專利名稱：燃料噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及具有氣缸的內(nèi)燃機(jī)，燃料被噴入該氣缸中，并且更具體地，涉及用于將柴油燃料直接高壓噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的單元式噴射器。
背景技術(shù)：
一種已知的電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)包括基于處理器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，該控制器處理來(lái)自各種來(lái)源的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的某些功能的控制數(shù)據(jù)，包括通過將燃料直接噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的單元式燃料噴射器來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)加燃料。通常，已知的一種類型的單元式燃料噴射器是ΗΕΠ噴射器，四個(gè)字母是表示液壓致動(dòng)、電氣控制的單元式噴射器的簡(jiǎn)與。HEUI噴射器具有在壓力下與燃料源、諸如燃料軌中的加壓燃料連通的燃料入口端口。ΗΕΠ噴射器還具有在壓力下與液壓流體源、諸如在油軌中的加壓油連通的油入口端口。燃料通過噴嘴內(nèi)的孔口而被噴出噴射器，噴嘴具有設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的缸蓋端內(nèi)的末端。燃料的噴射通過電致動(dòng)器來(lái)控制，該電致動(dòng)器在致動(dòng)時(shí)打開閥，該閥允許來(lái)自油軌的油穿過油入口端口，并將液壓力施加于設(shè)置在柱塞的一個(gè)端部的活塞。該活塞將液壓力傳遞到柱塞，該柱塞然后將力施加到被燃料軌內(nèi)的壓力迫使進(jìn)入燃料噴射器的燃料。液壓力形成作用在燃料噴射器內(nèi)某些可移動(dòng)構(gòu)件上附加的和大得多的壓力(增強(qiáng)的壓力)。一個(gè)這種可移動(dòng)構(gòu)件是設(shè)置在進(jìn)入通道內(nèi)的進(jìn)入止回件，以在致動(dòng)器未致動(dòng)時(shí)允許燃料從燃料入口端口流過進(jìn)入通道以補(bǔ)充噴射器，但當(dāng)致動(dòng)器致動(dòng)時(shí)被迫關(guān)閉進(jìn)入通道，以捕集已經(jīng)補(bǔ)充噴射器的燃料，從而燃料不會(huì)通過燃料入口端口回流而是被推過高壓噴射通道以在液壓力使柱塞延伸時(shí)進(jìn)入并 流出噴嘴孔口。另一可移動(dòng)構(gòu)件是設(shè)置在通向高壓噴射通道的排出通道內(nèi)的逆流止回件，用于在致動(dòng)器停止而致動(dòng)復(fù)位彈簧迫使活塞縮回時(shí)基本上關(guān)閉通到高壓噴射通道的排出通道。該逆流止回件避免在高壓噴射通道內(nèi)形成大的壓力突降，否則當(dāng)縮回柱塞形成打開進(jìn)入止回件并將補(bǔ)充燃料抽吸到噴射器內(nèi)的低壓時(shí)可能發(fā)生這種大的壓力突降。噴射器已經(jīng)被補(bǔ)充時(shí)，致動(dòng)器的下一次致動(dòng)使柱塞再次增加燃料上的壓力并迫使進(jìn)入止回件關(guān)閉以防止燃料通過入口端口回流出噴射器，同時(shí)強(qiáng)制逆流止回件打開。增強(qiáng)的燃料壓力沿高壓噴射通道作用，以使彈簧偏置的針脫離噴嘴內(nèi)的內(nèi)座。當(dāng)柱塞延伸時(shí)，針抵抗相對(duì)的彈簧偏置而從座的脫離使高壓噴射通道向著噴嘴孔口打開，以允許燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)。當(dāng)致動(dòng)器停止致動(dòng)時(shí)，由柱塞施加的加強(qiáng)的壓力終止，允許偏置彈簧將針重新安置，并由此終止噴射。噴射控制包含對(duì)燃料噴射持續(xù)時(shí)間以及噴射定時(shí)的控制，使得控制系統(tǒng)由此控制燃料噴射的量以及在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間何時(shí)噴射燃料。

發(fā)明內(nèi)容
燃料噴射器以非常高的壓力來(lái)噴射燃料的能力對(duì)于燃燒質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)性能會(huì)具有有利的意義。但是，較高的壓力在各部件部分上產(chǎn)生較大應(yīng)力，且這些應(yīng)力在應(yīng)力集中點(diǎn)處放大地更多。這些應(yīng)力的循環(huán)特性和燃料噴射器通常進(jìn)行的噴射循環(huán)的絕對(duì)數(shù)量可最終使各部件部分、甚至那些由極堅(jiān)固材料制成的部件部分不堪重負(fù)，而在應(yīng)力集中點(diǎn)失效。因?yàn)樵黾拥膲毫€增加作用于分開的部件部分的力，更易于發(fā)生內(nèi)部泄露。本發(fā)明涉及一種可在非常高的噴射壓力下運(yùn)行的燃料噴射器，在整個(gè)燃料噴射器的預(yù)期使用壽命期間符合其設(shè)計(jì)意圖。包括用于針偏置彈簧的彈簧罩在內(nèi)的某些部分的幾何形狀使燃料能夠經(jīng)一路徑流向并通過噴嘴，減輕沿路徑的壓力損失，同時(shí)減小沿燃料路徑各部分內(nèi)的應(yīng)力集中。本發(fā)明的總體方面涉及一種單元式噴射器，包括主體和燃料入口，該主體周向圍繞假想縱向軸線并具有在遠(yuǎn)端和近端都開口的內(nèi)部，燃料通過燃料入口進(jìn)入主體內(nèi)部。止回閥體設(shè)置在主體內(nèi)部?jī)?nèi)并具有近端面和遠(yuǎn)端面。增強(qiáng)筒包括筒體，該筒體關(guān)閉主體的開口近端，具有設(shè)置在主體內(nèi)部?jī)?nèi)的遠(yuǎn)端面，并具有孔，該孔在其遠(yuǎn)端面從孔入口向近側(cè)延伸。彈簧罩包括近側(cè)由具有近端面的近端壁界定且周向由圓筒形側(cè)壁界定的內(nèi)部。近端壁的近端面抵靠止回閥體的遠(yuǎn)端面設(shè)置，且彈簧罩的側(cè)壁從彈簧罩的近端壁向遠(yuǎn)側(cè)延伸到遠(yuǎn)端，彈簧罩的內(nèi)部在該遠(yuǎn)端處開口。噴嘴關(guān)閉主體的開口遠(yuǎn)端并包括抵靠彈簧罩側(cè)壁的遠(yuǎn)端而設(shè)置在主體內(nèi)部?jī)?nèi)的近端面。噴嘴還包括針導(dǎo)向孔，該針導(dǎo)向孔包括從噴嘴的近端面向遠(yuǎn)側(cè)延伸到針饋送空腔的近側(cè)部分和從針饋送空腔向遠(yuǎn)側(cè)延伸的遠(yuǎn)側(cè)部分。偏置彈簧容納在彈簧罩內(nèi)部?jī)?nèi)。

針由針導(dǎo)向孔引導(dǎo)進(jìn)行軸向移位，并由偏置彈簧偏置而抵靠針導(dǎo)向孔的遠(yuǎn)部?jī)?nèi)的座，以關(guān)閉到孔口的高壓噴射路徑，當(dāng)針從座脫離時(shí)，燃料通過孔口從噴嘴噴射。止回閥體包括向燃料入口端口開口的進(jìn)入通道并包含進(jìn)入止回件，該進(jìn)入止回件用于打開和關(guān)閉通到筒體的孔入口的進(jìn)入通道。彈簧罩和止回閥體協(xié)作，限定彈簧罩的近端壁的近端面與止回閥體的遠(yuǎn)端面之間的圓形逆流止回空腔。圓形逆流止回空腔具有平行于縱向軸線并與縱向軸線徑向間隔開的中心軸線。止回閥體包括將筒體的孔入口與圓形逆流止回空腔連通的排出通道，該排出通道在圓形逆流止回空腔的中心軸線處向圓形逆流止回空腔開口。逆流止回件設(shè)置在圓形逆流止回空腔內(nèi)。彈簧罩包括經(jīng)由壁架從遠(yuǎn)側(cè)鄰接逆流止回空腔的鄰接空腔，逆流止回件可安置在壁架上，彈簧罩還包括從鄰接空腔延伸到彈簧罩側(cè)壁的遠(yuǎn)端并具有軸線的通道，該軸線在圓形逆流止回空腔處從圓形逆流止回空腔的中心軸線徑向偏移。噴嘴包括從噴嘴的近端面延伸到針饋送空腔的通道以將彈簧罩內(nèi)的通道連通到針饋送空腔。增強(qiáng)筒包括可沿縱向軸線在筒體孔內(nèi)移位的柱塞，且柱塞在向近側(cè)軸向移位時(shí)有效地使進(jìn)入止回件從座脫離并允許燃料穿過燃料進(jìn)入端口而進(jìn)入燃料噴射器內(nèi)部、穿過進(jìn)入通道和孔入口而進(jìn)入筒體孔，同時(shí)迫使逆流止回件基本上關(guān)閉排出通道。柱塞在向遠(yuǎn)側(cè)軸向移位時(shí)有效地迫使進(jìn)入止回件關(guān)閉進(jìn)入通道并迫使逆流止回件脫離對(duì)進(jìn)入通道的關(guān)閉并被安置在壁架上，且迫使燃料通過孔入口以及通過高壓噴射路徑離開筒體，以使針從座脫離，并使燃料通過孔口噴出噴嘴，高壓噴射路徑包括排出通道、逆流止回空腔、逆流止回件與壁架之間的間隙、鄰接空腔、彈簧罩內(nèi)的通道、噴嘴內(nèi)的通道、以及針導(dǎo)向孔的遠(yuǎn)部。偏置彈簧設(shè)置在彈簧罩內(nèi)部空間內(nèi)。針由針導(dǎo)向孔引導(dǎo)進(jìn)行軸向移位，并由偏置彈簧偏置而抵靠針導(dǎo)向孔的遠(yuǎn)部?jī)?nèi)的座，以關(guān)閉從針饋送空腔穿過針導(dǎo)向孔遠(yuǎn)部到孔口的燃料路徑，燃料通過孔口從噴嘴噴射。柱塞可沿假想縱向軸線在筒體孔內(nèi)移位。在向近側(cè)軸向移位時(shí)，柱塞有效地將燃料抽吸穿過燃料入口而進(jìn)入燃料噴射器內(nèi)部、然后穿過包含通過柱塞的近向移位而從座脫離的入口止回件的燃料進(jìn)入通道、然后穿過筒體孔的遠(yuǎn)端向其開口的可變壓力區(qū)域、并進(jìn)入筒體孔，同時(shí)迫使設(shè)置在彈簧罩的近端壁的近端面內(nèi)、在圓形空腔內(nèi)的排出止回件基本上關(guān)閉從可變壓力區(qū)域延伸到圓形空腔的燃料排出通道。圓形空腔具有中心軸線，該中心軸線平行于假想縱向軸線并與假想縱向軸線徑向間隔開。燃料排出通道在圓形空腔的 中心軸線處向圓形空腔開口。在向遠(yuǎn)側(cè)軸向移位時(shí)，柱塞有效地迫使進(jìn)入止回件關(guān)閉進(jìn)入通道，并迫使排出止回件離開對(duì)燃料排出通道的基本關(guān)閉狀態(tài)，并迫使燃料通過可變壓力區(qū)域而流出筒體孔、通過燃料排出通道、通過圓形空腔、通過彈簧罩內(nèi)的平行于圓形空腔的中心軸線且從該中心軸線徑向偏離并在彈簧罩內(nèi)向遠(yuǎn)側(cè)延伸的直通道、到達(dá)噴嘴內(nèi)從噴嘴的近端面延伸到針饋送空腔的直傾斜通道、并穿過從針饋送空腔經(jīng)針引導(dǎo)孔的燃料路徑，以使針從座脫離并使燃料通過孔口離開噴嘴。另一總體方面涉及單元式噴射器，該單元式噴射器包括噴嘴和彈簧罩，該噴嘴具有孔口，燃料通過孔口從噴嘴噴射，彈簧罩的內(nèi)部在近側(cè)由具有近端面的近端壁界定且周向由圓筒形側(cè)壁界定，該圓筒形側(cè)壁從近端壁向遠(yuǎn)側(cè)延伸到遠(yuǎn)端，彈簧罩的內(nèi)部在該遠(yuǎn)端處開口。偏置彈簧設(shè)置在彈簧罩內(nèi)部并使針偏置以安置在噴嘴內(nèi)的座上。柱塞可對(duì)噴射器內(nèi)的燃料進(jìn)行操作，以迫使打開在圓形逆流止回空腔內(nèi)設(shè)置于從柱塞到針的高壓噴射路徑內(nèi)的逆流止回件，以使針抵抗由偏置彈簧施加在針上的安置力而從座脫離，并迫使燃料穿過高壓噴射路徑并流出孔口。圓形逆流止回空腔具有中心軸線。彈簧罩的近端壁的近端面包括經(jīng)由壁架從遠(yuǎn)側(cè)鄰接圓形逆流止回空腔的鄰接圓形空腔，當(dāng)被打開時(shí)，逆流止回件安置在壁架上，且高壓噴射路徑包括從鄰接圓形空腔延伸到彈簧罩側(cè)壁遠(yuǎn)端的通道，并具有在圓形鄰接空腔處從圓形逆流止回空腔的中心軸線徑向偏離的軸線。通過本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明而實(shí)現(xiàn)的前述發(fā)明內(nèi)容將存在于參見作為本發(fā)明一部分的以下附圖的下文詳細(xì)說明中。


圖1是局部剖開的燃料噴射器的針視圖。
圖2是圖1的燃料噴射器內(nèi)逆流止回件本身的放大立體圖。圖3是沿與圖1的視圖相同方向看的圖1的燃料噴射器中一部分的局部放大剖視圖。圖4是與圖3類似的圖，示出了另一實(shí)施例。圖5是與圖3類似的圖，示出了又一實(shí)施例。圖6是與圖4類似的圖，示出了又一實(shí)施例。圖7是與圖5類似的圖，示出了又一實(shí)施例。圖8是與圖3類似的圖，示出了又一實(shí)施例。圖9是與圖3類似的圖，示出了又一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1示出燃料噴射器30，該燃料噴射器30包括大體圓筒形主體32，該圓筒形主體安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋(未不出)上，以將噴嘴36的末端34設(shè)置在氣缸孔的缸蓋端(未不出)中，而通過活塞桿 聯(lián)接于曲柄軸的活塞在該氣缸孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。燃料噴射器30設(shè)計(jì)成用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，以將柴油直接噴射到氣缸中，而在該氣缸中，燃料在空氣中燃燒，而該空氣已由活塞壓縮而產(chǎn)生壓力，該壓力迫使活塞進(jìn)行向下沖程并通過活塞桿將扭矩施加于曲柄軸。主體32具有假想縱向軸線AX以及在軸線AX的近端和軸線AX的遠(yuǎn)端開口的內(nèi)部。噴嘴36的較大直徑部分設(shè)置在主體32的內(nèi)部?jī)?nèi)，以通過使噴嘴36的外肩部38與主體32的內(nèi)肩部40的抵靠來(lái)關(guān)閉主體的開口遠(yuǎn)端，同時(shí)噴嘴36包括末端34的較小直徑部分從主體32朝遠(yuǎn)側(cè)突出。噴嘴36的較大直徑部分包括平坦近端面，彈簧罩42的環(huán)形遠(yuǎn)端面抵靠該平坦近端面設(shè)置。增強(qiáng)筒48關(guān)閉主體32的開口近端并包括大致圓筒形筒體46，該大致圓筒形筒體46具有遠(yuǎn)端面，該遠(yuǎn)端面如圖3所示抵靠盤44的近端面而設(shè)置在主體32內(nèi)部?jī)?nèi)。筒體46包括與軸線AX同軸并在其遠(yuǎn)端向著空腔49開口的孔47。增強(qiáng)筒48還包括活塞58、柱塞50以及復(fù)位彈簧52，該復(fù)位彈簧52動(dòng)作，以朝軸線AX的近側(cè)來(lái)偏置柱塞50和活塞58。電氣致動(dòng)的控制閥54安裝在筒體46的近端，且該控制閥54具有出口端口和入口端口 56，該出口端口向著活塞58的近端面開口，而當(dāng)燃料噴射器30安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí)，該入口端口 56與油軌(未示出)中壓力下的油連通?；钊?8包括圓形頭部60，該圓形頭部60包含活塞的近端面，閥54的出口端口向著該近端面開口?；钊?8還具有裙部，該裙部從頭部60向遠(yuǎn)側(cè)延伸并提供活塞在孔47的較大直徑圓形孔部分62內(nèi)的緊密滑動(dòng)配合，該較大直徑圓形孔部分62向著筒體46的近端開口。柱塞50具有比活塞58小的直徑，并從頭部60的內(nèi)部向遠(yuǎn)側(cè)延伸，以具有在孔47的較小直徑圓孔部分66內(nèi)的緊密滑動(dòng)配合。較大直徑圓孔部分62與較小直徑圓孔部分66結(jié)合處的肩部68為復(fù)位彈簧52遠(yuǎn)端處的承載提供支承。復(fù)位彈簧52的近端支承抵靠柱塞50的頭部69，而柱塞50的頭部69又支承抵靠活塞頭部60，但柱塞頭部69并不附連到活塞頭部60。噴嘴36包括中心針導(dǎo)向孔70，該中心針導(dǎo)向孔70與軸線AX同心并且在噴嘴的平坦近端面開口并朝遠(yuǎn)側(cè)延伸至末端34。針72設(shè)置在針導(dǎo)向孔70內(nèi)，并被引導(dǎo)以沿軸線AX移位。在末端34內(nèi)部，針導(dǎo)向孔70具有錐形表面(在圖1的視圖中被遮擋)，該錐形表面提供用于針72的錐形端的座。該座是SAC容積的近側(cè)邊界，一系列孔口 74周向圍繞該SAC容積穿過噴嘴壁延伸到噴嘴外部。彈簧罩42是包括近端壁82 (參見圖3)和圓筒形側(cè)壁84的部分，該圓筒形側(cè)壁84向遠(yuǎn)側(cè)延伸以界定在彈簧罩的遠(yuǎn)端開口的內(nèi)部。螺旋偏置彈簧80設(shè)置在彈簧罩42內(nèi)，以將針72偏置成安置在座上。偏置彈簧80的近端支承抵靠環(huán)形墊片64 (參見圖3)，該環(huán)形墊片64又支承抵靠近端壁82，而彈簧80的遠(yuǎn)端支承抵靠盤86 (圖1 )，該盤86又支承抵靠針72的近端面。針提升銷87的近端有間隙地穿過墊片64的開口中心。當(dāng)針安置以限制針72離開座的近側(cè)移位(即提升)時(shí)，針提升銷87的長(zhǎng)度小于端壁82與針72的近端面之間的軸向距離。噴嘴36包括燃料進(jìn)入噴嘴所穿過的傾斜通道76。傾斜通道76具有圍繞軸線的圓形截面，該軸線沿直線延伸以與位于針導(dǎo)向孔70近側(cè)部分與遠(yuǎn)側(cè)部分之間的針饋送空腔78相交。軸向地在針饋送空腔78與針座之間的針72與針導(dǎo)向孔70之間的徑向間隙允許燃料沿針的長(zhǎng)度從針饋送空腔78流向針座。止回閥體44呈配裝在主體32內(nèi)部?jī)?nèi)的圓形，該圓形與軸線AX同心。圖3示出抵靠近端壁82的近端面設(shè)置的止回閥體44的遠(yuǎn)端面。燃料噴射器30是幾種類似地安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋中的燃料噴射器中的一種。用于所有燃料噴射器的燃料供給系統(tǒng)(未示出)中的加壓燃料可通過形成燃料噴射器30的燃料入口端口的一個(gè)或多個(gè)孔88 (見圖3)而進(jìn)入主體32?？?8軸向地位于近側(cè)圓形槽90與遠(yuǎn)側(cè)圓形槽92 (參見圖1)之間，且該近側(cè)圓形槽和遠(yuǎn)側(cè)圓形槽圍繞主體32的外部延伸并且容納O形環(huán)密封件(未示出)，用以對(duì)主體32暴露于燃料供給系統(tǒng)中的燃料的外部區(qū)域進(jìn)行密封。`圖3示出孔88朝向在主體32的內(nèi)表面與彈簧罩42、止回閥體44和筒體46的外表面之間的燃料空間94開口。由于噴嘴36、彈簧罩42和止回閥體44沿軸向堆疊在主體32內(nèi)部?jī)?nèi)，筒體46緊密地固定和密封到主體32，使肩部38和40有力地彼此臨靠，止回閥體44的遠(yuǎn)端面有力地鄰靠彈簧罩42的近端壁82的近端面，且筒體46的遠(yuǎn)端面有力地鄰靠止回閥體44的近端面。該力足夠大，以通過這些鄰靠來(lái)密封三個(gè)結(jié)合處中的每個(gè)結(jié)合處。在近端壁82與止回閥體44之間的結(jié)合處，結(jié)構(gòu)界定向著燃料空間94開口的進(jìn)入空腔102和不向燃料空間94開口的排出空腔104。在筒體46與止回閥體44之間的結(jié)合處，空腔49界定較小直徑孔部分66的遠(yuǎn)端向著其開口的區(qū)域106。一個(gè)或多個(gè)定位銷(未示出)提供了彈簧罩42、止回閥體44以及筒體46相對(duì)于彼此的適當(dāng)周向定位，而一個(gè)或多個(gè)其它定位銷(也未示出)確保噴嘴36與軸線AX同軸并提供彈簧罩42相對(duì)于噴嘴36的適當(dāng)周向定位。進(jìn)入通道110平行于軸線AX延伸穿過止回閥體44，并包括較小直徑圓形部分114，該較小直徑圓形部分114經(jīng)由錐形部分118與較大直徑圓形部分116相連。排出通道112不平行于軸線AX地延伸穿過止回閥體44。
較小直徑圓形部分114在其遠(yuǎn)端向著進(jìn)入空腔102開口。較大直徑圓形部分116通過區(qū)域106向著孔47開口。排出通道112的近端通過區(qū)域106與筒體孔47的開口遠(yuǎn)端連通，排出通道112的遠(yuǎn)端在止回閥體44的遠(yuǎn)端面處開口。球或滾珠形狀的進(jìn)入止回件120設(shè)置在進(jìn)入通道110的較大直徑圓形部分116內(nèi)，并具有比較大直徑圓形部分116的直徑小的直徑。滾珠120可安置在錐形部分118上和從該錐形部分118脫離以關(guān)閉和打開進(jìn)入通道110。圓形逆流止回空腔124經(jīng)由壁架127在遠(yuǎn)側(cè)鄰接排出空腔104，壁架127是彈簧罩42的近端壁82的近端面的表面部分。圖2中本身示出的逆流止回件122設(shè)置在逆流止回空腔124內(nèi)且如圖3所示擱置在壁架129上。比逆流止回空腔124直徑小的圓形鄰接空腔131通過從壁架129向遠(yuǎn)側(cè)延伸而與空腔124鄰接?？涨?24和132具有平行于軸線AX且與軸線AX徑向間隔開的中心軸線125。排出通道112大致在軸線125處向著排出空腔104和逆流止回空腔124開口。逆流止回件122具有平坦近端面和遠(yuǎn)端面，且除了在其外邊緣對(duì)稱布置的三個(gè)凹陷部126之外會(huì)具有完整圓形。逆流止回件122的近端面可圍繞排出通道112的遠(yuǎn)端抵靠止回閥體44的平坦端表面部分(即抵靠排出通道112的邊緣)安置以大致關(guān)閉排出通道112，而逆流止回件122內(nèi)的中心通孔128提供穿過逆流止回件122的流動(dòng)限制，稍后將解釋其目的。當(dāng)逆流止回件122從排出通道122的邊緣脫離以安置在壁架129上時(shí)，燃料流動(dòng)穿過排出通道112并進(jìn)入排出空腔104。已經(jīng)穿過排出空腔104的燃料流穿過逆流止回空腔124并穿過逆流止回件122的周界與壁架129之間的間隙，該間隙由從壁架的內(nèi)邊緣徑向向內(nèi)的凹部126的各部分提供。燃料流然后流入并穿過鄰接空腔131。從空腔131，燃料流繼續(xù)穿過平行于軸線AX軸向穿過側(cè)壁84延伸的、同樣也是圓形截面的直通道132，并到達(dá)彈簧罩42的環(huán)形遠(yuǎn)端面，在該環(huán)形遠(yuǎn)端面處，其與噴嘴36內(nèi)的傾斜通道76的開口近端對(duì)準(zhǔn)。已經(jīng)描述了燃料噴射器30的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，現(xiàn)可解釋其操作。閥54關(guān)閉且燃料噴射器30已由相對(duì)低壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)完全充滿相對(duì)低壓燃料時(shí),柱塞50和活塞58處于如圖1所示的最大縮回初始位置。已進(jìn)入主體32內(nèi)通孔88的燃料填充燃料空間94、進(jìn)入空腔102、進(jìn)入通道110、區(qū)域106以及孔47在柱塞50遠(yuǎn)側(cè)的部分。逆流止回件122可根據(jù)通道132內(nèi)的壓力與排出通道112內(nèi)壓力之差抵靠排出通道112的邊緣安置或不抵靠排出通道112的邊緣安置。當(dāng)閥54被致動(dòng)打開時(shí)，油穿過，以對(duì)活塞58施加液壓力，觸發(fā)柱塞50的遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)，這開始迫使燃料流出筒體孔47。因?yàn)獒?2安置關(guān)閉在其在噴嘴36內(nèi)的座上，燃料從孔47朝向進(jìn)入通道110流動(dòng)，迫使?jié)L珠120安置在錐形部分118上，由此關(guān)閉進(jìn)入通道110，從而燃料不會(huì)從燃料噴射器30回流出來(lái)。當(dāng)燃料現(xiàn)在基本上被捕集時(shí)，油的液壓力以活塞58的近端面的較大面積與柱塞50的遠(yuǎn)端面的較小面積的比率而放大，大大增加區(qū)域106內(nèi)的燃料壓力。如果逆流止 回件122不是已經(jīng)從排出通道112的邊緣脫離，則增加的燃料壓力迫使逆流止回件122從邊緣脫離并安置在壁架129上，從而沿從區(qū)域106穿過排出通道112、排出空腔104、逆流止回空腔124、鄰接空腔131、通道132、76而延伸到針饋送空腔78和針72的高壓噴射路徑感受到增加的燃料壓力。由于針的幾何形狀，壓力作用在針72上，向著近側(cè)的力分量克服偏置彈簧80向著遠(yuǎn)側(cè)的力，致使針72從座脫離并伴隨有盤86的向著近側(cè)的移位。柱塞50的繼續(xù)移位迫使燃料流出孔47，穿過區(qū)域106、排出通道112、經(jīng)過逆流止回件122、穿過通道132、穿過傾斜通道76、穿過針導(dǎo)向孔70并最終通過孔口 74流出噴嘴36。墊片64設(shè)定彈簧80施加在針72上的偏置力，且因此設(shè)置使針從座脫離所必須超過的作用在針上燃料壓力。只要柱塞50繼續(xù)向遠(yuǎn)側(cè)移動(dòng)，噴射就繼續(xù)。當(dāng)閥54在進(jìn)行噴射期間關(guān)閉時(shí)，停止柱塞50和活塞58的進(jìn)一步遠(yuǎn)側(cè)移動(dòng)。燃料壓力在區(qū)域106內(nèi)快速下降，且復(fù)位彈簧52動(dòng)作，以使柱塞50和活塞58向著近側(cè)朝向初始位置復(fù)位。區(qū)域106中的燃料壓降形成迫使逆流止回件122安置在排出通道112的邊緣上的壓差，從而當(dāng)針72重新安置時(shí)保持高壓噴射路徑內(nèi)某些升高的壓力以在針72重新安置之前抵抗發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)燃燒產(chǎn)物通過噴嘴孔口 74的進(jìn)入。通孔128提供限流部，在逆流止回件122保持排出通道112基本關(guān)閉時(shí)，一旦針72已經(jīng)重新安置，該限流部允許捕集在高壓噴射路徑內(nèi)的加強(qiáng)的壓力慢慢減弱。區(qū)域106的突然壓降還允許燃料供給壓力使?jié)L珠120從座脫離，從而當(dāng)柱塞50和活塞58縮回時(shí)，來(lái)自燃料供給系統(tǒng)的燃料可通過流過進(jìn)入通道110和區(qū)域106流動(dòng)并進(jìn)入孔47而補(bǔ)充噴射器。圖4示出類似于圖3的實(shí)施例，除了彈簧罩42的端壁82和側(cè)壁84是受迫而彼此鄰靠的分開部分。圖5示出類似于圖3的實(shí)施例，除了燃料排出通道122平行于軸線AX但不與軸線AX對(duì)準(zhǔn)。圖6示出止回閥體44和彈簧罩42的另一實(shí)施例，其中逆流止回空腔124形成在止回閥體44的遠(yuǎn)端面內(nèi)，而與空腔124同軸且直徑比空腔124小的鄰接空腔131形成在彈簧罩42的近端壁82的近端面內(nèi)。排出通道112在空腔的中心處向著空腔124開口，排出通道軸線不與軸線AX平行。逆流止回件122的直徑稍小于空腔124的直徑，從而當(dāng)隨著針72重新安置而逆流止回件122的近側(cè)面安置在排出通道112的邊緣上時(shí)，可發(fā)生僅通過通孔128的流動(dòng)以在高壓噴射路徑內(nèi)某些升高壓力衰減時(shí)保持住該壓力。當(dāng)逆流止回件122從排出通道112的邊緣脫離并然后安置在壁架129上時(shí)，凹部126足夠大以提供流動(dòng)從排出通道112穿過而到達(dá)空腔131并然后到達(dá)通道132的間隙，壁架129由近端壁82的近端面的表面上鄰靠止回閥體44的鄰接區(qū)域徑向向內(nèi)的表面的環(huán)形區(qū)域提供。通道132平行于軸線AX延伸到側(cè)壁84的遠(yuǎn)端，并在該遠(yuǎn)端處與傾斜通道76相交，通道132的軸線不與軸線125同軸。圖7示出止回閥體44和彈簧罩42的另一實(shí)施例，該實(shí)施例與圖5實(shí)施例的不同之處在于，排出通道112的軸線平行于軸線AX，同時(shí)仍在空腔中心處朝向排出空腔104開口。止回閥體44的近端面包括通道204，排出通道112通過通道204與區(qū)域106連通(圖3)，或者在沒有直徑比孔部分66大的區(qū)域106的情況下與孔47連通。圖8示出類似于圖3的實(shí)施例的止回閥體44和彈簧罩42的另一實(shí)施例，但不同之處在于通道132的軸線與軸線AX不平行，在彈簧 罩42的側(cè)壁84的遠(yuǎn)端處開口的通道比其在近端壁82的近端面處的開口更加徑向向外。這是為了與比圖1更徑向向外的傾斜通道76的入口相交。圖9示出類似于圖4的實(shí)施例的止回閥體44和彈簧罩42的另一實(shí)施例，但不同之處在于通道132的軸線與軸線AX不平行，在側(cè)壁84遠(yuǎn)端處的開口從近端壁82的近端面處的開口周向偏移，以與從圖1的其位置周向偏移的傾斜通道76的入口相交。在所有實(shí)施例中，逆流止回空腔124具有圓形周界、排出通道112在軸線125處向空腔124的中心開口、以及通道132在從軸線125徑向偏離的位置向鄰接空腔131開口，這意味著通道132的軸線與軸線125徑向間隔開。在所有實(shí)施例中，排出通道112是直的，且通道132是直的。這些關(guān)系促使高壓燃料流到噴嘴36，減小沿流動(dòng)路徑的壓力損失、減小部分的應(yīng)力集中并減少各部分之間結(jié)合處泄露的可能性。所揭示構(gòu)造的 特征允許燃料噴射器30以可增強(qiáng)燃燒質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的較高壓力來(lái)噴射燃料。
權(quán)利要求
1.一種單兀式噴射器,包括 主體，所述主體周向地圍繞假想縱向軸線并具有在遠(yuǎn)端和近端都開口的內(nèi)部； 燃料入口端口，燃料可通過所述燃料入口端口進(jìn)入所述主體內(nèi)部； 止回閥體，所述止回閥體設(shè)置在所述主體內(nèi)部?jī)?nèi)并具有近端面和遠(yuǎn)端面； 增強(qiáng)筒，所述增強(qiáng)筒包括筒體，所述筒體關(guān)閉所述主體的所述開口近端，具有抵靠所述止回閥體的所述近端面而設(shè)置在所述主體內(nèi)部?jī)?nèi)的遠(yuǎn)端面，并具有孔，所述孔在其遠(yuǎn)端面從孔入口向近側(cè)延伸； 彈簧罩，所述彈簧罩包括近側(cè)由具有近端面的近端壁界定且周向由圓柱形側(cè)壁界定的內(nèi)部，所述近端壁的所述近端面抵靠所述止回閥體的所述遠(yuǎn)端面設(shè)置，且所述彈簧罩的所述側(cè)壁從所述彈簧罩的所述近端壁向遠(yuǎn)側(cè)延伸到所述彈簧罩的開口處的遠(yuǎn)端； 噴嘴，所述噴嘴關(guān)閉所述主體的開口遠(yuǎn)端并包括抵靠所述彈簧罩側(cè)壁的遠(yuǎn)端而設(shè)置在所述主體內(nèi)部?jī)?nèi)的近端面； 所述噴嘴還包括針導(dǎo)向孔，所述針導(dǎo)向孔包括從所述噴嘴的近端面向遠(yuǎn)側(cè)延伸到針饋送空腔的近側(cè)部分和從所述針饋送空腔向遠(yuǎn)側(cè)延伸的遠(yuǎn)側(cè)部分； 偏置彈簧，所述偏置彈簧容納在所述彈簧罩內(nèi)部?jī)?nèi)； 針，所述針由所述針導(dǎo)向孔引導(dǎo)而進(jìn)行軸向移位，并由所述偏置彈簧偏置而抵靠所述針導(dǎo)向孔的所述遠(yuǎn)側(cè)部分內(nèi)的座，以關(guān)閉到孔口的高壓噴射路徑，當(dāng)所述針從所述座脫離時(shí)，燃料通過所述孔口而從所述噴嘴噴射； 止回閥體，所述止回閥體包括向著所述燃料入口端口開口的進(jìn)入通道并包含進(jìn)入止回件，所述進(jìn)入止回件用于打開和關(guān)閉通到所述筒體的所述孔入口的所述進(jìn)入通道； 所述彈簧罩和所述止回閥體相協(xié)作地限定所述彈簧罩的所述近端壁的所述近端面與所述止回閥體的所述遠(yuǎn)端面之間的圓形逆流止回空腔，所述圓形逆流止回空腔具有平行于所述縱向軸線并與所述縱向軸線徑向間隔開的中心軸線； 所述止回閥體包括將筒體的孔入口與圓形逆流止回空腔連通的排出通道，該排出通道在圓形逆流止回空腔的中心軸線處向圓形逆流止回空腔開口； 逆流止回件，所述逆流止回件設(shè)置在所述圓形逆流止回空腔內(nèi)； 所述彈簧罩包括經(jīng)由壁架而從遠(yuǎn)側(cè)鄰接所述逆流止回空腔的鄰接空腔，所述逆流止回件可安置在所述壁架上，所述彈簧罩還包括從所述鄰接空腔延伸到所述彈簧罩側(cè)壁的遠(yuǎn)端、并具有在所述圓形逆流止回空腔處從所述圓形逆流止回空腔的中心軸線徑向偏移的軸線的通道； 所述噴嘴包括從所述噴嘴的近端面延伸到所述針饋送空腔的通道，以將所述彈簧罩內(nèi)的通道連通到所述針饋送空腔； 所述增強(qiáng)筒包括可沿所述縱向軸線在所述筒體孔內(nèi)移位的柱塞； 所述柱塞在向著近側(cè)軸向移位時(shí)有效地使所述進(jìn)入止回件從座脫離并允許燃料穿過所述燃料進(jìn)入端口而進(jìn)入所述燃料噴射器內(nèi)部、穿過所述進(jìn)入通道和所述孔入口而進(jìn)入所述筒體孔，同時(shí)迫使所述逆流止回件基本上關(guān)閉所述排出通道； 以及所述柱塞在向著遠(yuǎn)側(cè)軸向移位時(shí)有效地迫使所述進(jìn)入止回件關(guān)閉所述進(jìn)入通道并迫使所述逆流止回件離開對(duì)所述進(jìn)入通道的基本關(guān)閉并安置在壁架上，且迫使燃料通過所述孔入口并通過所述高壓噴射路徑而離開所述筒體以使所述針從座脫離且然后將燃料通過孔口噴出所述噴嘴，所述高壓噴射路徑包括所述排出通道、所述逆流止回空腔、所述逆流止回件與所述壁架之間的間隙、所述鄰接空腔、所述彈簧罩內(nèi)的通道、所述噴嘴內(nèi)的通道、以及所述針導(dǎo)向孔的遠(yuǎn)側(cè)部分。
2.如權(quán)利要求1所述的單元式噴射器，其特征在于，所述逆流止回空腔在所述止回閥體的所述遠(yuǎn)端面內(nèi)，且所述壁架是所述彈簧罩的所述近端壁的所述近端面的表面部分。
3.如權(quán)利要求1所述的單元式噴射器，其特征在于，所述逆流止回空腔在所述彈簧罩的所述近端壁的所述近端面內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的單元式噴射器，其特征在于，所述排出通道是直的。
5.如權(quán)利要求4所述的單元式噴射器，其特征在于，所述排出通道平行于所述縱向軸線。
6.如權(quán)利要求5所述的單元式噴射器，其特征在于，還包括在所述止回閥體的所述近端面內(nèi)的徑向通道，所述排出通道通過所述徑向通道與所述孔入口連通。
7.如權(quán)利要求1所述 的單元式噴射器，其特征在于，所述排出通道不平行于所述縱向軸線。
8.如權(quán)利要求1所述的單元式噴射器，其特征在于，所述彈簧罩的所述近端壁和所述彈簧罩的側(cè)壁是在結(jié)合處相互受迫而鄰靠的分開部件，且所述彈簧罩中的所述通道的一部分設(shè)置在分開的近端壁部分內(nèi)，且所述彈簧罩內(nèi)的所述通道的另一部分設(shè)置在分開的側(cè)壁部分內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的單元式噴射器，其特征在于，所述彈簧罩的近端壁和所述彈簧罩的所述側(cè)壁包括單個(gè)部分。
10.如權(quán)利要求1所述的單元式噴射器，其特征在于，所述彈簧罩內(nèi)的所述通道是直的且具有不平行于所述縱向軸線的軸線。
11.一種單元式噴射器，具有縱向軸線并包括: 噴嘴，所述噴嘴具有孔口，燃料通過所述孔口從所述噴嘴噴出； 彈簧罩，所述彈簧罩具有近側(cè)由具有近端面的近端壁界定且周向由圓筒形側(cè)壁界定的內(nèi)部，所述圓筒形側(cè)壁從所述近端壁向著遠(yuǎn)側(cè)延伸到遠(yuǎn)端，所述彈簧罩的所述內(nèi)部在所述遠(yuǎn)端處開口； 偏置彈簧，所述偏置彈簧設(shè)置在所述彈簧罩內(nèi)部并使針偏置以安置在所述噴嘴內(nèi)的座上； 以及柱塞，所述柱塞可對(duì)所述噴射器內(nèi)的燃料上操作，以迫使打開設(shè)置在從所述柱塞到所述針的高壓噴射路徑圓形內(nèi)逆流止回空腔內(nèi)的逆流止回件，以使所述針抵抗由所述偏置彈簧施加在所述針上的安置力而從所述座脫離，并迫使所述燃料穿過所述高壓噴射路徑并流出所述孔口，所述圓形逆流止回空腔具有中心軸線； 所述彈簧罩的所述近端壁的近端面包括經(jīng)由壁架從遠(yuǎn)側(cè)鄰接所述圓形逆流止回空腔的鄰接圓形空腔，當(dāng)被迫打開時(shí)，所述逆流止回件安置在所述壁架上，且高壓噴射路徑包括從所述鄰接圓形空腔延伸到所述彈簧罩側(cè)壁的所述遠(yuǎn)端的通道，并具有在所述圓形鄰接空腔處從所述圓形逆流止回空腔的中心軸線徑向偏離的軸線。
12.如權(quán)利要求11所述的單元式噴射器，其特征在于，還包括止回閥體，所述止回閥體具有抵靠所述彈簧罩的所述近端壁的所述近端面設(shè)置的遠(yuǎn)端面，所述止回閥體包括排出通道，所述柱塞迫使燃料在所述圓形逆流止回空腔的所述中心軸線處通過所述排出通道而進(jìn)入所述圓形逆流止回空腔。
13.如權(quán)利要求12所述的單元式噴射器，其特征在于，所述圓形逆流止回空腔在所述止回閥體的所述遠(yuǎn)端面內(nèi)。
14.如權(quán)利要求12所述的單元式噴射器，其特征在于，所述圓形逆流止回空腔在所述彈簧罩的所述近端壁的所述近端面內(nèi)。
15.如權(quán)利要求11所述的單元式噴射器，其特征在于，所述排出通道具有軸線，所述軸線是直的且平行于所述縱向軸線。
16.如權(quán)利要求11所述的單元式噴射器，其特征在于，所述排出通道具有軸線，所述軸線是直的且不平行于所述縱向軸線。
17.如權(quán)利要求11所述的單元式噴射器，其特征在于，所述彈簧罩的所述側(cè)壁和所述彈簧罩的所述近端壁是在結(jié)合處相互受迫而鄰靠的分開部件，且所述彈簧罩通道中的一部分設(shè)置在分開的近端壁部分內(nèi)，且所述彈簧罩通道中的另一部分設(shè)置在分開的側(cè)壁部分內(nèi)。
18.如權(quán)利要求11所述的單元式噴射器，其特征在于，所述彈簧罩的近端壁和所述彈簧罩的所述側(cè)壁包括單個(gè)部分。
全文摘要
一種單元式燃料噴射器(30)具有設(shè)置在圓形逆流止回空腔(124)內(nèi)的逆流止回件(122)，以基本上關(guān)閉通往空腔的排出通道(112)，該空腔具有平行于單元式燃料噴射器的縱向軸線(AX)并與該縱向軸線徑向間隔開的中心軸線(125)。排出通道在圓形逆流止回空腔的中心軸線處向圓形逆流止回空腔開口。鄰接空腔(131)在遠(yuǎn)側(cè)鄰接圓形逆流止回空腔。在鄰接空腔處從圓形空腔的中心軸線徑向偏移的通道(132)向遠(yuǎn)側(cè)延伸到彈簧罩的遠(yuǎn)端。
文檔編號(hào)F02M47/04GK103237982SQ201080070101
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者E·J·漢森, J·E·科瑞錢 申請(qǐng)人:萬(wàn)國(guó)引擎知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司