噴嘴的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于噴射燃料到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的噴嘴。噴嘴包括具有孔（57）以從增壓燃料供給管線（12）接收燃料的噴嘴主體（53）、在使用中從孔（57）輸送燃料給燃燒室的出口（56）和限定針軸線并在孔（57）內(nèi)可滑動(dòng)的閥針（55）。針（55）包括布置成引導(dǎo)針（55）在孔（57）內(nèi)滑動(dòng)的針導(dǎo)向部（62）。噴嘴還包括在孔（57）內(nèi)限制燃料通過孔（57）的流量的節(jié)流（61a）和具有上游側(cè)（61b）和下游側(cè)（61c）的節(jié)流元件（61）；節(jié)流元件（61）隨針（55）可移動(dòng)并位于針導(dǎo)向部（62）上游。節(jié)流元件（61）下游側(cè)（61c）至少一部分包括伸至節(jié)流元件的周邊邊緣（61f）的斜面（61d），其不垂直于針軸線。
【專利說明】噴嘴
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]該發(fā)明涉及一種用在燃料噴射器中的噴嘴，用于噴射燃料到內(nèi)燃機(jī)氣缸中。特別地，本發(fā)明涉及一種噴嘴，其配置成提供對(duì)噴射器針的改善控制。
【背景技術(shù)】
[0002]EPO 844 383涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料噴射器。該燃料噴射器具有限定出孔的噴嘴。該孔為高壓燃料提供在燃料進(jìn)口與多個(gè)出口之間的流動(dòng)路徑，該燃料是從高壓燃料供給通道得到的。該燃料噴射器包括在該孔內(nèi)可滑動(dòng)的針。在該孔的下端限定出針座，該針可接合該座。這些出口設(shè)置在該座的下游，因此，當(dāng)該針接合該座時(shí)，就阻止燃料噴射。當(dāng)該針從該座提升時(shí)，燃料能夠流過該座，經(jīng)過這些出口并且進(jìn)入相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。
[0003]該針包括至少一個(gè)面向下游的推力面，該孔中的高壓燃料作用在該推力面上以給該針提供提升力。在該噴嘴中，在該針的頂端設(shè)置控制室，因此，該針的頂端受到該控制室里的燃料壓力。該控制室從該供給通道接收高壓燃料并且經(jīng)由閥可連接到低壓排出管。該閥因此控制該控制室中的燃料壓力，并由此確定作用于該針的頂端的向下閉合力。通過這種方式，能夠控制作用于該針上的凈液壓力的方向，并由此控制該閥針的開啟和閉合運(yùn)動(dòng)。
[0004]提供以該閥針與該孔的一部分之間的徑向小間隙為形式的節(jié)流來限制在該燃料進(jìn)口與這些出口之間經(jīng)過該孔的燃料流量。該節(jié)流在面向下游推力面的上游。因此，該節(jié)流確保了當(dāng)該針開啟以允許噴射并且于是關(guān)閉該控制室與該排出管之間的連通以開始該針的閉合時(shí)，由該孔中的燃料壓力引起的作用在該面向下游推力面上的向上力小于由該控制室里的燃料壓力引起的作用在該針的頂端的向下力。由該節(jié)流產(chǎn)生的壓差引起了該針上的相當(dāng)大的凈閉合液壓力，從而允許獲得針快速閉合。
[0005]以與如上所述類似的配置，在燃料噴射器內(nèi)設(shè)置節(jié)流從而在高壓燃料供給與噴嘴的噴射端之間產(chǎn)生壓降，這是眾所周知的。有多種其它方式能夠提供節(jié)流從而引起這種壓降。例如，能夠在噴嘴的噴射端的近旁設(shè)置節(jié)流，或者代替地，在供給該孔的高壓燃料管道內(nèi)，在此處下游，高壓燃料管道供給該控制室。
[0006]例如，US 6 499 467公開了一種布置，其中，節(jié)流采取節(jié)流孔的形式，該孔通過該閥針的活塞式針導(dǎo)向部。針導(dǎo)向部位于噴嘴的噴射端近旁并且遠(yuǎn)離控制室。EP O 971 I 18公開了一種布置，其中，節(jié)流限定在該閥針支撐的環(huán)形套管與該孔的壁面之間。
[0007]在所有這些布置中，噴射器的控制室與孔是由相同的高壓燃料供給通道供應(yīng)的。然而，節(jié)流確保了當(dāng)需要閉合針時(shí)，由控制室的燃料壓力產(chǎn)生的閉合力足以克服由孔中的燃料壓力產(chǎn)生的反作用開啟力，該開啟力在節(jié)流的下游作用在針的面向下游推力面上。
[0008]像上文所述的這些已知布置的潛在的缺點(diǎn)是在節(jié)流前后出現(xiàn)較大的壓降。實(shí)際上，這意味著噴射壓力低于供給到噴射器的燃料的壓力。因此，浪費(fèi)了能量來將燃料泵至比噴射可用的壓力更高的壓力。將希望提供一種布置，其中，不需要節(jié)流前后的大壓降用于噴射器的工作，因此，對(duì)于指定的燃料供給壓力，能夠獲得更高的噴射壓力。
[0009]以前述方式使用節(jié)流的已知噴射器的另外的潛在缺點(diǎn)是，因?yàn)椋瑖娮斓目追浅Ｐ?，用于提供期望壓降所提供的精確徑向距離所要求的機(jī)加工必須是非常精確的。這種精確度，尤其是這種小尺寸的，意味著這種噴射器制造起來既費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢。將希望提供一種噴射器，其制造起來更便宜和簡(jiǎn)單。
[0010]在這些現(xiàn)有技術(shù)布置中，燃料經(jīng)過節(jié)流時(shí)的速率對(duì)燃料的粘度并因此對(duì)溫度敏感。使用中，燃料的溫度在發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)階段內(nèi)變化非常大，這可能導(dǎo)致不可預(yù)知的針性狀。因此，將希望提供一種噴射器，其更少對(duì)燃料粘度敏感。
[0011]因此，本發(fā)明實(shí)施例的目標(biāo)是至少部分地減輕上述一個(gè)或多個(gè)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種用于噴射燃料到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的噴嘴，該噴嘴包括噴嘴主體、出口和閥針，該噴嘴主體具有孔用于從增壓燃料的供給管線接收燃料；在使用中，該出口用于從該孔輸送燃料給該燃燒室；該閥針限定出針軸線并且在該孔內(nèi)在閉合狀態(tài)與噴射狀態(tài)之間可滑動(dòng)，在該閉合狀態(tài)下，阻止燃料流過該出口進(jìn)入該燃燒室，在該噴射狀態(tài)下，使燃料能夠流過該出口進(jìn)入燃燒室。在使用時(shí)，針的運(yùn)動(dòng)是通過改變控制室內(nèi)的燃料壓力來控制的。該針包括配置成引導(dǎo)該針在該孔內(nèi)的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的針導(dǎo)向部。
[0013]該噴嘴進(jìn)一步地包括在該孔內(nèi)用于限制燃料通過該孔的流量的節(jié)流和具有上游側(cè)和下游側(cè)的節(jié)流元件。該節(jié)流元件隨該針可移動(dòng)并且位于該針導(dǎo)向部的上游。該節(jié)流限定在該孔與該節(jié)流元件的周邊邊緣之間，并且，在使用中，當(dāng)針處于噴射狀態(tài)時(shí)，出口處的燃料壓力基本上與該孔中該節(jié)流元件緊下游處的燃料壓力相同并且小于從供給管線供給該孔的燃料壓力。
[0014]在本發(fā)明的這第一個(gè)方面中，該節(jié)流元件的下游側(cè)的至少一部分包括延伸至該節(jié)流元件的周邊邊緣的斜面。該斜面不垂直于該針軸線。
[0015]該節(jié)流元件限制燃料流量以提供壓降，因此，當(dāng)針處于噴射狀態(tài)有燃料流過該孔時(shí)，該節(jié)流元件下游的燃料壓力小于該節(jié)流元件上游的燃料壓力。這樣，能夠通過優(yōu)化該節(jié)流的大小來改善對(duì)閥針的控制。
[0016]設(shè)置可隨針移動(dòng)且可與針的導(dǎo)向部分開或間隔開的節(jié)流元件有助于在針開啟和閉合期間改善針的動(dòng)態(tài)特性。此外，在針導(dǎo)向部上游設(shè)置節(jié)流元件允許將針導(dǎo)向部配置成盡可能接近噴射器的尖端，這提高了針在使用中的機(jī)械穩(wěn)定性。
[0017]因?yàn)槌隹谔幍娜剂蠅毫旧吓c節(jié)流元件緊下游處的燃料壓力相同，因此，將理解的是，在針的導(dǎo)向部前后沒有可察覺的壓降。換種方式說就是，針的導(dǎo)向部前后出現(xiàn)的任何壓降與節(jié)流元件前后的壓降相比是極小的。
[0018]節(jié)流元件的下游側(cè)上的斜面在周邊邊緣的下游用來在燃料流過節(jié)流時(shí)使節(jié)流元件下游的燃料湍流最大化。有利地，該布置降低了經(jīng)過節(jié)流的流動(dòng)特性對(duì)燃料粘度的敏感，因此，最小化了溫度變化對(duì)噴射器性能的影響。
[0019]節(jié)流元件的下游側(cè)可以包括垂直于針軸線的下游面，斜面可以形成為該下游面的外圍處的倒角。該斜面可以是截頭圓錐形的。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，該斜面與該針軸線成的角度在約15度和45度之間。優(yōu)選地，該斜面與該針軸線成的角度約為30度。
[0021]節(jié)流元件的上游側(cè)可以包括延伸到節(jié)流元件周邊邊緣的上游端面。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，節(jié)流元件的上游側(cè)包括中心面，并且該上游端面圍繞該中心面環(huán)狀地布置。上游端面可以從中心面下凹以在上游端面與中心面之間限定出臺(tái)階。
[0022]優(yōu)選地，上游端面垂直于針軸線。節(jié)流元件的周邊邊緣可以限定在上游端面與斜面相接的地方。通過這種方式，該周邊邊緣能夠采取在上游端面與斜面之間的相交處的銳邊的形式，以使節(jié)流具有接近于理論銳邊孔的流體流動(dòng)特性，具有對(duì)粘度的最小敏感性。
[0023]在另一實(shí)施例中，節(jié)流元件的上游側(cè)的至少一部分包括延伸到周邊邊緣的斜面，該斜面不垂直于針軸線。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面的任何布置中，期望的是，孔內(nèi)的在流動(dòng)方向上的節(jié)流的長(zhǎng)度并因此周邊邊緣在針軸線方向上的長(zhǎng)度盡可能地短。這個(gè)布置最小化流體對(duì)粘度的敏感性，并且減小閥針的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。例如，在平行于針軸線的方向上，周邊邊緣可以具有近似0.2_或更小的長(zhǎng)度。優(yōu)選地，在平行于針軸線的方向上，周邊邊緣可以具有近似
0.1mm或更小的長(zhǎng)度。周邊邊緣可以包括大致圓柱形的表面，其平行于針軸線延伸。代替大致圓柱形的表面，周邊邊緣可以包括彎曲或桶狀表面或者可以形成有刀刃幾何結(jié)構(gòu)。
[0025]套管與軸之間的連接區(qū)域或界面在針軸線方向上的長(zhǎng)度相比周邊邊緣的長(zhǎng)度相對(duì)更長(zhǎng)，以最大化組件的機(jī)械強(qiáng)度。
[0026]噴嘴可以包括第一孔體積和第二孔體積，第一孔體積在節(jié)流的上游并且布置成從供給管線接收燃料，第二孔體積在節(jié)流的下游并且布置成從第一孔體積通過節(jié)流接收燃料。針的針導(dǎo)向部?jī)?yōu)選為布置在第二孔體積內(nèi)。
[0027]節(jié)流元件可以包括面向上游推力面，使用中，該推力面受到第一孔體積中的燃料壓力。有利地，在這個(gè)布置中，當(dāng)閥針處于噴射狀態(tài)時(shí)，節(jié)流元件的面向上游推力面施加另一分力到朝閉合方向行動(dòng)的閥針上。
[0028]通過這種方式，當(dāng)通過控制室中的壓力變化促使針從噴射狀態(tài)移向閉合狀態(tài)時(shí)，作用于節(jié)流元件的面向上游推力面的壓力起到幫助針的閉合運(yùn)動(dòng)的作用，得到了更快速的針閉合速度。相反地，當(dāng)通過控制室中的壓力變化促使針從閉合狀態(tài)移向噴射狀態(tài)時(shí)，作用于節(jié)流元件的面向上游推力面的壓力在開啟期間起到減小針上的凈開啟力的作用，引起對(duì)針開啟運(yùn)動(dòng)的抑制，并且因此得到更慢的針開啟速度。更快的針閉合速度和更慢的針開啟速度都有利于改善噴射控制。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，針包括至少一個(gè)面向下游推力面，使用中，該推力面受到節(jié)流下游的燃料壓力。優(yōu)選地，使用中，面向下游推力面受到第二孔體積中的燃料壓力。第二孔體積中的燃料壓力的作用是向朝著針開啟方向行動(dòng)的閥針施加分力。因?yàn)榈诙左w積中的燃料壓力是由節(jié)流控制的，因此，能夠通過選擇節(jié)流的大小來選擇由面向下游推力面產(chǎn)生的力以優(yōu)化噴射器的工作。
[0030]節(jié)流元件可以采取任何合適的形式，并且可以與針一體形成，或者形成為獨(dú)立部件，隨后在制造期間連在針上。
[0031]例如，針可以包括軸部，并且節(jié)流元件可以包括圍繞軸部環(huán)狀布置的套管。套管可以與軸部一體形成，或者，替代地，套管可以是獨(dú)立部件，壓配合或以其它方式連在軸部。當(dāng)節(jié)流元件是獨(dú)立于針的部件時(shí)，能夠減少通過打磨構(gòu)造針時(shí)的材料消耗。
[0032]套管的沿著針軸線的厚度或長(zhǎng)度可以明顯小于套管的直徑。通過這種方式，能夠減小針的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。針可以包括桿部，其具有小于軸部的直徑，再次減小了針的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。桿部可以在軸部的上游。
[0033]優(yōu)選地，套管具有比針的針導(dǎo)向部更大的直徑。噴嘴可以進(jìn)一步地包括控制活塞，該控制活塞與針相關(guān)聯(lián)并且具有受到控制室內(nèi)的燃料壓力的控制面。在這種情況下，套管可以具有比活塞更大的直徑。當(dāng)套管具有比針導(dǎo)向部和/或控制活塞更大的直徑時(shí)，套管尤其在抑制針的開啟運(yùn)動(dòng)和幫助針的閉合運(yùn)動(dòng)方面有用。
[0034]孔可以包括較大直徑區(qū)域和較小直徑區(qū)域。較小直徑區(qū)域可以設(shè)在較大直徑區(qū)域的下游。
[0035]節(jié)流元件可以位于孔的較大直徑區(qū)域內(nèi)。通過將節(jié)流元件設(shè)在孔的較大直徑區(qū)域內(nèi)，能夠提供具有垂直于針運(yùn)動(dòng)方向的大截面面積的節(jié)流元件。特別地，當(dāng)節(jié)流元件包括面向上游推力面時(shí)，在這種布置中，節(jié)流元件上游的受到孔中的燃料壓力的推力面的截面面積能夠較大。具有大截面面積又改善了針的開啟和閉合特性。此外，提供具有大截面面積的節(jié)流元件允許在節(jié)流元件前后提供更低的壓降從而提供相同的針閉合力，由此增大可用的噴射壓力并降低制造公差的影響。
[0036]節(jié)流元件優(yōu)選地布置在較大直徑區(qū)域的下游端部。例如，節(jié)流元件可以布置在較大區(qū)域下游的三分之一處，或者，更優(yōu)選地，在較大直徑區(qū)域下游的四分之一處。
[0037]在另一布置中，孔包括較大直徑區(qū)域、較小直徑區(qū)域和中直徑區(qū)域，該較大直徑區(qū)域在節(jié)流元件的上游，閥針的針導(dǎo)向部布置在該較小直徑區(qū)域中，節(jié)流元件布置在該中直徑區(qū)域中。
[0038]通過把節(jié)流元件定位在較大直徑區(qū)域的下游端部，或者在較大直徑區(qū)域下游的中直徑區(qū)域中，使節(jié)流元件上方的孔的體積最大化，其下方的體積最小化。這有助于最大化可用于節(jié)流上游的孔的大直徑區(qū)域中的高壓燃料的儲(chǔ)蓄體積。
[0039]針導(dǎo)向部可以設(shè)在較小直徑區(qū)域中。出口可以設(shè)在孔的較小直徑區(qū)域中。因此，針導(dǎo)向部能夠布置接近于噴嘴尖處的出口。把針導(dǎo)向部靠近噴嘴尖設(shè)置為針提供了支撐，并且有助于阻止針接近噴嘴的尖端的運(yùn)動(dòng)。
[0040]當(dāng)節(jié)流元件是套管或類似的大致圓柱形部件時(shí)，節(jié)流元件的直徑可以近似為孔的較小直徑區(qū)域的直徑的兩倍。這提供的狀態(tài)是，在針的閉合期間，針以近似等于燃料流過噴嘴的孔的速度運(yùn)動(dòng)。因而，獲得快速的針閉合。
[0041]節(jié)流元件能夠具備多個(gè)環(huán)形突起。在這種情況下，節(jié)流可以包括，至少部分地，一系列次節(jié)流，每個(gè)次節(jié)流限定在相應(yīng)的一個(gè)突起的外周邊與孔之間。因此，在這種情況下，每個(gè)突起引起節(jié)流元件前后的燃料壓力的降低，并且，節(jié)流元件前后的總壓降是每個(gè)突起前后的壓降的累加和。通過提供一系列次節(jié)流，每個(gè)產(chǎn)生較小壓降，相比于通過單個(gè)節(jié)流獲得壓降的布置而言，降低了限定節(jié)流所需的精確度和公差。一個(gè)或多個(gè)環(huán)形突起的下游側(cè)可以包括斜面，其向針軸線傾斜。
[0042]在噴嘴的使用中，壓力波可能出現(xiàn)在孔內(nèi)的燃料中。這種壓力波具有的固有波長(zhǎng)取決于孔的幾何結(jié)構(gòu)。這些波是不希望有的，因?yàn)樗鼈儠?huì)干擾針的開啟和閉合運(yùn)動(dòng)以及燃料噴射壓力，導(dǎo)致燃料噴射量的不可靠。有利地，節(jié)流元件能夠布置在針上，從而，在使用中，它位于一個(gè)或多個(gè)這樣的壓力波的波腹處或附近，由此抑制波并且減少它們的不希望有的影響。例如，節(jié)流元件可以位于孔中的固有駐波的波腹處。
[0043]節(jié)流能夠通過把節(jié)流元件打磨成相對(duì)于孔大小的適當(dāng)大小而制成。這個(gè)布置提供了簡(jiǎn)化的制造工藝。
[0044]噴嘴可以進(jìn)一步地包括彈簧，用于把針壓向閉合位置。彈簧能夠布置成接合節(jié)流元件的頂面。替代地，針可以包括彈簧座，其與節(jié)流元件間隔開并布置在其上游。為了使噴嘴能夠在低壓下工作，可能需要較低負(fù)荷的彈簧，并且，在節(jié)流元件上游設(shè)置單獨(dú)的彈簧座允許使用較短的低負(fù)荷彈簧從而最小化彎折的風(fēng)險(xiǎn)。此外，在這個(gè)布置中，節(jié)流元件上游的被彈簧占有的孔的體積較小，最大化可用于燃料的體積。
[0045]間隔元件可布置在孔內(nèi)。間隔元件可以包括孔，用于容納針的上游端，并且，彈簧的上游端可以靠在間隔元件的下游面上。
[0046]噴嘴可以包括沿著針間隔開的多個(gè)節(jié)流元件。設(shè)置多個(gè)節(jié)流元件將有助于進(jìn)一步抑制孔內(nèi)的燃料的振蕩。此外，如果設(shè)置多個(gè)節(jié)流元件，那么每個(gè)節(jié)流元件前后所需的壓降可以減小，因此，總的所需壓降在多個(gè)節(jié)流元件之間分配。這個(gè)布置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，減少制造公差對(duì)總流量節(jié)流的影響。
[0047]節(jié)流元件可以設(shè)有頂面，其布置成抵抗閥針從閉合位置向開啟位置的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)抵抗是由閥針并因此是節(jié)流元件引起的，逆著燃料流從供給管線移向出口。節(jié)流元件的頂面也可以在閥針隨著從供給管線到出口的燃料流運(yùn)動(dòng)時(shí)幫助閥針從開啟位置向閉合位置的運(yùn)動(dòng)。因此，節(jié)流元件頂面的表面積有助于針的運(yùn)動(dòng)特性。特別地，頂面區(qū)域通過提供抵抗燃料流的阻力而減慢了針的開啟，該阻力與針運(yùn)動(dòng)方向相反。此外，節(jié)流元件頂面的表面積有助于提供快速的針閉合，因?yàn)槿剂狭魇┘酉蛳铝υ诠?jié)流元件的頂面上。
[0048]針在其開啟和閉合運(yùn)動(dòng)期間的速度和加速度是由幾個(gè)因素決定的，包括，作用于針上的液壓力、任何偏壓彈簧的強(qiáng)度以及針的質(zhì)量。在本發(fā)明的實(shí)施例中，節(jié)流元件通過把牽制分量引入針的運(yùn)動(dòng)還影響針運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)。
[0049]總的來說，節(jié)流元件的大小優(yōu)選為制成使得，當(dāng)閥針在使用中處于噴射狀態(tài)時(shí)，孔中的燃料流速，特別是在節(jié)流元件附近的，近似等于閥針從噴射狀態(tài)向閉合狀態(tài)運(yùn)動(dòng)期間閥針的運(yùn)動(dòng)速率。因?yàn)獒樢越频扔诳字械娜剂系乃俣冗\(yùn)動(dòng)，因此，最小化了閉合針運(yùn)動(dòng)期間由節(jié)流元件的存在而引起的對(duì)針的牽制。
[0050]節(jié)流元件可以具有垂直于針運(yùn)動(dòng)方向的截面面積，其大約比出口的總截面面積大200至800倍。燃料通過孔的流速是根據(jù)出口的面積確定的。當(dāng)節(jié)流元件包括面向上游推力面時(shí)，針的閉合速度受到面向上游推力面的截面面積和孔內(nèi)的燃料速度的影響。因此，針的閉合速度能夠受節(jié)流元件截面面積與出口面積之比的影響。具體地，在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，是節(jié)流元件的垂直于針運(yùn)動(dòng)方向的頂面截面面積影響著針閉合速度。提供節(jié)流元件面積與出口面積的上述比以優(yōu)化針閉合速度。
[0051 ] 優(yōu)選地，節(jié)流元件具有垂直于針運(yùn)動(dòng)方向的截面面積，其大約比出口的總截面面積大500倍。節(jié)流元件面積與出口面積的上述比允許針閉合速度近似等于燃料流速。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種用于噴射燃料到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的噴嘴。該噴嘴包括噴嘴主體，該噴嘴主體具有孔用于從增壓燃料的供給管線接收燃料。設(shè)置出口用于在使用中從該孔輸送燃料給該燃燒室。另外，提供閥針，其在該孔內(nèi)在閉合狀態(tài)與噴射狀態(tài)之間可滑動(dòng)，在該閉合狀態(tài)下，阻止燃料流過該出口進(jìn)入該燃燒室，在該噴射狀態(tài)下，使燃料能夠流過該出口進(jìn)入燃燒室。在使用時(shí)，針的運(yùn)動(dòng)是通過改變控制室內(nèi)的燃料壓力來控制的。[0053]該針包括配置成弓I導(dǎo)該針在該孔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的針導(dǎo)向部。這噴嘴進(jìn)一步地包括在該孔內(nèi)的節(jié)流，用于限制燃料流過孔的流量。該節(jié)流由節(jié)流元件限定出，該節(jié)流元件隨該針可移動(dòng)并且位于該針導(dǎo)向部的上游。出口處的燃料壓力基本上與節(jié)流元件緊下游處的孔中的燃料壓力相同，并且小于從供給管線提供給該孔的燃料的壓力。
[0054]節(jié)流可以至少部分地限定在節(jié)流元件與孔之間。節(jié)流可以是大致環(huán)形形式。例如，節(jié)流元件可以至少部分地限定在節(jié)流元件的外周邊或外周邊表面與孔之間。
[0055]節(jié)流元件能夠具備至少一個(gè)在其外表面上的平坦區(qū)域。節(jié)流能夠至少部分地限定在平坦區(qū)域與孔之間。便利地，在這個(gè)實(shí)施例中，能夠在制造期間通過把平坦表面打磨在針的節(jié)流元件上來限定出節(jié)流。類似地，節(jié)流能夠至少部分地由一個(gè)或多個(gè)槽、凹槽、縫或節(jié)流元件中的類似特征限定出。
[0056]孔可以設(shè)有至少一個(gè)凹陷，在這種情況下，節(jié)流元件可以至少部分地由節(jié)流元件的外表面和這個(gè)或每個(gè)凹陷限定出。
[0057]節(jié)流元件能夠具備一個(gè)或多個(gè)節(jié)流孔以至少部分地限定出節(jié)流。這個(gè)或每個(gè)節(jié)流孔能夠通過鉆孔穿過節(jié)流元件而提供。使用這種方法，節(jié)流元件較易于制造，因?yàn)?，能夠形成有精確尺寸的鉆孔。
[0058]在本發(fā)明的這個(gè)方面的一些實(shí)施例中，節(jié)流元件不接觸孔壁，因此，節(jié)流元件不執(zhí)行用于針運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向功能。在其它實(shí)施例中，節(jié)流元件與孔滑動(dòng)接觸，因此有助于引導(dǎo)針的線性運(yùn)動(dòng)。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種用于噴射燃料到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的噴嘴。該噴嘴包括噴嘴主體，該噴嘴主體具有孔用于從增壓燃料的供給管線接收燃料。設(shè)置出口用于在使用中從該孔輸送燃料給該燃燒室。另外，提供閥針，其在該孔內(nèi)在閉合狀態(tài)與噴射狀態(tài)之間可滑動(dòng)，在該閉合狀態(tài)下，阻止燃料流過該出口進(jìn)入該燃燒室，在該噴射狀態(tài)下，使燃料能夠流過該出口進(jìn)入燃燒室。在使用時(shí)，針的運(yùn)動(dòng)是通過改變控制室內(nèi)的燃料壓力來控制的。
[0060]在本發(fā)明的第三個(gè)方面中，該噴嘴進(jìn)一步地包括在該孔內(nèi)的節(jié)流，用于限制燃料通過該孔時(shí)的流量，和隨針可運(yùn)動(dòng)的節(jié)流元件。節(jié)流限定在節(jié)流元件與孔之間。節(jié)流元件包括面向上游推力面，使用中，該推力面受到節(jié)流上游的燃料壓力。出口處的燃料壓力基本上與節(jié)流元件緊下游處的孔中的燃料壓力相同，并且小于從供給管線提供給該孔的燃料的壓力。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于噴射燃料到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的噴嘴，該噴嘴包括噴嘴殼體、出口和閥針，該噴嘴殼體具有孔用于從增壓燃料的供給管道接收燃料；在使用時(shí)，該出口用于從該孔輸送燃料給該燃燒室；該閥針限定出針軸線并且在該孔內(nèi)在閉合狀態(tài)與噴射狀態(tài)之間可滑動(dòng)，在該閉合狀態(tài)下，阻止燃料流過該出口進(jìn)入該燃燒室，在該噴射狀態(tài)下，使燃料能夠流過該出口進(jìn)入燃燒室。在使用時(shí)，針的運(yùn)動(dòng)是通過改變控制室內(nèi)的燃料壓力來控制的。該噴嘴進(jìn)一步地包括在該孔內(nèi)的節(jié)流，用于限制燃料通過該孔時(shí)的流量，和具有上游側(cè)和下游側(cè)的節(jié)流元件。該節(jié)流元件隨針可運(yùn)動(dòng)。節(jié)流限定在孔與節(jié)流元件的周邊邊緣之間。該節(jié)流元件的下游側(cè)的至少一部分包括延伸至該節(jié)流元件的周邊邊緣的斜面。
[0062]在本發(fā)明的又一方面中，提供一種用于噴射燃料到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的噴嘴。該噴嘴包括噴嘴主體，該噴嘴主體具有孔用于從增壓燃料的供給管線接收燃料。設(shè)置出口用于在使用中從該孔輸送燃料給該燃燒室。另外，提供閥針，其在該孔內(nèi)在閉合狀態(tài)與噴射狀態(tài)之間可滑動(dòng)，在該閉合狀態(tài)下，阻止燃料流過該出口進(jìn)入該燃燒室，在該噴射狀態(tài)下，使燃料能夠流過該出口進(jìn)入燃燒室。
[0063]在使用時(shí)，針的運(yùn)動(dòng)是通過改變控制室內(nèi)的燃料壓力來控制的。該針包括配置成引導(dǎo)該針在該孔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的針導(dǎo)向部。這噴嘴進(jìn)一步地包括在該孔內(nèi)的節(jié)流，用于限制燃料流過孔的流量。該節(jié)流由一個(gè)或多個(gè)節(jié)流元件限定出，該節(jié)流元件隨該針可移動(dòng)并且位于該針導(dǎo)向部的上游。這節(jié)流包括一系列次節(jié)流。在一個(gè)布置中，兩個(gè)或更多節(jié)流元件沿著閥針間隔開，并且每個(gè)次節(jié)流由相應(yīng)的一個(gè)節(jié)流元件限定出。在另一布置中，這個(gè)或每個(gè)節(jié)流元件具備多個(gè)環(huán)形突起，并且每個(gè)次節(jié)流由相應(yīng)的一個(gè)環(huán)形突起限定出。在進(jìn)一步的布置中，兩個(gè)或更多節(jié)流元件沿著閥針間隔開，并且每個(gè)節(jié)流元件包括多個(gè)環(huán)形突起。
[0064]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的實(shí)施例提供了在高壓燃料供給通道與噴嘴的噴射端之間節(jié)流前后的更低壓降，同時(shí)還提供快速的針閉合。這又減小了燃料需要被泵至的壓力，并因此減少這種燃料噴射系統(tǒng)的能量消耗。這能夠在本發(fā)明中通過在與針相關(guān)聯(lián)的節(jié)流元件與推力面上游噴射器孔的較大直徑區(qū)域之間設(shè)置節(jié)流來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)布置允許節(jié)流元件具有較大截面面積，并因此提供其前后的較小壓降。
[0065]相比于已知噴射器，本發(fā)明的實(shí)施例降低了噴射器的制造復(fù)雜度。具體地，因?yàn)楣?jié)流能夠限定在噴嘴的孔的較大直徑區(qū)域內(nèi)，所以節(jié)流元件能夠具有比針直徑更大的直徑，因此能夠提供具有更大流動(dòng)面積的節(jié)流。因此，相比于前述類型的已知噴射器，制造這種噴射器更容易且更廉價(jià)。
[0066]本發(fā)明的實(shí)施例提供改善的針閉合，歸因于節(jié)流元件的大截面面積，這幫助針以燃料流過孔的速度閉合。
[0067]本發(fā)明的實(shí)施例提供被抑制的針開啟。節(jié)流元件的與針相關(guān)聯(lián)的面向上游推力面提供抵抗燃料流的阻力，該燃料流動(dòng)的方向與針開啟期間試圖運(yùn)動(dòng)的方向相反。這個(gè)阻力因此減慢針的開啟，這是合乎需要的。
[0068]本發(fā)明的實(shí)施例有助于減少噴嘴的孔內(nèi)的燃料的振蕩。特別地，孔內(nèi)的節(jié)流元件抑制所述孔內(nèi)的燃料振蕩。抑制燃料振蕩因此減少了由燃料振蕩傳遞給針?biāo)鸬倪@些振蕩對(duì)針的影響。在本發(fā)明的還又實(shí)施例中，多個(gè)節(jié)流元件的存在有助于進(jìn)一步減少振蕩。
[0069]將意識(shí)到，本發(fā)明的每個(gè)方面的優(yōu)選和/或可選特征能夠被歸入本發(fā)明的其它方面中，單獨(dú)地或以適當(dāng)?shù)慕M合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0070]現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，僅僅是舉例來說，其中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的部件，其中:
圖1 (a)是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的噴嘴的橫截面；
圖1 (b)是圖1 (a)的噴嘴的放大橫截面；
圖2是圖1的噴嘴的一部分的橫截面俯視圖；
圖3 (a)是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的噴嘴的橫截面；
圖3 (b)是圖3 Ca)的噴嘴的放大橫截面； 圖4提供根據(jù)另一布置的噴嘴的一部分的橫截面俯視圖；
圖5提供根據(jù)另一布置的另一噴嘴的一部分的橫截面俯視圖；
圖6提供根據(jù)另一布置的另一噴嘴的一部分的橫截面俯視圖；
圖7是用于噴嘴的根據(jù)另一布置的節(jié)流元件的橫截面；
圖8是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的用于噴嘴的節(jié)流元件的橫截面；和 圖9是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的噴嘴的橫截面。
[0071]在整個(gè)說明書中，術(shù)語例如〃上〃和〃下〃是參照如圖1 (a)、l (b)、3 (a)、3 (b)和9所示噴嘴的方向使用的，但是，將意識(shí)到，噴嘴可以任何合適的方向使用。術(shù)語例如"上游〃和〃下游〃指的是，在正常使用(即，圖1 (a)、l (b)、3 (a)、3 (b)和9中向下)時(shí)，燃料流在噴嘴內(nèi)的大體方向。
【具體實(shí)施方式】
[0072]圖1 (a)和I (b)示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的噴嘴10。噴嘴10形成燃料噴射器的一部分，用于噴射燃料到相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室(未示出)中。參照?qǐng)D1 (a)，噴嘴10設(shè)有閥針15，其在噴嘴10的噴嘴主體13的孔17內(nèi)可滑動(dòng)。噴嘴主體13的上部容納在殼體部分8的凹處內(nèi)。殼體部分8和噴嘴主體13至少部分地容納在蓋形螺母11形式的噴射器殼體內(nèi)。
[0073]使用中，孔17的上端從高壓燃料供給通道12接收高壓燃料，該高壓燃料供給通道至少部分地形成在殼體部分8內(nèi)。閥針15具備大體截頭圓錐形形式的第一和第二推力面15a、15b，它們受到孔17內(nèi)的燃料壓力。
[0074]在孔17的下端，該孔限定出截頭圓錐形形式的閥針座17d，針15可接合該閥針座。在座17d的下游，噴嘴主體13具備多個(gè)出口 16 (僅僅示出其中的一個(gè))，這些出口與孔17的最低尖端限定出的囊體積17e相通。出口 16允許孔17內(nèi)的高壓燃料噴入相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室(未示出)中。當(dāng)針15接合座17d時(shí)，就阻止從噴嘴10噴射燃料。在這種情況下，針能夠說成是處于閉合狀態(tài)。當(dāng)針15從座17d提升并且針15的尖端脫離座17d時(shí)，燃料就通過出口 16噴入燃燒室中。在這種狀態(tài)下，針能夠說成是處于噴射狀態(tài)。
[0075]套管21形式的節(jié)流降壓元件設(shè)在針15上。套管21支撐在針15的圓柱形軸部15d上。正如下面將要更詳細(xì)解釋的，使用中，當(dāng)針15從座17d提升時(shí)，套管21引起在高壓供給通道12與出口 16之間通過孔的燃料流動(dòng)路徑中的壓降。套管21從針沿徑向向外突出并且與針15的直徑相比具有較大的截面面積。
[0076]在孔17的上端，設(shè)有彈簧19把針壓向閉合狀態(tài)。彈簧19接合在針15的彈簧支座套管15c的頂面與殼體部件8的底面之間。在所示實(shí)施例中，彈簧支座套管15c因此為彈簧19提供彈簧座并且形成為針15的組成部分，但是，它能夠替換為安裝在針15上的獨(dú)立部分。
[0077]通過改變位于殼體部分8內(nèi)的控制室(未示出)內(nèi)的燃料壓力來控制閥針的運(yùn)動(dòng)。閥針15包括在其上游端的控制活塞15e (在圖1 (a)中僅僅示出其下部)。控制活塞15e的端部各納在控制室中，因此，控制活塞15e的端面受到控制室中的燃料壓力。
[0078]通過致動(dòng)系統(tǒng)(未示出)來控制控制室內(nèi)的燃料壓力，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。例如，致動(dòng)系統(tǒng)可以包括三通閥，其控制著燃料是否從高壓燃料供給通道12流向控制室，同時(shí)阻止在控制室與低壓排出管之間的燃料流，或者，控制燃料是否能從控制室流向低壓排出管以及阻止從高壓燃料供給通道12向控制室的燃料流。該閥的工作是通過例如電磁線圈或壓電致動(dòng)器控制的。
[0079]噴嘴主體13具有兩個(gè)不同的部分，即在噴嘴10的上游部中的大直徑區(qū)域13a和在噴嘴10的下游部中的小直徑區(qū)域13b。大直徑區(qū)域13a位于蓋形螺母11內(nèi)，而小直徑區(qū)域13b布置成伸出蓋形螺母11的開口 14。
[0080]出口 16布置在噴嘴主體13的小直徑區(qū)域13b的端部。出口 16布置在噴嘴主體13的小直徑區(qū)域13b的尖端，使用中，其位于相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的燃燒室內(nèi)。
[0081]噴嘴主體13的孔17基本上采取與噴嘴主體13相同的形狀；因此孔17由大直徑區(qū)域17a和小直徑區(qū)域17b形成。針15同軸地貫穿孔17的這兩個(gè)大、小直徑區(qū)域17a、17b。
[0082]燃料從高壓燃料供給通道12通過燃料進(jìn)口 17c進(jìn)入孔17，燃料進(jìn)口 17c設(shè)在孔17的大直徑區(qū)域17a的頂端?？?7限定出燃料的流動(dòng)路徑，從燃料進(jìn)口 17c，經(jīng)過孔的大直徑區(qū)域17a并且進(jìn)入孔的小直徑區(qū)域17b，并且朝向出口 16。使用中，燃料填充孔17的大直徑區(qū)域17a和小直徑區(qū)域17b，它們共同限定出燃料的儲(chǔ)蓄體積18。
[0083]在孔的小直徑區(qū)域17b中，閥針15具備針導(dǎo)向部22。針導(dǎo)向部22提供大致圓柱形的導(dǎo)向面，其布置成滑動(dòng)地接合孔的小直徑區(qū)域17b的內(nèi)表面，從而阻止針15在孔17內(nèi)的橫向運(yùn)動(dòng)。針導(dǎo)向部22因此引導(dǎo)針15在孔17內(nèi)的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。針導(dǎo)向部22具有多個(gè)帶角度的或螺旋形槽22a，它們?cè)试S燃料容易地沿著前述流動(dòng)路徑通過針導(dǎo)向部22，同時(shí)仍然為針15提供導(dǎo)向功能。
[0084]將要意識(shí)到的是，針導(dǎo)向部22中的槽22a的存在意味著對(duì)通過針導(dǎo)向部22的燃料流基本上無節(jié)流作用。因而，針導(dǎo)向部22不提供孔17內(nèi)的燃料壓降。在本發(fā)明的替代實(shí)施例中，由針導(dǎo)向部22提供的燃料壓降相對(duì)于由節(jié)流元件21提供的燃料壓降而言是可忽略的。因此，在出口 16處噴射的燃料的壓力基本上等于套管21的緊下游的壓力。
[0085]針導(dǎo)向部22布置在孔的小直徑區(qū)域17b內(nèi)，從而為針15的尖端提供良好穩(wěn)定性。更好的是，盡可能接近針15的尖端設(shè)置針導(dǎo)向部22，從而使得針15的尖端只能沿著針15的軸線運(yùn)動(dòng)，而不垂直于針軸線。限制針15的尖端的這種橫向運(yùn)動(dòng)確保了當(dāng)針閉合時(shí)針15與座17d形成可靠密封。
[0086]在孔的大直徑區(qū)域17a中，套管21設(shè)在針15上。套管21的形狀是環(huán)形并且直徑稍小于孔的大直徑區(qū)域17a的，這在圖1 (b)和2中看得最清楚。套管21因此布置成與孔的相鄰區(qū)域17a —起限定出節(jié)流21a，用于在燃料進(jìn)口 17c與出口 16之間限制燃料沿著燃料流動(dòng)路徑的流量。節(jié)流21a限定在套管21的外周邊邊緣21f的周圍，在套管21與孔17的大直徑區(qū)域17a的內(nèi)表面之間。因此，節(jié)流21a采取環(huán)形通道或間隙的形式。正如下面將要解釋的，節(jié)流21a的橫截面足夠小以在針15處于噴射狀態(tài)并且燃料流過孔時(shí)在套管21的前后產(chǎn)生壓降。這樣，當(dāng)針處于噴射狀態(tài)時(shí)，與上游相比，在套管21的下游出現(xiàn)降低的燃料壓力。
[0087]套管21因此將儲(chǔ)蓄體積18分成兩個(gè)分開的壓力控制體積，在后文稱作孔體積?？椿貓D1 (a)，在孔17的頂端與套管21之間形成第一或上孔體積18a，在套管21與座17d之間形成第二或下孔體積18b。當(dāng)針15處于噴射狀態(tài)時(shí)，通過節(jié)流21a，第一孔體積18a中的燃料壓力大于第二孔體積18b中的燃料壓力。[0088]針15的推力面15a、15b位于第二孔體積18b內(nèi)，并且因此在使用中，在針15處于噴射狀態(tài)時(shí)受到降低的燃料壓力。針導(dǎo)向部22也位于第二孔體積18b內(nèi)，因此具有降低的燃料壓力作用在它所有的外露表面上。
[0089]根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，現(xiàn)在會(huì)參照?qǐng)D1 (a)、l (b)和2描述噴嘴10的工作。
[0090]在針15處于閉合狀態(tài)下，針15的尖端接合座17d，從而阻止燃料流出出口 16。在這個(gè)狀態(tài)下，高壓燃料填充孔的大、小直徑區(qū)域17a、17b。因?yàn)闆]有燃料流，套管21任一邊的第一和第二孔體積18a、18b內(nèi)的壓力是一致的。在這個(gè)階段，控制室與排出管之間的連通被關(guān)閉，因此，控制室中的燃料壓力高。
[0091]因此，由控制室中作用在控制活塞15e上的燃料壓力引起的作用在針15上的向下或閉合力與彈簧19提供的向下力的合力大于由作用在針15的推力面15a、15b上的燃料壓力引起的作用在針15上的向上或開啟力。這產(chǎn)生了針15上的凈向下或閉合力，為此，針15保持在閉合位置。因?yàn)榈谝缓偷诙左w積18a、18b內(nèi)的燃料壓力相同，因此，由相應(yīng)體積中的燃料壓力引起的作用在套管21上的向上和向下力抵消另一個(gè)。
[0092]為了開啟針15，閥操作成打開控制室與低壓排出管之間的連接，由此降低控制室內(nèi)的壓力。隨著控制室中的壓力降低，所得到的作用在控制活塞15e上的向下力減小，并且最終達(dá)到一個(gè)位置，此時(shí)，由第二孔體積18b內(nèi)的燃料壓力引起的施加在針15的推力面15a、15b上的向上力大于由控制室內(nèi)的燃料壓力引起的作用在針15上的向下力與由彈簧19引起的向下力的組合。此時(shí)，凈向上或開啟力作用在針15上，并且，針15開始向上運(yùn)動(dòng)離開座17d進(jìn)入其噴射狀態(tài)。
[0093]隨著針15提升離開座17d，燃料開始從出口 16流出并且流進(jìn)燃燒室。在高壓燃料管道12繼續(xù)供給燃料到孔17的同時(shí)，由于燃料噴入燃燒室中，孔17的下端在第二孔體積18b中的壓力減小。這有助于減慢針15提升的起始速度，因?yàn)橛扇剂鲜┘釉谕屏γ?5a、15b上的向上壓力減小。
[0094]此外，因?yàn)槿剂辖?jīng)過套管21并因此經(jīng)過節(jié)流21a流入第二孔體積18b內(nèi)，第二孔體積18b中的燃料壓力相比第一孔體積18a中的燃料壓力減小。因此，作用于套管21的每側(cè)的燃料壓力不再平衡，而是，套管在針15上施加向下力。換種方式說，套管21的面向上游側(cè)21b形成面向上游推力面，其受到第一孔體積18a中的燃料壓力以產(chǎn)生作用在針15上的向下分力。
[0095]因此，當(dāng)燃料流過孔17時(shí)，它對(duì)著套管21的面向上游側(cè)21b施加壓力，并因此也有助于降低針15向上運(yùn)動(dòng)離開座17d時(shí)的速度。另外，套管21貫穿燃料的運(yùn)動(dòng)引起了牽制效應(yīng)，這也減緩了針15的速度。因此，套管21具有抵抗與針15的運(yùn)動(dòng)方向相反的燃料流而抑制針15的開啟運(yùn)動(dòng)的作用。注意到，通過套管21作用于針15的向下分力不足以克服通過推力面15a、15b作用的向上分力，因此，凈向上力繼續(xù)作用以開啟針15。
[0096]針15最終到達(dá)最大提升位置，并且燃料繼續(xù)從高壓燃料通道12流過孔17并流過出口 16進(jìn)入燃燒室。
[0097]當(dāng)已經(jīng)向燃燒室輸送了期望量的燃料時(shí)，閥就操作成關(guān)閉與排出管的連接并且允許高壓燃料流入控制室?？刂剖抑械膲毫ι?，因此，通過控制活塞15e作用于針15的向下或閉合力升高。最終，作用于針15上的組合向下力變得大于作用于針15的向上力，形成了針上的凈向下力，促使針朝閉合方向運(yùn)動(dòng)。[0098]如前面提到的，因?yàn)楣?jié)流21a提供了套管21前后的壓降，第一孔體積18a中存在的壓力高于套管21下游的第二孔體積18b中存在的壓力。由作用于面向上游推力面21b的燃料壓力通過套管21作用在針15上所得到的向下力提供另一閉合分力，這提高了針閉
合速度。
[0099]有利地，套管21和節(jié)流21a的尺寸制成使得套管21區(qū)域中的燃料流速大約與針在閉合期間的運(yùn)動(dòng)速度相同。在這個(gè)布置中，在針閉合期間，套管21與圍繞套管21的燃料之間少有或沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而少有或沒有牽制產(chǎn)生。因此，套管21提供閉合推力面以使針15能夠在孔17內(nèi)"伴隨燃料流"。換句話說，套管21沒有抑制針的閉合運(yùn)動(dòng)，而是允許針的快速閉合。針快速閉合是所希望的，以便最小化煙霧并降低不需要的C02排放。
[0100]閉合操作在針15接合座時(shí)結(jié)束并且進(jìn)一步阻止燃料流出出口 16直到執(zhí)行進(jìn)一步的開啟操作。
[0101]將要意識(shí)到，節(jié)流元件或套管21對(duì)針15的運(yùn)動(dòng)的作用呈現(xiàn)出滯后。在針開啟期間，套管21抑制針的運(yùn)動(dòng)，允許對(duì)小噴射量的良好控制。在針閉合期間，套管21提高針的閉合速度，這允許迅速結(jié)束噴射。在使用中，由套管21施加在針15上的附加力也有助于減弱針運(yùn)動(dòng)中的任何機(jī)械振動(dòng)，該機(jī)械振動(dòng)是由穿過針15的長(zhǎng)度行進(jìn)的力波引起的。
[0102]在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，套管21的直徑大約為針導(dǎo)向部22或相當(dāng)于孔17的小直徑區(qū)域17b的直徑的兩倍。當(dāng)套管21布置在孔的大直徑區(qū)域17a中時(shí)，套管21因此將通常具有為其布置在小直徑區(qū)域17b中例如在針導(dǎo)向部22的位置時(shí)四倍大的截面面積。因?yàn)橛商坠?1產(chǎn)生的附加針閉合力取決于套管受到第一孔體積18a中的燃料壓力的截面面積乘以套管21前后的壓差，因此，小得多的壓降(在這個(gè)例子中，四倍小)能夠用于產(chǎn)生指定的附加針閉合力。因此，對(duì)于指定的燃料供給壓力能夠獲得更高的噴射壓力，提高效率。
[0103]在孔17的大直徑區(qū)域17a中限定出節(jié)流21a的更多優(yōu)點(diǎn)是，相比于已知布置，簡(jiǎn)化了制造期間形成節(jié)流21a的工藝，并且簡(jiǎn)化了噴嘴整體的制造。如上所述，因?yàn)樘坠?1具有較大的截面面積，所以，節(jié)流21a處所需的壓降較小。節(jié)流21a因此需要可用于燃料流動(dòng)的較大截面面積。換句話說，在所示實(shí)施例中，套管21與孔17之間的徑向間隙比套管21位于孔的小直徑區(qū)域中時(shí)更大。因此，通過節(jié)流可用于燃料流的截面面積對(duì)由制造公差引起的套管21和孔17的直徑變化敏感降低。
[0104]以平行于針15的軸線方向測(cè)出的套管21的長(zhǎng)度或厚度比套管21的直徑更小。優(yōu)選薄的套管21以減小套管21的質(zhì)量并因此減小針15的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。因?yàn)樘坠?1不引導(dǎo)針15的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，因此，不要求套管21軸向地沿著針15的長(zhǎng)度延伸。
[0105]如圖1 (b)中最清楚示出的，套管21在其面向上游和面向下游側(cè)21b、21c上都設(shè)有倒角或斜邊部211、21d。倒角邊部211、21d從套管21的相應(yīng)的上下表面21g、21e延伸到外周邊邊緣21f。上下表面21g、21e垂直于針15的軸線。
[0106]倒角部211、21d使得套管21的圓周面能夠限定出長(zhǎng)度短的節(jié)流，同時(shí)，套管21的與針15的軸部15d鄰接的內(nèi)表面比較長(zhǎng)以允許套管21牢固接合在軸部15d上。保持圓周面短意味著節(jié)流21a的作用就像節(jié)流孔一樣，這減少了燃料粘度對(duì)節(jié)流21a中的燃料流性狀的影響。特別地，周邊邊緣21f下游的套管21的倒角邊部21d起到在燃料流過節(jié)流21a時(shí)最大化套管21下游的燃料湍流的作用。
[0107]倒角部211、21d也有助于最小化套管21的體積和質(zhì)量，而不損失套管21的強(qiáng)度。使用中，倒角部211、21d也有助于套管21的動(dòng)態(tài)性能并且減少在噴嘴10的制造期間打磨套管21的直徑為規(guī)定尺寸時(shí)易于產(chǎn)生的毛邊。
[0108]在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，套管21是噴嘴10的部件，其獨(dú)立于針15。套管21布置成壓配合到針15的軸部15a，因此，套管21不可相對(duì)于針15運(yùn)動(dòng)。因此，當(dāng)針15在孔17內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，套管21隨著針15 —起運(yùn)動(dòng)。套管21與針分開制造的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，能夠減小制造針?biāo)璧陌舨某叽?，由此降低制造成本和制造期間的廢料。然而，將意識(shí)到，在本發(fā)明的替代實(shí)施例中，套管21能夠是針的整體特征。
[0109]為了最大化形成節(jié)流21a的橫截面的精確度，希望在套管21固定到針15之后打磨套管21的直徑。特別地，在套管21固定到針15時(shí)打磨套管21的直徑有助于獲得套管與針軸線之間的良好同心度。此外，通常的做法是基于相關(guān)孔徑17b的尺寸把針導(dǎo)向22匹配打磨為受控間隙，也可以基于孔17的相應(yīng)大直徑區(qū)域17a的尺寸把套管21的直徑匹配打磨為受控間隙。
[0110]在替代的制造方法中，套管21和孔17以高精度打磨，因此，不需要匹配打磨或單獨(dú)匹配針與噴嘴主體的其它方式。根據(jù)本發(fā)明的該方法降低了噴嘴的制造成本。
[0111]套管21的面向上游側(cè)21b布置成具有垂直于軸15d的軸線的截面面積，為出口 16的總截面面積(即可用于燃料流過出口的面積)的200至800倍大，優(yōu)選為近似500倍大。提供這個(gè)面積比意味著，在閉合期間，針將以與套管21附近的燃料近似相同的速度運(yùn)動(dòng)。
[0112]套管21也有助于減小孔17內(nèi)的燃料的壓力波。當(dāng)針15與套管21在孔17內(nèi)運(yùn)動(dòng)并且燃料流過孔17時(shí)，在燃料內(nèi)形成壓力波。因?yàn)樘坠?1延伸通過孔17的大直徑區(qū)域17a的寬度，因此，套管21通過限制通過孔17的燃料流而減緩或抑制壓力波。能夠選擇套管21在針15上的位置從而最小化上述壓力波。例如，套管21可以位于出現(xiàn)在孔的大直徑區(qū)域17a內(nèi)的某個(gè)主共振壓力波的波腹處或附近。
[0113]類似地，套管21也用作阻尼元件以減少針15自身的振動(dòng)。套管21可以位于針15中的某個(gè)主共振的波腹處或附近。
[0114]在針15的開啟期間，套管21的頂面的大表面積所提供的抵抗燃料流的阻力降低針的速度。這種慢速開啟的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在針15到達(dá)其最高位置時(shí)降低針〃彈跳〃的傾向。已知這種彈跳存在于現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，歸因于針以飛快的速度開啟，然后在其向上運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)撞擊停止器并從其彈跳起來。這導(dǎo)致不希望有的針的振蕩和噴嘴部件的磨損。因此，本發(fā)明的實(shí)施例有助于緩和或者至少最小化這些問題。
[0115]圖3(a)示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的噴嘴50，其大體上類似于本發(fā)明的第一實(shí)施例，將僅僅詳細(xì)描述不同的地方。
[0116]噴嘴50包括在噴嘴主體53的孔57內(nèi)可滑動(dòng)的閥針55，以控制經(jīng)過多個(gè)出口 56的燃料流量。與本發(fā)明的第一實(shí)施例中的一樣，在第二實(shí)施例中，噴嘴主體53通過蓋形螺母安裝到殼體部分上。殼體部分和蓋形螺母在圖3 (a)中未示出。
[0117]在這個(gè)實(shí)施例中，孔57包括較大直徑區(qū)域57a和較小直徑區(qū)域57b。大直徑和小直徑區(qū)域57a、57b被中直徑的節(jié)流區(qū)域57c分開。節(jié)流區(qū)域57c依次包括圓柱形恒直徑部分57d和連接恒直徑部分57d到小直徑區(qū)域57b的最頂端的過渡部分57e。大直徑區(qū)域57a、小直徑區(qū)域57b和節(jié)流區(qū)域57c共同限定出用于高壓燃料的儲(chǔ)蓄體積58。
[0118]套管61形式的節(jié)流元件支撐在閥針55的圓柱形軸部55d上。套管61定位成使其在閥針55的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)與噴嘴主體孔57的節(jié)流區(qū)域57c的恒直徑部分57d重疊。通過這種方式，當(dāng)閥針55運(yùn)動(dòng)時(shí)，套管61與孔57的恒直徑部分57d之間的環(huán)形節(jié)流61a(在圖3 (b)中看得最清楚)保持為恒定且界限分明的截面面積。
[0119]此外，通過將節(jié)流區(qū)域57c布置在孔57的大直徑與小直徑區(qū)域57a、57b之間，套管61上游的孔體積58a比套管61下游的孔體積58b大得多。最大化上游孔體積58a且最小化下游孔體積58b有助于最大化節(jié)流61a的效率。
[0120]如圖3(b)詳細(xì)地示出，在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，套管61具有非對(duì)稱形狀，因此，套管61的面向上游側(cè)61b具有與面向下游側(cè)61c不同的形狀。套管的面向下游側(cè)61c具有斜邊或倒角邊部61d，與本發(fā)明的第一實(shí)施例中的一樣。倒角邊部61d是斜面，其從套管61的下表面61e延伸到外周邊邊緣61f，這限定出套管61的最大直徑并且因此限定出節(jié)流61a的大小。套管的面向上游側(cè)61b包括平坦的中心頂面61g，在其外緣呈臺(tái)階狀以限定出周邊凹處或切口。切口的平底部限定出上游端面61i，其向外延伸直到與套管61的周邊邊緣61f相接。上游端面61i因此從中心面61g下凹限定出臺(tái)階61h。
[0121]通過這種方式，周邊邊緣61f形成〃銳〃邊或刀刃，限定出節(jié)流61a。換句話說，套管61的周邊邊緣61f由角部限定出，在此處，第一表面(倒角邊部61d)與第二表面(上游端面61i)相接。第一表面向針55的軸線傾斜，第二表面垂直于針55的軸線。在這個(gè)實(shí)施例中，周邊邊緣61f在套管61的上下表面61g、61e的中間。
[0122]套管61的形狀意味著限定出節(jié)流61a的套管61的周邊邊緣61f在針軸線方向上特別短。此外，周邊邊緣61f下游的套管61的倒角部61d起到在燃料流過節(jié)流61a時(shí)最大化套管61下游的燃料湍流的作用。因此，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，節(jié)流61a的特征接近銳邊節(jié)流孔的那些，具有的優(yōu)點(diǎn)是，節(jié)流對(duì)燃料粘度因此是對(duì)溫度的敏感性特別低。
[0123]將意識(shí)到，實(shí)際上，周邊邊緣61f不可能是完全銳利的。相反，周邊邊緣61f形成大致圓柱型表面，在平行于針55的軸線的方向上具有有限長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度優(yōu)選為小于0.2mm。更優(yōu)選地，外緣61f在平行于針軸線方向上的長(zhǎng)度不大于0.1_。
[0124]在這個(gè)例子中，套管61的下游側(cè)61c的倒角邊部61d與針軸線所成倒角近似30度。在其它例子中，優(yōu)選地，倒角邊部61d與針軸線所成倒角在約15度至45度之間。
[0125]再次參照?qǐng)D3(a)，圓柱形軸部55d上游的針55的桿部55f具有比圓柱形軸部55d更小的直徑。有利地，與圖1所示實(shí)施例相比，這減小了針55的總質(zhì)量。
[0126]桿部55f的最高端形成凸緣，限定出用于偏壓彈簧59的直徑擴(kuò)大彈簧座55c。在彈簧座55c上方，閥針55包括控制活塞55e,其與控制室(未不出)協(xié)作,這與本發(fā)明的第一實(shí)施例中的一樣。
[0127]在第二實(shí)施例中，控制活塞55e在間隔塊60的孔60a內(nèi)可滑動(dòng)。間隔塊60充當(dāng)用于彈簧59的上座，并且使彈簧59與殼體部件(未示出)間隔開。間隔塊60由彈簧59的力保持抵靠在殼體部件上。間隔塊60能夠橫向滑動(dòng)以調(diào)整針55與殼體部分的未對(duì)準(zhǔn)，例如，可能由制造公差所引起發(fā)生的。
[0128]通過設(shè)在彈簧座55c之上的閥針55的彈簧導(dǎo)向部55g，彈簧59保持與閥針55的軸線同軸對(duì)齊。彈簧導(dǎo)向部55g的尺寸制作成使得在彈簧導(dǎo)向部55g上滑動(dòng)地引導(dǎo)彈簧59。另外，間隔塊60的底面形成有圍繞孔60a的入口的凸起定位環(huán)60b。定位環(huán)60b的大小制作成使得它能夠容納在彈簧59的內(nèi)徑內(nèi)。通過這種方式，定位環(huán)60b使彈簧59定位在與針軸線同軸的位置。
[0129]在這個(gè)實(shí)施例中，噴嘴主體53的孔57的小直徑區(qū)域57b包括導(dǎo)向區(qū)域57f，該區(qū)域有減小的內(nèi)徑與針55的導(dǎo)向部62的外徑相匹配。類似地，在導(dǎo)向區(qū)域57f的下游，孔57的小直徑區(qū)域57b包括進(jìn)一步減小的直徑部57g，接近于噴嘴主體53的尖端，以減小節(jié)流61a下游的孔57的體積。
[0130]在本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例中，節(jié)流21a、61a由套管21、61的外表面與孔17a、57c的內(nèi)表面之間的環(huán)形通道限定出。然而，將意識(shí)到，可以提供任何合適的節(jié)流，并且可以至少部分地由套管或任何其它合適的節(jié)流元件限定出。三個(gè)這種可行的替代結(jié)構(gòu)在圖4、5和6中示出，下面更詳細(xì)地論述。
[0131]圖4提供噴嘴的一部分的橫截面俯視圖，用于說明替代布置。噴嘴包括套管121形式的節(jié)流元件。在這種布置中，套管121設(shè)有凹陷部，包括在其外表面上的平坦部分122，其與孔17a —起限定出節(jié)流121a。除了限定在套管121的周邊與孔17a之間的環(huán)形流動(dòng)路徑之外，平坦部分122因此為經(jīng)過套管121的燃料提供另外的流動(dòng)路徑。平坦部分122能夠容易地由打磨工藝形成，在該工藝中套管的一側(cè)變平坦。雖然在圖4中僅僅示出一個(gè)平坦部分122，但是，實(shí)際上，能夠設(shè)置多個(gè)平坦部分以避免套管和針上的不平衡負(fù)載。
[0132]在另一布置(未示出)中，套管的環(huán)形邊與噴嘴主體的大直徑孔區(qū)域的內(nèi)表面滑動(dòng)接觸從而允許針在孔內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，燃料僅僅能夠在平坦部分與孔之間流動(dòng)，而不是圍繞套管的整個(gè)周邊。在又一個(gè)替代布置(未示出)中，能在套管上設(shè)置多個(gè)平坦部分，成角度間隔定位，從而提供多個(gè)節(jié)流。平坦部分布置成使得這個(gè)多個(gè)節(jié)流提供的總截面面積提供套管前后的期望總壓降。任何其它形狀的凹陷或形式(例如槽或凹槽)能夠用于替代平坦部分或附加于平坦部分。
[0133]圖5提供噴嘴的一部分的橫截面俯視圖，用于說明另一替代布置。同樣地，噴嘴具有套管221形式的節(jié)流元件。在這個(gè)布置中，由套管221a中的節(jié)流孔221a提供節(jié)流，該節(jié)流孔是以從套管221的頂面蔓延到底面的孔的形式。構(gòu)造這樣的節(jié)流孔221a能夠是較容易且較精確的。特別地，節(jié)流孔221a能夠鉆進(jìn)套管221。
[0134]在這個(gè)布置中，套管221的外周邊可以布置成提供與孔17的內(nèi)表面的滑動(dòng)配合從而允許針15在孔17內(nèi)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，燃料僅僅能夠流過節(jié)流221a，而不是圍繞套管221的外表面。
[0135]在又一個(gè)布置(未示出)中，能夠設(shè)置多個(gè)節(jié)流孔以限定出通過套管的多個(gè)節(jié)流。節(jié)流孔能夠以任何適于獲得所需功能的形狀或形式提供。
[0136]圖6是噴嘴的一部分的橫截面俯視圖，示出了具有套管321形式的節(jié)流元件的又
一替代布置。
[0137]在這個(gè)布置中，凹陷部321a、321b、321c和321d設(shè)在噴嘴主體313中，這些凹陷部與套管321的外表面一起限定出經(jīng)過套管321的燃料流動(dòng)路徑中的節(jié)流。同樣地，套管321的外表面布置成提供與噴嘴主體313的內(nèi)表面的滑動(dòng)配合從而允許針15在孔區(qū)域317a內(nèi)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。這樣，燃料僅僅能流過節(jié)流321a、321b、321c和321d，而不流過套管321的外表面的其余部分。在另一實(shí)施例，還可以設(shè)置圍繞套管321的周邊的環(huán)形流動(dòng)路徑。
[0138]將意識(shí)到，可以設(shè)置任何合適數(shù)量的凹陷部。能夠通過機(jī)加工噴嘴主體形成凹陷來制成凹陷部，或者通過把凹陷形狀并入制成噴嘴主體的壓模工藝中。[0139]也可以采用任何其它合適的方式來提供節(jié)流元件前后的壓降，可以是不同類型節(jié)流的組合。同樣地，節(jié)流布置成使得節(jié)流提供的總截面面積提供期望總壓降。
[0140]可以在通過噴嘴的燃料流動(dòng)路徑內(nèi)串聯(lián)布置多個(gè)節(jié)流。例如，圖7示出用在噴嘴中的套管形式的節(jié)流元件421的橫截面。套管421具有圍繞其外周邊表面沿周向形成的兩個(gè)凹槽422。這兩個(gè)凹槽422依次限定出三個(gè)突出的環(huán)形部423，它們也圍繞套管421沿周向延伸。
[0141]在這個(gè)布置中，節(jié)流包括一系列分擔(dān)節(jié)流或次節(jié)流，每個(gè)次節(jié)流限定在相應(yīng)的一個(gè)突起423的外周邊與孔(圖7中未示出)之間。在套管421的每個(gè)突起部423的前后，在每個(gè)次節(jié)流中獲得壓降。選擇突起部423的形狀和數(shù)量從而使突起部423前后的壓降總數(shù)等于總期望壓降。
[0142]提供多個(gè)突起部423以限定出節(jié)流是有利的，因?yàn)樗沟霉?jié)流元件423的制造更容易。由每個(gè)突起部423提供的每個(gè)次節(jié)流前后的壓降小于設(shè)置單個(gè)節(jié)流時(shí)的。每個(gè)突起部423的直徑因此能夠相比于單個(gè)節(jié)流時(shí)的更小，使套管421與孔之間的間隙更大，并且因此，突起部423的給定直徑公差對(duì)這個(gè)區(qū)域的影響將小于單個(gè)節(jié)流情況下的。
[0143]雖然圖7示出了在大致如圖1所示類型的套管上使用凹槽，但是，將意識(shí)到，這些凹槽將用于任何形式的節(jié)流元件。例如，這些凹槽能夠沿著圖4所示套管的平坦部分、圖5所示的套管節(jié)流孔或圖6所示的凹陷設(shè)置。
[0144]將要意識(shí)到，圖1 (a)至3 (b)所描述的本發(fā)明的實(shí)施例的特征能夠在適用的地方應(yīng)用到圖4至7的布置中。例如，斜面能夠設(shè)在圖4至6的套管的下游側(cè)上，或是圖7的套管的一個(gè)或多個(gè)突起部的下游側(cè)上。
[0145]例如，圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的用在噴嘴中的套管形式的節(jié)流元件461的橫截面。與圖7中的套管一樣，圖8中所示的套管461包括三個(gè)突出的環(huán)形部463，它們沿周向圍繞套管461的外周邊表面延伸。這些環(huán)形突起463被形成在套管461的周邊表面中的環(huán)形凹槽462分開。
[0146]每個(gè)環(huán)形突起463在其下游側(cè)具有倒角或斜面461d，其延伸到環(huán)形部463的相應(yīng)的外周邊邊緣461f。接近于套管的下游側(cè)461c的環(huán)形突起463的斜面461d形成在下游側(cè)461c的中心面461e的周邊上。中心面461垂直于針軸線。
[0147]套管461的上游側(cè)461b包括上游端面461i，其從中心面461g下凹以限定出臺(tái)階461h。上游端面461i和中心面461g垂直于針軸線。上游端面461i延伸到最接近于套管461的上游側(cè)461b的環(huán)形突起463的外周邊邊緣461f。
[0148]與圖7中的布置一樣，在圖8的套管中，節(jié)流元件提供由一系列分擔(dān)節(jié)流或次節(jié)流形成的節(jié)流，每個(gè)次節(jié)流限定在相應(yīng)一個(gè)突起463的外周邊邊緣461f與孔(圖8中未示出)之間。此外，依靠斜面461d，每個(gè)次節(jié)流由銳邊限定出，給出了上面參照?qǐng)D3 (a)和3 (b)描述的優(yōu)點(diǎn)。圖9提供根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的燃料噴嘴500的橫截面。
[0149]圖9所示燃料噴嘴500不同于圖1 (a)所示噴嘴的地方在于，它包括兩個(gè)節(jié)流元件，每個(gè)采取套管521a、521b的形式，它們具有與圖1 (a)和I (b)所示發(fā)明的第一實(shí)施例的套管21相同的形狀。套管521a、521b沿著針515的大致圓柱形軸部515d間隔開。
[0150]每個(gè)套管521a、521b在套管521a、521b與孔517之間限定出相應(yīng)的次節(jié)流。這些次節(jié)流串聯(lián)地布置以在供給通道512與孔體積518b之間提供期望壓降，該孔體積518b在最低套管512b與噴嘴500的尖端之間。通過提供多個(gè)次節(jié)流代替單個(gè)節(jié)流，套管521a、521b與孔517之間的間隙能夠增大，由此減小由制造公差引起的任何直徑變化的影響。
[0151]通過提供兩個(gè)套管521a、521b，可能進(jìn)一步抑制孔517中的燃料內(nèi)以及針515中的振蕩。兩個(gè)套管521a、521b能夠定位成以便最小化孔517內(nèi)的燃料的振蕩。例如，每個(gè)套管521a、521b能夠位于孔517的大直徑區(qū)域517a內(nèi)的燃料的某個(gè)主共振振蕩的波腹處和/或針自身的某個(gè)主共振振蕩的波腹處。將意識(shí)到，能夠提供更多的套管以降低振蕩。
[0152]在這個(gè)實(shí)施例中，這些套管是相同的，并且，所需壓降在這兩個(gè)套管之間分?jǐn)?。然而，將意識(shí)到，這兩個(gè)套管可以是不同的，因此在每個(gè)套管前后能夠出現(xiàn)不同的壓降。還可能的是，提供第一套管和第二套管，第一套管提供總所需壓降，第二套管不提供壓降，而是僅僅用于抑制孔內(nèi)的波動(dòng)。在這樣的實(shí)施例中，這些套管可以稱作〃節(jié)流套管〃或〃阻尼套管”。
[0153]在本發(fā)明的第四實(shí)施例的變形中，能夠使用具有圖3 (a)和3 (b)所示或圖7或8所示形狀的套管。
[0154]能夠構(gòu)思本發(fā)明的數(shù)個(gè)改型和變形。例如，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，未描繪，套管支撐彈簧的下端。也就是說，套管限定出彈簧座，該彈簧座布置成接合在套管頂面與噴射器主體之間的彈簧。在這個(gè)實(shí)施例中，噴射器所需部件的數(shù)量減少，因此提供更簡(jiǎn)單的噴射器。在其它實(shí)施例中，彈簧能夠設(shè)在控制室中或其它地方。
[0155]在例舉的實(shí)施例中，針裝在單件式噴嘴主體的孔中。然而，針能夠替代地裝在多件式噴嘴主體中，在這種情況下，孔能夠由多個(gè)同軸布置的孔形成。該孔也可以擴(kuò)展到或設(shè)在噴嘴主體上游的部件中。
[0156]控制活塞可以形成為閥針的端部區(qū)域。替代地，控制活塞能夠是獨(dú)立部件，其與針相關(guān)聯(lián)，從而使控制活塞的運(yùn)動(dòng)傳遞給針。
[0157]在不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員也能夠作出上面沒有明確描述的更多改型和變形。
【權(quán)利要求】
1.一種用于噴射燃料到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的噴嘴，所述噴嘴包括: 噴嘴主體(13 ; 53)，其具有孔(57)用于從增壓燃料的供給管線(12)接收燃料； 出口(16，56)，在使用中，用于從所述孔(17 ；57)輸送燃料給所述燃燒室；和閥針(15 ;55)，其限定出針軸線并且在所述孔(17 ；57)內(nèi)在閉合狀態(tài)與噴射狀態(tài)之間可滑動(dòng)，所述閥針在所述閉合狀態(tài)下阻止燃料流過所述出口( 16，56 )進(jìn)入所述燃燒室且在噴射狀態(tài)下，使燃料能夠流過所述出口( 16，56)進(jìn)入所述燃燒室，在使用時(shí)，所述針(15 ；55)的運(yùn)動(dòng)是通過改變控制室內(nèi)的燃料壓力來控制的； 所述針(15 ;55)包括配置成引導(dǎo)所述針(15，55)在所述孔(17，57)內(nèi)的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的針導(dǎo)向部(22 ；62)； 所述噴嘴進(jìn)一步地包括在所述孔(17，57)內(nèi)用于限制燃料通過所述孔(17，57)時(shí)的流量的節(jié)流(21a，61a)以及具有上游側(cè)(21b ;61b)和下游側(cè)(21c ；61c)的節(jié)流元件(21，61);所述節(jié)流元件隨所述針(15，55)可移動(dòng)并且位于所述針導(dǎo)向部(22，62)的上游； 其中，所述節(jié)流(21a,61a)限定在所述孔(17)與所述節(jié)流元件的周邊邊緣(21f,61f)之間，并且其中，在使用中，當(dāng)針(15，55)處于噴射狀態(tài)時(shí)，所述出口( 16，56)處的燃料壓力基本上與所述孔(17，57)中所述節(jié)流元件(21，61)緊下游處的燃料壓力相同并且小于從供給管線(12)供給到所述孔(17，57)的燃料壓力； 其特征在于，所述節(jié)流元件(21，61)的下游側(cè)(21c ；61c)的至少一部分包括延伸至所述周邊邊緣(21f，61f)的斜面(21d，61d)，所述斜面(21d，61d)不垂直于所述針軸線。
2.如權(quán)利要求1所述的噴嘴，其中，所述節(jié)流元件(21；61)的下游側(cè)(21c ；61c)包括垂直于所述針軸線的下游面(21e;61e)，并且其中，所述斜面(21d;61d)形成為所述下游面(21e ；61e)的外周處的倒角。`
3.如權(quán)利要求1或2所述的噴嘴，所述斜面(21d；61d)是截頭圓錐形的。
4.如在前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴嘴，其中，所述斜面(21d；61d)與所述針軸線成的角度在約15度和45度之間。
5.如權(quán)利要求4所述的噴嘴，其中，所述斜面(21d;61d)與所述針軸線成的角度約為30度。
6.如在前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴嘴，其中，所述節(jié)流元件(61)的上游側(cè)(61b)包括延伸到節(jié)流元件(61)的周邊邊緣(61f)的上游端面(61i)。
7.如權(quán)利要求6所述的噴嘴，其中，所述節(jié)流元件(61)的上游側(cè)(61b)包括中心面(61g)，并且其中，所述上游端面(61i)圍繞所述中心面(61g)環(huán)狀地布置。
8.如權(quán)利要求7所述的噴嘴，其中，所述上游端面(61i)從所述中心面(61g)下凹以在所述上游端面(61i)與所述中心面(61g)之間限定出臺(tái)階(61h)。
9.如權(quán)利要求6至8的任一項(xiàng)所述的噴嘴，其中，所述上游端面(61i)垂直于所述針軸線。
10.如權(quán)利要求6至9的任一項(xiàng)所述的噴嘴，所述節(jié)流元件(61)的周邊邊緣(61f)限定在所述上游端面(61i)與所述斜面(61d)相接的地方。
11.如權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的噴嘴，其中，所述節(jié)流元件(21，61)的上游側(cè)的至少一部分包括延伸到周邊邊緣(21f)的斜面(21i)，所述斜面(21i)不垂直于所述針軸線。
12.如在前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴嘴，其中，在平行于所述針軸線的方向上，所述周邊邊緣(6If)具有近似0.2mm或更小的長(zhǎng)度。
13.如權(quán)利要求12所述的噴嘴，其中，在平行于針軸線的方向上，周邊邊緣(61f)具有近似0.1mm或更小的長(zhǎng)度。
14.如在前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴嘴，包括第一孔體積(18a；58a)和第二孔體積(18b;58b)，所述第一孔體積在所述節(jié)流(21a，61a)的上游并且布置成從所述供給管線(12)接收燃料，所述第二孔體積在所述節(jié)流(21a，61a)的下游并且布置成從所述第一孔體積(18a ；58a)通過所述節(jié)流(21a，61a)接收燃料；其中，所述針(15 ；55)的針導(dǎo)向部(22 ；62)布置在所述第二孔體積(18b ；58b)內(nèi)。
15.如權(quán)利要求14所述的噴嘴，其中，所述節(jié)流元件(21;61)包括面向上游推力面(21b ;61b),使用中,所述推力面受到所述第一孔體積(18a ;58a)中的燃料壓力。
16.如權(quán)利要求14或15所述的噴嘴，其中，所述針(15;55)包括至少一個(gè)面向下游推力面(15a, 15b),使用中，所述推力面受到所述第二孔體積(18b ；58b)中的燃料壓力。
17.如在前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴嘴，其中，所述針(15;55)包括桿部(15d ;55d)，并且其中，所述節(jié)流元件包括圍繞所述桿部(15d ;55d)環(huán)狀布置的套管(21 ;61)。
18.如權(quán)利要求17所述的噴嘴，其中，所述套管(21;61)具有比所述針(15;55)的針導(dǎo)向部(22 ;62)更大的直徑。
19.如權(quán)利要求17或1 8所述的噴嘴，進(jìn)一步地包括控制活塞(15e;55e)，所述控制活塞與針(15 ;55)相關(guān)聯(lián)并且具有受到所述控制室內(nèi)的燃料壓力的控制面；其中，所述套管(21 ；61)具有比所述活塞(15e ；55e)更大的直徑。
20.如在前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴嘴，其中，所述孔(17)包括較大直徑區(qū)域(17a)和較小直徑區(qū)域(17b)，所述節(jié)流元件(21)設(shè)置于所述較大直徑區(qū)域(17a)中，所述閥針(15)的針導(dǎo)向部設(shè)置于所述較小直徑區(qū)域(17b)中。
21.如權(quán)利要求20所述的噴嘴，其中，所述節(jié)流元件(21)布置在所述較大直徑區(qū)域(17a)的下游端部。
22.如權(quán)利要求1至19的任一項(xiàng)所述的噴嘴，其中，所述孔(57)包括較大直徑區(qū)域(57a)、較小直徑區(qū)域(57b)和中直徑區(qū)域(67c)，所述較大直徑區(qū)域在所述節(jié)流元件(61)的上游，所述閥針(55)的針導(dǎo)向部(62)布置在所述較小直徑區(qū)域中，所述節(jié)流元件(61)布置在所述中直徑區(qū)域中。
23.如在前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴嘴，其中，所述節(jié)流元件設(shè)有多個(gè)環(huán)形突起(423；463)，并且其中，所述節(jié)流包括，至少部分地，一系列次節(jié)流，每個(gè)次節(jié)流限定在相應(yīng)的一個(gè)突起(423 ；463)的外周邊與所述孔之間。
24.如權(quán)利要求23所述的噴嘴，其中，一個(gè)或多個(gè)環(huán)形突起(463)的下游側(cè)包括相對(duì)于所述針軸線傾斜的斜面(461d)。
25.如在前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴嘴，其中，所述節(jié)流元件(21；61)的大小制成使得，當(dāng)所述閥針(15 ;55)在使用中處于噴射狀態(tài)時(shí)，所述孔(17 ;57)中的燃料流速近似等于所述閥針(15 ;55)在從噴射狀態(tài)向閉合狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)期間所述閥針(15 ;55)運(yùn)動(dòng)的速率。
26.如在前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴嘴，其中，所述節(jié)流元件(21、61)位于孔(17；57)中的固有駐波的波腹處。
27.如在前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴嘴，其中，包括沿著所述閥針(15)間隔開的多個(gè)節(jié)流元件(521a，521b)。
28.如在前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴嘴，其中，進(jìn)一步地包括彈簧(19;59)，用于把針(15 ;55)壓向閉合位置，其中，所述針(15 ;55)包括用于彈簧(19 ;59)的彈簧座(15c ；55c),其布置在節(jié)流元件(21 、61)的上游。
【文檔編號(hào)】F02M63/00GK103764998SQ201280043803
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月8日
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