燃料喷射器过滤器的制作方法

本发明涉及给内燃机的燃烧空间输送燃料(比如柴油)的燃料喷射器，更具体地涉及用于穿过燃料喷射器的喷嘴控制阀的二次燃料流的过滤器。

背景技术：

在现有技术的电控共轨燃料喷射系统中，由燃料的硬颗粒污染所引起的喷嘴控制阀阀座的磨损是已知的问题。这种磨损可能导致控制阀阀座的泄漏，由此降低喷射器的效率。

尺寸小于喷嘴控制阀的升程的燃料污染颗粒只要阀座打开就能被冲走。但是，尺寸与控制阀升程相近的颗粒可能滞留在控制阀阀座的入口处，并且在最终侵蚀穿过控制阀阀座的路径之前很多次致动中长期停留。所以，尺寸与控制阀升程相近的污染颗粒(典型地是10至20微米)最容易引起控制阀阀座的损坏，进而导致阀座泄漏和喷射器的低效。

在目前的单元喷射器中，通过保证一次燃料流(即进入燃料喷射器的总燃料流)的充分过滤，控制阀阀座的磨损问题已经被维持在可容忍的极限内。

用于共轨喷射器的控制阀被持续加压，已经证实，在现有技术的实施方式中在阀座上应用硬涂层是必要的，由此提高对燃料污染的容忍。

但是，共轨喷射器在不断增加的高压下使用且变得更加紧凑和高效。该新一代的共轨喷射器在泵容量上具有更小的允许阀座泄漏的空隙。另外，下一代共轨喷射器所使用的燃料的品质不能在全球市场范围内得到保证。

过滤器(该过滤器当前被定位在通往共轨喷射器的主燃料入口上，由此过滤进入喷射器的燃料的一次流)包括相对大的缝隙式或网式过滤器。这种过滤器的网孔尺寸或间隙太大而不能有效地过滤极可能导致控制阀阀座损坏的较小颗粒(即尺寸与控制阀升程相近的颗粒)。缩小这种过滤器的网孔尺寸或间隙是不可能的，因为这样会导致在过滤器两侧的过大压降，或者这样会需要非常大的过滤器以维持压降在可接受水平内。

技术实现要素：

本发明的目标是至少消除以上问题。

因而，在第一方面，本发明提供一种用于在内燃机中输送燃料的燃料喷射器，该燃料喷射器包括壳体、入口孔、通往具有已知升程值的喷嘴控制阀的控制流动孔、针式活塞以及设有至少一个喷嘴出口的喷嘴腔；

其中，一次燃料流穿过所述入口孔进入所述进入喷射器，所述一次燃料流中的一部分形成穿过所述控制流动孔进入所述喷嘴控制阀的二次燃料流，并且所述喷嘴控制阀控制所述针式活塞的移动，由此控制穿过所述至少一个喷嘴出口离开所述喷嘴腔的燃料的流动；

其特征在于，过滤器被定位成使得仅所述二次燃料流通过所述过滤器，该过滤器包括至少一个过滤口，其中，所述至少一个过滤口的至少一个尺寸小于所述喷嘴控制阀的所述已知升程值。

因为过滤口的至少一个尺寸小于喷嘴控制阀的升程值，所以一次燃料流中的进入喷射器的任何污染颗粒——具有与控制阀的升程相近的尺寸——都不会穿过过滤器进入二次燃料流或控制燃料流，并且因而这些颗粒不会引起喷嘴控制阀阀座的磨损或其他损坏。

因而，本发明通过防止尺寸与控制阀升程相近的污染颗粒到达喷嘴控制阀阀座降低了控制阀阀座泄漏的风险。

另外，通过仅过滤燃料喷射器系统的控制流，本发明允许使用比现有技术的实施方式显著更小和更精细的过滤器，这因为被过滤的燃料的体积相比对被喷入气缸的一次燃料流的过滤而言显著减小。

通过本发明也可能实现过滤器的更小尺寸，这是因为在不影响喷射和/或燃烧的效率的前提下能接受在过滤器两侧的更大压降。

优选地，所述过滤器被定位在所述入口孔和所述喷嘴腔之间的主燃料流动路径内，使得所述一次燃料流被引导经过所述过滤器的上游表面，由此保证过大而不能穿过过滤器且已被收集在过滤器的上游表面上的任何污染颗粒被一次燃料流中所产生的旋流冲走，随后穿过明显大于污染颗粒的喷嘴出口被排出喷射器。

所述至少一个过滤口的所述至少一个尺寸可以在所述喷嘴控制阀的所述已知升程值的一半到四分之一之间。

本发明的所述过滤器可以包括多个孔或其他穿孔。在该实施方式中，小于所述喷嘴控制阀的所述已知升程值的所述过滤口的所述至少一个尺寸是所述孔或其他穿孔的最大直径。

替代地，所述至少一个过滤口可以包括多个槽。在该实施方式中，小于所述喷嘴控制阀的已知升程值的所述过滤口的所述至少一个尺寸是所述槽的宽度。

所述过滤器可以包括管，并且所述多个孔或者所述多个槽被设置在所述管的表面上。过滤器可以被便利地安装在所述燃料喷射器的所述壳体的一部分中。

所述过滤口能够替代地被机加工在其他替代零件的表面中，或者被机加工在已有喷射器零件或部件的表面中。

所述过滤器可以替代地由两个零件之间的小间隙形成，即类似于缝隙式过滤器。在该实施方式中，小于所述喷嘴控制阀的所述已知升程值的所述过滤口的所述至少一个尺寸是这两个零件之间的所述间隙。

在另一个替代实施方式中，所述过滤器可以由包括多个网孔的网式过滤器形成。在该实施方式中，小于所述喷嘴控制阀的所述已知升程值的所述过滤口的所述至少一个尺寸是每个网孔的最小尺寸。

附图说明

图1是根据本发明的喷射器的纵向剖视图；

图2是沿不同于图1的纵轴线截取的图1的喷射器的局部细节剖视图；

图3是根据本发明的喷射器的局部示意剖视图；

图4是根据本发明的过滤器的一个实施方式的等距视图；

图5是图4的过滤器的纵向剖视图；

图6是图4的过滤器的中段的等距视图；

图7是图6的中段的局部细节正视图；以及

图8是装配有图4的过滤器的喷射器的局部剖视图。

具体实施方式

参见附图，本发明包括适合于给内燃机的发动机气缸或其他燃烧空间输送燃料的燃料喷射器2。燃料喷射器2包括喷射器壳体和喷射器入口孔12(在图2和图3中示出)，主燃料流或一次燃料流穿过该入口孔沿方向A(图3)进入喷射器2。喷嘴腔56供应有来自主燃料流的燃料。

燃料喷射器2还包括具有阀座(图中未示出)的喷嘴控制阀(大致位于区域52内)，喷嘴控制阀具有已知的升程值。一次燃料流的一部分(典型地10％)形成沿朝着控制阀的方向B(在图3中示出)被引导穿过控制流动孔14的二次燃料流或控制燃料流。

阀控制腔内的燃料压力控制针式活塞58的运动，由此控制来自喷嘴腔56的燃料穿过喷嘴出口(图中未示出)的流动。

喷射器2还包括过滤器16，在图中所示且在图4至图8中最清晰展示的实施方式中，该过滤器包括具有圆形截面细长管的中段26、封闭端盖22和底段24。中段26和底段24设有直通的膛孔。中段26设有多个过滤口，在所示实施方式中所述过滤口包括细长槽20。槽20具有宽度尺寸W和长度尺寸L(都在图7中示出)，宽度尺寸W小于喷嘴控制阀的升程的已知值。

在图中所示的实施方式中，过滤器16的底部24安装在一段活塞引导件30中位于控制流动孔14附近，从而流过过滤器16的燃料随后穿过控制流动孔14流到喷嘴控制阀。

具有大于槽的宽度W的直径的接近球形的燃料污染颗粒不能通过过滤器16。具有不规则形状的污染颗粒(其中颗粒的最小尺寸大于槽20的长度L)也将被阻止通过过滤器16。

过滤口的尺寸小于最小燃料污染颗粒不是必要的。因为过滤口的尺寸之一小于喷嘴控制阀升程值，所以只要能通过过滤器16和喷嘴控制阀的污染颗粒就小于喷嘴控制阀的升程。由此，由尺寸与喷嘴控制阀的升程相近的污染颗粒所引起的对喷嘴控制阀阀座的损害被避免。

过滤器16被定位在主燃料路径中，即在入口孔12和喷嘴腔56之间流动的燃料的一次供应路径中。在主燃料流中的过大而不能通过过滤器16的任何污染颗粒被一次燃料流的旋流从过滤器16的上游表面(即形成过滤器16的中段26的管的外表面)上冲走。因此，这种尺寸的颗粒由流入喷嘴腔56的燃料所携带，然后被冲出喷嘴出口。

过滤器16的直径以及槽20的长度、宽度和数量可以变化。在一个具体实施方式中，中段26具有1.5mm的直径，且设有2000个槽20，每个槽具有5微米的宽度和200微米的长度。因而，槽20的宽度小于喷嘴控制阀的升程的典型值，例如10至20微米。

在本发明的具体实施例中，每个过滤口的一个尺寸在控制阀升程的大小的一半至四分之一之间。

在一个具体实施方式中，过滤器16设有16个5微米宽乘以6微米长的槽。这种过滤器具有四倍的控制阀座流动面积，并在过滤器两侧产生产生大约1/16的压降。

在其他替代实施方式中，过滤器16能够由两个零件之间的小间隙形成，从而在零件之间形成单个过滤口。在该实施方式中，小于喷嘴控制阀的已知升程的过滤口的尺寸包括两个零件之间的间隙。

替代地，过滤口能够被形成为精细孔或其他穿孔，如图中所展示的那样，所述孔或穿孔被机加工在过滤器16的表面中，或者被机加工在被定位在活塞引导件30上的其他独立零件中。在该实施方式中，尺寸小于控制阀的已知升程的所述至少一个尺寸是所述孔或其他穿孔的最大直径。直径大于所述孔或其他穿孔的最大直径的近似球形颗粒不能通过过滤器16。另外，不规则形状的任何燃料污染颗粒(其中颗粒的最大尺寸大于孔或穿孔的最大直径)也被阻止通过过滤器16。

替代地，过滤口能够被形成为槽或孔，所述槽或孔被机加工在喷射器2的任何已有零件的表面中。在该实施方式中，尺寸小于控制阀的已知升程的所述至少一个尺寸包括槽的宽度或者孔的直径。

本发明的过滤器16可以用在喷射器2中，其中控制阀包括双通控制阀或者三通控制阀，其中由于控制燃料的有效使用，流动需求被最小化。

附图标记

2：喷射器

12：喷射器入口孔

14：控制流动孔

16：过滤器

20：槽

22：过滤器端盖

24：过滤器底段

26：过滤器中段

30：活塞引导件

50：控制腔

52：喷嘴控制阀(区域)

56：喷嘴腔

58：针式活塞

A：流入喷射器的方向

B：流入控制阀的方向

L：槽的长度

W：槽的宽度