CN114165371A - 流体喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流体喷射器，其包括限流组件，其中，活动块可竖向活动地设置于活动腔中，流体的第一部分经由引流口进入活动腔，借此，向活动块施加第一流体压力，使得活动块具有活动至第一位置的趋势，在第一位置，活动块阻隔主进流路和主出流路，第一弹性件向活动块施加的第一弹性力使得活动块具有复位至原始位置的趋势，在原始位置，主进流路和主出流路经由活动腔连通，流体的第二部分依次经由主进流路、活动腔和主出流路流向控制腔和流体喷口，借此，控制腔向活塞杆施加第二流体压力，第二流体压力使得活塞杆具有闭合流体喷口的趋势。上述流体喷射器可以作为喷油器，在出现持续喷油的异常喷射现象时停止喷油。

Description

流体喷射器

技术领域

本发明涉及一种流体喷射器。

背景技术

电控共轨柴油机作为清洁节能环保型柴油机，在节能和环保意识日益增强的今天，已成为热力发动机的必然发展趋势，对优化发动机整体性能、实现节能减排目标具有重要的现实意义。电控共轨燃油喷射系统是在二十世纪九十年代研制出的一种全新的燃油喷射系统，其特点是通过各种传感器检测出发动机的实际运行状态，经计算机计算和处理后通过控制相应执行器，实现对喷油量、喷油时间和喷油率等进行最优控制；并将高压燃油储存在共轨管内，通过调整进入共轨管中的燃油量来控制共轨管中的压力。

然而，这种电控喷油器有时会出现在一次燃油喷射时持续喷油的异常喷射现象，例如，由于电控喷油器中的电磁阀不能关断而导致异常喷射。

因此，需要提供一种喷油器，可以在出现不能关断的异常喷射现象时停止喷油，防止严重事故发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种流体喷射器，可以作为喷油器，在出现持续喷油的异常喷射现象时停止喷油。

本发明提供一种流体喷射器，包括流体进口、流体喷口、活塞杆和控制腔，所述流体喷射器还包括限流组件，所述限流组件包括活动腔、活动块、第一弹性件以及主进流路和主出流路。所述活动腔具有引流口。所述活动块可竖向活动地设置于所述活动腔中。所述第一弹性件向所述活动块施加第一弹性力。所述主进流路和所述主出流路各自连接于所述活动腔的腔壁。从所述流体进口引入的流体的第一部分经由所述引流口进入所述活动腔，借此，向所述活动块施加第一流体压力，所述第一流体压力使得所述活动块具有竖向活动至第一位置的趋势，在所述第一位置，所述活动块阻隔所述主进流路和所述主出流路。并且，所述第一弹性力使得所述活动块具有竖向复位至原始位置的趋势，在所述原始位置，所述主进流路和所述主出流路经由所述活动腔连通，从所述流体进口引入的流体的第二部分依次经由所述主进流路、所述活动腔和所述主出流路流向所述控制腔和所述流体喷口，借此，所述控制腔向所述活塞杆施加第二流体压力，并且所述流体喷口喷出射流，其中，所述第二流体压力使得所述活塞杆具有闭合所述流体喷口的趋势。

在一个实施方式中，所述限流组件中，所述第二部分向所述活动块施加第三流体压力，所述第三流体压力使得所述活动块具有竖向复位至所述原始位置的趋势。在流体流动的状态下，所述第三流体压力和所述第一流体压力的合力使得所述活动块克服所述第一弹性力向所述第一位置活动。

在一个实施方式中，所述限流组件还包括副进流路和副出流路。所述副进流路和所述副出流路各自连接于所述活动腔的腔壁。在所述原始位置，所述活动块阻隔所述副进流路和所述副出流路。在所述第一位置，所述副进流路和所述副出流路经由所述活动腔连通，从所述流体进口引入的流体的第三部分依次经由所述副进流路、所述活动腔和所述副出流路流向所述控制腔，借此，所述第二流体压力增加。

在一个实施方式中，所述活动腔为竖向延伸的柱形滑腔，所述活动块具有滑动适配在所述柱形滑腔中的柱形滑块。所述柱形滑块在外周面设置有凹槽，所述副进流路和所述副出流路连接于所述柱形滑腔在竖向上位于所述主进流路和所述引流口之间的位置，在所述第一位置，所述副进流路和所述副出流路经由所述柱形滑块的所述凹槽连通。

在一个实施方式中，所述引流口设置于所述活动腔的顶壁；所述主出流路连接在所述活动腔的底壁；和/或，所述主进流路连接在所述活动腔的侧壁的底部。

在一个实施方式中，所述活动块具有块本体和从所述块本体向下凸伸的凸头，在所述第一位置，所述凸头闭合所述主出流路，并且所述主进流路与所述活动腔连通。

在一个实施方式中，所述流体喷射器还包括蓄压腔，从所述流体进口引入的流体经由所述蓄压腔流入所述引流口和所述主进流路。

在一个实施方式中，所述流体喷射器包括泄压口和控制组件，所述控制组件包括阀座和竖向活动件。所述阀座提供所述控制腔，并且具有向上凸伸的凸柱，所述凸柱具有与所述控制腔连通的横向穿孔。所述竖向活动件具有外套在所述阀座的所述凸柱外的套筒，所述套筒具有与所述泄压口连通的横向通孔。所述竖向活动件设置成在驱动力的作用下可竖向活动至泄压位置和建压位置，在所述泄压位置，所述竖向活动件的所述横向通孔与所述横向穿孔对准而连通，在所述建压位置，所述阀座的所述凸柱的所述横向穿孔由所述竖向活动件的所述套筒封闭。

在一个实施方式中，所述驱动力为电磁线圈的电磁力，所述控制组件还包括升程控制元件和第二弹性件，所述升程控制元件由压电材料制成。所述第二弹性件设置于所述升程控制元件的下端和所述竖向活动件之间。所述升程控制元件的下端响应于输入电压的变化而伸长，借此调节所述竖向活动件的升程。

在一个实施方式中，所述横向通孔包括沿竖向分离且均与所述泄压口连通的两组横孔。所述泄压位置包括两个泄压位，在所述两个泄压位中的一个泄压位，所述竖向活动件的所述两组横孔中的仅一组横孔与所述横向穿孔连通，在所述两个泄压位中的另一泄压位，所述竖向活动件的所述两组横孔同时与所述横向穿孔连通。

上述流体喷射器中，通过设置限流组件，在出现持续喷油的异常喷射现象时，经由引流口流入的流体施加的第一流体压力可以使得活动块克服第一弹性件的第一弹性力而活动至第一位置，从而阻隔主进流路和主出流路，停止向喷口供油，因而可以停止喷油。

进一步，上述流体喷射器中，通过设置副进流路和副出流路，可以使得在出现异常喷射现象时，流体可以经由副进流路和副出流路进送到控制腔中，因而可以强制活塞杆闭合流体喷口，防止活塞杆的卡滞现象。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是示例性流体喷射器的示意图。

图2是图1中圆圈A处的局部放大图。

图3是图1中圆圈B处的局部放大图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本发明的保护范围。

例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一特征和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一特征和第二特征之间可以不直接联系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一元件和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一元件和第二元件间接地相连或彼此结合。

图1示出了流体喷射器10的总体示例构造。流体喷射器10可以用于喷射各种流体，例如燃料，燃料例如是燃油。喷射流体为燃油时，流体喷射器10可以称之为喷油器。另外，图2和图3还分别特地示出图1中圆圈A和B处的局部放大细节。

需要理解，附图均仅作为示例，并非按照等比例的条件绘制，不应该以此认为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

如图1所示，流体喷射器10包括流体进口81、流体喷口82、活塞杆1和控制腔S1。

流体喷射器10还包括限流组件2。限流组件2包括活动腔S2、活动块20和第一弹性件71。

活动腔S2具有引流口205。活动块20可竖向活动地设置于活动腔S2中。第一弹性件71向活动块20施加第一弹性力F1，例如，图2中，向上。

可以理解，文中使用诸如“上”、“下”、“顶”、“底”等等的空间关系词语来描述附图中示出的一个元件或特征与其他元件或特征的关系，还引入了竖向Z0以及与竖向Z0垂直的横向X0，皆是参考图1的方向以方便描述，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的元件或组件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的组件，则被描述为在其他元件或特征“上”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征“下”，因此，应相应地解释文中使用的空间关系描述词。

限流组件2还可以包括主进流路f21和主出流路f22。主进流路f21和主出流路f22可以各自连接于活动腔S2的腔壁。活动腔S2的腔壁也即围成活动腔S2的内腔空间的各壁面，包括稍后会提及的顶壁201、底壁202和侧壁203等等。而文中提及特定流路连接于特定腔的腔壁，则意指，该特定流路的至少一端可以与该特定腔连通。换言之，该特定腔具有接口，可以与该特定流路连通而进行流体流动。

从流体进口81引入的流体的第一部分lf1经由引流口205进入活动腔S2，借此，向活动块20施加第一流体压力F2，例如，图2中，向下。第一流体压力F2使得活动块20具有竖向活动至第一位置P1的趋势，例如，图中，向下活动至第一位置P1。在第一位置P1，活动块20可以阻隔主进流路f21和主出流路f22。

第一弹性力F1使得活动块20具有竖向复位至原始位置P0的趋势，例如，图中，向上复位至原始位置P0。在原始位置P0，主进流路f21和主出流路f22可以经由活动腔S2连通，从流体进口81引入的流体的第二部分lf2依次经由主进流路f21、活动腔S2和主出流路f22流向控制腔S1和流体喷口82，借此，控制腔S1向活塞杆1施加第二流体压力F4，并且流体喷口82喷出射流。其中，第二流体压力F4使得活塞杆1具有闭合流体喷口82的趋势，例如，图3中，向下。

前面提及，活动块20阻隔主进流路f21和主出流路f22，也即，活动块20使得主进流路f21和主出流路f22不再经由活动腔S2而彼此连通，这也适用于稍后将会描述的副进流路f23和副出流路f24。整体上，在第一位置P1，由于活动块20的阻隔，主进流路f21和主出流路f22之间的连通状态断开，也即，流体无法从主进流路f21流向主出流路f22；而在原始位置P0，则主进流路f21和主出流路f22之间的连通状态开启，也即，流体从主进流路f21经由活动腔S2流向主出流路f22。

上述流体喷射器10中，在出现持续喷油的异常喷射现象时，流体的第一部分lf1施加的第一流体压力F2可以使得活动块20克服第一弹性力F1而活动至第一位置P1，从而阻隔主进流路f21和主出流路f22，停止向流体喷口82进送流体，因而可以停止流体喷射。图示实施方式中，限流组件2中，流体的第二部分lf2可以向活动块20施加第三流体压力F3，例如，图2中，向上。第三流体压力F3使得活动块20具有竖向复位至原始位置P0的趋势，例如，图中，向上复位至原始位置P0。例如，活动块20复位至原始位置P0，也即，活动块2到达其顶部21抵顶活动腔S2的顶壁201的位置，该位置也是活动块2的竖向活动行程中的最高位置。

需要理解，文中使用“第一”、“第二”等词语来限定特征，仅仅是为了便于对相应特征进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本发明保护范围的限制。

图示实施方式中，在流体流动的状态下，第三流体压力F3和第一流体压力F2的合力可以使得活动块20克服第一弹性力F1向第一位置P1活动。例如，图中，均向上的第三流体压力F3和第一弹性力F1的合力数值小于向下的第一流体压力F2的数值，考虑到重力影响，则均向上的第三流体压力F3和第一弹性力F1的合力数值可以小于均向下的第一流体压力F2和活动块20的重力的合力数值。流体流动时，会存在流动损失，此时，相对位于下游的流体的第二部分lf2的压强会减小，小于相对位于上游的流体的第一部分lf1的压强。在流体静止不动的状态下，第二部分lf2的压强和第一部分lf1的压强大体相同，第三流体压力F3和第一流体压力F2的合力无法使得活动块20克服第一弹性力F1向第一位置P1活动。也即，此时，活动块20会在第一弹性力F1的作用下向上复位至原始位置P0。

在图示实施方式中，限流组件2还可以包括副进流路f23和副出流路f24。副进流路f23和副出流路f24可以各自连接于活动腔S2的腔壁。在原始位置P0，活动块20可以阻隔副进流路f23和副出流路f24。

在第一位置P1，副进流路f23和副出流路f24可以经由活动腔S2连通。此时，从流体进口81引入的流体的第三部分lf3(图1中示出)可以依次经由副进流路f23、活动腔S2和副出流路f24流向控制腔S1，借此，控制腔S1的第二流体压力F4增加。例如，作为喷油器时，在大流量喷射时，由于副进流路f2和副出流路f24连通，高压燃油的压力可以引入控制腔S1，进而使得控制腔S1的压力不能泄放，进而使得活塞杆1可以快速关闭流体喷口82。

参见图2，活动腔S2可以为竖向延伸的柱形滑腔。活动块20可以具有滑动适配在(作为活动腔S2的)柱形滑腔中的柱形滑块200。柱形滑块200可以在外周面23设置有凹槽231。副进流路f23和副出流路f24连接于柱形滑腔在竖向Z0上位于主进流路f21和引流口205之间的位置。也即，副进流路f23和副出流路f24的连接位置P23、P24在竖向Z0上位于主进流路f21和引流口205之间。连接位置P23、P24也即连接接口。

在第一位置P1，副进流路f23和副出流路f24可以经由柱形滑块200的凹槽231连通。图示实施方式中，副进流路f23和副出流路f24的连接位置P23、P24可以在竖向Z0上错开。具体地，图中，副出流路f24的连接位置P24可以比副进流路f23的连接位置P23在竖向Z0上更接近主进流路f21的连接位置，图中，更低。凹槽231例如可以是环绕一圈设置的环形槽。在较高的原始位置P0，活动块20的凹槽231可以仅对准连接位置P23而竖向Z0上与连接位置P24错开，也即，仅与副进流路f23处于连通状态，而与副出流路f24处于阻隔状态。而当活动块20滑动至较低的第一位置P1时，活动块20的凹槽231在竖向Z0上的尺寸足以同时对准竖向Z0上错开的连接位置P23、P24，也即，与副进流路f23、副出流路f24均处于连通状态。此时，副进流路f23经由活动腔S2(凹槽231所在部分)与副出流路f24连通。

图示实施方式中，引流口205可以设置于活动腔S2的顶壁201。通向引流口205的流路可以称之为引流路f25。主出流路f22可以连接在活动腔S2的底壁202。主进流路f21可以连接在活动腔S2的侧壁203的底部，也即，侧壁203的较低位置，较低位置例如可以是在竖向Z0上的整体尺寸的一半以下的位置。

图示实施方式中，活动块20可以具有块本体(也即，柱形滑块200)和从块本体向下凸伸的凸头22。在第一位置P1，凸头22可以闭合主出流路f22。此时，主进流路f21可以与活动腔S2连通。也即，活动块20通过凸头22堵住主出流路f22(也即，活动腔S2的底壁202中与主出流路f22连接的连接接口)来阻隔主进流路f21和主出流路f22。在另一实施方式中，活动块20也可以通过外周面23堵住主进流路f21(也即，活动腔S2的侧壁203中与主进流路f21连接的连接接口)来阻隔主进流路f21和主出流路f22。

可以理解，文中使用特定词语来描述本发明的实施方式，如“一个实施方式”、“另一实施方式”和/或“一些实施方式”意指与本发明至少一个实施方式相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一个实施方式”或“另一实施方式”并不一定是指同一实施方式。此外，本发明的一个或多个实施方式中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

图2示出的实施方式中，活动块20还可以具有从块本体(也即，柱形滑块200)的顶部21(或，上表面)向下凹陷的凹部211，凹部211的横截面面积(垂直于竖向Z0的横截面的面积)可以大于引流口205的横截面面积。这样可以向活动块20施加较大的第一流体压力F2。

图1示出的实施方式中，流体喷射器10还可以包括蓄压腔6。从流体进口81引入的流体可以经由蓄压腔6流入引流口81和主进流路f21，以及流入副进流路f23。图1中，蓄压腔6可以位于限流组件2的上方，而主进流路f21和副进流路f23可以是从蓄压腔6底部引出的同一进流路f20分支的两个进流路。图1中，进流路f20的上端或流体入口端以及引流路f25的上端或流体入口端构成蓄压腔6的出口，也即蓄压腔出口。

以电控喷油器为例。柴油机高压共轨系统多次喷射中，由于连续喷射的间歇时间短，喷油器前次喷射针阀关闭产生的水击压力波会显著影响后次喷射的喷射过程，造成后次喷射油量随两次喷射间歇时间波动。水击压力波动影响多次喷射喷油量的精确控制，从而影响共轨柴油机的燃烧和排放性能。

上述流体喷射器10通过顶部设置蓄压腔6，可以通过流体进口81连接例如高压油管，这样可以有效降低由于高压油泵供油和喷油器喷油导致的压力波动。也即，蓄压腔6可以与高压油管连通，蓄压腔容积能够有效减小喷油器内燃油的压力波动，有利于喷油器循环喷油量的精确控制。

上述限流组件2可以称之为限流安全阀，其中的活动块20可以称之为限流安全阀的阀芯或活塞。通过在蓄压腔6与控制腔S1之间装设限流安全阀，在出现持续喷射的异常喷射现象时，限流组件2特别是活动块20的动作可以使得活塞杆1(特别是，稍后将会提及的针阀13)快速落座，可以增加流体喷射器的可靠性。

参见图2，限流组件2可以包括沿竖向Z0自上而下叠置的多个中间块28a、28b、28c。前述活动腔S2、进流路f20、f21、f23、引流路f25、出流路f22、f24等均可以设置于中间块28a、28b、28c中。例如，进流路f20的一部分可以由中间块28a提供，另一部分由中间块28a下方的中间块28b提供。

流体喷射器10可以包括泄压口83。图示实施方式中，流体喷射器10还可以包括控制组件3。参见图3，控制组件3包括阀座4和竖向活动件30。

阀座4可以提供前述控制腔S1。阀座4可以具有向上凸伸的凸柱41，凸柱41可以具有与控制腔S1连通的横向穿孔42。图中，凸柱41内还可以设置有竖向穿孔43，横向穿孔42可以通过竖向穿孔43与控制腔S1连通。具体地，竖向穿孔43的上端通向横向穿孔42，而竖向穿孔43的下端通向控制腔S1。顾名思义，横向穿孔42和竖向穿孔43分别是沿着横向X0和竖向Z0穿通的穿孔。可以理解，文中“沿着”某一方向意指在该方向上至少有分量，优选地，与该方向的夹角在45°以内，更优选地，夹角在20°以内，在10°以内，甚至5°以内。也可以理解，由于竖向穿孔43和控制腔S1连通，竖向穿孔43实质上可以看成是控制腔S1的一部分，甚至与竖向穿孔43连通的横向穿孔42也可以看成是控制腔S1的一部分。另外，彼此连通的横向穿孔42和竖向穿孔43可以组成谐振滤波腔，也可称之为谐振腔或滤波腔，这稍后还会详述。

竖向活动件30可以具有外套在阀座4的凸柱41外的套筒31。套筒31可以具有与泄压口83连通的横向通孔32。例如，图中，横向通孔32通过环绕在竖向活动件30的套筒31外的泄压腔S3与泄压口83连通。泄压口83例如可以通向外部，从而便于泄压。

竖向活动件30设置成在驱动力的作用下可竖向活动至泄压位置P3和建压位置P4。例如，图中，建压位置P4可以对应于竖向活动件30的套筒31的下端抵顶在阀座4的主体部分40的上表面时的位置，阀座4中，凸柱41即是自主体部分40的上表面向上凸伸。例如，此时，竖向活动件30位于最低位置。而泄压位置P3则对应于竖向活动件30从该最低位置沿竖向Z0上移一定距离以后的位置。

在泄压位置P3，竖向活动件30的横向通孔32可以与横向穿孔42对准而连通。可以理解，此处“对准”并不要求精确地对齐，而是意指横向通孔32和横向穿孔42的至少部分孔截面可以重叠，因而使得流体可以从横向穿孔42流向横向通孔32，继而流向泄压口83，完成泄压过程。

在建压位置P4，阀座4的凸柱41的横向穿孔42由竖向活动件30的套筒31封闭。也即，阀座4的横向穿孔42与竖向活动件30的横向通孔32在竖向上错开，因而使得流体无法从横向穿孔42流向横向通孔32，也即，无法从控制腔S1依次经由横向穿孔42、横向通孔32而流向泄压口83。此时，流体可以在控制腔S1中积聚，完成建压过程。

图示实施方式中，竖向活动件30的前述驱动力可以为电磁线圈91的电磁力。控制组件3还可以包括升程控制元件5和第二弹性件72。升程控制元件5可以由压电材料制成。第二弹性件72可以设置于升程控制元件5的下端5b和竖向活动件30之间。由压电材料制成的升程控制元件5的下端5b可以响应于输入电压的变化而伸长，借此可以调节竖向活动件30的升程。

压电材料也称压电晶体，利用压电材料的逆压电效应和高频响应特性，可以实现控制阀升程可变，调节控制腔S1的流体流通面积，进而改变控制腔S1的泄流速率，灵活控制流体喷射速率，保证喷射器微喷射工况的流体喷射稳定性。

图3示出的实施方式中，横向通孔32可以包括沿竖向Z0分离且均与泄压口83连通的两组横孔32a、32b。一组横孔可以包括一个横孔，也可以包括大致位于同一高度(例如，沿周向均布)的多个(也即，两个以上)横孔，这可以根据实际需要来布置。前述泄压位置P3可以包括两个泄压位P31、P32。例如，可以是，在前述两个泄压位中的一个泄压位P31，竖向活动件30的两个横孔32a、32b中的仅一组横孔32a与横向穿孔42连通。在前述两个泄压位中的另一泄压位P32，竖向活动件30的两组横孔32a、32b可以同时与横向穿孔42连通。两个泄压位P31、P32可以对应两种模式。

可以理解，文中描述某一部件具有两个特征或者第一特征或第二特征时，并不排除其包括另外一个或多个特征或者第三特征、第四特征等等的情况。例如，可以是从多个特征中选定了两个特征来描述，该描述仅仅是为了更加清楚和方便。例如，前面提及，横向通孔32包括两组横孔32a、32b，并不排除其还包括其它组横孔，也即，可以包括两组、三组或四组以上的多组横孔。其中，这多组横孔含有前述两组横孔32a、32b。

下面以流体喷射器10作为喷油器为示例对其操作过程进行示例性描述。

限流组件2连通在蓄压腔6下面。限流组件2中，进流路f20、副进流路f23、凹槽231、主进流路f21和弹性腔S21(第一弹性件71所在的腔室，也是活动腔S2的一部分，特别地，位于活动件20下方的一部分)保持常连通，构成一条流路(也即，油路)，与蓄压腔6连通。另一条流路则是与引流路f25常连通，直接作用在活动块20的顶部21。由于燃油流入弹性腔S21比流入活动块20的顶部21压力损失更大，作用在活动块20的顶部21的液压力(也即，第一流体压力F2)大于活动块20的底部的液压力(也即，第三流体压力F3)，因此，活动块20克服第一弹性件71的第一弹性力F1向下移动。在包括电磁线圈71的电磁阀正常工作时，一个喷油循环结束后，弹性腔S21内压力开始升高，活动块20还没有达到最大位移，即活动块20下端没有将主出流路f22密封，在起到节流效果之前，活动块20就已经在液压合力与第一弹性件71的弹性力作用下开始向上移动。此时，副出流路f24被活动块20密封，没有连通。举例而言，由于电磁阀不能关断或者其它原因造成卡滞情况而产生异常喷射现象时，弹性腔S21内燃油压力一直很低，无法建压，活动块20一直下移，直至将主出流路f22密封，蓄压腔6内的燃油停止流入盛油槽S4中。同时，活动块20打开了副出流路f24，使之与凹槽231连通，蓄压腔6中的燃油通过这条备用流路进入控制腔S1中，使活塞杆1(具体地，针阀13)在液压力作用下快速关闭。

限流组件2下连接有控制组件3。图示的控制组件3可以称之为双执行器控制阀。图2中还示出了控制组件3的电线92和主副磁极93，电线92、电磁线圈92和主副磁极93等共同组成电磁阀。图2中还示出，竖向活动件30包括衔铁34和竖向截面为H型的作动块35，前述套筒31即由作动块35的下部分提供。衔铁34围绕作动块35设置，通过限位块36连接作动块35。此外，活塞杆1自上而下包括控制阀杆11、组合件12和针阀13。其中，控制阀杆11的上端设置于控制腔S1，下端设置于低压腔S5中并且与组合件12相连，而针阀13的下端则设置于盛油槽S4，上端则与组合件12相连。组合件12上连接有第三弹性件73。低压腔S5例如可以与泄压口83、泄压腔S3连通，也可直接连通外部。

图1中还示出了喷油器的壳体60。壳体60可以包括限流阀帽61和限流阀套62，这两者可看成是限流组件2的壳体。壳体60还可以包括喷嘴帽63、喷油器体64和喷嘴体65。控制组件3可以设置于喷油器体64内，而针阀13则设置于喷嘴体65内，喷油器体64和喷嘴体65外包裹有喷嘴帽63。

图中的各弹性件71、72、73均可以是压缩弹簧。例如，第三弹性件73可以为一压缩弹簧，向组合件12(也即，活塞杆1)施加使得活塞杆1(具体地，针阀13)关断流体喷口82的弹簧力，也即第三弹性力，图2中，向下。控制组件3中，由电磁阀执行器和压电执行器共同决定控制阀升程。竖向活动件30(具体地，衔铁34)所受的电磁力为控制组件3的竖向活动件30的主要驱动力，而升程控制元件5起到限位作用，决定控制组件3的竖向活动件30的最大升程。

在正常喷射过程中，燃油从活动块20流出后分成两路。一路经过主出流路f22、主入流路f30和进油节流孔f32进入控制腔S1。另一路经过主出流路f22、主入流路f30和进油油路f31进入盛油槽S4。两路燃油分别作用于控制阀杆11上表面和针阀13下端承压面，由控制组件3及其控制腔S1以及针阀13配合喷射。通过调整控制腔S1内压力水平，改变针阀13所受液压力，从而控制喷射定时。作动块35开有横孔32a和横孔32b这两个节流孔。由横向穿孔42和竖向穿孔43组成的谐振滤波腔由阀座4提供，与控制腔S1连通。

下面将介绍具体喷射过程。喷油器关闭时，作动块35被第二弹性件72紧压在阀座4上。横孔32a与横孔32b被阀座4密封。控制腔S1内的燃油流入谐振滤波腔的竖向穿孔43，未与泄压口83连通。

在喷油器正常工作时，电磁阀(具体地，电磁线圈91)通电，共轨管内储存的高压燃油通过高压油管经由流体进口81流入蓄压腔6，蓄压腔6的容积可以起到稳定喷油器内燃油压力的作用。

蓄压腔6内的燃油一路从引流路f25流出，直接作用在活动块20的顶部21。另一路从进流路f20流出，通过副进流路f23流入凹槽231，通过主进流路f21流入弹性腔S21，从主出流路f22流出。由于管道的节流作用，燃油流至弹性腔S21时压力损失较大，活动块20在液压力作用下向下移动。在正常喷油过程中，活动块20的最大位移还不足以打开副出流路f24，也无法在弹性腔S21起到节流作用。主出流路f22流出的燃油分别进入控制腔S1及盛油槽S4中。

竖向活动件30的衔铁34在电磁线圈91的电磁力吸引下通过限位块36带动作动块35上升。横孔32a和横孔32b先后与横向穿孔42和泄压口83连通，控制腔S1开始泄油。由于控制腔S1已经开始泄压，针阀13在盛油槽S4内的燃油液压力作用下，克服控制腔S1内的燃油液压力和第三弹性件73的第三弹性力抬起，流体喷口82打开，喷油器开始喷油。通过改变升程控制元件5的电压，可以改变升程控制元件5的伸长长度，进而改变控制组件3中的竖向活动件30的最大升程，根据情况选择单孔泄油、滤波或者双孔泄油、滤波。这不仅可以调整控制腔S1的泄油速率，改变压力降低速度，从而控制针阀13的运动状态，改变针阀13的锥面和针阀座面之间的流通面积，灵活调整喷油速率曲线，而且还能够改变谐振滤波腔内部的压力波动程度，通过调整压力波波动的相位、频率，利用燃油的谐振来吸收管道中的压力波动，实现压力波耦合可控。因此，横孔32a、32b可以称之为谐振孔，作动块35也可以称之为谐振块。

喷油结束时，电磁阀断电，衔铁34与作动块35在第二弹性件72的作用下落座，横孔32a与横孔32b重新被阀座4密封，控制腔S1(及谐振滤波腔)与泄压口83断开。由于燃油从主出流路f22流入控制腔S1，控制腔S1内燃油压力开始重新建立，最终控制腔S1的液压力与第三弹性件73的第三弹性力之和大于盛油槽S4内的液压力，针阀13落座，流体喷口82关闭，停止喷油。

若在喷油过程中，例如，电磁阀无法关断，发生异常喷射时，弹性腔S21始终与泄压口83连通，无法建压。而蓄压腔6中的高压燃油一直通过引流路f25作用在活动块20的顶部21上。向下的液压力大于向上的液压力，活动块20不断下移至最大位移处，将主出流路f22密封，高压燃油停止流向盛油槽S4。同时，凹槽231打开了副出流路f24，高压燃油通过这条备用油路进入控制腔S1，使控制腔S1内压力快速建立，使针阀13迅速落座，防止燃油不停喷入气缸，发生严重事故。

整体上，以图示实施方式为例，在针阀13的关闭状态，也即，不喷射状态，主油道(也即，进油油路f31)作用于针阀13的燃油压力向上，控制腔S1作用于针阀13的燃油的压力向下，在电磁阀没通电时，控制腔S1和主油道虽然燃油压强一样，但是面积则是上比下大，根据F＝P*A，控制腔S1向下的力比主油道向上的力大，针阀13关死。在针阀13的开启状态，也即，喷射状态，电磁阀通电后，控制腔S1的压力通过横孔32a或32b泄压。其中，控制腔S1进油的油道是进油节流孔f32，但是，电磁阀通电后，横孔32a和32b这两个孔较大，进少泄多，所以控制腔S1的压力会下降。与进油节流孔f32对称的斜孔(也即，图3中，右侧的斜孔)与副出流路f24连通，然而，在正常喷射流量下，副出流路f24是盲腔，向下的压力小于向上的力，针阀13开启。

当异常大流量喷射时，也即，主出流路f22后端的主油道由于异常大流量喷射，后端压力降低，活动块200上端压力高，也即，图中F2较大，活动块200向下移动，可以关闭主出流路f22，使得主油道也同步停止供油，同时将副进流路f24和副出流路f24连通。副出流路f24向下经一前述斜孔(也即，图3中，右侧的斜孔)与控制腔S1连通，即向控制腔S1补油。即便此时电磁阀通电，由于补油的存在，进油多了，控制腔S1的压力不至于下降或者下降幅度减少，进而导致控制腔S1作用于针阀13向下的F＝P*A大于向上的力，将针阀13关死，进而实现停止喷射的安全设定。总体上可以实现安全措施上的冗余。

上述流体喷射器可以作为控制阀升程可变的蓄压谐振式喷油器，具有喷油速率可调、蓄压腔和谐振滤波腔双重稳压、可靠性高的特点，相比于现有的电控喷油器，可以有效提高性能。其中，通过调节控制阀升程，改变横孔的开启数量，控制压力波动的频率和相位，利用谐振滤波器中燃油的谐振来吸收控制腔内燃油的流量波动和压力波动。而且，上述流体喷射器结构简单，容积小，压力损失小，并且衰减效果好，特别适合应用于柴油机电控燃油喷射领域。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流体喷射器，包括流体进口、流体喷口、活塞杆和控制腔，其特征在于，所述流体喷射器还包括限流组件，所述限流组件包括：

活动腔，具有引流口；

活动块，可竖向活动地设置于所述活动腔中；

第一弹性件，向所述活动块施加第一弹性力；以及

主进流路和主出流路，各自连接于所述活动腔的腔壁；

从所述流体进口引入的流体的第一部分经由所述引流口进入所述活动腔，借此，向所述活动块施加第一流体压力，所述第一流体压力使得所述活动块具有竖向活动至第一位置的趋势，在所述第一位置，所述活动块阻隔所述主进流路和所述主出流路；并且所述第一弹性力使得所述活动块具有竖向复位至原始位置的趋势，在所述原始位置，所述主进流路和所述主出流路经由所述活动腔连通，从所述流体进口引入的流体的第二部分依次经由所述主进流路、所述活动腔和所述主出流路流向所述控制腔和用于喷出射流的所述流体喷口，借此，所述控制腔向所述活塞杆施加第二流体压力，所述第二流体压力使得所述活塞杆具有闭合所述流体喷口的趋势。

2.如权利要求1所述的流体喷射器，其特征在于，

所述限流组件中，所述第二部分向所述活动块施加第三流体压力，所述第三流体压力使得所述活动块具有竖向复位至所述原始位置的趋势；

在流体流动的状态下，所述第三流体压力和所述第一流体压力的合力使得所述活动块克服所述第一弹性力向所述第一位置活动。

3.如权利要求1所述的流体喷射器，其特征在于，所述限流组件还包括：

副进流路和副出流路，各自连接于所述活动腔的腔壁；

在所述原始位置，所述活动块阻隔所述副进流路和所述副出流路；在所述第一位置，所述副进流路和所述副出流路经由所述活动腔连通，从所述流体进口引入的流体的第三部分依次经由所述副进流路、所述活动腔和所述副出流路流向所述控制腔，借此，所述第二流体压力增加。

4.如权利要求3所述的流体喷射器，其特征在于，

所述活动腔为竖向延伸的柱形滑腔，所述活动块具有滑动适配在所述柱形滑腔中的柱形滑块；

所述柱形滑块在外周面设置有凹槽，所述副进流路和所述副出流路连接于所述柱形滑腔在竖向上位于所述主进流路和所述引流口之间的位置，在所述第一位置，所述副进流路和所述副出流路经由所述柱形滑块的所述凹槽连通。

5.如权利要求1所述的流体喷射器，其特征在于，

所述引流口设置于所述活动腔的顶壁；

所述主出流路连接在所述活动腔的底壁；和/或

所述主进流路连接在所述活动腔的侧壁的底部。

6.如权利要求5所述的流体喷射器，其特征在于，

所述活动块具有块本体和从所述块本体向下凸伸的凸头，在所述第一位置，所述凸头闭合所述主出流路，并且所述主进流路与所述活动腔连通。

7.如权利要求1所述的流体喷射器，其特征在于，

所述流体喷射器还包括蓄压腔，从所述流体进口引入的流体经由所述蓄压腔流入所述引流口和所述主进流路。

8.如权利要求1所述的流体喷射器，其特征在于，

所述流体喷射器包括泄压口和控制组件，所述控制组件包括：

阀座，提供所述控制腔，并且具有向上凸伸的凸柱，所述凸柱具有与所述控制腔连通的横向穿孔；和

竖向活动件，具有外套在所述阀座的所述凸柱外的套筒，所述套筒具有与所述泄压口连通的横向通孔；

所述竖向活动件设置成在驱动力的作用下可竖向活动至泄压位置和建压位置，在所述泄压位置，所述竖向活动件的所述横向通孔与所述横向穿孔对准而连通，在所述建压位置，所述阀座的所述凸柱的所述横向穿孔由所述竖向活动件的所述套筒封闭。

9.如权利要求8所述的流体喷射器，其特征在于，

所述驱动力为电磁线圈的电磁力，所述控制组件还包括：

升程控制元件，由压电材料制成；和

第二弹性件，设置于所述升程控制元件的下端和所述竖向活动件之间；

所述升程控制元件的下端响应于输入电压的变化而伸长，借此调节所述竖向活动件的升程。

10.如权利要求8所述的流体喷射器，其特征在于，

所述横向通孔包括沿竖向分离且均与所述泄压口连通的两组横孔；

所述泄压位置包括两个泄压位，在所述两个泄压位中的一个泄压位，所述竖向活动件的所述两组横孔中的仅一组横孔与所述横向穿孔连通，在所述两个泄压位中的另一泄压位，所述竖向活动件的所述两组横孔同时与所述横向穿孔连通。

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