專利名稱：燃料噴射設(shè)備中的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序中描述的燃料噴射設(shè)備中的裝置。
使用蓄壓器的共干線(common rail)噴射系統(tǒng)通常與活塞發(fā)動機連接使用。在這樣的系統(tǒng)中，以噴射壓力方式貯存在所謂蓄壓器中的燃料通過控制噴射閥而噴入發(fā)動機的燃燒室中。
在一典型的共干線系統(tǒng)中，當噴射器噴嘴的針打開時，噴射壓力幾何同時達到一高壓值。結(jié)果，在燃料噴入燃燒室期間，在噴射剛開始時燃料質(zhì)量流就很大。在這樣的情況下，燃燒室中的壓力可能增加太快而不能達到最佳性能。
本發(fā)明的目的是在燃料噴射設(shè)備中產(chǎn)生一種盡量減少先有技術(shù)有關(guān)問題的裝置。本發(fā)明的特定目的是產(chǎn)生一種對燃料噴射過程具有有效然而簡單的效果的裝置。
本發(fā)明的目的可以通過主要公開在權(quán)利要求1中而更密切地公開在從屬的權(quán)利要求中的方法而達到的。
按照本發(fā)明，該燃料噴射系統(tǒng)中的用于控制燃料噴射的裝置包括一個其中有一空間的本體部件，在操作期間待噴射的燃料通過該空間而流動。該裝置還包括一個可動地安置在該空間中的活塞機構(gòu)或其類似物，而且該裝置有一條用于在燃料入口孔和燃料出口孔之間產(chǎn)生流動連接的流道。該流道包括至少一個通入本體部件空間內(nèi)的節(jié)流部分，燃料能夠通過該節(jié)流部分而流動，節(jié)流部分的流動截面積由活塞機構(gòu)和本體部件的相互位置決定。該節(jié)流部分被設(shè)置成當活塞機構(gòu)在噴射開始時相對于本體部件而移動時是逐漸增大的。
該節(jié)流部分包括多個沿活塞機構(gòu)的縱軸在其不同位置中設(shè)置的孔和一個控制邊緣，這些孔和控制邊緣的相互位置限定燃料流道的流動總截面積。該控制邊緣由一有限面積形成，在該有限面積中，該本體部件的內(nèi)表面和活塞機構(gòu)的外表面從相互接觸或從節(jié)制流量的其它影響因素中脫開。
按照一個實施例，該節(jié)流部分包括至少一個設(shè)置在該活塞機構(gòu)中的孔，該孔沿其縱向是細長的。
按照另一實施例，該活塞機構(gòu)包括一個與燃料壓力無關(guān)地操作的驅(qū)動器，由此，燃料壓力的增大可以隨發(fā)動機的操作狀態(tài)而有效地控制。一個緩沖空間和一個通道與活塞機構(gòu)的另一端相連通地設(shè)置，該通道將設(shè)置在本體部件中的空間連接到該緩沖空間?；钊麢C構(gòu)的彈簧最好設(shè)置在該緩沖空間中，因此不需要彈簧用的獨立空間。該活塞機構(gòu)最好用一管狀件制成，其壁厚小于該管狀件的內(nèi)徑。
按照本發(fā)明的裝置能夠限制在噴射開始時噴射的燃料的質(zhì)量流，同時在實際噴射期間允許有足夠的噴射壓力。
下面作為例子參照附圖描述本發(fā)明，圖中

圖1表示按照本發(fā)明的用于發(fā)動機的燃料噴射系統(tǒng)的裝置；圖2表示按照本發(fā)明的處于初始狀態(tài)的裝置；圖3表示處于第二級端狀態(tài)的圖2的裝置；圖4表示按照本發(fā)明的另一裝置；圖5表示按照本發(fā)明的又一裝置；圖中所用標號互相對應(yīng)，以盡可能清楚表示。而且，如果部件的描述對理解本發(fā)明并非關(guān)鍵，那么就不一定全部描述該系統(tǒng)在實施中使用的全部部件。
圖1示意地表示本發(fā)明的裝置4與內(nèi)燃機的共干線燃料噴射系統(tǒng)的連接。該燃料噴射系統(tǒng)僅按照操作本發(fā)明所需的程度來描述。以共干線為基礎(chǔ)的燃料噴射系統(tǒng)包括作為其主要部件的共干線，也即蓄壓器1，其中燃料處于待噴入發(fā)動機的燃燒室中的高壓狀態(tài)，而噴射閥2與其流通連接。燃料通道系統(tǒng)3、3’、3”配置成從共干線1到噴射閥2，以計量通到每個汽缸的燃料(未示出)。在操作期間，共干線中維持足夠的壓力，以獲得對噴射閥2的足夠的噴射壓力。每個噴射閥2包括用于獨立控制燃料噴射的控制機構(gòu)1.1。此處，利用通道3”將燃料噴射系統(tǒng)的蓄壓器連接到控制系統(tǒng)1.1，從其燃料進一步通過通道系統(tǒng)3、3’輸送到噴射閥2。此處控制機構(gòu)操作，使得蓄壓器的壓力即對蓄壓器的流動連接能夠連接到將燃料噴入發(fā)動機的噴射閥，也連接到關(guān)閉噴射閥的裝置上，以便關(guān)閉該閥。一個裝置4通過燃料入口孔7和出口孔8連接到燃料通道系統(tǒng)3、3’上。下面參照圖2～5描述裝置4的操作。
圖2表示按照本發(fā)明的一種燃料噴射設(shè)備中的用于控制燃料噴射的裝置4的有利的實施例。該裝置包括本體部件5，其中有空間6。當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，燃料流過該空間6。活塞機構(gòu)9也設(shè)置在空間6內(nèi)，被設(shè)置成可以對抗彈簧10產(chǎn)生的力而移動。燃料入口孔7和出口孔8也與空間6流動連通。該活塞機構(gòu)也將空間6分為兩部分，即入口孔7的一側(cè)和出口孔8的一側(cè)。利用通道和空間的組合效果，在入口孔7和出口孔8之間形成一條燃料流動通路?；钊麢C構(gòu)9為圓筒形部件，一端設(shè)有壁9.1，另一端設(shè)有外臺肩9.2。也可理解，活塞機構(gòu)有一縱向孔。壁9.1包括一個略小的孔35.1，該孔尤其允許調(diào)平燃料壓力和在噴射程序后使活塞機構(gòu)9返回其初始位置。為了完成在噴射程序后的返回，該裝置包括一個彈簧10。通道35.2也與活塞機構(gòu)的第二端部及其臺肩9.2連接，該通道將空間6連接到為活塞機構(gòu)的彈簧10形成的緩沖空間6.1。
活塞機構(gòu)9中設(shè)置多個孔35，這些孔也形成流動路徑的一部分。這些孔從活塞機構(gòu)的內(nèi)部延伸到其外表面。此處顯示沿活塞機構(gòu)的縱向設(shè)置的多個孔35，但其形狀和數(shù)目隨每種用途而選定。燃料可通過孔35而從入口孔7通到出口孔8，取決于活塞機構(gòu)的位置。
圖2中示出噴射前的狀況。活塞機構(gòu)9處在其鄰近燃料入口孔7的端部處的初始位置中。因此，活塞機構(gòu)9的孔35處在本體部件5的控制邊緣的上游側(cè)并對著本體部件，后者基本上蓋住設(shè)置在活塞機構(gòu)外殼壁中的所有孔35。當噴射閥2打開時，鄰近出口孔8的端部中的燃料壓力小于鄰近入口孔7的端部中的壓力，因而活塞機構(gòu)9開始移動。當活塞機構(gòu)移動時，燃料經(jīng)其部件上的通道35.2而從緩沖空間6.1的倒空減慢了活塞的移動，同時減慢噴射壓力增加到其最大值。圖3表示按照圖2的裝置處在這樣一種狀況，其中燃料噴射已經(jīng)開始。此處，已在本體部件5中形成控制邊緣40。當活塞機構(gòu)9的孔35通過該控制邊緣時，鄰近出口孔8的端部中的壓力開始按照下面的情況而增加得更快，即當這些孔移動經(jīng)過控制邊緣40并開通到空間6的鄰近出口孔8的部分中時節(jié)流部分的流動區(qū)是如何增大的。活塞機構(gòu)移動得越靠近出口孔8，這些孔就越能允許燃料流過，由此噴射壓力增大。圖3表示一個沿活塞機構(gòu)的縱向延伸的長孔35.2作為一種替代形式。
在噴射程序開始時，這些孔的總截面積非常小，由此燃料質(zhì)量流顯著地受到因而產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)的限制。當活塞機構(gòu)移動時，孔35的面積的更大部分開通而流動路徑的節(jié)流部分的面積增大，由此噴射壓力即出口側(cè)上的燃料壓力也增大?？?5的面積這樣選擇，使得該面積至少在噴射結(jié)束時不會顯著限制燃料流，換句話說，壓力損失很小。通過適當?shù)剡x擇孔35沿縱軸的位置及其截面積，燃料壓力的速度可增大，而其相位的調(diào)整可以按需要進行。
圖4表示對應(yīng)于圖2的另一實施例，但此處活塞機構(gòu)9的移動和位置是由一個獨立的驅(qū)動器80而非燃料壓力決定的，該驅(qū)動器控制活塞機構(gòu)9。驅(qū)動器80最好利用一個電磁線圈操作的雙向閥82連接到發(fā)動機的伺服油系統(tǒng)81上。因此，活塞機構(gòu)9的移動可以與燃料壓力無關(guān)地受到控制。該連接到驅(qū)動器80上的伺服油系統(tǒng)經(jīng)過一個獨立的節(jié)流機構(gòu)83而連接到返回通道84上。節(jié)流部分83也可調(diào)整。節(jié)流機構(gòu)83對驅(qū)動器80中的伺服油壓力的影響控制活塞機構(gòu)9的移動速度，由此可以例如以不同的發(fā)動機運行狀態(tài)不同地調(diào)置活塞機構(gòu)的操作。
圖5表示本發(fā)明裝置的另一實施例。此處，本體部件5也設(shè)置一個用于活塞機構(gòu)9的圓柱形空間6。一個其直徑小于活塞機構(gòu)主要部分的部分9.3設(shè)置在活塞機構(gòu)9的兩端之間的部分上，該部分包括一個錐形的控制邊緣40。因此，該控制邊緣由一個其中活塞機構(gòu)的直徑沿活塞縱軸方向變化的部分組成。這可以是步進的或適當?shù)剡B續(xù)的，或者是線性地，或者是非線性的。所述有一較小直徑的部分9.3在空間6中形成一容積93，待輸入發(fā)動機的燃料經(jīng)過該容積而配置成流動。燃料輸入孔7與由活塞機構(gòu)的另一端和本體部件5所形成的空間連接，這使得由燃料壓力產(chǎn)生的力的影響能夠作用在活塞機構(gòu)9上。這導致活塞機構(gòu)移動。形成的通道91從燃料輸入孔7通入容積93，又從容積93通到由通向燃料出口孔8的流道形成的通道92。錐形的控制邊緣40控制燃料流，取決于該活塞機構(gòu)相對于通道91和92的位置。彈簧裝置10安置在活塞機構(gòu)9的與燃料入口孔7相反的端部中，該彈簧裝置是由兩個獨立的彈簧系統(tǒng)形成的，由此該彈簧系統(tǒng)在兩相位中操作。該彈簧系統(tǒng)的第一活塞件94對著第一彈簧95加載。當活塞機構(gòu)9向下移動也即離開燃料入口孔時(如圖中所示狀況)，僅僅第一彈簧產(chǎn)生一個對抗活塞機構(gòu)9的移動的力，換句話說，該活塞的移動是相當快的。該移動使控制邊緣40移動而通道91和92開口到空間93中，從而增大燃料流。當活塞機構(gòu)9和活塞件94對一定的距離移動到一起時，活塞件94會合該彈簧系統(tǒng)的另一活塞件96，此處該彈簧系統(tǒng)的彈簧95開始作用在活塞機構(gòu)9的移動上。隨后，活塞機構(gòu)的速度減慢。
本發(fā)明不限于此處描述的實施例，但在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以考慮其各種修改。例如，可以考慮活塞機構(gòu)的不同幾何形狀。
權(quán)利要求
1.一種在共干線燃料噴射設(shè)備中用于控制燃料噴射的裝置，該裝置(4)包括一個其中設(shè)有一空間(6)的本體部件(5)，在運轉(zhuǎn)中待噴射的燃料流過該空間(6)；一燃料入口孔(7)和一燃料出口孔(8)，它們通入在可移動地設(shè)置的活塞機構(gòu)(9)與由入口孔(7)和出口孔(8)之間的流道形成的流動連接通道之間的空間(6)中；其特征在于，該流道包括通入該本體部件中的該空間內(nèi)的至少一個節(jié)流部分(35，40，91，92)，該節(jié)流部分的流動截面積被設(shè)置成在噴射開始而活塞(9)相對于本體部件(5)移動時該流動截面積正在增大。
2.一種按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該節(jié)流部分包括沿其縱軸的各個位置設(shè)置于其上的一些孔(35)，這些孔從活塞機構(gòu)內(nèi)部延伸到其外表面上。
3.一種按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該節(jié)流部分包括被設(shè)置在該活塞機構(gòu)上的沿該活塞機構(gòu)縱軸線方向延伸的至少一個孔(35.2)。
4.一種按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該活塞機構(gòu)包括一個與燃料壓力無關(guān)地操作的驅(qū)動器(80)。
5.一種按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該節(jié)流部分包括一個由一邊界區(qū)形成的控制邊緣，其中，本體部件(5)的內(nèi)表面和活塞機構(gòu)(9)的外表面避免相互接觸或不受節(jié)制該氣流的其它影響因素的影響。
6.一種按照權(quán)利要求2或3的裝置，其特征在于，一個緩沖空間(6.1)和一個用于將空間(6)與該緩沖空間連接的通道(35.2)被設(shè)置成與活塞機構(gòu)(9)的另一端連通。
7.一種按照權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，該活塞機構(gòu)的彈簧(10)被設(shè)置在緩沖空間(6.1)的內(nèi)部。
8.一種按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，活塞機構(gòu)(9)是用管件制成的，其壁厚小于該管件的內(nèi)徑。
全文摘要
一種燃料噴射系統(tǒng)中的用于控制燃料噴射的裝置。該裝置(4)包括一個其中有一空間(6)的本體部件(5)，在操作期間待噴射的燃料通過該空間而流動，該空間中還有一入口孔(7)和一出口孔(8)。裝置(4)還包括可動地安置在該空間中的活塞機構(gòu)(9)和一個用于在燃料入口孔(7)和燃料出口孔(8)之間形成流動連接的流道。該流道包括至少一個開口通入該本體部件的空間中的節(jié)流部分(35，40，91，92)，該節(jié)流部分的流動截面積由活塞機構(gòu)(9)和本體部件(5)的相對位置限定。
文檔編號F02M55/02GK1809694SQ200480016940
公開日2006年7月26日 申請日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月17日
發(fā)明者D·C·杰伊, D·帕羅 申請人:瓦特西拉芬蘭有限公司