具有包括f、a、z和e孔口的针控制系统的燃料喷射器的制造方法
【专利摘要】一种共轨燃料喷射器(10)包括针阀构件(30)，其响应于针控制室(52)中的压力运动以打开和闭合用于燃料喷射事件的喷嘴出口(45)。在喷射事件之间，针控制室(52)通过包括Z孔口(66)的第一路径(61)流体地连接至燃料入口(44)，并且通过包括F孔口(68)、中间室(54)和A孔口(67)的第二路径(62)流体地连接至燃料入口(44)。在喷射事件过程中，针控制室(52)通过包括A孔口(67)、中间室(54)、E孔口(69)和缓冲室(55)的第三路径(63)流体地连接至排放出口(46)，这可以有助于在与平坦的控制阀座(23)相关联的敏感区域中避免空蚀。通过调节F、A、Z和E孔口(68，67，66，69)的各自的尺寸可以实现不同的性能特征。
【专利说明】具有包括F、A、Z和E孔口的针控制系统的燃料喷射器
【技术领域】
[0001]本发明整体涉及用于燃料喷射器的直接控制针阀，并且更具体地，涉及一种包括各种尺寸的F、A、Z和E孔口的针控制系统。
【背景技术】
[0002]当今的电子控制的压燃发动机典型地包括具有直接操作的止回阀的电子控制的燃料喷射器。直接操作的止回阀包括暴露于针控制室中的压力的闭合液压表面。通过致动两通或三通阀以将针控制室流体地连接至低压排放出口，针控制室中的压力释放以开始喷射事件。通过对电子控制的两通或三通阀去能以重新加压针控制室，喷射事件结束。共同拥有的美国专利7331329示出具有三通阀的这种燃料喷射器的例子，而美国专利6986474示出具有两通阀的示例性燃料喷射器。一般地，三通阀型式相对于两通阀对应件能够提供更好的性能能力，但以增加复杂性和制造难度为代价，特别是批量生产具有一致性能反应的燃料喷射器。
[0003]早期的两通阀型式典型地包括经由未阻塞的Z孔口流体地连接至喷嘴供应通道的针控制室，并且两通阀允许针控制室和低压排放出口之间通过所谓的A孔口流体连通。在喷射事件过程中，喷嘴供应通道经由Z孔口、针控制室和A孔口直接流体地连接至低压排放。因此，有一个最初的动机是使A孔口和Z孔口相对小，以便减小在喷射事件过程中的损失。该动机很快导致与一般期望通过快速地升高针控制室中的压力来完成突然结束喷射事件相关的问题。小的Z孔口使针控制室中的压力在喷射事件结束时增大的速率减缓。通过增加附加孔口以利于朝着喷射事件结束在针控制室中快速再加压来解决该问题。例如，之前提及的美国专利6986474包括附加孔口 14，其有利于经由Z孔口 5以及通过附加填充或F孔口 14经过A孔口 6对其针控制室4再加压。上面提及的在共同拥有的美国专利7331329中的三通阀燃料喷射器对应件类似地包括三个孔口，其包括Z孔口 112和两个其它孔口 110和111，这两个其它孔口 110和111的性能分别最类似于用于对应的两通阀燃料喷射器的F孔口和A孔口。
[0004]由于制造与批量生产的燃料喷射器一致地执行的三通阀的复杂性和难度，越来越期望利用两通控制阀来执行在用于燃料喷射器的直接控制止回阀中的压力控制功能。遗憾的是，相对于对应的三通阀控制策略，与两通阀(甚至包括F、A和Z孔口)的利用相关的当前策略导致满意度较低的性能。例如，尽管包括F孔口能够辅助加速喷射事件结束，F孔口可能不会帮助使针阀构件打开以开始喷射事件的速率减慢，其有时也是期望的燃料喷射器属性。另外，用于批量生产的燃料喷射器的控制阀间的流通面积的变化能够导致在燃料喷射器间不能接受的性能变化。
[0005]本发明旨在上面提及的问题中的一个或多个。
【发明内容】
[0006]一方面，燃料喷射器包括喷射器主体，其限定燃料入口、至少一个喷嘴出口和排放出口，并且在其中设置有喷嘴室、针控制室、中间室和缓冲室。针控制室通过包括Z孔口的第一路径流体地连接至燃料入口，并且针控制室通过包括F孔口、中间室和A孔口的第二路径流体地连接至燃料入口。电子控制的阀附接至喷射器主体并且包括能够在与阀座接触的第一位置和与阀座脱离接触的第二位置之间运动的控制阀构件。当控制阀构件处于第二位置时，针控制室通过包括A孔口、中间室、E孔口和缓冲室的第三路径流体地连接至排放出口，但当控制阀构件处于第一位置时，针控制室与排放出口阻隔。针阀构件包括暴露于喷嘴室中的流体压力的打开液压表面和暴露于针控制室中的流体压力的闭合液压表面。
[0007]另一方面，一种操作燃料喷射器的方法包括通过使燃料从针控制室经过A孔口并且从喷嘴室经过F孔口朝向中间室运动来开始喷射事件。另外，通过使燃料从中间室朝向排放出口经过E孔口和缓冲室运动来开始喷射事件。之后，喷射事件结束。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是根据本发明的燃料喷射器的侧剖视图；
[0009]图2是图1中所示的燃料喷射器的压力控制部分的放大剖视图；
[0010]图3是根据本发明的一个方面的座盘的俯视立体图；
[0011]图4是图3的座盘的仰视立体图；
[0012]图5是根据本发明的另一方面的孔口盘的俯视立体图；
[0013]图6是用于喷射事件的一系列带状图表，分别包括有F孔口和无F孔口时致动器电流、控制阀运动、中间室压力、针控制室压力、针阀构件运动和喷射率与时间的关系；
[0014]图7是类似于图6的一组带状图表，显示分别针对相对小和相对大的A孔口的不同性能反应；以及
[0015]图8是类似于图6和7的一组带状图表，显示分别针对大和小的E孔口的不同性能反应。
【具体实施方式】
[0016]参照图1和2，燃料喷射器10包括喷射器主体，其限定燃料入口 44、至少一个喷嘴出口 45以及低压排放出口 46。燃料入口 44包括锥形座40，以利于燃料喷射器10和共轨之间经由本领域中熟知类型的套筒连接。低压排放出口 46将流体地连接至箱，以使用于控制功能和/或来自泄漏的任何燃料返回用于再循环。喷嘴出口 45将定位在压燃发动机的燃烧空间中，以利于将燃料直接喷射到发动机气缸中。燃料喷射器10包括在【背景技术】部分中简单描述的类型的直接操作的止回件13。多个流体通路和室设置在喷射器主体11内，其包括除电气和运动部件之外的所有硬件。其中有喷嘴室50、针控制室52、中间室54和缓冲室55。如本发明中使用的，术语“喷射器主体”是指燃料喷射器10的各种固定部件，其限定流体通路、室等。在图示的实施方式中，喷嘴室50经由在共轨燃料喷射器中常规的未阻塞的喷嘴供应通道49流体地连接至燃料入口 44。术语“未阻塞的”是指流体通道没有改变经过通道的流通面积或者可能甚至阻挡流体流过通道的阀或类似物。虽然本发明在共轨燃料喷射器10的情况下图示，以下讨论的围绕直接操作的止回件13的原则可以等同地应用于其它类型的燃料喷射器，包括但不限于凸轮致动的燃料喷射器，和可能的混合共轨凸轮致动的燃料喷射器。[0017]具体地参照图2，针控制室52通过包括Z孔口 66和喷嘴供应通道49的一段的第一路径61流体地连接至燃料入口 44。如本发明中使用的，术语“孔口 ”是指由具有流通面积的通道限定的流动限制。虽然为易于制造孔口通常具有圆形横截面和均一直径，非圆形横截面和非均一直径(例如，锥形)也落入本发明的范围内。因此，本领域技术人员将理解，流动限制可以在燃料喷射器中的其它位置出现，诸如在阀构件和阀座之间的间隙处，但这种流动限制在本发明的情况中不被认为是孔口。针控制室52还通过包括F孔口 68、中间室54、A孔口 67以及喷嘴室50和喷嘴供应通道49的第二路径62流体地连接至燃料入口44。
[0018]电子控制的阀20附接至喷射器主体11并且包括可在与阀座23接触的第一位置和与阀座23脱离接触的第二位置之间运动的控制阀构件22。在图示的实施方式中，电子控制阀20包括具有电枢24的螺线管，电枢24附接至杆26，杆26经由间隔件28与接触控制阀构件22的推动器27相互作用。因此，在图示的实施方式中，电力致动器25是螺线管，但可以是另外的电力致动器，诸如压电，而不背离本发明。另外，控制阀构件22被示出为可运动到与阀座23接触和与阀座23脱离接触，阀座23是平坦的座，但可以是对应的锥形座，而不背离本发明。最后，虽然燃料喷射器10仅包括一个电力致动器25，本发明可以在具有两个或更多个电力致动器的燃料喷射器中寻找潜在应用，诸如像在凸轮致动的燃料喷射器的情况中可能典型的与溢流阀相关联的第一电力致动器和与直接操作的止回件相关联的第二电力致动器。弹簧29通常将杆26、间隔件28、推动器27和控制阀构件22向下偏置成与平坦的座23接触。术语“平坦的座”是指作为平坦表面的一部分的阀座，并且因此平坦的座有点不同于与提升阀相关联的锥形座或与滑阀相关联的边缘座。
[0019]针控制室52通过包括A孔口 67、中间室54、E孔口 69、缓冲室55和沉孔64的第三路径63流体地连接至低压排放出口 46。换句话说，仅当控制阀构件22脱离与平坦的座23接触时，在针控制室52和低压排放出口 46之间出现流体连接。因此，当控制阀构件22处于控制阀构件与平坦的座23接触的其第一位置时，针控制室52与低压排放出口 46阻隔。应当注意到，E孔口 69流体地定位在中间室54和缓冲室55之间。另外，E孔口可以被取向为使得其中心线57与缓冲室55中的座盘19相交，使得第三路径偏离直线以包括在E孔口的出口和经过平坦的座23开口的沉孔64之间的至少两个转弯。模拟提示如果E孔口与中心线35简单地同轴，离开E孔口的空泡更可能在缓冲室55中塌缩，而非在平坦的座23附近。如果空泡在缓冲室55中塌缩，可能得到足够多的屏蔽壁材料以允许空蚀而不破坏或改变燃料喷射器10的性能特征。例如，如果空泡替代地在平坦的座23的敏感区域65附近塌缩，当阀闭合时，平坦的座23上的阀构件22的适当密封可以被破坏以及性能会由于阀构件22的暴露于沉孔64中的流体的区域的可能改变而改变。在当电力致动器20被供能时通过沉孔64中的流体压力将阀构件22液压地推离平坦的座23的所示类型的结构中，这可能是重要的。不过，控制阀构件22通过电力致动器20提升离开阀座23的改进的结构也将落入本发明的范围内。在图示的实施方式中，E孔口 69被示出为包括在朝向阀座23的流动方向上稍缩窄的锥形。这种从如所示的F、A和Z孔口的常规柱形的偏离可以进一步减少在座23处的可能的空蚀损害。该结构连同通过具有圆化表面的过渡空间83使E孔口69与中间室54分离一起也可以递增地改进对敏感区域65处的空蚀的抵抗。尽管工程师能够通过包括过渡空间83的体积和形状、E孔口 69的形状和取向以及缓冲室55在其与沉孔64相关中的体积的多种不同选择递增地改变空蚀反应，相信通过引导E孔口中心线与缓冲室55内的座盘19相交能够实现避免敏感区域65处的大部分空蚀。E孔口与中心线35同轴且具有与阀构件22相交的中心线的早期模拟提示在敏感区域65处的空蚀处于对燃料喷射器的期望寿命无法接受的水平。因此，如本发明中使用的，偏离直线是指E孔口中心线57除了与沉孔64的中心线同轴之外的任何取向。
[0020]虽然不是必须的，平坦的阀座23可以形成在座盘19上，其与第一盘16 —起限定缓冲室55。第一盘16限定E孔口 69和过渡空间83。不是喷射器堆叠的一部分的第二盘17与第一盘16 —起限定中间室54。第一盘16可以限定锥形座80，其接收形成在第二盘17的外表面上的球形表面81。通过作用于向上推动浮动针引导部件18与第二盘17的底侧接触的针阀偏置弹簧可以将这两个部件推在一起。针阀构件30、浮动针引导部件18和第二盘17 —起限定如图2中最佳示出的针控制室52。虽然在引导段34和引导孔39之间存在引导间隙，针阀构件30的运动实际上通过针阀构件30和末端部件14之间的引导相互作用引导。
[0021]针阀构件30定位在喷射器主体11中并且可在喷嘴出口 45与喷嘴室50阻隔的第一位置和针对喷射事件喷嘴室50流体地连接至喷嘴出口 45的第二升起位置之间运动。针阀构件30包括暴露于喷嘴室50中的流体压力的打开液压表面31和暴露于针控制室52中的流体压力的闭合液压表面32。针阀构件30的中心线35与进入针控制室52的第三路径63的开口相交。当针阀构件30处于其向上打开位置时，该结构形成所谓的液压止动，其与当阀构件处于其打开位置时阀构件实际地与止动表面接触的机械止动形成对比。在液压止动的情况中，针阀构件30将在喷射事件过程中悬停刚好与第二孔口盘17的下表面脱离接触。液压止动策略具有使得针阀构件比除了机械止动之外具有相同特征的等效对应件的响应性更好的优点。不过，本发明的教导还可能应用于在打开位置接触机械止动的针阀构件。
[0022]针控制的室52通过针阀构件30的引导段34与喷嘴室50分离，该引导段34具有在由浮动针引导部件18限定的引导孔39中的引导间隙。针阀构件30和浮动引导部件18之间的引导间隙有助于将针控制室52与喷嘴室50流体地隔离。在图示的实施方式中，针阀构件30、浮动引导部件18或第二盘17均不与压力安全套管15有任何接触，该压力安全套管15基本上是中空常规筒体，在相对端处具有减小的横截面，以便在压力安全套管15接触喷射器堆叠的其它部件的位置处具有较小密封面积。
[0023]另外参照图3-5，E孔口 69可以由在座盘19和压力安全套管15之间堆叠的第一盘16限定。座盘19可以在由凸起表面限定的多个非邻接密封面积41a-c (图3)上接触阀体21。因此，之前讨论的第三路径63包括在控制阀构件22和平坦的座23之间的流通面积，以及在通流至排放出口 41a的凸起表面密封面积41a_c之间的打开空间。本领域技术人员将认识到，每个高压通路(诸如喷嘴供应通道49)以类似于完全环绕并限定平坦的座23的一部分的密封面积41b的方式由密封面积41c完全环绕。通过利用凸起密封面积，在燃料喷射器中可能需要较小夹持压力以便防止作为喷射器主体11的一部分的喷射器堆叠的部件之间的泄漏。因此，喷射器主体包括阀体21、第一孔口盘16、第二孔口盘17和浮动针引导部件18、座盘19、以及其它组合物。座盘19还可以在其底侧上包括与第二孔口盘17的上平坦表面70接触的多个非邻接的密封面积41d-f。第二孔口盘17限定如图2中最佳示出的F孔口、A孔口和Z孔口。另外，虽然F、A、Z和E孔口由本发明的燃料喷射器10中的盘限定，本领域技术人员将理解，这不是必须的并且根据本发明的燃料喷射器可以被制成不包括任何盘。座盘19包括当燃料喷射器10被组装时应当与盘16中的定位销孔74和75对准的定位销孔72和73，使得各种通路如图2中最佳示出的彼此对准。
[0024]当电力致动器25被供能以使阀构件22运动脱离与平坦的座23接触时，针控制室52和低压排放出口 46之间的流体连接有利于喷射事件。为了使燃料喷射器性能对控制阀提升的变化不敏感，经过孔口 E的流通面积可以小于在第二或打开位置处由平坦的座23和控制阀构件22限定的流通面积。因此，可以期望在燃料喷射器的批量生产中在控制阀提升上以及因此在控制阀构件22和平坦的座23之间的流通面积上的一些变化，并且还期望随着燃料喷射器在许多喷射事件中随着时间破裂，控制阀提升可能随时间增大。通过将E孔口的尺寸设定为小于平坦的座23和控制阀构件22之间的流通面积，燃料喷射器的性能能够对控制阀提升以及控制阀提升随着时间增大的变化不敏感。不过，经过孔口 E的流通面积可以大于第三路径63中的其它流动限制，而不背离本发明。
[0025]虽然不是必须的，F、A、Z和E孔口可以均具有相同数量级的流通面积。术语“相同数量级”是指经过任何孔口的流通面积都小于经过任何其它孔口的流通面积的十倍。根据具体应用，一些实验是必要的，以便达到在燃料喷射器的操作范围上产生期望的性能结果的一组孔口流通面积。例如，在一个喷射压力下工作良好的一组孔口流通面积可以是不期望的或者甚至可能在不同的喷射压力下不被接受。例如，在高喷射压力下的最佳流通面积组可以与在低喷射压力下(诸如在怠速下)的相同燃料喷射器的操作不相容，反之亦然。因此，不同孔口的各自的流通面积可以有一些折衷，以在所有操作状况下从燃料喷射器产生可接受的性能，并且由此可以期望一些必须的实验以针对特定燃料喷射器应用找寻孔口流通面积的组合。
[0026]工业实用性
[0027]本发明一般应用于具有直接操作的止回件的任何燃料喷射器，包括但不限于共轨燃料喷射器、凸轮致动的燃料喷射器和混合器。本发明特别应用于具有利用两通阀的直接操作的止回件的燃料喷射器，但可能应用于利用三通阀的燃料喷射器。本发明具体应用于包括两通控制阀的共轨燃料喷射器。通过为不同孔口中的每个适当地选择流通面积，能够实现一些期望的性能特征，包括减慢喷射前端喷射率形状的初始启动以及有利于任何喷射事件关然结束。
[0028]在喷射事件之间，电力致动器25被去能并且控制阀构件22处于其与平坦的座23接触的向下闭合位置，以阻隔针控制室52和低压排放出口 46之间的流体连通。应当与轨压力大约相同的高压应当存在于喷嘴供应通道49、喷嘴室50、针控制室52和中间室54、缓冲室55以及F、A、Z和E孔口中。本领域技术人员将理解，燃料喷射器10远离低压空间在喷射事件之间通过可动引导构件表面与高压空间分离的位置。这样，燃料喷射器10能够期望呈现低静态泄漏。
[0029]每个喷射事件通过给电力致动器25供能以使控制阀构件22运动脱离与座23接触开始。当电枢24和杆26由于电力致动器25的供能而向上运动时，间隔件28也提升以使弹簧29与推动器27脱离联接。当这发生时，沉孔64中存在的压力作用在控制阀构件22上，使其提升脱离与平坦的座23接触。该结构允许在喷射事件结束时电枢24和杆26的一些超程，以便防止阀构件22弹离平坦的座23，这可以导致不期望的二次喷射事件。特别地，并且参照图6的前两个带状图表，电力致动器25被最初地供能以接通电流，并且接着随着控制阀构件22运动并且在其向上打开位置处变为相对静止而减少到保持电流。当这发生时，燃料开始从针控制室52运动经过A孔口 67，并且同时从喷嘴室50经过F孔口 68朝向中间室54。同时，燃料开始从中间室54朝向低压排放出口 46经过E孔口 69并通过阀构件22运动。燃料的这种运动导致如图6的第四个图表中示出的针控制室52中的压力下降，并且如56的第三个图表中所示在中间室54中下降的程度较小。当针控制室52中的压力充分下降时，提升液压表面31上的向上打开的液压力克服来自针偏置弹簧的向下闭合力和闭合液压表面32上的闭合液压力，允许针阀构件30提升至如图6的第五个图表中所示的其向上打开位置，以开始如图6的第六个图表中所示的喷射的启动(SOI)。
[0030]在喷射事件过程中，第三路径63中的快速运动燃料可以导致空泡出现，但E孔口69的取向可以促进缓冲室55内而非平坦的座23的敏感区域65中的空泡塌缩。该喷射事件通过对电力致动器25去能并且允许阀构件22在弹簧29的作用下向下运动与座23接触而结束。这阻挡燃料朝向低压排放出口 46的进一步运动，使得针控制室52和中间室54中的压力再次升高。当针控制室52中的压力超过足以克服打开液压力的阀闭合压力时，针阀构件30向下运动以闭合喷嘴出口 45 (如图6的第五个图表中所示)，以利于喷射的结束(EOI)(如图6的第六个图表中所示)。图6中的两个不同的曲线被包括以图示F孔口的两个不同尺寸的流通面积如何影响喷射结束的突然性。虚线显示当F孔口具有零流通面积或者被取消时，所有一起显示在其座处闭合的控制阀构件之间出现显著延迟(如图6的第二个图表所示)，直到针阀构件30最终为了喷射的结束到达其向下闭合位置(如图6的第五和第六个图表中所示)。另一方面，当F孔口被制成小的，像实线所示，如第一和第六个图表所示的电力致动器25的去能和喷射结束之间的延迟相对短。因此，F孔口能够有利于在喷射事件的时间顺序中(诸如主喷射事件，之后紧接的后喷射事件)以中间停延时间结束，这在如果F孔口被取消时是不可能的。
[0031]图7的图表被包括以图示对A孔口的尺寸的敏感性，实线显示小尺寸的A孔口，并且虚线显示针对经过A孔口 67的相对大流通面积的喷射器性能。如能够看到的，A孔口的尺寸主要影响在喷射事件开始时的喷射性能并且在喷射结束时的影响很小。多年来，工程师意识到一些性能改进(可以特别涉及减小不期望的排放)能够通过喷射率的较慢累积而非喷射率从零几乎瞬时至最大喷射率来实现，当A孔口大时如虚线所示。换句话说，随着经过A孔口的流通面积减小，在喷射事件开始时针控制室52中的压力下降的能力受阻，由此减慢针阀构件30的提升率并且产生如图7的第五和第六个图表中所示的前端喷射率的更平缓上升。随着经过孔口 A的流通面积变得越来越大，喷射率形状的开始变得几乎竖直。
[0032]参照图8，E孔口能够与F孔口一起工作以减慢喷射率形状的开始(如图8的第五和第六个图表所示)。相信这通过燃料经F孔口进入中间室54、阻止燃料从针控制室52经A孔口流入中间室54、由此减慢针阀构件30 (图表5)的提升率并且减慢喷射开始时喷射率的最初积累(如第六个图表中所示)出现。如果E孔口过大，通过F孔口促进的喷射开始效果可以消失。如果E孔口过小，在针控制室52中可能没有足够的压降来允许针阀构件均匀提升以在低喷射压力下执行喷射事件。图8的实线和虚线图表意于显示当E孔口如实线相对大或如虚线相对小时的不同性能效果。如期望的，E孔口的尺寸在喷射性能特征结束时的影响很小(如图8的图表揭示)。[0033]另一微小但重要的方面是以下事实:特别地在共轨燃料喷射器的情况中，喷射压力在不同的发动机操作状况下可能基本不同，并且可能难以找到在高和低的轨压力下均产生可接受的燃料喷射器性能的E孔口流通面积。本领域技术人员将理解，经过孔口的流动特征以及因此从其得到的突出的燃料喷射器性能与在孔口上的压力梯度有关，其在不同轨压力下是不同的。用于选择F、A、Z和E孔口尺寸的一个可能的起始点将初始流通面积设置为经过喷嘴出口 45的总的流通面积的一定百分比。例如，在经过喷嘴出口 45的总的流通面积的10-20%级别的初始尺寸可以是良好的起始点。接着，流通面积、各种弹簧预负载、座直径等需要被选择，使得燃料喷射器将在极高和极低的期望的轨压力下工作。接着，各种孔口的尺寸能够调整以使用例如图6、7和8的图表用于引导来实现期望的性能特征。最后，通过包括缓冲室55和可能经过孔口 E的适当布置和取向，平坦的座23的敏感区域65中的可能空化损害能够在燃料喷射器10的期望作业寿命中降低至可接受水平。通过结合适当尺寸的F、A、Z和E孔口利用两通控制阀策略，喷射器性能特征能够模仿并接近三通阀对应件，而不增加与三通阀相关的复杂性和成本。
[0034]应当理解，上述说明仅意于图示目的，并且不意于以任何方式限制本发明的范围。因此，本领域技术人员将理解本发明的其它方面能够通过研究附图、说明书和权利要求书获得。
【权利要求】
1.一种燃料喷射器(10),包括: 喷射器主体(11)，其限定燃料入口(44)、至少一个喷嘴出口(45)和排放出口(46)，并且在其中设置有喷嘴室(50)、针控制室(52)、中间室(54)和缓冲室(55)； 针控制室(52)通过包括Z孔口 (66)的第一路径(61)流体地连接至燃料入口(44)，并且针控制室(52)通过包括F孔口(68)、中间室(54)和A孔口 (67)的第二路径(62)流体地连接至燃料入口(44)； 电子控制的阀(20)，其附接至喷射器主体(11)并且包括能够在与阀座(23)接触的第一位置和与阀座(23)脱离接触的第二位置之间运动的控制阀构件(22)； 当控制阀构件(22)处于第二位置时，针控制室(52)通过包括A孔口(67)、中间室(54)、E孔口 (69)和缓冲室(55)的第三路径(63)流体地连接至排放出口(46)，但当控制阀构件(22)处于第一位置时，针控制室(52)与排放出口(46)阻隔；以及 针阀构件(30)，其具有暴露于喷嘴室(50)中的流体压力的打开液压表面(31)和暴露于针控制室(52)中的流体压力的闭合液压表面(32)。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射器(10)，其中，E孔口(69)流体地定位在中间室(54)和缓冲室 (55)之间。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射器(10)，其中，阀座是平坦的座(23);并且 第三路径(63)偏离直线以包括在E孔口(69)和经过平坦的座(23)开口的沉孔(64)之间的至少两个转弯。
4.根据权利要求1所述的燃料喷射器(10)，其中，F孔口(68)、A孔口(67)、E孔口(69)和Z孔口 (66)具有相同数量级的流通面积； F孔口(68)、A孔口(67)、Z孔口 (66)和E孔口 (69)每个由第一盘(16)和第二盘(17)中的一个限定；并且 中间室(54)由第一盘(16)和第二盘(17)限定； 第一盘(16)限定锥形座(40);并且 第二盘(17)具有与第一盘(16)的锥形座(81)接触的球形表面； 缓冲室(55)由第一盘(16)和包括阀座(23)的座盘(17)限定； E孔口(69)由在朝向阀座(23)的流动方向上缩窄的锥形限定。
5.根据权利要求1所述的燃料喷射器(10)，其中，E孔口(69)具有中心线(57)，其与缓冲室(55)中的包括阀座(23)的座盘(17)相交。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射器(10)，其中，第三路径偏离直线以包括在E孔口(69)和经过阀座(23)开口的沉孔(64)之间的至少两个转弯； 阀座是平坦的座(23);并且 针阀构件(30)的中心线(57)与第三路径的进入针控制室(52)的开口相交。
7.一种操作燃料喷射器(10)的方法，燃料喷射器(10)具有:喷射器主体(11)，其限定燃料入口(44)、至少一个喷嘴出口(45)和排放出口(46)，并且在其中设置有喷嘴室(50)、针控制室(52)、中间室(54)和缓冲室(55);针控制室(52)通过包括Z孔口 (66)的第一路径出1)流体地连接至燃料入口(44)，并且针控制室(52)通过包括F孔口 (68)、中间室(54)和A孔口 (67)的第二路径(62)流体地连接至燃料入口(44);电子控制的阀(20)，其附接至喷射器主体(11)并且包括能够在与阀座(23)接触的第一位置和与阀座(23)脱离接触的第二位置之间运动的控制阀构件(22);当控制阀构件(22)处于第二位置时，针控制室(52)通过包括A孔口(67)、中间室(54)、E孔口 (69)和缓冲室(55)的第三路径(63)流体地连接至排放出口(46)，但当控制阀构件(22)处于第一位置时，针控制室(52)与排放出口(46)阻隔；以及针阀构件(30)，其具有暴露于喷嘴室(50)中的流体压力的打开液压表面(31)和暴露于针控制室(52)中的流体压力的闭合液压表面(32);该方法包括以下步骤: 开始喷射事件； 结束喷射事件； 开始步骤包括使燃料从针控制室(52)经过A孔口(67)并且从喷嘴室(50)经过F孔口(68)朝向中间室(54)运动；并且 开始步骤还包括使燃料从中间室(54)朝向排放出口(46)经过E孔口 (69)和缓冲室(55)运动。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，结束步骤包括停止经过E孔口(69)的燃料运动；并且 结束步骤包括经由第一路径(61)和第二路径(62)连通从燃料入口(44)至针控制室(52)的压力。
9.根据权利要求8所述的方法，包括从E孔口(69)朝向缓冲室(55)中的座盘(19)引导空泡的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，停止步骤包括使控制阀构件(22)运动至与平坦的座(23)接触的第一位置； 在喷射事件过程中液压地停止处于打开位置的针阀构件(30)； 开始喷射事件的步骤包括液压地推动控制阀构件(22)脱离与平坦的座(23)接触；以 及 结束喷射事件的步骤包括使燃料经过A孔口 (67)和Z孔口 (66)流入针控制室(52)。
【文档编号】F02M51/06GK103975160SQ201280060842
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年11月6日 优先权日:2011年11月7日
【发明者】S·马伍德, 李振宇, M·C·赫尔, G·W·赫菲尔, L·A·威廉姆斯 申请人:卡特彼勒公司