專利名稱：可變噴射孔型燃料噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料噴嘴，而具體地涉及可變噴射孔型燃料噴嘴。
雖然已知高壓噴射系統(tǒng)對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣處理是有效的，但是對(duì)于降低高壓噴射系統(tǒng)中低速低負(fù)載區(qū)中NOx量，及減小高負(fù)載區(qū)中煙霧賦予了極大的重視。為了解決前一問(wèn)題，最好用小直徑噴射孔進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間燃料噴射來(lái)降低開始的噴射量，和通過(guò)加速燃料霧化建立理想的燃燒條件，而為了解決后一問(wèn)題，最好用大直徑噴射孔進(jìn)行較短的時(shí)間燃料噴射。
但是在日本未審查的專利申請(qǐng)昭59—200063中公開的普通的燃料噴嘴，其結(jié)構(gòu)使得通過(guò)在可滑動(dòng)地裝在噴嘴體中的針閥的前端側(cè)形成錐形的壓力接受面及在燃料噴射壓力下打開閥，而從設(shè)在噴嘴體前端的噴射孔噴出燃料。結(jié)果，噴射孔直徑，也就是噴射孔面積成為固定的，因此不能處理加速燃料燃燒，改善輸出燃料成本，不僅減少燃料燃燒產(chǎn)生的噪音而且減少NOx等的問(wèn)題。
為了處理上述問(wèn)題，有人提出了一種可變噴嘴設(shè)計(jì)使噴射孔面積是可變的，并且噴射孔可用致動(dòng)器按要求切換。一種這類噴嘴在日本專利申請(qǐng)公開平4—76266中提出，它具有設(shè)在噴嘴體前端部以預(yù)定間隔沿圓周設(shè)置的多個(gè)噴射孔，噴射孔與一內(nèi)孔連通，轉(zhuǎn)閥可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝到該孔中，使得噴射孔的開口隨轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)可調(diào)。
這種轉(zhuǎn)閥型燃料噴嘴不設(shè)計(jì)成如平移型燃料噴嘴那樣在它們軸向位置控制噴射孔，也就是說(shuō)不設(shè)計(jì)成可沿軸向移動(dòng)閥軸的燃料噴嘴。因此，不需要對(duì)由于噴射壓力及發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的壓力而在閥軸中產(chǎn)生的軸向力保持噴射孔的位置。如果在吸氣及排氣沖程只有控制轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以用極小的控制力矩把要求的噴射孔面積固定下來(lái)，因此很小的致動(dòng)器可以使用，有限制噴嘴尺寸變大的優(yōu)點(diǎn)。
例如，按照現(xiàn)有技術(shù)的一種專門的噴嘴包括沿圓周孔壁設(shè)置的多個(gè)(八個(gè))噴射孔，作為轉(zhuǎn)閥設(shè)在孔中的轉(zhuǎn)軸，及以預(yù)定的間隔沿圓周設(shè)在轉(zhuǎn)軸的外圓周前端的多個(gè)(四個(gè))導(dǎo)向槽，使得隨著轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置變化有選擇地把四個(gè)或八個(gè)噴射孔用于燃料噴射。
因此由于多個(gè)噴射孔設(shè)在一個(gè)圓周水平上，不可能作出使用多個(gè)噴射孔的噴射孔組合方案的變化。更具體地，按照現(xiàn)有技術(shù)不可能通過(guò)改變噴射孔徑來(lái)控制燃料噴射以處理如上所述的廢氣問(wèn)題，因?yàn)槌撕?jiǎn)單增加或減小在同一圓周水平具有同樣孔徑的噴射孔數(shù)目外，噴射孔直徑本身是保持不變的。問(wèn)題是難以實(shí)現(xiàn)在加上低負(fù)載時(shí)的霧化。
由于在驅(qū)動(dòng)軸穿過(guò)針閥時(shí)轉(zhuǎn)閥的驅(qū)動(dòng)軸直徑很小，另外，驅(qū)動(dòng)軸難以密封，因此使燃料漏出驅(qū)動(dòng)軸外，這會(huì)導(dǎo)致降低噴射壓力或在燃料噴射時(shí)的燃料缺陷。
在可變噴嘴總的如此構(gòu)造的情況下，當(dāng)從一個(gè)噴射孔徑切換到另一個(gè)時(shí)，噴射孔完全或暫時(shí)封住，在進(jìn)行燃料噴射時(shí)，從一個(gè)噴射孔切換到另一個(gè)噴射孔時(shí)在距嘴體中的壓力急劇上升。在某些原因使針閥停止工作時(shí)，或在發(fā)動(dòng)機(jī)在高速工作時(shí)轉(zhuǎn)閥的隨動(dòng)打開延遲，則在噴嘴體中的壓力將增加至危險(xiǎn)的范圍，會(huì)破壞如燃料噴嘴，燃料噴射泵或連接它們的管道之類的燃料噴射系統(tǒng)。
本發(fā)明是要解決上述問(wèn)題，因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種可變噴射孔型燃料噴嘴，這種噴嘴有更大的自由度設(shè)定噴射孔、改變被噴射孔占據(jù)的整個(gè)面積，消除噴射體的內(nèi)壓的偶然升高(甚至當(dāng)燃料噴射時(shí)所用的噴射孔設(shè)定)，可自由噴射燃料，其方式使噴射壓力、噴射時(shí)間及噴射量與負(fù)載及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)，并有效地在低速輕負(fù)載區(qū)減少NOx量及促進(jìn)霧化，以及減小高負(fù)載區(qū)的煙霧。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可變噴射孔型燃料噴嘴，它除了達(dá)到上述第一個(gè)目的外還可防止后滴油。
本發(fā)明再一個(gè)目的是提供一種可變噴射孔型燃料噴嘴，它可以在通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)閥選定噴射孔時(shí)防止噴射壓力降低和噴射量短缺。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種可變噴射孔型燃料噴嘴，在噴嘴體的前端部有一個(gè)轉(zhuǎn)閥，其中在噴嘴的前端部設(shè)有一個(gè)導(dǎo)入壓力燃料的燃料導(dǎo)入孔；有多個(gè)噴射孔以預(yù)定間距，在軸向不同圓周水平上沿圓周安排在燃料導(dǎo)入孔的周邊壁上；在各圓周水平的噴射孔的直徑不同，其中轉(zhuǎn)閥有多個(gè)燃料導(dǎo)向孔，各與設(shè)在燃料導(dǎo)入孔的各圓周水平上的噴射孔相應(yīng)；以及其中轉(zhuǎn)閥的燃料導(dǎo)向孔和噴嘴體的噴射孔安排成這樣的關(guān)系，不管轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)位置如何，在一個(gè)或多于一個(gè)圓周水平的燃料導(dǎo)向孔各與在一個(gè)或多于一個(gè)相應(yīng)的圓周水平的噴射孔相連通，而在其它圓周水平上燃料導(dǎo)向孔不允許與任何噴射孔連通。
在這種情形下，燃料導(dǎo)入孔可以是帶封閉端或者是開口的前端。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)目的，提供了一種可變噴射孔型燃料噴嘴，在噴嘴體的前端部有一個(gè)轉(zhuǎn)閥，其中在噴嘴的前端部設(shè)有導(dǎo)入壓力燃料的帶封閉端的燃料導(dǎo)入孔，多個(gè)噴射孔以預(yù)定間距，在軸向不同圓周水平上沿圓周安排在燃料導(dǎo)入孔的周邊壁上；在各圓周水平的噴射孔的直徑不同，其中轉(zhuǎn)閥有多個(gè)燃料導(dǎo)向孔，各與設(shè)在燃料導(dǎo)入孔的各圓周水平上的噴射孔相應(yīng)，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明再一個(gè)目的，設(shè)有一轉(zhuǎn)閥驅(qū)動(dòng)單元，它有可與針閥成整體的在所述的針閥中可移動(dòng)的面積密封件。
按照本發(fā)明，轉(zhuǎn)閥最好為一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)給定的吸氣和排氣沖程同步的致動(dòng)器致動(dòng)。
按照本發(fā)明，在同一圓周水平有同樣直徑的多個(gè)噴射孔沿軸向布置在多級(jí)上，而不同級(jí)的噴射孔直徑不同。在燃料導(dǎo)入孔中的轉(zhuǎn)閥有多個(gè)燃料導(dǎo)向孔，其數(shù)目和間隔與各級(jí)的噴射孔數(shù)目和間隔相應(yīng)，而燃料導(dǎo)向孔和在各級(jí)用來(lái)與燃料導(dǎo)向孔相連通的噴射孔相互不同相。因此，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)給定的吸氣及/或排氣沖程用致動(dòng)器控制轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)，至少一級(jí)的燃料導(dǎo)向孔和噴射孔的關(guān)系是在該轉(zhuǎn)角下，它們相互連通，而其它級(jí)的噴射孔關(guān)閉。由于各級(jí)的噴射孔相位及直徑不同，通過(guò)使用大直徑、中直徑或小直徑噴射孔可以做到自由的燃料噴射?？梢缘玫娇梢宰兓芭c發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載及轉(zhuǎn)數(shù)相應(yīng)的適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚錀l件。
由于至少一級(jí)的燃料導(dǎo)向孔和噴射孔相互連通，不管轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)位置如何，由于壓力可以釋放，即使噴射操作時(shí)噴射孔改變，也能防止轉(zhuǎn)閥的內(nèi)壓急劇地上升。
當(dāng)轉(zhuǎn)閥設(shè)成可轉(zhuǎn)動(dòng)的和可在孔中垂直移動(dòng)，并可以為上面的回位彈簧向燃料導(dǎo)入孔的底部方向壓，各級(jí)燃料導(dǎo)向孔和噴射孔在非噴射操作時(shí)停止相互連通，因此在燃料噴射期間燃料噴出，因?yàn)閮H僅當(dāng)轉(zhuǎn)閥升起時(shí)，由沿圓相互連通的燃料導(dǎo)向孔及噴射孔來(lái)的燃料壓力起作用。當(dāng)燃料噴射中止，轉(zhuǎn)閥降下和坐在燃料導(dǎo)入孔的底部，因此各級(jí)燃料導(dǎo)向及噴射孔停止相互連通，保證燃料流很容易斷開并防止后滴油。
由于轉(zhuǎn)閥的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有與針閥成整體可在針閥中移動(dòng)的面積密封件，沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向的驅(qū)動(dòng)力可施加到轉(zhuǎn)閥上，在轉(zhuǎn)閥區(qū)的壓力燃料被面積密封件斷開。因此，在保證壓力燃料噴出的區(qū)域后面防止在驅(qū)動(dòng)軸周邊的區(qū)域的燃料漏出。
通過(guò)閱讀下面參照附圖的詳細(xì)說(shuō)明及所附的權(quán)利要求書，可以更清楚地明白本發(fā)明的實(shí)質(zhì)、用途及原理。


圖1是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的可變噴射孔型的燃料噴嘴的垂直剖面圖；圖2是示出圖1的可變噴射孔型的燃料噴嘴的部分放大圖；圖3A是沿圖2中I—I線剖切的可變噴射孔型的燃料噴嘴的放大的橫剖面圖；圖3B是示出沿圖2中II—II線剖切的可變噴射孔型的燃料噴嘴的放大的橫剖面圖，示出中間燃料導(dǎo)向孔從圖3A所示狀態(tài)正時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)30°；圖3C是沿圖2中III—III線切取的放大的橫剖面圖，示出下燃料導(dǎo)向孔從圖3B所示狀態(tài)正時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)30°；圖4A到4I是示出轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)動(dòng)高至0°—80°時(shí)，每轉(zhuǎn)動(dòng)10°時(shí)噴射孔及燃料導(dǎo)向孔之間的關(guān)系的示意圖；圖5A和5B是說(shuō)明性地示出噴射孔與燃料導(dǎo)向孔相通(而不管轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)位置)的狀態(tài)的示意圖6是本發(fā)明的第一實(shí)施例的第二方面的所變噴射孔型的燃料噴嘴的部分放大圖；圖7A至7C是示出按照第一實(shí)施例第二方面中的在一轉(zhuǎn)角下的各級(jí)噴射孔的視圖，其中圖7A是示出上噴射孔和上燃料導(dǎo)向孔之間關(guān)系的放大的橫剖面圖；圖7B是示出中間噴射孔和中間燃料導(dǎo)向孔之間的關(guān)系的放大的橫剖面圖；圖7C是示出下噴射孔和下燃料導(dǎo)向孔之間關(guān)系的放大的橫剖面圖；圖8A到8C是示出從圖7所示狀態(tài)反時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)預(yù)定的角度(20°)時(shí)各級(jí)噴射孔狀態(tài)的示意圖，其中圖8A是示出上噴射孔和上燃料導(dǎo)向孔之間關(guān)系的放大的橫剖面圖；圖8B是示出中間噴射孔和中間燃料導(dǎo)向孔之間的關(guān)系的放大的橫剖面圖；圖8C是示出下噴射孔和下燃料導(dǎo)向孔之間的關(guān)系的放大的橫剖面圖；圖9A到9C是示出從圖8所狀態(tài)反時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)預(yù)定的角度(20°)時(shí)各級(jí)噴射孔狀態(tài)的示意圖，其中圖9A是示出上噴射孔和上燃料導(dǎo)向孔之間關(guān)系的放大的橫剖面圖；圖9B是示出中間噴射孔和中間燃料導(dǎo)向孔之間的關(guān)系的放大的橫剖面圖；圖9C是示出噴射孔和下燃料導(dǎo)向孔之間的關(guān)系的放大的橫剖面圖；圖10是示出本發(fā)明第二實(shí)施例的可變噴射孔型的燃料噴嘴的部分放大剖面圖；圖11是示出本發(fā)明第三實(shí)施例的可變噴射孔的燃料噴嘴的部分放大剖面圖；圖12是示出本發(fā)明第四實(shí)施例的可變噴射孔型的燃料噴嘴的垂直側(cè)視圖；圖13是圖12的部分放大圖14是示出本發(fā)明第四實(shí)施例中在沒(méi)有燃料噴射時(shí)噴嘴的頭部和尾部狀態(tài)的剖面圖；圖15是示出本發(fā)明第四實(shí)施例中燃料噴射時(shí)噴嘴的頭部和尾部狀態(tài)的剖面圖；下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1到圖9涉及本發(fā)明第一實(shí)施例，其中圖1到圖5B示出該實(shí)施例的第一方面。
圖1中，標(biāo)號(hào)1表示噴嘴夾具，標(biāo)號(hào)2表示通過(guò)O形圈牢固地及油密封地裝到噴嘴夾具1的上端部的驅(qū)動(dòng)頭，標(biāo)號(hào)3是通過(guò)固定螺帽5連接到噴嘴夾具1上的噴嘴體，而標(biāo)號(hào)4是裝在噴嘴3里面的針閥(噴嘴針)。
第一到第三孔100a、100b、100c是穿過(guò)噴嘴夾具1的軸心的孔，從噴嘴夾具1的下端到上端，孔的直徑逐漸增大。但是，在第一孔100a及第二孔100b之間的區(qū)域可滑動(dòng)地裝著一推桿101。
另外，檸在第三孔100c的內(nèi)螺紋中的調(diào)節(jié)螺針102裝在第三孔100c和第二孔100b之間的區(qū)域，一個(gè)噴嘴彈簧103裝在調(diào)節(jié)螺針102和推桿101之間。
噴嘴體3有臺(tái)階部分30，沿噴嘴體3的外表面縱向中部與固定螺帽5的內(nèi)孔底部相配合，該噴嘴體3還有主要部分31，在臺(tái)階部分30下穿過(guò)固定螺帽5。另外，小直徑噴射孔部分32通過(guò)一錐形部分設(shè)在主要部分31的頭部。
另一方面，與噴嘴夾具1的第一孔100a同軸的導(dǎo)向孔300及直徑比導(dǎo)向孔300大的油槽301設(shè)在噴嘴體3的軸心，從上端到下端。另外，直徑比導(dǎo)向孔300小的頭部孔302設(shè)在油槽301下面，在頭部孔302的下端有錐形座表面303。另外，對(duì)加壓燃料導(dǎo)向的孔304設(shè)成與座表面303相連，如圖2所示。
孔304有一個(gè)軸孔，在到達(dá)噴射孔部分32的前端面前堵住，使得軸孔形成一個(gè)閉端孔。
要與進(jìn)口連接器相連的加壓燃料口104設(shè)在噴嘴夾具1的一側(cè)，通過(guò)噴嘴夾具1和噴嘴體3中開孔的通道105，305與油槽301相連通，使得可使高壓燃料受導(dǎo)向通過(guò)其中。
與推桿101配合的配合部分41設(shè)在針閥4的上端，在導(dǎo)向孔300上可滑動(dòng)的導(dǎo)向部分40也裝在其外周邊。另外，用來(lái)接受油槽301的燃料壓力的壓力接受部分42設(shè)在導(dǎo)向部分40的端部，用于形成管形燃料通道A的小直徑軸部分43設(shè)在壓力接受部分42的下面(如圖2所示)。用來(lái)與座表面303連接或脫開的錐形座表面44設(shè)在小直徑軸部43的下端。
與孔304相通的多個(gè)噴射孔各設(shè)在包住孔304的噴射孔部分32的周邊壁的不同的多個(gè)周邊處，如圖2及3A到3C所示。
更具體地，按照本發(fā)明該實(shí)施例，具有四個(gè)上噴射孔34，在靠近噴射孔部分的底部處的周邊區(qū)域90°間隔設(shè)置；四個(gè)中間噴射孔35，在離上噴射孔34以一預(yù)定間隔的軸向分開的周邊區(qū)中與上噴射孔34同相開孔的；以及四個(gè)下噴射孔36，在離中間噴射孔35一預(yù)定間隔的軸向分開的周邊區(qū)中與中間噴射孔35間相開孔的。換言之，在該實(shí)例中有12個(gè)噴射孔。
上述的上、中間、下噴射孔34，35，36設(shè)成平行于各噴嘴軸向線，或稍向下斜。另外，上、中間、下噴射孔34、35、36在這些噴射孔所屬水平位置有同樣的直徑。但是這些上、中間、下噴射孔34、35、36的直徑可相互不同。
給定上噴射孔34的直徑為d1，中間噴射孔35的直徑為d2，下噴射孔36的直d3，它們的相互關(guān)系限定為d1＜d2＜d3。例如，d1至d3及D1至D3的各自徑定成d1為0.1mm，d2為0.2mm，d3為0.3mm，D1為0.4mm，D2為0.3mm，D2為0.5mm。
轉(zhuǎn)閥7精確地裝在孔304中。轉(zhuǎn)閥7可被驅(qū)動(dòng)軸系統(tǒng)8的預(yù)定的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)軸8穿過(guò)針閥4及調(diào)節(jié)螺針102，致動(dòng)器9裝到驅(qū)動(dòng)頭2上。
更具體地，一個(gè)第一孔45a軸向設(shè)在從針閥4的底端到中部位置；比第一孔45a更細(xì)的第二孔45b設(shè)成從第一孔45a的端部開始；直徑基本與第一孔45a相等的第三孔45c設(shè)成從第二孔45b開始直到推桿101的上端；第四孔45d設(shè)成從調(diào)節(jié)螺針102的底端到上端。第四孔45d的上端區(qū)帶適當(dāng)?shù)腻F度以防止驅(qū)動(dòng)軸的偏移。
按照該實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)軸系統(tǒng)8裝有直到驅(qū)動(dòng)頭2的驅(qū)動(dòng)軸體8a，連接軸8b及接頭10。
驅(qū)動(dòng)軸體8a足夠長(zhǎng)，其范圍從第四孔45d到第三孔45c的下端區(qū)，最好直徑比第三孔45c細(xì)一些。
連接軸8b有大直徑部分80(面積密封件部分)，其可轉(zhuǎn)動(dòng)地及精確地裝在第一孔45a中，以便起密封部分的作用，小直徑部分81從與大直徑部分80相接的端開始不工作地及連續(xù)地裝在第二孔45b中。因此，一個(gè)臺(tái)階形的止擋部分82形成在小直徑部分81和大直徑部分80之間，通過(guò)與第一孔45a的上端接觸，臺(tái)階形止擋部分82可隨針閥4上下移動(dòng)。另外，小直徑部分81的上端和驅(qū)動(dòng)軸體8a的下端連接起來(lái)使得通過(guò)例如允許軸向后退的奧氏(Oldam)連接件在它們之間傳送力矩。
轉(zhuǎn)閥7的下端面保持與孔304的底面接觸，轉(zhuǎn)閥7還通過(guò)接頭10(在該情況下也是允許軸向后退的)與連接軸8b的大直徑部分80連接。轉(zhuǎn)閥足夠長(zhǎng)，按照本實(shí)施例可達(dá)到針閥4的第一孔45a。
雖然接頭10允許轉(zhuǎn)閥7的連接軸8b有側(cè)向運(yùn)動(dòng)及一定的軸向尺寸的機(jī)加工公差，及由于針閥升起而使轉(zhuǎn)閥7作軸向退回，但是其工作是傳遞轉(zhuǎn)矩及把轉(zhuǎn)矩保持在轉(zhuǎn)閥7上。這情況下，可用奧氏(Oldam)接頭。
接頭10的外徑小于第一孔45a的直徑；從連接軸8b的大直徑部分的下端延伸出的突塊800裝入接頭的上半部的槽10a中；而在下半部與槽10a差90°相位的突塊10b裝在設(shè)在轉(zhuǎn)閥7的上端的槽70中。
不用說(shuō)，突塊及槽之間的關(guān)系可倒轉(zhuǎn)，這時(shí)，槽設(shè)在連接軸8b的大直徑部分80，而突塊設(shè)在轉(zhuǎn)閥7的上端。另外，接頭可制成其上下部成突塊或槽的形式，這時(shí)連接軸8b及轉(zhuǎn)閥7可各設(shè)有相應(yīng)的槽或突塊。
致動(dòng)器9可固定在設(shè)在驅(qū)動(dòng)頭2中的腔200中。致動(dòng)器9可以是任何類型，只要是可轉(zhuǎn)動(dòng)的(最好是可反轉(zhuǎn)的)并能保持在預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)位置；例如，可用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。另外，作為傳動(dòng)元件的齒輪90，91固定在輸出軸上及驅(qū)動(dòng)軸體8a的上端，這兩齒輪相互嚙合。例如為允許它們軸向位移，最好用直齒輪。
但是，驅(qū)動(dòng)軸體8a可通過(guò)軸向柔性接頭直接與致動(dòng)器9的輸出軸連接。
轉(zhuǎn)閥7可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在孔304中，多個(gè)放射狀的孔71設(shè)在轉(zhuǎn)閥面向燃料通道A的區(qū)域。這些放射狀的孔71與沿轉(zhuǎn)閥軸向開孔的燃料通道孔72相連通。
另外，在與設(shè)在噴嘴體3的噴射孔部分32的上、中間、下噴射孔34、35、36相通的多個(gè)燃料導(dǎo)向孔各設(shè)在轉(zhuǎn)閥7的不同的周邊處。
更特殊地說(shuō)，在與上噴射孔34高度相當(dāng)?shù)闹苓呂恢靡?0°的間隔設(shè)置四個(gè)上燃料導(dǎo)向孔34；在相應(yīng)于中間噴射孔35高度的周邊位置以90°的間隔設(shè)置四個(gè)中間燃料導(dǎo)向孔75；在相應(yīng)于下噴射孔36高度的周邊位置以90°的間隔設(shè)置四個(gè)下燃料導(dǎo)向孔76。
上燃料導(dǎo)向孔74、中間燃料導(dǎo)向孔75、下燃料導(dǎo)向孔76直徑可相等或不同。給定上燃料導(dǎo)向孔74的直徑為D1，中間燃料導(dǎo)向孔75的直徑為D2，下燃料導(dǎo)向孔76的直徑為D3，按本實(shí)施例，可建立關(guān)系D1＜D2＜D3。
但是，在任何情況下，各燃料導(dǎo)向孔74、75、76的最小直徑必須等于或大于各噴射孔34、35、36的最大直徑。另外，當(dāng)針閥4完全升起，各燃料導(dǎo)向孔的直徑要足夠大至可以完全與用作燃料噴射的噴射孔連通，即使轉(zhuǎn)閥由于沿接頭10轉(zhuǎn)動(dòng)的方向有退回間隙，轉(zhuǎn)閥7可在軸向退回間隙范圍內(nèi)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。
雖然所有燃料導(dǎo)向孔一般保持與燃料通道孔72連通，上燃料導(dǎo)向孔74，中間燃料導(dǎo)向孔75和下燃料導(dǎo)向孔76與噴射孔成這樣關(guān)系，當(dāng)一個(gè)或多于一個(gè)周邊燃料導(dǎo)向孔與相應(yīng)的周邊噴射孔相連通時(shí)，不管轉(zhuǎn)閥7的轉(zhuǎn)動(dòng)位置如何，其余的燃料導(dǎo)向孔不允許與噴射孔相通，如圖4A—4I所示。
圖4A—4I示出在中間噴射孔35定為上噴射孔34的直徑的兩倍，而下噴射孔36為中噴射孔35的直徑的1.5倍，而上、中間、下燃料導(dǎo)向孔74、75、76沿圓周相互偏30°的相位的情況下，每次轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)過(guò)0°到80°時(shí)，每轉(zhuǎn)10°的噴射孔和燃料導(dǎo)向孔之間的關(guān)系。
在圖4A中，上噴射孔34和上燃料導(dǎo)向孔74相互連通；圖4B中，上噴射孔34和上燃料導(dǎo)向孔74相互連通，而下噴射孔36和下燃料導(dǎo)向孔76被帶到接近的關(guān)系，以便相互略有連通；圖4C中，下噴射孔36和下燃料導(dǎo)向孔76相互一半對(duì)一半連通；在圖4D中，僅下噴射孔36和下燃料導(dǎo)向孔76相互連通；圖4E中下噴射孔36和下燃料導(dǎo)向孔76相互一半對(duì)一半連通，在圖4D中，僅下噴射孔36和下燃料導(dǎo)向孔76相互連通；圖4E中下噴射孔36和下燃料導(dǎo)向孔76相互一半對(duì)一半連通，圖4F中，下噴射孔36和下燃料導(dǎo)向孔76相互稍微連通，而中間噴射孔35和中間燃料導(dǎo)向孔75開始相互連通；圖4G中，中間噴射孔35和中間燃料導(dǎo)向孔75相互連通；圖4H中，上噴射孔34和上燃料導(dǎo)向孔74相互連通。
如前面提到，不管轉(zhuǎn)閥7的轉(zhuǎn)動(dòng)位置如何，一個(gè)或多于一個(gè)的周邊燃料導(dǎo)向孔與相應(yīng)的周邊噴射孔連通，而其余的燃料導(dǎo)向孔不與噴射孔連通。圖5示出了上述關(guān)系。
更特殊地說(shuō)，當(dāng)噴射孔安排在使轉(zhuǎn)閥7與噴射孔連通的孔的直徑在橫截面為最大的位置水平時(shí)，可得到下式(1)L1＋L2＋…＋Lm＞2πγ－l1－l2－…－Ln…(1)式中轉(zhuǎn)閥的燃料導(dǎo)向孔的直徑＝D，噴射孔的直徑＝d1，d2…dn，在轉(zhuǎn)閥和噴射孔之間周邊上的燃料導(dǎo)向孔的圓周長(zhǎng)度＝L1，L2…Ln，在轉(zhuǎn)閥和噴射孔之間周邊上的噴射孔的圓周長(zhǎng)度＝l1，l2
…lm，在轉(zhuǎn)閥和噴射孔之間邊界的半徑＝γ，噴射孔數(shù)目＝n，燃料導(dǎo)向孔的數(shù)目＝m，在噴射孔及燃料導(dǎo)向孔以多級(jí)模式沿圓周設(shè)置時(shí)，整個(gè)噴射孔投影在應(yīng)用公式(1)的給定的圓周面；換言之，它們之間的關(guān)系滿足下式(2)∑Lm＞2πγ－∑Ln……(2)式中∑Lm＝在轉(zhuǎn)閥與噴射孔之間的界面上沿燃料導(dǎo)向孔的圓周方向整個(gè)投影的長(zhǎng)度；∑Ln＝在轉(zhuǎn)閥與噴射孔之間的界面上沿噴射孔的圓周方向整個(gè)投影的長(zhǎng)度。
通過(guò)把噴射孔和燃料導(dǎo)向孔的直徑與圓周相位相結(jié)合，可任選地定出類似上述的關(guān)系。
圖6到圖9示出本發(fā)明第一實(shí)施例的第二方面。
在本實(shí)施例的該方面中，六個(gè)上噴射孔34靠近噴射部分的底部以60°的間隔在圓周上開孔，六個(gè)中間噴射孔35與上噴射孔34同相位以預(yù)定的軸向間隔，并離開上噴射孔34在圓周上開孔。另外，六個(gè)下噴射孔36與中間噴射孔35同相位以預(yù)定的軸向間隔，并離開中間噴射孔35在圓周上開孔。因此，在這個(gè)情況下噴射孔的數(shù)目為18。
六個(gè)上噴射孔34直徑相等，六個(gè)中間噴射孔35及六個(gè)下噴射孔36也如此。但是上，中間，下噴射孔34、35、36的直徑相互不同，按照該實(shí)施例其關(guān)系為d1＞d2＞d3。式中，上噴射孔34的直徑＝d1，中間噴射孔35的直徑＝d2，下噴射孔36的直徑＝d3。
另外，六個(gè)上燃料導(dǎo)向孔74在相應(yīng)于上噴射孔34的高度以60°的間隔沿圓周設(shè)置，六個(gè)中間燃料導(dǎo)向孔75在相應(yīng)于中間噴射孔35的高度以60°的間隔沿圓周設(shè)置，六個(gè)下燃料導(dǎo)向孔76在相應(yīng)于下噴射孔36的高度以60°的間隔沿圓周設(shè)置。在該實(shí)例中，六個(gè)上燃料導(dǎo)向孔74直徑相同，中間燃料導(dǎo)向孔75及下燃料導(dǎo)向孔76也如此。但是上、中間、下燃料導(dǎo)向孔74、75、76沿圓周相互差20°相位。
雖然其余結(jié)構(gòu)可類似于前一方面的結(jié)構(gòu)，但是在本實(shí)施例的該方面，孔304有大直徑部分304a及直徑比前者小的軸孔304b，軸孔在到達(dá)噴射孔部分32的前端面之前堵住，因此軸孔形成一閉端孔。
另外，轉(zhuǎn)閥7精確地及可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在孔304的軸孔304b中，并且當(dāng)針閥4打開時(shí)與燃料通道A相連通的環(huán)形燃料通道B設(shè)在燃料通道A的外周邊和孔304的大直徑部分304a之間。多個(gè)徑向孔71設(shè)在轉(zhuǎn)閥面向環(huán)形燃料通道B油區(qū)域中，并且徑向孔71與沿轉(zhuǎn)閥軸向可孔的通道孔72連通。
圖10是本發(fā)明第二實(shí)施例的部分放大圖；按照本發(fā)明第二實(shí)施例，孔304有大直徑部分304a和直徑比前者小的軸孔304b，軸孔304b穿過(guò)噴射孔部分32的底部。
轉(zhuǎn)閥7制成其上端部通過(guò)接頭10與連接軸8b的大直徑部分80連接，而其下部分穿過(guò)軸孔304b。另外，轉(zhuǎn)閥7具有大直徑并位于接頭10下面的頭部73，頭部73的環(huán)形底面與大直徑部分304a接觸，因此防止接頭10滑出。
按照第二實(shí)施例，軸孔304b穿過(guò)噴射孔部分32，優(yōu)點(diǎn)是孔304能方便地鏜出。
由于其它方面是類似于第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，類似的或相應(yīng)的部件標(biāo)以同樣的標(biāo)號(hào)，并省略對(duì)它們的說(shuō)明。
圖11是本發(fā)明第三實(shí)施例的部分放大圖。
按照該實(shí)施例，不使用接頭10，連接軸8b和轉(zhuǎn)閥7直接連接。
更具體地，連接軸8b具有大直徑部分80，可轉(zhuǎn)動(dòng)地及精確地裝在針閥4的第一孔45a中防止燃料漏失，如本發(fā)明前面實(shí)施例那樣，而小直徑部分81不工作地裝在第二孔45b中，并從大直徑部分80的端部的上延伸，在小直徑部分81和大直徑部分80之間的邊界設(shè)有臺(tái)階形止擋部分82。另外，連接軸8b有一個(gè)細(xì)軸部分83，它相對(duì)于第一孔45a足夠細(xì)，并從大直徑軸部分80的下端向下延伸，轉(zhuǎn)閥7繼續(xù)連接到細(xì)軸部分83的下端。
該細(xì)軸部分83和轉(zhuǎn)閥7一般制成與轉(zhuǎn)軸8成整體。但是，細(xì)軸部分83和轉(zhuǎn)閥7也可以按偶然的要求制成與連接軸8b分開，再通過(guò)焊接、壓配合或螺紋連接使它們連成一體。
本發(fā)明第二實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于不用接頭而減少了零件的數(shù)目，并且軸心的偏移可被細(xì)軸部分83的彈性變形吸收而便于制造。
其余部分與本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相類似，相應(yīng)的或類似的零件或部分標(biāo)以同樣的標(biāo)號(hào)并省去對(duì)它們的說(shuō)明。
圖12到15涉及本發(fā)明的第四實(shí)施例。
按照該實(shí)施例，設(shè)置了一個(gè)噴射孔關(guān)閉機(jī)構(gòu)，用來(lái)在噴燃料時(shí)間外關(guān)閉孔304和發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的連通以便防止后滴油。
為此目的，如本發(fā)明第三實(shí)施例那樣，孔304具有閉端結(jié)構(gòu)，另外轉(zhuǎn)閥7直接與驅(qū)動(dòng)軸體8a連接，而不用接頭10及連接軸8b。換言之，按照本實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)軸系統(tǒng)8只設(shè)有驅(qū)動(dòng)軸體8a。
與第一到第三實(shí)施例不一樣，在這些實(shí)施例中，上燃料導(dǎo)向孔74和上噴射孔34，中間燃料導(dǎo)向孔75和中間噴射孔35，及下燃料導(dǎo)向孔76和下噴射孔36各相互沿軸向同相位，而第四個(gè)實(shí)施例的上燃料導(dǎo)向孔74，中間燃料導(dǎo)向孔75，下燃料導(dǎo)向孔76在軸向各與上噴射孔34，中間噴射孔35，下噴射孔36不同相，在這種狀態(tài)下，按照如圖12，13所示的第四實(shí)施例，轉(zhuǎn)閥7的下端與孔304的底部接觸。
換言之，上燃料導(dǎo)向孔74處在低于上噴射孔34的水平位置，中間燃料導(dǎo)向孔75處在低于中間噴射孔35的水平位置，而下燃料導(dǎo)向孔76處在低于下噴射孔36的水平位置。
另外，轉(zhuǎn)閥7裝成可上下移動(dòng)以達(dá)到一水平位置，在第一次轉(zhuǎn)閥7升起接收孔304來(lái)的燃料壓力時(shí)在該位置各行的燃料導(dǎo)向孔可與相應(yīng)的噴射孔相連通(見(jiàn)圖15)。一個(gè)彈性壓力機(jī)構(gòu)用來(lái)當(dāng)噴射中止時(shí)強(qiáng)制轉(zhuǎn)閥降下恢復(fù)到噴射關(guān)閉位置，其設(shè)在轉(zhuǎn)閥7上方。
按照本發(fā)明該實(shí)施例，面對(duì)驅(qū)動(dòng)軸8軸線的塞子11a在里面固定到蓋2a上，用來(lái)蓋住驅(qū)動(dòng)頭2的腔200，它的底部設(shè)有內(nèi)螺紋孔110，其底部有細(xì)孔111。另外，對(duì)著內(nèi)螺紋孔底部設(shè)有一彈簧座11b，它帶有突出部112，向下突出穿過(guò)細(xì)孔111，作為返回彈簧11c的圈形彈簧的下端裝在彈簧座11b上。帶有可與彈簧座11b的上表面相貼的止動(dòng)軸113的止動(dòng)螺釘11d擰在內(nèi)螺紋孔110中，以便通過(guò)壓縮返回彈簧11c而推壓彈簧座11b。
在該情況下，需要設(shè)定推壓彈簧11c的力以便在任何噴射條件下進(jìn)行噴射操作時(shí)，允許轉(zhuǎn)閥7由于噴射壓力立即達(dá)到上限位置，當(dāng)噴射操作中止時(shí)允許它立即達(dá)到最低極限位置。
通過(guò)調(diào)節(jié)止動(dòng)螺釘11d擰入程度可完成上述設(shè)定，而通過(guò)止動(dòng)螺釘11d的止動(dòng)軸113可設(shè)定轉(zhuǎn)閥7的上限位置。換言之，在止動(dòng)軸113的下端面和彈簧座11b的上表面之間的間隙C構(gòu)成驅(qū)動(dòng)軸的沖程。
由于驅(qū)動(dòng)軸8的傳動(dòng)元件91和致動(dòng)器9的輸出軸的傳動(dòng)元件90必須允許驅(qū)動(dòng)軸8的垂直移動(dòng)(如上述)，因此使用直齒輪。
為了便于控制轉(zhuǎn)閥7的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，在轉(zhuǎn)閥7處于下限位置時(shí)，彈簧座11b的突出部112最好設(shè)有相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸8的上端的微小退回間隙C’。該間隙C’可通過(guò)在彈簧座11b的下端面和內(nèi)螺紋孔110的底部之間放置墊片來(lái)調(diào)間隙C’或者塞子11a設(shè)外螺紋以調(diào)節(jié)蓋2a與內(nèi)螺紋之間的接合。
但是，偶然要求也可設(shè)止推軸承面，這時(shí)可不需要間隙C’。
雖然上燃料導(dǎo)向孔74，中間燃料導(dǎo)向孔75，和下燃料導(dǎo)向孔76直徑可相等或不同，但是它們的直徑應(yīng)該足夠大使得這些燃料導(dǎo)向孔各個(gè)在噴油操作時(shí)都可以與噴射孔連通，當(dāng)針閥完全升起時(shí)轉(zhuǎn)閥7的上限沿軸向略微偏移或轉(zhuǎn)軸8的轉(zhuǎn)角有稍些偏移。
另外，按照本實(shí)施例，針閥4打開時(shí)，轉(zhuǎn)軸8不必與針閥4一起上下移動(dòng)，與第一實(shí)施例不同，轉(zhuǎn)軸8沒(méi)有帶臺(tái)階的止動(dòng)部分。
由于其余部分類似本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的及類似的部件或部分用相同的標(biāo)號(hào)，并省去對(duì)它們的說(shuō)明。
按照本發(fā)明的任一實(shí)施例，在發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣或排氣沖程時(shí)，也就是沒(méi)有力由發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的壓力軸向施加到驅(qū)動(dòng)軸8上，轉(zhuǎn)閥7被致動(dòng)器9轉(zhuǎn)動(dòng)。
為了正確地像這樣施加轉(zhuǎn)動(dòng)定時(shí)控制，致動(dòng)器9與外控制器12電連接，如圖1和12所示?？刂破?2包括CPU，它具有接收從傳感器121送來(lái)的信號(hào)和當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于上述沖程時(shí)把驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加到致動(dòng)器9上的電路的輸入單元，傳感器121探測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料噴射泵的轉(zhuǎn)數(shù)(或轉(zhuǎn)角)，不用說(shuō)不僅如此探測(cè)出的轉(zhuǎn)數(shù)而且汽缸的內(nèi)壓可以作為輸入信號(hào)。
控制器12也接收從負(fù)載探測(cè)傳感器121(如燃料噴射泵的架式傳感器)傳來(lái)的信號(hào)。另外，基于由負(fù)載形成的預(yù)定的圖象的預(yù)定的驅(qū)動(dòng)量(驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)角)和轉(zhuǎn)數(shù)提前送到致動(dòng)器9。
按照本發(fā)明第一實(shí)施例的第一方面，例如，在低速及低負(fù)載時(shí)給定驅(qū)動(dòng)量使上噴射孔34的位置被切換到與上燃料導(dǎo)向孔74相應(yīng)的位置；在中速及中等負(fù)載下中間噴射孔35的位置被切換到與中間燃料導(dǎo)向孔75相應(yīng)的位置；在高速及高負(fù)載下，下噴射孔36的位置被切換到與下燃料導(dǎo)向孔76相應(yīng)的位置。按照第一實(shí)施例的第二方面，給定驅(qū)動(dòng)量使得在低速及低負(fù)載時(shí)，下噴射孔36的位置被切換到與下燃料導(dǎo)向孔76相應(yīng)的位置；在中速及中等負(fù)載時(shí)，中間噴射孔35的位置被切換到與中間燃料導(dǎo)向孔75相應(yīng)的位置；在高速及高負(fù)載時(shí)，上噴射孔34被切換到與上燃料導(dǎo)向孔74相應(yīng)的位置。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例的4個(gè)噴射孔加上三級(jí)切換及6個(gè)噴射孔加上三級(jí)切換，也可以實(shí)施成具有上下噴射孔，上下燃料導(dǎo)向孔成兩行，或不少于四行。另外在同一圓周水平上噴射孔及燃料導(dǎo)向孔的數(shù)目不限于4個(gè)或6個(gè)，而可以更多或少于四個(gè)。
另外，噴射孔徑的尺寸是任選的，也就是說(shuō)，可以安排成上噴射孔＜中間噴射孔＜下噴射孔；或者中間噴射孔＞上噴射孔＞下噴射孔；或中間噴射孔＞下噴射孔＞上噴射孔。同樣這些關(guān)系也可應(yīng)用于燃料導(dǎo)向孔。
雖然按照第三、四實(shí)施例，孔304設(shè)成使得它包括大直徑孔部分304a及比該直徑小的軸孔304b，但是不用說(shuō)也可制成具有圖2所示的結(jié)構(gòu)。
另外，按照本發(fā)明第二至第四實(shí)施例的噴射孔和燃料導(dǎo)向孔不用說(shuō)要滿足按照本發(fā)明第一實(shí)施例的公式(2)。
下面說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的作用。
按照本發(fā)明的第一第二實(shí)施例，加壓燃料從燃料噴射泵(未示出)通過(guò)管路送到壓力燃料口104，在向下流通過(guò)環(huán)形燃料通道A之前，被強(qiáng)制通過(guò)通道孔105，305進(jìn)入油槽301。
燃料壓力同時(shí)作用在位于油槽301的針閥4的壓力接受面42上，當(dāng)燃料壓力達(dá)到一水平，它能克服彈簧103的設(shè)定力時(shí)，針閥4升起，在針閥下端的座面44與噴嘴體3的座面303分開，使得針閥打開。然后壓力燃料導(dǎo)入孔304中，并從轉(zhuǎn)閥的徑向孔71流入燃料通道孔72中。當(dāng)針閥升起時(shí)，按照第一實(shí)施例，連接軸8b隨針閥4一起移動(dòng)。
發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料噴射泵的轉(zhuǎn)數(shù)(或轉(zhuǎn)角)和負(fù)載從控制器12輸入到傳感器121和122，在吸氣或排氣沖程驅(qū)動(dòng)信號(hào)從控制器12傳到致動(dòng)器9。驅(qū)動(dòng)軸體8a被與輸出軸的傳動(dòng)元件90配合的傳動(dòng)元件91驅(qū)動(dòng)相應(yīng)于從負(fù)載和轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系式得到的要求的轉(zhuǎn)角。
當(dāng)轉(zhuǎn)閥7保持在按照本發(fā)明第一實(shí)施例第一方面的圖2，3，4所示的狀態(tài)a時(shí)，也就是假定上燃料導(dǎo)向孔74和上噴射孔34相互連通，而另兩級(jí)的燃料導(dǎo)向孔及噴射孔不連通，當(dāng)控制器12從轉(zhuǎn)動(dòng)及負(fù)載的信息中判斷發(fā)動(dòng)機(jī)在低速及低負(fù)載下工作則轉(zhuǎn)閥7不轉(zhuǎn)動(dòng)。
在圖6所示本發(fā)明第一實(shí)施例第二方面及第二實(shí)施例的情況，一個(gè)信號(hào)施加到致動(dòng)器9上，上燃料導(dǎo)向孔74和上噴射孔34相互連通，而另兩級(jí)的燃料導(dǎo)向孔及噴射孔不連通(如圖7所示)，當(dāng)控制器12從轉(zhuǎn)動(dòng)及負(fù)載信息判斷發(fā)動(dòng)機(jī)在低速及低負(fù)載下操作。轉(zhuǎn)閥7然后順時(shí)針轉(zhuǎn)40°或逆時(shí)針轉(zhuǎn)20°，并保持在該轉(zhuǎn)角位置。
驅(qū)動(dòng)軸體8a的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)接頭10傳送到轉(zhuǎn)閥7，其轉(zhuǎn)動(dòng)成如此狀態(tài)使它精確地裝在孔304中。即使當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸體8a跟隨針閥4，而針閥是移動(dòng)著，轉(zhuǎn)閥7保持在孔的下端位置沒(méi)有軸向運(yùn)動(dòng)，以保證力矩傳送，因?yàn)榻宇^10及連接部分801，811允許它們的軸向退向。
由于該轉(zhuǎn)角，上燃料導(dǎo)向孔74和上噴射孔34在圓周上相互不同相，中間燃料導(dǎo)向孔75和中間噴射孔35在圓周上也相互不同相，如圖9A，9B所示，因此上噴射孔34及中間噴射孔35實(shí)際上封住。因此，僅僅各下燃料導(dǎo)向孔76與下噴射孔36相通和打開如圖9C所示。
由于在該狀態(tài)針閥4保持打開，壓力燃料從燃料通道孔72穿過(guò)下燃料導(dǎo)向孔76，并從下噴射孔36噴入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。由于下噴射孔36直徑小，燃料被大大地增壓，可噴射一段較長(zhǎng)的時(shí)間，并在以細(xì)霧狀在圓周噴出前霧化。因此產(chǎn)生有適當(dāng)燃料—空氣比的燃料—空氣混合物，NOxz減少，點(diǎn)火率的延遲也減少。
隨著燃料壓力降低，受到彈簧103的推力，針閥4被推向下并關(guān)閉，燃料噴射中止，因而連接軸8b與針閥4一起下降。
當(dāng)從該狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)提高，按照得到的信息，在吸氣及排氣沖程，驅(qū)動(dòng)信號(hào)從控制器12送入致動(dòng)器9，驅(qū)動(dòng)信號(hào)是為使預(yù)定的轉(zhuǎn)角與負(fù)載及轉(zhuǎn)數(shù)成比例。
關(guān)于本發(fā)明第一實(shí)施例圖2情況下的驅(qū)動(dòng)軸體8a和轉(zhuǎn)閥7，轉(zhuǎn)閥7參照?qǐng)D4A順時(shí)針轉(zhuǎn)60°或反時(shí)針轉(zhuǎn)30°，并保持在該位置。因此，僅僅中間燃料導(dǎo)向孔75和噴射孔35相互相通，如圖4G所示。
在圖6的情況下及按照本發(fā)明的第二和第四實(shí)施例，相對(duì)圖7，驅(qū)動(dòng)軸體8a和轉(zhuǎn)閥7順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)40°或反時(shí)針轉(zhuǎn)20°。如圖8A和8C所示，上燃料導(dǎo)向孔74和上噴射孔34沿圓周相互不同相，下燃料導(dǎo)向孔76和下噴射孔36沿圓周相互不同相，因而上噴射孔34和下噴射孔36各是實(shí)際上封住的。因此，如圖8B所示，僅僅中間燃料導(dǎo)向孔75和中間噴射孔35相互連通并保持打開。
由于中間噴射孔35直徑大于下噴射孔36的直徑，噴射量相應(yīng)增加，因此使噴射壓力及噴射周期與發(fā)動(dòng)機(jī)中速及中等負(fù)載配合。
在這種狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)在高速高負(fù)載下操作，在圖2情形下的驅(qū)動(dòng)軸體8a和轉(zhuǎn)閥7在吸氣和排氣沖程，按照得到的信息，相對(duì)圖4G反時(shí)針轉(zhuǎn)30°。在圖6的方面的情形下及按照本發(fā)明第二實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)軸體8a及轉(zhuǎn)閥7順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)20°，或反時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)40°。
這樣，使噴射孔具有比較大的開度。換言之，如圖4D所示，下燃料導(dǎo)向孔76和下噴射孔36相互相通，或者如圖7A所示，上燃料導(dǎo)向孔74和上噴射孔34相互連通，而在其它圓周水平上，燃料導(dǎo)向孔和噴射孔相互不同相，因此在該狀態(tài)它們實(shí)際上被封住。
相應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，大量的燃料短時(shí)間噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中，因此實(shí)行了穩(wěn)定的高輸出燃燒。因此，煙霧成為可減小的。
按照本發(fā)明第三實(shí)施例的基本作用類似于上面所述。由于連接軸8b及轉(zhuǎn)閥7直接連接起來(lái)，轉(zhuǎn)閥7的轉(zhuǎn)動(dòng)可被直接控制。
當(dāng)針閥4升起及打開，加壓燃料強(qiáng)制進(jìn)入細(xì)軸部分83和第一孔45a之間的管形腔中，使大直徑軸部分80的截面積為壓力接受面積，因此驅(qū)動(dòng)軸8稍微升起。
但是，最好考慮轉(zhuǎn)閥7的軸向位移對(duì)上、中間、下燃料導(dǎo)向孔74、75、76的直徑定尺寸，因此可使在相應(yīng)級(jí)噴射孔34、35、36與相應(yīng)的燃料導(dǎo)向孔連通。
按照本發(fā)明的第四實(shí)施例，轉(zhuǎn)閥7位于下部的極限位置，如圖13，14所示。換言之，上燃料導(dǎo)向孔74、中間燃料導(dǎo)向孔75及下燃料導(dǎo)向孔76各與上噴射孔34、中間噴射孔35、下噴射孔36不同相。各級(jí)噴射孔34、35、36封在轉(zhuǎn)閥7的外圓周面上。
這時(shí)，在驅(qū)動(dòng)軸體8a上端和彈簧座突塊112之間存在很小的間隙C’，回位彈簧11C不施加力。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)軸體8a和轉(zhuǎn)閥7可被致動(dòng)器9用很小的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)。也就是說(shuō)，在吸氣及排氣沖程，可以由上、中間、下燃料導(dǎo)向孔74、75、76中任一組與相應(yīng)的噴射孔沿圓周相互配合。
圖14涉及一轉(zhuǎn)角，在該轉(zhuǎn)角下，上燃料導(dǎo)向孔74和上噴射孔34配合。
當(dāng)在上述狀態(tài)針閥4升起及打開，部分壓力燃料強(qiáng)制進(jìn)入細(xì)軸部83和第一孔45a之間的管形腔室中，使大直徑軸部分80的截面積成為壓力接受面積，因此驅(qū)動(dòng)軸體8a立即升起。
接著，沖程C’中止了退回，使驅(qū)動(dòng)軸體8a的上端和彈簧座的突出部分111相互接觸，驅(qū)動(dòng)軸體8a停止升起，停在上部的極限位置，該處止動(dòng)軸113緊貼彈簧座11b，而回位彈簧11c借助于彈簧座11b受壓縮，使轉(zhuǎn)軸升高到一個(gè)沖程范圍。
當(dāng)由于噴射壓力驅(qū)動(dòng)軸體8a和轉(zhuǎn)閥7升起，上燃料導(dǎo)向孔74、中間燃料導(dǎo)向孔75、下燃料導(dǎo)向孔76分別帶到與上噴射孔34、中間噴射孔35及下噴射孔36同相，如圖15所示。由于它們的轉(zhuǎn)動(dòng)位置已經(jīng)如上述事先設(shè)定，在該實(shí)例中如圖7所示，上燃料導(dǎo)向孔74和上噴射孔34相互連通。這樣壓力燃料從直徑噴射孔34噴入汽缸中。
在噴射時(shí)針閥4被彈簧103強(qiáng)制推上，而當(dāng)閥座面44和303關(guān)閉時(shí)，在孔304中的壓力突然降低。結(jié)果，回位彈簧11c的力使驅(qū)動(dòng)軸體8a向下移動(dòng)，轉(zhuǎn)閥7立即移動(dòng)到下限位置恢復(fù)封住噴射孔的狀態(tài)，如圖14所示，孔與汽缸不再相互連通，使得不僅防止后漏油，也防止由此產(chǎn)生排氣溫度升高，及不完全燃料產(chǎn)生的煙灰。
按照類似于第一實(shí)施例的第四實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)信號(hào)不僅基于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)(轉(zhuǎn)角)和負(fù)載，而且基于控制器12對(duì)致動(dòng)器9的輸出，該信號(hào)用來(lái)選擇噴射孔組；也就是說(shuō)，當(dāng)中間噴射孔被選定，圖8所示的噴射系統(tǒng)被致動(dòng)，當(dāng)下噴射孔被選定，圖9所示的噴射系統(tǒng)被使用。
由于噴射孔34，35，36分別與燃料導(dǎo)向孔74、75、76相結(jié)合滿足上述公式(2)，不管轉(zhuǎn)閥7位置如何，總是允許噴射孔及燃料導(dǎo)向孔的結(jié)合相互連通如圖4所示。因此，當(dāng)針閥4關(guān)閉，甚至當(dāng)其打開允許燃料噴射時(shí)，通過(guò)改變噴射孔可以保證壓力逸出的途徑。因此總可防止噴嘴體內(nèi)壓突然升高。
按照本發(fā)明的第一到第三實(shí)施例，連接軸8b裝有可隨針閥4垂直及整體移動(dòng)的大直徑軸部分80，按照本發(fā)明的第四實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)軸體8a也設(shè)有大直徑軸部分80，因此這些部分作用也好象一個(gè)面積密封件。換言之，可防止由于燃料從驅(qū)動(dòng)軸系統(tǒng)漏泄而產(chǎn)生的噴射壓力降低及缺少噴射量。
按照本發(fā)明上述情況，在噴嘴體的頭部以預(yù)定的間距，在軸向不同的圓周水平上沿圓周設(shè)有多個(gè)噴射孔，并且在各圓周水平上的噴射孔的直徑不同。轉(zhuǎn)閥沿圓周設(shè)有多級(jí)獨(dú)立的燃料導(dǎo)向孔，各與相應(yīng)的噴射孔連通。由于在各圓周水平上燃料導(dǎo)向孔和噴射孔就連通而言相互不同相，設(shè)定噴射孔的自由度相當(dāng)高，通過(guò)控制轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)角，燃料可用不小于兩種的孔徑變化來(lái)霧化。因此，上述安排的極好效果在于可以方便地減少輕負(fù)載時(shí)的NOx，及重負(fù)載時(shí)的煙霧。另外，轉(zhuǎn)閥的燃料導(dǎo)向孔和噴嘴體的噴射孔安排成不管轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)位置如何，一個(gè)或多于一個(gè)圓周水平上的燃料導(dǎo)向孔各與一個(gè)或多于一個(gè)相應(yīng)水平上的噴射孔相連通，而其它水平的燃料導(dǎo)向孔不與任何噴射孔相連通，使得在噴射操作時(shí)，盡管噴射孔改變也能防止噴嘴體中的壓力升高超出需要的程度。因此，即使當(dāng)反常情況出現(xiàn)或當(dāng)從動(dòng)控制遲后時(shí)，噴射孔系統(tǒng)也沒(méi)有任何破裂的危險(xiǎn)，增加了安全。
另外，按照本發(fā)明，由噴射壓力推動(dòng)的轉(zhuǎn)閥的向上運(yùn)動(dòng)僅僅在燃料噴射時(shí)用來(lái)使燃料導(dǎo)向孔與噴射孔連通，而在除燃料噴射外的其它時(shí)間防止燃料導(dǎo)向孔與噴射孔連通。由于防止孔與發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的連通，除上述效果外，這種安排還有有效防止后滴油的效果。
另外，按照本發(fā)明，可有效地防止由于轉(zhuǎn)閥的驅(qū)動(dòng)軸系統(tǒng)的燃料漏泄而致的噴射壓力降低和噴射量短缺。
另外，按照有新型性的本發(fā)明，在發(fā)動(dòng)機(jī)給定的吸氣及排氣沖程，轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)可被控制不受發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力的影響，因此可設(shè)定小力矩下的噴射孔面積，其效果是用更小尺寸的致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)軸閥。
另外，按照本發(fā)明，噴嘴容易機(jī)加工因?yàn)榭椎那岸擞虚_口。
雖然上面聯(lián)系本發(fā)明最佳實(shí)施例作了說(shuō)明，但是很明顯本發(fā)明技術(shù)人員可作出很多變化及改型而不背離本發(fā)明，因此在下面的權(quán)利要求書中用來(lái)復(fù)蓋落在本發(fā)明精神范圍中的改變及改型。
權(quán)利要求
1.一種可變噴射孔型燃料噴嘴，包括一個(gè)噴嘴體，具有一個(gè)前端部，其中限定了導(dǎo)入壓力燃料的燃料導(dǎo)入孔；和一個(gè)設(shè)在所述的噴嘴體的前端部的轉(zhuǎn)閥，可在燃料導(dǎo)入孔中轉(zhuǎn)動(dòng)并有多個(gè)燃料導(dǎo)向孔；其中所述的噴嘴體有多個(gè)噴射孔，以預(yù)定間距，在軸向的不同圓周水平上沿圓周安排在燃料導(dǎo)入孔的周邊壁上，在各圓周水平的噴射孔的直徑不同，在各圓周水平上，燃料導(dǎo)向孔與噴射孔對(duì)應(yīng)；和所述的轉(zhuǎn)閥的燃料導(dǎo)向孔和所述的噴嘴體的噴射孔安排成這樣的關(guān)系，不管轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)位置如何，在一個(gè)或多于一個(gè)圓周水平的燃料導(dǎo)向孔各與在一個(gè)或多于一個(gè)相應(yīng)的圓周水平的噴射孔相連通，而在其它圓周水平上燃料導(dǎo)向孔不允許與任何噴射孔連通。
2.按照權(quán)利要求1的可變噴射孔型燃料噴嘴，其中所述的燃料導(dǎo)入孔是帶底的孔，和所述的噴嘴還包括一回位彈簧，設(shè)在所述的轉(zhuǎn)閥的上部，把所述的轉(zhuǎn)閥朝燃料導(dǎo)入孔底部壓；只在當(dāng)所述的轉(zhuǎn)閥升起接受從燃料導(dǎo)入孔來(lái)的燃料壓力時(shí)燃料導(dǎo)向孔可與相應(yīng)的噴射孔相連通。
3.按照權(quán)利要求1的可變噴射孔型燃料噴嘴，其特征在于還包括一針閥，裝入所述的噴嘴體的里面，和一轉(zhuǎn)閥驅(qū)動(dòng)單元，它具有可與針閥一起作垂直移動(dòng)的面積密封件，設(shè)在所述的針閥中。
4.按照權(quán)利要求2的可變噴射孔型燃料噴嘴，其特征在于還包括一針閥，裝入所述的噴嘴體的里面，和一轉(zhuǎn)閥驅(qū)動(dòng)單元，它具有可與針閥一起作垂直移動(dòng)的面積密封件，設(shè)在所述的針閥中。
5.按照權(quán)利要求1的可變噴射孔型燃料噴嘴，其特征在于還包括一致動(dòng)器，用來(lái)與發(fā)動(dòng)機(jī)給定的吸氣和排氣沖程同步致動(dòng)所述的轉(zhuǎn)閥。
6.按照權(quán)利要求1的可變噴射孔型燃料噴嘴，其特征在于所述的燃料導(dǎo)入孔的前端有一開口，所述的轉(zhuǎn)閥裝在其中。
全文摘要
可變噴射孔型燃料噴嘴，多個(gè)噴射孔以預(yù)定間隔在噴嘴體前端部軸向不同的圓周的平安排在燃料導(dǎo)入孔的周邊壁上用來(lái)引導(dǎo)壓力燃料，各圓周水平的噴射孔直徑不同。另外，轉(zhuǎn)閥有多個(gè)燃料導(dǎo)向孔各與相應(yīng)各水平的噴射孔相對(duì)應(yīng)。轉(zhuǎn)閥的燃料導(dǎo)向孔和噴嘴體的噴射孔安排成這樣關(guān)系，在一個(gè)或多于一個(gè)圓周水平的燃料導(dǎo)向孔各與在一個(gè)或多于一個(gè)相應(yīng)圓周水平的噴射孔連通，而在其它圓周水平上的燃料導(dǎo)向孔不允許與任何噴射孔連通。
文檔編號(hào)F02M61/10GK1130719SQ95119259
公開日1996年9月11日 申請(qǐng)日期1995年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月15日
發(fā)明者長(zhǎng)谷川敏行, 野崎真哉, 宮本武司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社澤克西爾