專利名稱：具有后端速率整形能力的流體噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及單流體燃料噴射系統(tǒng)，更特別地，涉及具有速率整形能力的燃料噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)(包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、以及本領(lǐng)域內(nèi)已知的其它發(fā)動(dòng)機(jī))排出與燃燒相關(guān)成分的復(fù)雜混合物。所述成分可為氣體和固體材料，包括氮氧化物(NOx)和顆粒物質(zhì)。由于對(duì)環(huán)境的日益關(guān)注，廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)變更越來越嚴(yán)格，從發(fā)動(dòng)機(jī)排放的NOx和顆粒物質(zhì)的量可依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、發(fā)動(dòng)機(jī)的大小和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的級(jí)別來調(diào)節(jié)。工程師已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，通過使燃料噴射系統(tǒng)在控制噴射正時(shí)、流率、噴射量、噴射率形狀、噴射結(jié)束特性以及本領(lǐng)域內(nèi)已知的其它因素中具有最大的靈活性，可在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作范圍內(nèi)降低不期望的發(fā)動(dòng)機(jī)排放，例如NOx、顆粒物質(zhì)和未燃碳?xì)浠衔?。管理與燃料噴射系統(tǒng)部件和可制造性相關(guān)的成本的需求、耐用系統(tǒng)的需求、減小系統(tǒng)中燃料噴射器之間性能差異的期望、以及本領(lǐng)域內(nèi)已知的其它因素往往會(huì)影響對(duì)最大靈活性的期望。這些問題起初是通過在燃料噴射器內(nèi)引入電致動(dòng)器以便獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸角度在噴射正時(shí)和量上獲得某些閾值可控制性來解決。就共軌燃料噴射系統(tǒng)來說，該閾值控制一般通過包括電子控制進(jìn)入閥或電子控制直接控制針閥來實(shí)現(xiàn)。在前面的情況中，燃料噴射器的噴嘴室通過由電致動(dòng)器打開和關(guān)閉進(jìn)入閥來打開和關(guān)閉與高壓燃料軌的流體連接。在某些情形下，進(jìn)入閥直接聯(lián)接至電致動(dòng)器，例如螺線管，在其它情形下，進(jìn)入閥為液控的。在其它共軌燃料噴射系統(tǒng)中，噴嘴室保持總是流體地連接至高壓軌，但是噴嘴通過減輕直接控制針閥的封閉液壓表面上的壓力而被打開和關(guān)閉。盡管這些共軌燃料噴射系統(tǒng)具有許多期望的方面，但是最大化噴射特性的靈活性的能力仍難以實(shí)現(xiàn)。在Augustin的美國專利No. 5，984，200所公開的一個(gè)共軌燃料噴射器例子中，液控進(jìn)入閥據(jù)稱包括允許燃料噴射器接近噴射事件開始時(shí)提供較慢噴射率的特征，以產(chǎn)生本領(lǐng)域內(nèi)一般稱作的斜坡形噴射事件。盡管斜坡形噴射事件證明在某些發(fā)動(dòng)機(jī)操作情形下可有效降低不期望的排放是真實(shí)的，但是其它發(fā)動(dòng)機(jī)操作情形常常需要不同的噴射特性，以有效降低不期望的排放。其中，這些其它期望噴射特性為多次噴射、產(chǎn)生方形前端噴射率形狀的能力、以及突然結(jié)束噴射事件的能力。因此，已經(jīng)證明制造具有擴(kuò)展范圍能力的共軌燃料噴射器是疑難的。所公開的具有速率整形能力的燃料噴射器針對(duì)克服上述一個(gè)或多個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，一種燃料噴射器，包括噴射器本體，該噴射器本體限定高壓入口、噴嘴供給通道、止回控制室、止回控制管路、低壓排出道和至少一個(gè)噴嘴出口。所述燃料噴射器還包括止回速度控制裝置，其固定地定位于所述止回控制室內(nèi)，并且具有上碗、下碗和通過所述下碗的至少一個(gè)孔口。還包括控制閥組件，其具有構(gòu)造成有選擇地允許從所述上碗和止回控制管路到所述低壓排出道的流體連通的閥構(gòu)件。所述燃料噴射器還包括止回針，其在所述噴射器本體中可在第一位置與第二位置之間運(yùn)動(dòng)，在所述第一位置，所述止回針阻擋所述至少一個(gè)噴嘴出口，在所述第二位置，所述止回針至少部分地打開所述至少一個(gè)噴嘴出口。所述止回針還包括暴露于所述噴嘴供給通道的流體壓力的至少一個(gè)開放液壓表面和暴露于第一止回控制室的流體壓力的至少一個(gè)封閉液壓表面。另一方面，一種在噴射事件期間控制止回針的關(guān)閉速度的方法，所述方法包括如下步驟通過將流體從止回控制室排到低壓排出道來將止回針從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置，其中在所述第一位置，所述止回針阻擋至少一個(gè)噴嘴出口，在所述第二位置，所述止回針至少部分地開啟所述至少一個(gè)噴嘴出口。還包括如下步驟通過阻止所述止回控制室與所述低壓排出道之間的流體連通，并使用流體填充所述止回控制室來將所述止 回針從所述第二位置運(yùn)動(dòng)到所述第一位置。還包括如下步驟當(dāng)所述止回針從所述第二位置運(yùn)動(dòng)到所述第一位置時(shí)，通過使用止回速度控制裝置限制流體填充所述止回控制室來限制所述止回針的速度，其中所述止回速度控制裝置固定地定位于所述止回控制室內(nèi)，并且具有上碗、下碗和通過所述下碗的至少一個(gè)孔口。再一方面,一種內(nèi)燃機(jī)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，該發(fā)動(dòng)機(jī)殼體限定多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，并且包括多個(gè)活塞，每個(gè)活塞都可在相應(yīng)的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中運(yùn)動(dòng)。燃料系統(tǒng)包括多個(gè)燃料噴射器，每個(gè)燃料噴射器都與所述多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的一個(gè)相聯(lián)，每個(gè)燃料噴射器都包括具有上表面和下表面的腔，并且包括具有上表面和下表面以及位于其中的孔口的止回速度控制裝置。所述止回速度控制裝置的上表面與所述腔的上表面之間的空間限定了第一止回控制室，并且所述止回速度控制裝置的下表面與所述腔的下表面之間的空間限定第二止回控制室。所述第一和第二止回控制室通過所述孔口彼此流體地連接。所述多個(gè)燃料噴射器中的每個(gè)燃料噴射器都還包括可運(yùn)動(dòng)一止回行程距離以控制燃料噴射進(jìn)相聯(lián)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的止回針，以及暴露于第二止回控制室的流體壓力的至少一個(gè)封閉液壓表面。


圖I為使用共軌燃料噴射器的燃料系統(tǒng)的示意圖；圖2為利用止回速度控制裝置的共軌燃料噴射器的截面圖；圖3為圖2中噴射器的插圖，示出了止回速度控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)；圖4為示例性止回速度控制裝置的平面圖；圖5為示例性止回速度控制裝置的截面圖；圖6為止回速度控制裝置的一個(gè)替代實(shí)施例的視圖；以及圖7為不出各種噴射率輸出曲線的曲線圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，共軌燃料系統(tǒng)10包括至少一個(gè)燃料噴射器12。燃料源14可含有處于環(huán)境壓力的燃料。所述燃料可為柴油餾分燃料。輸送泵16可通過燃料供給管路18從燃料源汲取燃料，并將其輸送至高壓燃料泵20。高壓燃料泵20然后將燃料增壓至期望的壓力，并將其輸送至燃料軌22。燃料軌22中燃料的壓力可部分地被安全閥24調(diào)節(jié)。如果燃料軌22中的燃料高于期望壓力，那么安全閥24則將燃料從燃料軌22溢出至燃料返回管路26。燃料返回管路26將燃料返回燃料源14。燃料軌22還構(gòu)造成將燃料輸送至燃料噴射器12。燃料噴射器12構(gòu)造成將燃料噴射進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的燃燒室。未被燃料噴射器12噴射的燃料溢出至燃料返回管路26，最終返回燃料源14。電子控制模塊(ECM) 28可提供用于燃料系統(tǒng)10的總控制。ECM 28可接收多個(gè)輸入信號(hào)，例如從連接至燃料軌22的壓力傳感器30和溫度傳感器32，以確定操作情形。然后ECM 28向包括輸送泵16、高壓燃料泵20和燃料噴射器12的多個(gè)部件發(fā)送多個(gè)控制信號(hào)?，F(xiàn)在參考圖2，示出了各燃料噴射器12的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和流體回路。燃料噴射器12包括噴射器本體34。噴射器本體34可限定高壓燃料入口 36和高壓供給通道38。高壓供給通道38向噴嘴組件40供給高壓燃料。噴嘴組件40可包括限定了噴嘴腔44的噴嘴本體42。噴嘴本體42還限定燃料供給通道43。噴嘴腔44通過燃料供給通道43與高壓供給通道38流體連通。噴嘴組件40還包括止回針46。止回針46可布置在噴嘴腔44中。噴嘴組件40還可包括噴嘴末端48，該 噴嘴末端48包括至少一個(gè)噴射孔口 50。如即將更加詳細(xì)描述的，止回針46可在第一位置與第二位置之間運(yùn)動(dòng)。在第一位置中，止回針46的第一端52與噴嘴末端48接觸，使得其至少部分地阻擋噴嘴腔44與所述至少一個(gè)噴射孔口 50之間的流體連通。在第二位置中，止回針46的第一端52與噴嘴末端48脫離接觸，使得允許噴嘴腔44與所述至少一個(gè)噴射孔口 50之間的流體連通。在噴嘴腔44中還可布置偏壓彈簧54。偏壓彈簧54可構(gòu)造成將止回針46朝其第一位置偏壓。噴嘴本體42還可限定止回導(dǎo)向孔56，止回針46的第二端58布置于其中。止回針46的第二端58包括至少一個(gè)封閉液壓表面60。噴嘴組件40還可包括孔板62?？装?2限定燃料供給孔口 64。燃料供給孔口 64促進(jìn)高壓供給通道38與燃料供給通道43之間的流體連通?？装?2還限定z孔口 66和a孔口 68?？装?2可布置在噴嘴本體42的頂部。止回控制室70可由孔板62的下表面72以及在止回導(dǎo)向孔56內(nèi)且在止回針46的第二端58上方的空間來限定。止回針46的封閉液壓表面60暴露于止回控制室70。止回控制室70還包括固定地定位于其中的止回速度控制裝置74。如圖4和5中所示，止回速度控制裝置74可為包括邊緣76的基本上圓形的裝置。邊緣76可為焊接至孔板62的下表面72的表面。這樣，止回速度控制裝置74可固定地定位于止回控制室70內(nèi)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，存在將止回速度控制裝置74固定地定位在止回控制室70中的其它方式。邊緣76可為凸出壁78的一部分。凸出壁78沿著止回速度控制裝置74的周邊。凸出壁78形成上碗80的外邊界。止回速度控制裝置74還可限定下碗82。下碗82可具有比上碗80小的半徑，并可定位成使其處于與上碗80不同的豎直平面上。替代實(shí)施例(如圖4中所示)可包括至少一個(gè)中碗84。中碗可具有比上碗80小但比下碗大的半徑。中碗84還可定位于上碗80與下碗82之間并處于與它們不同的豎直平面內(nèi)。在每一種實(shí)施例中，止回速度控制裝置74的下碗82都包括至少一個(gè)孔口 86?？卓?86促進(jìn)止回控制室70、下碗82和上碗80之間的流體連通。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，在包括至少一個(gè)中碗84的實(shí)施例中，孔口 86會(huì)促進(jìn)止回控制室70、下碗82、中碗84和上碗80之間的流體連通。圖6示出了止回速度控制裝置274的一個(gè)替代實(shí)施例。為便于比較，類似的部件將以在“200”序列中的相似標(biāo)記來指代。如下文所述，止回速度控制裝置274以與止回速度控制裝置74(見圖3)幾乎相同的方式定位和操作。止回速度控制裝置274與止回速度控制裝置74不同點(diǎn)在于，不是如同止回速度控制裝置74那樣加工外表面，而是僅加工止回速度控制裝置274的操作內(nèi)表面。特別地，上碗280、下碗282和孔口 286由一個(gè)板275加工而出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，圖6的止回速度控制裝置274的實(shí)施例還可包括加工的中碗(未示出)。止回速度控制裝置處于固定位置。板275可焊接至孔板62的下表面72。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)容易地認(rèn)識(shí)到將止回速度控制裝置274固定在適當(dāng)位置的其它方法。止回速度控制裝置274的加工的上碗280、下碗282和孔口 286定位成使得它們與z孔口 66、a孔口 68和止回控制室70流體連通。板275還包括與燃料供給孔口 64和燃料供給通道43都流體連通的至少一個(gè)通路277。特別地，通路277促進(jìn)高壓燃料從燃料入口36流體連通至噴嘴腔44。如下所述，止回速度控制裝置274以與止回速度控制裝置74相同的方式操作?，F(xiàn)在返回到圖2，燃料噴射器12還可包括控制閥組件88?？刂崎y組件88可至少部分地布置在噴射器本體34中，并構(gòu)造成有選擇地允許止回控制室70通過a孔口 68與形成在噴射器本體34中的低壓排出道90之間的流體連通?？刂崎y組件88可包括電致動(dòng)器 92，例如螺線管或壓電致動(dòng)組?？刂崎y組件88還可包括聯(lián)接至活塞96的銜鐵94。控制閥組件88還可包括閥構(gòu)件98。閥構(gòu)件98可為具有平面的球閥。閥構(gòu)件98還可定位于孔板62的頂部，使得其有選擇地阻擋和開啟a孔口 68與低壓排出道90之間的流體連通?？刂崎y組件88還可包括偏壓彈簧100。偏壓彈簧100可構(gòu)造成將活塞96向下偏壓，使得閥構(gòu)件98通常阻止a孔口 68與低壓排出道90之間的流體連通?，F(xiàn)在說明燃料噴射器12的操作。止回針46的打開和關(guān)閉由控制閥組件88控制，控制閥組件88調(diào)節(jié)排出止回控制室70的加壓燃料的流量。當(dāng)控制閥構(gòu)件88的電致動(dòng)器92未通電時(shí)，偏壓彈簧100向下偏壓活塞96，使得閥構(gòu)件98阻擋a孔口 68。當(dāng)閥構(gòu)件98處于該位置時(shí)，高壓流體從燃料入口 36進(jìn)入高壓供給通道38和燃料供給孔口 64。大量燃料通過燃料供給通道43被輸送至噴嘴腔44。但是，燃料供給孔64中的一部分燃料被引導(dǎo)至z孔口 66，其中這部分燃料被引導(dǎo)至止回控制室70。更特別地，來自z孔口 66的燃料被供給至止回速度控制裝置74的上碗80。當(dāng)上碗80被填滿時(shí)，燃料溢入下碗82，然后最終溢出孔口 86，進(jìn)入止回控制室70并填充該止回控制室70。因此，高壓燃料填充止回控制室70和噴嘴腔44。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，止回針46的上方和下方存在力平衡。偏壓彈簧54將止回針46保持在其第一位置，其中第一端52阻擋噴射孔口 50，阻止噴射。當(dāng)期望噴射時(shí)，電致動(dòng)器92通電，從而產(chǎn)生吸引銜鐵94的電磁場。銜鐵94和相聯(lián)的活塞96克服偏壓彈簧100的向下偏壓，被吸向電致動(dòng)器92。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，閥構(gòu)件98開啟a孔口 68，允許燃料從止回控制室70流過a孔口 68到低壓排出道90。更特別地，上碗80和下碗82內(nèi)的燃料流出a孔口 68到低壓排出道90。止回控制室70內(nèi)剩余的燃料然后流過孔口 86進(jìn)入下碗82、上碗80并流出a孔口 68到低壓排出道90。當(dāng)加壓流體流出止回控制室70時(shí)，止回控制室70內(nèi)的壓力下降。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，失去了通過在止回針46的上方和下方都具有加壓燃料所獲得的力平衡。然后噴嘴腔44中的加壓燃料作用在止回針46的至少一個(gè)開放液壓表面102上，引起止回針46克服偏壓彈簧54的向下偏壓并提升。然后噴嘴腔44內(nèi)的燃料通過噴射孔口 50噴射。
當(dāng)期望結(jié)束噴射時(shí)，電致動(dòng)器92斷電。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，通電的電致動(dòng)器92產(chǎn)生的電磁場消失。在沒有電磁場的情形下，銜鐵94和相聯(lián)的活塞96不再被吸向電致動(dòng)器92。隨后偏壓彈簧100將活塞向下朝著其原始位置偏壓?；钊?6引起閥構(gòu)件98到其原始位置，這里它阻擋a孔口，阻止止回控制室70與低壓排出道90之間的流體連通。更特別地，阻止上碗80、下碗82與低壓排出道之間的流體連通。此時(shí)，來自燃料入口 36的燃料的一部分被允許進(jìn)入z孔口 66，加壓燃料開始重新填充止回控制室70。更特別地，加壓燃料通過z孔口 66進(jìn)入止回速度控制裝置74的上碗80和下碗82。然后加壓燃料通過孔口 86進(jìn)入止回控制室70，作用在止回針46的封閉液壓表面60上。來自燃料入口 36的燃料還同時(shí)通過高壓供給通道38、燃料供給孔口 64和燃料供給通道43輸送至噴嘴腔44。隨著加壓燃料既在止回針46的上方又在其下方，達(dá)到力平衡?，F(xiàn)在偏壓彈簧54的向下的力足以引起止回針46運(yùn)到其第一位置，其中第一端52阻擋噴射孔口 50。因此，噴射事件結(jié)束。止回針46打開和關(guān)閉的速度受到止回速度控制裝置74的存在的影響。在沒有止回速度控制裝置的標(biāo)準(zhǔn)共軌燃料噴射器中，止回針在噴射事件開始時(shí)快速并完全地打開。 同樣，在噴射事件結(jié)束時(shí)或后端，止回針快速并完全地關(guān)閉。因?yàn)閷?duì)離開止回控制室的流體的唯一限制是通過a孔口引起，所以發(fā)生這些快速動(dòng)作。當(dāng)開始控制開啟的止回針46的速度時(shí)或噴射的前端，本申請(qǐng)的止回速度控制裝置74、274類似于原申請(qǐng)美國專利申請(qǐng)No. 12/552523的止回速度控制裝置。在這篇申請(qǐng)中，止回速度控制裝置定位于止回控制室內(nèi)，使得其可軸向地運(yùn)動(dòng)。在噴射事件前端，因?yàn)橹够乜刂剖覂?nèi)的液壓力將止回速度控制裝置壓到止回控制室的頂部，并且離開止回控制室的燃料被止回控制室與下碗之間的孔口限制，所以開啟的止回針被減慢。這樣，止回速度控制裝置就像它在止回控制室中被固定就位那樣發(fā)揮作用，如同本公開的止回速度控制裝置。在噴射事件的后端，本申請(qǐng)的止回速度控制裝置74、274的固定特性作用非常不同。特別地，因?yàn)橹够厮俣瓤刂蒲b置74、274的存在和固定位置，止回控制室70的填充被阻止，所以止回針46的關(guān)閉被充分地減慢。因?yàn)橹够厮俣瓤刂蒲b置74、274在止回控制室70中的固定位置，限制了使用加壓燃料重新填充止回控制室。來自z孔口 66的加壓燃料被輸送至止回速度控制裝置74、274的上碗80。燃料流入下碗82、282，最終流出孔口 86、286，并全部進(jìn)入止回控制室70，在這里它可作用在止回針46的第二端58的封閉液壓表面60上。限制加壓燃料流入止回控制室70必然意味著止回控制室需要更長的時(shí)間充滿燃料。因此，為在止回控制室70與噴嘴腔44之間產(chǎn)生力平衡而在止回控制室70建立足量的壓力需要更長的時(shí)間，其中偏壓彈簧54會(huì)使止回針46返回其第一位置。本發(fā)明的止回速度控制裝置74、274對(duì)燃料噴射曲線所具有的影響可在圖7中看至IJ。圖7示出了幾種模式的燃料噴射曲線，包括沒有止回速度控制裝置的燃料噴射器的曲線104、具有可動(dòng)止回速度控制裝置的燃料噴射器的曲線106、和具有固定止回速度控制裝置的燃料噴射器的曲線108。在不具有某類止回速度控制裝置的一般共軌噴射器中，止回針幾乎立即完全打開、噴射期望時(shí)間框架的燃料、然后快速關(guān)閉。這類燃料噴射器表示的噴射曲線通常稱為方形噴射曲線104。具有速度控制裝置的燃料噴射器提供了不同形狀的曲線。該不同噴射曲線是由于燃料進(jìn)入和離開止回控制室的限制所引起。例如，在具有可動(dòng)和固定止回速度控制裝置74、274的燃料噴射器中，產(chǎn)生了噴射的斜坡形前端。在噴射事件開始時(shí)，止回速度控制裝置的位置靠在孔板的下表面上。不管止回速度控制裝置是如本文所公開的固定的還是可如美國專利申請(qǐng)No. 12/552523中所公開的可動(dòng)的，止回速度控制裝置都位于這里。通過止回速度控制裝置74、274在該位置，離開止回控制室70的燃料被限制，止回針并不立即完全打開。相反，止回針打開更慢。因此，顯示出噴射的斜坡形前端，例如106和108所示。當(dāng)期望結(jié)束噴射時(shí)，具有止回速度控制裝置的燃料噴射器產(chǎn)生不同的曲線，依賴于止回速度控制裝置在止回控制室中是固定的還是可動(dòng)的。在止回速度控制裝置是可動(dòng)的燃料噴射器中(例如美國專利申請(qǐng)No. 12/552523所公開的)，因?yàn)橹够厮俣瓤刂蒲b置運(yùn)動(dòng)離開孔板的下表面，從而允許加壓燃料輸送通過z孔口，以降低的限制進(jìn)入止回控制室，所以噴射的結(jié)束是更方形的形狀。在例如本文所公開的燃料噴射器中，止回速度控制裝置74、274固定在止回控制室70內(nèi)的適當(dāng)位置。更特別地，止回速度控制裝置定位于止回控制室內(nèi)，使得流入止回控制室內(nèi)的所有燃料必須先遇到止回速度控制裝置。因此，在噴射事件的末端，因?yàn)榱魅胫够?控制室70的流體必須先流入止回速度控制裝置74、274的上碗80、280，所以它受限制。然后燃料流入下碗82、282，并流出孔口 86、286。燃料從這里全部進(jìn)入止回控制室70。因?yàn)槿剂鲜芟拗?，所以止回?6的關(guān)閉并不立即發(fā)生。相反，它緩慢地發(fā)生，例如曲線108所示。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了共軌燃料噴射系統(tǒng)中的優(yōu)選應(yīng)用。另外，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了在單流體即燃料噴射系統(tǒng)中的優(yōu)選應(yīng)用。盡管本發(fā)明以壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的形式示出，但是本發(fā)明可發(fā)現(xiàn)在其它發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中的應(yīng)用，包括但不限于火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。所公開的燃料噴射器具有在噴射事件的前端和后端都產(chǎn)生斜坡噴射形狀的能力。另外，該噴射輪廓可獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件來選擇。最后，如同許多電控燃料噴射系統(tǒng)，本文所公開的燃料噴射器12對(duì)可獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和曲軸角選擇的噴射正時(shí)和噴射量具有相對(duì)精確的控制。上面的描述僅用于示例性目的，不意欲以任何方式限制本發(fā)明的范圍。因此，在不脫離由所附權(quán)利要求的術(shù)語限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)清楚可對(duì)所示實(shí)施例進(jìn)行的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種燃料噴射器，包括 噴射器本體，其限定高壓入口、噴嘴供給通道、止回控制室、止回控制管路、低壓排出道和至少一個(gè)噴嘴出口； 止回速度控制裝置，其固定地定位于所述止回控制室內(nèi)，并且具有上碗、下碗和通過所述下碗的至少一個(gè)孔口； 控制閥組件，其具有能夠有選擇地允許從所述上碗和止回控制管路到所述低壓排出道的流體連通的閥構(gòu)件；以及 止回針，其在所述噴射器本體中能在第一位置與第二位置之間運(yùn)動(dòng)，在所述第一位置，所述止回針阻擋所述至少一個(gè)噴嘴出口，在所述第二位置，所述止回針至少部分地打開所述至少一個(gè)噴嘴出口， 所述止回針包括暴露于所述噴嘴供給通道的流體壓力的至少一個(gè)開放液壓表面和暴露于第一止回控制室的流體壓力的至少一個(gè)封閉液壓表面。
2.如權(quán)利要求I所述的燃料噴射器，還包括能夠?qū)⑺鲋够蒯槼涞谝晃恢闷珘旱闹辽僖粋€(gè)偏壓彈簧。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料噴射器，還包括限定z孔口和a孔口的孔板，其中所述z孔口促進(jìn)從所述噴嘴供給通道到所述上碗的流體連通，所述a孔口促進(jìn)從所述上碗到所述止回控制管路的流體連通。
4.如權(quán)利要求3所述的燃料噴射器，其中，所述止回速度控制裝置在所述止回控制室內(nèi)焊接就位。
5.如權(quán)利要求4所述的燃料噴射器，其中，所述止回速度控制裝置定位于所述止回針上方。
6.如權(quán)利要求I所述的燃料噴射器，其中，所述止回速度控制裝置的上碗、下碗和至少一個(gè)孔口從一個(gè)板加工而成。
7.一種在噴射事件期間控制止回針的關(guān)閉速度的方法，所述方法包括下列步驟 通過將流體從止回控制室排到低壓排出道來將止回針從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置，其中在所述第一位置，所述止回針阻擋至少一個(gè)噴嘴出口，在所述第二位置，所述止回針至少部分地開啟所述至少一個(gè)噴嘴出口； 通過阻止所述止回控制室與所述低壓排出道之間的流體連通，并使用流體填充所述止回控制室來將所述止回針從所述第二位置運(yùn)動(dòng)到所述第一位置； 當(dāng)所述止回針從所述第二位置運(yùn)動(dòng)到所述第一位置時(shí)，通過使用止回速度控制裝置限制流體填充所述止回控制室來限制所述止回針的速度，其中所述止回速度控制裝置固定地定位于所述止回控制室內(nèi)，并且具有上碗、下碗和通過所述下碗的至少一個(gè)孔口。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述止回針包括在所述第一位置阻擋所述噴嘴出口的第一止回針端部和至少一個(gè)封閉液壓表面設(shè)于其上的第二止回針端部。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，流體從所述止回控制室到所述低壓排出道的排出需要流體通過所述止回速度控制裝置的孔口、下碗和上碗。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，流體從所述止回控制室的排出由具有閥構(gòu)件的控制閥組件控制，所述閥構(gòu)件有選擇地允許所述止回控制室與所述低壓排出道之間的流體連通。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述止回速度控制裝置在所述止回控制室內(nèi)焊接就位。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述止回速度控制裝置定位于所述止回針上方。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述止回速度控制裝置的上碗、下碗和至少一個(gè)孔口從一個(gè)板加工而成。
14.一種內(nèi)燃機(jī)，包括 發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，其限定多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，并且包括多個(gè)活塞，每個(gè)活塞都能在相應(yīng)的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中運(yùn)動(dòng)；以及 燃料系統(tǒng)，其包括多個(gè)燃料噴射器，每個(gè)燃料噴射器都與所述多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的一個(gè)相聯(lián)，其中所述多個(gè)燃料噴射器中的至少一個(gè)還包括 噴射器本體，其限定高壓入口、噴嘴供給通道、止回控制室、止回控制管路、低壓排出道和至少一個(gè)噴嘴出口； 止回速度控制裝置，其固定地定位于所述止回控制室內(nèi)，并且具有上碗、下碗和通過所述下碗的至少一個(gè)孔口； 控制閥組件，其具有能夠有選擇地允許從所述上碗和止回控制管路到所述低壓排出道的流體連通的閥構(gòu)件；以及 止回針，其在所述噴射器本體中能在第一位置與第二位置之間運(yùn)動(dòng)，在所述第一位置，所述止回針阻擋所述至少一個(gè)噴嘴出口，在所述第二位置，所述止回針至少部分地打開所述至少一個(gè)噴嘴出口， 所述止回針包括暴露于所述噴嘴供給通道的流體壓力的至少一個(gè)開放液壓表面和暴露于第一止回控制室的流體壓力的至少一個(gè)封閉液壓表面。
15.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述至少一個(gè)燃料噴射器還包括能夠?qū)⑺鲋够蒯槼涞谝晃恢闷珘旱闹辽僖粋€(gè)偏壓彈簧。
16.如權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述至少一個(gè)燃料噴射器還包括限定z孔口和a孔口的孔板，其中所述z孔口促進(jìn)從所述噴嘴供給通道到所述上碗的流體連通，所述a孔口促進(jìn)從所述上碗到所述止回控制管路的流體連通。
17.如權(quán)利要求16所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述至少一個(gè)燃料噴射器的止回速度控制裝置在所述止回控制室內(nèi)焊接就位。
18.如權(quán)利要求17所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述至少一個(gè)燃料噴射器的止回速度控制裝置定位于所述止回針上方。
19.如權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃機(jī)，還包括高壓燃料泵和共軌，所述共軌與所述高壓燃料泵并與所述多個(gè)燃料噴射器中至少一個(gè)燃料噴射器的高壓燃料入口流體地連接。
20.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述止回速度控制裝置的上碗、下碗和至少一個(gè)孔口從一個(gè)板加工而成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有后端速率整形能力的流體噴射器。具體地，一種共軌單流體噴射系統(tǒng)，包括在噴射事件的前端和后端都具有斜坡形噴射曲線的燃料噴射器。這通過在燃料噴射器的止回控制室內(nèi)包括位置固定的止回速度控制裝置來實(shí)現(xiàn)。該止回速度控制裝置通過限制流入和流出止回控制室的燃料來控制止回的速度。
文檔編號(hào)F02M61/18GK102840075SQ20121021689
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者金會(huì)山, M·F·索瑪斯 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司