CN114542342A - 具有内部过滤器元件的燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

一种用于共轨燃料系统的燃料喷射器，包括增能器部分、喷射器部分和沿喷射器轴线轴向布置的控制部分。为了控制和喷射事件，控制部分包括控制孔口歧管，该控制孔口歧管具有多个控制孔口和控制通道，利用喷射器组件分配高压燃料。为了防止控制孔口和通道的堵塞，具有多个过滤孔口的内部过滤器元件位于控制孔口歧管附近。

Description

具有内部过滤器元件的燃料喷射器

技术领域

本发明总体上涉及一种用于将燃料供应至内燃机的燃料系统，并且更具体地涉及一种用于从共用燃料轨接收高压燃料并且将该高压燃料喷射至燃烧室的燃料喷射器。

背景技术

已经开发了多种燃料系统，其使用不同的操作特性和技术来将燃料输送到内燃机的燃烧室。一个示例是单元喷射系统，其中与内燃机的燃烧室相关联的各个单元燃料喷射器均包括可由打开和关闭进气门和排气门的同一凸轮轴致动的各个泵送机构。因此，喷射事件的定时与将进气引入燃烧室和从燃烧室排出废气同步。然而，因为包括在单元燃料喷射器(通常为柱塞型泵)中的泵送机构依赖于凸轮轴旋转来致动，所以喷射的正时和次数是恒定的并且不能调节。另外，由于喷射器的尺寸和结构，单元燃料喷射器产生的流体压力和输送的燃料量通常受到限制。

为了提高燃料效率和发动机排放，已经开发了更近的燃料系统以在多个快速喷射事件中将高压燃料引入燃烧室。为了提供高压燃料，所有的燃料喷射器由分配系统或共用燃料轨来供应，该分配系统或共用燃料轨用作蓄压器以保持来自高压泵的高压燃料。单独的燃料喷射器可以是具有相对复杂设计和许多互操作部件的机电装置，其可以被精确地控制以选择性地调节喷射事件的定时、持续时间和次数。然而，为了在与共轨燃料输送系统相关的苛刻条件下操作，包括高压、高温和对操作参数的快速改变，燃料喷射器通常被加工成紧密的公差和坚固地组装。

为了防止复杂的共轨燃料过滤器的损坏或失效，希望燃料基本上是清洁的并且没有杂质。虽然布置在共轨上游的燃料过滤器可以做到这一点，但是已经提出附加的微粒去除结构也可以与单独的燃料喷射器相关联。例如，转让给本申请人的美国专利第10,371,110号('110专利)描述了一种与共轨系统一起使用的燃料喷射器，其中燃料喷射器的主体包括穿孔阵列。当高压燃料通过喷射器主体进入燃料喷射器时，穿孔阵列可以去除残留在燃料中的任何污染物或微粒。本发明类似地涉及过滤由可与共轨燃料系统一起使用的各个燃料喷射器接收的高压燃料。

发明内容

一方面，本发明提供一种燃料喷射器，其包括增能器部分和沿喷射器轴线轴向布置的喷射器部分。为了启动喷射事件，增能器部分包括电致动器，例如螺线管或压电元件。喷射器部分包括喷嘴壳体，该喷嘴壳体限定具有容纳在其中的喷嘴止回阀的喷嘴室，并配置为相对于喷射器轴线轴向移动，以选择性地密封和打开穿过喷嘴壳体的封闭端布置的喷嘴出口。为了从燃料源接收高压燃料，燃料喷射器包括高压入口通道，并且为了将低压燃料返回到燃料源，燃料喷射器包括低压排放通道。燃料喷射器还包括与高压入口通道和低压排放通道流体连通的控制孔口歧管，其具有多个控制孔口和与多个控制孔口相关联的多个控制通道，其引导燃料流动通过燃料喷射器。为了保护控制孔口不被堵塞，内部过滤器元件被布置在控制孔口歧管附近。该内部过滤器元件包括多个过滤孔口，这些过滤孔口被安排成用于过滤在该高压入口通道与该控制孔口歧管之间流动的高压燃料。

在另一方面，本发明提供了一种用于内燃机的燃料系统，其包括容纳低压燃料的燃料储存器，与燃料储存器流体连通以对低压燃料加压的高压燃料泵，以及与高压燃料泵流体连通并位于高压燃料泵下游以接收高压燃料的共用燃料轨。为了将高压燃料引入内燃机，燃料系统还包括多个燃料喷射器，每个燃料喷射器与共用燃料轨流体连通，并且每个燃料喷射器与内燃机的燃烧室可操作地相关联。每个燃料喷射器包括喷射器部分和增能器部分，所述喷射器部分在喷嘴室中容纳喷嘴止回阀以使喷嘴出口就位和不就位，所述增能器部分具有电致动器以启动喷射事件。为了接收高压燃料，每个燃料喷射器包括与共用燃料轨流体连通的高压入口通道，并且为了将低压燃料返回到燃料储存器，每个燃料喷射器包括与储存器连通的低压排放通道。为了控制和引导燃料流，燃料喷射器包括位于喷射器部分和增能器部分之间的控制孔口歧管，该控制孔口歧管与高压入口通道和低压排放通道流体连通。控制孔口歧管包括多个控制孔口和多个控制通道，以选择性地接收和引导来自高压入口通道的高压燃料流。为了保护控制孔口不被堵塞，内部过滤器元件围绕控制孔口歧管布置并且包括多个过滤孔口，这些过滤孔口被安排成过滤从高压入口通道流动到控制孔口歧管的高压燃料。

在又一方面，本发明提供一种燃料喷射器，其包括增能器部分、控制部分和沿喷射器轴线轴向布置的喷射器部分。为了启动注射事件，增能器部分包括电致动器，例如螺线管或压电元件。喷射器部分包括喷嘴壳体，该喷嘴壳体限定其中具有喷嘴止回阀的喷嘴室，该喷嘴止回阀配置为相对于喷射器轴线轴向移动，以密封和打开布置在喷嘴壳体的封闭端中的喷嘴出口。为了接收高压燃料，燃料喷射器包括高压入口通道，该高压入口通道被布置在相对于喷射器轴线的部分轴向取向处。为了将低压燃料返回到燃料源，燃料喷射器包括低压排放通道。为了控制和引导燃料流，燃料喷射器包括与喷射器轴线轴向对准并与高压入口通道和低压排放通道流体连通的控制孔口歧管。控制孔口歧管包括多个控制孔口和从高压入口通道接收高压燃料的相关联的多个控制通道。为了保护控制孔口和控制通道不被堵塞，内部过滤器元件布置在控制孔口歧管附近。该内部过滤器元件包括同心地围绕该控制孔口歧管布置的环形过滤壁以及穿过该过滤壁布置的多个过滤孔口，这些过滤孔口是径向定向的并且垂直于该喷射器轴线。内部过滤器元件过滤在部分轴向高压入口通道和控制孔口歧管之间流动的高压燃料。

附图说明

图1是利用根据本发明设计的燃料喷射器的共轨燃料系统的示意图。

图2是燃料喷射器的剖视图，示出了在增能器部分、喷射器部分和控制部分之间分配的内部部件。

图3是内部过滤器元件的详细视图，该内部过滤器元件以紧密靠近控制孔口歧管的关系被支撑，该控制孔口歧管将燃料分配到多个通道以控制喷射事件。

图4是内部过滤器元件和控制孔口歧管的进一步详细视图，其中内部过滤器元件的环形过滤壁与控制孔口歧管的外围表面成间隔关系。

图5是内部过滤器元件的一个实施例的透视图，该内部过滤器元件包括环形过滤壁，该环形过滤壁具有被设计成将内部过滤器元件支撑在控制孔口歧管上的第一环形凸缘和第二环形凸缘。

图6是图5的内部过滤器元件的剖视图。

图7是支撑和邻接支撑在控制孔口歧管上的图4的内部过滤器元件的控制孔口歧管的剖视图。

具体实施方式

现在参照附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，在图1中示出了用于将烃基燃料输送到内燃机102的燃料系统100。内燃机102包括容纳可线性移动的活塞106的多个燃烧室104或气缸，其布置在发动机组108中，燃料可在发动机组108中燃烧以将与燃料相关的化学能转换成动力机械能。线性往复动力可被控制为旋转运动，并通过曲轴(未示出)从内燃机102获得和传送。在一个实施例中，内燃机102可以是柴油燃烧的压燃式发动机，尽管本发明的方面可以适用于其他类型的发动机。

为了将燃料引入多个燃烧室104，燃料系统100包括相应的多个燃料喷射器110，每个燃料喷射器支撑在发动机缸盖122中，发动机缸盖122在发动机气缸体108上延伸并安装到发动机气缸体108。燃料喷射器110布置或安排在发动机缸盖122中，以便与燃烧室104流体连通，并且在燃料系统100为直接喷射配置的实施例中，燃料喷射器110直接暴露于相应的燃烧室104。发动机缸盖122还可以包括进气歧管和排气歧管，以分别将进气输送到燃烧室104并从燃烧室104去除排气。

在所示实施例中，燃料系统100可以是共轨系统，其中多个燃料喷射器110从共用燃料轨124或类似的高压蓄压器接收保持在显著高于大气压的流体压力下的燃料。因此，这里使用的“共轨”是指任何数量的不同的燃料容纳和供应策略，其中使用单个加压燃料储存器以将燃料保持在用于供应多个燃料喷射器110的期望压力。共用燃料轨124可以是布置在发动机缸盖122上方的单独的流体容器，尽管在其它实施例中，它可以配置为布置成穿过发动机缸盖122的内部通道。

为了适应用于燃烧的燃料供应，燃料系统100可包括通常可维持在大气压力下的燃料储存器126或燃料箱。为了将燃料从低压燃料储存器126加压并传送到共用燃料轨124，燃料系统100可具有多个泵，包括通过燃料供应管道132流体连通的低压燃料传送泵128和高压加压泵130。燃料加压泵130可配置为将燃料的压力升高到期望的流体压力，该流体压力例如可在几百兆帕的量级上。燃料供应管道132可以是具有足以连通高压燃料的爆裂强度的软管、管道等。燃料系统100可包括其它部件和特征，例如燃料过滤器134和减压阀136，以帮助操作。在一个实施例中，燃料系统100可配置为连续循环，其中共用燃料轨124中的未燃烧燃料可通过低压燃料排放管线138返回到燃料储存器126。

为了协调和调节内燃机102及其相关联的系统的操作，电子控制器140(也可以被称为发动机控制模块(ECM)或发动机控制单元(ECU))可以可操作地与发动机相关联并且可以被布置在由发动机提供动力的机器上。电子控制器140可以是可编程计算装置，并且可以包括一个或多个微处理器142、非暂时性计算机可读和/或可写存储器144或类似的存储介质，输入/输出接口146以及用于处理计算机可执行指令、程序、应用和数据以调节发动机102的性能的其他适当电路。电子控制器140可以被配置为处理二进制比特和字节形式的数字数据。在一个实施例中，微处理器142和其它电路可以是预编程的专用装置，如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。尽管在所示实施例中，电子控制器140被描述为单个装置，但是在其它实施例中，与电子控制器相关联的操作和功能可以分布在多个装置中。

电子控制器140可以与各种传感器通信以接收关于发动机性能和操作特性的数据，并且可以响应地控制各种致动器以调节该性能。为了发送和接收电子信号以便输入数据和输出命令，电子控制器140可操作地与具有通过数据链路或通信信道连接的多个终端节点的通信网络相关联。例如，如汽车技术领域的技术人员所熟悉的，可以使用控制器区域网络(“CAN”)，其是标准化的通信总线，包括在电子控制器和与内燃机102相关联的传感器和致动器之间传导传达信息的信号的物理通信信道。

参照图2，燃料喷射器110可形成为沿喷射器轴线152布置的细长喷射器组件150。在所示实施例中，注射器组件150的外部可以从一个轴向端向相对的第二轴向端逐渐变细。喷射器组件150可包括多个部件，所述多个部件包括静止或固定结构和可移动部件，其相互作用以从共轨接收高压燃料并将高压燃料的脉冲喷射或剂量喷射到燃烧室。为了便于固定结构和可移动部件的协作相互作用，注射器组件150的多个部件和不同功能可被认为是分配给通电部分154、注射器部分156和控制部分158，它们沿注射器轴线152轴向安排，控制部分中间地布置在通电部分和注射器部分之间。

为了通电注射组件150并启动注射，通电部分154可包括电致动器160，例如电磁螺线管或压电晶体驱动器，其朝向注射器组件150的一个轴向端定位。在一个实施例中，电致动器160可以包括螺线管线圈162，该螺线管线圈可以是总体上环形的并且相对于注入器轴线152同心。螺线管线圈162还可以被认为是相对于喷射器轴线152固定在轴向位置的固定结构。电枢164可以插入穿过环形螺线管线圈162，并且可以是适于沿着喷射器轴线152线性移动的可移动部件。电枢164还可以通过螺线管弹簧166朝向或远离螺线管线圈162偏压。电致动器160可以与上述电子控制器可操作地通信，以选择性地对电磁螺线管线圈162通电和断电。在通电和/或断电时，可以由磁性材料制成的电枢164可以响应地沿着喷射器轴线152移动进入或离开环形螺线管线圈162。

为了选择性地从喷射器组件150喷射高压燃料，喷射器部分156可以可操作地响应于通电部分154的通电和断电。喷射器部分156可包括细长的中空喷嘴壳体170，其构造为喷射器组件150的单个或多个部分固定结构。中空喷嘴壳体170可限定用作内部喷嘴室172并与喷射器轴线152轴向对准的管腔或孔。中空喷嘴壳体170还可在一个轴向端处封闭，一个或多个喷嘴出口174可布置在该轴向端中，该喷嘴出口174使得内部喷嘴室172和喷射器部分156的外部之间能够流体连通。为了选择性地密封和打开喷嘴出口174，喷嘴止回阀176可以可移动地布置在喷嘴室172中，并且可以与喷射器轴线152对准并可沿喷射器轴线152线性移动。在一个实施例中，喷嘴止回阀176可具有细长结构，该细长结构包括远端密封端178和近端压力端179，远端密封端178成形为与喷嘴壳体170的封闭端配合并朝向注射器组件150的第二轴向端，近端压力端179朝向控制部分158。

为了便于增能器部分154和喷射器部分156之间的操作相互作用，控制部分158轴向地布置在增能器部分和喷射器部分之间，并包括固定结构和可移动部件，以通过多个选择性互连的流体通道选择性地引导流体流过喷射器组件150。如在此所使用的，“流体通道”是指用于在内部指导或引导燃料穿过喷射器组件的内部通道，并且该内部通道可以在穿过喷射器组件150的本体的不同轴向和/或径向方向上定向或安排。控制部分158利用一部分高压燃料作为工作介质来控制和进行喷射事件。

例如，为了最初接收高压燃料，喷射器组件150可包括或具有限定在其中的高压入口通道180。高压入口通道180可包括径向定向入口端口182，该入口端口182大致位于喷射器组件150的轴向中间长度处，并可与共用燃料轨或类似的上游流体源流体连通。高压入口通道180可以将加压流体引导到朝向喷射器组件150的第二轴向端布置的内部喷嘴室172，在那里可以容纳加压燃料直到喷射事件。在燃料系统配置为用于连续循环的情况下，喷射器组件150还可包括一个或多个低压排放通道184，所述低压排放通道184经由径向定向的排放端口186与喷射器组件的外部连通，所述排放端口186可与外部燃料排放管线流体连通。

为了控制和引导高压入口通道180、内部喷嘴室172和低压排放通道184之间的燃料流，控制部分158可包括控制孔口歧管190。参考图3，控制孔口歧管190可以是与喷射器轴线152中心对准的大致盘形物体，并且可以部分地位于内部喷嘴室172中或暴露于内部喷嘴室172。特别地，控制孔口歧管190位于其中的内喷嘴室172的轴向区域可以被称为高压入口区域191，该高压入口区域191与喷射器组件150的高压入口通道180流体连通并且从其接收加压燃料。高压入口区域191是与轴向远离的入口端口182相对的高压入口通道180的轴向末端。

为了呈现圆盘形状，控制孔口歧管190可以包括围绕喷射器轴线152同心地延伸的圆柱形外围表面192，该圆柱形外围表面192轴向地界定在上部或第一轴向歧管面194与下部第二轴向歧管面196之间。在所示实施例中，第一轴向歧管面194不必完全垂直于喷射器轴线152，而是可以朝向外围表面192逐渐变细或弯曲。

布置在外围表面192以及第一和第二轴向面194、196中的可以是与布置成穿过控制孔口歧管的内部控制通道流体连通的多个控制孔口。在所示的实施例中，为了限制燃料不受抑制地流动到不同的流体通道，同时在控制孔口歧管190中容纳足够的燃料，控制孔口可具有比控制通道小的直径，并且可用作限制器，但在其它实施例中，它们可具有相同的直径。

作为示例，控制孔口歧管190可包括布置在第一和第二轴向歧管面194、196之间的止回控制孔口200和相应的止回控制通道202，其与喷射器轴线152中心对准。止回控制孔口200和止回控制通道202可以与第一控制阀通道204建立流体连通，该第一控制阀通道204沿着喷射器轴线152远离上部或第一轴向歧管面194轴向延伸并且被布置成穿过控制部分158的其他固定结构。第一控制阀通道204的轴向端可由控制阀206密封，控制阀206通常可偏压在可操作地安排在控制阀通道周围的阀座208上。控制阀206可以采用任何合适的形状，例如球阀或平圆盘。为了保持控制阀206抵靠阀座208，当电致动器处于未通电状态时，控制阀可被电枢164直接或间接地压靠在那里。

止回控制孔口200和止回控制通道202还可以与轴向地布置在下部或第二轴向歧管面196下方的止回控制子腔210流体连通。止回控制子腔210可以是内部喷嘴腔172的隔离区域。止回控制子腔还可以由喷嘴止回阀的近端压力端179轴向界定。因此，第一控制阀通道204和止回控制子腔206由控制孔口歧管190轴向地分开，在它们之间由止回控制孔口200和第一控制阀通道204建立流体连通。

另外，控制孔口歧管190可以包括控制阀孔口220，该控制阀孔口被布置在上部或第一轴向歧管面194中并且与第二控制阀通路222连通，该第二控制阀通路被布置成穿过控制孔口歧管190的外围表面192。控制阀孔口220和第二控制阀通道222不平行于或垂直于喷射器轴线152，而是相对于喷射器轴线成角度地布置。控制孔口歧管190可以包括布置在下部或第二轴向歧管面196中的子腔孔口224，并且该子腔孔口224与也以一定角度布置穿过外围表面192的子腔通道226流体连通。子腔孔口224和子腔通道226在高压入口区域191和止回控制子腔210之间建立流体连通。

如下所述，第二控制阀通道222和子腔通道不垂直地布置在外围表面192中或垂直于喷射器轴线152，而是分别朝向第一轴向歧管面194和/或第二轴向歧管面196成角度。虽然控制阀孔口和第二控制阀通道220、222以及子腔孔口和通道224、226被示出为径向对称且相对的对，但是可以设想不同的组合和安排。

参照图2和图3，高压入口区域191可从高压入口通道180接收高压燃料，并将燃料的一部分引导到内部喷嘴室172，燃料的一部分容纳在内部喷嘴室172中，直到发生喷射事件。一些加压燃料也从高压入口区域191经由布置在外围表面192中的第二控制阀通道222被引导到控制阀孔口220。通过由电枢164偏压以密封主控制阀通道的轴向端的控制阀206，加压燃料的该部分保持在第一控制阀通道204中。高压燃料的一部分也从高压入口区域191经由子腔通道226和子腔孔口224被引导到止回控制子腔210。止回控制子腔210中的高压燃料的存在以密封喷嘴出口174的方式将喷嘴止回阀176的近端压力端179轴向偏压远离下部或第二轴向歧管面196。

为了启动喷射事件，电致动器160被通电以通过磁吸引力将电枢164轴向地拉入螺线管线圈162中。这使控制阀206远离阀座208轴向移动，从而打开第一控制阀通道204的密封。保持在第一控制阀通道204中的加压燃料可以流向低压排放通道184，从而释放控制阀通道中的流体压力。因为第一控制阀通道204通过止回控制孔口200和止回控制通道202与止回控制子腔210连通，所以止回控制子腔中的高压燃料被移除，由此降低止回控制子腔210中的流体压力。这允许喷嘴止回阀176的近端压力端179以打开喷嘴出口174的方式朝向下部或第二轴向歧管面196轴向移动。先前容纳在内部喷嘴室172中的高压燃料在压力下通过喷嘴出口174排出，导致喷射事件。

因为被引导通过控制孔口歧管190以完成喷射事件的高压燃料可包括微粒或污染物，所以内部过滤器元件230可定位在控制孔口歧管附近以保护其中的控制孔口免于堵塞或被阻塞。例如，参见图4，内部过滤器元件230可以围绕控制孔口歧管190布置并且可以围绕圆柱形外围表面192以同心安排直接或间接地支撑。当围绕外围表面192定位时，内部过滤器元件230定位在上游的高压入口区域191和下游的控制孔口歧管190中的控制孔口和通道之间，从而确保流过喷射器组件150的控制部分158的任何高压燃料被过滤。内部过滤器元件230也通常位于高压入口区域191中，因此位于燃料喷射器组件150外部的内部。

为了使经过滤的燃料能够在高压入口区域191与控制孔口歧管190之间流动，内部过滤器元件230可以包括环形过滤壁232，该环形过滤壁带有穿过其布置的多个过滤孔口234。当以接近控制孔口歧管190的关系被支撑时，环形过滤壁232大致平行于外围表面192并且与外围表面192同心，并且过滤孔口234径向垂直于外围表面192和喷射器轴线152。此外，环形过滤壁232围绕布置在外围表面192中的第二控制阀通道222和子腔通道226，其是从高压入口区域191到控制孔口歧管190中的较小直径控制阀孔口和子腔孔口220、224的专用流动路径。

在一个实施例中，过滤孔口234的尺寸可以是直径在0.03至0.06毫米的量级。这些尺寸可以足以允许处于流体或液体状态的加压燃料穿过环形过滤壁232，同时保持任何较大的微粒，这些较大的微粒可能被假定为在过滤孔口的入口内或邻近过滤孔口的入口的污染物。在其它实施例中，根据操作条件、结构条件等，过滤孔口的尺寸可以更大或更小。

在一个实施例中，环形过滤壁232和其中的过滤孔口234的尺寸和安排可提供所谓的二维过滤。参照图4，加压燃料从高压入口通道180进入高压入口区域191。由于高压入口通道180在喷射器组件中的部分轴向定向，流入的高压燃料可大致沿相对于喷射器轴线152的轴向方向对准，如箭头A所示。流入的高压燃料必须重新定向以进入环形过滤壁192中的径向安排的过滤孔口234，这些过滤孔口也垂直于喷射器轴线152，如箭头B所示。此外，因为第二控制阀通道222和控制孔口歧管190中的子腔通道226相对于喷射器轴线152成角度，所以径向流过环形过滤壁232的加压燃料可再次重新定向，如箭头C所示。加压燃料的复合改向使得大于过滤孔口234的微粒被内部过滤器元件230阻塞，并且增加了较小的、较长的微粒被捕获在过滤孔口234中并且不通过内部过滤器元件230的可能性。

为了在内部过滤器元件230的整个寿命期间维持过滤，必须在环形过滤壁232中包括足够数量的过滤孔口234。当过滤孔口234被微粒阻塞时，流过环形过滤壁的加压燃料的体积减小。因此，为了确保可向控制孔口歧管190提供足够体积的燃料，希望多个过滤孔口234具有超过可由第二控制阀通道222和子腔通道226接收的燃料体积的流通容量。换句话说，应该有过滤孔口234的冗余以补偿那些在内部过滤器元件230的寿命期间会被阻塞的过滤孔口。为了实现这一点，过滤孔口234的总表面积应该超过第二控制阀通道222和子腔通道226的入口的组合表面积，例如，超过2:1的量级。此外，由于将过滤孔口234定位成直接邻近外围表面192将导致阻塞燃料流过这些孔口，所以希望内部过滤器元件230的环形过滤壁232以与外围表面192间隔开的关系被支撑。

参见图5和图6，示出了内部过滤器元件230的实施例，该内部过滤器元件被配置为将其自身支撑在控制孔口歧管上，同时将环形过滤壁232与外围表面间隔开；尽管在其它实施例中，内部过滤器元件可以由控制部分158中的其它固定结构以接近控制孔口歧管的关系支撑。内部过滤器元件230可以包括第一环形凸缘240，该第一环形凸缘240垂直于喷射器轴线152安排并且从环形过滤壁232的第一轴向端242径向向内突出到第一内缘244。第一内缘244可以与第一凸缘直径248相关联，并且由此与和环形过滤壁232相关联的内径相比减小了内部过滤器元件230的内径。第一环形凸缘240还可以包括第一邻接唇缘246，该第一邻接唇缘从第一内缘244突出以便与环形过滤壁232轴向平行并且径向偏移。

内部过滤器元件230还可以包括第二环形凸缘250，该第二环形凸缘250垂直于喷射器轴线152安排并且从环形过滤壁232的第二轴向端252径向向内突出到第二内缘254。与第二内缘254相关联的第二凸缘直径258可以等于第一内缘244的第二凸缘直径，从而与与环形过滤壁232相关联的内径相比再次减小了内部过滤器元件230的内径。第二环形凸缘250还可以包括第二邻接唇缘256，该第二邻接唇缘从第二内缘254突出以便与环形过滤壁232轴向平行并且径向偏移。参照图6，第一和第二环形凸缘240，250及其特征使内部过滤器元件230具有大致C形的横截面。如图4所示，当内部过滤器元件230支撑在控制孔口歧管190上时，第一和第二环形凸缘240、244接触外围表面192，同时将环形过滤壁232与外围表面192间隔开。

第一凸缘直径248和第二凸缘直径258的尺寸可对应于与控制孔口歧管的外围表面相关联的外围直径。例如，参见图4，当内部过滤器元件230被支撑在控制孔口歧管190上时，第一和第二环形凸缘240、250径向向内延伸以物理地接触外围表面192。第一和第二环形凸缘240、250由此将环形过滤壁232从外围表面192径向向外同心地间隔开，使得过滤孔口234不被堵塞。第一和第二环形凸缘240、250还在环形过滤壁232和外围表面192之间提供封闭的体积，使得引导到控制孔口歧管190的基本上所有高压燃料流过多个过滤孔口234并且不能避免过滤。在不同的实施例中，内部过滤器元件230可以被按压到控制孔口歧管190上，或者可以经由间隙配合安装在其上并且激光焊接到控制孔口歧管190上以便永久保持。

参照图7，在便于组装的实施例中，外围表面192可形成有从其外周突出的外围肩部260或切口。外围肩部260的直径可以略大于与内部过滤器元件230的第一和第二环形凸缘240、250相关联的凸缘直径。在组装过程中，当内部过滤器元件230轴向地配合在控制孔口歧管190上时，由于重叠的直径，外围肩部260可以与第一环形凸缘240抵靠接触。因此，外围肩部260可用作硬止动件，以防止内部过滤器元件230的进一步轴向运动，并用于将内部过滤器元件相对于外围表面192和布置在其中的控制通道引导和定位在正确的轴向位置。虽然在内部过滤器元件230的其他实施例中可以消除邻接唇缘246、256，但第一邻接唇缘246可以提供用于与外围肩部260邻接接触的刚性。

参见图5和图6，在一个实施例中，环形过滤壁232中的多个过滤孔口234可以被分组并且安排成多个孔口阵列262，这些孔口阵列在圆周上彼此间隔开。孔口阵列262的数量可对应于布置在控制孔口歧管的外围表面中的控制阀通道和子腔通道的组合数量。当内部过滤器元件230被支撑在控制孔口歧管上时，孔口阵列262可以与控制阀和子腔通道周向地对准并且将燃料流引导向控制阀和子腔通道。将多个过滤孔口234组合在孔口阵列262中的一个可能的优点是在环形过滤壁232中保持足够的材料以保持内部过滤器元件230的强度和刚度特性。

在另一个实施例中，多个支撑肋264可以包括在环形过滤壁232的内圆周表面上，在第一环形凸缘240和第二环形凸缘250之间平行于喷射器轴线152轴向延伸，并且周向地位于多个孔口阵列262之间。支撑肋264可以成形为径向向内指向的凸起，其在第一和第二环形凸缘240、250之间提供附加材料，用于在组装和操作期间增加刚度。

工业实用性

总体上参照附图，本发明提供了一种内部过滤器元件230，该内部过滤器元件230可结合为燃料喷射器110的固定结构的内部部件，并且更具体地，可与喷射器组件150的控制部分158可操作地相关联，以过滤用作工作介质的高压燃料，从而实现和控制喷射事件。将内部过滤器元件230与控制部分158相结合有利地将内部过滤器元件230定位成与控制孔口歧管190非常接近，该控制孔口歧管190包括多个具有减小的直径的控制孔口，这些控制孔口易于堵塞并且变得阻塞。因此，内部过滤器元件230有利地位于主要关注点处，以避免控制孔口歧管中的控制孔口的阻塞或堵塞，这有利于燃料喷射器的操作。

具体参照图4，内部过滤器元件230可相对于控制孔口歧管190同心地支撑，控制孔口歧管190与喷射器轴线152中心对准，以提供流入喷射器组件150的控制部分158的高压燃料的二维过滤。例如，在高压入口通道180中以部分轴向方向流动的高压燃料通过高压入口区域191重新定向，以径向流入布置在内部过滤器元件230的环形过滤壁232中的多个径向定向的过滤孔口234中。径向流过环形过滤壁232的高压燃料可以再次重新定向以进入第二控制阀通道222和子腔通道226，所述第二控制阀通道222和子腔通道226相对于喷射器轴线152以非垂直角度布置在控制孔口歧管190的外围表面192中。大于过滤孔口234的微粒将被阻塞，而高压燃料流的改向增加了较长、较细的微粒将被阻塞或粘在过滤孔口中的可能性。

包括例如第一和第二环形凸缘240、250以及从其延伸的第一和第二邻接唇缘246、256的内部过滤器元件230的几何形状有利地适于经由增材制造工艺来组装内部过滤器元件。多个过滤孔口234，特别是当分组为孔口阵列262时，可以通过激光钻孔技术形成，允许精确控制过滤孔口的形状、尺寸和分组为环形过滤壁。从前面的详细描述和附图中，本发明的这些和其它可能的优点将是显而易见的。

本说明书仅用于说明目的，而不应解释为以任何方式缩小本发明的范围。因此，本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的完整和合理的范围和精神的情况下，可以对当前公开的实施例进行各种修改。通过研究附图和所附权利要求，其它方面、特征和优点将变得明显。如本文所用，冠词“一(a)”和“一(an)”旨在包括一个或多个项目，并且可与“一个或多个”互换使用。在仅想要一个项目的情况下，使用术语“一个”或类似语言。此外，如本文所用，术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等旨在为开放式术语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”，除非另外明确说明。

Claims (10)

1.一种燃料喷射器，包括：

增能器部分和沿喷射器轴线轴向布置的喷射器部分；

所述增能器部分包括用于启动喷射事件的电致动器；

所述喷射器部分包括喷嘴壳体，所述喷嘴壳体限定了喷嘴室，所述喷嘴室具有容纳在其中的喷嘴止回阀，所述喷嘴止回阀被配置为相对于所述喷射器轴线轴向地移动以便选择性地密封和打开穿过所述喷嘴壳体的封闭端布置的喷嘴出口，

高压入口通道，其从燃料源接收高压燃料；

低压排放通道，其将低压燃料返回到所述燃料源；

控制孔口歧管，其与所述高压入口通道和所述低压排放通道流体连通，所述控制孔口歧管包括多个控制孔口和与布置在其中的所述多个控制孔口相关联的多个控制通道，所述多个控制通道从所述高压入口通道接收高压燃料；以及

内部过滤器元件，其邻近地围绕所述控制孔口歧管布置，所述内部过滤器元件包括多个过滤孔口，所述多个过滤孔口被安排成过滤在所述高压入口通道与所述控制孔口歧管之间流动的高压燃料。

2.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述内部过滤器元件包括环形过滤壁，所述多个过滤孔口布置在所述环形过滤壁中，所述环形过滤壁与所述控制孔口歧管的外围表面相对，所述外围表面与所述喷射器轴线轴向对准。

3.如权利要求2所述的燃料喷射器，其中所述控制孔口歧管还包括多个控制通道，所述多个控制通道布置成穿过所述外围表面并分别与所述多个控制孔口流体连通。

4.如权利要求3所述的燃料喷射器，其中所述环形过滤壁和所述外围表面是同心的，并且彼此隔开。

5.如权利要求4所述的燃料喷射器，其中所述内部过滤器元件包括从所述环形过滤壁的第一轴向过滤器端径向向内突出的第一环形凸缘和从所述环形过滤壁的第二轴向过滤器端径向向内突出的第二环形凸缘。

6.如权利要求5所述的燃料喷射器，其中所述第一环形凸缘具有第一凸缘直径，所述第二环形凸缘具有第二凸缘直径，所述第一凸缘直径和所述第二凸缘直径在尺寸上对应于与所述外围表面相关联的外围直径。

7.如权利要求6所述的燃料喷射器，其中所述第一环形凸缘和所述第二环形凸缘将所述环形过滤壁和所述外围表面间隔开。

8.如权利要求7所述的燃料喷射器，其中所述第一环形凸缘和所述第二环形凸缘包围所述环形过滤壁和所述外围表面之间的体积。

9.如权利要求8所述的燃料喷射器，还包括位于所述第一环形凸缘和所述第二环形凸缘之间的所述环形过滤壁的内圆周表面上的支撑肋。

10.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述多个过滤孔口被分组为围绕所述环形过滤壁周向间隔开的多个孔口阵列，并且所述多个孔口阵列与穿过所述外围表面布置的所述多个控制通道周向对准。

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