專(zhuān)利名稱(chēng)：配備有計(jì)量伺服閥的內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配備有計(jì)量伺服閥的內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射器。
背景技術(shù)：
通常，用于內(nèi)燃機(jī)的噴射器包括計(jì)量伺服閥，該計(jì)量伺服閥具有與燃料入口連通并與燃料排放通道連通的控制腔。計(jì)量伺服閥包括閘門(mén)(shutter)，該閘門(mén)在電致動(dòng)器的作用下可軸向運(yùn)動(dòng)，以打開(kāi)/關(guān)閉排放通道的出口開(kāi)口并且使控制腔內(nèi)的壓力發(fā)生變化。進(jìn)而，控制腔內(nèi)的壓力對(duì)噴射器的端部噴嘴的打開(kāi)/關(guān)閉進(jìn)行控制，從而將燃料供應(yīng)到相關(guān)聯(lián)的汽缸中。排放通道具有校準(zhǔn)段，該校準(zhǔn)段對(duì)于計(jì)量伺服閥的校正操作尤其重要。具體地說(shuō)，在校準(zhǔn)段中，流體的流速與預(yù)定的壓差有關(guān)。在制造出的噴射器中，通過(guò)如下的步驟來(lái)制造排放通道的校準(zhǔn)段:通過(guò)電子放電加工來(lái)進(jìn)行打孔；隨后進(jìn)行消除任何打孔缺陷所必需的精整操作，即使這些缺陷較小，也必然會(huì)導(dǎo)致燃料流出現(xiàn)大的壓降(pressure drop)誤差,最終導(dǎo)致離開(kāi)控制腔的燃料的流速出現(xiàn)大的壓降誤差。具體地說(shuō)，精整操作是具有實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的，并通過(guò)如下的步驟來(lái)執(zhí)行:使研磨液流過(guò)經(jīng)由電子放電加工而形成的孔、設(shè)定該孔上游和下游的壓力并檢測(cè)流速，其中，流速趨于隨著液體對(duì)孔的側(cè)表面的研磨而逐漸增大，直到達(dá)到預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)值。此時(shí)，流體被中斷:在使用中，得到的最終通路的段將以近似的方式確定壓降和離開(kāi)控制腔的燃料的流速，該壓降等于在精整操作期間孔的上游和下游建立的壓差，離開(kāi)控制腔的燃料的流速等于預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)值。在專(zhuān)利EP1612403所公開(kāi)的噴射器中，排放通道具有在對(duì)閘門(mén)進(jìn)行引導(dǎo)的軸向桿中形成的出口，該閘門(mén)由滑動(dòng)套筒限定。排放通道的校準(zhǔn)段與軸向桿同軸，并且在穿孔板中形成，該穿孔板在軸向上界定控制腔。在該校準(zhǔn)段的下游，排放通道包括軸向段和隨后兩個(gè)相對(duì)的徑向段，這些段一起限定了用于排放燃料的相對(duì)大的通路段?？紤]到(例如)對(duì)于噴射器的大致1600bar的燃料供應(yīng)壓力，當(dāng)計(jì)量伺服閥打開(kāi)時(shí)或者更確切地說(shuō)當(dāng)對(duì)閘門(mén)進(jìn)行限定的套筒上升到打開(kāi)位置時(shí)，進(jìn)入控制腔的燃料入口決定了控制腔中的壓降下降至大致700bar ;然后，在排放通道的校準(zhǔn)段的上游端和下游端之間，燃料壓力從大致700bar下降至幾個(gè)bar。圖16中用線示出的曲線是實(shí)驗(yàn)曲線，該曲線定性地示出了當(dāng)伺服閥打開(kāi)時(shí)離開(kāi)控制腔的燃料流的壓力趨勢(shì)?？刂魄粌?nèi)的壓力為P1 (大致等于700bar，如上所述)，而在排放環(huán)境中，在軸向桿與對(duì)閘門(mén)進(jìn)行限定的套筒之間的密封件(seal)的下游，壓力SPscak。在橫坐標(biāo)上示出了相對(duì)于控制腔的線性距離。具體地說(shuō):
-Xa:緊臨校準(zhǔn)段的出口的位置，-Xead:在兩個(gè)相對(duì)徑向段上的入口位置，-Xten:在軸向桿和對(duì)閘門(mén)進(jìn)行限定的套筒之間的密封區(qū)的位置，-Xsca:燃料壓力穩(wěn)定自身的排放環(huán)境中的位置。在實(shí)驗(yàn)上，由于壓降大，導(dǎo)致氣穴的產(chǎn)生。換言之，排放環(huán)境的上游的燃料壓力降低到蒸汽壓(用Pvatok表示)以下，對(duì)應(yīng)于校準(zhǔn)段的出口，在該校準(zhǔn)段的出口處燃料流速度最大并且壓力最小(PMIN)。具體地說(shuō)，蒸汽的比率(fraction)或百分比接近I。隨著通路段從位置Xa到位置Xten變得相對(duì)窄(即使大于校準(zhǔn)段的通路段)時(shí)，燃料壓力緩慢上升，緊臨位置Xa的下游形成的蒸汽并非全部都回到液態(tài)。因此，對(duì)應(yīng)于位置XTEN，蒸汽比率仍然大。對(duì)應(yīng)于位置XTEN，然后在通路段的增大最大。在該區(qū)域中，能夠區(qū)分三種不期望的現(xiàn)象:-由于通路段的快速增大，壓力趨于上升并且先前形成的蒸汽泡趨于破裂；當(dāng)在緊貼著對(duì)密封件進(jìn)行限定的表面發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)，對(duì)這些表面造成不期望的磨損，-在閘門(mén)關(guān)閉期間，在存在蒸汽時(shí)(即在“干燥”條件下)，在限定了密封件的表面之間發(fā)生接觸，并隨之產(chǎn)生沖擊，這造成了進(jìn)一步的磨損，-另外，總是由于這些“干燥”條件，導(dǎo)致液體失去阻尼效應(yīng)，并且出現(xiàn)閘門(mén)回彈，這樣造成關(guān)閉伺服閥的延遲，并且隨之而來(lái)的是注入的燃料的量相對(duì)于通過(guò)設(shè)計(jì)確定的量不期望地增大?？偨Y(jié):由上述現(xiàn)象而導(dǎo)致的磨損大大降低了噴射器的壽命，而通過(guò)關(guān)閉階段中的回彈使得噴射器不精確。此外，為了產(chǎn)生大致700bar的壓降，校準(zhǔn)段必須具有極小的直徑，這對(duì)于以高精度通過(guò)固定方式制造各種噴射器而言是極其復(fù)雜的。在公開(kāi)號(hào)為US2003/0106533的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)所公開(kāi)的實(shí)施方式中存在相同的缺陷，這是由于排放通道具有與兩個(gè)相對(duì)的徑向出口段相同的布置，這兩個(gè)出口段一起限定了相對(duì)大的通路段。與EP1612403所公開(kāi)的實(shí)施方式不同的是，在由軸向滑動(dòng)銷(xiāo)限定的閘門(mén)中，形成排放通道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)配備有計(jì)量伺服閥的內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射器，該噴射器能夠以簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方式來(lái)解決上述問(wèn)題，同時(shí)盡可能地限制在閘門(mén)和軸向桿之間的密封區(qū)周?chē)嬖谡羝娘L(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射器；該噴射器端部具有用于將燃料噴射到相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的噴嘴，并包括:中空噴射器主體，該中空噴射器主體沿著軸線方向延伸；計(jì)量伺服閥，該計(jì)量伺服閥被容納在所述噴射器主體中并包括:a)電致動(dòng)器；b)控制腔，該控制腔與燃料入口連通并與燃料排放通道連通；所述控制腔內(nèi)的壓力控制所述噴嘴的打開(kāi)/關(guān)閉；c)閘門(mén)，該閘門(mén)響應(yīng)于所述電致動(dòng)器的動(dòng)作而在所述排放通道的出口關(guān)閉時(shí)的關(guān)閉位置與所述排放通道打開(kāi)時(shí)的打開(kāi)位置之間軸向地運(yùn)動(dòng)，以改變所述控制腔內(nèi)的壓力；其特征在于，所述排放通道包括至少兩個(gè)節(jié)流部，所述兩個(gè)節(jié)流部具有校準(zhǔn)通路段并且彼此串聯(lián)布置，以引起所述排放通道打開(kāi)時(shí)的對(duì)應(yīng)壓降。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖，僅以非限制性的實(shí)施例的方式來(lái)描述優(yōu)選的實(shí)施方式，在附圖中:圖1用剖面圖在去除了一些部分的情況下示出了根據(jù)本發(fā)明的配備有計(jì)量伺服閥的內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射器的優(yōu)選實(shí)施方式，圖2以較大的比例示出了圖1中的細(xì)節(jié)，圖3與圖2類(lèi)似，并且以更大的比例示出了圖1中的實(shí)施方式的變型，圖4至圖9與圖3類(lèi)似，并且分別示出了圖1中的實(shí)施方式的變型，圖10與圖1類(lèi)似，并以放大的比例示出了根據(jù)本發(fā)明的噴射器的第二優(yōu)選實(shí)施方式，圖11與圖10類(lèi)似，并且示出了圖10中的實(shí)施方式的變型，圖12與圖2類(lèi)似，并且示出了根據(jù)本發(fā)明的噴射器的第三優(yōu)選實(shí)施方式，圖13示出了圖12中的實(shí)施方式的變型，圖14與圖1類(lèi)似，并且示出了根據(jù)本發(fā)明的噴射器的第四優(yōu)選實(shí)施方式，圖15以放大的比例示出了圖14中的細(xì)節(jié)，圖16示出了當(dāng)計(jì)量伺服閥打開(kāi)時(shí)在排放通道中設(shè)置單校準(zhǔn)段的現(xiàn)有技術(shù)噴射器中流出的燃料流的壓力趨勢(shì)，以及圖17與圖16類(lèi)似，并且示出了當(dāng)計(jì)量伺服器打開(kāi)時(shí)圖1中的噴射器的壓力趨勢(shì)。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，標(biāo)號(hào)I整體上表示特別是采用狄塞爾循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射器(局部示出)。噴射器I包括通常被稱(chēng)為“噴射器主體”的中空體或殼體2，殼體2沿著縱向軸3延伸并具有適于連接到高壓(例如1600bar左右的壓力)燃料供應(yīng)管路的側(cè)入口 4。殼體2端部具有通過(guò)通路4a與入口 4連通的噴嘴(未在圖中示出)，該噴嘴能夠?qū)⑷剂蠂娚涞剿P(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中。殼體2限定其中容納有計(jì)量伺服閥5的軸向空腔6，計(jì)量伺服閥5包括被形成為單個(gè)部件并用附圖標(biāo)記7表示的閥主體。閥主體7包括管狀部8，管狀部8限定了封閉的軸向孔9和中心脊12，該中心脊12相對(duì)于管狀部8的圓柱形外表面在徑向突出并且與主體2的內(nèi)表面13結(jié)合(couple)。控制桿10以不透液(liquid-tight)方式在孔9中軸向滑動(dòng)，從而以公知且未示出的方式控制閘門(mén)針(shutter needle)，該閘門(mén)針打開(kāi)和關(guān)閉噴嘴。殼體2限定與空腔6同軸并容納致動(dòng)器15的另一個(gè)空腔14，該致動(dòng)器15包括電磁體16和由電磁體16操作的缺口盤(pán)錨固件17。錨固件17由具有套筒18的單個(gè)部件形成，該套筒18沿著軸3延伸。替代地，電磁體16包括磁芯19并被支撐件21固定就位，該磁芯19具有與軸3垂直的表面20并限定了用于錨固件17的軸向止動(dòng)件。
致動(dòng)器15具有容納線圈壓縮彈簧23的軸向空腔22，該線圈壓縮彈簧23被預(yù)加負(fù)載，以沿著與電磁體16所施加的引力相反的軸線方向?qū)﹀^固件17施加推力。彈簧23的一端靠在支撐件21的內(nèi)臺(tái)肩上，而另一端通過(guò)在軸向上插入到彈簧23和錨固件17之間的墊圈24作用于錨固件17。計(jì)量伺服閥5包括由管狀部8的孔9的側(cè)表面在徑向上界定的控制腔26?？刂魄?6的一側(cè)被通常呈截錐形的桿10的端面25界定，并且其另一側(cè)被孔9的底面27界定?？刂魄?6通過(guò)在部分8中形成的通路28與入口 4永久連通以接收加壓燃料。通路28包括校準(zhǔn)段29，其一端在底面27附近通向控制腔26，另一端通向環(huán)形腔30，該環(huán)形腔30由部分8的表面11和空腔6的內(nèi)表面上的環(huán)形槽31徑向地界定。環(huán)形腔30的一側(cè)由脊12軸向地界定，而另一端由墊圈31a軸向地界定。在主體2中形成通路32，該通路32與入口 4連通并且進(jìn)入到環(huán)形腔30中。閥主體7包括限定了外凸緣(flange)33的中軸部，該外凸緣33相對(duì)于脊12在徑向上突出并被容納在空腔6的具有加大直徑并且布置成與空腔6內(nèi)的臺(tái)肩35軸向接觸的部分34中。凸緣33通過(guò)帶螺紋的環(huán)形螺母36相對(duì)于臺(tái)肩35緊固，并被旋擰入部分34的內(nèi)螺紋37，以保證對(duì)臺(tái)肩35的不透液密封。閥主體7還包括用于錨固件17和套筒18的引導(dǎo)元件。該元件由大致圓柱形的桿38限定，該桿38的直徑比凸緣33的直徑小得多。桿38在與管狀部8相反的方向上(即向著空腔22)沿著軸3突出到凸緣33之外。桿38被側(cè)表面39外部地界定，該側(cè)表面39包括用于對(duì)套筒18的軸向滑動(dòng)進(jìn)行引導(dǎo)的圓柱形部。具體地說(shuō)，套筒18具有內(nèi)筒面40，該內(nèi)筒面40以大致不透液的方式，或者借助于具有適宜的直徑間隙(例如，4微米)的聯(lián)接件或借助于插入特定的密封元件，而與桿38的側(cè)表面39結(jié)合?？刂魄?6與燃料排放通道永久連通，該燃料排放通道整體上由附圖標(biāo)記42表示。通道42包括封閉軸段43，在閥主體7 (部分在凸緣33中并且部分在桿38中)中沿著軸3形成該封閉軸段43。通道42還包括徑向的至少一個(gè)出口段44，出口段44從段43開(kāi)始，并且在相對(duì)的一端在由桿38的側(cè)表面39中形成的環(huán)形槽所限定的腔46處限定了開(kāi)口在側(cè)表面39上的出口。具體地說(shuō)，在圖1和圖2中的實(shí)施方式中，設(shè)置兩個(gè)彼此在直徑方向上相對(duì)的段44。在接近凸緣33的軸向位置處形成腔46，并且通過(guò)對(duì)通道42的閘門(mén)47進(jìn)行限定的套筒18的端部來(lái)打開(kāi)/關(guān)閉腔46。具體地說(shuō)，閘門(mén)47終止于截錐形的內(nèi)表面48，該截錐形的內(nèi)表面48能夠接合(engage)位于凸緣33與桿38之間的截錐連接表面49,以限定密封區(qū)。套筒18在桿38上與錨固件17 —起在前進(jìn)端止動(dòng)位置和退回端止動(dòng)位置之間滑動(dòng)。在前進(jìn)端止動(dòng)位置，閘門(mén)47關(guān)閉環(huán)形腔46并因此關(guān)閉通道42的段44的出口。在退回端止動(dòng)位置，閘門(mén)47使腔體46充分打開(kāi)，以使得段44能夠通過(guò)通道42和腔46排放來(lái)自控制腔26的燃料。通過(guò)閘門(mén)47打開(kāi)的通路段呈截錐形，并且比單個(gè)段44的通路段至少
大三倍。通過(guò)閘門(mén)47的撞擊位于凸緣33與桿38之間的截錐形連接表面49的表面48而限定套筒18的前進(jìn)端止動(dòng)位置。替代地，在芯19的表面20與錨固件17之間插入非磁性間隙片51的情況下，通過(guò)在軸向?qū)π?9的表面20進(jìn)行撞擊的錨固件17來(lái)限定套筒18的退回端止動(dòng)位置。在退回端止動(dòng)位置，借助環(huán)形螺母36與套筒之間的環(huán)形通路、錨固件17中的缺口、空腔22和支撐件21上的開(kāi)口 52，使腔46與噴射器的排放通道(未示出)連通。當(dāng)電磁體16通電時(shí)，錨固件17與套筒18 —起向著芯19運(yùn)動(dòng)，由此，閘門(mén)47將腔46打開(kāi)。隨后，從控制腔46排放出燃料:以此方式，控制腔26內(nèi)的燃料壓力下降，這造成桿10向著底面27軸向運(yùn)動(dòng)，并因此向著噴嘴的開(kāi)口運(yùn)動(dòng)。相反地，當(dāng)電磁體16斷電時(shí)，彈簧23與閘門(mén)47 —起使錨固件17向著圖1中的前進(jìn)端止動(dòng)位置運(yùn)動(dòng)。以此方式，腔46關(guān)閉，并且從通道28進(jìn)入的加壓燃料重建控制腔26內(nèi)的高壓，這導(dǎo)致桿10背離底面27運(yùn)動(dòng)并操縱噴嘴的關(guān)閉。在前進(jìn)端止動(dòng)位置，燃料施加到套筒18的軸向推力合力大致為零，這是由于腔46內(nèi)的壓力僅徑向地作用于套筒18的側(cè)表面40。 為了控制在打開(kāi)和關(guān)閉閘門(mén)47時(shí)控制腔26內(nèi)的壓力變化的速度，通道42包括校準(zhǔn)節(jié)流部。術(shù)語(yǔ)“節(jié)流部”是指如下通道部，在該通道部中對(duì)于燃料可用的總的通路段小于燃料流遭遇該通道部的上游和下游的通路段。具體地說(shuō)，如果燃料流入單個(gè)孔中，則該節(jié)流部由該單個(gè)孔限定；另一方面，如果燃料流入平行布置并且因此而受到位于上游和下游之間相同壓降的多個(gè)孔中，則該節(jié)流部由所述多個(gè)孔的全部來(lái)限定。替代地，術(shù)語(yǔ)“校準(zhǔn)”是指以下情況:以高精度來(lái)形成通路部分，從而精確地限定來(lái)自控制腔26的預(yù)定燃料流速并造成從上游到下游的預(yù)定壓降。具體地說(shuō)，對(duì)于直徑相對(duì)小的孔，通過(guò)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的精整操作以精確的方式實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)，該精整操作通過(guò)如下步驟執(zhí)行:使研磨液穿過(guò)先前制造的孔(例如，通過(guò)電子放電或激光)，設(shè)置該孔的上游和下游的壓力并讀取穿過(guò)該孔時(shí)的流速，該流速隨著液體對(duì)孔的側(cè)表面的磨損(水力侵蝕或水力研磨)而趨于逐漸增大，直到達(dá)到預(yù)建的設(shè)計(jì)值。此時(shí)，使流動(dòng)中斷:在使用中，通過(guò)使孔的上游的壓力等于在精整操作期間建立的壓力，得到的最終通路段限定了壓降和燃料流速，該壓降等于在精整操作期間孔創(chuàng)建的上游和下游的壓差，該燃料流速等于預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)流速。例如，通道42的節(jié)流部的直徑在150微米至300微米之間，而借助通用的鉆頭在不需要特殊精度的情況下在閥主體7中得到通道42的段43，以實(shí)現(xiàn)比校準(zhǔn)節(jié)流部的直徑大至少四倍的直徑。根據(jù)本發(fā)明，存在至少兩個(gè)節(jié)流部，并且它們沿著通道42彼此串聯(lián)布置(在附圖中，節(jié)流部的直徑僅出于完整性目的示出而非按比例示出)，從而使得當(dāng)閘門(mén)位于其退回端止動(dòng)位置時(shí)各后續(xù)壓力下降，這將在隨后更好地描述。顯而易見(jiàn)，在兩個(gè)后續(xù)的節(jié)流部之間，通道42包括加大的中間段，即具有比這兩個(gè)節(jié)流部的通路段都大的通路段。在圖1和圖2中的實(shí)施方式中，校準(zhǔn)節(jié)流部中的一個(gè)由兩個(gè)段44的組合來(lái)限定，而另一個(gè)由附圖標(biāo)記53表示并被形成與閥主體7分離的單獨(dú)元件并且隨后對(duì)應(yīng)于孔9的底面27被固定。具體地說(shuō)，校準(zhǔn)節(jié)流部53布置在由相對(duì)硬的材料形成的圓柱形襯套54中，從而限定了容納在閥主體7的支座55中并且與底面27齊平布置的插入件。襯套54的外直徑例如使得在上述精整操作之后，通過(guò)過(guò)盈配合而能夠插入并固定在支座55中。校準(zhǔn)節(jié)流部53僅針對(duì)襯套54的長(zhǎng)度的一部分而軸向延伸并且位于與段43相鄰的位置，而襯套54的剩余部分具有直徑較大的軸向段43a，該直徑例如等于閥主體7中的段43的直徑。段43a的體積加上由孔9的底部所限定的體積，以限定控制腔26的體積。取決于控制腔26所需的最優(yōu)體積，襯套54可以被翻轉(zhuǎn)，以具有直接進(jìn)入孔9的底部中的校準(zhǔn)節(jié)流部53，如圖7和圖8中的變型。根據(jù)一個(gè)未示出的變型，校準(zhǔn)節(jié)流部53還可以沿著套襯54布置在中間軸向位置。根據(jù)圖3中的變型，設(shè)置了具有校準(zhǔn)通路段的單個(gè)段44。具體地說(shuō)，該通路段等于圖1和圖2中的實(shí)施方式的段44的通路段之和。并且，在襯套54a的整個(gè)軸向長(zhǎng)度上得到校準(zhǔn)節(jié)流部53。襯套54a具有與段43的外直徑大致對(duì)應(yīng)的外直徑，并且突入(in driven)至該段43，以使得其下表面與孔9的底面27齊平。根據(jù)圖4中的變型，在布置在控制腔中并軸向依靠閥主體7的板56上，軸向得到校準(zhǔn)節(jié)流部53。由于用于打開(kāi)和關(guān)閉噴射器I的噴嘴的桿10的行程(travel)相對(duì)小，因此可以通過(guò)板56與桿10的端面25之間插入的壓縮彈簧57而使板56與底面27保持接觸。端面25的截錐形形狀執(zhí)行對(duì)壓縮彈簧57的中心定位的功能。優(yōu)選地，板56的直徑小于孔9的直徑，而壓縮彈簧57具有截錐形形狀。根據(jù)一個(gè)未不出的變型，孔9包括其直徑與板56的外直徑相對(duì)應(yīng)的底部:在這種情況下，板56可以通過(guò)過(guò)盈配合而固定在該底部中。根據(jù)圖5和圖6中的變型，通道42具有在凸緣33中得到的直徑相對(duì)大的軸向孔，以有助于制造。根據(jù)圖5中的變型，直徑相對(duì)大的該軸向孔用附圖標(biāo)記58表示，并且對(duì)應(yīng)于桿38與凸緣33之間的連接帶而軸向終止。替代了段44，通道42包括直徑方向上相對(duì)的兩個(gè)孔59，該相對(duì)的兩個(gè)孔59限定了校準(zhǔn)節(jié)流部，并且相對(duì)于軸3傾斜特定的角度，以使腔46與孔58的底部直接連通。優(yōu)選地，相對(duì)于軸3的傾斜角度在30°至45°之間。通過(guò)確?？?8完全在閥主體7的凸緣33內(nèi)，證實(shí)了桿38與圖1和圖2中的實(shí)施方式相比更堅(jiān)固。從而，可以減小桿38的直徑并因此可以減小套筒18與桿38之間的環(huán)形密封區(qū)的直徑，并且在限制動(dòng)態(tài)條件下該密封件中的泄漏方面具有明顯的益處。具體地說(shuō)，采用該解決方法，密封區(qū)的直徑現(xiàn)在可以減小到2.5mm至3.5mm之間的值，而桿38在結(jié)構(gòu)上不會(huì)受到削弱。并且，通過(guò)相對(duì)于段43減小軸向長(zhǎng)度并增大孔58的直徑，有利于制造孔58并隨后清理碎屑(chip)?？?8的直徑通常在校準(zhǔn)節(jié)流部53的直徑的8倍至20倍之間。以此方式，當(dāng)制造孔59時(shí)，有利于使孔58的底部與孔59相交。校準(zhǔn)節(jié)流部53在圓柱形襯套61中得到，并針對(duì)襯套61的整個(gè)長(zhǎng)度而延伸。在清潔完孔58之后，使襯套61突入軸向支座60中，或者更確切地說(shuō)，通過(guò)施力將襯套61插入軸向支座60中。支座60的直徑大于孔58的直徑，并且其長(zhǎng)度比孔58的長(zhǎng)度短，這有利于壓力配合；襯套61的配合到凸緣33中的一側(cè)可以具有小的、圓錐形的、外部斜面(未示出)，以有利于其在軸向插入支座60中。根據(jù)圖6中的變型，直徑相對(duì)較大的軸向孔用附圖標(biāo)記63來(lái)表示，并且限定了封閉軸向孔62的初始段。段63的入口容納有通過(guò)施力而插入的襯套64并且具有校準(zhǔn)節(jié)流部53，該校準(zhǔn)節(jié)流部53針對(duì)襯套64的整個(gè)軸向長(zhǎng)度而延伸。與襯套61類(lèi)似地，襯套64的配合到凸緣33中的一側(cè)可以具有小的、外部的、圓錐形斜面(未示出)?？?2還包括封閉段66，該封閉段66的直徑小于段63的直徑，延伸到凸緣33之外而進(jìn)入桿38并且限定了校準(zhǔn)節(jié)流部。段66的直徑大于校準(zhǔn)節(jié)流部53的直徑:例如，是校準(zhǔn)節(jié)流部53的直徑的近似兩倍。雖然直徑較大，但是通過(guò)以合適的方式對(duì)段66的長(zhǎng)度進(jìn)行校準(zhǔn)，也可以得到與由節(jié)流部53造成的壓降相同數(shù)量級(jí)的壓降。由于段66的直徑仍然相對(duì)較小，相對(duì)于圖1和圖2中的解決方案，可以減小桿38的直徑，并因此可以減小具有套筒18的密封件的直徑。同樣在該構(gòu)造中，取決于所選擇的材料和所采用的熱處理的類(lèi)型，有利的是可以將密封區(qū)的直徑減小至2.5_至3.5_之間的值。通道42還包括兩個(gè)在直徑方向上相對(duì)的徑向段67，將這兩個(gè)徑向段制造成限定了比段66的通路段更大的通路段，而不必具有特殊的加工精度。段67的一側(cè)直接進(jìn)入校準(zhǔn)段66而另一側(cè)進(jìn)入腔46。根據(jù)未示出的圖5和圖6中的變型，通過(guò)與圖1中用附圖標(biāo)記54表示的襯套類(lèi)似的襯套來(lái)替代襯套61和64。圖7和圖8中的變型與圖5和圖6中的變型不同，這是由于如下事實(shí):分別在襯套61a和64a中得到校準(zhǔn)節(jié)流部53，并且該校準(zhǔn)節(jié)流部53針對(duì)襯套61a和64a的軸向長(zhǎng)度的相對(duì)小的部分而延伸。校準(zhǔn)節(jié)流部53與底面27相鄰，因此控制腔26的體積完全由孔9的底部的體積限定。襯套61a和64a的剩余部分具有軸向孔68，該軸向孔68被形成具有大于校準(zhǔn)節(jié)流部53的直徑，而不必具有特殊的加工精度。在圖7中的變型中，用封閉軸向孔58a來(lái)替代孔58和支座60，該封閉軸向孔58a與圖6中的孔58 —樣完全在凸緣33內(nèi)制造,但是限定了完全由襯套61a接合的圓柱形支座。類(lèi)似地，在圖8中的變型中，段63完全由襯套64a接合。在圖7和圖8中的變型中，襯套61a和64a分別壓力配合到孔58a和段63中，直到其停止于孔58a和段63的變窄的對(duì)應(yīng)圓錐形端。在圖9中的變型中，相對(duì)于圖8中的變型，用限定了校準(zhǔn)節(jié)流部的段67a來(lái)替代段67，用段66a來(lái)替代段66，該段66a不必由特殊精度形成并且其通路段大于段67a的通路段，在相對(duì)薄的板69上形成校準(zhǔn)節(jié)流部53，該板69由相對(duì)硬的材料形成并且被容納在段63的底部。板69限定了通孔，該通孔的體積形成了控制腔26的一部分，板69沒(méi)有過(guò)盈配合到段63的底部而是通過(guò)套筒70限定的插入件來(lái)軸向固定到段63的底部，套筒70過(guò)盈配合到段63的入口并由相對(duì)軟的材料形成以有利于壓力配合。在圖10中的實(shí)施方式中，盡可能用與圖1中使用附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示噴射器I的組件。在該實(shí)施方式中，閥主體7由如下三個(gè)不同的部件來(lái)替代:管狀主體75(局部地示出)，該管狀主體75在徑向上界定控制腔26并終止于外凸緣33a，該凸緣33a布置成與臺(tái)肩35軸向接觸；盤(pán)33b，該盤(pán)33b的與端面25相對(duì)的部分在軸向上界定控制腔26，并且布置成與管狀主體75的端部軸向接觸；以及分布引導(dǎo)主體76，該分布引導(dǎo)主體76被形成為單個(gè)部件并包括桿38以及限定了外凸緣33c的基體。凸緣33c通過(guò)環(huán)形螺母36軸向固定，并且由表面77軸向以不透液方式在固定的位置界定，該表面77布置成與盤(pán)33b軸向接觸。桿38沿著與盤(pán)33b相對(duì)的方向從基體33c軸向突出，并且包括由孔44限定的校準(zhǔn)節(jié)流部。封閉段43部分地產(chǎn)生于基體33c中并且部分地在桿38中；校準(zhǔn)節(jié)流部53和段43a產(chǎn)生于盤(pán)33b中。根據(jù)圖10的未示出的一個(gè)變型，段44與圖5和圖7中所示的段59 —樣地傾斜。根據(jù)圖10的未示出的另一個(gè)變型，段44不必以特殊精度來(lái)制造，而是在段43中制造校準(zhǔn)節(jié)流部，這與示出的用于圖6和圖8中的段66的制造類(lèi)似。在圖11中的變型中，用與主體76不同的主體78代替主體76，這是因?yàn)橹黧w78包括通過(guò)表面77在凸緣33c中形成的支座55a。段43與支座55a同軸，并直接進(jìn)入支座55a中。支座55a的直徑大于段43的直徑，并且與圓柱形襯套54b限定的插入件結(jié)合,該圓柱形襯套54b過(guò)盈配合到支座55b中并且布置成與基體33c的表面77齊平。襯套54b限定了校準(zhǔn)節(jié)流部79，該校準(zhǔn)節(jié)流部79與節(jié)流部44和53串聯(lián)布置。節(jié)流部79僅針對(duì)襯套54b的軸向長(zhǎng)度的一部分而延伸，并且處于與段43相鄰的位置。襯套54b的剩余部分具有軸向段43b，該軸向段43b的直徑大于這些節(jié)流部的直徑并且與段43a直接連通。根據(jù)圖11的未示出的變型，段44與圖5和圖7中的段59—樣地傾斜，或者不必以特殊精度而形成部分44，而是在段43中形成校準(zhǔn)節(jié)流部，如在圖6和圖8中一樣。在圖12的實(shí)施方式中，盡可能用與圖2中使用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記表示噴射器I的組件。在該實(shí)施方式中，用兩個(gè)不同的部件來(lái)代替閥主體7，一個(gè)由圖10中的分布主體76限定而另一個(gè)由閥主體80限定。閥主體80在徑向和軸向上界定控制腔26，并且包括設(shè)置有脊12的端部82以及外凸緣33d，該外凸緣33d軸向固定在凸緣33c與臺(tái)肩35 (未示出)之間。校準(zhǔn)節(jié)流部53在部分82中形成，并進(jìn)入通道42的兩個(gè)同軸的段83和84。段83和84的直徑大于校準(zhǔn)節(jié)流部53的直徑，并大致等于段43的直徑。段83由部分82中的孔限定，并與控制腔26直接連通；段84由密封環(huán)85限定，該密封環(huán)85容納在支座86中，并且布置成與表面77接觸，以限定主體80與76之間的通道42的不透液密封。另選的是，通過(guò)適宜地減小段84的直徑，仍可以通過(guò)主體80與76之間的金屬-金屬接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)流體密封，而不使用任何密封環(huán)。根據(jù)圖12的未示出的變型，在插入件中得到校準(zhǔn)節(jié)流部53，該插入件從面對(duì)控制腔26的一側(cè)(如在圖1、圖2、圖3、圖4和圖9中的解決方案中一樣)軸向突入到部分80中，或者從面對(duì)基體33c的一側(cè)軸向突入到部分80中。此外，作為部分44的替換物，主體76的校準(zhǔn)節(jié)流部由與圖5和圖7中的段59 —樣的傾斜出口段限定，或者由與圖6和圖8中的段66 —樣的封閉軸段限定。根據(jù)圖12的另外的變型，第三校準(zhǔn)節(jié)流部設(shè)置在主體76內(nèi)或者設(shè)置在閥主體80內(nèi)，且軸向布置并串聯(lián)在校準(zhǔn)節(jié)流部53與44之間。在圖13中示出了這些變型中的一個(gè):凸緣33c具有圓形支座90，該圓形支座90是沿著與支座86同軸的表面77得到，并且該圓形支座90的直徑與支座86相同。支座90容納盤(pán)91，該盤(pán)91具有限定了第三校準(zhǔn)節(jié)流部的軸向孔92。盤(pán)91通過(guò)被設(shè)置成替代環(huán)85的密封環(huán)85a而保持與支座90的底部軸向接觸。環(huán)85a具有矩形或正方形的剖面，其外部直徑大致等于支座90和86的直徑并且與支座90和86都接合，以限定位于兩個(gè)主體80與76之間的中心定位(centring)構(gòu)件。換言之,環(huán)85a提供三個(gè)功能:當(dāng)結(jié)合時(shí)在主體80與76之間在軸向上中心定位；圍繞通道42中的燃料流在主體80與76之間密封；將盤(pán)91定位在支座90中。在圖14和圖15中的實(shí)施方式中，盡可能用與圖1和圖2中使用附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記表示噴射器I的組件。閥主體7的與部分8相對(duì)的軸端具有軸向凹部139，該軸向凹部139由表面149限定并容納閘門(mén)147，該表面149大致呈平截頭圓錐體的形狀。閘門(mén)147以公知的未詳細(xì)描述的方式響應(yīng)于致動(dòng)器15的動(dòng)作而軸向運(yùn)動(dòng)，以打開(kāi)/關(guān)閉通道42的軸向出口。閘門(mén)147具有外球面148，當(dāng)閘門(mén)147位于其前進(jìn)端止動(dòng)位置或關(guān)閉位置時(shí)該外球面148與表面149接合，以限定密封區(qū)。以與圖1和圖2中的實(shí)施方式類(lèi)似的方式，通道42包括節(jié)流部53，該節(jié)流部53在與閥主體7分離的元件中形成，具體地說(shuō)，該節(jié)流部53在插入到閥主體7的支座55中的襯套54中形成，并定位成與底面27齊平。軸向段43在凸緣33中形成，并開(kāi)口至通道42的軸向段144。段144限定了串聯(lián)布置并與節(jié)流部53同軸的校準(zhǔn)節(jié)流部。在相對(duì)端，段144開(kāi)口至最終的軸向段130，該軸向段130的通路段大于段144的通路段，并且限定了通道42在表面149上的出口。在所有的上述實(shí)施方式中，當(dāng)閘門(mén)47處于打開(kāi)位置時(shí)在使用中在控制腔26和排放通道中出現(xiàn)的壓降被劃分為與沿著通道42串聯(lián)布置的校準(zhǔn)節(jié)流部個(gè)數(shù)一樣多的壓降。考慮圖1中串聯(lián)的兩個(gè)校準(zhǔn)節(jié)流部，在圖17中定性地表示了通過(guò)通道42而離開(kāi)控制腔26的燃料的實(shí)驗(yàn)壓力趨勢(shì)。P表示控制腔26內(nèi)的壓力，P2表示第二校準(zhǔn)節(jié)流部上游的壓力，Pscae表示排放環(huán)境中的壓力或者更確切地說(shuō)表示密封區(qū)下游的壓力，并且Pvapqk表示蒸汽壓。

在橫坐標(biāo)上表示了沿著通道12的相對(duì)于腔26的線性距離。具體地說(shuō):Xa1:緊臨校準(zhǔn)節(jié)流部53下游的位置，Xa2:徑向通道44中的一個(gè)的中間位置，Xten:表面48與49之間的密封件的位置，Xscae:壓力穩(wěn)定在排放環(huán)境值時(shí)的位置。由于該系列校準(zhǔn)節(jié)流部，圖16中所示的壓降被劃分為兩個(gè)連續(xù)的壓降:大體上，壓力沒(méi)有降到蒸汽壓Pvapot以下，所以氣穴現(xiàn)象和由此導(dǎo)致的燃料流的蒸發(fā)都得以避免。校準(zhǔn)節(jié)流部的數(shù)量越多，出現(xiàn)氣穴的可能性越小。如上所述，對(duì)于限定了校準(zhǔn)節(jié)流部的孔，在穿過(guò)該孔的流速與該孔上游和下游的壓差之間存在密切關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射器(I)，所述噴射器端部具有噴嘴以將燃料噴射到相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中，該噴射器包括: 中空噴射器主體(2)，該中空噴射器主體(2)沿著軸線(3)方向延伸； 計(jì)量伺服閥(5)，該計(jì)量伺服閥被容納在所述噴射器主體(2)中并包括: a)電致動(dòng)器(15)； b)控制腔(26)，該控制腔(26)與燃料入口⑷連通并與燃料排放通道(42)連通；所述控制腔(26)內(nèi)的壓力控制所述噴嘴的打開(kāi)/關(guān)閉； c)閘門(mén)(47)，該閘門(mén)響應(yīng)于所述電致動(dòng)器(15)的動(dòng)作而在所述排放通道(42)的出口關(guān)閉時(shí)的關(guān)閉位置與所述排放通道(42)打開(kāi)時(shí)的打開(kāi)位置之間軸向地運(yùn)動(dòng)，以改變所述控制腔(26)內(nèi)的壓力； 其特征在于，所述排放通道(42)包括三個(gè)節(jié)流部(53，44，79)，所述三個(gè)節(jié)流部具有校準(zhǔn)通路段并且彼此串聯(lián) 布置，以引起所述排放通道(42)打開(kāi)時(shí)的對(duì)應(yīng)壓降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射器，其特征在于，所述校準(zhǔn)節(jié)流部中的兩個(gè)(53，79)沿著所述軸線⑶方向布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴射器，其特征在于，所述排放通道(42)相對(duì)于所述噴射器主體(2)處于固定位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴射器，其特征在于，所述節(jié)流部(53，44，79)由彼此不同的各個(gè)主體(33b, 54b, 78)來(lái)限定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴射器，其特征在于，所述主體中的一個(gè)(54b)被容納在所述主體(X)中的另一個(gè)(78)之中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴射器，其特征在于，所述主體中的一個(gè)由通過(guò)過(guò)盈配合而與所述主體中的另一個(gè)(78)結(jié)合的插入件(78)來(lái)限定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴射器，其特征在于，所述插入件(78)沿著所述軸線(3)方向布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的噴射器，其特征在于，所述主體中的一個(gè)由被布置成與所述主體中的另一個(gè)(78)軸向接觸的板(33b)來(lái)限定，并且在一側(cè)將所述控制腔(26)軸向界定。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-8中的任一項(xiàng)所述的噴射器，其特征在于，所述噴射器包括引導(dǎo)件(38)，該引導(dǎo)件設(shè)置在相對(duì)于所述噴射器主體(2)的固定位置處，并具有用于在所述打開(kāi)位置和所述關(guān)閉位置之間引導(dǎo)所述閘門(mén)的側(cè)表面(39);所述排放通道(42)在所述側(cè)表面(39)上的某一位置限定了一開(kāi)口，從而使得當(dāng)所述閘門(mén)處于其關(guān)閉位置時(shí)由于燃料而導(dǎo)致的軸向合力大致為零。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴射器，其特征在于，所述引導(dǎo)件由軸向桿(38)限定，并且其特征在于，所述閘門(mén)由套筒(18)限定。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的噴射器，其特征在于，考慮到所述流體從所述控制腔(26)流出到所述排放通道(42)中的方向，在所述引導(dǎo)件(38)中形成所述節(jié)流部(44)的末段。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴射器，其特征在于，所述噴射器包括沿徑向界定所述控制腔(26)的管狀閥主體(75);其特征在于，所述軸向桿(38)限定了與所述管狀閥主體(75)不同的部件(76 ；78)的一部分；并且其特征在于在如下位置處分別形成所述三個(gè)校準(zhǔn)節(jié)流部: 在所述部件(78)中； 在容納在所述部件(78)中的插入件(54b)中；以及 在盤(pán)(33b)中，所述盤(pán)(33b)被布置成在一側(cè)與所述部件(78)沿軸向接觸并且在另一側(cè)接觸所述管狀閥主體(75)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的噴射器，其特征在于，在穿出所述側(cè)表面(39)的至少一個(gè)直出口段(44)中，得到所述節(jié)流部的末段。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的噴射器，其特征在于，所述直出口段(59)相對(duì)于所述軸線(3)傾斜了除90°之外的角度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噴射器，其特征在于，所述直出口段(59)相對(duì)于所述軸線(3)的傾斜角度在30°與45°之間。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的噴射器，其特征在于，考慮從所述控制腔(26)流入所述排放通道(42)的流動(dòng)方向，所述節(jié)流部中的第一個(gè)(53)所關(guān)聯(lián)的壓降比后續(xù)節(jié)流部(44)所關(guān) 聯(lián)的壓降要大。
全文摘要
本發(fā)明涉及配備有計(jì)量伺服閥的內(nèi)燃機(jī)用燃料噴射器。一種燃料噴射器(1)，具有噴射器主體(2)和控制桿(10)，控制桿可在噴射器主體中沿著軸線(3)運(yùn)動(dòng)以控制噴嘴的打開(kāi)/關(guān)閉，噴嘴將燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中；噴射器主體(2)容納具有控制腔(26)的計(jì)量伺服閥(5)，控制腔(26)由控制桿(10)軸向地界定并且與入口(4)連通而且與排放通道(42)連通；計(jì)量伺服閥設(shè)置有閘門(mén)(47)，閘門(mén)在具有排放通道出口的軸向引導(dǎo)件(38)上軸向滑動(dòng)，以打開(kāi)和關(guān)閉排放通道,從而改變控制腔內(nèi)的壓力；排放通道具有至少兩個(gè)節(jié)流部(53,44)，這兩個(gè)節(jié)流部具有校準(zhǔn)通路段并彼此串聯(lián)布置，以沿著排放通道來(lái)劃分壓降。
文檔編號(hào)F02M47/02GK103206326SQ201310103289
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者馬里奧·里科, 拉法埃萊·里科, 塞爾焦·斯圖基, 奧諾弗里奧·德·米凱萊 申請(qǐng)人:C.R.F.阿西安尼顧問(wèn)公司