本發(fā)明涉及燃料噴射器，比如柴油噴射器，更具體地涉及用于燃料噴射器的控制閥裝置。

技術(shù)背景

高壓燃料噴射器設(shè)有由控制閥裝置液壓控制的閥針或軸。已知的是，為了使不期望的廢氣排放最小化，閥針的提升必須在受控的速度下進(jìn)行，同時(shí)關(guān)閉必須非常迅速。

在一個(gè)已知的實(shí)施方式中，燃料噴射器控制閥裝置包括獨(dú)立的填充閥，它通過(guò)由雙通控制閥驅(qū)動(dòng)的液壓伺服機(jī)構(gòu)被操作。這提供了三通閥功能，優(yōu)點(diǎn)在于：填充閥可以具有大流通面積，并且從而驅(qū)動(dòng)噴嘴閥針迅速關(guān)閉。但是，這種實(shí)施方式不適合較大閥間容積(例如為了簡(jiǎn)化制造，可能需要較大閥間容積)，這是因?yàn)檩^大的體積花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間重新增壓，因此對(duì)于小噴射來(lái)說(shuō)導(dǎo)致陡峭增益曲線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種改進(jìn)的用于燃料噴射器的控制閥裝置，該控制閥裝置至少部分地消除了上述問(wèn)題。

因此，本發(fā)明包括一種燃料噴射器的控制閥裝置，所述控制閥裝置包括閥殼，在閥殼中布置有填充通道，所述填充通道從高壓燃料供應(yīng)管線延伸到填充腔，所述填充腔與第一控制腔處于第一流體連通；

其中，所述第一流體連通受到填充閥的控制，所述填充閥被第一彈簧偏壓常開，離開被設(shè)置在所述閥殼中的第一閥座，并且連通通道從所述第一控制腔延伸到與低壓出口管線處于第二流體連通的第二控制腔；

其中，所述填充閥包括桿，所述桿的導(dǎo)向段位于所述閥殼的導(dǎo)向部?jī)?nèi)；

其中，所述第二流體連通受到控制閥的控制，所述控制閥被第二彈簧偏壓到常閉位置，互補(bǔ)地抵靠在被布置在閥殼中的第二閥座上，所述控制閥與致動(dòng)器配合以從所述常閉位置移動(dòng)到打開位置，并且所述控制閥裝置包括孔，活塞被可滑動(dòng)地布置在所述孔中，所述活塞控制將燃料噴射進(jìn)入壓縮腔；

其中，所述孔與所述第一控制腔處于第三流體連通，并且其中，所述孔通往所述第一控制腔，使得所述第三流體連通不受限制；

其中，在所述高壓燃料供應(yīng)管線和所述第二控制腔之間提供第四流體連通。

所述第四流體連通可以包括被設(shè)置在所述填充閥的所述桿和所述閥殼的所述導(dǎo)向部之間的通道。

替代地，所述填充閥還可以包括細(xì)長(zhǎng)的槽，其中在所述槽兩側(cè)的區(qū)域處，在所述桿的所述導(dǎo)向段和所述閥殼的所述導(dǎo)向部之間維持緊密間隙，并且其中，所述第四流體連通包括在所述槽與所述閥殼的所述導(dǎo)向部之間的間隙以及在所述槽兩側(cè)的所述區(qū)域與所述閥殼的所述導(dǎo)向部之間的泄流路徑。

替代地，所述填充閥可以設(shè)有至少一個(gè)平坦部，其中所述第四流體連通至少部分地包括在所述平坦部與所述閥殼的所述導(dǎo)向部之間的間隙。

所述至少一個(gè)平坦部可以沿著所述填充閥的所述桿的軸向長(zhǎng)度延伸。在所述平坦部上可以設(shè)置有突脊。

替代地，所述第四流體連通可以包括被設(shè)置在所述填充閥中的旁通孔，其中所述旁通孔通往連通通道。所述旁通孔在溢流孔與所述第二控制閥之間的位置處通往所述連通通道。

所述旁通孔可以從所述平坦部延伸，或者從在所述桿上靠近所述平坦部設(shè)置的的槽延伸。替代地，所述旁通孔可以在所述桿的不包括所述導(dǎo)向部的位置處從所述桿伸出，且可以從所述填充腔延伸。

所述旁通孔可以在所述填充腔和所述連通通道之間延伸，且可以相對(duì)于所述控制閥裝置的徑向軸線傾斜。

所述旁通孔可以鉆入所述填充閥的槽段，所述槽段鄰近所述桿且遠(yuǎn)離所述第二控制腔。

在另一個(gè)方面，本發(fā)明包括一種燃料噴射器，其中，可移動(dòng)的閥針配合噴嘴從而允許或禁止燃料噴射，所述閥針由根據(jù)前面段落之一的控制閥裝置液壓地控制。

本發(fā)明還涉及一種燃料噴射器，其中，可移動(dòng)的閥針配合噴嘴從而允許或禁止燃料噴射，所述閥針由前面段落中所述的控制閥裝置液壓地控制。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在參考附圖以舉例的方式描述本發(fā)明，其中：

圖1a是包括根據(jù)本發(fā)明的控制閥裝置的燃料噴射器的剖視圖的一部分；

圖1b是圖1a的燃料噴射器的詳細(xì)的剖視圖的一部分；

圖1c是圖1a的控制閥裝置的填充閥的軸測(cè)圖；

圖2a至9c是根據(jù)本發(fā)明的替代控制閥裝置的與圖1a至圖1c對(duì)應(yīng)的圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種燃料噴射器，比如壓電噴射器，其中，提供從高壓源到閥間容積(即控制閥與填充閥之間的容積)的額外流體流動(dòng)路徑。下面描述本發(fā)明的替代實(shí)施方式。

為了清楚起見，將參照附圖的豎直方位；表示部件的相對(duì)位置的詞語(yǔ)不意味著限制保護(hù)范圍。

只有圖1a被完全標(biāo)記；在相應(yīng)的附圖中采用相同數(shù)字，除非另有說(shuō)明。

本發(fā)明的第一實(shí)施方式，如圖1a至圖1c所示，包括具有控制閥裝置12的燃料噴射器10。燃料噴射器還包括閥針導(dǎo)向殼14，其中，閥針16能在孔18中滑動(dòng)且能接合閥針座(未示出)，從而控制燃料從高壓供應(yīng)管線20穿過(guò)閥針導(dǎo)向殼14的流動(dòng)。

在閥針導(dǎo)向殼14上方設(shè)置的是閥殼22，該閥殼包括沿豎直閥軸線A2延伸的通孔，閥軸線輕微地偏離主豎直軸線A1。通孔包括在下文中從下到上被描述的多個(gè)共軸段。

第一通孔段包括第一控制腔24以及第一截錐閥座26，在該第一截錐閥座上方設(shè)置的是由壁30限定的填充腔28。在填充腔28上方設(shè)置的是圓柱導(dǎo)向部32，圓柱導(dǎo)向部32在頂部收縮從而形成第二截錐閥座34。第二閥座34的中央孔通往大的低壓腔36，低壓腔36連接到低壓管線38。

如圖所示，軸線A2與軸線A1偏離，即孔18與通孔的偏離，使得孔18與第一控制腔24之間的不受限流體連通被實(shí)現(xiàn)。

第一提升閥(包括填充閥40)被布置為與第一閥座26配合。填充閥40包括碟形塞部分42、從碟形塞部分42軸向向上延伸的桿44以及在碟形塞部分42和桿44之間的槽43。桿44的一部分被包含在閥殼22的導(dǎo)向部32內(nèi)；桿44的該部分作為導(dǎo)向器，因此在導(dǎo)向部32與填充閥40之間存在導(dǎo)向間隙的情況下引導(dǎo)填充閥40。

螺旋彈簧46被設(shè)置在填充腔28中，螺旋彈簧46被壓縮在壁30的頂部和碟形塞部分42的上表面之間。螺旋彈簧46將填充閥40保持在離開第一閥座26的打開位置。

填充閥40還設(shè)有從碟形塞部分42的下表面貫穿填充閥40延伸到桿44的頂表面50的內(nèi)部軸向連通通道48。連通通道48包括上段48a和下段48b，上段48a和下段48b由溢流孔52所提供的收縮部隔開。連通通道48向下通往第一控制腔24和孔18。

提升止擋54被設(shè)置在碟形塞部分42的下表面上；當(dāng)填充閥40打開時(shí)，提升止擋54抵靠在閥針導(dǎo)向殼14的頂面上，從而限制填充閥40的移置范圍。

第二提升閥——包括控制閥56——被布置在填充閥40的上方，從而與第二閥座34配合。類似于填充閥40，控制閥56包括碟形塞部分58和向上延伸進(jìn)入低壓腔36內(nèi)的桿60。

彈簧62圍繞桿60被設(shè)置在低壓腔36中；彈簧62維持控制閥56處于碟形塞部分58抵靠第二閥座34的關(guān)閉位置。

致動(dòng)器(未示出，總體以66表示)——比如先導(dǎo)致動(dòng)器——與控制閥56配合，以給控制閥56提供向下作用力，并從而通過(guò)將控制閥56推離第二閥座34使控制閥56打開。

第二控制腔68被限定在導(dǎo)向部32內(nèi)，在填充閥的桿44和控制閥56之間。因此，第二控制腔68限定了閥間容積。

填充通道70從高壓供應(yīng)管線20延伸。另一個(gè)節(jié)流孔72被設(shè)置在填充通道70和填充腔28之間，使得節(jié)流孔72開設(shè)在填充腔28的壁30中。

在燃料噴射器10的操作的第一階段中，燃料噴射被阻止，因?yàn)殚y針16處于靠下位置且鄰靠在閥針座上。致動(dòng)器66沒(méi)有被啟動(dòng)，所以控制閥56處于關(guān)閉位置，填充閥40處于打開位置。通過(guò)填充通道70、節(jié)流孔72、填充腔28、第一控制腔24、連通通道48，在高壓供應(yīng)管線20和第二控制腔68之間建立了連續(xù)的流體連通。所述容積被高壓燃料填滿，從而維持閥針16在靠下位置。

另一個(gè)流體連通流動(dòng)路徑被設(shè)置在高壓供應(yīng)管線20和第二控制腔68之間；該另一個(gè)流動(dòng)路徑在下面被描述。

在燃料噴射器10的操作的第二階段中，為了將燃料噴入壓縮腔(未示出)，噴射事件通過(guò)啟動(dòng)致動(dòng)器66被開始，因此將控制閥56向下推到打開位置。第二控制腔68內(nèi)的高壓燃料流入低壓腔36，導(dǎo)致第二控制腔68降壓并由此驅(qū)動(dòng)填充閥40到達(dá)關(guān)閉位置，由此中斷之前描述的流體連通。

第一控制腔24中的高壓燃料流過(guò)連通通道48，燃料流的速度受到溢流孔52的限制，因此降低了穿過(guò)連通通道48的流的壓力。

第一控制腔24中的壓力下降，閥針16以受控的速度向上運(yùn)動(dòng)。

致動(dòng)器66隨后被停止，因此結(jié)束操作的第二階段。在操作的第三階段，彈簧62向上驅(qū)動(dòng)控制閥56，從而使控制閥56緊靠在第二閥座34上而關(guān)閉。在第一控制腔24、連通通道48以及第二控制腔68中的燃料快速地調(diào)整到共同壓力。螺旋彈簧46和填充腔28中的高壓燃料使填充閥40打開，因此重新建立在前述流體連通中的全部容積。在該容積中的燃料的再增壓能朝靠近閥針座的方向推動(dòng)閥針16，從而結(jié)束噴射事件。

另一個(gè)節(jié)流孔72用來(lái)阻尼高壓供應(yīng)管線20和填充通道70中的任何液壓波動(dòng)行為。

在之前所描述的全容積的重建以及流體連通容積內(nèi)的再增壓受到高壓管線70和第二控制腔68之間(即高壓供應(yīng)管線20和閥間容積之間)的額外流動(dòng)路徑的輔助。在圖1a至圖1c的實(shí)施方式中，額外流動(dòng)路徑包括填充閥40的桿44與閥殼22的導(dǎo)向部32之間的導(dǎo)向間隙所限定的間隙通道100，它相比于現(xiàn)有技術(shù)被增大，即導(dǎo)向間隙被充分地增大以允許桿44和導(dǎo)向部32之間的流體流動(dòng)。

在圖1a至圖1c中，桿44和導(dǎo)向部32之間的增大的導(dǎo)向間隙為了圖示目的被夸大；導(dǎo)向間隙的直徑可能在3μm至7μm的范圍內(nèi)。

間隙通道100在填充腔28和第二控制腔68之間延伸。因此，在該實(shí)施方式中，經(jīng)填充通道70、節(jié)流孔72、填充腔28以及間隙通道100，從高壓供應(yīng)管線20到第二控制腔68的額外燃料流動(dòng)被實(shí)現(xiàn)。

因此，第二控制腔68(即閥間容積)能比現(xiàn)有技術(shù)更快速地被填充和再增壓，由此避免了對(duì)于小噴射來(lái)說(shuō)的陡峭增益曲線，尤其是在為了易于制造而提供大的閥間容積的情況下。

在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，如圖2a至圖2c所示，細(xì)長(zhǎng)的周向槽205被設(shè)置在桿44上。

在桿44和導(dǎo)向部32之間，在槽205的上方和下方(即槽兩側(cè))的區(qū)域230中，維持緊密間隙。槽205延伸的距離足夠長(zhǎng)，從而限制緊密間隙區(qū)域230延伸的長(zhǎng)度，從而保證桿44和導(dǎo)向部32在緊密間隙區(qū)域230處的泄流。

因此，在第二實(shí)施方式中的額外流動(dòng)路徑類似于第一實(shí)施方式，不過(guò)除了通道100；流動(dòng)路徑包括沿槽205的長(zhǎng)度在桿44和導(dǎo)向部32之間的間隙，在緊密間隙區(qū)域230處實(shí)現(xiàn)了兩條泄流路徑。

由于在區(qū)域230處的緊密間隙，填充閥40的導(dǎo)向相比第一實(shí)施方式被改善。這種改善的導(dǎo)向使得每次注射的變動(dòng)減小，該變動(dòng)可能是由于填充閥40在填充閥40和閥殼22之間的間隙內(nèi)徑向移動(dòng)所引起的。

在本發(fā)明的第三實(shí)施方式中，如圖3a至圖3c所示，至少一個(gè)平坦部306沿著填充閥40的桿44的長(zhǎng)度被設(shè)置。因此，額外流動(dòng)路徑包括由平坦部306與導(dǎo)向部32之間的間隙所限定的通道300。

在第三實(shí)施方式中，填充閥40在填充閥40與導(dǎo)向部32之間的間隙內(nèi)的導(dǎo)向相比第一實(shí)施方式也被改善，因?yàn)樵跅U44的非平坦區(qū)域周圍在桿44和導(dǎo)向部32之間保持緊密間隙。

另外，第三實(shí)施方式相比第一和第二實(shí)施方式對(duì)燃料粘度(以及溫度)較不敏感，由于平坦部比導(dǎo)向泄流部低的對(duì)粘度敏感性。

本發(fā)明的第四實(shí)施方式，如圖4a至圖4c所示，包括至少一個(gè)平坦部406(與第三實(shí)施方式相同)，還包括被設(shè)置在平坦部406上的局部突脊407，從而使平坦部406被分成兩個(gè)部分406a和406b。所得到的通道400由于突脊406的緣故相比之前的實(shí)施方式更像一種孔。因此，第四實(shí)施方式具有更低的對(duì)燃料粘度和溫度的敏感性。

在下面所描述的本發(fā)明的另一個(gè)替代實(shí)施方式中，通往連通通道48的旁通孔被設(shè)置。

在本發(fā)明的第五實(shí)施方式中，旁通孔510在桿44的導(dǎo)向區(qū)域中鉆穿填充閥40。至少一個(gè)平坦部506被提供，只要保證可以在溢流孔52的上游(即上方)鉆出旁通孔510。

因此，在第五實(shí)施方式中，高壓供應(yīng)管線20和第二控制腔68之間的額外流動(dòng)路徑通過(guò)填充通道70、節(jié)流孔72、填充腔28、間隙通道500(在平坦部506和導(dǎo)向部32之間)、旁通孔510以及連通通道48的上段48a被實(shí)現(xiàn)。

在第五實(shí)施方式中，對(duì)燃料粘度的敏感性被進(jìn)一步降低。

本發(fā)明的第六替代實(shí)施方式，如圖6a至6c所示，類似于第五實(shí)施方式，但在桿44中靠近平坦部606設(shè)置的周向槽620中鉆出旁通孔610。與第五實(shí)施方式相比，第六實(shí)施方式的額外流動(dòng)路徑包括槽620。

因此，在該實(shí)施方式中，旁通孔610的周向?qū)?zhǔn)不重要(如果它是在平坦部606中被鉆出，軸向?qū)?zhǔn)就很重要)。

在本發(fā)明的第七實(shí)施方式中，如圖7a至圖7c所示，溢流孔52相比之前的實(shí)施方式位于連通通道48下部的更低位置，在一個(gè)低于桿44的導(dǎo)向段的位置，即低于桿44的被容納在閥殼22的導(dǎo)向部32內(nèi)的那段。

第七實(shí)施方式的旁通孔710將填充腔28和連通通道的上段48a直接連通。在該實(shí)施方式中，在平坦部706中鉆出旁通孔710。

在該實(shí)施方式中，在填充閥40中鉆出旁通孔710不影響桿44/導(dǎo)向部32的導(dǎo)向泄流。

高壓供應(yīng)管線20和第二控制腔68之間的額外流動(dòng)路徑通過(guò)填充通道70、節(jié)流孔72、填充腔28、旁通孔710以及連通通道48的上段48a被實(shí)現(xiàn)。

在本發(fā)明的第八實(shí)施方式中，如圖8a至8c所示，溢流孔52位于桿44的導(dǎo)向段內(nèi)，如同第一至第六實(shí)施方式。然而，通過(guò)鉆出直接從填充腔28到連通通道48的上段48a的傾斜旁通孔810(即，旁通孔810相對(duì)于控制閥裝置的徑向軸線R1傾斜)，同樣避免了對(duì)導(dǎo)向泄流的可能影響。

因此，第八實(shí)施方式的額外流動(dòng)路徑與第七實(shí)施方式的相同。

在圖8a至圖8c的實(shí)施方式中，傾斜旁通孔810包括第一段812和橫截面積小于第一段812的第二段814。

本發(fā)明的第九實(shí)施方式，如圖9a至9c所示，是第七和第八實(shí)施方式的某些特征的組合。溢流孔52位于類似第七實(shí)施方式的偏下位置，同樣鉆出直接從填充腔28到連通通道48的上段48a的旁通孔910，類似于第八實(shí)施方式。為了實(shí)現(xiàn)這種組合，在不影響桿44在導(dǎo)向部32內(nèi)的導(dǎo)向間隙的情況下，在填充閥40的槽段43中，即在碟形塞部分42和桿44之間，鉆出旁通孔910。類似于第八實(shí)施方式，相對(duì)于控制閥裝置12的徑向軸線R1傾斜地鉆出旁通孔910。

與第一實(shí)施方式相同，之前所公開的本發(fā)明的替代實(shí)施方式都提供一種在高壓供應(yīng)管線20和第二控制腔68之間的額外流動(dòng)路徑，所述額外流動(dòng)路徑在每個(gè)實(shí)施方式中都使得第二控制腔68能夠比現(xiàn)有技術(shù)更快地再充滿和再增壓。因此，所有的實(shí)施方式都避免了針對(duì)小噴射的陡峭增益曲線，尤其是存在大的閥間容積時(shí)。

以上實(shí)施方式都僅以示例的方式被提供，包含能實(shí)現(xiàn)高壓供應(yīng)管線20和第二控制腔68之間的額外流動(dòng)路徑的其他特征的組合的其他替代實(shí)施方式被包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

附圖標(biāo)記列表

10 燃料噴射器

12 控制閥裝置

14 閥針導(dǎo)向殼

16 閥針

18 孔

20 高壓供應(yīng)管線

22 閥殼

A2 豎直閥軸線

A1 主豎直軸線

24 第一控制腔

26 第一閥座

28 填充腔

30 壁

32 導(dǎo)向部

34 第二閥座

36 低壓腔

38 低壓管線

40 填充閥

42 碟形塞部分

44 桿

43 槽

46 螺旋彈簧

48 連通通道

48a 上段

48b 下段

50 桿的頂表面

52 溢流孔

54 提升止擋

56 控制閥

58 碟形塞部分

60 桿

62 彈簧

66 致動(dòng)器

68 第二控制腔/閥間容積

70 填充通道

72 節(jié)流孔

100，300，400，500 額外流動(dòng)路徑

205 周向槽

306，406，406a，406b，506，606，706 平坦部

407 突脊

510，610，710，810，910 旁通孔

620 槽