专利名称：燃油供应设备内的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制燃油供应设备内的燃油供应的装置，该装置包括包括空间以及通向空间的燃油入口和燃油排出口的主体部分，在操作过程中要喷射的燃油流经空间，该装置还包括可移动地设置在空间内的活塞件以及在燃油入口和燃油排出口之间提供流通的流路。
使用蓄压器的共轨存储式(common rail storage)喷射系统一般与活塞式发动机结合使用。在这种系统中，通过控制喷油阀将存储在所谓蓄压器内的燃油以喷射压力喷射到发动机的燃烧室内。
一般将流量保险器用来作为燃油喷射设备的安全器件。流量保险器通常设置在蓄压器和喷油阀门之间。在出现泄漏以及假设喷油阀门卡在打开位置的情况下，由此可能发生进入气缸的燃烧室内的非受控燃油渗漏，这时流量保险器可阻挡从蓄压器向外的流路。为了防止这一情况，专利说明书US3780716和WO95/17594公开了一种限制燃油流率的流量保险器。流量保险器一般具有圆柱形空间，该空间进一步包括活塞件，该活塞件设有在喷射过程中在燃油流向的相反方向进行负载动作的弹簧。在正常操作过程中，每次喷射所需的燃油量与活塞移动所取代的体积有关。如果喷油阀门由于一些原因持续渗漏，活塞将移动到它的另一极限位置，在此处活塞关闭燃油流。
在典型的共轨存储式系统中，在喷油嘴的针状物打开后，喷射压力几乎立刻达到高压等级。因而，当燃油喷射到燃烧室内时，从喷射的最开始阶段燃油的质量流率就非常高。在这种情况下，为了实现最佳性能，发动器的燃烧室内的压力可能上升得过快。
因而，本发明的目的是提供一种燃油供应设备内的装置，其可降低现有技术的相关缺点。具体说来，本发明的目的是通过一种装置，通过该装置可以在喷射的开始阶段限制燃油的质量流率。
下文所公开的内容基本上可满足本发明目的。
用于控制燃油供应设备内的燃油供应的装置包括包括空间以及向所述空间开放的燃油入口和燃油排出口的主体部分，在操作过程中要喷射的燃油流经该空间。此外，该装置包括可移动地设置在所述空间内的活塞件，以及用于在燃油入口和燃油排出口之间提供流通的流路。该装置包括至少一个在燃油流动方向上向活塞件的前端开放的节流部分，该部分的截面流通区域由活塞件和主体部分的相互位置确定。
根据一个实施例，节流部分包括在活塞件的纵轴线方向上的不同点配置在活塞件内的若干开口和/或在其纵轴线方向上延伸的开口。因而，活塞件包括一通路，该通路在活塞的纵向方向上从端部面向燃油入口延伸一定距离，该距离长于直径较小的活塞件部分的长度。该装置还具有配置为从该通路延伸的通道，该通道基本相对于通路方向成横向，并且向直径较小的活塞件部分的外表面开放。
根据另一实施例，节流部分包括在活塞纵轴线方向的不同点配置在主体部分内的若干开口和/或至少一个在其纵轴线方向上配置在主体部分内的长方形开口。这些开口优选以等间距配置在主体部分的外围。
主体部分包括外腔部分和内腔部分，在二者中间设置能够在开口和燃油入口之间进行燃油流通的空间。内腔部分包括圆柱形部分和配置在圆柱形部分一端的底部，并且底部设有至少一个沟槽，该沟槽延伸到圆柱形部分的内腔部分的外表面。开口优选配置在内腔部分的圆柱形部分内。
通过根据本发明的装置，可以在喷射的开始阶段限制要喷射的燃油的质量流率，并在实际喷射过程中仍然提供足够的喷射压力。此外，根据本发明的解决方案可以在出现故障的情况下切断来自喷油嘴的燃油流。
在下文中，参照所附的示意性附图通过实例描述本发明，其中
图1显示了根据本发明的装置如何应用到发动机的燃油喷射系统中；图2显示了根据本发明的装置的一个实施例；图3显示了根据图2的装置的主体内腔部分；图4显示了处于初始状态的根据图2的装置；图5显示处于另一极限状态的根据图2的装置；图6显示了处于初始状态的根据本发明的另一装置；以及图7显示了处于另一状态的根据图6的装置。
从可以保持说明书清楚的观点，在附图中采用一致的标号体系。不必在本申请中描述或公开该装置的实际应用中可能包括的所有部分，因这些部分的公开并不是了解本发明所必需的。
图1非常示意性地描述了根据本发明的装置4如何与基于共轨存储器的燃油喷射系统结合设置。这种燃油喷射系统与现有技术公知的系统相同，在本申请中描述此系统仅是因为是本发明操作所必需的。基于共轨存储器的燃油喷射系统内的主要元件是共轨存储器，即蓄压器，高压燃油在喷射到发动机前存储于此，并且喷油阀门2与该存储器处于流通状态。燃油通道系统3，3′配置为从共轨存储器1延伸至喷油阀门2，将燃油配送到各圆柱体(未示出)。在操作中，在共轨存储器内保持这样的压力，以便可以向喷油阀门2提供足够的喷射压力。各喷油阀门2包括用以独立控制喷射的控制元件(未示出)。燃油通道系统3，3′设有根据本发明的装置4，将在下文参照图2至图7描述该装置的操作。
图2描述了根据本发明的用于控制燃油供应装置内燃油供应的装置4的有利实施例。该装置包括主体部分5，其内配置有空间6。当发动机运转时，燃油流经空间6。在空间6内还有活塞件9，其设置成可克服弹簧10的力而移动。定制弹簧10的尺寸使其能够在喷射后使活塞9足够快地回复到初始位置。燃油入口7和燃油排出口8分别位于活塞件9的不同侧，并均与空间6流通。然而，在燃油入口7和燃油排出口8之间通过各种通道和空间的组合作用提供有燃油流路。
根据图2的装置的主体部分包括外腔部分5.1及内腔部分5.2。外腔部分5.1设有所述燃油入口7及排出口8。在外腔部分内部有一空间，内腔部分5.2容纳于该空间内。内腔部分固定不动地配置在外腔部分的空间内，其目的是通过其形状和配置于其中的沟槽和/或孔形成燃油流路的一部分。当需要时，通过在外腔部分5.1和内腔部分5.2内采取手段以及通过这些手段的结合作用，可以提供装置操作所必要的空间、通道等，由此在这些部分中分别进行机加工或相似操作就会相对简单，这种类型的解决方案是有利的。
图3显示了从燃油入口7方向观察的内腔部分5.2。内腔部分由圆柱形部分31和配置在圆柱形部分一端的底部32组成。在这种情况下，底部设有两个交叉沟槽33，该沟槽33在内腔部分5.2的壳体上延伸。这些沟槽形成了从入口7向前的燃油通路的一部分。底部和其附近的内腔部分5.2的壳体的直径小于其它部分。通过这种方法，在外腔部分5.1和内腔部分5.2之间形成空间34，该空间也形成了从沟槽33向前的燃油通路的一部分。圆柱形部分31设有开口35，该开口35也形成流路的一部分。在本实施例中显示了两个长方形开口，但其形状及数量通常选择为与应用场合相一致。通过这种方法，允许燃油经内腔部分5.2的沟槽33和空间34流到开口35，进一步流到从燃油流向观察时活塞件9的前端。
图2显示了喷射前的状态。此时，活塞件9处于其初始位置，位于靠近入口7的一端。因此活塞9或多或少地完全覆盖所有开口35。当喷油阀门2打开时，与排出口8相邻部分的燃油压力下降并且活塞件9开始移动。随着活塞件9进一步移动，开口35的增加部分打开，同时燃油通路的截面面积扩大。这样燃油可以流经开口35不断增加的区域到达活塞的前面，加速活塞向燃油排出口8移动。因此，基本想法是喷射开始时限制燃油压力对活塞件的影响，并由此限制喷射压力的上升。
图4显示了喷射开始时的状态。活塞件将空间6分隔成分别面向入口7和排出口部分8的部分。在这种情况下，由活塞件9与开口35一同形成的控制边缘40在燃油通路内形成节流阀，该节流阀通向空间6面向主体部分入口的部分，在该节流阀内，节流作用取决于主体部分5内的活塞件的位置。在喷射开始阶段，开口处截面面积非常小，由此它们提供的节流作用将燃油的质量流率限制到相当大的范围。当活塞件移动时，开口35的面积增加部分打开，并且流路内的节流阀面积增加，进而允许流到活塞件的前方的燃油体积增加。由于这种情况，面向入口的空间6的部分内的燃油压力上升并且活塞运动速度增加。因此在每个喷射过程中的燃油量与在空间6内的活塞移动所取代的体积相关。当活塞件移动时，与排出口相邻的喷射压力、即燃油压力同样上升。选择开口35区域，以便至少在喷射末期不会在很大程度上限制燃油流动，换句话说，压力损耗将较小。
如果因为某些原因燃油喷射速率过大，活塞件9将移动至其另一极限位置，在此处活塞件将关闭通过排出口8的燃油流。图5显示了这种情况。图5通过实例方式还显示了开口35的另一备选形状。此处节流阀由在主体部分纵轴线方向的不同点处配置在主体部分内的具有例如小孔的圆形截面的若干开口35组成。
图6显示了根据本发明的装置的另一实施例。其操作原理与图2所示的一个实施例部分相同。节流部分的开口35、而不是主体部分5设置在活塞件9内。活塞件9在其末端进一步包括面向入口7的部分9.1，其中该部分的直径小于活塞其余部分的直径。同样，空间6包括一部分，其直径与活塞件部分9.1的直径相同。活塞件9在其纵轴线方向上设有通路11，该通路11与入口7连通并从活塞件面向入口延伸一段距离。在活塞件9的部分9.1内，优选具有从通路11的方向偏离并从通路11延伸至活塞件9的部分9.1且形成开口35的横向通道11′，图6所示状态下开口35由主体部分关闭。
通道14′还配置为从通路11延伸，以便连接通路11和空间14，空间14形成在处于喷射初始状态的活塞件与主体部分之间。空间14的形成是由于直径较小的活塞件部分9.1的长度长于在主体部分5内分配给该部分的空间。
此外，通路11通过横向通道13和13′与形成于主体部分内的扩大处12连通，通过其结合作用，活塞件9能够在喷射后回复到初始位置，即当燃油向入口7移动时，燃油可沿该通路流过活塞件。由于通道13和13′设置在活塞纵轴线方向的不同点，首先关闭经一个通道13′的流通，这减小了流动的截面面积。这种情况正好在最后阶段减缓活塞件的返回动作。
在喷射的开始阶段，空间6面向排出口8的部分内的燃油压力下降，并且活塞件开始向排出口8移动。因此，空间14的体积开始增加并且其中的燃油压力也开始下降。随后，燃油可以流经通道14′和通路11进入空间14。定制通道14′的尺寸以便在一定范围内对流到空间14的燃油流进行节流，由此可以在喷射开始阶段减缓活塞件9的移动速度，同样减缓排出口8处的燃油压力上升，因而也减缓喷油阀门2处的燃油压力上升。这个阶段持续到开口35到达控制边缘40，控制边缘形成在主体部分内的直径变化处。
图7显示了当开口35部分通过控制边缘40时，由此其部分截面面积通向空间14的情况。当活塞进一步移动，开口35的更大一部分区域打开，由此在入口7处占优势的燃油压力也会逐渐在一定程度上在空间14内起作用。此时由主体部分5与开口35一同形成的控制边缘40形成节流阀35、40，节流阀在燃油流动方向上通向活塞件9的前端，节流阀的截面流动区域由活塞件9和主体部分5的相互位置确定。
流路内的节流阀产生压力，该压力加速活塞在空间14内的移动，同时随空间14内开口35的开放区域的增加而上升。因而在入口7处占优势的压力开始逐步影响更大的活塞件区域，这有助于活塞速度的增加。因而流路内节流阀影响燃油流动方向上活塞前端的燃油压力的上升，该燃油压力邻近入口且可使活塞件移动。
本发明不限于上述应用，而是在所附权利要求范围内可以想到若干其它修改。例如可以使用不同的活塞件几何结构。
权利要求
1.一种用于控制燃油供应设备内的燃油供应的装置，所述装置(4)包括包括空间(6)以及通向所述空间的燃油入口(7)和燃油排出口(8)的主体部分(5)，在操作过程中要喷射的燃油流经所述空间(6)，所述装置(4)还包括可移动地设置在所述空间内的活塞件(9)以及在所述燃油入口(7)和所述燃油排出口(8)之间提供流通的流路，其特征在于，所述装置包括至少一个在所述燃油的流动方向上从所述入口(7)开放到所述活塞件(9)前端的节流部分(35、40)，所述节流部分的截面流通区域由所述活塞件(9)和所述主体部分(5)的相互位置确定。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述节流部分(35、40)包括在所述活塞件(9)的纵轴线方向上的不同点处配置在所述活塞件(9)内的若干开口(35)和/或在其纵轴线方向上延伸的开口(35)。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述节流部分(35、40)包括在所述活塞的纵轴线方向的不同点处配置在所述主体部分(5)内的若干开口(35)和/或在其纵轴线方向配置在所述主体部分内的至少一个长方形开口(35)。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述开口以等间距配置在所述主体部分(5)的外围上。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主体部分(5)包括外腔部分(5.1)和内腔部分(5.2)，在它们中间设置有能够在所述开口(35)和所述燃油入口(7)之间进行燃油流通的空间(34)。
6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述活塞件(9)包括通路(11)，所述通路(11)在所述活塞的纵向方向上从其端部面向所述燃油入口(7)延伸一定距离，所述距离长于直径较小的所述活塞件部分(9.1)的长度。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置具有配置为从所述通路(11)延伸的通道(11’)，所述通道基本相对于所述通路(11)的方向成横向，并向所述活塞件的直径较小的部分(9.1)的外表面开放。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述内腔部分(5.2)包括圆柱形部分(31)和配置在所述圆柱形部分一端的底部(32)，并且所述底部设有至少一个沟槽(33)，所述沟槽(33)延伸到所述圆柱形部分的内腔部分(5.2)的外表面。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述开口(35)配置在所述圆柱形部分(31)内。
全文摘要
一种用于控制燃油供应设备内的燃油供应的装置，该装置(4)包括包括空间(6)以及通向所述空间的燃油入口(7)和燃油排出口(8)的主体部分(5)，在操作过程中要喷射的燃油流经该空间(6)，该装置(4)还包括可移动地设置在所述空间内的活塞件(9)以及在燃油入口(7)和燃油排出口(8)之间提供流通的流路。该装置包括至少一个在燃油的流动方向上开放到活塞件(9)前端的节流部分(35、40)，节流部分的截面流通区域由活塞件(9)和主体部分(5)的相互位置确定。
文档编号F02M55/02GK1806119SQ200480016531
公开日2006年7月19日 申请日期2004年6月11日 优先权日2003年6月17日
发明者K·莱托宁 申请人:瓦特西拉芬兰有限公司