[發明專利]用于控制閥構件的提升量的裝置

有效

• 申請號: 201480014714.6
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN105431662B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: A·辛格
• 申請（專利權）人: 西港電力公司
• 主分類號: F16K31/00
• 分類號: F16K31/00;F02M61/04;F16K1/54;F16K37/00
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所11313
• 代理人: 孟銳

技術領域

本發明涉及一種流量控制閥，更具體地說，涉及一種燃料噴射閥和一種用于控制閥構件從閉合位置到打開位置的提升量的裝置。

發明背景

流量控制閥是這樣的閥：其控制流體流動以使得可通過將閥從其落座位置提升來在最小值與最大值之間調整離開閥出口的流體的流體流速。這種流量控制閥的一個實例為燃料噴射閥，所述燃料噴射閥通過噴射到發動機汽缸的進氣口中或者直接噴射到燃燒室中而將燃料遞送到發動機的燃燒室中。通常使用液體燃料如柴油或汽油來為此類壓縮點火內燃機提供燃料，并且最近，更清潔的燃燒氣體燃料如天然氣、純甲烷、乙烷、液化石油氣、較輕的可燃的烴衍生物或此類燃料的共混物被用作柴油或汽油的替代品。

一些類型的燃料噴射閥可控制閥構件提升量以便根據發動機的運行狀態來調整引入到燃燒室中的燃料量。在本文中，“閥構件提升量”被定義為閥構件遠離閉合/落座位置到打開位置的位移，在所述打開位置中燃料穿過燃料噴射閥被遞送到燃燒室中。當到燃料噴射閥的燃料遞送的壓力恒定，并且閥構件與閥底座之間的開口為燃料流動路徑中的瓶頸時，閥構件提升量的增加通常對應于通過增大穿過閥構件與閥底座之間的開口的流速所噴射的燃料量的增加。這對于發動機運行是有益的，因為當發動機空轉或處于低負載時，與發動機在高負載下運行時相比，發動機運行所需要的燃料量更小，并且噴射到燃燒室中的燃料量需增加以匹配增加的功率要求。

具有可調整的閥構件提升量的此類燃料噴射閥的一個實例為通過壓電致動器致動的燃料噴射閥。壓電致動器在行業內是已知的，其允許控制在閥的完全關閉位置與完全打開位置之間的中間位置處的閥構件提升量。對于壓電致動器、磁致伸縮致動器以及其他壓變式致動器來說，因為致動器位移是致動器長度的函數并且存在對致動器尺寸的實際空間限制，所以與電磁致動器相比，利用此類致動器實現了更小的閥構件提升量。因此，在一些情況下，壓變式致動器可能不足以遞送高負載下最佳發動機運行所需要的燃料量。

當需要閥針更大的位移時，通常采用電磁致動器，例如螺線管。某個現有技術專利文獻公開了用于實現不同閥構件提升量的螺線管致動器的使用。例如，英國專利申請號2,341,893描述了一種兩個致動器的組件，所述組件允許將閥構件提升到由第一電磁致動器的行程控制的第一中間位置、由第二電磁致動器的行程控制的第二中間位置以及由第一致動器和第二致動器的組合行程實現的完全提升位置。

用于控制流量控制閥的閥構件的提升量的另一個解決方案可以是通過提供當閥構件移動到其提升位置中時與閥構件接觸的端部止擋件來限制閥構件的移動量。這種布置的一個實例在德國專利申請號1911827中進行描述，其采用電磁致動的端部止擋件來限制閥構件的移動量。端部止擋件借助于電磁體的磁力逆著保持端部止擋件與閥構件接觸的彈簧力移動，并且這允許閥構件的移動量超過預先確定的提升量，所述閥構件的移動量對應于端部止擋件的行進距離。這種布置的一個缺點是：由于當閥構件與端部止擋件接觸時由作用于端部止擋件上的彈簧引入的振蕩，閥構件的移動量并不像期望的那樣精確。如本申請中所討論，可通過選擇具有較大彈性常數的彈簧來減弱這些振蕩。

雖然已通過使用壓電或磁致伸縮致動器或液壓或機械致動器實現了用于實現流量控制閥中閥構件的可變提升量的其他解決方案，但此類解決方案更復雜，需要致動器的更精確控制。

雖然以上提及的現有技術的解決方案允許將流量控制閥的閥構件保持在關閉位置與打開位置之間的幾個中間位置處，但仍需要一種用于在離散的提升位置處提升流量控制閥的閥構件的更簡單且更精確的解決方案。

概述

公開了一種用于控制流量控制閥中閥構件的提升量的裝置。所述裝置包括端部止擋組件，其具有面向閥構件的一側。端部止擋組件包括兩半塊、一個端部插入在所述半塊之間的活塞以及促使所述半塊與所述活塞接觸的偏置構件。活塞由致動器致動來將端部止擋組件的半塊從第一位置移動到第二位置，其中在所述第一位置中，端部止擋組件的半塊形成第一表面，當閥構件從其落座位置提升時所述第一表面與閥構件接觸以允許閥構件的第一提升量L1；在所述第二位置中，端部止擋組件的半塊形成第二表面，當閥構件從其落座位置提升時所述第二表面與閥構件接觸以允許閥構件的第二提升量L2。

在用于控制閥構件的提升量的裝置的另一個實施方案中，活塞被致動來將端部止擋組件的半塊移動到第三位置，在所述第三位置中，所述半塊形成第三表面，當閥構件從其落座位置提升時所述第三表面與閥構件接觸以允許閥構件的第三提升量L3。