CN1878975A - 在压力下向所需位置提供流体的流体喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于向所需位置提供具有压力的流体的流体喷射器，其中，阀体包括成一体的阀元件保持区域。优选的是，阀体和成一体的阀元件保持区域模铸成单件式部件。更具体地说，流体喷射器包括模铸的单件式阀体，该阀体具有：阀元件保持区域，该阀元件保持区域在阀体的至少一部分内纵向延伸；至少一个流体通道，该流体通道在阀体的至少一部分内纵向延伸，并与阀元件保持区域的至少一部分流体连通；以及至少一个流体离开孔，该流体离开孔经阀体与该至少一个流体通道流体连通。

Description

在压力下向所需位置提供流体的流体喷射器

技术领域

本发明通常涉及用于向所需位置提供具有压力的流体的流体喷射器，特别是涉及这样一种流体喷射器，该流体喷射器具有与阀体形成一体的阀元件保持区域。

背景技术

汽油发动机、柴油发动机和高性能发动机的活塞很容易在工作过程中过热。长期以来，压力驱动的油喷射器用于冷却该往复运动发动机中的活塞的底侧。该油喷射器通常安装在发动机缸体底侧的孔内，并从油道中接收具有压力的油。这些油喷射器还包括单向阀，以用于当达到预定油压时向油喷射器供给油，且在低油压情况下防止所需的油压虹吸损失。

油喷射器将油喷入活塞底侧的冷却槽道中，从而通过吸热而冷却活塞顶和周围气缸壁(因此降低燃烧室温度)。这是在发动机运行过程中实施的。这实际上降低了活塞温度，从而有助于发动机发出更大功率，并帮助润滑活塞和气缸壁以便增加耐久性。在气缸内孔和往复运动部件上的额外油层还减小了通常由这些部件发出的噪音。该最佳工作温度还提高了关键发动机部件的寿命，并减少了维护成本。

在工业上使用了两种标准类型的压力驱动油喷射器，每种压力驱动的油喷射器都包括具有两个部件的结构。如图1所示，常规的压力驱动油喷射器包括两件式结构，它包括油喷射器本体10和油喷射器阀12。油喷射器本体10包括主体14，该主体14具有在一端的阀孔16和在另一端的螺栓接收孔18。从主体14的侧部伸出两个喷嘴20，这两个喷嘴20与阀孔16的内部流体连通。

该阀12通常包括管形套筒22，该管形套筒22具有螺纹外部部分24和一对油离开孔26。套筒22还在一端与较大尺寸头部28连接。因此，在装配普通的两件式油喷射器组件时，阀12插入阀孔16内，直到阀12的油离开孔26与喷嘴20对齐。阀12的螺纹部分24与在发动机缸体底部中的螺纹孔进行螺纹啮合，该螺纹孔将具有压力的油从油道传送给阀12。

在工业上通常使用两种阀结构来控制压力驱动：球阀结构(图1A中所示)和活塞阀结构(图1B中所示)。尽管下面将进一步介绍两种结构，但是应当知道为了简化，相同元件以相同标号表示。

最好如图2所示，球阀30包括管形套筒32，该管形套筒32在一端与较大尺寸头部40连接。该套筒还包括一对油离开孔36，当球阀置于阀体10内时，该对油离开孔36与油喷射器本体的喷嘴连通。内孔38延伸穿过头部40和套筒，作为油进入球阀30的通道。在与头部40相反的端部处，内孔38逐渐变细，以便产生承座42，该承座与油进入开口44连通。

弹簧46保持在内孔38中，并将球48推靠在承座42上，以便实现阀关闭位置。帽50在头部40处布置在内孔38上，以便将弹簧46保持在套筒32内。当油压力高于预定值时，压力油经过油进入开口44，以便克服弹簧力和克服弹簧46从而推压球48，从而实现阀打开位置。具有压力的油进入内孔38，并从油离开孔36离开，如图2中箭头X和Y所示。油离开孔36与分开的本体10中的喷嘴流体连通，该喷嘴将油引向活塞。当油压力下降至低于预定值时，弹簧46将球48推靠在承座42上，以便防止油压虹吸损失，并实现阀关闭位置。

球阀结构的特殊缺点是球48不稳定，能够在内孔38中横向运动，如箭头A和B所示。不稳定的球48响应于环绕流过的高压油而开始摇摆。该摇摆会搅动油，从而引起充气，该充气将降低油的冷却和润滑效果。

如图3所示，第二油喷射器结构包括活塞阀结构。活塞阀52包括管形套筒32，该管形套筒32在一端与较大尺寸头部40连接。套筒还包括在它底端的一对油离开孔36，该油离开孔36与分开的油喷射器本体10的喷嘴连通。内孔38延伸穿过头部40和套筒32，作为油进入活塞阀52的通道。在与头部40相反的端部并低于油离开孔36的位置处，内孔38逐渐变细，以便产生承座42，该承座42与油进入开口44连通。

弹簧46保持在内孔38中，并将活塞54推靠在承座42上，以便实现阀关闭位置。帽50在头部40处布置在内孔38上，以便将弹簧46保持在套筒32内。当油压力高于预定值时，压力油经过油进入开口44，以便克服弹簧力从而推压活塞54以及露出油离开孔36，从而实现阀打开位置。压力油进入内孔38，并从油离开孔36离开，如图3中箭头X和Y所示。油离开孔36与分开的本体10中的喷嘴流体连通，该喷嘴将油引向活塞。当油压力下降至低于预定值时，弹簧46将活塞54推靠在承座42上，以便防止油压虹吸损失，并实现阀关闭位置。

活塞阀设计通常减小了搅动和充气，因为活塞头54由气缸壁引导，且在油流动通路中没有不稳定的物体。尽管活塞阀设计优于球阀设计，但是这两种设计通常都由过多数目的部件制成，这些部件制造费用昂贵，且装配困难。

发明内容

因此，在本领域中需要提供一种更容易制造和具有更少部件的流体喷射器。

在本领域中还需要提供一种制造成本效益更高且生产劳动强度更低的流体喷射器。

在本领域中还需要提供一种能减少流体在流过油喷射器的过程中产生的湍流和充气的流体喷射器。

因此，本发明的目的在于提供这样一种流体喷射器，该流体喷射器防止封入部件的摇摆，以便减少流体流的湍流和充气。

本发明的流体喷射器在功能上优于已知的活塞阀油喷射器，同时制造更容易且具有更高的成本效益。另外，通过提供成一体的阀元件保持区域(这防止阀元件的摇摆)，可以实现优于现有技术的多个优点，且可以获得多种油喷射器结构以便降低成本，例如使用任意数目的阀元件保持区域的形状、凸缘或边缘来保持阀元件。而且，借助将流体喷射器的本体铸造成单件式部件，可以大大减少附加部件和人工成本。

这些和其它目的和优点通过提供一种流体喷射器来实现，该流体喷射器用于向所需位置提供具有压力的流体，其中，阀体包括成一体的阀元件保持区域。优选的是，阀体和成一体的阀元件保持区域模铸成单件式部件。更具体地说，本发明的流体喷射器包括模铸的单件式阀体，该阀体具有：阀元件保持区域，该阀元件保持区域在阀体的至少一部分内纵向延伸；至少一个流体通道，该流体通道在阀体的至少一部分内纵向延伸，并与阀元件保持区域的至少一部分流体连通；以及至少一个流体离开孔，该流体离开孔经阀体与该至少一个流体通道流体连通。

附图说明

通过下面结合附图的详细说明，将更好地理解本发明的目的和优点，附图中：

图1是已知的油喷射器阀和油喷射器本体在装配之前的分解图。

图1A是球阀类型单向阀的已知油喷射器阀的剖视图。

图1B是活塞阀类型的已知油喷射器阀的剖视图。

图2是图1A的放大图。

图3是图1B的放大图。

图4是本发明的油喷射器阀体的透视图。

图5是本发明的油喷射器的剖视图。

图6是图5的油喷射器的透视图，其中没有帽，以便表示阀元件保持区域内的详细情况。

具体实施方式

本发明涉及一种在压力下用于向所需位置提供流体的流体喷射器。不过，下面的描述了涉及本发明的优选实施例，即在内燃机中用于向所需位置提供具有压力的油的油喷射器。应当知道，下面对优选实施例的描述并不是将本发明的范围限制为该优选实施例。

下面将参考图4-6介绍本发明的优选实施例。最好如图5所示，根据本发明优选实施例的、总体上由附图标记98表示的油喷射器采用了具有成一体的阀元件保持区域112的阀体100。弹簧偏压的阀元件115装入该阀元件保持区域112内，该弹簧偏压的阀元件115借助与阀体100连接的帽120从而保持在该阀元件保持区域内。喷嘴122与阀体100连接，以便将具有压力的油引向所需位置。

最好如图4所示，优选是阀体100为模铸的单件式部件，且最优选是由粉末金属制成，因为粉末金属成本相对较低且容易使用。阀体100具有：一体形成的阀元件保持区域112；至少一个流体通道114，该流体通道114与阀元件保持区域112流体连通；以及至少一个流体离开孔102，该流体离开孔102延伸穿过阀体100以便与该至少一个流体通道114流体连通。如图所示，阀体100优选为采用了与阀元件保持区域112流体连通的一对流体通道114以及与相应流体通道114流体连通的一对流体离开孔102。

参考图4，阀元件保持区域112在阀体100的至少一部分内纵向延伸，以便防止阀元件115在阀体100内摇摆和在阀打开位置引起流体充气和气蚀。在优选实施例中，阀元件保持区域112由一对相对壁110来确定，该对相对壁110在阀体100的至少一部分内纵向延伸，并与该阀体成一体。所述壁110向内延伸至空腔104中，以便确定阀元件保持区域112。优选是，所述壁110表面的至少一部分为半圆形形状，以便将阀元件小球大致保持在保持区域孔和它的基座之间。不过，也可以利用其它壁结构来防止阀元件115在阀体100内摇摆。

流体通道114在阀体100的至少一部分内纵向延伸，并与阀元件保持区域112的至少一部分流体连通。在优选实施例中，油通道114至少地部分由壁110确定。更具体地说，油通道114定位成围绕阀保持区域112彼此相对，并分别沿阀保持区域纵向地与该阀保持区域112流体连通。然而，应当理解在本发明的范围内，油通道也可以采用多种其它位置和结构。

流体离开孔102延伸穿过阀体100从而与油通道114流体连通。后面将更详细描述的喷嘴122将与油离开孔102连接，以便使具有压力的油转向至所需位置。阀体100还可以有安装凸耳106，该安装凸耳106具有孔108，安装螺栓(未示出)穿过该孔108从而使得油喷射器98与发动机缸体底侧连接。

参考图5，流体压力驱动的阀元件115布置在阀元件保持区域112内，并可沿该阀元件保持区域在阀打开位置和阀关闭位置之间纵向运动(图5表示了阀关闭位置)。本发明的优选实施例利用内嵌式球形单向阀，不过也可以使用其它类型的阀。优选实施例的阀元件115为小球118，不过也可以使用其它元件。小球118借助位于阀元件保持区域112内的压缩弹簧116从而偏压至阀关闭位置。

帽120具有穿过其的流体进入孔124，该帽120相对于阀元件保持区域112与阀体100同轴连接，以便将小球118和弹簧116保持在阀元件保持区域112内。应当理解，尽管在图5的剖视图中示出了帽，但是图6中除去了帽，以便表示附加详情。

工作时，油喷射器98利用穿过安装凸耳106中的安装孔108的安装螺栓从而与发动机缸体连接。喷嘴122定位成向所需位置提供油。具有压力的油通常经过油管(未示出)而供给油喷射器98，该油管沿周边130而与油喷射器阀体100连接。然后，具有压力的油通过油泵(未示出)而从储油池(未示出)吸到帽孔124。

继续参考图5和6，当油压力高于预定值时，具有压力的油克服弹簧力，并将小球118压入阀元件保持区域112内至阀打开位置。当小球118不再处于它抵靠在帽孔124底侧上的阀关闭位置时，油能够流过帽孔124、流入阀元件保持区域112，并环绕流过小球118且流入油通道114内。压力油经过油通道114和油离开孔102至喷嘴122。压力油从喷嘴122喷射至所需位置例如活塞上。

只要油压力保持高于预定值，小球118就将被压至阀打开位置。当油压力下降至低于该预定值时，弹簧116将小球118推压至阀关闭位置，并使得小球118抵靠在帽孔124的底侧，以便防止油压被虹吸而损失。

阀元件保持区域112允许小球118在它内部在阀关闭位置和阀打开位置之间纵向运动，同时防止小球118摇摆以及产生油充气和气蚀。因此，小球118不会由于油绕该小球118流过而在空腔104内摇摆。

尽管已经在附图中表示了和在前述详细说明中介绍了本发明的优选实施例，但是应当知道，本发明并不局限于所述优选实施例，而是在不脱离后面的权利要求的范围的情况下，所述本发明能够进行多种变化、改变和替换。

Claims (25)

1.一种用于向所需位置提供具有压力的流体的流体喷射器，所述流体喷射器包括：

阀体；

阀元件保持区域，该阀元件保持区域在所述阀体的至少一部分内纵向延伸；

至少一个流体通道，该流体通道在所述阀体的至少一部分内纵向延伸，并与所述阀元件保持区域的至少一部分流体连通；

至少一个流体离开孔，该流体离开孔经所述阀体与所述至少一个流体通道流体连通；以及

其中，所述阀体模铸成单件式部件。

2.根据权利要求1所述的流体喷射器，还包括：流体压力驱动的阀元件，该流体压力驱动的阀元件位于所述阀元件保持区域内，并可沿该阀元件保持区域在阀打开位置和阀关闭位置之间纵向运动。

3.根据权利要求2所述的流体喷射器，还包括：至少一个喷嘴，该喷嘴与所述至少一个流体离开孔连接，以便将具有压力的流体引向所需位置。

4.根据权利要求3所述的流体喷射器，还包括：帽，该帽具有穿过其的流体进入孔，所述帽相对于所述阀元件保持区域与所述阀体同轴地连接，以便将所述阀元件保持在其中。

5.根据权利要求4所述的流体喷射器，还包括：弹簧，该弹簧位于所述阀元件保持区域内，并朝向所述帽偏压所述阀元件。

6.根据权利要求5所述的流体喷射器，其中：所述阀元件在阀关闭位置时由弹簧偏压成抵靠所述流体进入孔，且在阀打开位置时能够响应于预定油压从而克服所述弹簧力沿所述阀元件保持区域移动。

7.根据权利要求6所述的流体喷射器，其中：所述阀元件为球。

8.根据权利要求7所述的流体喷射器，其中：所述阀体由粉末金属来模铸成。

9.根据权利要求8所述的流体喷射器，其中：所述流体为油。

10.一种用于向所需位置提供具有压力的流体的流体喷射器，所述流体喷射器包括：

阀体，该阀体中具有空腔，所述阀体包括：

至少一个与所述阀体成一体的壁，该壁在所述空腔内向内延伸，以便至少部分确定在所述阀体的至少一部分内纵向延伸的阀元件保持区域；

至少一个流体通道，该流体通道在所述阀体的至少一部分内纵向延伸，并与所述阀元件保持区域的至少一部分流体连通；

至少一个流体离开孔，该流体离开孔经所述阀体与所述至少一个流体通道流体连通；

其中，所述阀体模铸成单件式部件；

流体压力驱动的阀元件，该流体压力驱动的阀元件位于所述阀保持区域内，并可沿该阀保持区域在阀打开位置和阀关闭位置之间纵向运动，所述至少一个壁防止所述阀元件在所述阀打开位置时响应于流体流动而摇摆；

帽，该帽具有穿过其的流体进入孔，所述帽与所述阀元件保持区域同轴地与所述阀体连接，以便将所述阀元件保持在该阀元件保持区域内，所述阀元件在阀关闭位置时由弹簧偏压成抵靠所述孔；以及

至少一个喷嘴，该喷嘴与所述至少一个流体离开孔连接，以便将具有压力的流体引向所需位置。

11.根据权利要求10所述的流体喷射器，其中：所述阀元件响应于作用在所述阀元件上的预定流体压力从而沿所述阀元件保持区域被驱动至阀打开位置。

12.根据权利要求11所述的流体喷射器，其中：所述至少一个壁包括半圆形壁部分，该半圆形壁部分部分地确定所述阀元件保持区域。

13.根据权利要求12所述的流体喷射器，其中：所述阀元件为球。

14.根据权利要求13所述的流体喷射器，其中：所述流体为油。

15.根据权利要求14所述的流体喷射器，其中：所述阀体由粉末金属模铸成。

16.一种用于向所需位置提供具有压力的流体的流体喷射器，所述流体喷射器包括：

阀体，该阀体具有在其中的空腔以及孔；

与所述阀体成一体的壁，该壁在所述空腔内向内延伸，所述壁的至少一部分确定在所述阀体的至少一部分内纵向延伸的阀元件保持区域；

油通道，该油通道至少部分由所述壁确定，并在所述阀体内纵向延伸以便与所述阀元件保持区域的至少一部分流体连通；

油离开孔，该油离开孔经所述阀体与所述油通道流体连通；以及

喷嘴，该喷嘴与所述油离开孔连接，以便将具有压力的油引向所需位置。

17.根据权利要求16所述的油喷射器，还包括：油压力驱动的阀元件，该油压力驱动的阀元件位于所述阀保持区域内，并可沿该阀保持区域在阀打开位置和阀关闭位置之间纵向运动，所述壁防止所述阀元件在所述阀打开位置时响应于油流动而摇摆；

18.根据权利要求17所述的流体喷射器，还包括：弹簧，该弹簧位于所述阀元件保持区域内，并朝向所述孔偏压所述阀元件。

19.根据权利要求18所述的流体喷射器，还包括：帽，该帽具有穿过其的油进入孔，所述帽相对于所述孔与所述阀体同轴地连接，以便将所述阀元件保持在其中。

20.根据权利要求19所述的流体喷射器，其中：所述阀元件在所述阀关闭位置时由弹簧偏压成抵靠所述油进入孔，且在所述阀打开位置时能够响应于预定油压从而克服所述弹簧力在所述阀元件保持区域内移动。

21.根据权利要求20所述的流体喷射器，其中：所述阀元件为球。

22.根据权利要求21所述的流体喷射器，其中：所述阀体模铸成单件式部件。

23.根据权利要求22所述的流体喷射器，其中：所述壁包括半圆形壁部分，该半圆形壁部分部分地确定所述阀元件保持区域。

24.一种流体喷射器，用于向所需位置提供压力流体，所述流体喷射器包括：

阀体，该阀体具有在其中的空腔以及孔；

与所述阀体形成一体的第一和第二相对壁，所述相对壁在所述空腔内向内延伸，各所述壁的至少一部分确定在所述阀体的至少一部分内纵向延伸的阀元件保持区域；

第一和第二油通道，所述第一和第二油通道至少部分地由所述壁确定，并在所述阀体内纵向延伸以便与所述阀元件保持区域的至少一部分流体连通；

第一和第二油离开孔，所述第一和第二油离开孔经所述阀体与相应的第一和第二油通道流体连通；以及

第一和第二喷嘴，所述第一和第二喷嘴与所述相应的第一和第二油离开孔连接，以便将具有压力的油引向所需位置。

25.根据权利要求24所述的流体喷射器，其中：所述第一和第二壁各包括半圆形壁部分，所述半圆形壁部分部分地确定所述阀元件保持区域。

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