CN1168712A - 减少油流，特别是偏离轴线油流弥散的燃油喷射器 - Google Patents

减少油流，特别是偏离轴线油流弥散的燃油喷射器 Download PDF

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Abstract

在限制喷射燃油弥散方面的重要改进是通过制造具有近顶部分和远顶部分的针阀(21)获得的，其中近顶部分是一状为假想球面的一个区段的表面(52)，此区段在几何上是由各假想的间隔开来的平行平面切割假想球面而形成的。近顶部分的表面是当阀往复运动时坐落和离开截圆锥形阀座(32)的所述顶端的部分，而远顶部分(56)是一个从近顶部分沿切向伸展的截圆锥表面(54)。对喷射油流的弥散如此限制提供了较好的喷射燃油的瞄准程度。

Description

减少油流，特别是偏离轴线 油流弥散的燃油喷射器
本发明的领域
本发明涉及将燃油喷入内燃机的一类燃油喷射器，尤其涉及针阀与阀座间的新颖协作，以便减少自燃油喷射器通过喷射器喷嘴处的薄盘孔口，特别是沿偏离轴线方向，喷射的燃油的弥散。虽然发明原理对其它油流喷射形态也是有效的，但本发明对各种多分流形态可更为显著地减少弥散。本发明的背景和提要
为了改善内燃机燃烧室内的燃烧过程以便符合一定的客观标准，尤其是涉及尾气管排放的那些标准，已经认识到，控制从燃油喷射器喷嘴喷射的燃油形态是一个重要因素。
控制的一个目标涉及当喷射燃料流离开喷嘴上的计量孔时其弥散或发散范围，对于某些机型，限制喷射燃油流弥散的范围是重要的。尽管发明的一些原理已用于其它孔型，但本发明涉及减少特别是沿偏离轴线方向离开多个计量孔的喷射燃油的弥散。
本发明对计量孔或包括有一个或多个这样计量孔的薄盘无任何改变，但要改变针阀顶端的形状和它与相关阀座的配合。针阀顶端的几何形状和它的相关阀座通常同控制离开计量孔的喷射燃油流特性有关，已经发现，与阀座有关的针阀顶端的特殊形状，与先有的完全球形轮廓的针阀顶端相比，可大大减少喷射燃油的弥散。
因此，在一个广义的方面上，本发明可以说涉及一个将燃油喷射入内燃机的燃油喷射器，其中燃油喷射器包括一个喷射器体；一个通过喷射器体导向进行喷射燃油的喷嘴的燃油通路；一个安装在喷射器体内部通路里面并包括一个通向和限定一个孔口的截圆锥体阀座的阀座构件；一个包括一个相对于阀座作往复运动的针阀元件的电动操纵机构，靠针阀顶端坐落和离开阀座来封闭和开启流动通路以便不允许和允许燃油通过阀座构件上所限定的孔口流动；和一个贴靠阀座构件安装而覆盖所述孔口的孔盘，通过该孔盘上的一个或多个计量孔喷射燃油，燃油喷射器的特点是，由一近顶部分和一远顶部分组成针阀元件的顶端，所述近顶部分包括一个状为一假想球面的一个区段的表面，此区段在几何上是由假想的各间隔开来的平行平面切穿假想球面而形成的，所述近顶部分的所述表面是坐落和离开所述阀座的所述顶端的部分。所述远顶部分包括一个从所述近顶部分的所述表面沿切向伸展的截圆锥表面，截圆锥表面最好终止于一圆锥顶部，以使远顶部分的整体可以认为是一个完整的圆锥体。
在另一个广义的方面上，本发明可以说涉及一个将燃油喷射入内燃机的燃油喷射器，其中燃油喷射器包括一个喷射器体；一个通过喷射器体导向喷嘴的燃料通路；此喷嘴包括一个或多个进行燃油喷射的计量孔；一个安装在喷射器体内部通路里面并包括一个截圆锥体阀座的阀座构件；一个包括一个相对于阀座作往复运动的针阀元件的电动操纵机构，靠针阀顶端坐落和离开阀座来封闭和开启流动通路，以便不允许和允许燃油向所述一个或多个计量孔流动，燃油喷射器的特点是，针阀元件的顶端包括一近顶部分和一远顶部分，所述近顶部分包括一个状为假想球面的一个区段的表面，此区段在几何上是由各假想的间隔开来的平行平面切穿假想球面而形成的。所述近顶部分的所述表面是当所述针阀元件往复运动时坐落和离开所述阀座的所述顶端的部分。所述远顶部分包括一个从所述近顶部分的所述表面沿切向伸展的截圆锥表面。截圆锥表面最好基本上终止于一圆锥顶部以使远顶部分的整体可以基本上认为是一个完整的圆锥体。
更为具体的方面涉及相当显著地减少在各种多分流形态下的弥散。
随着下面借助附图继续说明一当前最佳的示范性实施方案，将会看到上述内容以及本发明更多的特性、优点和效益。附图的简短说明
图1是具体实施本发明原理的燃油喷射器的轴向部分剖视图；
图2是燃油喷射器喷嘴附近的轴向局部剖视图；
图3是针阀顶端的轴向视图；
图4-10是图示说明由本发明得到的有代表性的改进之处的图形。优选实施方案的详细说明
图1表示燃油喷射器10的组成：由透磁材料制造的喷射器体12；也是由透磁材料制造的燃油入口管14；调节管16；螺旋圈弹簧18；有一针阀元件21连接到其上的电枢20；螺线管组件22，包括从该处延伸的各电气端子23，通过它们，燃油喷射器与一个电动操纵线路(未表示出)相连，以便有选择地激励螺线管；非金属端盖24；和阀体组件26。
这些各种零件的相对构造和安装与通常转让的美国专利No.4610080的燃油喷射器实质上相同。本喷射器是通常被称为顶部进料型的那种，其中燃油通过入口管14输入，并作为喷射物从沿轴向对置的喷嘴端或顶端放出。本发明原理同样适用于“侧部”和“底部”进料的喷射器。
入口管14安装在螺线管组件22内，并且除了传输已增压的液体燃油进入燃油喷射器内以外，还起操纵电枢20的磁路定子的作用。管14的下端和电枢20的上端协同决定工作间隙28。由于工作间隙的轴向尺寸很小，所以它在图1中表现出的厚度几乎是一条线。当螺线管组件被激励时，弹簧18推压电枢20离开管14，使阀元件2的顶端坐落在阀座构件30上(稍后说明)，以便阻止燃油通过燃油喷射器的内部通路由入口流向喷嘴。当螺线管组件被激励时，它朝向管14牵拉电枢20，使阀元件21离开阀座，以便允许燃油流动并由燃油喷射器喷嘴喷入内燃机(未表示出)。
阀座构件30设置在喷射器体12的喷嘴端部之内，并构成一个截圆锥阀座32。图2和图3表示得更为详细。一个阀针导向构件36固定在阀座构件30上部凸缘上，以便引导阀针顶端附近的运动；它还包括若干允许燃油通过的孔口36a。阀座32收缩至一个被一薄孔盘40覆盖的圆形孔38。支承垫板42把盘40顶靠于构件30，而零件42、40和30以轴向安置于内台肩44和卷边46之间的方式轴向地紧固在燃油喷射器的喷嘴端部之内。
盘40包括一个中心凹窝48，它有二个互相沿直径方向对置的小孔48a、48b，以便以双分流形态喷射燃油。当每支油流离开一小孔时，均有一个弥散或扩张的趋势。在某些场合下，油流的走向特别重要，将油流的弥散减至最小是所希望的。根据本发明的原理，用改进的阀针顶端形状代替完全球形的轮廓可以实现这一希望的，它包括一个近顶部分和一个远顶部分，其中近顶部分包括一个状为假想球面的一个区段的表面52，此区段在几何上是由各假想的间隔开来的平行平面切割而成的。所述近顶部分的所述表面是当阀元件21往复运动时坐落和离开阀座32的所述顶端的部分，而远顶部分包括一个从近顶部分的表面52沿切向伸展的截圆锥表面54。截圆锥表面最好基本上终止于一圆锥顶部56，以使远顶部分的整体可以基本上认为是一个从表面52沿切向伸展的完整的圆锥体。一基本上完整的圆锥体包括一顶尖稍许弄钝或弄平的圆柱体，以致顶尖基本上而不完全是一尖锐端点。
在所表述的例子中，表面52的球半径为1.18mm并具有110度锥角。阀座32具有90度角。
所获得的改善由图4-6和图7-10的对比可以看出。图4-6表示具体实施本发明原理的三个大体相同的燃油喷射器的喷射弥散形状的“测绘图”，而图7-10表示与前三个大体相同但具体实施原有完全球形轮廓阀针顶部的四个燃油喷射器的喷射弥散形状的“测绘图”。这些试验是在同样条件下用设置在距喷射器喷嘴143mm的平面上的固定标板进行的。本发明保留了阀针顶端球形轮廓的近处部分，用于坐落目的，但具有一个从球形轮廓部分延伸出的截圆锥表面一最好是基本上具有一个完整的圆锥体。因为试验用的各燃油喷射器除阀针顶部以外大体相同，所以，表面52、54在此以所述的方式相组合会导致由每个计量孔喷射的燃油的弥散受到显著的限制，看来是确定无疑的。
虽然，这些孔盘构件产生沿着与喷射器轴线56不相平行的相反方向而偏离的双分流，但可以确信为了获得一单独流的较小弥散的本发明原理可适用于其它计量孔结构，因而，本发明的范围仅由下述各项权利要求予以限定。

Claims (14)

1、一种用于将燃油喷射入内燃机的燃油喷射器，其中，燃油喷射器包括一个喷射器体；一个通过喷射器体导向实施喷射燃油的喷嘴的燃料通路；一个安装在喷射器体内部通路里面并包括一个导向到和限定一个孔口的截圆锥体阀座的阀座构件；一个包括一个相对于阀座作往复运动的针阀元件的电动操纵机构，靠针阀顶端坐落和离开阀座来封闭和开启流动通路，以便不允许和允许燃油通过阀座构件上所限定的孔口流动；和一个贴靠阀座构件安装而覆盖所述孔口的孔盘，通过该孔盘上的一个或多个计量孔喷射燃油，燃油喷射器特点是，由一近顶部分和一远顶部分组成针阀元件的顶端，所述近顶部分包括一个状为假想球面的一个区段的表面，此区段在几何上是由各假想的间隔开来的平行平面切割假想球面而形成的。所述近顶部分的所述表面是当所述的针阀元件往复运动时坐落和离开所述阀座的所述顶端的部分。所述远顶部分包括一个从所述近顶部分的所述表面沿相切方向伸展的截圆锥表面。
2、在权利要求1中所述的一种燃油喷射器，进一步的特点是，所述截圆锥表面基本上终止于一圆锥顶部，以使远顶部分的整体基本上是一个完整的圆锥体。
3、在权利要求2中所述的一种燃油喷射器，进一步的特点是，所述圆锥顶部的包容角是110度，所述阀座的包容角是90度。
4、在权利要求1中所述的一种燃油喷射器，进一步的特点是，所述一个或多个计量孔包括二个关于燃油喷射器主纵向轴线互相沿直径方向对置的小孔。
5、在权利要求4中所述的燃油喷射器，进一步的特点是，所述二个小孔设置在所述孔盘上的凹窝中。
6、在权利要求1中所述的燃油喷射器，进一步的特点是，所述一个或多个计量孔包括二个分别设置在所述孔盘的沿直径方向对置的两半部分上的孔。
7、一种用于将燃油喷射入内燃机的燃油喷射器，其中燃油喷射器包括一个喷射器体；一个通过喷射器体导向包括一个或多个实施燃油喷射的计量孔的喷嘴的燃油通路；一个安装在喷射器体内部通路里面并包括一个截圆锥阀座的阀座构件；一个电动操纵机构，包括一个相对于阀座予以操纵的阀，靠阀的顶端坐落和离开阀座来封闭和开启流动通路，以便不允许和允许燃油向所述的一个或多个计量孔流动，燃油喷射器的特点是，由近顶部分和远顶部分组成阀的顶端，所述近顶部分包括一个状为假想球面的一个区段的表面，此区段在几何上是由各假想的间隔开来的平行平面切割假想球面而形成的。所述近顶部分的所述表面是当所述阀受到操作时坐落和离开所述阀座的所述顶端的部分。所述远顶部分包括一个从所述近顶部分的所述表面沿切向伸展的截圆锥表面。
8、在权利要求7中所述的一种燃油喷射器，进一步的特点是，所述截圆锥表面终止于一圆锥顶部，以使远顶部分的整体基本上是一个完整的圆锥体。
9、在权利要求8中所述的一种燃油喷射器，进一步的特点是，所述圆锥顶部的包容角是110度，所述阀座的包容角是90度。
10、在权利要求7中所述的一种燃油喷射器，进一步的特点是，所述一个或多个计量孔包括二个关于燃油喷射器主纵向轴线互相沿直径方向对置的小孔。
11、在权利要求10中所述的一种燃油喷射器，进一步的特点是，所述二个小孔设置在所述的孔盘上的凹窝中。
12、在权利要求7中所述的一种燃油喷射器，进一步的特点是，所述一个或多个计量孔包括二个分别设置在所述孔盘的沿直径方向对置的两半部分上的孔。
13、在权利要求7中所述的一种燃油喷射器，进一步的特点是，所述一个或多个计量孔设置在一个贴靠所述阀座构件安装的一个单独孔盘构件上。
14、在权利要求7中所述的一种燃油喷射器，进一步的特点是，所述阀是一个针阀元件。
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