燃料喷射器的制作方法

专利名称：燃料喷射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料喷射器。具体而言，本发明涉及用于将燃料输送到内燃机的燃烧 空间的燃料喷射器和在该燃料喷射器中使用的三通控制阀装置。该喷射器尤其适用于在宽 范围的燃料压力下输送少量的燃料。
背景技术：
为优化柴油机的燃烧，需要精确控制通过燃料喷射器输送的燃料量。希望能够在 宽范围的燃料压力下喷射少量的燃料。尤其是对于重型应用，燃料喷射器必须能够在非常 高的燃料压力下输送少量燃料。典型地，燃料喷射器包括具有可运动靠近和离开阀针座以控制进入发动机的燃料 喷射的喷嘴针的喷射喷嘴。该喷嘴针由喷嘴控制阀(NCV)控制，包括控制用于喷嘴针的控 制室内的燃料压力的控制阀销。这对于控制分段喷射的数量和正时尤为需要，这可能是满 足所提出的排放法规要求所需要的。已经认识到，对于现有的燃料喷射器设计，阀针的导孔内和控制阀销的导孔内的 膨胀效应造成难以接受的大量燃料泄漏，尤其是在当前燃料喷射系统所要求的较高燃料压 力(例如3000巴左右)下。另外，喷射器内的控制容积相对较大，并导致喷射器的响应比 多次喷射动作的精确控制所要求的要慢。处理这些问题的一种方法是使阀针和控制阀销小型化，并相应地减小导孔的尺 寸。因为相关控制容积和构件质量相应降低，所以对寄生的泄漏损失和响应时间具有显著 的影响。另外，因为这些较小的构件的质量和相关液力明显降低，所以它们需要较小的操作 力，使得能够满足更快的性能和/或更小的促动器作用力的要求。然而，小型化导致现有喷 射器设计的制造困难。本发明目的在于提供一种适用于燃料喷射器的三通控制阀，以解决上述缺点。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种燃料喷射器，其包括用于控制通过喷射器出 口的燃料喷射的阀针、用于容纳燃料的控制室和控制控制室内的燃料压力以控制阀针的打 开和关闭运动进而控制通过出口的燃料喷射的三通控制阀，其中三通控制阀控制(a)第 一通道和第二通道之间的连通和(b)第三通道和第二通道之间的连通。控制阀包括第一 壳体，设有用于控制阀构件的导孔，由此在导孔内引导控制阀构件的运动；第一阀座，由第 二壳体限定，控制阀构件能够与第一阀座接合，以控制第一和第二通道之间的连通；以及第 二阀座，由第一壳体限定，控制阀构件能够与第二阀座接合，以控制第二和第三通道之间的 连通。第一壳体为控制阀壳体，且第二壳体为喷射器壳体，喷射器壳体设有用于阀针或由阀 针携带的部件的导孔。优选的是，中间壳体采用的形式为垫板，其位于第一和第二壳体之 间，且第二通道限定在中间壳体内。控制阀构件典型地包括在第一壳体的导孔内被引导的引导部分，且还包括能够与第一和第二阀座接合以分别控制第一通道和第二通道之间的连通和第二通道和第三通道之间的连通的阀头。优选的是，第一和第二阀座中的至少一个由相关壳体(即第一壳体或第二壳体) 的平坦表面限定，且控制阀构件的端表面与所述平坦表面接合。控制阀构件的锥形表面可 与另一阀座接合，另一阀座适当地成形为用于与锥形表面接合。如果控制阀构件仅具有一 个锥形表面，且一个阀座由平坦表面限定，那么与具有两个锥形表面的阀相比，具有制造优 势，在具有两个锥形表面的阀中，更加难以实现座之间的精确的同心度。优选的是，第一通道由第二壳体限定，并通向由中间壳体限定的室。而且，第三通 道可部分地由第二壳体限定且部分地由中间壳体限定。控制阀特别合适在用于将高压燃料输送到内燃机的燃烧空间的燃料喷射器内使用。因此，在本发明的另一方面，提供了一种燃料喷射器，包括本发明的第一方面的 三通控制阀；用于控制通过喷射器出口的燃料喷射的阀针和用于容纳燃料的控制室，其中 三通控制阀控制控制室内的燃料压力以控制阀针的打开和关闭运动进而控制通过喷射器 出口的燃料喷射。阀针方便地运动靠近和离开阀针座，以控制通过喷射器出口的燃料喷射 当坐落在阀针座上时无燃料喷射；而当升高离开阀针座时发生燃料喷射。有利的是，第一壳体为控制阀壳体，而第二壳体为喷射器壳体，喷射器壳体设有用 于喷射器的阀针或由阀针携带的部件的导孔。在控制阀壳体和喷射器壳体之间设置中间壳体，在制造方面尤其具有优势，并尤 其允许在喷嘴控制阀内实现较小直径的控制阀构件(即具有小于3-3. 5mm的直径的控制阀 构件)。在喷射器设计中加入较小的阀带来制造问题，因为阀引导孔和阀座的磨削和加工 要求磨削和镗孔工具尽可能硬，但随着这些构件的直径减小，相关的加工工具的硬度变成 重要问题。该问题在本发明中能够通过将加工工具例如磨具和磨削轮/轴安装为尽可能靠 近加工特征而得以解决。通过包括本发明的中间壳体，控制阀壳体的导孔和第二阀座能够 更靠近这些磨具和磨削轮/轴，从而具有由该提高的硬度给加工工艺带来的优势。另外，如 果希望涂覆阀座，那么也可更容易地实现，因为阀座位于控制阀壳体的表面(下表面)，而 不是凹陷，因为以前在配置中未包括中间壳体。在燃料喷射器应用中，尤其是在高压燃料喷射器应用中，控制阀壳体的导孔的减 小的直径，在降低燃料泄漏上具有相当大的优势，这在当前燃料喷射系统所需的更高的压 力下尤其有利。另外，由于在制造过程中磨削轴支撑件能够尽可能靠近第二阀座，所以可在 第二阀座上获得精确的深度和光洁度。可获得另一优势的原因在于第二通道设置在中间壳体内。因此，可通过从一侧到 另一侧穿过中间壳体镗孔或钻孔方便地制造第二通道。也可通过选择合适的中间壳体厚度方便地和精确地设定控制阀构件的升高，因为 正是该壳体的厚度决定第一和第二阀座的分离。由于阀针和相关构件的小型化，随着要求 越来越严格的控制，精确的升高设定变得越来越重要。优选的是，喷射器的控制室与三通控制阀的第二流通道连通。在一个实施例中，第一通道与低压排出件连通，且第三通道与高压燃料源连通。
中间壳体可限定用于阀针或由阀针携带的部件的升高挡块。设置中间壳体以限 定升高挡块还简化了升高挡块的涂覆，必要时只需涂覆易于接近的表面(即中间壳体的表 面)°在燃料喷射器的尤其优选的实施例中，溢出通道与控制室连通，并因此与第二通 道连通。溢出通道优选为设置在中间壳体内，并典型地在控制阀构件运动离开第一阀座时 对流出控制室的燃料流提供由孔口限定的固定的限制。因为当使用较小构件时，如预期的那样燃料慢速流经孔口，所以孔口直径必须相 对较小，且通常在传统位置(例如孔以下的部分)具有小的尺寸，这将更加难以制造。通过 使孔口位于溢出通道内解决了这些困难，所述溢出通道位于独立的中间壳体构件内。中间壳体还可包括交叉槽，交叉槽在中间壳体的表面上，以将溢出通道连接到第 二通道，因为交叉槽在构件的表面上，所以交叉槽特别易于制造。作为替代或作为附加，燃料喷射器可包括附加溢出通道，该附加溢出通道与控制 室连通，并因此与第二通道连通。当控制阀构件运动离开第一阀座时，附加溢出通道对流出 控制室的燃料流进行可变限制。以举例的方式，阀针或由阀针携带的部件与附加溢出通道 共同操作，依据阀针的打开运动的程度，对流出控制室的燃料流提供可变限制。对流出控制室的燃料流提供可变限制的优势在于，阀针的打开运动的速率在其整 个运动范围内变化。可变限制可构成为使得在阀针的初始升高时，燃料流出控制室的速率 相对较高，使得阀针从阀针座迅速升高，但在接近阀针的运动范围的结束(即当其靠近完 全升高)时，燃料流出控制室的速率降低，使得阀针变慢。以这种方式，在针升高结束时控 制阀针“反弹”，同时仍具有迅速打开阀针(例如当阀针升高而离开座，阀针运动不因贝努 利力效应而受到阻碍)的优势。中间壳体还可包括交叉槽，交叉槽在中间壳体的表面上，以将附加溢出通道连接 到第二通道，因为交叉槽在构件的表面上，所以交叉槽尤其易于制造。在第二方面，本发明还提供了一种燃料喷射器，包括用于控制通过喷射器出口的 燃料喷射的阀针、用于容纳燃料的控制室和控制控制室内的燃料压力由此控制阀针的打开 和关闭运动进而控制通过出口的燃料喷射的三通控制阀。三通控制阀控制第一通道和第二 通道之间的连通以及第三通道和第二通道之间的连通，并包括第一壳体，设有用于控制阀 构件的导孔，由此在导孔内引导控制阀构件的运动；第一阀座，由第二壳体限定，控制阀构 件的头部可与第一阀座接合，以控制第一和第二通道之间的连通；第二阀座，由第一壳体限 定，控制阀构件的头部可与第二阀座接合，以控制第二和第三流通道之间的连通；以及中间 壳体，位于第一和第二壳体之间，其中第二通道限定在中间壳体内，且其中中间壳体限定用 于阀针或由阀针携带的部件的升高挡块。本发明还在于三通控制阀，如上所述，该三通控制阀构成喷射器的一部分。本发明的第一方面的优选的和/或可选的特征，如本文所提出的，可单独地或以 适当的组合并入本发明的第二方面。


图1是燃料喷射器的示意图，该燃料喷射器包括本发明的一 个实施例的控制阀， 并包括自喷射器阀针的上端的控制室的可变溢出路径；和
图2是包括图1的控制阀的备选燃料喷射器的示意图，其具有自喷射器控制室的 固定溢出路径。
具体实施例方式图1是用于将燃料输送到内燃机的发动机气缸或其它燃烧空间的燃料喷射器的 一部分的示意图。燃料喷射器包括本发明的一个实施例的喷射器喷嘴(仅部分显示)和三 通喷嘴控制阀(NCV) 10。喷射器喷嘴包括喷射器本体或喷射器壳体12。NCVlO封装在阀壳 体14和中间壳体内，中间壳体例如为位于喷射器本体12和阀壳体14之间的垫板16。喷射器喷嘴还包括阀针，该阀针可由NCVlO操作，以控制燃料经喷嘴出口孔流入 相关燃烧空间(未显示)。阀针的下部未显示，但终止于阀末端，该阀末端可与阀针座接合， 以便控制经出口孔进入燃烧空间的燃料输送。也可设置用于将阀针压向阀针座的弹簧。从图1中可以看出，远离出口孔的阀针的上端20，位于限定在喷射器本体12内的 控制室18内。可以将阀针的上端称为“针活塞”20，其滑动由设置在喷射器本体12上的导 孔22引导。针活塞20可以与阀针的下部形成为一体，或者也可以为由阀针携带的独立部 分。沿针活塞20的长度的台阶24，限定在针活塞的被引导部分和针活塞最上端的缩径末端 26之间。在使用中，从第一燃料供应通道28输送高压燃料，第一燃料供应通道28经阀壳体 14、垫板16和喷射器本体12延伸至阀针的下部所处的喷嘴室(未显示)。当阀针离开阀针 座时，高压燃料能够从喷嘴室流过喷嘴的出口孔。控制室18在图1所示的方位位于针活塞20的上方并与其轴向对齐。控制室18 部分地由导孔22且部分地由针活塞20的末端26的端表面限定在喷射器本体12内，并由 垫板16的下表面封闭。控制室18内的燃料压力对针活塞20施加力，其用于向下推压针活 塞，并因此用于将阀针推压在阀针座上，以阻止通过出口孔喷射燃料。经由NCVlO将高压燃 料从第二燃料供应通道30输送到控制室18。应注意，第二燃料供应通道30采用钻孔的形 式，其延伸经过喷射器本体12，并经过垫板16上的通道和阀壳体14上的倾斜钻孔。
在使用中，在高压燃料通过供应通道28供应到喷嘴室时，阀针的一个推力面或数 个推力面(未显示)上被施加向上的力，该向上的力用于推压阀针，使其离开阀针座。如 果控制室18内的燃料压力充分地降低，那么由于喷嘴室内的燃料压力而在推力面上作用 向上的力，加上作用在阀针的末端的来自燃烧室的气体压力的力，足以克服作用在针活塞 20的端表面上的向下的力和阀针上由弹簧提供的力(弹簧的预加载的力)。阀针因此升高 而离开阀针座，以启动通过喷嘴出口的燃料喷射。如果控制室18内的燃料压力增加，那么 因控制室18的燃料压力而增加的力，将克服用于使阀针升高而离开阀针座的力，使阀针落 座。因此，通过控制控制室18内的燃料压力，可对通过出口孔的燃料喷射的开始和结束进 行控制。控制室18内的燃料压力由NCVlO控制。NCVlO包括控制阀构件，该控制阀构件的 形式为包括上部32a和下部32b的阀销。阀销的上部，称为引导部分32a，可在限定于NCV 壳体14的导孔34内滑动。阀销的下部，称为阀头32b，位于限定在垫板16内的腔室36内， 并可在其内滑动。如下所述，正是阀头32b通过接合和脱离对应座而用作阀销的流体控制部分。
邻接垫板的下表面的喷射器本体12设有形式为轴向钻孔的通向垫板室36的排出 通道38。排出通道38与低压排出件40连通。垫板16分别设有第一和第二轴向贯穿钻孔 42、44，并在其上表面上设有交叉槽46，该交叉槽46与第一和第二轴向钻孔42、44的最上端 连通，并在一端与垫板室36连接。第一轴向钻孔限定供燃料流出控制室的溢出通道42，该 溢出通道设有用于限定燃料流过时的流速的孔口(未显示)。这里应注意，尽管在该实施例中描述了交叉槽46完全限定在垫板16中，但交叉槽 46也可以至少部分地甚至完全地限定在NCV壳体14的下侧表面中。喷射器本体12的上表面限定用于NCVlO的阀销的头部32b的第一阀座48。当阀 销运动进入第一阀位时，阀销的头部32b的下端面接合第一阀座48，在此情况下，垫板室36 和排出通道38之间的连通终止，垫板室36和第二供应通道30之间的连通打开。NCV壳体 14在其下表面限定用于阀销的头部32b的第二阀座50。尽管图1中显示第二阀座50限定 了锐边(横截面呈90度)，但也可通过在座50的直角棱角上设置倒角构造该座50，并由此 限定与阀头32b的截锥形座的台肩互补的截锥形表面 。此特征避免了阀头32b与第二阀座 50之间的冲击损伤。当阀销运动进入第二阀位时，头部32b的截锥形台肩部分与第二阀座50接合，在 此情况下，第二供应通道30和垫板室36之间的连通终止，而垫板室36和排出通道38之间 的连通打开。有利的是，通过弹簧(未显示)或其它推压部件推压阀销，使其与第一阀座48接 合。阀销32a、32b的运动借助于电磁促动器装置(未显示)或例如压电促动器或磁阻促动 器的其它合适的促动器进行控制。由于阀销的头部32b的直径在第一阀座48等于阀销的 引导部分32a的导孔34的直径，所以阀销32a、32b在高压(即第二供应通道30的燃料压 力)下平衡。因为仅有一个阀销的阀座是锥形阀座(即第二阀座50)，且另一座由平坦表面限 定(即由喷射器壳体12限定的第一阀座48)，与具有两个锥形座的阀设计相比具有制造优 势，两个锥形座的阀设计更难加工出足够高度的同心度。喷射器本体12设有称为溢出通道的流通道52，流通道52在针活塞20的上端与控 制室18连通，并以倾斜的角度与控制室18相交。针活塞20的外表面可与溢出通道52的 进口共同操作，其中，导孔22内的针活塞20的位置决定进口被遮盖的程度，因此，决定控制 室18和溢出通道52之间的连通打开的程度。垫板36上的第二轴向钻孔44在垫板16的下表面开口，并与溢出通道52的远离 进口的一端连通。垫板16上的溢出通道42也在垫板16的下表面上开口，并直接与控制室 18连通。因此，在垫板室36和控制室18之间有两个燃料流动路径第一路径，经由喷射器 本体12上的溢出通道52、垫板16上的第二轴向通道44和交叉槽46 ；第二路径，经由垫板 16上的溢出通道42和交叉槽46。在备选的布置中(未显示)，交叉槽46可设置在NCV壳体14上，而不是设置在垫 板16上，或者设置在NCV壳体14和垫板16两者的组合上。在使用中，当NCVlO不被促动时，阀销32a、32b在其第一阀位，使得头部32b在弹 簧力的作用下与第一阀座48接合。在该位置，高压下的燃料能够从第二供应通道30流经 第二阀座50并进入垫板室36，且燃料能够从垫板室36通过第一路径(经由交叉槽46和垫板16上的溢出通道42)和第二路径(经由交叉槽46、第二轴向通道44和喷射器本体12 上的溢出通道52)流入控制室18。在该情况下，控制室18被加压，针活塞20被向下推压， 因此将阀针向下推压在阀针座上，从而不存在通过出口孔的喷射。应理解，对控制室18加 压，确保足以克服作用在阀针的推力面上的向上的力与因作用在阀针的末端的燃烧室压力 产生的任何力的组合，使得阀针坐落在阀针座上。
当控制阀10被促动时，即当阀销32a、32b运动离开第一阀座48而与第二阀座50 接合时，第二供应通道30内的高压燃料不再能够流经第二阀座50进入控制室18。而是， 控制室18内的燃料能够流经第一阀座48进入排出通道38至低压力排出件40。控制室18 内的燃料压力因此降低，控制室被减压。结果，因作用在阀针的推力面上的喷嘴室内的燃料 压力的力，阀针被向上推压而离开阀针座。针活塞20的正上方的垫板16的下表面的区域 设有限制针活塞20运动的最大范围并因此限制阀针离开阀针座的运动的最大范围的上部 升高挡块54。阀针离开阀针座的速率，由流出控制室18并流向低压力排出件40的燃料的速率 决定。最初，当阀针落座时，且当针活塞20的最低位置处在导孔22内时，至溢出通道52的 进口通过针活塞20完全打开，从而存在相对大的流通路径，供燃料流出控制室18，并经溢 出通道52、垫板16上的第二轴向钻孔44、交叉槽46和垫板室36流向低压力排出件40。同 时，燃料也通过垫板16上的溢出通道42、交叉槽46和垫板室36流出控制室18。在该升高 的初始阶段，当存在贝努利力(Bernoulli force)时，因为流出控制室18并流向低压排出 件40的燃料因溢出通道52完全打开而相对地不受限制，阀针运动的阻尼率相对较低。随着阀针继续升高而离开阀针座，沿针活塞20的长度的台阶24，运动经过进口的 下边缘到达喷射器本体12内的溢出通道52，使得进口变成由针活塞20部分遮盖。在该阀 针运动的中间阶段，通过溢出通道52流出控制室18的燃料的流进一步受到限制，因此阀针 运动的阻尼增加(即与运动的初始范围相比，在运动的中间范围运动的阀针更严重地受到 阻尼)。随着阀针在其运动范围内继续运动和至溢出通道52的进口以不断增加的程度关 闭，流出控制室18的燃料的流速更进一步地受到限制。阀针运动的阻尼因此在接近运动范 围的结束时是最明显的。在接近其行程范围的最后，随着针活塞20的末端26靠近溢出通道42，发生进一步 的节流效应，该节流效应在至溢出通道42的进口局部化，使得流出控制室18的燃料的流速 进一步降低。最终，针活塞20的末端26碰撞升高挡块54，从而完全遮盖溢出通道42。通 过选择(i)末端26的直径和针活塞20的剩余部分的直径的相对尺寸；(ii)末端26和台 阶24相对高度；以及(iii)末端26的形状(即是否为锥形或具有其它外形)，可在升高结 尾处实现最佳的阻尼分布。在备选实施例中，溢出通道42可偏离而不与针活塞20轴向对 准，从而在完全升高结束时避免该局部化的节流效应。当至溢出通道52的进口变成被针活塞20完全遮盖时，唯一流出控制室18的流经 过垫板16上的溢出通道42，其表现为对燃料进行固定限制。此时，随着流出控制室18的燃 料的流速降低(与可利用两个流路径时相比)，控制室18的减压的速率降低，因此阀针向其 完全打开位置继续运动的速率也降低。因此，与溢出通道52、42均打开时的初始打开速度 相比，针活塞20以降低的速度靠近其上部的升高挡块54。在接近其行程范围的最后，随着针活塞20的末端26靠近溢出通道42，发生进一步的节流效应，该节流效应在至溢出通道42的进口局部化，使得流出控制室18的燃料的流速进一步降低。最终，针活塞20的末端26的碰撞升高挡块54，从而完全遮盖溢出通道42。 在备选实施例中，溢出通道42可偏离而不与针活塞20轴向对准，从而在完全升高时避免该 局部化的节流效应。至喷射器本体12内的溢出通道52的进口变成为完全被遮盖可能在阀针仅运动其 整个运动范围内的短的距离之后发生，也可能随着针活塞20接近其整个运动范围的结束、 正好在碰撞上部升高挡块54之前发生。一旦至溢出通道52的进口被完全遮盖，阀针的运 动的剩余部分因此仅由经过垫板16上的溢出通道42的燃料的流速控制。因此，选择阀针 的几何形状和至溢出通道52的进口变成被完全遮盖的时间点，以便提供理想升高性能，并 确保与在阀针刚刚打开之后的运动的最初速度相比，针活塞20靠近上部升高挡块54的速 度降低。在备选实施例中，即使针活塞20靠近上部升高挡块54，喷射器本体12内的溢出通 道52可以仍有少部分不被遮盖，从而在阀针的整个运动范围内存在经过溢出通道42、52的 并行的流。在阀针关闭阶段，即当NCVlO不被促动时，阀销的头部32b被推压在第一阀座48 上，第二阀座50被打开，使得燃料从第二供应通道30流过第二阀座50并进入控制室18。 假设当针活塞20抵住其上部升高挡块54时，喷射器本体内的溢出通道52完全被遮盖，那 么燃料最初仅通过垫板16上的溢出通道42流入控制室18。随着针活塞20开始运动而离 开上部升高挡块54，至喷射器本体12内的溢出通道52的进口开始打开，此时燃料通过以下 两个路径流入控制室18 第一路径，经过交叉槽46和垫板16上的溢出通道42 ；第二路径， 经过交叉槽46、垫板16上的第二轴向通道44和喷射器本体12内的溢出通道52。这使得 在关闭阶段控制室18和喷嘴室之间的压力快速平衡。针弹簧然后提供力，以快速的运动关 闭阀针使其靠在阀针座上，并因此实现燃料喷射的快速终止。应注意，燃料在喷射器的打开 和关闭阶段均流过交叉槽46。参照图2，在燃料喷射器的第二方案中，可使用控制阀，可去除喷射器本体12内的 可变溢出通道52，使得垫板16上的溢出通道42是燃料流入/流出控制室18的唯一流通 道。在该情况下，针活塞20的运动的速率在其运动范围内固定，且因此阀针的运动的速率 也在其运动范围内固定。在燃料喷射器的另一方案中(未显示)，其仍提供阀针的打开运动的可变速率，可 去除垫板16上的溢出通道42，使得在NCVlO被促动时，喷射器本体12内的溢出通道52是 燃料流出控制室18的唯一流动路径。在该情况下，必须对阀针运动范围和针活塞20与溢 出通道52之间的重叠部分确定尺寸，以确保溢出通道52在完全升高时(即完全打开位置) 仍然部分地打开，并不被完全遮盖。这在当需要再次对控制室18加压以关闭阀针时，确保 溢出通道52在针升高至顶部时仍可为控制室18提供再填充能力。在NCV壳体14和喷射器本体12之间设置垫板16，在制造方面尤其具有优势。第 一，因为能够通过在垫板16上从一侧到另一侧地镗孔或钻孔方便地制造室36，所以有利于 在独立部分(垫板16)而不是在NCV壳体14内限定垫板室36。如果如现有设计中那样NCV 壳体14直接抵靠喷射器本体12，那么更难以在NCV壳体14的下表面设置等同的室。第二， 垫板16的存在允许用于本体部分32a的导孔34在制造过程中尽可能靠近磨削轴支撑件因为正是NCV壳体14的下表面必须特别精确地相对于导孔34以直角定位，所以磨削轴从 下方(在图1中显示的方位)靠近导孔34被认为是重要的。重要的是，因为磨削轴支撑件 可更加靠近用于控制阀销32a、32b的导孔34的入口，所以磨削轴也可具有相对小的直径。 因此，通过相对小的直径的磨削轴，可制造用于相对小的直径的控制阀销32a、32b的相对 小的直径的导孔34。这对于降低经过导孔34的燃料泄漏具有相当大的优势，其在燃料喷射 系统目前所需的较高压力下是特别有利的。第三，垫板16的存在，使NCVlO的第二阀座50 能够位于NCV壳体14的下表面上，能够使制造工艺简单，能够确保至第二阀座50的精确的 深度。因为正是垫板16的厚度决定分别由喷射器本体12和NCV壳体14限定的第一和 第二阀座48、50的分离，所以实现了另一优势，即垫板16的设置使控制阀销32a、32b的升 高能够通过选择垫板16的合适的厚度设定。而且，能够将控制阀销的头部32b保持在最小 的高度，且能够容易地将垫板室36围绕阀头32b的容积(以及其它容积和垫板内通 道46、 42,44)保持为相对小。最后，垫板16使得一些通道能够以一种方式被制造，在这种方式之 外的方式下这些通道可能难以制造或产生应力集中区。本发明可在共轨喷射器上执行，其中，共用的供应器(轨)输送燃料给发动机的 至少两个喷射器，也可在电子单元喷射器(EUI)上执行，其中，发动机的每个喷射器设有其 自身专用泵，并因此在与喷射器相同的单元内或在电子单元泵(EUP)内设有高压燃料供应 源，在电子单元泵中，发动机的每个喷射器设有其自身专用泵，并因此设有高压燃料供应 源，但其借助于管道与相关喷射器分离。本发明也可在具有共轨/EUI双重功能的混合系统 上使用。
权利要求
1.一种燃料喷射器，包括用于控制通过喷射器出口的燃料喷射的阀针(20)、用于容纳 燃料的控制室(18)和控制所述控制室(18)内的燃料压力以控制所述阀针的打开和关闭运 动进而控制通过所述出口的燃料喷射的三通控制阀，其中，所述三通控制阀控制(a)第一通道(38)和第二通道(36)之间的连通；和(b) 第三通道(30)和所述第二通道(36)之间的连通，所述控制阀包括第一壳体(14)，设有用于控制阀构件(32a，32b)的导孔(34)，由此在所述导孔(34)内 引导所述控制阀构件(32a，32b)的运动，第一阀座(48)，由第二壳体(12)限定，所述控制阀构件的端部能够与所述第一阀座 (48)接合，以控制所述第一和第二通道(38，36)之间的连通，其中所述第一壳体(14)为控 制阀壳体，所述第二壳体(12)为喷射器壳体，所述喷射器壳体(12)设有用于所述阀针或由 所述阀针携带的部件(20)的导孔(22)，第二阀座(50)，由所述第一壳体(14)限定，所述控制阀构件能够与所述第二阀座(50) 接合，以控制所述第二和第三流通道(36，30)之间的连通，以及中间壳体(16)，位于所述第一和第二壳体(14，12)之间，其中所述第二通道(36)限定 在所述中间壳体(16)内。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述控制阀构件包括在所述导孔 (34)内被引导的引导部分(32a)和能够与所述第一和第二阀座(48，50)接合以分别控制所 述第一通道(38)和所述第二通道(36)之间以及所述第二通道(36)和所述第三通道(30) 之间的连通的阀头(32b)。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射器，其特征在于，所述第一和第二阀座中的至少一 个由相关壳体(12，14)的平坦表面限定。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的燃料喷射器，其特征在于，所述第一通道 (38)由所述第二壳体(12)限定。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的燃料喷射器，其特征在于，所述第三通道部分 地由所述第二壳体(30)限定，且部分地由所述中间壳体(16)限定。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的燃料喷射器，其特征在于，所述控制室(18) 与所述三通控制阀的所述第二通道(36)连通。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射器，其特征在于，还包括所述控制室(18)和所述第 二通道(36)之间的溢出通道(42)，当所述控制阀构件运动离开所述第一阀座(48)时，所述 溢出通道(42)对流出所述控制室(18)的燃料流进行固定的限制。
8.根据权利要求7所述的燃料喷射器，其特征在于，所述溢出通道(42)设置在所述中 间壳体(16)内。
9.根据权利要求7或8所述的燃料喷射器，其特征在于，所述中间壳体(16)还包括交 叉槽(46)，所述交叉槽(46)在所述中间壳体(16)表面上，以将所述溢出通道(42)连接到 所述第二通道(36)。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的燃料喷射器，其特征在于，所述第一通道 (38)与低压排出件(40)连通，所述第三通道(30)与高压燃料源连通。
11.根据权利要求10所述的燃料喷射器，其特征在于，当所述控制阀构件坐落在所述 第一阀座(48)上时，所述控制阀构件与所述第三通道(30)内的燃料压力压力平衡。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的燃料喷射器，其特征在于，所述中间壳体 (16)限定用于所述阀针或由所述阀针携带的部件(20)的升高挡块(54)。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的燃料喷射器，其特征在于，还包括所述控 制室(18)和所述第二通道(36)之间的附加溢出通道(52)，当所述控制阀构件运动离开所 述第一阀座(48)时，所述附加溢出通道(52)对流出所述控制室(18)的燃料流进行可变限 制。
14.根据权利要求13所述的燃料喷射器，其特征在于，所述中间壳体还包括交叉槽 (46)，所述交叉槽(46)在所述中间壳体的表面上，以将所述附加溢出通道(52)连接到所述第二通道。
15.根据权利要求13或14所述的燃料喷射器，其特征在于，所述阀针或由所述阀针携 带的部件(20)能够与所述附加溢出通道(52)共同操作，依据所述阀针的打开运动的程度， 为流出所述控制室的燃料流提供可变限制。
16.一种燃料喷射器，包括用于控制通过喷射器出口的燃料喷射的阀针(20)、用于容 纳燃料的控制室(18)以及控制所述控制室(18)内的燃料压力以控制所述阀针的打开和关 闭运动从而控制通过所述出口的燃料喷射的三通控制阀，其中，所述三通控制阀控制(a)第一通道(38)和第二通道(36)之间的连通；和(b)第三通道(30)和所述第二通道(36)之间的连通，所述控制阀包括第一壳体(14)，设有用于控制阀构件(32a，32b)的导孔(34)，由此在所述导孔(34)内 引导所述控制阀构件(32a，32b)的运动，第一阀座(48)，由第二壳体(12)限定，所述控制阀构件(32a，32b)的头部(32b)能够 与所述第一阀座(48)接合，以控制所述第一和第二通道(38，36)之间的连通，第二阀座(50)，由所述第一壳体(14)限定，所述控制阀构件的所述头部(32b)能够与 所述第二阀座(50)接合，以控制所述第二和第三流通道(36，30)之间的连通，以及中间壳体(16)，位于所述第一和第二壳体(14，12)之间，其中，所述第二通道(36)限定 在所述中间壳体(16)内，且其中所述中间壳体(16)限定用于所述阀针或由所述阀针携带 的部件(20)的升高挡块(54)。
17.根据权利要求16所述的燃料喷射器，其特征在于，所述第一壳体为控制阀壳体 (14)，所述第二壳体为喷射器壳体(12)，所述喷射器壳体设有用于所述阀针或由所述阀针 携带的部件(20)的导孔(22)。
18.根据权利要求16或17所述的燃料喷射器，其特征在于，所述控制阀构件包括在所 述导孔(34)内被引导的引导部分(32a)和能够与所述第一和第二阀座(48，50)接合以分 别控制所述第一通道(38)和所述第二通道(36)之间的连通以及所述第二通道(36)和所 述第三通道(30)之间的连通的阀头(32b)。
19.根据权利要求16至18所述的燃料喷射器，其特征在于，所述第一通道(38)与低压 排出件(40)连通，且所述第三通道(30)与高压燃料源连通。
20.根据权利要求15至19中任意一项所述的燃料喷射器，其特征在于，所述第一通道 (38)由所述第二壳体(12)限定和/或其中所述第三通道部分地由所述第二壳体(30)限定且部分地由所述中间壳体(16)限定。
21.根据权利要求15至20中任意一项所述的燃料喷射器，其特征在于，还包括所述控 制室(18)和所述第二通道(36)之间的附加溢出通道(52)，当所述控制阀构件运动离开所 述第一阀座(48)时，所述附加溢出通道(52)对流出所述控制室(18)的燃料流进行可变限 制。
22.根据权利要求21所述的燃料喷射器，其特征在于，所述阀针或由所述阀针携带的 部件(20)与所述附加溢出通道(52)共同操作，依据所述阀针的打开运动的程度，为流出所 述控制室的燃料流提供可变限制。
全文摘要
本发明涉及一种燃料喷射器，其包括用于控制通过喷射器出口的燃料喷射的阀针(20)、用于容纳燃料的控制室(18)和控制所述控制室(18)内的燃料压力以控制所述阀针的打开和关闭运动进而控制通过所述出口的燃料喷射的三通控制阀。
文档编号F16K11/22GK102003552SQ20101026500
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者A·J·林默, A·T·哈坎布, M·J·哈克特, M·S·哈珀, M·S·格雷厄姆 申请人:德尔福技术控股有限公司