CN114096749A - 内燃发动机的包括阀座主体的流体喷射器 - Google Patents

Abstract

用于内燃发动机的流体喷射器（100）的阀座主体（120），其中所述阀座主体（120）沿着中央纵向轴线（160）在轴向方向上延伸，其中所述阀座主体（120）包括多个流动孔（340），当所述流体喷射器（100）操作时流体从所述流动孔（340）的入口部分通过所述流动孔（340）流到所述流动孔（340）的出口部分，并且其中所述阀座主体（120）包括内表面（200），该内表面（200）被构造成当所述流体喷射器（100）操作时在所述内表面（200）与所述流体喷射器（100）的阀针之间形成密封边缘（270）。

Description

内燃发动机的包括阀座主体的流体喷射器

技术领域

本发明涉及用于内燃发动机的流体喷射器的阀座主体，其中阀座主体沿着中央纵向轴线在轴向方向上延伸，并且其中阀座主体包括多个流动孔，当流体喷射器操作时，流体流动通过所述流动孔。

背景技术

流体喷射器被广泛使用，特别是用于内燃发动机，其中它们可以被设置成以便将流体或燃料量喷射到内燃发动机的进气歧管内或者直接喷射到内燃发动机的汽缸的燃烧室内。

由于有关（例如被设置在车辆中的）内燃发动机的污染物排放容许性方面的法律法规越来越严格，因此有必要以各种方式采取措施以便减少这些污染物排放。

减少污染物排放并且特别是减少颗粒排放的一个可能起点是增加流体喷射器内的流体压力。常规流体喷射器被设计成在10 MPa以下的流体压力处操作。如果流体喷射器内部的流体压力增加，则可以减少由内燃发动机导致的污染物排放。流体喷射器内的流体压力增加需要改变流体喷射器的设计。重要零件是阀座主体。阀座主体被设置在流体喷射器的出口部分处。阀座主体包括流动孔，其被设置成将流体喷射器内部的流体喷射到内燃发动机中。阀座主体与流体喷射器的阀针一起形成在阀针和阀座主体之间的不透流体的密封边缘，以致在流体喷射器内部的流体不能流出流体喷射器。阀针被设置成在流体喷射器内可移位并且因此被设计成当阀针移动离开闭合位置时允许流体通过阀座主体的流动孔流出流体喷射器或者当阀针处于闭合位置时产生不透流体的密封边缘。

因此，在流体喷射器的操作期间阀针和阀座主体的组合负责从流体喷射器准确地释放流体。如果在流体喷射器内部的流体压力增加，则对阀针且尤其是阀座主体的要求会由于这些零件必须承受较高的流体压力而发生变化。

发明内容

本公开的目标是产生一种用于内燃发动机的流体喷射器的阀座主体，其有助于实现可靠且精确的功能，特别是在高流体压力下。

该目标是通过包括独立权利要求的特征的阀座主体来实现的。在从属权利要求中规定了阀座主体和包括阀座主体的流体喷射器的有利实施例。

规定了用于内燃发动机的流体喷射器的阀座主体。进一步，规定了包括阀座主体的用于内燃发动机的流体喷射器。流体喷射器特别地是燃料喷射器。其可以优选地被提供用于将燃料直接喷射到内燃发动机的燃烧室中。

阀座主体沿着中央纵向轴线在轴向方向上延伸。阀座主体包括多个流动孔。阀座主体在一种实施例中包括两个流动孔，并且在另一实施例中包括例如五个或六个流动孔。流动孔被设置在阀座主体中，使得当阀座主体被设置在流体喷射器处时且在流体喷射器操作时在流体喷射器内部的流体能够通过流动孔流出流体喷射器。为此原因，流动孔包括入口部分和出口部分。流动孔的入口部分被设置在流动孔的出口部分的上游。阀座主体被构造成使得流体沿着主要流体流动方向通过阀座主体流出流动孔。主要流体流动方向基本平行于中央纵向轴线并且被定向成从阀座主体的入口部分到阀座主体的出口部分。阀座主体的入口部分是当阀座主体操作时阀座主体的其中流体流动到阀座主体中的部分或区域，并且阀座主体的出口部分是阀座主体的其中流体流出阀座主体的部分或区域。当流动孔基本平行于中央纵向轴线时，通过阀座主体的主要流体流动方向因此基本被定向成从阀座主体的流动孔的入口部分到阀座主体的流动孔的出口部分。

阀座主体进一步包括内表面，其被构造成当流体喷射器操作时在所述内表面与流体喷射器的阀针之间形成密封边缘。内表面是阀座主体的当阀座主体被设置在流体喷射器中时与流体喷射器的其他部分一起形成流体喷射器的流体空腔的表面。此外，内表面是被构造成在流体喷射器的操作期间接触阀针的表面。流体喷射器的阀针被构造成接触阀座主体的内表面以便在阀针和内表面之间产生不透流体的密封边缘来禁止流体流出阀座主体的流动孔。此外，阀针被构造成在流体喷射器的操作期间移离阀座主体的内表面以便通过流动孔从流体喷射器释放流体。

根据本公开，阀座主体的内表面包括相对于中央纵向轴线同轴设置的第一截头圆锥表面。第一截头圆锥表面的半径沿着主要流体流动方向减小。根据本公开，第一截头圆锥表面形成在阀座主体中的空腔的一部分。第一截头圆锥表面的半径沿着主要流体流动方向减小。这特别地意味着由第一截头圆锥表面形成的空腔在直径上沿着主要流体流动方向渐缩。

阀座主体的内表面进一步包括被设置成邻近第一截头圆锥表面的第二截头圆锥表面。此外，第二截头圆锥表面相对于中央纵向轴线同轴设置并且第二截头圆锥表面的半径沿着主要流体流动方向减小。第二截头圆锥表面进一步被设置成邻近第一截头圆锥表面的最小半径。第一截头圆锥表面的最小半径是由第一截头圆锥表面产生的阀座主体中的最深空腔点。第二截头圆锥表面邻近第一截头圆锥表面的最小半径并且因此产生进入阀座主体中的空腔的甚至更深部分。换言之，第二截头圆锥表面被设置在第一截头圆锥表面的下游。第二截头圆锥表面的半径沿着主要流体流动方向减小。这特别地意味着由第二截头圆锥表面形成的空腔的该部分在直径上沿着主要流体流动方向渐缩。

根据本公开，在第一截头圆锥表面和中央纵向轴线之间的第一角度不同于在第二截头圆锥表面和中央纵向轴线之间的第二角度。第一角度是在第一截头圆锥表面的壳线与第一截头圆锥轴线之间的角度。壳线是当旋转360度时形成几何形状壳（例如截头圆锥壳）的线。由于第一截头圆锥表面相对于中央纵向轴线同轴设置，所以第一截头圆锥表面的圆锥轴线与中央纵向轴线重合。第二角度是在第二截头圆锥表面的壳线与第二截头圆锥轴线之间的角度。由于第二截头圆锥表面相对于中央纵向轴线同轴设置，所以第二截头圆锥轴线也与中央纵向轴线重合。在第一角度和第二角度之间的差产生由第一截头圆锥表面和第二截头圆锥表面形成的空腔的梯度变化。

阀座主体的内表面进一步包括被设置成邻近第二截头圆锥表面的球形表面。球形表面也相对于纵向轴线同轴设置。球形表面从第二截头圆锥表面的最小半径延伸到纵向轴线。球形表面特别地是球表面的部段。根据一种实施例，球形表面部分地沿着主要流体流动方向延伸。根据本公开，球形表面被设置成邻近第二截头圆锥表面。这特别地意味着球形表面界定第二截头圆锥表面的最小半径。

根据一种实施例，球形表面从由第二截头圆锥表面形成的空腔的最深点甚至更深地延伸到阀座主体中并且形成空腔的甚至更深部分。由内表面形成的阀座主体中的空腔因此由第一截头圆锥表面、第二截头圆锥表面和球形表面形成。由于球形表面从第二截头圆锥表面的最小半径延伸到纵向轴线，球形表面产生空腔的底部。根据另一实施例，内表面包括相对于中央纵向轴线同轴设置且相对于主要流体流动方向在相反方向上从第一截头圆锥表面的最大半径延伸的一个或更多个附加表面。所述附加表面因此形成阀座主体的空腔的一部分。也可以想到，过渡表面或过渡边缘或多个过渡表面被设置在第一截头圆锥表面的最大半径与所述至少一个附加表面之间。过渡边缘可以是圆角的或倒角的。

根据本公开，每个流动孔的入口部分被设置在密封边缘下游的内表面处。这特别地意味着，如果阀针接触内表面并且形成密封边缘以产生不透流体的密封，则位于密封边缘上游的流体喷射器内部的流体不能够通过阀座主体的流动孔流出流体喷射器。如果阀针移离阀针接触内表面的闭合位置，则在流体喷射器内部的流体能够通过阀座主体的流动孔流出流体喷射器。

使用根据本公开的内表面，可以产生相对小的囊体积（sac volume）。囊体积是当阀针接触内表面时在密封边缘下游的内表面与阀针之间的自由体积。小的囊体积最小化了在流体喷射器的喷射周期之后最终保留在流动孔的出口部分上的流体的量。这减少了不希望的流体喷射量，并且因此有助于减少流体/燃料消耗并有助于满足排放标准。此外，由于第一截头圆锥表面和第二截头圆锥表面和球形表面被设置成彼此相邻，所以不产生会增加囊体积的所谓的“囊边缘”。囊边缘是密封边缘下游的内表面上的边缘，其基本平行于中央纵向轴线并且形成圆筒形表面，该圆筒形表面形成空腔。由第一截头圆锥表面、第二截头圆锥表面和球形表面形成的根据本公开的内表面减小了囊体积且因此减小了在流体喷射器的喷射周期之后最终保留在流动孔的出口部分上的流体。使用根据本公开的内表面的设计，内表面不包括通常由在轴向方向上延伸的圆筒形表面形成的囊边缘。

由于内表面不包括囊边缘，所以当阀针移离内表面时，沿着内表面的流体流动不受到会在流体流动中产生不希望的涡流的囊边缘的影响。总之，通过根据本公开的内表面的设计改善了当阀针移离内表面时沿着内表面的流体流动。改善的流体流动还有助于提高阀座主体和流体喷射器的效率并且因此减少污染物排放。可实现沿着阀座主体的内表面并且流出阀座主体的流动孔的特别平缓的流体流动。这是由于根据本公开的第一截头圆锥表面、第二截头圆锥表面和球形表面的设置而实现的。总之，由于根据本公开的内表面的设计，阀座主体允许实现特别少的污染物排放，特别是粒子排放物，且因此满足排放物标准。

根据一种实施例，第二截头圆锥表面被设置成与球形表面相切。这意味着第二截头圆锥表面的虚拟壳线在一个且仅一个点处接触球形表面。这使得从第二截头圆锥表面到球形表面的过渡非常平缓。在第二截头圆锥表面和球形表面之间的非常平缓的过渡产生了沿着内表面从第二截头圆锥表面到球形表面的改进的流体流动。可实现有助于增强阀座主体且因此流体喷射器的整体效率的特别有利的流体流动。此外，由于球形表面相对于第二截头圆锥表面的切线取向能够减少在流动方向上在密封边缘下方的囊体积。因此，可实现阀座主体和流体喷射器的特别良好的效率。

根据一种实施例，在第一截头圆锥表面和中央纵向轴线之间的第一角度大于在第二截头圆锥表面和中央纵向轴线之间的第二角度。这意味着第一截头圆锥表面的斜度小于第二截头圆锥表面的斜度。使用这种构造，当流体喷射器操作时可以将沿着内表面的流体流动非常平缓地从周向围绕阀针的区域引导成沿着内表面的流体流动。特别地，可以非常平缓地减少沿着内表面的流动直径，这有助于改善流体流动动力学并且减少流体流动中的流动损失。

根据一种实施例，内表面的从第一截头圆锥表面的最大半径到中央纵向轴线的轮廓是连续可微的（differentiable）。这意味着内表面的从第一截头圆锥表面的最大半径到中央纵向轴线的轮廓不包括使轮廓可微但不连续可微或甚至不可微的任何部分，例如台阶或扭结。使用根据该实施例的内表面的轮廓，沿着内表面的流体流动是特别平缓的。因此可实现特别改善的流体流动。

根据一种实施例，第一过渡边缘被设置在第一截头圆锥表面和第二截头圆锥表面之间。过渡边缘是倒角或圆角。根据这种实施例，倒角或圆角被设置在第一截头圆锥表面和第二截头圆锥表面之间。可实现在第一截头圆锥表面和第二截头圆锥表面之间的特别平缓的过渡，并且因此可实现沿着内表面从第一截头圆锥表面到第二截头圆锥表面的特别有利的流体流动特性。这可以有助于减少例如由于在第一截头圆锥表面和第二截头圆锥表面之间的边缘引起的在流体流动中的涡流导致的流体流动损失。

根据一种实施例，流动孔中的至少一者沿着其延伸部具有至少两个不同直径。这特别地意味着流动孔沿着其轴向延伸部包括台阶。这样的流动孔通常被称为阶梯型流动孔。根据这种实施例可实现流出流动孔的特别良好的喷射质量。

根据一种实施例，阀座主体包括外表面，其中外表面的法线沿主要流体流动方向取向。外表面是包括阀座主体的流动孔的出口部分的表面。当阀座主体被设置在流体喷射器中时，外表面因此例如朝向内燃发动机的燃烧室取向，其中该流体喷射器被设置在内燃发动机中。根据这种实施例的外表面包括平坦环表面和突出表面。根据这种实施例，平坦环表面相对于中央纵向轴线同轴设置，并且平坦环表面从阀座主体直径延伸到突出表面。阀座主体直径例如是最大阀座主体直径。

根据这种实施例，平坦环表面相对于中央纵向轴线同轴设置。这特别地意味着平坦环表面的中心轴线与中央纵向轴线同轴。中心轴线是平坦环表面的轮廓绕其旋转360度以产生平坦环表面的轴线。此外，突出表面的中心轴线也相对于中央纵向轴线同轴。中心轴线是突出表面的轮廓绕其旋转360度以产生突出表面的轴线。突出表面从平坦环表面延伸到中央纵向轴线。根据这种实施例的外表面包括平坦环表面和突出表面。根据一种实施例，平坦环表面在径向方向上相对于中央纵向轴线从突出表面开始以矩形方式延伸。突出表面在主要流体流动方向上突出超过平坦环表面。根据一种实施例，流动孔的每个出口部分被设置在突出表面中。根据一种实施例，平坦环表面在其外边缘处包括圆角或倒角。

根据一种实施例，外表面的从平坦环表面的最大半径到中央纵向轴线的轮廓是连续可微的并且突出表面的轮廓至少部分遵循内表面的轮廓。根据这种实施例，外表面不包括产生不连续可微的外表面轮廓的任意部分或区域。使用根据这种实施例的外表面，流出流动孔的流体流动能够以特别有利的方式被引导。此外，形成特别小的阀座主体。根据这种实施例，突出表面至少部分遵循内表面的轮廓。因此，通过最小化所需厚度可以针对所需流体压力实现结构坚固。

根据一种实施例，平坦环表面从其径向外端径向延伸到第一截头圆锥表面的作为径向内端的最大半径的虚拟轴向延伸部。虚拟轴向延伸部是相对于中央纵向轴线同轴设置的虚拟圆筒，其中虚拟圆筒的半径与第一截头圆锥表面的最大半径相同。

根据另一实施例，当阀座主体在流体喷射器中被设置为径向内端时，平坦环表面从其径向外端径向延伸到阀针的阀针球的虚拟轴向延伸部。在这种情况下，虚拟轴向延伸部是相对于中央纵向轴线同轴设置的虚拟圆筒，其中虚拟圆筒的半径与阀针球的半径相同。根据这种实施例，可实现特别小的阀座主体。

根据一种实施例，整个平坦环表面相对于中央纵向轴线在轴向方向上被定位在相对于主要流体流动方向比整个内表面更下游。换言之，平坦环表面在主要流体流动方向上被设置成比内表面更远离阀座主体的入口部分。当根据这种实施例的阀座主体被设置在布置在内燃发动机中的流体喷射器中时，则整个平坦环表面朝向相应燃烧室设置。在燃烧室的操作期间，平坦环表面能够实现特别高的温度，这会蒸发在喷射周期之后最终保留在外表面上的流体。因此可实现特别好的喷射效率。

根据一种实施例，包括外表面、平坦环表面、突出表面和圆筒形部分。根据这种实施例，圆筒形部分相对于中央纵向轴线同轴设置。圆筒形部分在与主要流体流动方向相反的方向上从平坦环表面的外径向边缘延伸特定高度。当阀座主体被设置在内燃发动机中时，阀座主体的平坦环表面突出超过在阀座主体侧处限制燃烧室的表面达圆筒形部分的高度。整个外表面在燃烧室内部。根据这种实施例，特别地，可以实现外表面的高温，这蒸发了在喷射周期之后最终保留在外表面上的流体。

根据另一实施例，阀座主体的外表面包括圆形冠部、圆筒形部分、平坦环表面和突出表面。根据这种实施例的外表面开始于圆形冠部，其被置于距阀主体上平坦表面在第一距离处且被设置成当阀座主体被设置在燃烧室中时与燃烧室的表面共面。换言之，当阀座主体被设置在燃烧室中时，圆形冠部被设置成与燃烧室的表面齐平。圆筒形部分从圆形冠部的径向内边缘延伸到平坦环表面的径向外边缘。根据这种实施例，圆筒形部分的高度是当阀座主体被设置在燃烧室中时平坦环表面突出超过燃烧室的表面的距离。圆筒形部分和圆形冠部关于中央纵向轴线同轴设置。相比于最大阀座主体直径，圆形冠部减少圆筒形部分的材料。因此，圆筒形部分的直径小于最大阀座主体直径。由于圆形冠部的原因，根据这种实施例，可以特别容易地将阀座主体设置在内燃发动机中。

根据一种实施例，流体喷射器可以被接收在汽缸盖的接收孔中，汽缸盖包括燃烧室限制表面。接收孔具有位于燃烧室限制表面中的开口。当被安装在汽缸盖中时，流体喷射器延伸通过开口到燃烧室中，使得外表面在主要流体流动方向上相对于开口随圆筒形部分、平坦环表面和突出表面偏移。在燃烧室的操作期间，外表面能够实现高温，这会蒸发在喷射周期之后最终保留在外表面上的流体。因此可实现特别好的喷射效率。此外，可以减少排放物，特别是颗粒排放物。

根据一种实施例，外表面的突出表面包括第一截头圆锥和被设置成与第一截头圆锥相切的球形表面。根据另一实施例，外表面的突出表面包括第一截头圆锥表面、第二截头圆锥表面和球形表面，其中形成外表面的突出表面的表面相对于中央纵向轴线同轴设置。根据这种实施例，第一截头圆锥表面的半径沿着主要流体流动方向减小。根据这种实施例，第二截头圆锥表面被设置成邻近第一截头圆锥表面的最小半径，并且突出表面的第二截头圆锥表面的半径沿着主要流体流动方向减小。根据这种实施例，在第一截头圆锥表面和中央纵向轴线之间的角度不同于在突出表面的第二截头圆锥表面与中央纵向轴线之间的角度。根据这种实施例，突出表面的球形表面被设置成邻近突出表面的第二截头圆锥表面，其中球形表面从第二截头圆锥表面的最小半径延伸到纵向轴线。根据这种实施例，有利地可以实现外表面遵循内表面，这有助于改善流出流动孔的流体流动的喷射喷射。根据另一实施例，平坦环表面的径向内边缘被设置成邻近第一截头圆锥表面的最大半径。根据又一实施例，圆角或倒角被设置在平坦环表面的径向内边缘和突出表面的第一截头圆锥表面之间和/或在突出表面的第一截头圆锥表面和第二截头圆锥表面之间。根据另一实施例，突出表面的第二截头圆锥表面被设置成与突出表面的球形表面相切。根据这种实施例，在流动孔的区域中可实现特别薄的壁，同时满足结构要求以及针对最佳流体喷射的特别短的流动孔长度。

根据一种实施例，突出表面的第一截头圆锥表面、第二截头圆锥表面和球形表面至少部分遵循内表面的轮廓。因此，可以增加流动孔区域中的壁厚并且根据需要调整其长度以便满足结构要求并优化流出流动孔的流体喷射。

根据本公开，用于内燃发动机的流体喷射器包括具有根据本公开的特征的阀座主体。

根据一种实施例，流体喷射器的密封边缘被形成在阀座主体的内表面的第二截头圆锥表面和流体喷射器的阀针之间。根据流体喷射器的这种实施例，相对于主要流体流动方向，第一截头圆锥表面被完全设置在密封边缘上游，并且内表面的球形表面被完全地设置在密封边缘的下游。

根据这种实施例，可以想到，内表面的第二截头圆锥表面被密封边缘划分成关于主要流体流动方向被设置在密封边缘上游的第一部分和被设置在密封边缘下游的第二部分。也可以想到，密封边缘几乎被设置在第二截头圆锥表面的最大半径处或者几乎被设置在第二截头圆锥表面的最小半径处。如果这样，则关于主要流体流动方向，第二截头圆锥表面被完全设置在密封边缘上游或者被完全设置在密封边缘下游。

根据一种实施例，流体喷射器的密封边缘被形成在内表面与流体喷射器的阀针的球形阀针球之间。球形阀针球是球形球或者球形球的一部分，其被设置在阀针的尖端处并且在阀针处于闭合位置时接合阀座主体以形成密封边缘从而禁止流体流出阀座主体的流动孔。阀针球的球形表面的接合阀座主体的内表面的球形表面以有利方式产生不透流体的密封边缘。因此可以实现特别好的密封质量。

根据一种实施例，球形阀针球具有在1.9毫米和2.7毫米之间的直径。这样的相对小的球形阀针球有助于减少球形阀针球的所需安装空间。因此，可以减小阀座主体的整体大小，这会减小阀座主体在流体喷射器中的安装空间。由于阀座主体的大小减小，因此也可以减小流体喷射器的大小。此外，球形阀针球可以具有相对小的直径以便产生相对小的密封边缘直径。根据这种实施例，可实现特别良好的密封质量，特别是在高流体压力下。由于减小了阀针球直径，也减小了引导表面的直径。因此，也减小了在引导表面和密封边缘之间的径向距离。特别减小了在中央纵向轴线附近在内表面和外表面之间的区域中的阀座主体的应力。这进一步产生了相对于结构强度最小化这个区域的厚度的可能性。

根据一种实施例，形成阀座主体的球形表面的半径与球形阀针球的球形表面的半径相同或比其小。根据这种实施例，甚至可以进一步减小囊体积。此外，根据这种实施例，可以产生沿着内表面和球形阀针球到流动孔的流体流动体积，而没有任何可能导致流体流动中的旋涡的尖锐边缘。可实现特别良好的流体流动。如果阀针移离内表面以使得流体能够流出流动孔，则这有助于改善沿着内表面和球形阀针球的流体流动。因此，可以改善流体喷射器的整体效率，特别是在流体喷射器内部存在高压流体的情况下。

在说明书的下列部分中，规定了本公开的进一步方面。列举各个方面以便有利于参考其他方面的特征。

1. 一种用于内燃发动机的流体喷射器的阀座主体，其中所述阀座主体沿着中央纵向轴线在轴向方向上延伸，其中所述阀座主体包括多个流动孔，当所述流体喷射器操作时，流体从所述流动孔的入口部分通过所述流动孔流到所述流动孔的出口部分，并且其中所述阀座主体包括内表面，该内表面被构造成当所述流体喷射器操作时在所述内表面与所述流体喷射器的阀针之间形成密封边缘，其中所述内表面包括：

-相对于所述中央纵向轴线同轴设置的第一截头圆锥表面，并且其中所述第一截头圆锥表面的半径沿着主要流体流动方向减小，

-第二截头圆锥表面，其被设置成邻近所述第一截头圆锥表面的最小半径并且相对于所述中央纵向轴线同轴，其中所述第二截头圆锥表面的半径沿着所述主要流体流动方向减小，其中在所述第一截头圆锥表面和所述中央纵向轴线之间的第一角度不同于在所述第二截头圆锥表面和所述中央纵向轴线之间的第二角度，以及

-球形表面，其被设置成邻近所述第二截头圆锥表面并且相对于所述纵向轴线同轴设置，其中所述球形表面从所述第二截头圆锥表面的最小半径延伸到所述纵向轴线，

其中每个流动孔的所述入口部分被设置在所述密封边缘下游的所述内表面处。

2. 根据方面1所述的阀座主体，其中所述第二截头圆锥表面被设置成与所述球形表面相切。

3. 根据方面1或2所述的阀座主体，其中在所述第一截头圆锥表面和所述中央纵向轴线之间的所述第一角度大于在所述第二截头圆锥表面和所述中央纵向轴线之间的所述第二角度。

4. 根据方面1至3中的一项所述的阀座主体，其中所述内表面的从所述第一截头圆锥表面的最大半径到所述中央纵向轴线的轮廓是连续可微的。

5. 根据方面1至5中的一项所述的阀座主体，其中第一过渡边缘被设置在所述第一截头圆锥表面和所述第二截头圆锥表面之间，并且其中所述过渡边缘是倒角或圆角。

6. 根据方面1至5中的一项所述的阀座主体，其中所述流动孔中的至少一者沿着其延伸部具有至少两个不同直径。

7. 根据方面1至6中的一项所述的阀座主体，其中所述阀座主体包括外表面，其中所述外表面的法线沿背离所述内表面的轴向方向取向，其中所述外表面包括平坦环表面、圆筒形部分和突出表面，其中所述平坦环表面、所述突出表面和所述圆筒形部分相对于所述中央纵向轴线同轴设置，其中所述突出表面从所述中央纵向轴线延伸到所述平坦环表面并且突出超过所述平坦环表面，其中所述平坦环表面从所述突出表面延伸到所述圆筒形部分，其中所述圆筒形部分在与所述主要流体流动方向相反的方向上从所述平坦环表面的外径向边缘延伸特定高度。

8. 根据方面7所述的阀座主体，其中所述外表面的从所述平坦环表面的最大半径到所述中央纵向轴线的轮廓是连续可微的并且所述突出表面的轮廓至少部分遵循所述内表面的轮廓。

9. 根据方面7所述的阀座主体，其中所述平坦环表面从其径向外边缘径向延伸到所述第一截头圆锥表面的最大半径的虚拟轴向延伸部。

10. 根据方面1至9中的一项所述的阀座主体，其中所述平坦环表面相对于所述中央纵向轴线在轴向方向上被定位在相对于所述主要流体流动方向比整个内表面更下游。

11. 一种用于内燃发动机的流体喷射器，其包括根据方面1至10中的一项所述的阀座主体。

12. 根据方面11所述的流体喷射器，其中所述密封边缘被形成在所述内表面的所述第二截头圆锥表面和所述流体喷射器的所述阀针之间。

13. 根据方面11或12所述的流体喷射器，其中所述阀针包括球形阀针球，并且其中所述密封边缘被形成在所述内表面与所述流体喷射器的所述阀针的所述球形阀针球之间。

14. 根据方面13所述的用于内燃发动机的燃料喷射器，其中所述球形阀针球具有在1.9毫米和2.7毫米之间的直径。

15. 根据方面13或14所述的用于内燃发动机的燃料喷射器，其中形成所述阀座主体的所述球形表面的半径与所述球形阀针球的半径相同或者小于所述球形阀针球的半径。

附图说明

通过结合附图对示例性实施例的详细描述，本公开的进一步有利实施例将变得显而易见。在附图中：

图1示出了具有根据第一示例性实施例的阀座主体的根据第一示例性实施例的流体喷射器的示意性横截面；

图2示出了根据第二示例性实施例的阀座主体的示意性横截面；

图3示出了根据第三示例性实施例的阀座主体的示意性横截面；

图4示出了根据第四示例性实施例的阀座主体的示意性横截面；

图5示出了根据第五示例性实施例的阀座主体的示意性横截面；

图6示出了根据第六示例性实施例的阀座主体的示意性横截面；

图7示出了根据第七示例性实施例的阀座主体的示意性横截面；

图8示出了根据第八示例性实施例的阀座主体的示意性横截面。

具体实施方式

图1示出了流体喷射器100的阀组件110。阀组件110包括阀座主体120和阀针（未示出）。阀针包括阀针球140。阀针球140以透明半部示出。阀座主体120还包括阀座主体空腔150。阀座主体120沿着中央纵向轴线160在轴向方向上延伸。阀座主体120包括多个流动孔340，当流体喷射器100操作时，流体沿着主要流体流动方向（130）从流动孔340的入口部分通过流动孔340流到流动孔340的出口部分。阀座主体120是部分中空的并且还包括内表面200。内表面200是形成阀座主体空腔150的表面。

内表面200包括第一截头圆锥表面210、第二截头圆锥表面230和球形表面240。第一过渡边缘220被设置在第一截头圆锥表面210和第二截头圆锥表面230之间。图1中所示的过渡边缘220是圆角的。圆角使得第一截头圆锥表面210和第二截头圆锥表面230之间的过渡平滑。第一截头圆锥表面210、第二截头圆锥表面230和球形表面240相对于中央纵向轴线160同轴设置。第一截头圆锥表面210和第二截头圆锥表面230被设置成使得每个截头圆锥表面210、230的半径均沿着主要流体流动方向130减小。主要流体流动方向130特别地被定向成沿着中央纵向轴线160从流体喷射器100的入口部分到流体喷射器100的出口部分。

球形表面240被设置成邻近第二截头圆锥表面230，并且球形表面240从第二截头圆锥表面230的最小半径延伸到中央纵向轴线160并且形成阀座主体空腔150的底部。根据这种实施例，第二截头圆锥表面230被设置成与球形表面240相切。

如图1中能够看到的，在第一截头圆锥表面210和中央纵向轴线160之间的第一角度大于在第二截头圆锥表面230和中央纵向轴线160之间的第二角度。如图1中能够进一步看到的，密封边缘270被形成在阀针的阀针球140与第二截头圆锥表面230之间。当阀针球140接触内表面200并且在内表面200上产生密封边缘270时，则阀座主体空腔150被分成相对于主要流体流动方向130被设置在密封边缘270上游的第一空腔体积250和相对于主要流体流动方向130被设置在密封边缘270下游的第二空腔体积/囊体积（sac volume）260。每个流动孔340的入口部分被设置成朝向密封边缘270下游的第二空腔体积/囊体积260，使得当阀针接触内表面200时阀针能够阻止流体流出流体喷射器。

根据图1的阀座主体120示出在阀座主体空腔150中的多个引导表面170，其沿着中央纵向轴线延伸并且被设置成引导阀针且特别地阀针球140。阀座主体120进一步包括流动通道180，其被设置成允许流体沿着阀针球140流动到密封边缘270。

如图1中能够看到的，阀座主体120还包括外表面300，其包括突出表面310、平坦环表面320、圆筒形部分370和圆形冠部350。根据这种实施例的外表面300开始于圆形冠部350，其被置于距阀主体上平坦表面400在第一距离360处且被设置成当阀座主体120被设置在燃烧室中时与燃烧室的表面共面。换言之，当阀座主体120被设置在燃烧室中时，圆形冠部350被设置成与燃烧室的表面齐平。根据一种实施例，第一距离360是1.7毫米。圆筒形部分370从圆形冠部350的径向内边缘延伸到平坦环表面320的径向外边缘。根据这种实施例，圆筒形部分370的从圆形冠部350到平坦环表面320的高度380是在0.5毫米和1毫米之间，优选地在0.6和1毫米之间。根据这种实施例，圆筒形部分370的高度380是当阀座主体120被设置在燃烧室中时平坦环表面320突出超过燃烧室的表面的距离。圆筒形部分370相对于中央纵向轴线160同轴设置。根据这种实施例，圆筒形部分370具有在4.7毫米和几乎最大阀座主体直径330之间的直径390，该最大阀座主体直径330是圆形冠部350的径向外边缘。根据一种实施例，最大阀座主体直径330是在5.9毫米和8毫米之间。因此，圆形冠部的径向外边缘是在5.9毫米和8毫米之间。平坦环表面320从圆筒形部分370的在阀座主体120在燃烧室中被设置到突出表面310时面向燃烧室的纵向端部在相对于中央纵向轴线160成直角的径向方向上延伸。突出表面310沿着中央纵向轴线在主要流体流动方向130上延伸出平坦环表面320。根据这种实施例，突出表面310包括邻近平坦环表面320的外截头圆锥表面420和被设置成与外截头圆锥表面420相切的球形表面410。球形表面410从外截头圆锥表面420延伸到中央纵向轴线160。

图1在横截面视图中仅示出一个流动孔340，其从第二空腔体积/囊体积260延伸通过阀座主体120到阀座主体120的外表面300。根据图1所示实施例，在中央纵向轴线160处从内表面200到外表面300的厚度是在0.29毫米至0.36毫米之间。图1中所示的实施例例如被用于大于30 MPa且特别地是35 MPa的阀座主体空腔150内部的流体压力。

流动孔340的数量、大小、直径和锥度在不同实施例中可以是不同的。例如，流动孔340的总数量是五个、六个、七个或八个。

图2示出了根据第二示例性实施例的阀座主体120的纵向截面图。与第一示例性实施例不同，根据第二示例性实施例的阀座主体120包括沿其延伸部具有两个不同直径的流动孔340。这样的流动孔也被称为阶梯型流动孔345。使用这样的阶梯型流动孔，可以调整流体喷射性质。根据这种实施例，与图1所示实施例相比，在中央纵向轴线160处从内表面200到外表面300的厚度更大。根据这种实施例，这个厚度例如是在0.4毫米和0.48毫米之间。尽管这个厚度是由于阶梯型流动孔345导致的，不过能够实现良好的流体喷射。图2中所示的实施例例如被用于大于30 MPa且特别地是35 MPa的阀座主体空腔150内部的流体压力。根据这种实施例的外截头圆锥表面420与第一示例性实施例相比具有更大的斜度。

图3示出了根据第三示例性实施例的阀座主体120的纵向截面图。与第一和第二示例性实施例不同，根据第三示例性实施例的阀座主体120在截面图上示出指向不同方向的两个流动孔340。第一流动孔被设置成基本平行于中央纵向轴线160并且第二流动孔340被设置成相对于中央纵向轴线160具有大约35°的角度。根据这种实施例在内表面200和外表面300之间的厚度与图1和图2中所示的实施例相比更大并且在阀座主体空腔150内具有高燃料压力的情况下能够确保结构完整性。根据这种实施例，这个厚度例如是在0.4毫米和0.48毫米之间。图3中所示的实施例例如被用于大于45 MPa且特别地是50 MPa的阀座主体空腔150内部的流体压力。

图4示出了根据第四示例性实施例的阀座主体120的纵向截面图。与第二示例性实施例不同，根据第四示例性实施例的阀座主体120在中央纵向轴线160处在内表面200和外表面300之间具有比第二示例性实施例更大的厚度，并且阀座主体120因此能够在阀座主体空腔150内具有更高燃料压力的情况下确保结构完整性。根据这种实施例，这个厚度例如是在0.49毫米和0.56毫米之间。尽管这个厚度是由于阶梯型流动孔345导致的，不过能够实现良好的流体喷射。图4中所示的实施例例如被用于大于45 MPa且特别地是50 MPa的阀座主体空腔150内部的流体压力。

图5示出了根据第五示例性实施例的阀座主体120的纵向截面图。与第一示例性实施例不同，根据第五示例性实施例的阀座主体120在横截面视图上示出两个流动孔340。图5中所示的流动孔340相对于横截面视图对称设置。根据这种实施例，图5的阀座主体120包括六个流动孔340。此外，圆筒形部分370的直径390等于最大阀座主体直径330。因此，根据这种实施例，外表面300包括圆筒形部分370、平坦环表面320和突出表面310。当根据这种实施例的阀座主体120被设置在内燃发动机中，平坦环表面320从圆筒形部分370的背向燃烧室的纵向端部开始突出超过燃烧室的表面。圆筒形部分370的高度380从第一距离360延伸到平坦环表面320并且根据这种实施例是在0.5毫米和1毫米之间，优选地在0.6毫米和1毫米之间。根据这种实施例，圆形冠部350没有如其他实施例中所示的那样产生材料的减少。因此，增加了阀座主体120的平坦环表面320的外边缘上的材料，这有助于增强从燃烧室到阀座主体120的热通量。因此，可实现在喷射周期之后最终保留在尖端上的流体/燃料的特别良好的蒸发。

图6示出了根据第六示例性实施例的阀座主体的纵向截面图。与第二示例性实施例不同，根据第七实施例的圆筒形部分370的直径390等于最大阀座主体直径330。

图7示出了根据第七示例性实施例的阀座主体的纵向截面图。与第三示例性实施例不同，根据第七实施例的圆筒形部分370的直径390等于最大阀座主体直径330。

图8示出了根据第八示例性实施例的阀座主体的纵向截面图。与第四示例性实施例不同，根据第八示例性实施例的圆筒形部分370的直径390等于最大阀座主体直径330。

Claims (13)

1.一种包括阀座主体（120）的用于内燃发动机的流体喷射器（100），其中所述阀座主体（120）沿着中央纵向轴线（160）在轴向方向上延伸，其中所述阀座主体（120）包括多个流动孔（340），当所述流体喷射器（100）操作时流体从所述流动孔（340）的入口部分通过所述流动孔（340）流到所述流动孔（340）的出口部分，并且其中所述阀座主体（120）包括内表面（200），所示内表面（200）被构造成当所述流体喷射器（100）操作时在所述内表面（200）与所述流体喷射器（100）的阀针之间形成密封边缘（270），其中所述内表面（200）包括：

-相对于所述中央纵向轴线（160）同轴设置的第一截头圆锥表面（210），并且其中所述第一截头圆锥表面（210）的半径沿着主要流体流动方向（130）减小，

-第二截头圆锥表面（230），其被设置成邻近所述第一截头圆锥表面（210）的最小半径并且相对于所述中央纵向轴线（160）同轴，其中所述第二截头圆锥表面（230）的半径沿着所述主要流体流动方向（130）减小，其中在所述第一截头圆锥表面（210）和所述中央纵向轴线（160）之间的第一角度不同于在所述第二截头圆锥表面（230）和所述中央纵向轴线（160）之间的第二角度，以及

-球形表面（240），其被设置成邻近所述第二截头圆锥表面（230）并且相对于所述纵向轴线（160）同轴设置，其中所述球形表面（240）从所述第二截头圆锥表面（230）的最小半径延伸到所述纵向轴线，

其中，每个流动孔（340）的所述入口部分被设置在所述密封边缘（270）下游的所述内表面（200）处，并且

其中，所述阀针包括球形阀针球（140），并且其中所述密封边缘（270）被形成在所述内表面（200）和所述球形阀针球（140）之间。

2.根据权利要求1所述的流体喷射器（100），其中所述第二截头圆锥表面（230）被设置成与所述球形表面（240）相切。

3.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（100），其中在所述第一截头圆锥表面（210）和所述中央纵向轴线（160）之间的第一角度大于在所述第二截头圆锥表面（230）和所述中央纵向轴线（160）之间的第二角度。

4.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（100），其中所述内表面（200）的从所述第一截头圆锥表面（210）的最大半径到所述中央纵向轴线（160）的轮廓是连续可微的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（100），其中第一过渡边缘（220）被设置在所述第一截头圆锥表面（210）和所述第二截头圆锥表面（230）之间，并且其中所述过渡边缘（220）是倒角或圆角的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（100），其中所述流动孔（340）中的至少一者沿着其延伸部具有至少两个不同直径。

7.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（100），其中所述阀座主体（120）包括外表面（300），其中所述外表面（300）的法线沿背离所述内表面（200）的轴向方向取向，其中所述外表面（300）包括平坦环表面（320）、圆筒形部分（370）和突出表面（310），其中所述平坦环表面（320）、所述突出表面（310）和所述圆筒形部分（370）相对于所述中央纵向轴线（160）同轴设置，其中所述突出表面（310）从所述中央纵向轴线（160）延伸到所述平坦环表面（320）并且突出超过所述平坦环表面（320），其中所述平坦环表面（320）从所述突出表面（310）延伸到所述圆筒形部分（370），其中所述圆筒形部分（370）在与所述主要流体流动方向相反的方向上从所述平坦环表面（320）的外径向边缘延伸特定高度。

8.根据权利要求7所述的流体喷射器（100），其中所述外表面（300）的从所述平坦环表面（320）的最大半径到所述中央纵向轴线（160）的轮廓是连续可微的，并且所述突出表面（310）的轮廓至少部分遵循所述内表面（200）的轮廓。

9.根据权利要求7或8所述的流体喷射器（100），其中所述平坦环表面（320）从其径向外边缘径向延伸到所述第一截头圆锥表面（210）的最大半径的虚拟轴向延伸部。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的燃料喷射器（100），其中所述平坦环表面（320）相对于所述中央纵向轴线（160）在轴向方向上被定位在相对于所述主要流体流动方向（130）比整个内表面（200）更下游。

11.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器（100），其中所述密封边缘（270）被形成在所述内表面（200）的所述第二截头圆锥表面（230）与所述流体喷射器（100）的所述阀针之间。

12.根据前述权利要求中任一项所述的用于内燃发动机的燃料喷射器（100），其中所述球形阀针球（140）具有在1.9毫米和2.7毫米之间的直径。

13.根据前述权利要求中任一项所述的用于内燃发动机的燃料喷射器（100），其中形成所述阀座主体（120）的所述球形表面（240）的半径与所述球形阀针球（140）的半径相同或者小于所述球形阀针球（140）的半径。

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