[發(fā)明專利]具有截頭圓錐形導(dǎo)向段的針閥構(gòu)件以及使用該構(gòu)件的燃料噴射器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110354348.7
• 申請(qǐng)日: 2011-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN102444519A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·德派瓦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號(hào): F02M61/12
• 分類號(hào): F02M61/12
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及燃料噴射器，并且更特別地涉及一種包括截頭圓錐形導(dǎo)向段的用于燃料噴射器的針閥構(gòu)件。

背景技術(shù)

幾乎所有的燃料噴射器都包括限定了一個(gè)或多個(gè)噴嘴出口的噴射器主體，并且包括在打開和關(guān)閉噴嘴出口的位置之間移動(dòng)的針閥構(gòu)件。典型地，針閥構(gòu)件經(jīng)由在針閥構(gòu)件的圓柱形導(dǎo)向段與布置在燃料噴射器主體內(nèi)的圓柱形導(dǎo)向孔之間的較緊密的直徑間隙在燃料噴射器內(nèi)部受引導(dǎo)。針閥構(gòu)件包括承受噴嘴腔中的流體壓力的打開液壓表面，并且使用彈簧將針閥構(gòu)件向下偏壓向關(guān)閉位置。在一些燃料噴射器中，針閥構(gòu)件包括承受針閥控制腔中的流體壓力的關(guān)閉液壓表面。在這些情況下，為了改變針閥構(gòu)件的關(guān)閉液壓表面上的壓力以有助于針閥構(gòu)件為噴射動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)，電子控制閥被移動(dòng)而流體地連接和斷開針閥控制腔與低壓通道。可以把這些燃料噴射器看作包括直接操縱的止回裝置。

這些年來(lái)，工程師繼續(xù)尋找以減少包括但不限于NOx，顆粒物質(zhì)以及未燃碳?xì)浠衔镞@些不受歡迎的排放物的產(chǎn)生的方式噴射燃料至壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的方法。通常，通過以使針閥構(gòu)件以比向關(guān)閉位置移動(dòng)慢的速率向打開位置提升的方式操作燃料噴射器而改進(jìn)這些目標(biāo)。因此，通常優(yōu)選噴嘴出口的快速閉合，并且噴嘴出口的較慢地打開有好處。在這點(diǎn)上，已經(jīng)作出了許多努力以對(duì)控制方面進(jìn)行改進(jìn)，包括對(duì)電致動(dòng)器、它們的相關(guān)閥的改變和改良，增加孔口以改變壓力變化率，改變液壓零件的面積比以及為了不斷努力地尋找性能的逐漸增長(zhǎng)的改進(jìn)進(jìn)行的更多的考慮。然而，容易實(shí)施的改進(jìn)仍然有問題且難于想到。

本發(fā)明針對(duì)上述一個(gè)或多個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容

在一方面，一種燃料噴射器包括噴射器主體，其具有限定了至少一個(gè)噴嘴出口的末端部件/針尖部件，并且具有布置在其中的針閥控制腔，該針閥控制腔通過朝著末端部件的方向向內(nèi)漸縮的截頭圓錐形孔與噴嘴腔分隔開。針閥構(gòu)件布置在噴射器主體中，并且包括承受噴嘴腔中的流體壓力的打開液壓表面和承受針閥控制腔中的流體壓力的關(guān)閉液壓表面。針閥構(gòu)件能夠在噴嘴出口與噴嘴腔阻斷的第一位置與噴嘴出口向噴嘴腔開放的第二位置之間移動(dòng)。針閥構(gòu)件的截頭圓錐形段布置在截頭圓錐形孔中并且具有朝著末端部件的方向漸縮的錐形。

燃料噴射器的噴射動(dòng)作通過減小關(guān)閉液壓表面上的壓力使針閥構(gòu)件從關(guān)閉位置向打開位置移動(dòng)而開始。噴射動(dòng)作的結(jié)束通過增加關(guān)閉液壓表面上的壓力使針閥構(gòu)件從打開位置向關(guān)閉位置移動(dòng)而啟動(dòng)。

在另一方面，用于燃料噴射器的針閥構(gòu)件包括位于關(guān)閉液壓表面與末端/針尖之間的截頭圓錐形段。截頭圓錐形段朝著末端/針尖方向漸縮。擴(kuò)大彈簧座肩部位于末端與截頭圓錐形段之間。環(huán)形閥表面位于末端與擴(kuò)大彈簧座肩部之間。打開液壓表面位于環(huán)形閥表面與截頭圓錐形段之間。

附圖說(shuō)明

圖1根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射器的正視截面示意圖；

圖2是圖1的燃料噴射器的針閥構(gòu)件和相關(guān)部件的局部放大截面示圖；以及

圖3是將圖1的燃料噴射器與具有圓柱形導(dǎo)向特征的對(duì)應(yīng)燃料噴射器相比較的噴射動(dòng)作的一系列曲線圖，包括噴射動(dòng)作的電致動(dòng)器電流(A)、控制閥動(dòng)作(B)、排出流體速率(C)、噴射速率(D)、針閥構(gòu)件動(dòng)作(E)以及袋狀凹部壓力(F)相對(duì)時(shí)間的曲線。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1和圖2，燃料噴射器10包括限定了噴嘴出口12、共軌入口13以及排出口18的噴射器主體11。燃料噴射器10包括直接操縱的止回裝置，其運(yùn)動(dòng)由容納在噴射器主體11中的電子控制閥15控制。盡管本發(fā)明是以電子控制的共軌燃料噴射器10的情況進(jìn)行說(shuō)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解本發(fā)明適用于所有的燃料噴射器管路，從簡(jiǎn)單的機(jī)械控制泵和管路噴嘴組件至最復(fù)雜的用于共軌系統(tǒng)、凸輪制動(dòng)系統(tǒng)以及混合系統(tǒng)的電子控制的燃料噴射器。

噴射器主體11包括由殼體34夾持在一起的末端部件/針尖部件30、墊片31、高壓安全襯套32以及導(dǎo)向部件33。末端部件30限定了噴嘴出口12。末端部件30、墊片31、壓力安全襯套32和導(dǎo)向部件33一起限定了噴嘴腔21，該噴嘴腔21通過噴嘴供給通道28與共軌入口13流體連通。共軌入口13包括用于接收慣用的球形端套筒(未示出)的錐形座26，以便于與共軌(未示出)流體連通。