本實(shí)用新型涉及向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中噴射燃料，尤其涉及一種用于燃料噴射裝置的壓力控制閥組件以及包括這種壓力控制閥組件的燃料噴射裝置。

背景技術(shù)：

用于將燃料直接噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的燃料噴射裝置已被知曉。燃料噴射裝置通常包括針閥組件和用于控制針閥組件開關(guān)的壓力控制閥組件。壓力控制閥組件通過(guò)控制由針閥組件的針閥元件和殼體限定的壓力控制腔中的壓力使針閥組件的針閥元件運(yùn)動(dòng)，以打開或關(guān)閉針閥組件的噴射孔。

圖1示意性地顯示了現(xiàn)有的用于控制針閥組件的開關(guān)的壓力控制閥組件的一部分。如圖1所示，現(xiàn)有的壓力控制閥組件1大體包括由殼體的一部分限定的閥座3、安裝到驅(qū)動(dòng)桿5上的球座7、以及安放在球座7上的密封球9。在限定閥座3的殼體中形成有與由針閥組件的針閥元件和殼體限定的壓力控制腔(未示出)連通的節(jié)流通道11。密封球9用于打開或封堵節(jié)流通道11。當(dāng)驅(qū)動(dòng)桿5向下移動(dòng)使得密封球9抵靠閥座3并且封堵節(jié)流通道11時(shí)，在來(lái)自高壓燃料進(jìn)口的高壓燃料的作用下壓力控制腔中的壓力升高，使得針閥組件的針閥元件運(yùn)動(dòng)以關(guān)閉針閥組件的噴射孔，停止燃料噴射。當(dāng)驅(qū)動(dòng)桿5向上移動(dòng)使得密封球9離開閥座3并且打開節(jié)流通道11時(shí)，壓力控制腔中的高壓燃料經(jīng)過(guò)節(jié)流通道11排出，使得壓力控制腔中的壓力降低，針閥組件的針閥元件向相反方向運(yùn)動(dòng)以打開針閥組件的噴射孔，從而向燃燒室噴射燃料。

由針閥組件的針閥元件和殼體限定的壓力控制腔通常處于例如1600-2000巴的高壓，而處于節(jié)流通道11另一端的壓力控制閥組件通常處于例如大氣壓的低壓狀態(tài)。當(dāng)壓力控制腔中的高壓燃料經(jīng)過(guò)節(jié)流通道11排出時(shí)，這種巨大的壓差會(huì)導(dǎo)致經(jīng)過(guò)節(jié)流通道11排出的燃料汽化而產(chǎn)生蒸汽。當(dāng)蒸汽所形成的氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的沖擊力會(huì)造成節(jié)流通道周圍的閥座區(qū)域產(chǎn)生氣蝕和顆粒磨損，從而導(dǎo)致在密封球抵靠閥座時(shí)對(duì)節(jié)流通道密封不嚴(yán)，影響燃料噴射裝置的正常運(yùn)行。

因此，需要對(duì)現(xiàn)有的用于燃料噴射裝置的壓力控制閥組件進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于燃料噴射裝置的壓力控制閥組件以及包括壓力控制閥組件的燃料噴射裝置，這種壓力控制閥組件能夠減少或消除在高壓燃料經(jīng)過(guò)節(jié)流通道排出所形成的氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的沖擊力對(duì)節(jié)流通道周圍的閥座區(qū)域產(chǎn)生的氣蝕和磨損，確保在對(duì)節(jié)流通道進(jìn)行封堵時(shí)的密封效果。

根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種壓力控制閥組件，包括：

殼體；

由所述殼體的一部分形成的閥座，所述閥座限定了圓錐形的凹腔；

形成在所述殼體中的節(jié)流通道，所述節(jié)流通道將壓力控制腔與所述凹腔連通；

形成在所述殼體中并且與所述凹腔連通的回流通道；

能夠在所述殼體中縱向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)桿；

安裝到所述驅(qū)動(dòng)桿上以便隨著所述驅(qū)動(dòng)桿移動(dòng)的密封錐體，所述密封錐體能夠抵靠或移離所述凹腔的表面，以封堵或打開所述節(jié)流通道；

用于致動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)桿以使所述密封錐體移離所述凹腔的表面的致動(dòng)裝置；以及

作用在所述驅(qū)動(dòng)桿上以使所述密封錐體抵靠所述凹腔的表面的彈簧；

其特征在于，所述密封錐體包括密封頭部，所述密封頭部包括靠近所述驅(qū)動(dòng)桿一側(cè)的第一截錐形部分以及與所述第一截錐形部分相連的第二截錐形或圓錐形部分，所述第一截錐形部分與所述第二截錐形或圓錐形部分之間形成一條環(huán)形線，所述密封錐體在所述環(huán)形線位置與所述凹腔的表面形成密封接觸。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種燃料噴射裝置，包括：

如上所述的壓力控制閥組件；以及

針閥組件；

其中，所述針閥組件根據(jù)所述壓力控制腔中的壓力變化打開以噴射燃料或關(guān)閉以停止噴射燃料。

根據(jù)本實(shí)用新型，由于所述密封錐體在所述環(huán)形線位置與所述凹腔的表面形成密封接觸，在不改變所述密封錐體與所述凹腔的表面的接觸位置的情況下，通過(guò)改變改變第一截錐形部分的母線和/或第二截錐形或圓錐形部分的母線相對(duì)于圓錐形凹腔的表面所形成的角度來(lái)改變閥座與密封錐體的密封頭部限定的供高壓燃料通過(guò)的空間間隙，以改變高壓燃料的流態(tài)和流向，從而最終減小或消除由高壓燃料蒸汽所形成的氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的沖擊力對(duì)節(jié)流通道周圍的閥座區(qū)域造成的氣蝕和顆粒磨損，確保對(duì)節(jié)流通道的可靠密封，進(jìn)而確保燃料噴射裝置的正常運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

在附圖中：

圖1示意性地顯示了現(xiàn)有的用于控制針閥組件的開關(guān)的壓力控制閥組件的一部分；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的燃料噴射裝置的示意性剖視圖；以及

圖3示意性地顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的用于控制針閥組件的開關(guān)的壓力控制閥組件的一部分。

為了清楚地顯示和理解本實(shí)用新型，在圖中省略或簡(jiǎn)化了一些公知部件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合示例詳細(xì)描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，這些示例性實(shí)施例并不意味著對(duì)本實(shí)用新型形成任何限制。

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的燃料噴射裝置的示意性剖視圖，圖3示意性地顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的用于控制針閥組件的開關(guān)的壓力控制閥組件的一部分。如圖2和圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型的燃料噴射裝置21大體包括殼體23、設(shè)置在殼體23中的針閥組件25和設(shè)置在殼體23中并且用于控制針閥組件25的開關(guān)的壓力控制閥組件27。為了簡(jiǎn)化起見，在附圖中殼體23形成為一個(gè)整體，但應(yīng)理解的是，為了便于制造和組裝，殼體23可以由多個(gè)部分組成。

針閥組件25大體包括設(shè)置在殼體23中并且可沿著縱向方向移動(dòng)的針閥元件29。正如所公知的，針閥元件29的一部分(圖2中的上部部分)29a大體呈具有較大直徑的圓柱形，針閥元件29的另一部分(圖2中的下部部分)29b大體呈具有較小直徑的圓柱形并且具有錐形尖端29c。針閥元件29的一部分29a的端部與殼體23一起在殼體23中限定壓力控制腔31，壓力控制腔31的容積可以隨著針閥元件29縱向向下移動(dòng)而增大或縱向向上移動(dòng)而減小。在針閥元件29的另一部分29b的周圍由殼體23限定了環(huán)繞針閥元件29的另一部分29b的噴嘴壓力室33，在噴嘴壓力室33的末端(圖2中殼體23下端)形成有噴嘴孔35。當(dāng)針閥元件29縱向向下移動(dòng)時(shí)，針閥元件29的錐形尖端29c可以抵靠噴嘴孔35以便將噴嘴孔35封閉住；當(dāng)針閥元件29縱向向上移動(dòng)時(shí)，針閥元件29的錐形尖端29c可以移離噴嘴孔35以便打開噴嘴孔35。在針閥元件29上還設(shè)置有彈簧37，其作用總是趨于將針閥元件29的錐形尖端29c壓靠到噴嘴孔35上。在殼體23上還形成有將壓力控制腔31與高壓燃料進(jìn)口39連通的第一流體通道41以及將噴嘴壓力室33與高壓燃料進(jìn)口39連通的第二流體通道43。

壓力控制閥組件27大體包括由殼體23的一部分形成的閥座45、能夠在殼體23中縱向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)桿47、安裝到驅(qū)動(dòng)桿47上以便隨著驅(qū)動(dòng)桿47移動(dòng)的密封錐體49、以及用于致動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿47的致動(dòng)裝置51。閥座45限定了大體呈圓錐形的凹腔53并且在殼體23中還形成有將壓力控制腔31與凹腔53連通的節(jié)流通道55。密封錐體49包括例如為圓柱形的主體部49a和圓錐形的密封頭部49b。當(dāng)然，省略主體部49a也是可行的。密封頭部49b包括與主體部49a相連的第一截錐形部分49c以及與第一截錐形部分49c相連的第二截錐形或圓錐形部分49d。由于第一截錐形部分49c的母線和第二截錐形或圓錐形部分49d的母線相對(duì)于圓錐形凹腔53的表面所形成的角度不同，在第一截錐形部分49c與第二截錐形或圓錐形部分49d之間形成一條環(huán)形線。當(dāng)密封頭部49b抵靠閥座45時(shí)正是在該環(huán)形線位置與閥座45形成緊密的密封接觸，從而封堵或關(guān)閉節(jié)流通道55。

用于致動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿47的致動(dòng)裝置51可以為電動(dòng)或液壓致動(dòng)裝置。在優(yōu)選實(shí)施例中，致動(dòng)裝置51被顯示為通過(guò)導(dǎo)線57與電源(未示出)相連的電磁線圈，驅(qū)動(dòng)桿47則由能夠被電磁線圈產(chǎn)生的電磁力吸引的磁性材料制成。在殼體23中還設(shè)置有作用在驅(qū)動(dòng)桿47上的彈簧59，彈簧59總是趨于推動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿47向著閥座45運(yùn)動(dòng)，以便將密封錐體49的密封頭部49b壓靠在閥座45上，從而封堵或關(guān)閉節(jié)流通道55。在殼體23中還形成用于將凹腔53與外部低壓回路(未示出)連通的回流通道61。為了確保驅(qū)動(dòng)桿47沿著正確的方向移動(dòng)，可以在凹腔53上方可以設(shè)置驅(qū)動(dòng)桿47由其穿過(guò)的導(dǎo)向隔板63，導(dǎo)向隔板63上形成的通孔65使得凹腔53與回流通道61連通。

以下結(jié)合附圖2詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)用新型的燃料噴射裝置的運(yùn)行。

在開始階段，電磁線圈51沒(méi)有通電，沒(méi)有電磁吸力作用到由磁性材料制成的驅(qū)動(dòng)桿47上。在由設(shè)置在驅(qū)動(dòng)桿47的上端的彈簧59施加的推力的作用下，驅(qū)動(dòng)桿47被推動(dòng)向著閥座45運(yùn)動(dòng)，使得安裝到驅(qū)動(dòng)桿47上的密封錐體49的密封頭部49b壓靠在閥座45上，從而封堵或關(guān)閉節(jié)流通道55。此時(shí)，壓力控制腔31通過(guò)第一流體通道41與高壓燃料進(jìn)口39連通，并且噴嘴壓力室33通過(guò)第二流體通道43也與高壓燃料進(jìn)口39連通。在這種情況下，壓力控制腔31和噴嘴壓力室33都處于高壓狀態(tài)。由于針閥元件29限定壓力控制腔31的部分29a的直徑大于針閥元件29位于噴嘴壓力室33中的部分29b的直徑，產(chǎn)生作用在針閥元件29上的向下的力差。作為該力差和彈簧37共同作用的結(jié)果，針閥元件29被朝向噴嘴孔35推動(dòng)而縱向向下移動(dòng)，針閥元件29的錐形尖端29c抵靠噴嘴孔35，使得噴嘴孔35被封堵住，因此，高壓燃料不能通過(guò)噴嘴孔35被噴出。

隨后，當(dāng)電流施加到電磁線圈51上時(shí)，電磁線圈51產(chǎn)生的電磁力克服彈簧59的作用力將驅(qū)動(dòng)桿47遠(yuǎn)離閥座45向上吸引，使得密封錐體49的密封頭部49b隨著驅(qū)動(dòng)桿47移離閥座45，處于高壓狀態(tài)的壓力控制腔31通過(guò)節(jié)流通道55與閥座45限定的凹腔53連通。由于凹腔53通過(guò)回流通道61與外部低壓回路連通，因而壓力控制腔31中的壓力迅速下降。但此時(shí)，噴嘴壓力室33中依然以高壓為主。在噴嘴壓力室33中高壓的作用下，針閥元件29克服彈簧37的作用力以及由壓力控制腔31中的壓力引起的液壓力而軸向向上運(yùn)動(dòng)，使得針閥元件29的錐形尖端29c移離噴嘴孔35。因此，來(lái)自燃料供應(yīng)通路(未示出)的高壓燃料經(jīng)高壓燃料進(jìn)口39、第二流體通道43、噴嘴壓力室33和噴嘴孔35被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。

當(dāng)施加到電磁線圈51的電流被切斷時(shí)，電磁力消失，在由驅(qū)動(dòng)桿47上端的彈簧59施加的推力的作用下，燃料噴射裝置1返回關(guān)閉狀態(tài)，終止燃料噴射。上述過(guò)程周而復(fù)始地進(jìn)行，從而將燃料源源不斷地噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。

在采用密封球來(lái)封堵節(jié)流通道的現(xiàn)有燃料噴射裝置中，當(dāng)密封球的直徑確定后，密封球的形狀也就定型了，打開節(jié)流通道時(shí)，由閥座和密封球限定的供高壓燃料通過(guò)的空間間隙也是確定的，因此，高壓燃料的流態(tài)和流向也是確定的。與現(xiàn)有技術(shù)不同，根據(jù)本實(shí)用新型的燃料噴射裝置，采用了具有密封頭部的密封錐體代替密封球、并且密封頭部包括第一截錐形部分以及與第一截錐形部分相連的第二截錐形或圓錐形部分。在這種情況下，即使在第一截錐形部分與第二截錐形或圓錐形部分之間的環(huán)形線(圓)的直徑確定的情況下，仍然可以通過(guò)改變第一截錐形部分的母線和/或第二截錐形或圓錐形部分的母線相對(duì)于圓錐形凹腔的表面所形成的角度來(lái)改變閥座與密封錐體的密封頭部限定的供高壓燃料通過(guò)的空間間隙，以改變高壓燃料的流態(tài)和流向，從而最終減小或消除由高壓燃料蒸汽所形成的氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的沖擊力對(duì)節(jié)流通道周圍的閥座區(qū)域造成的氣蝕和顆粒磨損，確保對(duì)節(jié)流通道的可靠密封，進(jìn)而確保燃料噴射裝置的正常運(yùn)行。

以上結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)描述。顯然，以上描述以及在附圖中示出的實(shí)施例均應(yīng)被理解為是示例性的，而不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。例如，在優(yōu)選實(shí)施例中結(jié)合燃料噴射裝置描述了本實(shí)用新型的壓力控制閥組件，當(dāng)應(yīng)理解的是，本實(shí)用新型的壓力控制閥組件可適用于任何需要間斷地排出高壓流體并且會(huì)導(dǎo)致潛在的氣蝕和顆粒磨損的裝置中。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以在不脫離本實(shí)用新型的精神的情況下對(duì)其進(jìn)行各種變型或修改，這些變型或修改均不脫離本實(shí)用新型的范圍。