用于喷射器控制阀的防空蚀节流器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柴油发动机燃料喷射器，其中电磁阀控制腔室中的压力作用于针喷射阀上。
【背景技术】
[0002]在这些类型的喷射器中，控制阀充当控制室中的常闭阀，以从低压区分离针控制室中的燃料和高压下相关流道。螺线管衔铁或轴杆上的弹簧或类似组件使有形状的销或类似组件推顶着相应形状的控制室支座。喷射活动始于螺线管通电，其将控制阀抬离支座，从而使针控制室中的高压燃料与通向低压区或油箱的流道联通，并且以已知的方式抬起喷射器指针离开喷射器体的底部的支座。抬起的针使位于体尖端的喷射孔暴露于高压燃料，并开始喷射活动。
[0003]如果控制阀中出现变化，例如阀冲程改变或支座泄漏，则向发动机进行的燃料递送将发生变化。燃料递送的变化导致发动机功率和排气的变化。这种不期望的影响可使发动机由过量燃料而变得过载，不符合排放法规。在喷射器的使用寿命期间，所有喷射器控制阀支座都表现出一定程度的磨损。当控制阀顶着控制阀支座关闭时，控制阀支座暴露于高速流体和高接触应力下。
[0004]为了在与共轨式燃料系统关联的非常高的喷射压力下进行操作，必须通过足够高的弹簧负载将喷射器控制阀的销推入其支座中，以确保其密封。这样的弹簧负载使控制阀加速进入支座中。当阀于支座上关闭时，所引起的接触应力可能非常高。更高的喷射器支座应力产生加速的磨损，导致支座泄漏增加，这最终需要更换整个喷射器。
[0005]高喷射器压力还将提高对阀座和在控制支座的喷射器上游的其他流道中的空蚀损坏的风险。当控制阀打开时，上游流体压力快速降低，导致气泡产生。控制阀关闭后紧接着重新增压时，这些气泡溃灭。溃灭的气泡将燃料流聚集于喷射器的金属表面上，其带有足以在该金属表面内爆而导致损坏的能量。
[0006]本发明克服了高燃料喷射压力下的空蚀问题。
【发明内容】
[0007]改进包括提供控制阀座下游的限制部，从而足以防止当所述控制阀打开时所述控制阀座上游发生的空蚀。
[0008]这样的工具阻止在所述控制阀打开时燃料流以关闭的方向通过所述控制阀座流向所述引流道，从而维持所述控制阀支座上游的更高的压力。这防止当所述控制阀打开时形成蒸汽泡，从而使得当所述控制阀关闭时没有气泡可基于重增压溃灭并引起损坏。
[0009]可调整环状流领部等以达到当所述控制阀打开时足够的节流，从而避免上游蒸汽泡形成，但是节流程度不多到使喷射端的时间间隔过于减缓。
[0010]在所述控制阀座的所述控制阀销下游的延伸部或鼻部上设置领部是一种为了在所述控制阀的使用寿命期间实现可预测的并且恒定的节流效果的技术。这将流体引导并节制通过所述领部与所述周围的流道壁之间的环状的流道。这样的技术是被动式的，意思是除了所述控制阀的正常的往复运动之外不存在移动的部件。
[0011]虽然提供所述控制阀下游的压力调节体积以减缓所述控制阀关闭速率也可帮助降低所述控制阀座上游的空蚀，并且提供节流器以在所述控制阀打开时维持所述控制阀座上游的回压也可帮助减缓所述阀的关闭速率，但是通过组合使用这两项技术能够得到最优性能。
[0012]然而在所有的燃料压力操作条件下调节所述控制阀座下游的压力以减缓所述阀的关闭速率都是有益的，在低燃料系统压力下空蚀不是问题，因此可针对在高燃料系统压力下的操作来对通过所述控制阀座的流进行节流。
[0013]通过使所述节流器的设计主要针对于对减缓阀关闭具有二次影响的空蚀控制，并且可选地包括主要针对于对空蚀控制具有二次影响的减缓阀关闭，在所述控制阀的鼻部上添加节流特征促进了优化。
【附图说明】
[0014]图1是体现本发明一个方面的燃料喷射器的示意图；
[0015]图2是图1的局部细节视图；
[0016]图3是用于实施本发明的可选环境的示意图；
[0017]图4所示为类似于图1的另一种环境，其中压力调节阀从控制阀的轴偏离；
[0018]图5所示为图4的实施例的变型；
[0019]图6所示为其中仅由具有孔的偏置的板阀提供压力调节的结构；
[0020]图7所示为另一种实施例，其中由控制阀销的延伸的鼻部上的轮廓提供压力调节和/或节流，而没有板阀；
[0021]图8所示为图4的实施例的变型，其中压力调节阀是球阀；
[0022]图9A和9B所示为根据现有技术基础设计中的四种燃料系统的原理图和根据本发明方面的三个实施例；
[0023]图10所示为根据图9A和9B的原理图的燃料系统中的多个位置处的燃料压力表格；
[0024]图11所示为对于2000巴的共轨压力的节流面积与横跨控制阀座之间的压降关系曲线图。
【具体实施方式】
[0025]图1和2示出了具有针阀102的喷射器100的一个实施例，在喷射活动期间的关闭条件下，针阀102带有尖端104啮合喷射器体中的支座106。在该关闭条件下，针控制室108被供应有来自高压供给栗(未示出)的高压燃料110，并且类似地，将相同的高压燃料110供应至针上的中间位置处的环状表面128。由于面积差，控制室108处的喷射针上的流体压力显著高于针的上末端处的流体压力。由于该净向下的流体力被室108中的弹簧112抵消，所以维持该针顶着支座106。
[0026]流道114a、b使高压针控制室108与控制阀室116连接。控制阀118具有柄状销，所述柄状销具有一般的锥形密封区域，当该锥形密封区域坐落于124处时，将存在于108、114和116中的高压从低压油箱隔开，例如经栗入口或回油管122来隔开。优选地，可在支座124和回油管122之间设置低压室120。
[0027]可在高压管线110中设置限流器或孔“Z”，通向针控制室108，并且从针控制室108通向流道114a、b之间的“A”，至控制阀室116。
[0028]电磁致动的衔铁126选择性地将控制阀118抬离支座124，从而使室108经流道114、116和120暴露于低压油箱122。室108中的降低的压力使得针102的下表面128处持续存在的高压能够克服弹簧112，从而将鼻部104从支座106抬起，并在针的下部周围喷射高压燃料。
[0029]将在具有用于减缓控制阀的关闭速率的压力调节阀的多个组合的环境中描述本发明，但是应理解，可通过控制阀座下游的多种流限制部来获得抑制或消除空蚀的有益效果。例如，只要它们在控制阀打开期间充分升高控制阀座上游的回压，单独或组合的孔、压力调节阀或节流领部就可落在本发明的范围内。
[0030]根据图1和2，在控制室116的支座124的下游设置了流阻力或限制工具130，以控制支座124紧下游的压力调节体积132中的时间依赖的压力。该限制部产生了足以减缓控制阀118对着支座124的啮合的回压，同时保持该回压足够低而不至于过度抗拒使控制阀118重新坐落于支座124上的推动。难以实现这个目的，因为需要适应共轨中的高压燃料的范围(并且因此需要适应室116与室132之间的压差)以及喷射频率的范围(S卩，每单位时间的喷射活动)。压力调节的体积132优选具有与支座124处的控制室116的出口的横截面积相似的横截面积，并且将压力调节的体积132紧接着设置于低压室120的上游(考虑到从室116朝向返回管线或排流管线122的流动方向)。
[0031 ] 在目标操作环境中，针控制室108、流道114a、b和控制室116中的燃料压力可处于2000-3000巴的高范围内和处于低至200-300巴的低范围内，稳定状态的压力通常至少为1200巴。通过使用本发明，在