CN1511226A - 直接启动式喷射阀 - Google Patents

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Abstract

一种直接启动式喷射阀(100)包括一空心阀壳(102)、一设置在空心内腔之内的阀件(114)、一弹压装置(116)、一启动装置(130)和一液压联接物装置(160)。阀件(114)可在一关闭位置与一开启位置之间移动，以便支配燃料流进内燃机燃烧室。弹压装置(116)，最好是一只弹簧，在关闭位置上弹压阀件。启动装置(130)可生成顶靠阀簧(116)作用的开启力量以开启阀门。液压联接装置(160)夹置在阀件与阀簧和启动装置之间。液压联接装置(160)可传递相应的关闭和开启力量给阀件。液压联接最好是包括一设置在充以一种液压流体的缸体之内。开启和关闭力量经由捕集在活塞与液压缸体(160)的缸盖和缸底的各平面表面之间某一厚度的液压流体予以传递。

Description

直接启动式喷射阀
技术领域
本发明一般地涉及内燃机的高压燃料喷射阀或喷射器，而且更为具体地涉及一种喷射阀，可由位置控制式启动材料(诸如，比如压电或磁致伸缩材料)直接控制，并包括一被动液压联接物。
背景技术
由于多种原因，需要把某种气态燃料直接喷射到内燃机燃烧室里面。比如，直接喷射可允许充气分层，消除了与均匀充气引擎相关联的节流损失。此外，在迟至压缩冲程之内可作直接喷射的情况下，可以保持高压缩比，从而保持了效率。其次，当被直接喷射的燃料包括天然气、丙烷或氢气时，NOx和颗粒物质(PM)的排放显著减少。直接喷射的气态燃料可以用炽热塞、用火花塞、用引燃柴油或其他任何能源予以点燃。气态燃料应当在高压下喷射以克服燃烧室压力，后者在压缩冲程的末尾处是很高的。最好是，喷射压力高到足以促进被喷射燃料与燃烧室空气之间的良好混合。
在高压下的直接喷射提出了若干抛找。使用高压燃料直接喷射了导致在喷射阀或喷射器之内存在高燃料压力。结果，关闭时，喷射阀一般应当稳固地就位以避免燃料在各喷射活动之间漏入燃烧室。当阀门是针阀时，阀门在可动的阀针和阀座的两个密封表面处在彼此流体密封接触的时候就位。阀座一般是阀壳或阀体的一部分。对于外开式阀门，诸如提升阀门，阀门在阀件收回在阀体之内的时候关闭，以致阀件的各密封表面被压靠阀座以形成气液密封。具有“外”开式结构的燃料喷射阀在此定义为一种内燃机喷射阀，采用可在内燃机燃烧室方向移动到开启位置和在相反方向移动到关闭位置的阀件。用以描述这样一种阀件的用词包括，比如，针拴轴、阀杆和阀轴。外开式喷射阀一般包括横向安装在阀件上的圆形阀头，用于朝向和背离与阀体相关联的匹配圆形阀座的轴向移动。
再者，与低压系统相比，需要较大的力量开启和关闭喷射阀。比如，对于采用内开式阀针的针阀来说，当阀针处在开启位置上时，它可能承受来自加压燃料的很大力量。相反，在外开式喷射阀的情况下，要求很大的力量顶住喷射阀阀体之内的高燃料压力而保持阀门关闭。
此外，只有燃料在其间可被喷射的一个很小的时窗。比如，在4500每分钟转数(RPM)下，在满负荷下，全部燃料最好是在不到2-3ms之内被喷射出去。
几乎所有已知的内燃机方面的直接燃料喷射系统一直是以液压方式启动的。这些系统依靠液压流体以提供需要开启一喷射阀(或多个阀一在引擎包括许多燃烧室的时候)的力量。于是，在一般的引擎运行速度下，以液压方式启动的喷射器依靠液压流体压力的迅速变化来开启和关闭(各)喷射阀。喷射阀一般通过增大液压流体压力被开启和通过减小液压流体压力被关闭，以致施加于喷射阀的开启力量被减小，导致阀门关闭。不过，在通常的气体喷射阀方面，液压操作表现出若干缺点，包括：
需要附加的液压硬件，诸如液压泵，以及液压流体贮器；
需要在可变压力液压流体与高压气体燃料之间形成密封；
由于附加的硬件需求，喷射阀总成的体积增大；以及
由于与液压流体的动力流动、电子液压阀硬件的启动和控制来自喷射阀的气流的阀针的移动相关联的时间滞后而造成的系统反应滞后。
再者，喷射阀运动的可控性程度，在推动力是由加压流体而不是由直接可控的源泉提供时，是很低的。在这方面，难以控制升程，造成的结果是，当采用带有双弹簧结构的液压启动式喷射阀时，升程控制能力是有限的。因此，希望避免采用液压装置来操作气态燃料喷射器，特别是对于高速引擎来说。在喷射阀方面，“升程”在此定义为阀针或阀件离开其关封/就位位置到其开启位置的位移。
美国专利第5779149号说明了一种喷射器，采用经过中间的液压放大器-用以放大启动器的运动-作用在液压控制阀上的压电启动器。液压控制阀可使主喷射阀开始和关闭以计量喷射的燃料数量。
采用压电或磁致伸缩启动器操纵控制阀，而后者本身又控制液压流体的流动以操纵喷射阀所带来的问题是，这种配置要求液压流体的中间作用。由液压流体的置换造成的任何滞后都会造成启动喷射器的滞后。于是，需要一种由启动器直接启动而勿需可生成启动力量的中间作用式液压操纵器的喷射器。中间作用式液压操纵系统的另一缺点是，需要供给液压流体并从液压缸体排出。当柴油是引擎使用的主要燃料时，柴油可以用作液压流体。不过，当气态燃料是引擎的主要燃料时，需要单独的液压流体系统来操纵依靠液压启动的喷射器。
发明内容
喷射阀可把燃料喷进内燃机的燃料室。喷射阀包括：(a)一阀壳，包括：一燃料入口；一内腔，流体连通于燃料入口；以及一阀座，用于与一阀件配合，以便当喷射阀被关闭时把内腔与燃料室密封隔绝；(b)阀件具有设置在阀壳之内的一端和从阀座可伸向燃烧室的相反一端，其中阀件包括一密封表面，当喷射阀关闭时它贴靠阀座而实现流体密封，并当喷射阀开启时可抬离阀座；(c)一弹压装置，联接于阀件，弹压装置当阀件处在关闭位置上时向阀件施加关闭力量；(d)一启动装置，联接于阀件，其中启动装置可被启动以向阀件施加强于关闭力量的开启力量，用于把阀件移动到开启位置；以及(e)一液压联接装置，包括被动液压联接物，具有某一厚度的液压流体，开启和关闭力量由它予以传递，借此，液压流体在厚度当启动装置被启动时基本上不变的情况下基本上起到固体的作用，而且，其中液压联接物的厚度，因应于喷射阀各部件之间尺寸关系方面的变化，在启动装置未被启动时是可以调节的，以便一当启动启动装置可以保持所需的阀门升程。
在一项优选实施例中，液压联接物的厚度，响应于由热胀差别以及/或者对于喷射阀各部的磨损导致的尺寸关系方面的变化是可以自行调节的。液压联接装置最好是包括一流体密封液压缸体，与内腔流体密封隔绝。液压联接装置包括一活塞而液压流体置放在液压缸体之内。液压流体最好是一种液体，诸如马达油或黄油。活塞可以是阀件的一个组成部分。
在一种优选的喷射阀中，启动装置包括一在尺寸上有响应的构件。在尺寸上有响应的构件可以由磁致伸缩材料制成。优先的磁铁伸缩材料包括一种含有铽、镝和铁的金属合金。优先的启动装置还包括一电线圈，设置在围绕在尺寸上有响应的构件的环形空间之内，以及一磁通管，设置在围绕电线圈的环形空间之内。启动装置最好是设置在内腔之内。在尺寸上有响应的构件也可以由压电材料制成。优先的喷射阀还包括一压缩弹簧件，用于施加压紧力量给在尺寸上有响应的构件。
在一项实施例中，燃料入口定位得以致燃料可进入阀壳并流经内腔之中的启动和液压联接装置。在此实施例中，燃料流过这些装置有助于去除由于促动启动器而生成的热量并减小喷射阀之内温度差别的效应。在另一实施例中，入口定位得靠近阀门顶端，以致流经内腔的燃料不会接触启动装置。这一实施例简化了启动器和液压联接装置的结构，由于不需要为燃料流向阀门顶端设置流体通路。在一种优先的喷射阀中，升程可以通过改变加在尺寸上有响应的构件上的电流、电压和磁场中至少之一而予以控制。阀件最好是可控的，以致阀件在不过大约200ms内移动在开启与关闭位置之间。
喷射阀最好是还包括一弹压装置，用于施加压紧力量给在尺寸上有响应的构件。弹压装置最好是包括一弹簧。弹簧最好是包括至少一件圆盘弹簧。
在一种优先的喷射阀中，燃料是气态的而液压流体是液体。优先的液压流体是一种选自马达油和黄油构成的一族的液体。
本喷射阀特别适合于喷射气态燃料，因为调整阀件运动的能力可以有益地用以减缓阀件的关闭动作而在关闭时减少冲击。当液态燃料喷射时，关闭冲击是由液态燃料薄层的置换来予以阻尼的，液态燃料的密度显著地大于气态燃料的。当燃料是气态燃料时，可以在大于大约2000psi(大约13.8MPa)的压力下被喷入燃烧室。
虽然本喷射阀的液压联接物用以补偿阀门各部件之间尺寸关系方面的变化，包括由热胀差别造成的变化，但可以通过选定具有类似热胀系数的用于阀门各部件的材料来降低对于液压联接物提出的要求。因此，阀壳、阀件和启动装置最好是选自具有充分兼容的热胀系数的材料，以致由温度变化造成的各部件之间尺寸关系方面的变化得以减少。
适合用于本喷射阀之中的磁致伸缩材料包括一种称为ETREMATerfenol-D磁致伸缩合金的材料，可从Etrema Products Inc.购得。ETREMATerfenol-D合金是由铽、镝和铁组成的金属合金。
在一项优先实施例中，阀件，由包括在尺寸上有响应的构件的启动装置予以启动之后，是可以控制而在不到大约200μs之内移动在关闭与开启位置之间。
为了对于一给定长度的在尺寸上有响应的构件提高阀门升程的范围，可以施加压紧力于在尺寸上有响应的构件。通过对在尺寸上有响应的构件予加载荷，可以增大每相应单位的新加磁场(在由磁致伸缩材料制成在尺寸上有响应的构件的情况下)或所加电压(在由压电材料制成在尺寸上有响应的构件的情况下)的净位移。于是，可能采用弹压装置用于施加压紧力量以使在尺寸上有响应的构件予加载荷。弹压构件最好是包括至少一件弹簧，最为可取的是一件圆盘弹簧(也称作Belleville弹簧或Belleville垫圈)。
喷射阀阀壳可以包括许多部分，彼此接合以形成流体密封的整体。比如，阀壳可以包括带有可拆卸的阀盖的空心主壳，允许取放设置在主壳之内的阀门各部件。阀壳可以还包括一单独的阀门顶端，以致磨坏后可以更换。此外，阀门顶端可以设计得以致它是直接暴露于燃料室内部的唯一阀体部分。在此情况下，阀门顶端可以由一种将在直接暴露于燃料室内可能指望的各种条件时提供较大耐久性的材料制成。
一种优先的用于把燃料喷进内燃机燃料室的燃料喷射阀包括：(a)一阀壳，包括：一燃料入口；一内腔，流体连通于燃料入口；一阀座，设置在面对燃烧室的阀壳一端上；(b)一阀件，包括一轴段，它具有一第一端部，一圆形端头横向安装于此端部，其中端头形成一面对阀座的环形密封表面，而轴段的一第二端部联接于一活塞段，阀件可移动在一关闭位置与一开启位置之间，在前一位置处密封表面接触阀座以流体密封内腔而与燃烧室隔绝，而在后一位置处密封表面与阀座间隔开来，从而内腔流体连通于燃烧室；其中阀门升程等于由密封表面离开阀座所行走的距离；(c)一弹压装置，联接于阀件的活塞段，弹压装置当阀件处在关闭位置上时施加关闭力量给阀件；(d)一启动装置，用于施加强于关闭力量的开启力量给阀件，用于把阀件移动到开启位置，启动装置包括一构件，对于电流、电压和磁场中的至少一项的施加具有尺寸上的响应，在尺寸上有响应的构件设置在相对于阀壳保持在固定位置上的一固定极与一滑动极之间，滑动极由于在尺寸上有响应的构件的伸展是可以移位的；以及(e)一液压联接装置，包括围绕阀件活塞段设置的一流体密封液压缸体、一置放在液压缸体之间的液压流体，其中施加于阀件的开启和关闭力量经由某一厚度的液压流体予以传递，从而液压流体起到液压联接物的作用，而厚度是可以响应于喷射阀各部件之间尺寸关系上的变化而自动调节的，以便一旦启动启动装置时保持所需的阀门升值。
一种利用设计成形的波形来控制电流以启动内燃机喷射阀的方法采用一包括磁致伸缩和压电材料中至少之一的在尺寸上有响应的启动装置和一控制器，以便通过控制用于启动装置的电流和电压的控制器，按照在引擎运作范围之内为引擎负荷需求所预定的数值来支配阀门升程，对于每一喷射活动此方法包括：(a)通过施加高频电压循环和在每一循环中保持净正电压而迅速增大电流到已知对应于所需升程的大小来触发喷射活动；(b)在由控制器预定的时间间隔内保持某一电流以控制所需的升程；以及(c)通过施加高频电压循环并在每一循环中保持净负电压而减小电流直至它被降低到零安培来结束喷射活动。
在一种优先的设计成形的波形方法中，触发喷射活动的步骤还包括起初增大电流到一高于用于所需升程的数值的高峰数值以迅速开启阀门，而后降低电流到可导致所需升程的数值。高峰数值最好是高达大约高于为导致所需升程所需数值的大小量级。此优先的方法还包括施加不均的正与负电压之间的高频电压循环以正好在喷射活动之前生成接近于零安培的电流。从关闭位置使阀门开启到所需升程的时间少于大约175μs，更为可取地少于大约100μs。不过，更为一般地，在关闭位置与所需开启位置之间移动阀件所需的时间可以短到大约250μs。
一种操作内燃机燃料喷射阀的方法，其中喷射阀具有一纵向轴线，包括(a)启动一包括磁致伸缩材料和压电材料中至少之一的在尺寸上有响应的构件，在尺寸上有响应的构件一旦启动启动器就在纵向轴线方向下伸展长度；(b)经由一被动液压联接物传递由启动后在尺寸上有响应的构件造成的运动，以造成阀件的相应运动而通过使阀件抬离阀座并压紧把阀件弹压在关闭位置上的弹压装置来开启阀门，被动液压联接物包括一液压缸体，装放一活塞并充以液压流体，其中液压流体在活塞与一缸盖之间形成一层，并由于阀门开启的时间间隔很短，液压流体不会有时间从活塞的一侧流向另一侧，以及在喷射阀开启时，此层液压流体起到不可压缩的固体的作用，以致由于启动在尺寸上有响应的构件而造成的运动经由流体层被传递；(c)退动在尺寸上有响应的构件以收缩在尺寸上有响应的构件的长度而卸载弹压装置并造成阀件的相应运动以关闭阀门；(d)在各接续的阀门开启之间提供充分的时间以允许被动液压联接物之内的至少一些液压流体从活塞的一侧流向活塞的另一侧。
本喷射阀的一项优点是，它可以用于迟后循环、高压、直接喷射燃料进入内燃机。比如，本喷射阀可以用以在大约2000psi与5000psi(大约13.8与34.5MPa)之间的压力下喷射气态燃料进入内燃机燃料室。本喷射阀可以用以在更高的压力下把液态燃料送进内燃机。
本发明的另一优点是，它提供一种喷射阀，不再需要主动液压操作器和相关的高压液压系统用于生成启动力量以启动喷射阀。通常的主动液压操作器不同于本发明的液压联接物，后者可以称作被动液压联接物，因为密封在液压联接装置之内的液压液体只是传递启动力而不用以生成用于启动阀门的启动力。相反，液压联接物的用途是，为源自至少一个弹簧件和启动装置的相反的启动力形成一条加载路径。不需通常的主动液压操作器的好处是，免除了相关的主动液压系统。通常的主动液压启动器，诸如采用迅速增大和减小的液压流体压力以启动喷射阀的那些启动器，连接于高压液压流体源并具有用于在主动液压操作器以内和以外控制液压流体流动的一些阀门。主动液压启动器采用在液压缸体以内和以外运动的液压流体并当液压缸体流体连接于高压液压流体源时，流进液压缸体的高压液压流体生成用以推动阀件的启动力。启动力当液压缸体从高压液压流体源断开时被卸除而液压流体从液压缸体被排出。这种类型的主动液压启动器的一项缺点是，存在与把液压流体推进和推出液压缸体相关的迟延时间。
被动液压联接物的另一优点是，它可以用以在允许的制造和装配公差之内作出热胀差别、磨损和尺寸变异方面的校正。所披露的被动液压联接物是通过允许液压流体在液压活塞相反两侧之间的移动而响应于这些效应作自行调节自身来完成这一点的。启动装置因而使自身重新归零以确保保持所需的阀件升程。
采用直接启动式喷射阀的一项优点是，设计成形的控制脉冲可以用以控制阀件在它移动在开启与关闭位置之间时的加速和减速。比如，当采用磁致伸缩件时，可以控制施加于电磁线圈的电流，以便比如以会平缓地关闭阀门的方式来减小电流。同样，当采用压电件时，可以控制施加于电压叠层的电压，以便比如通过起初提供迅速电压(亦即，高于为形成必需的位移所需电压的电压)来加速阀门的开启。因而，控制脉冲可以用以控制磁致伸缩或压电启动器的伸展和收缩以控制阀件的运动。控制阀件减速的一项优点是，阀件在关闭时对于阀座的冲击可以减少以减少对于阀门各部件的磨损，从而提高耐久性。
本喷射阀的又一项优点是，控制脉冲可以设计成形以保证阀件以可重复的方式作部分抬升。抬升的大小可以通过设计成形控制脉冲以控制送往相应磁致伸缩或压电启动装置的电流或电压。
所披露的喷射阀的再一项优点是，实际的阀门升程很小(一般比0.1mm小得多)，以致与可较大阀门升程的阀门相比，为完全开启或关闭阀门，阀件速度可以较低而导致较少的冲击和磨损。
这些和其他优点都是由以下所述的直接启动式喷射器提供的。
附图说明
图1是一种带有被动液压联接物装置的直接启动式燃料喷射阀的一项优先实施例的剖面视图；
图2是带有燃料入口另外安置的、示于开启位置上的一燃料喷射阀下部的局部剖面放大视图；
图2a是一喷射阀喷嘴顶端的一项实施例的局部剖面视图；
图2b是一喷射阀喷嘴顶端的一项实施例的局部立面侧视图；
图3是带有被动液压联接物装置不同配置的一种直接启动式燃料喷射阀的另一优先实施例；以及
图4是控制施用于燃料喷射阀启动装置的电流的优先方法的定时曲线图。
具体实施方式
在各图中，同样的参照编号用以识别不同各实施例之中的同样的部件。
图1和3表明一种内燃机的外开直接启动式燃料喷射阀两个不同的优先实施例。与针阀相反，后者采用一个阀针，收进阀体以开启阀门，外开喷射阀则向外伸出一个阀件而离开阀体以开启阀门。为了开启外开式燃料喷射阀用于把燃料喷射到引擎里去，阀件被推移而离开开阀座并朝向燃烧室。
参照图1和2，喷射阀100包括细长的阀壳102，与阀帽104配合以形成液体密封式阀体。密封件106可以用以确保装配起来的阀体是液密的。阀帽104包括入口108，燃料经过它进入阀体。阀壳102还包括阀座112，后者在图2中画得较为清楚，此图表明处在开启位置上的喷射阀。
各图都是用于内燃机的燃料喷射阀优先实施例的示意图。不过，在于此涉及到的技术方面的熟练人员将会认识到，这些图不是制作图纸并画得不成比例。比如，阀壳102画成为单一构件，而为了制造目的，阀壳102可以由几件制作而成。在各图中，某些部件的尺寸也已夸大以更好地图示设备的某些零件。
图2的放大视图同样表明阀座112如何具有角度以形成锥形表面并与阀件114的具有角度的密封表面配合以便在两个表面受压接触时提供液密密封。除了提供所需的密封配置以外，阀座112和阀件114的密封表面带有角度也可引导燃料射进燃烧室的方向。这种配置的一项优点是，它使得一片不间断的锥形燃料被喷射出来而形成燃烧火焰的连续表面。一种外开式喷射阀的另一优点是，当阀门关闭时，很少担心燃烧产物堵塞或阻塞喷射阀，因为不像针阀那样，这里没有外露的喷嘴孔眼。
阀壳102还可以包括一些特性，影响到燃料如何被送进燃料室。比如，图2a表明阀壳102的一项实施例，包括喷嘴顶端202，使阀杆114座靠阀座112处的下面。喷嘴顶端202形成一个腔室，通过各喷口或喷孔203连通于燃烧室。在此实施例中，腔室和各喷孔203可以合理地定出尺寸以减缓燃料喷射速度以提高可燃性。
在另一实施例中，阀壳102还可以包括喷射端，具有一如图2b之中所示的各突起205，它们用以形成当喷射阀开启时喷射出来的一片锥形燃料之中的一些间断。在此涉及的技术方面的熟练人员将会认识到，本发明可以与其他阀门顶端结构相结合。最佳的阀门顶端结构可以取决于引擎的其他一些特性，诸如比如活塞碗的形状，以及引擎的大小和操作条件。
阀件
参照图1，阀件114设置在阀壳102内部之中并穿过阀壳102顶端上的孔口。阀件114的密封表面接触阀座112以通过防止燃料流过阀座112和进入燃烧室而关闭喷射阀100。在图1的实施例中，阀件114包括阀柄114a，通过离开阀体向外移动以抬离阀座112而进入开启位置。由于阀门升程通常很小(比如，大约65微米)，阀柄114a和围绕阀柄114a的环状孔口的尺寸要选定得可以确保经过喷射阀的充分流量，因为流动面积(A)正比于阀柄直径。因此，很小的升程可以用较大的直径予以补偿。在由图1图示的最佳实施例中，阀件114还包括一体式活塞114b。在另一实施例(未画出)中，一单独的活塞构件可以与阀件114配合以提供同样的效果。
弹簧装置
弹簧装置在关闭位置上弹压阀件114。在一最佳配置中，弹簧装置包括至少一个阀簧116用于向阀件114提供关闭力量。参照图1的实施例，阀簧116图示为一圆盘或垫圈弹簧。可以代之以采用不同型式的弹簧，诸如螺旋弹簧。预载板件120可以用以向阀簧116施加预载，以致阀门100在关闭位置上受到弹压。阀簧116应当提供关闭力量以对抗射向已密封阀体的燃料高压所生成的相反开启力量。在示于图1之中的配置中，各个带螺纹的表面把预载板件120接合于阀壳102。一如在本技术领域中所知，在已经转动预载板件120以紧压阀簧116而向阀簧116提供预载力量之后，预载板件120可以借助于一锁定螺帽(未画出)被保持就位。
启动装置
启动装置可予以启动以提供开启力量，后者相反于和大于由弹簧装置提供的关闭力量。在图示于图1之中的实施例中，启动装置包括一个构件，当此构件分别暴露于某一磁场或承受某一电压时，诸如比如某种磁致伸缩材料或某种压电叠层时，会在阀壳102的纵轴方向上伸展或收缩。
在由图1图示的实施例中，启动装置是一种磁致伸缩启动器，包括实心的磁致伸缩件130，带有筒管131、电线圈132，以及设置在磁致伸缩件130和阀壳102之间环形空间之内的磁通管134。一如图1之中所示，线圈132围着筒管131缠绕而磁通管134围住筒管131和电线圈132。磁通管134可以由普通碳钢制成，带有一纵向槽缝以破断涡流。电流通过各电力引线(未画出)被供向电线圈。当电流提供给电线圈132时，磁通量产生，流经磁致伸缩件130固定极138、滑动极140，以及磁通管134。两极138和140由一种适当的材料，诸如碳钢(比如CS1018)或具有低磁滞的钢材制成。固定极138卡持在预载板件120与磁致伸缩件130、筒管131和磁通管134的各端面之间。于是，当启动装置被启动而磁致伸缩件130长度增大时，滑动极140被推向阀件114以提供用于开启喷射阀100的力量。在另一最佳实施例(未图示)中，磁通管134可以与阀壳102制成一体。亦即，阀壳102可以由一种既在结构上适宜也适合于用作一条磁流通经的透磁材料制作而成。比如，许多钢材适合于作为阀壳102材料。不锈钢可以应用，但更为可取的是，普通磁钢由于材料硬度特性和耐久性而量为适宜。同样，固定极130也可以与预载板件120制成一体。在此涉及的技术方面的熟练人员将会理解，这些部件可以合理地集成一体而不偏离本发明的精神和范畴。集成一体的优点，比如，是制造包括较少零部件的设备时效率高和成本低。
各最佳实施例的优点是，磁致伸缩件130可以由磁致伸缩材料的一实心圆棒制成，与空心的管状相比，制造容易一些和便宜一些。
预压力最好施加于磁致伸缩件130以在施加磁场时放大伸展的大小。磁致伸缩件130的预压可增大每单位所施加磁场的净位移。同样，当压电件代替磁致伸缩件130时，预压可增大每单位所施加电压的压电件净位移。一弹簧，诸如比如圆盘弹簧150可以用以提供预压力。其他一些压缩器件可以用以代替圆盘弹簧150以提供预压力，诸如比如螺旋弹簧或具有同一弹簧力的另外类型的弹簧。当应用比如大约1000psi(大约6.9MPa)的预压力时，启动器的位移可以增大到磁致伸缩件130总长的大约0.13％。不过，位移量可以作为不断增高的温度的函数而下降。在一般的往复式引擎缸盖温度下，实际位移可以是经过预压的磁致伸缩件130长度的大约0.065％。
磁致伸缩件130的各尺寸由喷射阀100的需求来决定。比如，如果喷射阀100设计得可提供至少大约65mm的升程，则磁致伸缩件130的尺寸定得具有至少大约100mm的长度。另外，圆柱形磁致伸缩件130的横向剖面面积选定得可以提供充分的力量以克服使喷射阀100保持在关闭位置上的一切相反的力量。如果圆柱形磁致伸缩件130的剖面面积不足，相反的力量可能减小或阻止磁致伸缩件130的纵向位移，即使在电线圈132被完全充电的时候。这一模式被称为“阻断力”模式。于是，作用在阀件114上的关闭力的大小决定了磁致伸缩件130的最小横截面面积。
虽然图1表明磁致伸缩件130、电线圈132，以及磁通管134，但可以代之以压电叠层(未画出)。各电力引线可以用以将电压引向压电叠层。当电压施加于压电叠层时，叠层伸展并产生用于开启喷射阀100的推动力。于是，本喷射阀的结构对于磁致伸缩式和压电式启动器来说基本上是一样的。
液压联接物装置
由启动装置生成的开启力量经由液压联接物装置传递给阀件124。液压联接物装置包括液压缸体160，以紧密配合关系设置在液压活塞114b周围，后者可在缸体160之内沿纵向移动。如上所指出，在图1实施例中，液压活塞114b最好是阀件114的一个组成部分，而缸体160的侧壁有助于在纵向导引阀件114的运动。一种粘性液压流体由缸盖162和密封件166、168和169密封在液压缸体160以内。密封件168和169允许阀件114分别相对于缸体160和缸盖162移动。可以应用已知的各种密封件，诸如比如弹性O形圈密封件、盘根、金属密封件、或者是膜片/波纹管密封件。
液压活塞114b外径与液压缸体160内径之间的直径间隙极小(205至250微米量级)。所需的间隙大小取决于若干因素，诸如所选液压流体的粘度、活塞的纵向长度，以及活塞以上和以下液压流体的厚度。间隙中的液压流动由Hogen-Poiseuille流动支配，而液压流体和间隙最好是选定得以致当开启力量经由液压流体被传递时各燃料喷射活动的时间间隔期间通过间隙的液压流体流量是微不足道的。其次，液压流体最好是具有足够大的粘度和体积弹性模量，以致当启动装置的启动造成经由缸体160底部与液压活塞114b之间的液压流体被迅速传递的阀门开启力量时，它起到一种不可压缩固体的作用。为了操作的一贯性，液压流体还最好是极为稳定的流体，可在很大的温度范围内(亦即，在缸体160内部的各种预期操作温度之内)保持其所需的性质。适当的一些液压流体是，比如，通常的马达油、诸如15W40级的；或者合成润滑剂，诸如DuPontKryfox黄油，后者可以以一系列的粘度提供。Kryfox是一种高氟聚醚(PFPE)合成润滑剂，可以与一种加稠剂混合以形成黄油。这些类型的液压流体也有助于润滑密封件168和169。不同的喷射阀可以具有不同尺寸的液压活塞和间隙，所以液压流体可以考虑某一个别喷射阀设计的特征而予以选定。
当喷射阀100被关闭并静置时，关闭力量经由保持在缸盖162与液压活塞114b之间的液压流体予以传递。一般，在引擎运转期间，喷射阀100大多数时间内是关闭的(通常超过90％的时间)。于是，在各喷射活动之间有足够的时间使液压流体通过流经间隙来重新分配自身，以致液压缸体160相对于活塞114b移动以自动地使自身“重新趋零”。初始的零位置是组装喷射阀100之后液压活塞114b在液压缸体160之内的位置。初始的位置由于在制造公差之内各部件的微小长度变异而不可能对所有喷射器都是一样的。另外，在运转期间，零位置可响应于由比如部件磨损或不同热胀效应造成的各部件之间尺寸关系方面的变化而自行调节。
热胀或热缩的差别可以是由热胀系数的差别或各部件的不均匀热分布造成的。即使喷射阀100的各部件，诸如磁致伸缩件130、阀件114，以及阀壳102，设计得合理地匹配于其他一些部件的热胀率，但由于阀件升程和导致这种升程的各部件的位移都是如此之小，所以热胀或热缩的效应当予以考虑以确保达到所需的阀门升程。热胀或热缩的效应，如果喷射阀暴露在很大范围的温度之下，是可能放大的。对于用在汽车之中的喷射阀来说，并非不寻常的是，指望温度范围为-40℃(寒冷天气下)与+125℃(引擎运行时)之间。不均匀温度分布可以是许多因素造成的结果，包括比如①电线圈132处生成的热量；②启动装置中的磁滞；以及③经由喷射阀顶端和阀件114出自缸盖或燃烧室的热传导。如果不作解释的话，热胀或热缩的差别对于阀件114位移的总效应可以大于升程目标值。
概括起来，液压联接装置计及了出自制造过程和喷射阀组装方法之中的允许公差的、部件尺寸方向的变异。因此，液压联接物装置由于允许喷射阀各部件制造到不大严格的公差。此外，在运转期间，液压联接物装置在各喷射活动之间自行调节本身以计及可能比如由部件磨损或热胀或热缩差别造成的喷射阀各部件之间尺寸关系方面的变化。
图2图示一项喷射阀实施例，具有燃料入口208位于阀壳102的侧面。这种配置的优点是，各流体通路不要求经过启动器和液压联接物装置，简化了这些部件的结构和减小了为上部阀门总成所需的截面面积。密封件270，示于图2之中，可以比如是O形圈或盘根式密封件，可防止高压燃料进入装放液压联接物和启动两装置的阀件部分。一导向件(图2中未画出)，类似于图1中所示的导向件180，也可以用在图2的实施例之中以协助导引阀件114的运动。
图3图示一项喷射阀实施例，采用具有T形截面的阀件314。此实施例以基本上与图1实施例相同的方式运作。图3实施例的一项优点是，免除了密封件169。另一优点是，阀件314、滑动极340，以及缸盖362的形状比较简单并因而易于制造，以及公差配合较少，因为没有从液压活塞314b伸出的柄部。
操作综述
当喷射阀100静置在关闭位置上时，弹压阀件114使顶靠阀座112的关闭力量源自阀簧116和圆盘弹簧150。在图示各最佳实施例中，阀簧116直接抵靠液压活塞114b以直接地关闭力量传递给阀件114。圆盘弹簧150抵靠液压缸体160而预压力通过由液压缸体160、缸盖162和滑动极140组成的滑动总成被传递给启动装置。圆盘弹簧150还施加关闭力量于阀件114，由于它施加力量给支承阀簧116的液压缸体。关闭力量最好是由一机械弹簧件，诸如图示的螺旋弹簧提供，以致喷射阀160的失效模式将出现在关闭位置上。亦即，如果启动装置未被供电或者出现故障，喷射阀100将保留在关增长位置上。
为开始喷射活动，通过向电线圈132供送电流而使启动装置被供电。磁通产生而流过磁致伸缩件130、磁极138和140，以及磁通管134。在磁场的作用下，磁致伸缩件130长度伸展(在磁场方向上)。由于固定极138是静止不动的，磁致伸缩件130在液压缸体160的方向上伸展。开启力量，源自伸展的磁致伸缩件130，传过设置在缸盖162与液压活塞114b一平面表面之间的空间之内的滑动极140、缸盖162、液压流体164b，并且最终经过活塞114b，后者在图示各实施例中与阀件114制成一体。开启力量大于关闭力量，这就造成了阀簧116的压缩。液压缸体160的位移还造成圆盘弹簧150的某些进一步的压缩。
一如前所说明，由于阀门启动是突然发生的(200ms量级)，液压流体164b没有时间流过活塞114b与流压缸体160之间的狭窄间隙。相反，液压流体164b起到固体作用而经由活塞114b把磁致伸缩件130的运动传递给阀件114，导致阀件114抬离阀座112。由于喷射阀100在如此短暂的时期内(一般小于3ms)保持开启，只要液压流体164选定正确和间隙尺寸定得适当，在喷射阀100开启时通过间隙的液压流体流量是微不足道的，以致由这种流量造成的任何位移要比阀件114的总位移小得多。
阀件114的运动在阀门顶端附近由导向器180予以导引。导向器180包括一些纵向沟槽或纵向孔眼或槽缝(未画出)以使燃料流过而进入阀门顶端。阀件114也由于液压活塞114b各侧壁与液体缸体160各内壁之间的协同而得到导引。一如图1实施例之中所示，燃料入口108位于缸盖104上而燃料流过空心的阀体。在最佳的应用场合下，燃料是气态燃料，所以各阀门部件之间的微小空隙足以使燃料经过阀体的长度流向相反的端部，在那里，燃料通过喷射阀的顶端被送进引擎燃烧室。经过阀门内部的燃料流动也可以通过在阀门各部件的侧壁上设置一些纵向沟槽(未画出)，以及/或者设置得穿过各部件的一些孔眼或槽缝(参见比如穿过固定极138的各孔眼138a)而变得容易一些。使燃料流经喷射阀内部有助于冷却阀门各部件并去除可能生成在启动装置之中的热量。当燃料以此方式用以冷却启动装置时，热力模拟预言：在正常运转期间，由启动装置生成的热量将导致温度升高不到10℃。
为关闭喷射阀100，在喷射活动的末尾，电线圈132被解除供电，导致磁致伸缩件130收缩。当阀件114正要自开启位置移向关闭位置时，关闭力量从阀簧116和圆盘弹簧150发出。关闭力量从阀簧116通过液压活塞114b再次被传递给阀件114。在开启位置上，伸展的磁致伸缩件130曾压紧圆盘弹簧150，所以一旦关闭，圆盘弹簧150就解除压力而朝向启动装置推动缸体160以压向磁致伸缩件130。圆盘弹簧150还通过生成从圆盘弹簧150传过液压缸体160、阀簧116和液压活塞114b的关闭力量而提供附加的关闭力量给阀件114。
一当阀件114接触阀座112，喷射阀100就被关闭。在喷射阀100被关闭时，液压联接物装置自动地自我调节，以致液压缸体160相对于液压活塞114b的位置得以校正以计及温度、磨损和阀件114相对于液压缸体160的任何微小运动的效应，它们可能在阀件114本来处在开启位置上时就已出现。自行调节是通过液压流体从液压活塞114b的一侧上的腔室164b迁移到液压活塞114b的另一侧上的腔室164a来完成的，而同时阀簧116和圆盘弹簧150确保喷射阀在阀件114座靠在阀座112上的情况下仍然是关闭的。
控制策略
表示发送给阀门启动器用于控制喷射阀的电流大小的各最佳波形画在图4之中。图示的波形表明，控制脉冲可以采用几种形态来分别控制磁致伸缩件或压电件的运动。
比如，对于采用磁致伸缩件的启动器来说，电流被送给用以启动磁致伸缩件的电线圈。磁场的强度直接正比于送向电线圈的电流大小。为促进快速开启，在正好在喷射活动之前的短时间内(比如100ms)，最好是由基本上在等量正与负电压之间的高频电压循环来激发电流。比如，这些高频电压循环可以是100KHz量级的。
波形A图示喷射活动的最佳脉冲形状。当阀门由迅速增加到I1的电流使之开启时喷射活动被触发，电流具有的大小已知要对应于所需的升程。当阀门正在开启时，高频电压循环继续在正与负电压之间而净正电压除外。一当达到所需阀门升程，电流保持在I1处以保持阀门升程在电控制器预定的一段时间之内。控制器响应于当前的引擎负荷和需要。
喷射活动是由于通过施加高频电压循环并在每一循环中，比正电压保持较长时间的负电压来降低电流直至其基本上减小到零安培而予以结束的。一如图4之中由虚线所示，波形形状可以被控制以达到所需效果。比如，虚线的波形B表明，一旦触发喷射活动，为进一步加速阀门开启和引进燃料，电流可以增大到I2，而比提供所需升程所需的大小大得多。为了节省能量和为了在喷射活动持续期间保持所需升程，电流随后被降低到I1。在此实例中，电流I2具有的数值对应于所知为了保持所需升程的电流。
波形C表明，通过改变在喷射活动期间所保持的电流大小可以获得不同的阀门升程大小。波形C保持电流在I3处以产生较低的升程而喷射与波形A的喷射活动相比较少的燃料数量。波形C还表明与电波形A产生的喷射活动相比具有较短持续时间的喷射活动。
虚线D表明，波形的形状可以予以处理以影响阀件的运动。在此实例中，电流瞬间使成负值至I4以加速阀门关闭，而后再瞬间使成正值至I5以减缓阀件以减少对阀件和阀座的冲击。电流也可以保持正值(亦即I4等于零)和电流瞬间被提高I5以在阀件接触阀座之前将其减缓。虚线E还表明，阀门关闭对于阀座和阀件的冲击和磨损可以通过放慢电流被减小至零的速度而予以减少。
在此涉及的技术方面的熟练人员将会认识到，开启或关闭喷射阀的时间可以通过增大控制波形的坡度而予以减少，或者通过减小控制波形的坡度而予以增加。总起来说，控制波形的形状可予以处理，以便对阀件的运动速度以及其相对于阀座的位移产生所需的作用(以控制升程)。
图4各波形的时间跨度可以在100至5000μs的范围之内，而对于多数喷射活动来说一般在250与2000μs之间。
上述直接启动式喷射阀与控制策略的结合可提供几项好处，包括：
免除通常液压启动喷射阀所需的流压流体供应系统。这就比如通过免除为通常液压启动式喷射阀所用的液压流体供应与返回通路和液压流体控制阀门的需要而简化了喷射阀结构。
自动补偿喷射阀之内的热胀差别、由于长期动作而造成的磨损，以及由制造公差方面的限制而导致的差别。
允许采用能够节制燃料流动并减少阀座磨损的控制策略的一种装置。控制升程位置的能力允许在低负荷下减少喷射和减少预混燃烧。比如，采用磁致伸缩或压电启动器，阀件运动可以控制在大约10％与100％之间。对于低负荷情况，重要的是能够减少燃料流入燃烧油，由于过多的燃料可能不被燃烧，导致运行效率较低和辐射较高。
通过采用轴对称圆柱形零部件和喷射阀各部件之间极少的严格公差使得可能提高可加工性。阀门运作得以改进，由于启动装置允许更好地控制阀件。比如，喷射阀可以用以喷射气态或液态燃料。当燃料为气态时，关闭时更需要减缓阀件，由于没有液体燃料阻尼阀件对阀座的冲击。通过为施加于启动器时控制脉冲波形设定形状，有可能减缓喷射阀的关闭以减少对阀件和阀座的冲击。
虽然已经图示和述说了本发明的具体原理、实施例和应用，但当然将会理解，本发明并不局限于此，由于本技术领域中的熟练人员可以，特别是借助前述各种教益作出许多修改，而不脱离本发明的范畴。

Claims (41)

1.一种用于把燃料射进内燃机燃烧室的喷射阀，所述喷射阀包括：
(a)一阀壳，包括：
一燃料入口；
一内腔，流体连通于所述燃料入口；以及
一阀座，用于与一阀件协同操作以便当所述喷射阀被关闭时把所述内腔与所述燃烧室密封隔绝；
(b)所述阀件具有设置在所述阀壳之内的一端和可从所述阀座伸向所述燃烧室的相反一端，其中所述阀件包括一密封表面，当所述喷射阀关闭时它贴靠所述阀座而实现流体密封，并当所述喷射阀开启时可抬离所述阀座；
(c)一偏压装置，关联于所述阀件，所述偏压装置当所述阀件处在所述关闭位置上时向所述阀件施加关闭力量；
(d)一启动装置，关联于所述阀件，其中所述启动装置可被启动以向所述阀件施加强于所述关闭力量的开启力量，用于把所述阀件移动到所述开启位置；以及
(e)一液压联接物装置，包括一被动液压联接物，具有某一厚度的液压流体，所述开启和关闭力量经由它予以传递，借此，所述液压流体基本上起到固体的作用而在所述启动装置被启动时所述厚度基本上不变，而且，其中所述液压联接物的所述厚度响应于所述喷射阀各部件之间尺寸关系方面的变化在所述启动装置未被启动时可以调节，以便当启动所述启动装置时保持所需的阀门升程。
2.按权利要求1所述的喷射阀，其中所述液压联接物的所述厚度响应于由热胀差别导致的所述尺寸关系方面的变化在所述启动装置未被启动时是可以自行调节的。
3.按权利要求2所述的喷射阀，其中所述液压联接物的所述厚度响应于由所述喷射阀各部件的磨损所导致的所述尺寸关系方面的变化在所述启动装置未被启动时是可以自行调节的。
4.按权利要求1所述的喷射阀，其中所述液压联接物装置包括一流体密封液压缸体，后者与所述内腔流体密封隔绝，所述液压联接物装置包括一活塞而所述液压流体置放在所述液压缸体之内。
5.按权利要求4所述的喷射阀，其中所述活塞是所述阀件的一个组成部分。
6.按权利要求1所述的喷射阀，其中所述启动装置包括一在尺寸上有响应的构件。
7.按权利要求6所述的喷射阀，其中所述在尺寸上有响应的构件由磁致伸缩材料制成。
8.按权利要求7所述的喷射阀，其中所述磁致伸缩材料包括一种含有铽、镝和铁的金属合金。
9.按权利要求7所述的喷射阀，其中所述启动装置还包括一电线圈，设置在围绕所述在尺寸上有响应的构件的环形空间之内。
10.按权利要求9所述的喷射阀，其中所述启动装置还包括一磁通管，设置得围绕所述电线圈。
11.按权利要求10所述的喷射阀，其中所述磁通管设置在围绕所述电线圈的环形空间之内。
12.按权利要求10所述的喷射阀，其中所述启动装置设置在所述内腔之内。
13.按权利要求6所述的喷射阀，其中所述在尺寸上有响应的构件是由压电材料制成的。
14.按权利要求6所述的喷射阀，还包括一压缩弹簧件，用于施加压紧力量给所述在尺寸上有响应的构件。
15.按权利要求1所述的喷射阀，其中所述燃料入口定位得以致燃料可进入所述阀壳并流经所述启动装置和各液压联接物装置。
16.按权利要求1所述的喷射阀，其中所述燃烧入口定位得靠近阀门顶端，以致流经所述内腔的燃料不会接触所述启动装置。
17.按权利要求6所述的喷射阀，其中所述启动装置是可控的以保持所述所需的升程在最大升程的百分之10与100之间。
18.按权利要求17所述的喷射阀，其中所述升程是可以通过改变加在所述在尺寸上有响应的构件上的磁场、电流以及电压中的至少之一而予以控制的。
19.按权利要求6所述的喷射阀，其中所述阀件是可控的，以致所述阀件在小于大约200ms之内在所述开启与关闭位置之间移动。
20.按权利要求6所述的喷射阀，还包括一偏压装置，用于施加压紧力量给所述在尺寸上有响应的构件。
21.按权利要求1所述的喷射阀，其中所述偏压装置包括一弹簧。
22.按权利要求21所述的喷射阀，其中所述弹簧包括至少一件圆盘弹簧。
23.按权利要求1所述的喷射阀，其中所述燃料是一种气态燃料。
24.按权利要求23所述的喷射阀，其中所述液压流体是一种液体。
25.按权利要求24所述的喷射阀，其中所述液压流体是一种选自马达油和黄油的液体。
26.按权利要求1所述的喷射阀，其中所述燃料在大于大约2000psi(大约13.8MPa)的压力下被射进所述燃烧室。
27.按权利要求1所述的喷射阀，其中所述阀壳包括许多部分，彼此接合以形成一流体密封总体。
28.按权利要求1所述的喷射阀，其中所述阀壳、所述阀件和所述启动装置选自一些具有充分兼容的热胀系数的材料，以致由温度变化导致的所述各部件之间的尺寸关系方面的变化得以减小。
29.一种用于把燃料射进内燃机燃料室的喷射阀，所述喷射阀包括：
(a)一阀壳，包括：
一燃料入口；
一内腔，流体连通于所述燃料入口；
一阀座，设置在面对所述燃烧室的所述阀壳的一端上；
(b)一阀件，包括一具有一第一端部的轴部，一圆形端头横向安装于此第一端部，其中所述端头形成一面对所述阀座的环形密封表面，而所述轴的一第二端部关联于一活塞部，所述阀件可移动在一关闭位置与一开启位置之间，在前一位置处所述密封表面接触所述阀座以流体密封所述内腔而与所述燃烧室隔绝，而在后一位置处所述密封表面与所述阀座间隔开来，从而所述内腔流体连通于燃烧室；
(c)一偏压装置，关联于所述阀件的所述活塞部，所述偏压装置当所述阀件处在所述关闭位置上时施加关闭力量给所述阀件；
(d)一启动装置，用于施加强于所述关闭力量的开启力量给所述阀件，用于把所述阀件移动到所述开启位置，所述启动装置包括一构件，对于电流、电压和磁场中的至少一项的施加具有尺寸上的响应，所述在尺寸上有响应的构件设置在相对于所述阀壳保持在固定位置上的一固定极与一滑动极之间，所述滑动极由于在尺寸上有响应的构件的伸展是可以移位的；以及
(e)一液压联接装置，包括围绕所述阀件的所述活塞部设置的一流体密封的液压缸体、置放在所述液压缸体之内的液压流体，其中施加于所述阀件的所述开启和关闭力量经由某一厚度的所述液压流体予以传递，从而所述液压流体起到液压联接物的作用，而所述厚度是可以响应于所述喷射阀各部件之间的尺寸关系方面的变化而自动调节的，以便当启动所述启动装置时保持所需的阀门升程。
30.按权利要求29所述的喷射阀，其中所述在尺寸上有响应的构件由磁致伸缩材料制成。
31.按权利要求30所述的喷射阀，其中所述磁致伸缩材料包括含有铽、镝和铁的一种金属合金。
32.按权利要求30所述的喷射阀，其中所述启动装置还包括一电线圈，设置在围绕所述在尺寸上有响应的构件的环形空间之内。
33.按权利要求32所述的喷射阀，其中所述启动装置还包括一磁通管，设置在围绕所述电线圈的环形空间之内。
34.按权利要求29所述的喷射阀，其中所述在尺寸上有响应的构件由压电材料制成。
35.按权利要求29所述的喷射阀，还包括一压缩弹簧件，用于施加压紧力给所述在尺寸上有响应的构件。
36.一种利用设计成形的波形来控制电流以启动采用包括磁致伸缩和压电材料中至少之一的尺寸上有响应的启动装置和控制器的内燃机的喷射阀的方法，以便通过控制器控制用于所述启动装置的电流和电压按照在所述引擎运作范围之内的为引擎负荷需求所预定的数值来支配阀门升程和持续时间，对于每一喷射活动所述方法包括：
(a)通过施加高频电压循环和在每一循环中保持净正电压而将电流迅速增大到一已知对应于所需升程的大小来触发喷射活动；
(b)在由所述控制器预定的时间间隔内保持某一电流以控制所述所需的升程；以及
(c)通过施加高频电压循环并在每一循环中保持净负电压而减小电流直至它被降低到零安培来结束喷射活动。
37.按权利要求36所述的方法，其中触发喷射活动的步骤还包括起初增大电流到一高于用于所需升程的数值的高峰数值以迅速开启阀门，而后降低电流到导致所需升程的数值。
38.按权利要求37所述的方法，所述高峰数值达到大约高于为导致所需升程所需数值的大小量级。
39.按权利要求29所述的方法，还包括正好在喷射活动之前施加交错的正与负电压之间的高频电压循环以生成接近于零安培的电流。
40.按权利要求29所述的方法，其中从关闭位置使所述阀门开启到所述所需升程的时间少于大约100μs。
41.一种操作内燃机燃料喷射阀的方法，所述喷射阀具有一纵向轴线，所述方法包括：
(a)启动一包括磁致伸缩材料和压电材料中至少之一的在尺寸上有响应的构件，所述在尺寸上有响应的构件当启动所述启动器时在所述纵向轴线方向上伸展长度；
(b)经由一被动液压联接物传递由所述被启动的在尺寸上有响应的构件造成的运动，以造成阀件的相应运动而通过使所述阀件抬离阀座并压抵把所述阀件偏压在关闭位置上的偏压装置来开启所述阀门，所述被动液压联接物包括一装放一活塞的液压缸体并充以液压流体，其中所述液压流体在所述活塞与一缸盖之间形成一层，并由于所述阀门开启的时间间隔很短，所述液压流体没有时间从所述活塞的一侧流向另一侧，以及在所述喷射阀开启时，所述一层液压流体起到不可压缩的固体的作用，以致由启动所述在尺寸上有响应的构件造成的运动经由所述流体层被传递；
(c)解除所述在尺寸上有响应的构件的启动以收缩所述在尺寸上有响应的构件的长度以卸载所述偏压装置并造成所述阀件的相应运动以关闭所述阀门；
(d)在各接续的阀门开启之间提供充分的时间以允许所述被动液压联接物之内的至少一些液压流体从所述活塞的一侧流向所述活塞的另一侧。
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