[发明专利]用于控制阀构件的提升量的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流量控制阀，更具体地说，涉及一种燃料喷射阀和一种用于控制阀构件从闭合位置到打开位置的提升量的装置。

发明背景

流量控制阀是这样的阀：其控制流体流动以使得可通过将阀从其落座位置提升来在最小值与最大值之间调整离开阀出口的流体的流体流速。这种流量控制阀的一个实例为燃料喷射阀，所述燃料喷射阀通过喷射到发动机汽缸的进气口中或者直接喷射到燃烧室中而将燃料递送到发动机的燃烧室中。通常使用液体燃料如柴油或汽油来为此类压缩点火内燃机提供燃料，并且最近，更清洁的燃烧气体燃料如天然气、纯甲烷、乙烷、液化石油气、较轻的可燃的烃衍生物或此类燃料的共混物被用作柴油或汽油的替代品。

一些类型的燃料喷射阀可控制阀构件提升量以便根据发动机的运行状态来调整引入到燃烧室中的燃料量。在本文中，“阀构件提升量”被定义为阀构件远离闭合/落座位置到打开位置的位移，在所述打开位置中燃料穿过燃料喷射阀被递送到燃烧室中。当到燃料喷射阀的燃料递送的压力恒定，并且阀构件与阀底座之间的开口为燃料流动路径中的瓶颈时，阀构件提升量的增加通常对应于通过增大穿过阀构件与阀底座之间的开口的流速所喷射的燃料量的增加。这对于发动机运行是有益的，因为当发动机空转或处于低负载时，与发动机在高负载下运行时相比，发动机运行所需要的燃料量更小，并且喷射到燃烧室中的燃料量需增加以匹配增加的功率要求。

具有可调整的阀构件提升量的此类燃料喷射阀的一个实例为通过压电致动器致动的燃料喷射阀。压电致动器在行业内是已知的，其允许控制在阀的完全关闭位置与完全打开位置之间的中间位置处的阀构件提升量。对于压电致动器、磁致伸缩致动器以及其他压变式致动器来说，因为致动器位移是致动器长度的函数并且存在对致动器尺寸的实际空间限制，所以与电磁致动器相比，利用此类致动器实现了更小的阀构件提升量。因此，在一些情况下，压变式致动器可能不足以递送高负载下最佳发动机运行所需要的燃料量。

当需要阀针更大的位移时，通常采用电磁致动器，例如螺线管。某个现有技术专利文献公开了用于实现不同阀构件提升量的螺线管致动器的使用。例如，英国专利申请号2,341,893描述了一种两个致动器的组件，所述组件允许将阀构件提升到由第一电磁致动器的行程控制的第一中间位置、由第二电磁致动器的行程控制的第二中间位置以及由第一致动器和第二致动器的组合行程实现的完全提升位置。

用于控制流量控制阀的阀构件的提升量的另一个解决方案可以是通过提供当阀构件移动到其提升位置中时与阀构件接触的端部止挡件来限制阀构件的移动量。这种布置的一个实例在德国专利申请号1911827中进行描述，其采用电磁致动的端部止挡件来限制阀构件的移动量。端部止挡件借助于电磁体的磁力逆着保持端部止挡件与阀构件接触的弹簧力移动，并且这允许阀构件的移动量超过预先确定的提升量，所述阀构件的移动量对应于端部止挡件的行进距离。这种布置的一个缺点是：由于当阀构件与端部止挡件接触时由作用于端部止挡件上的弹簧引入的振荡，阀构件的移动量并不像期望的那样精确。如本申请中所讨论，可通过选择具有较大弹性常数的弹簧来减弱这些振荡。

虽然已通过使用压电或磁致伸缩致动器或液压或机械致动器实现了用于实现流量控制阀中阀构件的可变提升量的其他解决方案，但此类解决方案更复杂，需要致动器的更精确控制。

虽然以上提及的现有技术的解决方案允许将流量控制阀的阀构件保持在关闭位置与打开位置之间的几个中间位置处，但仍需要一种用于在离散的提升位置处提升流量控制阀的阀构件的更简单且更精确的解决方案。

概述

公开了一种用于控制流量控制阀中阀构件的提升量的装置。所述装置包括端部止挡组件，其具有面向阀构件的一侧。端部止挡组件包括两半块、一个端部插入在所述半块之间的活塞以及促使所述半块与所述活塞接触的偏置构件。活塞由致动器致动来将端部止挡组件的半块从第一位置移动到第二位置，其中在所述第一位置中，端部止挡组件的半块形成第一表面，当阀构件从其落座位置提升时所述第一表面与阀构件接触以允许阀构件的第一提升量L1；在所述第二位置中，端部止挡组件的半块形成第二表面，当阀构件从其落座位置提升时所述第二表面与阀构件接触以允许阀构件的第二提升量L2。

在用于控制阀构件的提升量的装置的另一个实施方案中，活塞被致动来将端部止挡组件的半块移动到第三位置，在所述第三位置中，所述半块形成第三表面，当阀构件从其落座位置提升时所述第三表面与阀构件接触以允许阀构件的第三提升量L3。