具有改进的阀控制装置的燃料喷射器的制造方法
【专利摘要】一种用于压缩点火式内燃发动机的燃料喷射器（1），其包括燃料喷射阀，燃料喷射阀具有喷射阀构件（5），在使用中，喷射阀构件（5）在喷射阀构件控制室（25）中作用在其上的燃料压力的影响下能在关闭位置和打开位置间运动。燃料喷射器（1）还包括高压燃料供应通道（17）和致动器，高压燃料供应通道（17）通向喷射阀构件控制室（25），致动器可操作以打开和关闭连接在喷射阀构件控制室（25）和通向低压容器或排道的燃料出口通道（59）间的排出阀（61）。截止阀设置在高压燃料供应通道中，该截止阀具有截止阀构件（29），在使用中，截止阀构件（29）在截止阀构件控制室（51）中作用在其上的燃料压力的影响下能在关闭位置和打开位置间运动。
【专利说明】具有改进的阀控制装置的燃料喷射器
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有改进的阀控制装置的燃料喷射器，该阀控制装置用于将燃料喷射器的阀针定位在发生燃料喷射的位置以及防止燃料喷射的位置。具体地，本发明涉及一种阀控制装置，其采用截止阀以控制高压燃料在高压燃料供应部以及喷射阀针控制室之间的流动，以便消除从喷射器的静态泄漏，降低动态泄漏，并且改善喷射器性能，尤其是喷射器的健壮耐用性以及阀针的打开和关闭速度。
【背景技术】
[0002]已知通过采用由致动器操作的排出阀来控制阀针控制室中的燃料压力从而在燃料喷射器中控制阀针的运动，以便开始和停止燃料喷射。EP1163440中描述了此类阀控制装置。在所描述的装置中，设置在阀针远离阀座的远端处的推力面可能会经受由针控制室中的加压燃料作用于其上而导致的力，设置在阀针的远端和近端之间的中间推力面可能会经受由于喷嘴主体中的相关联环形室内的加压燃料所导致的力。
[0003]来自高压燃料供应源的燃料可通过入口通道中的入口孔口(INO)流入阀针控制室中。当螺线管致动器打开排出阀时，燃料可通过溢出孔口(SPO)从阀针控制室流出到低压容器或排道(drain)。燃料从高压燃料供应源流入喷嘴主体中的环形室并且从该室通过喷射口流出，该喷射口随着阀针被升高或降低而相应被打开和关闭。
[0004]在操作中，为了升高阀针并因而打开喷射口，在螺线管致动器的直接控制下打开排出阀。然后，阀针控制室中的燃料能够经由SPO流出并流到低压排道。因为INO位于通向阀针控制室的高压燃料供应管路中，所以阀针控制室中的燃料压力被减少，因此施加到阀针的向下力(其作为燃料作用在远端推力面上的结果)也被减小。高压燃料仍然作用在阀针的中间推力面上，所得到的施加到阀针推力面的向上力大于施加到阀针的向下力，因此，阀针开始向上运动。当喷射口打开时，喷嘴主体中的室内的燃料流出并流到发动机汽缸(其处于相对的低压)中，因此，喷嘴主体中的环形室内的燃料压力减小。随着喷嘴主体中的环形室内的燃料压力减小，作用在阀针上的向上力减小。然而，此时，作用在推力面上的向上力仍然大于施加到阀针上的向下力，因此，阀针保持在升高的位置并且燃料继续通过喷射口喷射。
[0005]为了使阀针下降，关闭喷射口并因而停止燃料喷射，使排出阀运动到关闭位置。这通过停止向螺线管供应电流并且在作用于排出阀构件的螺旋压缩弹簧的直接作用下实现。这关闭了从阀针控制室至低压排道的出口，因此，由于高压燃料仍然经由INO被供应到针控制室，所以针控制室中的燃料压力升高。施加到阀的向下力变得大于向上力，从而使阀针向下运动。
[0006]该现有技术的阀控制装置采用了液压平衡的排出阀。因为小型螺线管致动器被用于控制排出阀的运动，而这种致动器不能够产生足够的力来抵抗阀针控制室中的燃料作用于阀上的高压力从而关闭非平衡阀，所以有必要使用液压平衡的排出阀。希望使用小型的螺线管致动器，因为这使得该致动器能够被放置在喷射器的主体中。此外，与使用小型致动器相关联的还包括成本的降低。
[0007]液压平衡阀的缺点在于它们遭受静态泄漏。静态泄漏是跨排出阀两端从高压侧(即阀针控制室)到低压排道的泄漏，并且由于排出阀所经受的燃料高压和高温而恶化。这种静态泄漏要求更高的泵容量，并且由于加压燃料逸出至低压排道而导致能量浪费。
[0008]如上所述，不可能使用非平衡阀，这是因为驱动该阀所需的力仅能由较大的螺线管致动器供应，而该较大的螺线管致动器无法装配在喷射器主体中，或者驱动该阀所需的力可由不同类型的致动器供应，例如价格可能高得惊人的压电致动器。
[0009]而且，现有技术的控制装置在阀针升高时会遭受动态燃料泄漏。当排出阀打开时，该动态泄漏经由活塞控制室发生在高压燃料入口和低压容器或排道之间。由于前面关于静态泄漏所述的相同原因，所以动态泄漏也是不利的。
[0010]入口孔口和溢出孔口存在于现有技术的阀控制装置中，以使得能够得到阀针的最大关闭速度(即，排出阀关闭与阀针控制室中的燃料压力达到施加于阀针的向下力大于向上施加的力的水平之间的最短延迟)，并且使得能够得到阀针的最大打开速度(即，排出阀打开与阀针控制室中的燃料压力减小到施加于阀针的向上力大于施加于针的向下力的水平之间的最短延迟)。
[0011]为了得到阀针的最大关闭速度，有必要尽可能快地填充阀针控制室。理想的情况是具有不受限制的燃料入口(即，没有入口孔口)以及被严重限制的燃料出口(即，小的溢出孔口)。然而，还期望的是得到阀针的高打开速度，而这要求阀针控制室尽可能快地通过出口通道排空。在这种情况下，希望具有不受限制的燃料出口(即，没有溢出孔口)以及被严重限制的燃料入口(即，小的入口孔口)。
[0012]因此，在阀针的快速打开和快速关闭的要求之间存在矛盾。所以，寻求一种折衷，从而使入口孔口和出口匹配，以产生可获得的最优操作特性。
[0013]因此，由于遭受不期望程度的静态和动态泄漏以及在排出阀致动和阀针运动之间具有相对长的延迟时间，所以现有技术的控制装置受到限制。
[0014]因此，需要一种阀控制装置，其使得阀针运动时间减少并且能够采用小型、低成本的不受静态泄漏问题影响的致动器。
【发明内容】
[0015]因此，本发明提供了一种用于压缩点火式内燃发动机的燃料喷射器，其包括燃料喷射阀、高压燃料供应通道和致动器，燃料喷射阀具有喷射阀构件，在使用中，喷射阀构件在喷射阀构件控制室中的作用在其上的燃料压力的影响下能够在关闭位置和打开位置之间运动，高压燃料供应通道通向喷射阀构件控制室，致动器可操作以打开和关闭连接在喷射阀构件控制室和燃料出口通道之间的排出阀，燃料出口通道通向低压容器或排道，燃料喷射器的特征在于:截止阀被设置在高压燃料供应通道中，截止阀具有截止阀构件，在使用中，截止阀构件在截止阀构件控制室中的作用在其上的燃料压力的影响下能够在关闭位置和打开位置之间运动，其中，截止阀构件控制室能够经由排出阀连接到低压容器或排道，并且其中，燃料传送通道被设置在喷射阀构件控制室和低压容器或排道之间。
[0016]在使用中，截止阀的操作实际上改变了燃料可被供应到喷射阀针控制室的速率和燃料可从喷射阀针控制室排出的速率之间的比率。这使得能够更加容易地优化喷射器的液压命令，从而使得能够提升喷射器的性能。不同于现有技术的控制装置，其不需要其他的特征，例如NPO或者差动部分。差动部分可以是活塞的形式，具有比阀针更大的直径。这样，控制室内的加压燃料作用在比喷嘴主体内的加压燃料所作用的更大的面积上，使得起作用以关闭针阀的净力增大。NPO是一种孔口，其在喷射期间降低喷嘴主体内的压力。该压降导致了阀针的向下面向的推力面比向上面向的推力面(即，那些处于阀针顶部的推力面)暴露于处于更低压力的燃料。同样地，这增大了起作用以关闭针阀的净力。在本发明中，不需要ΝΡ0、差动部分等，这是因为进入控制室的流速很高，所以这提供了所需的净关闭力。本发明还使得降低了动态泄漏。这是有利的，因为加压燃料的损耗越小意味着燃料喷射系统使用的能量越少。而且，由于穿过燃料出口通道的燃料的压力降低，所以排出阀可以是非平衡的，从而消除了静态泄漏，并且仍可由致动器操作，该致动器是与前面用于平衡的排出阀的致动器相当的。
[0017]优选地，截止阀包括截止阀主体，在截止阀主体中，具有活塞形式的截止阀构件能够在活塞室中可滑动地运动，阀主体在第一端被流体连接到截止阀构件控制室，并且在第二端以及在位于两端之间的中间燃料室处被流体连接到高压燃料传送通道，阀主体在中间位置和第二端之间设置有阀座，活塞设置有互补的阀面，当截止阀关闭时，阀面能够与阀座接合以在高压燃料传送通道中形成不漏流体的封闭。
[0018]优选地,活塞在其邻近于阀主体第一端的第一端处具有第一推力面、在其邻近于阀主体第二端的第二端处具有第二推力面、在其两端之间邻近于活塞第一端之处具有第一中间推力面并且在其两端之间邻近于活塞第二端之处具有第二中间推力面，其中第一推力面与截止阀构件控制主体流体连通，第二推力面与喷射阀构件控制室流体连通，并且其中，第一中间推力面和第二中间推力面都与中间燃料室流体连通。
[0019]优选地，其中，截止阀构件是非平衡的。采用诸如活塞之类的非平衡截止阀构件是有利的，因为这可用于降低截止阀构件在排出阀关闭时向下运动的延迟，并因而提高喷射阀构件(例如阀针)的关闭速度。截止阀构件是非平衡的，这是因为截止阀构件的暴露于来自加压燃料使得截止阀构件沿第一方向(例如向下)运动的力的截面面积与截止阀构件的暴露于来自加压燃料使得截止阀构件沿第二方向(与第一方向相反，例如向上)运动的力的截面面积之间存在差异。在本发明的优选实施例中，截止阀构件经受加压燃料使其沿向下方向的力的截面面积更大。
[0020]替代性地，截止阀构件可以是平衡的。如果截止阀构件是平衡的，也就是说在两个方向上经受来自燃料压力的作用力的截面面积是相等的，那么通过优化液压系统以获得优选的流入控制室以及从控制室流出的流速从而能够增大截止阀构件向下运动的延迟并且增大喷射阀的关闭速度。
[0021]优选地，弹性元件将截止阀构件偏置到一位置中，在该位置中，截止阀是打开的。
[0022]优选地，限制件被设置在燃料传送通道中。这是有利的，因为其允许喷射阀构件的运动速度得到优化。在燃料喷射阀的打开阶段期间，当喷射阀构件(通常为阀针)向上运动时，有必要采取措施来控制喷射阀构件的运动速度。在现有技术中，这是通过使用燃料入口通道中的限制件来实现的。在本发明中，燃料入口通道中没有限制件。相反，利用喷射阀构件控制室中的压缩效应来控制喷射阀构件的运动速度。当排出阀打开时，喷射阀构件控制室中的压力降低，从而喷射阀构件开始向上运动。通过燃料传送通道中的限制件(通常为孔口)来控制喷射阀构件控制室中的压力下降，该燃料传送通道将喷射阀构件控制室连至低压容器或排道。由于喷射阀构件向上运动，喷射阀构件控制室的容积减小，而这倾向于增大其内的压力。在打开阶段期间，传送通道中的限制件的作用以及喷射阀构件控制室容积的减小限定了喷射阀构件控制室中的均衡压力，这控制了喷射阀构件的打开速度。
[0023]优选地，燃料喷射器还包括受限燃料供应通道，受限燃料供应通道连接在高压燃料供应通道和截止阀构件控制室之间。设置该受限燃料供应通道以有助于对液压系统的优化，这是有利的。
[0024]在本发明的第二替代性实施例中，燃料喷射器可包括连接在高压燃料供应通道和截止阀构件控制室之间的受限燃料供应通道，以及直接连接在高压燃料供应通道和喷射阀构件控制室之间的受限燃料供应通道。该第二实施例的优点在于通向喷射阀构件控制室的受限燃料供应通道中的入口孔口通过提供额外的自由度而有助于对系统液压命令的优化，从而实现改进的受控流动。
[0025]提供受限燃料供应通道有助于当排出阀关闭时加快对喷射阀构件控制室的填充，从而导致阀构件更快地关闭。在第一实施例中，排出阀关闭与截止阀构件运动以打开通向喷射阀构件控制室的高压燃料供应管路之间存在延迟，这是因为，由于设置在截止阀构件控制室燃料供应管路中的限制件的缘故，所以截止阀构件控制室填充加压燃料需要一些时间。能够更快速地关闭阀针的能力有助于短持续时间的喷射。而且，受限燃料供应通道的孔口提供额外的自由度，这允许对液压系统进行更好的优化。
[0026]在本发明的第四替代性实施例中，燃料喷射器可进一步包括直接连接在高压燃料供应通道和喷射阀构件控制室之间的受限燃料供应通道。设置该受限燃料供应通道以有助于对液压系统的优化，这是有利的。
[0027]本发明的关键方面之一是排出阀打开或关闭与喷射阀打开或关闭之间的液压延迟。为了快速地关闭喷射阀，有必要快速地再填充截止阀构件控制室。在本发明的优选实施例中，这通过直接从高压燃料供应(经由限制件)向截止阀构件控制室供应燃料而实现。然而，在没有向截止阀构件控制室供应高压燃料的情况下，也可以实现本发明。本发明的第四实施例采用了这样的系统。在该布置中，提供了到喷射阀构件控制室的高压燃料管路，这用于从喷射阀构件控制室经由燃料传送通道对截止阀构件控制室进行填充。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]现在将参照附图描述本发明的优选实施例，附图中:
[0029]图1是根据本发明优选实施例的燃料喷射器的局部示意图，该喷射器包括喷射针阀和喷射阀针控制装置，用于控制针阀的阀针的升高和降低。所示的阀针处于安置就座的位置中，使得喷射口关闭；
[0030]图2是图1的喷射阀针控制装置的放大示意图；
[0031]图3是根据本发明第二实施例的燃料喷射器的局部示意图，该喷射器包括喷射针阀和喷射阀针控制装置，用于控制针阀的阀针的升高和降低。所示的阀针处于安置就座的位置中，使得喷射口关闭；
[0032]图4是根据本发明第三实施例的燃料喷射器的局部示意图，该喷射器包括喷射针阀和喷射阀针控制装置，用于控制针阀的阀针的升高和降低。所示的阀针处于安置就座的位置中，使得喷射口关闭；
[0033]图5是根据本发明第四实施例的燃料喷射器的局部示意图，该喷射器包括喷射针阀和喷射阀针控制装置，用于控制针阀的阀针的升高和降低。所示的阀针处于安置就座的位置中，使得喷射口关闭；并且
[0034]图6是根据本发明第五实施例的燃料喷射器的局部示意图，该喷射器包括喷射针阀和喷射阀针控制装置，用于控制针阀的阀针的升高和降低。所示的阀针处于安置就座的位置中，使得喷射口关闭。
【具体实施方式】
[0035]如图1所示，根据本发明的优选实施例，燃料喷射器I设置有阀针控制装置3。燃料喷射器I包括常规的针阀装置，其具有位于喷射器喷嘴主体7中的阀针5。
[0036]阀针5是细长的，具有圆形截面轮廓并且在下端处包括阀面9，阀面9在形状上与设置在喷嘴主体7上的阀座11互补，使得当阀面9接触阀座11时，在它们之间形成不漏流体的密封。
[0037]阀针5朝向其上端设置有导引面13，导引面13与喷嘴主体7以这样的方式接合，使得阀针5可相对于喷嘴主体7滑动。阀针5和喷嘴主体7之间的空隙被最小化，以便使得来自位于阀面9和导引部分13之间的燃料供应室15的加压燃料穿过导引部分13的流动被最小化。燃料供应室15是环形的并且由高压燃料管路17供应，高压燃料管路17送料到喷嘴主体7内的环形凹部19中。在导引部分13的下部设置有截头圆锥形中间推力面21a，并且在阀针5的底部设置有截头圆锥形近端推力面21b。燃料供应室中的加压燃料作用在推力面21a和21b上。
[0038]阀针5在其上端处设置有远端推力面23a、23b，远端推力面23a、23b分别由柱形弹簧导引部24的顶端以及在弹簧导引部24周围的环形表面形成。这些远端推力面23a、23b形成了阀针控制室25的下壁。阀针控制室25的上壁和侧壁由喷嘴主体7形成。
[0039]在阀针控制室25内设置了螺旋压缩弹簧27，螺旋压缩弹簧27安放在远端推力面23b和阀针控制室25的上壁28上。
[0040]阀针控制装置3包括总体上由附图标记29表示的圆形截面活塞，其位于圆形截面活塞室31内。
[0041]活塞室31具有由三个同心孔形成的阶梯形轮廓。活塞室31包括具有最小直径的上孔33、具有较大直径的中间孔34以及具有最大直径的下孔35。上孔33在其上端和下端均是开口的。上孔33在其下端通向中间孔34的上端，中间孔34进而又通向下孔35，下孔35在其下端具有与阀针控制室25的上壁28中的开口 36连通的开口。
[0042]活塞29包括柱形的下阀部分37、柱形且同心的中间部分39和柱形且同心的上导引部分41，下阀部分37的直径大于中间孔34的直径而小于下孔35的直径，柱形且同心的中间部分39的直径小于上孔33的直径，柱形且同心的上导引部分41的直径刚好小于上孔33的直径，使得活塞29被导引在孔33中且可相对于孔33滑动，并且使得燃料穿过导引部分41的流动被最小化。
[0043]活塞29设置有位于阀部分37的下表面上的下推力面43、位于阀部分37的上表面上的第一中间环形推力面45、位于导引部分41的下表面上的第二中间环形推力面47、以及位于导引部分41的上表面上的上推力面49。第一中间环形推力面45的面积大于第二中间环形推力面47的面积。
[0044]导引部分41延伸到上孔33的外面并进入活塞控制室51中。上推力面49部分地形成活塞控制室51的下壁。下壁的其余部分以及上壁和侧壁均由燃料喷射器I的主体形成。螺旋压缩弹簧53位于活塞控制室51内，并安放在推力面49和活塞控制室51的上壁上。
[0045]高压燃料入口管路55连接到活塞室31的中间孔34。设置有入口孔口 58的燃料入口通道57连接到活塞控制室51。设置有溢出孔口 60的燃料出口通道59将活塞控制室51连接到低压容器或排道。排出阀61连接到燃料出口通道59。排出阀还设置有孔口。然而，排出阀61中的孔口相比溢出孔口 60被较少的限制。设置有孔口 64的燃料传送通道63连接活塞控制室51和阀针控制室25。
[0046]在操作中，当不希望从燃料喷射器I喷射燃料时，排出阀61在致动器(未示出)的作用下关闭，使得净向下力作用在阀针5上以保持阀面9抵靠阀座11。该净向下力如此而来:阀针控制室25中的高压燃料向下作用在阀针5的远端推力面23a、23b上的力结合弹簧27产生的向下弹簧力，大于由燃料供应室15 (由高压燃料管路17供应)中的高压燃料产生的作用在阀针5的中间推力面21a和近端推力面21b上的向上力。
[0047]高压燃料从两个源被供应到阀针控制室25。第一供应源自燃料入口通道57，穿过入口孔口 58，穿过活塞控制室51，然后经由传送通道63中的孔口 64进入室25。第二供应来自高压燃料入口通道55，通过活塞室31。
[0048]为了增大阀针控制室25中的燃料压力所需进行的第一动作是通过利用螺线管致动器(未示出)关闭排出阀61从而从活塞控制室51中关闭出口 59。这防止了从燃料入口通道57供应到活塞控制室51的燃料经由燃料出口通道59排出到低压排道。来自入口通道57的高压燃料填充了活塞控制室51，从而增大了活塞控制室51中的燃料压力。而且，高压燃料经由传送通道63中的孔口 64被传送到阀针控制室25，从而增大了阀针控制室25中的燃料压力。
[0049]为了增大阀针控制室25中的燃料压力所需进行的第二动作是打开高压燃料入口通道55和阀针控制室25之间的燃料路径。为了实现这一点，必须向活塞29施加净向下力，使得其向下运动，从而使得下阀部分37与中间活塞孔35分离。当活塞控制室51中的燃料压力已经升高到下述水平时，活塞29向下运动:加压燃料作用在活塞29的上推力面49上所产生的力结合弹簧53施加的向下力并且结合由来自管路55的高压燃料作用在第一中间推力面45上所产生的力，大于从阀针控制室25穿过开口 36的燃料作用在下推力面43上所产生的向上力结合来自管路55的高压燃料作用在第二中间推力面47上所产生的力。
[0050]当活塞29向下运动时，下阀部分37的上表面与下孔35的上表面分离。这打开了燃料入口通道55和阀针控制室25之间的燃料流动路径。这导致阀针控制室25被快速地填充以来自燃料入口通道55的高压燃料。
[0051]在操作中，当希望从燃料喷射器I喷射燃料时，必须通过向阀针5施加净向上力而使阀针5升高离开阀座11。为了实现这一点，必须降低阀针控制室25中的燃料压力。
[0052]第一阶段是通过利用螺线管致动器(未示出)打开排出阀61，从而从活塞控制室51中打开燃料出口通道59。这使得活塞控制室51中的高压燃料以及从高压燃料入口通道57和燃料传送通道63流入活塞控制室51的高压燃料能够被排放到低压排道或容器，从而作为第一步骤，降低了活塞控制室51中的燃料压力。
[0053]经由燃料传送通道63对阀针控制室25进行排放使得阀针控制室25中的燃料压力能够降低。
[0054]排放活塞控制室51还具有使作用在活塞29上的净力沿向上方向起作用的效果，这是因为，由于阀针控制室25中的加压燃料经由开口 36起作用从而引起的施加到下推力面43的力结合由来自燃料入口通道55的燃料压力引起的施加到第二中间推力面47的力，大于由来自燃料入口通道55的压力产生的作用在第一中间推力面45上的力结合由活塞控制室51中的燃料压力产生的作用在上推力面49上的力并且再结合弹簧53产生的向下作用在活塞29上的弹簧力。
[0055]活塞29的向上运动使下阀部分37的上表面与孔35的上表面接触，从而去除了燃料入口通道55和阀针控制室25之间的流动路径。
[0056]由于不再从燃料入口通道55向阀针控制室25供应高压燃料并且阀针控制室25中的燃料经由燃料传送通道63和出口通道59被排放，所以阀针控制室25中的压力降低。此时，作用在阀针5上的净力沿向上方向作用，这是因为来自活塞控制室25中的燃料压力以及弹簧27产生的作用在远端推力面23a、23b上的向下力小于作用在推力面21a、21b上的向上力。因此，阀针5向上运动，打开喷射孔口并且使燃料能够喷射。
[0057]当需要停止喷射时，采取上述用于使阀针5抵靠喷嘴主体7的步骤。
[0058]通向活塞控制室51的燃料入口通道57以及从活塞控制室51出来的燃料出口通道59和燃料传送通道63分别设置有孔口 58、60、64。溢出孔口 60的目的是减小排出阀61阀构件的升程容差的影响。排出阀构件从其阀座升高的距离改变了阀的流动面积。溢出孔口 60在排出阀60打开时降低了直接位于排出阀61下面的燃料压力。在降低燃料压力时，流动面积中的变化对于通过阀的流率具有较小的影响。由此，系统对于排出阀的升程容差的敏感度得以降低。
[0059]设置排出阀61中的孔口是为了降低排出阀61所经受的压力水平。这是因为，由于排出阀61是非平衡阀，即其仅在一侧上经受高压(另一侧连接到低压容器)，所以阀61的高压侧处的压力越大，则关闭阀61所需的螺线管致动器就越大。由于螺线管致动器必须装配在喷射器主体中，所以其尺寸受到限制，从而其关闭力受到限制，所以必须相应地选择排出阀61所经受的压力。
[0060]入口孔口 58设置在燃料入口通道57中是为了减小进入活塞控制室51的流率。如果没有提供限制件58，则进入室51的流率将大于穿过燃料出口通道59离开室51的可能流率(其受到孔口 60的限制)，结果是，将没有可能对室51进行排放以便打开阀针进行喷射。
[0061]在针阀的打开阶段期间，当阀针5向上运动时，有必要采取措施来控制阀针5的运动速度。在本发明中，利用阀针控制室25中的压缩效应来控制阀针5的运动速度。当排出阀61打开时，阀针控制室25中的压力降低，阀针5开始向上运动。通过燃料传送通道63中的孔口 64来控制阀针控制室25中的压力下降。随着阀针5向上运动，阀针控制室25的容积减少，而这倾向于增加阀针控制室25内的压力。在打开阶段期间，孔口 64的作用和阀针控制室25内容积的减少在阀针控制室25内限定了均衡压力，这就控制了阀针5的打开速度。[0062]图3中示出了本发明的第二实施例。该实施例具有第一实施例的所有特征(等同的特征是在已给出的附图标记前面加上2)，并且还另外具有在高压燃料供应管路217和阀针控制室225之间的受限燃料供应通道270。
[0063]在操作中，第二实施例不同于第一实施例之处在于，阀针控制室225除了经由开口 236和燃料传送通道263被填充以加压燃料之外，还可填充有来自燃料供应通道270的加压燃料。当对喷射器的液压命令进行优化时，燃料供应通道270为该优化提供了额外的
自由度。
[0064]图4中示出了本发明的第三实施例。该实施例除了没有通向活塞控制室351的燃料入口通道之外，具有第一实施例的所有特征(等同的特征是在已给出的附图标记前面加上3)。
[0065]在操作中，第三实施例不同于第一实施例之处在于，活塞控制室351仅可经由燃料传送通道363被填充。当对喷射器的液压命令进行优化时，缺少通向活塞控制室的燃料供应通道为该优化去除了 一个自由度。
[0066]图5中示出了本发明的第四实施例。该实施例除了没有通向活塞控制室451的燃料入口通道并且在高压燃料供应管路417和阀针控制室425之间具有受限燃料供应通道470之外，具有第一实施例的所有特征(等同的特征是在给出的附图标记前面加上4)。
[0067]在操作中，第四实施例不同于第一实施例之处在于，活塞控制室451仅可经由燃料传送通道463被填充。然而，阀针控制室425可填充有来自燃料供应通道470的加压燃料。因此，对于优化喷射器的液压命令而言，自由度的数目得以维持。
[0068]图6中示出了本发明的第五实施例。该实施例具有第一实施例的所有特征(等同的特征是在给出的附图标记前面加上5)。然而，控制阀装置503具有平衡的活塞装置。使用平衡的活塞装置将影响对不同参数的优化，因为与非平衡活塞相比，关闭延迟将增大(在使用非平衡活塞的情况下，能更快速地实现使活塞向下运动所需的净力)。
【权利要求】
1.一种用于压缩点火式内燃发动机的燃料喷射器(1)，包括燃料喷射阀、高压燃料供应通道(17)和致动器，所述燃料喷射阀具有喷射阀构件(5)，在使用中，所述喷射阀构件(5)在喷射阀构件控制室(25)中的作用在其上的燃料压力的影响下能够在关闭位置和打开位置之间运动，所述高压燃料供应通道(17)通向所述喷射阀构件控制室(25)，所述致动器能够操作以打开和关闭连接在所述喷射阀构件控制室(25)和燃料出口通道(59)之间的排出阀(61)，所述燃料出口通道(59)通向低压容器或排道，所述燃料喷射器的特征在于:截止阀被设置在所述高压燃料供应通道(17)中，所述截止阀具有截止阀构件(29)，在使用中，所述截止阀构件(29)在截止阀构件控制室(51)中的作用在其上的燃料压力的影响下能够在关闭位置和打开位置之间运动，其中，所述截止阀构件控制室(51)能够经由所述排出阀(61)连接到所述低压容器或排道，并且其中，燃料传送通道(63 )设置在所述喷射阀构件控制室(25)和所述低压容器或排道之间。
2.如权利要求1所述的燃料喷射器(1)，其中，所述截止阀包括截止阀主体，在所述截止阀主体中，具有以活塞形式的所述截止阀构件(29)能够在活塞室(31)中可滑动地运动，所述阀主体在第一端流体连接到所述截止阀构件控制室(51)，并且在第二端以及在位于所述两端之间的中间燃料室(34)处流体连接到所述高压燃料传送通道(17)，所述阀主体在所述中间室(34)和所述第二端之间设置有阀座，所述活塞(29)设置有互补的阀面，当所述截止阀关闭时，所述阀面能够与所述阀座接合，以在所述高压燃料传送通道(55)中形成不漏流体的封闭。
3.如权利要求2所述的燃料喷射器(I)，其中，所述活塞在其邻近于所述阀主体第一端的第一端处具有第一推力面(49)、在其邻近于所述阀主体第二端的第二端处具有第二推力面(43)、在其两端之间邻近于所述活塞(29)的第一端之处具有第一中间推力面(47)并且在其两端之间邻近于所述活塞(29)的第二端之处具有第二中间推力面(45)，所述第一推力面(49)与所述截止阀构件控制室(51)流体连通，所述第二推力面(43)与所述喷射阀构件控制室(25)流体连通，其中，所述第一中间推力面(47)和所述第二中间推力面(45)都与所述中间燃料室(34)流体连通。
4.如权利要求1、2或3中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中，所述截止阀构件(29)是非平衡的。
5.如权利要求1、2或3中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中，所述截止阀构件(29)是平衡的。
6.如前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中，弹性元件(53)将所述截止阀构件(29)偏置到一位置中，在所述位置中，所述截止阀是打开的。
7.如前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中，限制件(64)被设置在所述燃料传送通道(63)中。
8.如前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(1)，其中，进一步包括受限燃料供应通道(57 )，所述受限燃料供应通道(57 )连接在所述高压燃料供应通道(17)和所述截止阀构件控制室(51)之间。
9.如前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(201)，其中，进一步包括受限燃料供应通道(270 )，所述受限燃料供应通道(270 )直接连接在高压燃料供应通道(217)和所述喷射阀构件控制室(225 )之间。
【文档编号】F02M61/06GK103644055SQ201310660940
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2009年2月23日 优先权日:2008年2月21日
【发明者】E.勒克卢斯, R.恩特斯, E.沙勒瓦 申请人:德尔福技术控股有限公司