[发明专利]燃料喷射器

说明书

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)。