其它燃料喷射器特征的形状和构造。
还已经发现,定制燃料离开燃料喷射器尖端的方式,以及燃料流动开始和终止的方式和结构,可对发动机的效率和排放曲线产生显著影响。可以预期在注射停止的时间点之后从喷射器尖端滴下的燃料贫燃烧(如果有的话)。撞击气缸孔壁的燃料喷雾同样将趋于快速冷却,并且比可能以其它方式获得的,更不完全或更低效地燃烧。已经观察到在终止喷射之后仍然驻留在所谓的“囊体”中的燃料喷射器喷嘴内的燃料对发动机排放和效率的性质具有显著影响。然而,由于各种原因,包括可能丧失燃料喷嘴部件上的残余燃料的冷却效果,完全消除这种残余燃料可能是不期望的。这些和其它现象推动了燃料系统领域数十年的研究和开发,导致许多不同制造商多年来采用了许多不同的策略。
美国专利号6,491,237涉及一种燃料喷射器,该燃料喷射器据称最小化囊体容积,并且趋于减少燃料流中的不期望的涡流。出于此类目的提供了具有大体球形尖端的闭合构件。
发明内容
一方面,一种用于燃料喷射器的喷嘴组件包括喷嘴本体,喷嘴本体限定纵轴线,并且具有外表面、内表面和圆顶形喷嘴尖端,且在其中形成喷嘴出口通路。内表面包括围绕纵轴线沿周向延伸并且位于圆顶形喷嘴尖端的轴向内侧的座表面,以及至少主要位于圆顶形喷嘴尖端内的囊体表面。圆顶形喷嘴尖端在其中形成有多个喷雾孔口,多个喷雾孔口围绕纵轴线分布并且从囊体表面内的多个入口位置延伸到外表面内的多个出口位置。喷嘴组件还包括针止回件,针止回件定位成在喷嘴本体内往复运动,并限定与纵轴线共线的往复运动轴线,针止回件具有包括闭合液压表面和开口液压表面的第一端部,以及包括具有密封表面和位于密封表面轴向外侧的末端表面的针尖端的第二端部。密封表面定位成与座表面接触,使得针止回件阻止喷嘴出口通路与多个喷雾孔口流体连通,并且末端表面定位成与囊体表面成间隔开的面对关系,使得囊腔在针止回件和喷嘴本体之间延伸。末端表面具有根据凸曲率半径弯曲的球形形状,并且囊体表面具有根据凹曲率半径弯曲的球形形状。末端表面和囊体表面中的每一个都围绕纵轴线居中,并且凸曲率半径和凹曲率半径的大小确定为使得末端表面与囊体表面之间的间隙不小于沿在末端表面和囊体表面之间延伸并且与纵轴线共线的线段的间隙。
另一方面,一种用于内燃机的燃料喷射器包括喷嘴本体,喷嘴本体限定纵轴线并且在其中形成多个喷雾孔口,以及在燃料入口与多个喷雾孔口之间延伸的喷嘴出口通路。燃料喷射器进一步包括喷射控制机构,该喷射控制机构具有针止回件,该针止回件定位成在喷嘴本体内往复运动。喷嘴本体具有外表面、内表面,以及围绕纵轴线居中的圆顶形喷嘴尖端。内表面包括围绕纵轴线沿周向延伸并且位于圆顶形喷嘴尖端的轴向内侧的座表面,以及至少主要位于圆顶形喷嘴尖端内并且围绕纵轴线居中的囊体表面。多个喷雾孔口形成于圆顶形喷嘴尖端内,并且从囊体表面内的多个入口位置延伸到外表面内的多个出口位置。针止回件具有第一端部和第二端部,第二端部包括针尖端,针尖端具有密封表面和位于密封表面轴向外侧的末端表面。密封表面定位成与座表面接触,使得针止回件阻止喷嘴出口通路与多个喷雾孔口流体连通,并且末端表面定位成与囊体表面成间隔开的面对关系,使得囊腔在针止回件和喷嘴本体之间延伸。末端表面具有根据凸曲率半径弯曲的球形形状,并且囊体表面具有根据凹曲率半径弯曲的球形形状。间隙在末端表面与囊体表面之间延伸,并且间隙在整个囊腔中具有的大小等于或大于沿与纵轴线共线的线段的间隙大小。
又一方面,一种用于内燃机的燃料系统包括燃料源,以及与燃料源联接的至少一个燃料加压机构。燃料系统进一步包括多个燃料喷射器,多个燃料喷射器与至少一个燃料加压机构联接,并且各自具有限定纵轴线的喷嘴本体,并且在其中形成多个喷雾孔口,以及在燃料入口与多个喷雾孔口之间延伸的喷嘴出口通路。燃料系统进一步包括具有针止回件的喷射控制机构,针止回件定位成在喷嘴本体内往复运动,以及喷嘴本体,其具有外表面、内表面、以及围绕纵轴线居中的圆顶形喷嘴尖端。内表面包括围绕纵轴线沿周向延伸并且位于圆顶形喷嘴尖端的轴向内侧的座表面,以及至少主要位于圆顶形喷嘴尖端内并且围绕纵轴线居中的囊体表面。多个喷雾孔口形成于圆顶形喷嘴尖端内,并且从囊体表面内的多个入口位置延伸到外表面内的多个出口位置。针止回件具有第一端部和第二端部,第二端部包括针尖端,针尖端具有密封表面和位于密封表面轴向外侧的末端表面。密封表面可定位成与座表面接触,使得针止回件阻止喷嘴出口通路与多个喷雾孔口流体连通,并且末端表面可定位成与囊体表面成间隔开的面对关系,使得当针止回件阻挡喷嘴出口通路时,囊腔在针止回件与喷嘴本体之间延伸。末端表面具有根据凸曲率半径弯曲的球形形状,并且囊体表面具有根据凹曲率半径弯曲的球形形状。间隙在末端表面与囊体表面之间延伸,并且间隙在整个囊腔中具有的大小等于或大于沿与纵轴线共线的线段的间隙大小。
附图说明
图1是根据一个实施例的发动机系统的局部截面侧视图,包括详细的放大图;
图2是根据一个实施例的喷嘴组件的剖面图;
图3是根据一个实施例的喷嘴组件的一部分的局部截面视图;
图4是将根据本公开的喷嘴组件的特征与已知设计进行比较的局部截面侧视图;以及
图5是将根据本公开的喷嘴组件中的囊体尺寸和构造与已知设计中的囊体尺寸和构造进行比较的示意图。
具体实施方式
参见图1,示出了内燃机系统10,其包括发动机壳体12,该发动机壳体具有形成于其中的多个气缸14。多个活塞15定位成以大体上常规方式在多个气缸14中的每一个内往复运动,且与发动机曲轴16联接。内燃机系统10(下文称为“发动机系统10”)可包括直喷压燃柴油发动机,其中气缸14以直列构造、V型构造或任何其它合适的构造布置,且具有数量等于12、16个或任何其它合适的数量的气缸。
发动机系统10进一步包括燃料系统24,具有燃料源或箱26和燃料泵28,燃料泵被结构化以将燃料从燃料箱26输送到多个燃料喷射器30,多个燃料喷射器中的每一个支承在发动机缸盖18内且至少部分地定位在多个气缸14中的一个内。在实施中,至少一个燃料加压机构流体地定位于燃料箱26与燃料喷射器30之间。至少一个燃料加压机构可包括分别与每个燃料喷射器30联接的多个单元泵32。单元泵32可各自包括挺杆34,在凸轮轴20通过发动机系统10的操作以大体常规方式可旋转时,所述挺杆与多个凸轮22中的一个接触。每个单元泵32中的柱塞可由挺杆34驱动。在其它实施例中,可使用公共导轨等而不是单元泵。燃料泵30可充当公共导轨实施例中的燃料加压机构。每个燃料喷射器30进一步包括喷射控制机构36,所述喷射控制机构可包括阀组件38,其作为对应燃料喷射器30的一部分或联接到对应燃料喷射器,且控制如本文中进一步论述的燃料喷射。
图1还包括燃料喷射器30中的一个的某些部件的详细放大图。因为燃料喷射器30可彼此基本上相同,应理解一个燃料喷射器30的描述和图1中的图示类似地表示发动机系统10的其它燃料喷射器30中的任一个。燃料喷射器30包括喷射器本体40,所述喷射器本体被结构化以与发动机缸盖18联接,并且具有上体件42、中体件44和夹持体件46。喷射器本体40还包括喷嘴本体48,其限定纵轴线,并且通过夹持体件46和上体件42的接合(例如螺纹接合)夹持中体件44。上体件40限定入口50,所述入口被结构化以接收通过相应的燃料加压机构或单元泵32的操作而加压的燃料。喷嘴供应通路52在入口50与喷嘴本体48中形成的喷嘴出口通路54之间延伸。多个喷雾孔口76可选择性地与喷嘴出口通路54以本文进一步描述的方式连接。
上体件40进一步限定流体地连接到喷射控制机构36的阀组件38的出口56。阀组件38可操作以将出口56和排放通路58选择性地连接到低压空间,控制定时、持续时间,并且在某些情况下以大体已知的方式控制燃料喷射的速率形状。喷射控制机构36进一步包括针止回件60,所述针止回件定位成在喷嘴本体48内往复运动,并限定与纵轴线100共线的往复运动轴线(未标号)。针止回件60可包括具有开口液压表面64和闭合液压表面66的第一端部62以及包括针尖端70的第二端部68。偏压弹簧74定位在喷射器本体40内,并将针止回件60朝阻挡喷嘴出口通路54与喷雾孔口76之间的流体连通的闭合位置偏压。
现在参考图2,示出了喷嘴本体48和针止回件60的喷嘴组件49,更详细示出了某些特征。如上所述,喷嘴本体48限定纵轴线100,其中燃料喷射器30的某些其它部件在纵轴线100上居中和/或围绕所述纵轴线布置。喷嘴本体48还包括外表面78、内表面80,和圆顶形喷嘴尖端82。内表面80包括座表面84,所述座表面围绕纵轴线100沿周向延伸,并且位于圆顶形喷嘴尖端82的轴向内侧。座表面84可具有圆锥形状。内表面80还包括至少主要位于圆顶形喷嘴尖端82内的囊体表面86。数量可为3、4、5、6或其它数量的喷雾孔口76形成在圆顶形喷嘴尖端70(下文中称为“尖端70”)中,并且围绕纵轴线100以大体规则的圆周分布而分布。喷雾孔口76从囊体表面86内的多个入口位置延伸到外表面78内的多个出口位置。囊体表面86可部分地或完全地包括喷雾孔口76的入口位置。换言之,每个喷雾孔口的“入口”整体可由囊体表面86包绕,或备选地,囊体表面86可仅沿轴向向内延伸到足以包绕每个喷雾孔口76的一部分。在任一种情况下,与喷雾孔口76相关联的入口位置将认为是在囊体表面86内。不是球形或圆锥形形状的过渡表面(未标号)可在囊体表面86与座表面84之间延伸。
在图2中,示出针止回件60,此时其可能出现在闭合位置,阻挡喷嘴出口通路54与喷雾孔口76之间的流体连通,且通过弹簧74朝向闭合位置偏压。阀组件38可操作成释放作用在闭合液压表面66上、和/或作用在联接在弹簧74与针止回件60之间的针控制件72上的液压,以使作用在开口液压表面64上和可能作用在针止回件60的其它开口液压表面上的燃料液压能够提升针止回件60并开始燃料喷射。阀组件38也可操作成阻止排放通路58的低压,并且使得来自偏压弹簧60的力和作用在闭合液压表面66和/或针控制件72上的液压的组合能够将针止回件60朝闭合位置推回,以终止燃油喷射事件。在至少一些情况下,针控制件72可认作是针止回件60和喷射控制机构36的一部分。针止回件60可包括如上所述的第二端部68,其包括针尖端88,所述针尖端具有密封表面90和末端表面94,所述末端表面位于密封表面90的轴向外侧,并通常但不一定邻接所述密封表面。在针止回件60的闭合位置处,近似如图2所示,密封表面90定位成与座表面84接触,使得针止回件60阻挡喷嘴出口通路54与如本文所述的喷雾孔口76流体连通。座表面90可以具有圆锥形状,但本公开不限于此。末端表面94可定位成与囊体表面86成间隔开的面对关系,使得囊腔96在针止回件60与喷嘴本体48之间延伸。从以下描述将进一步显而易见,囊腔96的尺寸和形状提供优于某些已知设计的优点,特别是关于喷嘴本体48对某些类型的疲劳或结构失效的效率和抵抗力。
现在还参考图3,示出了喷嘴组件49的某些其它细节的截面侧视图。末端表面94可具有根据凸曲率半径102弯曲的球形形状,并且囊体表面86也可具有根据凹曲率半径104弯曲的球形形状。末端表面94和囊体表面86中的每一个都可围绕纵轴线100居中。换言之,由囊体表面86限定的球体的中心点以及由末端表面94限定的球体或半球的中心点可各自沿纵轴线100设置。在图3中,可看出,由末端表面94形成的末端点116与纵轴线100交叉。同样,囊体表面中心点114与纵轴线100交叉。由圆顶形喷嘴尖端82限定的轴向端点112同样与纵轴线100交叉。凸曲率半径102和凹曲率半径104可大小确定为使得末端表面94和囊体表面86之间的间隙98不小于沿在末端表面94和囊体表面86之间延伸并且与纵轴线100共线的线段的间隙。图3的图示中的本线段可为线段连接点116和点114。间隙98可理解为在囊体表面86与末端表面94之间的空间自身,但在图3中,间隙98示为那些表面之间的对应尺寸。
在实施中,凸曲率半径102的大小可基本等于凹曲率半径104的大小。末端表面104和囊体表面86可在至少大部分囊腔96中基本平行,使得末端表面94与囊体表面86之间的间隙98在整个囊腔96中是基本均匀的。理解此特征的另一种方式在于,在大于50%的囊腔96比例中,分离末端表面94和囊体表面86的距离大体上可为一致的。间隙98的尺寸在整个过程中可为均匀的,但是在大多数设计中将不会,使得针止回件60和喷嘴本体48沿囊腔96在任何位置彼此接近,比在与纵轴线100共线的所述线段处的距离更近。
在实施中,凸曲率半径102和凹曲率半径104的大小可为约0.05英寸或更小,并且间隙98可为约0.01英寸或更小。凸曲率半径102和凹曲率半径104可进一步为约0.04英寸,并且间隙98可为约0.009英寸。从以下描述中,将进一步显现形成囊腔96或邻近囊腔96的表面的适当尺寸和布置的重要性。在实施中,囊腔96的容积可为约1.5立方毫米或更小,并且在一个改进中,囊腔96的容积可为约1.3立方毫米。
应该记得,圆顶形喷嘴尖端82可限定轴向端点112。在实施中,囊体表面86的尺寸和形状影响喷嘴本体壁厚度。从轴向端点112延伸到囊体表面中心点114的线段可理解为限定喷嘴本体48的壁厚度。壁厚度110可比间隙98大约五倍或更多倍。在一个改进中,壁厚110可比间隙98大约八倍或更多倍,并且可为大约0.08英寸。如本文所用,术语“约”可在常规舍入到一致数量的有效数字的背景中理解。因此,“约1.5毫米”可理解为意味着1.45毫米到1.54毫米。类似的,“约0.009英寸”可理解为意味着从0.0085英寸到0.0094英寸,等等。由喷雾孔口76限定的喷雾角106在图3中进一步示出,并且可为约145度。由喷雾孔口76限定的孔口直径108在整个喷雾孔口76上或在所述喷雾孔口中可为相同的,并且可为约0.0166英寸。
工业适用性
应该记得,本公开预期提供优于常规策略的许多改进。现在参考图4,在图的左侧示出了喷嘴组件49的视图,与喷嘴组件249的图的右侧所示的已知设计进行了比较。喷嘴组件249包括针止回件260和喷嘴本体248,并与喷嘴组件49具有许多功能类似,但具有重要的不同。应该记得,喷嘴组件49中的间隙98可为基本均匀的,并且不小于沿纵轴线100的间隙。在喷嘴组件249中,针止回件260与喷嘴本体248之间的间隙299不均匀,并且可进一步预期在喷嘴组件249的纵向中心轴线外侧的位置处最小。针止回件260的针尖端270不是球形,而是具有截头圆锥形状,并且形成相对尖锐的拐角,其中一个通过参考标记300示出和描绘。在喷嘴本体248与针止回件260之间的轴向方向上的第一间隙以参考标记298示出且可等于约0.01英寸或更大。壁厚度210可为约0.05英寸。最小间隙在参考标记299处示出,并且可为约0.005英寸,或更小。可以理解,根据本公开的形成囊腔96的表面的尺寸和形状可提供减小的容积,以及成比例地更大的壁厚,由于囊腔形状和更长更均匀的间隙,以及更大的壁厚度,故导致改善对针止回件和喷嘴本体之间在某些情况下可能发生的冲击的抵抗力。
应进一步理解,相对于喷嘴组件249保留了本公开的某些其它特征,包括喷嘴组件的喷雾孔口尺寸、布置、喷雾角和整体外部轮廓。出于此原因,喷嘴组件49和作为其一部分的燃料喷射器可换成喷嘴组件和类似于或采用喷嘴组件249构造的燃料喷射器,而不期望性能改变或需要其它硬件改变或安装或者安装修改。
现在参考图5,示出了与针止回件60比较的针止回件260,并且示出了与囊腔96比较的囊腔296。可看到已知设计的囊腔296具有大体圆锥形状,其特征在于直侧和相对深和窄的轮廓顶点。相反,可看到囊腔96具有不同的轮廓,具有更逐渐的弧形顶点,并且整个深度更浅且更均匀。虽然囊体容积中的差异可能看起来相对较小,但本领域的技术人员将认识到,小于立方毫米的差异也可对效率和排放产生影响。每当燃料喷射事件终止时,少量的燃料可留在囊腔内。在许多(数百万甚至数十亿)燃料喷射的过程中,在喷射之间留在囊腔中并且没有燃烧或不完全燃烧的燃料量可能非常庞大。已经观察到囊腔容积理想的是尽可能小,但是在某些情况下可能不希望完全消除囊体,因为可以预想到至少随着时间推移,针止回件在喷嘴本体上的硬着陆增大了针止回件或喷嘴本体断裂的风险,将针止回件打入喷嘴本体中。在没有囊腔的情况下,也可预想到更难实现将针止回件适当定位在阀座上以切断至喷雾孔口的燃料流。在一些情况下,囊腔96的囊体容积可预期为比囊腔296的囊体容积小约10%或更多。最后,本领域技术人员将进一步理解,可通过喷嘴组件49的设计获得可制造性的改进,具体是因为内表面80的轮廓可通过单次工具通过而不是如其它几何形状所需的更复杂的磨削操作来实现。
本说明书仅用于说明目的,并且不应被解释为以任何方式缩小本公开的范围。因此,本领域技术人员将认识到,在不脱离本公开的完整和合理范围和精神的情况下,可对本文公开的实施例进行各种修改。通过查看附图和所附权利要求书,其它方面、特征和优点将变得显而易见。

Claims (10)

1.一种用于燃料喷射器(30)的喷嘴组件(49),包括:
喷嘴本体(48),所述喷嘴本体限定纵轴线,并且具有外表面(78)、内表面(80)和圆顶形喷嘴尖端(82),并且在其中形成喷嘴出口通路(54);
所述内表面(80)包括围绕所述纵轴线沿周向延伸并且位于所述圆顶形喷嘴尖端(82)轴向内侧的座表面(84),以及至少主要位于所述圆顶形喷嘴尖端(82)内的囊体表面(86);
所述圆顶形喷嘴尖端(82)在其中形成多个喷雾孔口(76),所述多个喷雾孔口围绕所述纵轴线分布并且从所述囊体表面(86)内的多个入口位置延伸到所述外表面(78)内的多个出口位置;
针止回件(60),所述针止回件定位成在所述喷嘴本体(48)内往复运动,并且限定与所述纵轴线共线的往复运动轴线,所述针止回件(60)具有包括闭合液压表面(66)和开口液压表面(64)的第一端部(62),以及包括具有密封表面(90)和位于所述密封表面(90)轴向外侧的末端表面(94)的针尖端(70)的第二端部(68);
所述密封表面(90)定位成与所述座表面(84)接触,使得所述针止回件(60)阻止所述喷嘴出口通路(54)与所述多个喷雾孔口(76)流体连通,并且所述末端表面(94)定位成与所述囊体表面(86)成间隔开的面对关系,使得囊腔(96)在针止回件(60)和喷嘴本体(48)之间延伸;以及
所述末端表面(94)具有根据凸曲率半径弯曲的球形形状,并且所述囊体表面(86)具有根据凹曲率半径弯曲的球形形状;以及
所述末端表面(94)和所述囊体表面(86)中的每一个都围绕所述纵轴线居中,并且所述凸曲率半径和所述凹曲率半径的大小确定为使得所述末端表面(94)与所述囊体表面(86)之间的间隙(98)不小于沿在所述末端表面(94)和所述囊体表面(86)之间延伸并且与所述纵轴线共线的线段的间隙。
2.根据权利要求1所述的组件(49),其中所述凸曲率半径的大小基本上等于凹曲率半径的大小,并且其中所述末端表面(94)和所述囊体表面(86)在至少大部分所述囊腔(96)中基本上平行,使得所述末端表面(94)和所述囊体表面(86)之间的所述间隙(98)在整个所述囊腔(96)中基本均匀;
其中所述凸曲率半径的大小和所述凹曲率半径的大小各为约0.05英寸或更小,并且所述间隙(98)为约0.01英寸或更小;并且
其中所述囊腔(96)的容积为约1.5立方毫米或更小。
3.根据权利要求1所述的组件(49),其中所述圆顶形喷嘴尖端(82)限定所述喷嘴本体(48)的轴向端点,并且所述囊体表面(86)限定囊体表面中心点,并且其中从所述轴向端点延伸到所述囊体表面中心点的线段限定所述喷嘴本体(48)的壁厚度,并且所述壁厚度比所述间隙(98)大约五倍或更多倍。
4.根据权利要求3所述的组件(49),其中所述壁厚度比所述间隙(98)大约八倍或更多倍;并且
其中所述壁厚度为约0.08英寸。
5.一种用于内燃机(10)的燃料喷射器(30),包括:
喷嘴本体(48),所述喷嘴本体限定纵轴线并且在其中形成多个喷雾孔口(76),以及在燃料入口(50)与所述多个喷雾孔口(76)之间延伸的喷嘴出口通路(54);
喷射控制机构(36),所述喷射控制机构具有针止回件(60),所述针止回件定位成在所述喷嘴本体(48)内往复运动;
所述喷嘴本体(48)具有外表面(78)、内表面(80)、以及围绕所述纵轴线居中的圆顶形喷嘴尖端(82);
所述内表面(80)包括围绕所述纵轴线沿周向延伸并且位于所述圆顶形喷嘴尖端(82)轴向内侧的座表面(84),以及至少主要位于所述圆顶形喷嘴尖端(82)内并且围绕所述纵轴线居中的囊体表面(86);
所述多个喷雾孔口(76)形成于所述圆顶形喷嘴尖端(82)内,并且从所述囊体表面(86)内的多个入口位置延伸到所述外表面(78)内的多个出口位置;
所述针止回件(60)具有第一端部(62)和第二端部(68),所述第二端部包括针尖端(70),所述针尖端具有密封表面(90)和位于所述密封表面(90)轴向外侧的末端表面(94);
所述密封表面(90)定位成与所述座表面(84)接触,使得所述针止回件(60)阻止所述喷嘴出口通路(54)与所述多个喷雾孔口(76)流体连通,并且所述末端表面(94)定位成与所述囊体表面(86)成间隔开的面对关系,使得囊腔(96)在针止回件(60)和喷嘴本体(48)之间延伸;
所述末端表面(94)具有根据凸曲率半径弯曲的球形形状,并且所述囊体表面(86)具有根据凹曲率半径弯曲的球形形状;以及
间隙(98),所述间隙在所述末端表面(94)与所述囊体表面(86)之间延伸,并且所述间隙(98)在整个所述囊腔(96)中具有的大小等于或大于沿与所述纵轴线共线的线段的所述间隙(98)大小。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射器(30),其中所述针止回件(60)处于闭合位置,并且还包括偏压弹簧(74),所述偏压弹簧朝所述闭合位置偏压所述针止回件(60);
其中所述多个喷雾孔口(76)在所述囊体表面(86)内的入口位置与所述外表面(78)内的出口位置之间延伸;以及
所述燃料喷射器(30)进一步包括燃料加压机构(32),所述燃料加压机构与所述喷嘴本体(48)联接并且包括被结构化用于通过凸轮(22)的旋转而致动的挺杆(34)。
7.根据权利要求5所述的燃料喷射器(30),其中所述间隙(98)在整个所述囊腔(96)中是基本均匀的;并且
其中所述间隙(98)为约0.009英寸,并且所述囊腔(96)的容积为约1.3立方毫米。
8.根据权利要求5所述的燃料喷射器(30),其中所述圆顶形喷嘴尖端(82)限定所述喷嘴本体(48)的轴向端点,并且所述囊体表面(86)限定囊体表面中心点(114),并且其中从所述轴向端点延伸到所述囊体表面中心点的线段限定所述喷嘴本体(48)的壁厚度,并且所述壁厚度比所述间隙(98)大约五倍或更多倍;并且
其中所述壁厚度为约0.08英寸,并且比所述间隙(98)大约八倍。
9.一种用于内燃机(10)的燃料系统(24),包括:
燃料源(26);
与所述燃料源(26)联接的至少一个燃料加压机构(32);
多个燃料喷射器(30),所述多个燃料喷射器与所述至少一个燃料加压机构(32)联接,并且各自具有限定纵轴线的喷嘴本体(48),并且所述喷嘴本体在其中形成多个喷雾孔口(76),以及在燃料入口(50)与所述多个喷雾孔口(76)之间延伸的喷嘴出口通路(54);
喷射控制机构(36),所述喷射控制机构具有针止回件(60),所述针止回件定位成在所述喷嘴本体(48)内往复运动;
所述喷嘴本体(48)具有外表面(78)、内表面(80)、以及围绕所述纵轴线居中的圆顶形喷嘴尖端(82);
所述内表面(80)包括围绕所述纵轴线沿周向延伸并且位于所述圆顶形喷嘴尖端(82)轴向内侧的座表面(84),以及至少主要位于所述圆顶形喷嘴尖端(82)内并且围绕所述纵轴线居中的囊体表面(86);
所述多个喷雾孔口(76)形成于所述圆顶形喷嘴尖端(82)内,并且从所述囊体表面(86)内的多个入口位置延伸到所述外表面(78)内的多个出口位置;
所述针止回件(60)具有第一端部(62)和第二端部(68),所述第二端部包括针尖端(70),所述针尖端具有密封表面(90)和位于所述密封表面(90)轴向外侧的末端表面(94);
所述密封表面(90)能够定位成与所述座表面(84)接触,使得所述针止回件(60)阻止所述喷嘴出口通路(54)与所述多个喷雾孔口(76)流体连通,并且所述末端表面(94)定位成与所述囊体表面(86)成间隔开的面对关系,使得囊腔(96)在针止回件(60)和喷嘴本体(48)之间延伸;
所述末端表面(94)具有根据凸曲率半径弯曲的球形形状,并且所述囊体表面(86)具有根据凹曲率半径弯曲的球形形状;以及
间隙(98),所述间隙在所述末端表面(94)与所述囊体表面(86)之间延伸,并且所述间隙(98)在整个所述囊腔(96)中具有的大小等于或大于沿与所述纵轴线共线的线段的所述间隙(98)大小。
10.根据权利要求9所述的燃料系统(24),其中所述多个燃料喷射器(30)中的每一个包括偏压弹簧(74),所述偏压弹簧将所述针止回件(60)在所述燃料喷射器(30)内朝所述密封表面(90)与所述座表面(84)接触的闭合位置偏压,并且其中所述至少一个燃料加压机构(32)包括与所述多个燃料喷射器(30)联接的多个燃料加压机构(32),并且每个燃料加压机构包括被结构化用于通过所述凸轮(22)的旋转来致动的挺杆(34)。
CN201880022884.7A 2017-04-05 2018-04-04 被结构化用于囊体容积减小和抗断裂性的具有针尖端和喷嘴本体表面的燃料喷射器 Active CN110475965B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/479,897 US10865754B2 (en) 2017-04-05 2017-04-05 Fuel injector having needle tip and nozzle body surfaces structured for reduced sac volume and fracture resistance
US15/479897 2017-04-05
PCT/US2018/026055 WO2018187452A1 (en) 2017-04-05 2018-04-04 Fuel injector having needle tip and nozzle body surfaces structured for reduced sac volume and fracture resistance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110475965A true CN110475965A (zh) 2019-11-19
CN110475965B CN110475965B (zh) 2022-06-24

Family

ID=63710801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880022884.7A Active CN110475965B (zh) 2017-04-05 2018-04-04 被结构化用于囊体容积减小和抗断裂性的具有针尖端和喷嘴本体表面的燃料喷射器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10865754B2 (zh)
CN (1) CN110475965B (zh)
AU (1) AU2018249861B2 (zh)
WO (1) WO2018187452A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019103512A1 (de) * 2019-02-12 2020-08-13 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Düse für einen Kraftstoffinjektor
US11859586B2 (en) * 2021-04-29 2024-01-02 Saudi Arabian Oil Company Method and systems for a direct fuel injection injector
US11781519B2 (en) * 2021-08-09 2023-10-10 Andritz Hydro Canada Inc. Air injection device for hydraulic turbine
US12078136B2 (en) 2022-05-20 2024-09-03 Caterpillar Inc. Fuel injector nozzle assembly including needle having flow guiding tip for directing fuel flow

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4229148A (en) * 1978-12-22 1980-10-21 Ambac Industries, Incorporated Fuel injection pump
US20030111544A1 (en) * 2001-12-17 2003-06-19 Jayashree Moorthy Fuel injector valve seat assembly with radially outward leading fuel flow passages feeding multi-hole orifice disk
US20040099243A1 (en) * 2001-06-22 2004-05-27 Gunter Dantes Fuel-injection valve
US20120180757A1 (en) * 2009-09-21 2012-07-19 Wolfgang Gerber Fuel injection valve for an internal combustion engine
US8302886B2 (en) * 2009-09-29 2012-11-06 Mitsubishi Electric Corporation Fuel injection valve
CN104246207A (zh) * 2012-03-30 2014-12-24 易安迪机车公司 用于偏斜的燃料喷射的喷嘴
US20150020778A1 (en) * 2012-03-14 2015-01-22 International Engine Intellectual Property Company Llc Fuel injector nozzle
CN104454274A (zh) * 2014-12-03 2015-03-25 中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所 一种喷油器
CN104736835A (zh) * 2012-10-23 2015-06-24 三菱电机株式会社 燃料喷射阀
WO2016099507A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 Cummins Inc. Fuel injector nozzle

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3836080A (en) 1973-09-10 1974-09-17 Ambac Ind Fuel injection nozzle
DE4445358A1 (de) * 1994-12-20 1996-06-27 Bosch Gmbh Robert Ventil und Verfahren zur Herstellung eines Ventiles
US5954033A (en) 1996-12-09 1999-09-21 Caterpillar Inc. Fuel injector having non contacting valve closing orifice structure
US6491237B1 (en) 2000-06-12 2002-12-10 Hatch & Kirk, Inc. Fuel injector nozzle
US7134615B2 (en) 2002-07-31 2006-11-14 Caterpillar Inc Nozzle insert for mixed mode fuel injector
JP4192179B2 (ja) 2003-01-09 2008-12-03 シーメンス ヴィディーオー オートモティヴ コーポレイション 嚢体積減少手段を有する隆起させた燃料噴射計量ディスク上に形成された斜角でないオリフィスによるスプレーパターンの制御
DE10307931A1 (de) * 2003-02-25 2004-10-28 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
EP1522721B1 (en) 2003-10-06 2006-05-03 Delphi Technologies, Inc. Injection nozzle
JP2007224746A (ja) 2006-02-21 2007-09-06 Isuzu Motors Ltd インジェクタノズル
US8905333B1 (en) 2011-05-24 2014-12-09 Mainstream Engineering Corporation Diesel injector and method utilizing focused supercavitation to reduce spray penetration length
DE102015211769A1 (de) * 2015-06-25 2016-12-29 Robert Bosch Gmbh Einspritzventil mit verbessertem Einspritzverhalten

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4229148A (en) * 1978-12-22 1980-10-21 Ambac Industries, Incorporated Fuel injection pump
US20040099243A1 (en) * 2001-06-22 2004-05-27 Gunter Dantes Fuel-injection valve
US20030111544A1 (en) * 2001-12-17 2003-06-19 Jayashree Moorthy Fuel injector valve seat assembly with radially outward leading fuel flow passages feeding multi-hole orifice disk
US20120180757A1 (en) * 2009-09-21 2012-07-19 Wolfgang Gerber Fuel injection valve for an internal combustion engine
US8302886B2 (en) * 2009-09-29 2012-11-06 Mitsubishi Electric Corporation Fuel injection valve
US20150020778A1 (en) * 2012-03-14 2015-01-22 International Engine Intellectual Property Company Llc Fuel injector nozzle
CN104246207A (zh) * 2012-03-30 2014-12-24 易安迪机车公司 用于偏斜的燃料喷射的喷嘴
CN104736835A (zh) * 2012-10-23 2015-06-24 三菱电机株式会社 燃料喷射阀
CN104454274A (zh) * 2014-12-03 2015-03-25 中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所 一种喷油器
WO2016099507A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 Cummins Inc. Fuel injector nozzle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018187452A1 (en) 2018-10-11
US20180291854A1 (en) 2018-10-11
BR112019020852A2 (pt) 2020-10-27
AU2018249861A1 (en) 2019-11-14
AU2018249861B2 (en) 2024-05-02
CN110475965B (zh) 2022-06-24
US10865754B2 (en) 2020-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110475965A (zh) 被结构化用于囊体容积减小和抗断裂性的具有针尖端和喷嘴本体表面的燃料喷射器
KR101148683B1 (ko) 디젤엔진과 가스엔진용 하이브리드형 노즐을 구비한 이중 연료분사밸브장치
US9297344B2 (en) Fuel injection valve for an internal combustion engine
JP2004502075A (ja) 内燃機関のための燃料噴射弁
US10767610B2 (en) Liquid fuel injector having dual nozzle outlet sets, fuel system, and method
KR20020019566A (ko) 연료 분사 시스템
WO2006063493A1 (fr) Buse d’injection de carburant
US10954905B2 (en) Internal combustion engine comprising a fuel injection nozzle with an additional supply of a combustion-promoting medium into the combustion chamber
WO2014188736A1 (ja) 直噴式ディーゼルエンジン
JP4306656B2 (ja) 燃料噴射弁
KR890000775A (ko) 연료 주입 펌프
US20030201344A1 (en) Nozzle assembly for injecting fuel at multiple angles
US7798430B2 (en) Fuel injection nozzle
US9581113B2 (en) Fuel injection nozzle having an anti-leakage device
JP2000154768A (ja) エンジンの燃料噴射装置
JP6786059B2 (ja) ディーゼルエンジン
KR101264814B1 (ko) 연료 분사 노즐
JP2005530091A (ja) 内燃機関のための燃料噴射弁
CN112074660B (zh) 燃料喷射装置和操作活塞发动机的方法
US20150377184A1 (en) Integrated Gas Nozzle Check Valve And Engine Using Same
US6676040B2 (en) Variable swirl type GDI injector
CN111819356B (zh) 燃料喷射装置和操作活塞发动机的方法
JP3760971B2 (ja) 燃料噴射装置
US20200063644A1 (en) Diesel engine
KR100309338B1 (ko) 디젤 엔진의 고성능 연료분사 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant