專利名稱：具有新穎入口閥布置的流體噴射器的制作方法
具有新穎入口閥布置的流體噴射器本發(fā)明涉及具有新穎入口閥布置的流體噴射器。目前，機(jī)動(dòng)車中的大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)使用燃料噴射系統(tǒng)以將燃料供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。這些燃料噴射系統(tǒng)取代了較早技術(shù)的化油器，因?yàn)槿剂蠂娚湎到y(tǒng)具有對(duì)于燃料傳遞的更佳控制以及使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠滿足排放法律目標(biāo)以及改善總體發(fā)動(dòng)機(jī)效率。在機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)中，燃料噴射系統(tǒng)最常見地采用高壓燃料供應(yīng)軌道和噴射器來工作，所述噴射器是接通/斷開閥，其可被切換至開啟以允許燃料經(jīng)由合適的噴嘴來傳遞以及接著關(guān)閉以停止傳遞燃料。在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中，所傳遞的燃料量由在每個(gè)循環(huán)中閥開啟的時(shí)間量來控制。雖然這種系統(tǒng)是十分有效的并且允許對(duì)于燃料傳遞的良好控制，但是對(duì)于安裝到小型發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，用于園藝設(shè)備(諸如，割草機(jī))和小型摩托車中的發(fā)動(dòng)機(jī))中而言，這種系統(tǒng)通常太復(fù)雜且太昂貴。迄今為止，這種發(fā)動(dòng)機(jī)仍在使用化油器。在GBM21M3中，申請(qǐng)人公開了一種適用于小型發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其中噴射器用作正排量泵并且分配針對(duì)每個(gè)噴射器和每一個(gè)噴射器操作確定的燃料量。噴射器由電子控制器控制，以在至少大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的每個(gè)循環(huán)中在多個(gè)時(shí)機(jī)(occasion)下操作。在發(fā)動(dòng)機(jī)速度和/或負(fù)載增加時(shí)，所述控制器通過增加燃料噴射器在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中操作的時(shí)機(jī)的數(shù)量來增加每發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中所傳遞的燃料量。相反，響應(yīng)于降低發(fā)動(dòng)機(jī)速度和/ 或負(fù)載，所述控制器通過減少燃料噴射器在每發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中操作的時(shí)機(jī)的數(shù)量來減少所傳遞的燃料量。通過改變循環(huán)中噴射器操作的數(shù)量，可在分離步驟中改變發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中所傳遞的燃料量。從GBM21543所包括的原理開始，申請(qǐng)人致力于改良并改進(jìn)本文所述的燃料噴射器的操作。為此，申請(qǐng)人致力于改進(jìn)入口閥的設(shè)計(jì)，所述入口閥用于控制流體到噴射器的燃料腔中的流入，燃料隨后在活塞的運(yùn)動(dòng)下從該燃料腔分配。在GBM52954中公開了改進(jìn)的入口閥設(shè)計(jì)。在該專利申請(qǐng)文件中，入口閥被示出為附接到活塞并且隨著活塞移動(dòng)，所述活塞在燃料腔中往復(fù)運(yùn)動(dòng)以將燃料抽吸到燃料腔中以及從燃料腔驅(qū)出燃料。在入口閥的控制下，燃料通過設(shè)置在活塞中的開口流入到燃料腔中。入口閥包括自身的環(huán)形支撐件，所述環(huán)形支撐件具有從其向內(nèi)延伸到閥頭的彎曲彈性臂。本發(fā)明在第一方面提供如權(quán)利要求1所要求的流體噴射器。本發(fā)明在第二方面提供如權(quán)利要求23所要求的流體噴射器。本發(fā)明在第三方面提供如權(quán)利要求27所要求的流體噴射器。本發(fā)明在第四方面提供如權(quán)利要求34所要求的正排量泵。本發(fā)明在第五方面提供如權(quán)利要求38所要求的正排量泵。本發(fā)明在第六方面提供如權(quán)利要求39所要求的正排量泵?，F(xiàn)將參考附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的流體噴射器的第一實(shí)施方式的立體圖；圖2是圖1的流體噴射器的分解圖；圖3是通過圖1的流通噴射器的剖視圖；圖4是用于圖1至3的噴射器中的入口閥的平面8
圖5是圖4的入口閥的立體圖；圖6a是沿著圖6b的線B-B截取的通過圖1至3的流體噴射器的進(jìn)入和傳遞子組件的剖視圖；圖6b是圖6a中所示的進(jìn)入和傳遞子組件的側(cè)視圖；圖6c是圖6a和圖6b的進(jìn)入和傳遞子組件的又一立體形式的剖視圖；圖7a和圖7b示出了圖4和5的入口閥的操作；圖和圖8b示出了在較早附圖中所述的流體噴射器的變型，其具有帶有可在變?nèi)莘e泵送腔內(nèi)操作的修改端面的活塞；圖9示意性地示出了如圖8a和8b示意性地所示的活塞的前表面；圖IOa和IOb分別示出了前端面和通過活塞的截面，所述活塞適于在圖8a和8b 中示意性地所示的流體噴射器的變型中使用；圖11a、lib和lie分別是示出了適于在圖8a和8b中示意性地所示的變型中使用的活塞的表面的端視圖、通過相同活塞的剖視圖以及活塞的相應(yīng)視圖；圖1 是通過整體形成閥座構(gòu)件和傳遞噴嘴的部件的剖視圖，所述部件可使用于圖1至3的流體噴射器中以代替圖6a和6b的獨(dú)立閥構(gòu)件和傳遞噴嘴(該剖視圖沿圖12b 中的線A-A截取)；圖12b是圖12a的部件的側(cè)視圖；圖12c是圖12a、12b的部件的平面圖；以及圖12d和12e是圖12所示的部件的立體圖。將具體地參考將流體噴射器作為內(nèi)燃機(jī)中的汽油燃料噴射器的使用描述本發(fā)明， 因?yàn)榱黧w噴射器理想地適用于此目的。然而，噴射器同樣地適于傳遞其它流體，如將在下文中描述的。圖1示出了流體噴射器10，其在圖2中以分解圖被示出并且在圖3中以剖視圖被示出。將這些附圖結(jié)合在一起考慮，可看出單元10包括活塞11，所述活塞在活塞腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述活塞腔位于由部件的組件形成的殼體內(nèi)?；钊?1在其中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞腔由殼體部件12提供?；钊?1與殼體部件12、閥座構(gòu)件13和傳遞噴嘴14的一部分一起限定流體泵送腔15，所述流體泵送腔隨著活塞11的運(yùn)動(dòng)而改變?nèi)莘e。噴射器10包括圍繞殼體部件12的環(huán)形凸臺(tái)12a的電線圈16，所述電線圈16能夠被激勵(lì)以使得活塞11在增加燃料泵送腔15的容積的方向上滑動(dòng)。燃料噴射器10設(shè)置有復(fù)位彈簧17，所述復(fù)位彈簧17在活塞11和端部止擋件18 之間作用，所述端部止擋件被固定在針對(duì)噴射器單元10設(shè)置的蓋19中的環(huán)形孔中。在圖1至3中可看到電觸頭20和21，所述電觸頭20和21允許電流流動(dòng)通過電線圈16。閥座部件13在其外表面上以城堡構(gòu)型的性質(zhì)構(gòu)造，以提供開口，例如22、23 (見圖 1)，所述開口允許燃料流入到流體噴射器單元10中。想到的是，燃料噴射器10的包括閥座部分13的至少一部分將浸入到汽油燃料中，例如通過將噴射器單元10定位在燃料罐或燃料腔內(nèi)來實(shí)現(xiàn)。傳遞噴嘴14的輸出部分Ha將延伸出燃料罐，以將燃料傳遞到內(nèi)燃機(jī)(未示出)的進(jìn)入通道中。燃料將流動(dòng)通過城堡構(gòu)型閥座13中的諸如22和23的開口而到達(dá)環(huán)形槽道M，所述環(huán)形槽道M被限定在閥座構(gòu)件13的內(nèi)表面與傳遞噴嘴14的外表面的一部分之間。在圖3中可看出閥座部件13和傳遞噴嘴14的互補(bǔ)面對(duì)表面2 和14b，表面2 和14b —起限定用于將燃料傳遞到燃料泵送腔的環(huán)形槽道24。同樣在圖3中可看出用于控制燃料流出燃料泵送腔的單向出口閥，所述出口閥包括出口閥元件25，出口閥彈簧沈作用在出口閥元件25上，出口閥彈簧沈被安置在固定于環(huán)形輸出部分Ha中的出口閥座27中。出口閥座27通過彎曲上游端27a和尖邊緣下游邊緣27b限定流動(dòng)路徑，所述尖邊緣下游邊緣27b限定孔31。輸出閥構(gòu)件25具有由帽觀提供的半球形密封表面28，帽觀與閥構(gòu)件25的其余部分分離并且附連到該其余部分上。密封表面由帽觀提供，帽觀的材料針對(duì)在表面光潔度等方面的良好特性來選擇，以提供可靠的密封以及良好的流體流。帽觀延伸到閥構(gòu)件25 的半球形表面上方，所述閥構(gòu)件還限定臺(tái)肩29，所述臺(tái)肩四由出口閥彈簧沈接合。出口閥構(gòu)件25的形狀被特意地選擇，以確保在帽觀和傳遞噴嘴14的截頭圓錐形內(nèi)密封表面14c之間的良好密封。使用半球形帽觀和截頭圓錐形密封表面Hc免除了在將閥構(gòu)件25與截頭圓錐形表面14c的中心軸線軸向?qū)?zhǔn)時(shí)緊公差的需要。半球形表面觀還與截頭圓錐形表面Hc —起作用以在閥構(gòu)件25上提供一些對(duì)中力。活塞彈簧17在活塞11上的動(dòng)作迫使來自于泵送腔15的燃料通過出口通道30然后經(jīng)過半球形帽觀。閥體25在遠(yuǎn)離閥帽觀的徑向上特意呈錐形，以便促使被傳遞的汽油進(jìn)行期望的流動(dòng)。臺(tái)肩四所提供的突然變化促使經(jīng)過閥構(gòu)件25的燃料流變?yōu)槲闪髑乙虼舜_保良好混合。閥座27的內(nèi)表面27a設(shè)置有朝向傳遞孔31的平緩彎曲形狀，以便促進(jìn)燃料向傳遞孔31的良好流動(dòng)并且通過傳遞孔31的良好流動(dòng)。尖邊緣下游邊緣27b促進(jìn)燃料離開孔31的紊流且因此有助于霧化。單向入口閥32控制燃料從環(huán)形槽道M進(jìn)入到泵送腔15中。入口閥32在圖4中以平面圖被示出并且在圖5中以立體圖被示出。單向入口閥32包括環(huán)形外部支撐件33和環(huán)形內(nèi)部密封構(gòu)件34，它們由三個(gè)彈性臂35、36和37連接到一起。每個(gè)彈性臂是彎曲性質(zhì)的并且從環(huán)形外部支撐環(huán)33上的一點(diǎn)圍繞內(nèi)部環(huán)形密封構(gòu)件34圓周地延伸到內(nèi)部環(huán)形密封構(gòu)件34上與彈性臂被附接到外部環(huán)形支撐件的所述點(diǎn)間隔開的一點(diǎn)。換句話說，使一半徑從環(huán)形入口閥的中心延伸通過彈性臂連接到內(nèi)部環(huán)形密封構(gòu)件的點(diǎn)，那么在該半徑與從環(huán)形入口閥的中心延伸通過同一彈性臂連接到外部環(huán)形支撐件的點(diǎn)的半徑之間的角度大于10°。該配置允許彈性臂的長(zhǎng)度足以賦予期望的偏置作用。單向入口閥32優(yōu)選地從金屬片材沖壓或蝕刻或切割(例如，激光切割)為單件整塊。圖6a、6b和6c示出了包括閥座元件13和傳遞噴嘴14的子組件。這些部件一起限定活塞腔端面，所述活塞腔端面作為用于環(huán)形入口閥32的平坦密封表面40。閥座元件 13具有第一直徑的中心圓形開口 101。傳遞噴嘴14具有環(huán)形前表面102，所述環(huán)形前表面 102的外徑小于開口 101的直徑。環(huán)形進(jìn)入孔100被限定在表面102的外緣和閥座元件40 的環(huán)形表面的內(nèi)緣之間。通過傳遞噴嘴14的出口通道104經(jīng)由圓形出口孔通向泵送腔，所述圓形出口孔由傳遞噴嘴14的環(huán)形表面102圍繞。環(huán)形密封元件34與密封表面40的開口 101所限定的環(huán)形進(jìn)入孔100和噴嘴14的前部102對(duì)準(zhǔn)并且密封所述環(huán)形進(jìn)入孔100 和前部102，環(huán)形槽道46經(jīng)由環(huán)形進(jìn)入孔100通向泵送腔。
圖7a和7b示意性地示出了燃料噴射器的操作。圖7a示出了(為了說明目的以放大的方式示出)活塞11在電線圈16所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用下向上的運(yùn)動(dòng)。活塞11的向上運(yùn)動(dòng)增加了燃料泵送腔15的容積。這經(jīng)由開啟的單向入口閥32將燃料通過環(huán)形入口通道M抽吸到燃料泵送腔15中。將燃料抽吸到腔15中降低了燃料中的壓力。燃料中將可能溶解有一定量的氣體， 燃料還可能變?yōu)榫哂薪档偷倪M(jìn)入壓力的兩相式。那么，這將填充(即，抽吸)壓力限制到被抽吸到燃料泵送腔15中的燃料的蒸汽壓力，且這因此限制腔15的填充速度。為了最小化這種作用以及由此允許高速操作活塞11的正排量泵送動(dòng)作，需要使得進(jìn)入通道區(qū)域是大的并且使通道的型面平滑。入口閥還需要具有大的工作面積。提供如上所述的與入口閥32 的環(huán)形密封元件協(xié)作的環(huán)形進(jìn)入孔24提供了新穎配置，該新穎配置在泵送循環(huán)的進(jìn)入階段期間具有大的流動(dòng)面積以及低流動(dòng)限制。當(dāng)燃料泵送腔15已被填充有燃料時(shí)，那么線圈16被去激勵(lì)且閥彈簧17于是強(qiáng)制活塞11將燃料驅(qū)至泵送腔15。由于被驅(qū)動(dòng)燃料的流體壓力因而出口閥構(gòu)件25將遠(yuǎn)離其閥座移動(dòng)，且因此開啟的單向出口閥允許將燃料從腔15驅(qū)出。單向入口閥32將關(guān)閉以密封進(jìn)入通道M，所述閥在燃料泵送腔15中的流體壓力的作用下以及彈性臂35、36和37所提供的彈性力的作用下關(guān)閉。由限定出口通道30且包含出口閥25的相同部件部分地限定的環(huán)形入口通道14 的布置使得在被傳遞到泵送腔15中的燃料和離開泵送腔15的燃料之間發(fā)生一些有益的熱交換。期望的是在燃料被傳遞到泵送腔之前停止燃料蒸發(fā)，且這可通過保持燃料冷卻來實(shí)現(xiàn)；然而有利的是被傳遞的燃料蒸發(fā)以便確保隨后的良好燃燒。由于燃料將在出口閥25 的區(qū)域中蒸發(fā)，因此該蒸發(fā)的冷卻作用被有利地通過噴嘴14而到達(dá)入口通道M中的燃料 (或逆向考慮，內(nèi)部通道M中的燃料的熱量通過噴嘴14以加熱被分配的燃料)。當(dāng)活塞11達(dá)到其泵送行程的末端時(shí)，所述活塞11抵靠入口閥32并接著將入口閥 32緊靠在由閥座構(gòu)件13和出口噴嘴14所提供的閥座上。使用活塞彈簧17的力來主動(dòng)地關(guān)閉環(huán)形進(jìn)入通道14具有顯著的益處，以確保良好的主動(dòng)密封。這允許彈性臂35、36和 37所施加的彈性力顯著地減少，這是因?yàn)樵趩蜗蛉肟陂y和單向出口閥被關(guān)閉的停留時(shí)段期間，不僅僅依賴于該力來確保環(huán)形通道14的完整密封。彈性力的減少確保入口閥32在下一個(gè)進(jìn)入行程開始時(shí)容易開啟以及最小化對(duì)于進(jìn)入流的任何限制，所述對(duì)于進(jìn)入流的限制是由僅使穿過入口閥的壓力下降以使得入口閥克服彈性臂34、35、36、37的彈性負(fù)載而保持開啟的需要所造成的。該布置允許泵送活塞11相比于僅使用彈性臂的彈性力來關(guān)閉入口閥32的情形中在更高的速度下工作。該系統(tǒng)還起作用以防止任何未受控的附加流體由于通過出口通道30 將流體經(jīng)過入口閥32抽吸到腔15中的流出流體的慣量而從環(huán)形入口 M被抽吸通過泵送容積15。通過使用活塞11將環(huán)形閥34壓緊以關(guān)閉，可以省卻用于入口閥的復(fù)位彈簧，在這種情況下入口閥可變?yōu)樵诒盟颓?5內(nèi)軸向自由移動(dòng)的浮動(dòng)部件。這種可能性在圖8a和8b 中被示出。在圖8b中，可看出入口閥32被夾緊到位，從而密封環(huán)形進(jìn)入通道14。申請(qǐng)人:還認(rèn)識(shí)到，部分地限定變?nèi)莘e泵送腔15的活塞11的端面可有利地配置以改善泵送腔的填充。圖9示出了位于活塞11表面的前部上的十字設(shè)計(jì)特征，這在圖8a和8b中用圖中所示的凹部40表示。凹部40被設(shè)置為位于活塞表面上的十字形溝槽，如圖9 所示。該設(shè)計(jì)特征允許燃料圍繞入口閥自由流動(dòng)，以最大化泵送腔的填充。通過允許流體到達(dá)入口閥32后面以及因而允許閥32從活塞11快速分離，該設(shè)計(jì)特征防止入口閥32的環(huán)形密封元件粘附到活塞的表面上。該特定形狀的活塞11仍能夠?qū)⑷肟陂y32緊靠在密封表面上，從而關(guān)閉入口通道對(duì)，如上文所述的。圖IOa和IOb分別是通過活塞11的另一變型的端視圖和剖視圖，示出了在活塞表面上的不同十字形狀41 ；十字形狀41由在活塞表面上進(jìn)行兩個(gè)垂直加工操作來形成。圖 IlaUlb和Ilc示出了在活塞表面上具有星形配置42的又一變型，所述星形配置42由在活塞表面的中心處相交的三個(gè)直徑上延伸的溝槽形成，所述溝槽彼此相互成角度。圖IOa至 lib的布置的相同優(yōu)勢(shì)在于，允許圍繞入口閥32的良好燃料流以及確保入口閥的環(huán)形密封表面從活塞快速分離。在圖6a、6b和6c中，閥座元件13和傳遞噴嘴14是獨(dú)立部件(通常是金屬)。它們能夠由圖1 至12d所示的單個(gè)部件1200取代，該部件可由金屬制成或者可以是由塑料材料成型的部件。在圖12a中可看到孔1250，單向出口閥將被安裝到該孔中；孔1250具有截頭圓錐形表面1214c，出口閥的半球形端部28將密封到該截頭圓錐形表面12Hc上。部件 1200提供用于環(huán)形入口閥32以及活塞腔端面的一部分的平坦密封表面1M0。在表面1240 中設(shè)置分段環(huán)形進(jìn)入孔，所述分段環(huán)形進(jìn)入孔包括弧形段12100、12010、12102和12103，它們具有公共曲率中心，即它們均位于對(duì)中在出口通道12104上的公共圓中。當(dāng)提及該申請(qǐng)中的環(huán)形入口孔時(shí)，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為環(huán)形入口孔包括連續(xù)環(huán)形孔以及分段環(huán)形孔?；⌒味斡稍诿芊獗砻?240和環(huán)形表面12102之間徑向延伸的分隔壁12105、12106、12107和12108分隔開，環(huán)形表面12102圍繞并限定用于圓形截面的出口通道12104的圓形出口孔。諸如1222、 1223、1224的外部開口允許燃料經(jīng)由通道1246流入到燃料噴射器中。部件1200的包括開口 1222、1223、12M的至少一部分在使用中將被浸入到汽油燃料(或其它流體)中，例如從而保護(hù)燃料罐或腔(或流體罐或腔)中的噴射器單元。雖然在上文中噴射器被描述用于內(nèi)燃機(jī)中的燃料噴射且噴射器尤其良好地用于該應(yīng)用中，但是噴射器可用于傳遞任何流體。在先前的專利申請(qǐng)中，申請(qǐng)人描述其噴射器如何可用于將尿素(urea)傳遞到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中或發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的軸承的潤滑劑中，這通過將液體潤滑劑直接傳遞到與定位在附近的噴射器相關(guān)的軸承中來實(shí)現(xiàn)。其它排出的處理后流體可被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管中，且在需要時(shí)還可噴射冷卻水，例如以冷卻催化轉(zhuǎn)化
ο雖然在上述實(shí)施方式中電線圈用于在活塞上施加力，所述活塞起作用以增加泵送腔的容積并且將流體抽吸到泵送腔中，而彈簧被用于在活塞上施加力，所述活塞起作用以減少泵送腔的容積以及將流體從泵送腔驅(qū)出；但相反的操作是也可行的，即線圈可用于在活塞上施加力，所述活塞起作用以減少泵送腔的容積以及將流體從其驅(qū)出，而活塞彈簧用于在活塞上施加力，所述活塞起作用以增加泵送腔的容積并且將流體抽吸到腔中。代替使用電線圈和活塞彈簧，噴射器可以使用被連接到活塞的壓電元件疊堆。變化的電壓會(huì)被施加到該疊堆，以使得該元件周期性地膨脹和收縮且因此移動(dòng)活塞以將流體抽入到泵送腔中以及從泵送腔驅(qū)出流體?？赡艿氖牵搯卧蓮牧黧w傳遞的部位分離并且例如用作泵，所述泵由導(dǎo)管連接到物理上獨(dú)立的傳遞噴嘴。
權(quán)利要求
1.一種流體噴射器，所述流體噴射器用作正排量泵，且所述流體噴射器包括殼體，在所述殼體內(nèi)形成活塞腔；活塞，所述活塞在所述活塞腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以與所述活塞腔一起限定變?nèi)莘e流體泵送腔；單向入口閥，所述單向入口閥允許流體從流體入口流入到所述泵送腔中；單向出口閥，所述單向出口閥允許流體流出所述泵送腔而到達(dá)流體出口 ；其中在所述噴射器的操作中，所述活塞周期性地移動(dòng)以增加所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向入口閥將流體抽吸到所述泵送腔中，所述活塞接著移動(dòng)以減少所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向出口閥將流體從所述泵送腔驅(qū)出；所述流體噴射器的特征在于所述流體入口作為被設(shè)置在所述活塞腔的端面中的入口孔而包括通過所述殼體的入口通道，所述入口通道通向所述泵送腔，所述活塞腔端面面對(duì)所述活塞的相對(duì)活塞表面；所述流體出口包括通過所述殼體的出口通道，所述出口通道經(jīng)由所述活塞腔端面中的出口孔而通向所述泵送腔，所述出口孔與所述入口孔間隔開；并且所述單向入口閥包括密封元件，所述密封元件與所述入口孔對(duì)準(zhǔn)并且可接合所述活塞端面，所述密封元件跨過所述入口孔以密封該入口孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體噴射器，其中，所述入口孔是環(huán)形入口孔，并且所述密封元件是環(huán)形密封元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體噴射器，其中，所述環(huán)形入口孔是連續(xù)環(huán)形孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體噴射器，其中，所述環(huán)形入口孔是分段環(huán)形孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的流體噴射器，其中，所述環(huán)形密封元件通過多個(gè)彎曲彈性臂連接到所述入口閥的周圍環(huán)形支撐件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體噴射器，其中，每個(gè)彈性臂均從與所述環(huán)形支撐件附接的點(diǎn)圍繞所述環(huán)形密封元件圓周地延伸至與所述環(huán)形密封元件附接的點(diǎn)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的流體噴射器，其中，所述出口孔被設(shè)置在所述環(huán)形入口孔內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體噴射器，其中，所述活塞腔端面由所述殼體的部件的子組件提供，所述子組件包括傳遞噴嘴和被安裝在傳遞噴嘴上的閥座元件，流體經(jīng)由所述傳遞噴嘴從所述流體噴射器傳遞；其中，所述傳遞噴嘴具有環(huán)形表面，所述環(huán)形表面提供所述活塞腔端面的一部分并且圍繞所述出口孔；并且所述閥座元件提供所述活塞腔端面的一部分并且具有開口，所述開口的內(nèi)徑大于所述傳遞噴嘴環(huán)形表面的外徑，其中所述環(huán)形入口孔限定在所述閥座元件的所述環(huán)形表面的內(nèi)緣與所述傳遞噴嘴的所述環(huán)形表面的外緣之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體噴射器，其中，所述傳遞噴嘴具有外部彎曲表面，所述外部彎曲表面面對(duì)所述閥座構(gòu)件的匹配內(nèi)表面，所述兩個(gè)面對(duì)的彎曲表面在它們之間限定所述子組件中的所述流體入口通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流體噴射器，其中，所述閥座元件具有城堡構(gòu)型下緣，所述城堡構(gòu)型下緣抵靠并接合所述子組件中的所述傳遞噴嘴的面對(duì)表面，所述城堡構(gòu)型在其間限定開口，流體可經(jīng)由所述開口流動(dòng)到所述流體入口通道。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的流體噴射器，其中，流體出口通道延伸通過所述流體傳遞噴嘴，且所述單向出口閥包括出口閥元件和出口閥彈簧，所述出口閥元件設(shè)置在所述出口通道中，所述出口閥彈簧作用在所述出口閥元件和設(shè)置在所述流體傳遞噴嘴中的出口閥彈簧座之間，所述出口閥彈簧將所述出口閥元件偏置成與由所述流體傳遞噴嘴的內(nèi)表面所提供的出口閥座接合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的流體噴射器，其中，所述出口閥元件設(shè)置有圓頂帽，所述圓頂帽接合所述出口閥座，且其中所述出口閥座是截頭圓錐形。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的流體噴射器，其中，所述流體傳遞噴嘴由導(dǎo)熱材料制成，藉此在所述流體入口通道中的流體與所述流體出口通道中的流體之間進(jìn)行熱交換。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體噴射器，其中，所述活塞腔端面由單個(gè)部件提供，所述單個(gè)部件提供傳遞噴嘴和閥座，流體經(jīng)由所述傳遞噴嘴從所述流體噴射器傳遞；其中，所述傳遞噴嘴具有環(huán)形表面，所述環(huán)形表面提供所述活塞腔端面的一部分并且圍繞所述出口孔；并且所述閥座提供所述活塞腔端面的一部分并且具有開口，所述開口的內(nèi)徑大于所述傳遞噴嘴環(huán)形表面的外徑，其中所述環(huán)形入口孔限定在所述閥座的所述環(huán)形表面的內(nèi)緣與所述傳遞噴嘴的所述環(huán)形表面的外緣之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的流體噴射器，其中，所述部件在其外表面中具有開口，流體能夠經(jīng)由所述開口流動(dòng)到所述流體入口通道。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的流體噴射器，其中，流體出口通道延伸通過所述流體傳遞噴嘴，且所述單向出口閥包括出口閥元件和出口閥彈簧，所述出口閥元件設(shè)置在所述出口通道中，所述出口閥彈簧作用在所述出口閥元件和設(shè)置在所述流體傳遞噴嘴中的出口閥彈簧座之間，所述出口閥彈簧將所述出口閥元件偏置成與由所述流體傳遞噴嘴的內(nèi)表面所提供的出口閥座接合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的流體噴射器，其中，所述傳遞噴嘴具有外部彎曲表面，所述外部彎曲表面面對(duì)所述閥座構(gòu)件的匹配內(nèi)表面，所述兩個(gè)面對(duì)的彎曲表面在它們之間限定所述流體入口通道。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的流體噴射器，其中，所述流體傳遞噴嘴由導(dǎo)熱材料制成，藉此在所述流體入口通道中的流體與所述流體出口通道中的流體之間進(jìn)行熱交換。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體噴射器，其中，所述活塞能夠抵靠所述環(huán)形密封元件并且促使所述環(huán)形密封元件與所述活塞腔端面密封接合，其中所述環(huán)形密封元件被夾緊在所述活塞與所述活塞腔端面之間。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體噴射器，其中，所述活塞設(shè)置有凹部，所述凹部與所述環(huán)形密封元件對(duì)準(zhǔn)，所述凹部允許流體圍繞所述環(huán)形密封元件流動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的流體噴射器，其中，所述凹部由溝槽提供，所述溝槽在所述活塞表面中限定十字形狀。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的流體噴射器，其中，所述凹部由溝槽提供，所述溝槽在所述活塞表面中限定星形形狀。
23.一種流體噴射器，所述流體噴射器用作正排量泵，且所述流體噴射器包括殼體，在所述殼體內(nèi)形成活塞腔；活塞，所述活塞在所述活塞腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以與所述活塞腔一起限定變?nèi)莘e流體泵送腔；單向入口閥，所述單向入口閥允許流體從流體入口流入到所述泵送腔中； 單向出口閥，所述單向出口閥允許流體流出所述泵送腔而到達(dá)流體出口 ；其中在所述噴射器的操作中，所述活塞周期性地移動(dòng)以增加所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向入口閥將流體抽吸到所述泵送腔中，所述活塞接著移動(dòng)以減少所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向出口閥將流體從所述泵送腔驅(qū)出； 所述流體噴射器的特征在于所述流體入口包括通過所述殼體的入口通道，所述入口通道經(jīng)由所述活塞腔的端面中的入口孔通向所述泵送腔，所述活塞腔端面面對(duì)所述活塞的相對(duì)活塞表面；所述單向入口閥包括位于所述泵送腔中的密封元件，所述密封元件與所述入口孔對(duì)準(zhǔn)并且可接合所述活塞腔端面，所述密封元件跨過所述入口孔以密封所述入口孔；并且所述活塞能夠抵靠所述密封元件以促使所述密封元件與所述活塞腔端面密封接合，其中所述密封元件被夾緊在所述活塞與所述活塞腔端面之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的流體噴射器，其中，所述活塞表面配置有凹部，所述凹部與所述密封元件對(duì)準(zhǔn)，所述凹部允許流體圍繞所述密封元件流動(dòng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的流體噴射器，其中，所述凹部由溝槽提供，所述溝槽在所述活塞表面中限定十字形狀。
26.根據(jù)權(quán)利要求M所述的流體噴射器，其中，所述凹部由溝槽提供，所述溝槽在所述活塞表面中限定星形形狀。
27.一種流體噴射器，所述流體噴射器用作正排量泵，且所述流體噴射器包括 殼體，在所述殼體內(nèi)形成活塞腔；活塞，所述活塞在所述活塞腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以與所述活塞腔一起限定變?nèi)莘e流體泵送腔；單向入口閥，所述單向入口閥允許流體從流體入口流入到所述泵送腔中； 單向出口閥，所述單向出口閥允許流體流出所述泵送腔而到達(dá)流體出口 ；其中在所述噴射器的操作中，所述活塞周期性地移動(dòng)以增加所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向入口閥將流體抽吸到所述泵送腔中，所述活塞接著移動(dòng)以減少所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向出口閥將流體從所述泵送腔驅(qū)出； 所述流體噴射器的特征在于所述流體入口包括通過所述殼體的入口通道，所述入口通道經(jīng)由所述活塞腔端面中的入口孔通向所述泵送腔，所述活塞腔端面面對(duì)所述活塞的相對(duì)活塞表面；所述單向入口閥包括位于所述泵送腔中的密封元件，所述密封元件與所述入口孔對(duì)準(zhǔn)并且可接合所述活塞腔端面，所述密封元件跨過所述入口孔以密封所述入口孔；并且所述活塞表面設(shè)置有凹部，所述凹部與所述密封元件對(duì)準(zhǔn)，所述凹部允許流體圍繞所述密封元件流動(dòng)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的流體噴射器，其中，所述凹部由溝槽提供，所述溝槽在所述活塞表面中限定十字形狀。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的流體噴射器，其中，所述凹部由溝槽提供，所述溝槽在所述活塞表面中限定星形形狀。
30.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體噴射器，其中在圍繞所述活塞的所述殼體內(nèi)設(shè)置電線圈并且所述電線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)沿第一方向在所述活塞上施加力；活塞彈簧作用在所述活塞和所述殼體之間，以沿與所述第一方向相反的第二方向在所述活塞上施加偏置力；并且在所述噴射器的操作中，所述電線圈和所述活塞彈簧的其中之一在所述活塞上施加力，從而起作用以移動(dòng)所述活塞進(jìn)而將流體抽吸到所述泵送腔中，并且所述電線圈和所述活塞彈簧中的另一個(gè)在所述活塞上施加力，從而起作用以將流體從所述泵送腔驅(qū)出。
31.根據(jù)權(quán)利要求1至四中任一項(xiàng)所述的流體噴射器，其中，所述活塞被連接到壓電元件，在所述噴射器的操作中，所述壓電元件借助穿過其施加的變化電壓而膨脹和收縮。
32.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體噴射器，其中，所述活塞在兩個(gè)端部止擋件之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述兩個(gè)端部止擋件確保所述活塞在每次操作中具有設(shè)定距離的行程。
33.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括 燃燒室；空氣進(jìn)氣系統(tǒng)，所述空氣進(jìn)氣系統(tǒng)用于將充氣空氣傳遞到所述燃燒室； 排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)用于將燃燒后的氣體從所述燃燒室轉(zhuǎn)送到大氣中；以及燃料噴射系統(tǒng)，所述燃料噴射系統(tǒng)用于將燃料傳遞到所述充氣空氣中以形成燃料/空氣混合物，所述燃料/空氣混合物隨后在所述燃燒室中被燃燒；其中所述燃料噴射系統(tǒng)使用根據(jù)權(quán)利要求32所述的流體噴射器來分配針對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)運(yùn)行所確定的燃料量；電子控制器，所述電子控制器控制所述流體噴射器的操作；在至少大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的每個(gè)中，由所述控制器在多個(gè)時(shí)機(jī)啟用所述流體噴射器； 響應(yīng)于增加的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和/或負(fù)載，所述控制器通過增加所述燃料噴射器在每發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中操作的時(shí)機(jī)的數(shù)量來增加每發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中所傳遞的燃料量；并且響應(yīng)于降低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和/或負(fù)載，所述控制器通過減少所述燃料噴射器在每發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中操作的時(shí)機(jī)的數(shù)量來減少每發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中所傳遞的燃料量。
34.一種正排量泵，所述正排量泵包括 殼體，在所述殼體內(nèi)形成活塞腔；活塞，所述活塞在所述活塞腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以與所述活塞腔一起限定變?nèi)莘e流體泵送腔；單向入口閥，所述單向入口閥允許流體從流體入口流入到所述泵送腔中； 單向出口閥，所述單向出口閥允許流體流出所述泵送腔而到達(dá)流體出口 ；其中在所述噴射器的操作中，所述活塞周期性地移動(dòng)以增加所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向入口閥將流體抽吸到所述泵送腔中，所述活塞接著移動(dòng)以減少所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向出口閥將流體從所述泵送腔驅(qū)出； 所述正排量泵的特征在于所述流體入口作為被設(shè)置在所述活塞腔的端面中的環(huán)形入口孔而包括通過所述殼體的入口通道，所述入口通道通向所述泵送腔，所述活塞腔端面面對(duì)所述活塞的相對(duì)活塞表所述流體出口包括通過所述殼體的出口通道，所述出口通道經(jīng)由所述活塞腔端面中的出口孔通向所述泵送腔，所述出口孔與所述環(huán)形入口孔間隔開；并且所述單向入口閥包括環(huán)形密封元件，所述環(huán)形密封元件與所述環(huán)形入口孔對(duì)準(zhǔn)并且可接合所述活塞端面，所述環(huán)形密封元件跨過所述環(huán)形入口孔以密封該環(huán)形入口孔。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的泵，其中，所述入口孔是環(huán)形入口孔，并且所述密封元件是環(huán)形密封元件。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的泵，其中，所述環(huán)形入口孔是連續(xù)環(huán)形孔。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的泵，其中，所述環(huán)形入口孔是分段環(huán)形孔。
38.一種正排量泵，所述正排量泵包括 殼體，在所述殼體內(nèi)形成活塞腔；活塞，所述活塞在所述活塞腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以與所述活塞腔一起限定變?nèi)莘e流體泵送腔；單向入口閥，所述單向入口閥允許流體從流體入口流入到所述泵送腔中； 單向出口閥，所述單向出口閥允許流體流出所述泵送腔而到達(dá)流體出口 ；其中在所述噴射器的操作中，所述活塞周期性地移動(dòng)以增加所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向入口閥將流體抽吸到所述泵送腔中，所述活塞接著移動(dòng)以減少所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向出口閥將流體從所述泵送腔驅(qū)出； 所述正排量泵的特征在于所述流體入口包括通過所述殼體的入口通道，所述入口通道經(jīng)由所述活塞腔的端面中的入口孔通向所述泵送腔，所述活塞腔端面面對(duì)所述活塞的相對(duì)活塞表面；所述單向入口閥包括位于所述泵送腔中的密封元件，所述密封元件與所述入口孔對(duì)準(zhǔn)并且可接合所述活塞腔端面，所述密封元件跨過所述入口孔以密封所述入口孔；并且所述活塞能夠抵靠所述密封元件以促使所述密封元件與所述活塞腔端面密封接合，其中所述密封元件被夾緊在所述活塞與所述活塞腔端面之間。
39.一種正排量泵，所述正排量泵包括 殼體，在所述殼體內(nèi)形成活塞腔；活塞，所述活塞在所述活塞腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以與所述活塞腔一起限定變?nèi)莘e流體泵送腔；單向入口閥，所述單向入口閥允許流體從流體入口流入到所述泵送腔中； 單向出口閥，所述單向出口閥允許流體流出所述泵送腔而到達(dá)流體出口 ；其中在所述噴射器的操作中，所述活塞周期性地移動(dòng)以增加所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向入口閥將流體抽吸到所述泵送腔中，所述活塞接著移動(dòng)以減少所述泵送腔的容積并且經(jīng)由所述單向出口閥將流體從所述泵送腔驅(qū)出； 所述正排量泵的特征在于所述流體入口包括通過所述殼體的入口通道，所述入口通道經(jīng)由所述活塞腔的端面中的入口孔通向所述泵送腔，所述活塞腔端面面對(duì)所述活塞的相對(duì)活塞表面；所述單向入口閥包括位于所述泵送腔中的密封元件，所述密封元件與所述入口孔對(duì)準(zhǔn)并且可接合所述活塞腔端面，所述密封元件跨過所述入口孔以密封所述入口孔；并且所述活塞表面設(shè)置有凹部，所述凹部與所述密封元件對(duì)準(zhǔn)，所述凹部允許流體圍繞所述密封元件流動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供流體噴射器(10)，該流體噴射器用作正排量泵且包括殼體(12)，在所述殼體內(nèi)形成活塞腔；活塞(11)，所述活塞在所述活塞腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以與所述活塞腔一起限定變?nèi)莘e流體泵送腔；單向入口閥(32)，所述單向入口閥允許流體從流體入口流入到所述泵送腔中；單向出口閥(25，26，27，28，29)，所述單向出口閥允許流體流出所述泵送腔而到達(dá)流體出口(31)。在所述噴射器的操作中，所述活塞(11)周期性地移動(dòng)以增加所述泵送腔的容積并且借由所述單向入口閥(32)將流體抽吸到所述泵送腔中，所述活塞接著移動(dòng)以減少所述泵送腔的容積并且借由所述單向出口閥(25，26，27，28，29)將流體從所述泵送腔驅(qū)出。
文檔編號(hào)F02M57/02GK102369355SQ201080014524
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者保羅·巴塞洛繆·雷文希爾, 史蒂文·巴勒克拉夫, 杰弗里·艾倫, 理查德·馬修·霍拉漢 申請(qǐng)人:賽昂噴霧有限公司