[发明专利]用于大型柴油发动机的电控燃料喷射器

说明书

技术领域

本发明涉及用于大型柴油发动机的电控燃料喷射器。本发明特别涉及用于大型两冲程柴油发动机、例如船舶推进用柴油发动机的共轨喷射系统的燃料喷射器。

背景技术

共轨高压喷射系统包含为喷射器提供燃料的泵，其通常具有固定的排量，并设计用于使高压蓄集器(共轨)内的燃料加压。喷射器配备有阀座，以及可在喷射器的主体内在关闭位置和打开位置之间运动的阀针。阀针的位置由加压液体在适当的影响面上的作用而产生的两个液力的强度决定。

在阀座上游的输送室内的加压燃料沿阀针从其承座上抬起的方向、也就是打开方向起作用。电操作的控制阀调节控制室内的液压，其产生沿关闭喷射器的方向起作用的力。控制阀的促动导致控制室内的压力降低到作用为打开喷射器承座的力相对于作用为关闭喷射器承座的力占优的点，导致阀针从阀座上升起且因此导致燃料喷射。

电控喷射器的工作原理采用了控制室通过入口节流器连接于高压管路，并且通过出口节流器连接于排放管路。

入口节流器和出口节流器的尺寸必须选择为使得当控制阀打开时，控制室内的压力可降低到足够低的值，以保证关闭方向上的力变得小于打开方向上的力。一旦这种情况发生，阀针便打开喷射器承座，因此允许到喷射器承座下游的腔室(所谓的压力室)的燃料通道，燃料从此处经喷射孔喷射到燃烧室内。

当喷射器打开时，压力室被加压到可获得的共轨压力的相当大的分数，因此增加了作用于打开方向上的力，这是由于现在高压燃料的影响面包含了阀针的整个横截面。

当需要关闭喷射器时，重新设置控制阀的位置，因此不允许控制室和低压燃料管路之间的连接。控制室压力再次上升，但是由于上述原因，在阀针开始再次移向其承座之前，控制室压力需要达到比引发打开阶段所需的压力值高得多的值。

关闭阶段期间的阀针速度受到技术要求的约束，并且通过相对于控制室内的阀针横截面积来适当地调节入口节流器的尺寸，可以实现该所希望的值。

因此，可被调节以实现控制室所要求的压降以引发喷射器打开的唯一参数是出口节流器的尺寸。当阀针关闭时，打开和关闭方向上的压力影响区域之间的差异越大，出口节流器应越大。

这意味着出口节流器的尺寸随着阀针承座的直径与控制室的直径之比接近一致而增加。

较大的出口节流器引起了在控制阀设计和喷射器效率方面的较多问题，这是由于在通常用于这些应用中的双路提升阀中，控制室压力沿打开该阀门的方向起作用。较大的出口节流器要求较大的提升阀(否则通过阀的通道会变成主要的限制)，并且这导致了控制室压力的较大的影响面。最后，这增加了对弹簧的力(以在缺乏指令信号时保持阀门关闭)和需要克服弹力的促动器的力的要求。这也意味着必须使用较大的部件，并且由于发动机的几何形状约束和控制阀的速度要求(例如，较大且较强的螺线管通常是较慢的)，所述较大的部件通常是不可接受的。

此外，较大的出口节流器导致用于执行喷射控制的由喷射器所排出的流速较高。显然，这是效率损失的一个原因，这是由于花在加压此燃料上的能量因使其膨胀通过控制回路而被浪费了。

在大型两冲程柴油发动机中，这些问题变得甚至更加严重，这是由于归因于用来减少未燃烧烃(UHC)和颗粒排放物的滑阀的阀针的存在，导致承座的直径与控制室的直径之比相当高，这迫使承座的直径大于滑阀的直径。这导致了需要选择涉及较大排放流速的较大出口节流器。

这些问题使得难以将成熟的共轨技术实施到用于大型两冲程发动机的喷射器中。

发明内容

本发明的目的是提供一种如上文所述的问题的解决方法。

根据本发明，通过具有如下特征的燃料喷射器实现了此目的。本发明提供了一种用于大型柴油发动机的电控燃料喷射器，包括：主体，其具有连接于燃料供给管路并设有锥形阀座的输送室；阀针，其延伸穿过输送室并具有与阀座配合操作的锥形密封面，该阀针能沿着纵轴在锥形密封面邻接于锥形阀座的关闭位置和锥形密封面与锥形阀座间隔开的打开位置之间运动，其中，进入输送室的液压产生朝向打开位置推动阀针的第一液力；控制室，其通过入口节流器连接于燃料供给管路，并且通过出口节流器连接于排放管路，其中，进入控制室的液压产生朝向关闭位置推动阀针的第二液力；电操作的控制阀，其用于选择性地打开和关闭控制室和低压体积之间的通过排放管路的液体连通。其中，入口节流器包括可变阻塞部分，其能够在相应于阀针的完全关闭位置的阻塞位置和相应于阀针的初始打开的非阻塞位置之间运动。

本发明允许优化用于大型柴油发动机的电子喷射器的性能。特别是，本发明允许在喷射循环期间最小化电控阀需要排放以保持喷射器打开的控制流速。