專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓燃料噴射器的止回閥的制作方法
高壓燃料噴射器的止回閥相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)參考并要求2010年12月3日提交的系列號(hào)第61/419，585號(hào)的題為“高壓柴油燃料噴射器中的結(jié)構(gòu)幾何形狀(Structural Geometry In A High-pressure DieselFuel Injector)”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益。上述的臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)在此其整體內(nèi)容以參見(jiàn)的方式納入本文。
背景技術(shù)：
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中通常使用液壓致動(dòng)、電子控制的高壓?jiǎn)卧饺剂蠂娚淦飨到y(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，流體通過(guò)共用儲(chǔ)油歧管以高壓供應(yīng)至缸蓋內(nèi)的一系列燃料噴射器單元。每個(gè)噴射器包括電子控制閥，其控制高壓流體的施加以提供將燃料噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的力。每個(gè)高壓燃料噴射器具有致動(dòng)流體控制閥，該致動(dòng)流體控制閥被電子控制以控制致動(dòng)流體流入噴射器的定時(shí)和噴射量。該致動(dòng)流體控制閥啟動(dòng)和終止噴射過(guò)程。代表性的高壓燃料噴射器具有柱塞，當(dāng)噴射器中的電子控制閥響應(yīng)于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的信號(hào)而打開(kāi)時(shí)，該柱塞在內(nèi)部加壓室內(nèi)通過(guò)來(lái)自?xún)?chǔ)油歧管的流體移位。流體經(jīng)由柱塞作用，以將加壓室內(nèi)的燃料壓力放大到如下量級(jí)，該量級(jí)足以迫使在燃料噴射器的出口處的通常關(guān)閉的閥打開(kāi)。當(dāng)后一閥打開(kāi)時(shí)，放大的燃料壓力迫使燃料通過(guò)出口并進(jìn)入燃燒室。終止到電子控制閥的控制信號(hào)就終止了噴射。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，在燃料噴射器出口處的閥返回到正常關(guān)閉狀態(tài)，且流體流自?xún)?chǔ)油歧管以重新填充加壓室，迫使柱塞在該過(guò)程中縮回。

高壓燃料噴射器通常包括止回閥，該止回閥在噴射器泵元件和噴射器噴嘴元件之間的燃料路徑上。該止回閥設(shè)計(jì)成防止燃料在完成燃料的遞送后回流入泵元件。該止回閥還防止燃?xì)庠谶@種氣體穿過(guò)與噴嘴元件相關(guān)的閥的情形中進(jìn)入泵元件。

發(fā)明內(nèi)容
一種高壓燃料噴射器包括至少部分地限定可變?nèi)莘e加壓室的加壓部分。噴嘴部分具有縱向孔、噴嘴室、孔口以及噴嘴閥。該噴嘴閥可在阻斷噴嘴室和孔口之間的流體連通的第一位置與打開(kāi)噴嘴室和孔口之間的流體連通的第二位置之間可滑動(dòng)地布置在縱向孔中。止回閥介于該加壓室和噴嘴室之間，用于控制它們之間的流體連通。止回閥包括外殼，該外殼包括上部分、下部分和介于上、下部分之間的中間部分。該外殼限定止回閥室。閥構(gòu)件定位在止回閥室中，并可在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間液壓氣動(dòng)地移動(dòng)，該打開(kāi)位置允許從加壓室到噴嘴室的流體連通，該關(guān)閉位置防止從噴嘴室到加壓室的流體連通。


圖1是高壓燃料噴射器的剖視圖。圖2是進(jìn)一步示出圖1的燃料噴射器的止回閥組件的放大剖視圖。圖3是來(lái)自圖1的燃料噴射器閥的止回閥組件的分解立體圖。圖4是圖2的止回閥組件的剖視圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，高壓燃料噴射器10通常包括加壓部分12和噴嘴部分14。加壓部分12包括具有縱向孔18的增強(qiáng)器本體16。柱塞20可滑動(dòng)地安裝在縱向孔18中。加壓部分12至少部分地限定可變?nèi)莘e加壓室22。具體地，縱向孔在柱塞20下方的容積限定出加壓室
22。該容積隨著柱塞20在縱向孔18中的上下移動(dòng)而變化。圍繞柱塞20同心安裝的螺旋彈簧24通常沿縱向孔18向上偏置柱塞20?；钊?6定位在縱向孔18中在柱塞20上方。安裝在增強(qiáng)器本體16的上端上的控制閥本體28將活塞26、柱塞20和彈簧24固定在縱向孔18內(nèi)。控制閥體28包括流體入口 30，流體入口 30連接至諸如高壓歧管(圖未示)的外部高壓流體源。閥本體28承載電致動(dòng)控制閥32，諸如伺服閥，用于控制向活塞26施加高壓流體。該控制閥32響應(yīng)于控制信號(hào)可在第一(關(guān)閉)位置和第二 (打開(kāi))位置之間移動(dòng)，在該第一位置中，流體到活塞26的流動(dòng)被阻斷，而在該第二位置中，高壓流體被施加至活塞。當(dāng)控制閥32關(guān)閉時(shí)，螺旋彈簧24在縱向孔18中向上偏置柱塞20。當(dāng)控制閥32打開(kāi)時(shí)，高壓流體被施加至活塞26，致使柱塞20在縱向孔18中向下移動(dòng)。噴嘴部分14包括彈簧保持架40和噴嘴本體41。雖然彈簧保持架40和噴嘴本體41被示出為單獨(dú)部件，它們也可以形成為一體單元。彈簧保持架40和噴嘴本體41限定縱向孔42，該縱向孔42終止于噴嘴孔口 44。噴嘴閥46可滑動(dòng)地布置在縱向孔42中以在第一(關(guān)閉)位置和第二 (打開(kāi))位置之間移動(dòng)，該第一(關(guān)閉)位置阻斷噴嘴室48和孔口 44之間的流體連通，該第二 (打開(kāi))位置打開(kāi)噴嘴室48和孔口 44之間的流體連通。螺旋彈簧50定位在彈簧保持架40中，在噴嘴閥46上方，用于通常將噴嘴閥偏置到其第一(關(guān)閉)位置。止回閥組件52介于加壓室22和噴嘴室48之間，用于控制它們之間的流體連通。止回閥組件52包括外殼54,外殼54具有上部分56、下部分58和介于上、下部分之間的中間部分60。外殼部分56-60通過(guò)多個(gè)接合銷(xiāo)61固定在一起。外殼部分56-60為大致盤(pán)形并限定止回閥室62。止回閥室62包括上壁、下壁66以及側(cè)壁68，上壁64由外殼上部分56限定、下壁66由外殼下部分58限定，側(cè)壁68至少部分地由外殼中間部分60限定并在上壁64和下壁66之間延伸。相比于現(xiàn)有技術(shù)的兩件式設(shè)計(jì)，外殼54的多件式構(gòu)造便于制造并降低在不斷升高的噴射壓力下的應(yīng)力。定位在止回閥室62內(nèi)的閥構(gòu)件70可在第一(打開(kāi))位置和第二(關(guān)閉)位置之間液壓氣動(dòng)地移動(dòng)，第一(打開(kāi))位置允許從加壓室22到噴嘴室48的流體連通，第二(關(guān)閉)位置防止從噴嘴室48到加壓室22的流體連通。所示的實(shí)施例中，閥構(gòu)件70包括擋板72。擋板72大致為盤(pán)形并包括上表面74、下表面76和在其上表面74和下表面76之間延伸的多個(gè)流體通道78。所示的實(shí)施例中，流體通道78包括在擋板的外邊緣中的扇形切口。流體通道78可采取多種其它構(gòu)造，包括但不限于美國(guó)專(zhuān)利N0.5，797，427中所述的類(lèi)型，該公開(kāi)的整體以參見(jiàn)的方式納入本文。擋板72可包括排泄口 77以允許流體緩慢地穿過(guò)、例如滲出擋板72，以平衡擋板兩端的壓力。外殼上部分56限定流體通道80，流體通道80允許加壓室22和止回閥室62之間的流體連通。流體通 道80在外殼上部分56的上表面82和止回閥室62的上壁64之間延伸。流體通道80的上端打開(kāi)到加壓室22并與加壓室22流體連通。
外殼下部分58限定流體通道86，流體通道86允許止回閥室62和噴嘴室48之間的流體連通。流體通道86在止回閥室62的下壁66和外殼下部分58的下表面88之間延伸。流體通道86的下端通過(guò)由彈簧保持架40和噴嘴本體41所限定的流體通道90流體地連接至噴嘴室48。錐形螺母92螺接到增強(qiáng)器本體16的下端上。當(dāng)將燃料噴射器10安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)(圖未示)中時(shí)，錐形螺母92從增強(qiáng)器本體16穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)壁而延伸至燃燒室(未圖示)，增強(qiáng)器本體16在發(fā)動(dòng)機(jī)的外部處。錐形螺母92容納止回閥組件52和噴嘴部件，例如彈簧保持架40、噴嘴本體41、噴嘴閥46和螺旋彈簧50。當(dāng)錐形螺母92螺接到增強(qiáng)器本體16上時(shí)，止回閥組件52和噴嘴部件以在錐形螺母92和增強(qiáng)器本體16之間的堆疊關(guān)系而被夾緊入位。高壓燃料噴射器10包括供應(yīng)通道94，供應(yīng)通道94將加壓室22與諸如燃料歧管(圖未示)的外部燃料源流體連接。在這點(diǎn)上，錐形螺母92包括多個(gè)流體端口 96。當(dāng)噴射器10安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)中時(shí)，端口 96與燃料歧管對(duì)準(zhǔn)。端口 96允許燃料流入由錐形螺母92、止回閥組件52和彈簧保持架40之間的間隙所限定的低壓燃料室98。如可從圖1看到的，止回閥組件52介于低壓燃料室98和加壓室22之間。止回閥組件52包括在低壓燃料室98和加壓室22之間延伸的流體通道100。第二止回閥102沿流體通道定位。第二止回閥102包括呈球形式的閥構(gòu)件104。該閥構(gòu)件104可在第一(打開(kāi))位置和第二 (關(guān)閉)位置之間液壓氣動(dòng)地移動(dòng)，該第一(打開(kāi))位置允許從低壓燃料室98至加壓室22的流體連通，該第二 (關(guān)閉)位置防止從加壓室22至低壓燃料室98的流體連通。流體通道可包括邊緣過(guò)濾器101(見(jiàn)圖3)，用于過(guò)濾來(lái)自流過(guò)通道100的燃料的碎屑。所示的實(shí)施例中，邊緣過(guò)濾器形成在外殼下部分58的上表面中?；蛘撸吘夁^(guò)濾器可形成在外殼中間部分60的下表面中，或與外殼中間部分58和下部分60的相對(duì)面組合。
燃料噴射器10的運(yùn)行被控制成響應(yīng)于來(lái)自控制器(圖未示)、諸如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的控制信號(hào)。具體地，該控制器遞送控制控制閥32的運(yùn)行的信號(hào)，以調(diào)節(jié)流向燃料噴射器10的致動(dòng)流體的定時(shí)和流量。該控制閥32啟動(dòng)和終止噴射過(guò)程。當(dāng)控制閥32被打開(kāi)時(shí)，流體流過(guò)該閥并被施加至活塞26以在加壓室22中向下移位活塞20。當(dāng)活塞20下降時(shí)，燃料通過(guò)通道80從加壓室22排出并進(jìn)入止回閥室62。高壓流體的重力和/或向下的力將第二閥件104偏置到其就坐位置，以防止來(lái)自加壓室22和低壓燃料室98的流體。流過(guò)通道80的高壓燃料撞擊在擋板72的上表面74上，致使擋板72從止回閥室62的上壁64離開(kāi)閥座。由作用在擋板72的上表面74上的噴射壓力提供的打開(kāi)載荷克服了作用在板72的下表面上的剩余壓力，以抵靠上壁64來(lái)保持板72。一旦該密封破裂，則穿過(guò)燃料遞送打開(kāi)通道80的高壓燃料使擋板72向下移動(dòng)，直到板72抵靠止回閥室62中的環(huán)向突起而座落在閥打開(kāi)位置中。擋板72處于其打開(kāi)位置時(shí)，燃料向下穿過(guò)在擋板72的上表面74上方的通道80到流體通道78，穿過(guò)流體通道78并流出外殼下部分60中的流體通道86。然后，燃料流過(guò)彈簧保持架40和噴嘴本體41中的遞送通道90并進(jìn)入噴嘴室48。室48中的燃料壓力抵抗噴嘴閥46作用并抵抗螺旋彈簧50的力而迫使噴嘴閥向上。通常，第一壓力波足以使得噴嘴閥46離開(kāi)閥座并開(kāi)始燃料噴射。如果壓力波不足以提升噴嘴閥46，則緊接下來(lái)的形成的壓力將這樣做。當(dāng)噴嘴閥46從孔口 44離開(kāi)閥座時(shí)，燃料穿過(guò)該孔口并被遞送至相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。終止到控制閥32的控制信號(hào)就終止了噴射。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，螺旋彈簧24使柱塞20在加壓室22中向上縮回，且室22中的壓力快速地降低。隨著這些情形發(fā)生，噴嘴室48中的壓力也快速地下降且噴嘴閥46關(guān)閉。當(dāng)噴嘴室48中的壓力下降到噴嘴閥48的關(guān)閉壓力時(shí)，燃料噴射終止，該關(guān)閉壓力例如通過(guò)螺旋彈簧50設(shè)定。止回閥室62中的剩余壓力將擋板72向上抵靠室62的上壁64以防止燃料反向流入室22并維持汽缸燃燒氣體侵入噴射器通道80和加壓室22的屏障。另外，當(dāng)柱塞20縮回時(shí)，燃料通過(guò)入口通道100被抽入室。閥構(gòu)件104離開(kāi)閥座以允許燃料從低壓燃 料室98流動(dòng)并進(jìn)入加壓室22。
權(quán)利要求
1.一種高壓燃料噴射器，包括: 加壓部分，所述加壓部分至少部分地限定可變?nèi)莘e加壓室； 具有縱向孔、噴嘴室、孔口以及噴嘴閥的噴嘴部分，所述噴嘴閥可在阻斷所述噴嘴室和所述孔口之間的流體連通的第一位置與打開(kāi)所述噴嘴室和所述孔口之間的流體連通的第二位置之間滑動(dòng)地布置在所述縱向孔中； 止回閥，所述止回閥介于所述加壓室和所述噴嘴室之間，用于控制它們之間的流體連通，所述止回閥包括: 外殼，所述外殼包括上部分、下部分和介于上、下部分之間的中間部分，所述外殼限定止回閥室；以及 閥構(gòu)件，所述閥構(gòu)件定位在所述止回閥室中并可在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間液壓氣動(dòng)地移動(dòng)，所述打開(kāi)位置允許從所述加壓室到所述噴嘴室的流體連通，所述關(guān)閉位置防止從所述噴嘴室 到所述加壓室的流體連通。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓燃料噴射器，其特征在于，所述閥構(gòu)件包括擋板。
3.如權(quán)利要求2所述的高壓燃料噴射器，其特征在于，所述擋板大致為盤(pán)形，并包括上表面、下表面和在其上表面和下表面之間延伸的多個(gè)流體通道。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓燃料噴射器，其特征在于，所述止回閥室包括上壁、下壁以及側(cè)壁，所述上壁由外殼上部分限定、所述下壁由外殼下部分限定，所述側(cè)壁在所述上壁和所述下壁之間延伸并至少部分地由外殼中間部分限定。
5.如權(quán)利要求4所述的高壓燃料噴射器，其特征在于，所述外殼上部分限定流體通道，該外殼上部分的流體通道允許所述加壓室與外殼室之間的流體連通，以及其中，所述外殼下部分限定流體通道，該外殼下部分的流體通道允許所述外殼室和所述噴嘴室之間的流體連通。
6.如權(quán)利要求1所述的高壓燃料噴射器，其特征在于，還包括將所述加壓室與燃料源流體連接的燃料供應(yīng)通道；以及其中，所述止回閥沿所述供應(yīng)通道插入并包括可在允許從燃料源到加壓室的流體連通的打開(kāi)位置與防止加壓室到燃料室的流體連通的第二位置之間液壓氣動(dòng)地移動(dòng)的第二閥構(gòu)件。
7.如權(quán)利要求1所述的高壓燃料噴射器，其特征在于，各外殼部分基本上是盤(pán)形的。
7.一種高壓燃料噴射器，包括: 加壓部分，所述加壓部分至少部分地限定可變?nèi)莘e加壓室； 具有縱向孔、噴嘴室、孔口，以及噴嘴閥的噴嘴部分，所述噴嘴閥可在阻斷所述噴嘴室和所述孔口之間的流體連通的第一位置與打開(kāi)所述噴嘴室和所述孔口之間的流體連通的第二位置之間滑動(dòng)地布置在所述縱向孔中；以及 止回閥，所述止回閥介于所述加壓室和所述噴嘴室之間，用于控制它們之間的流體連通，所述止回閥包括: 外殼，所述外殼包括上部分、下部分和介于上、下部分之間的中間部分，所述外殼限定止回閥室，所述止回閥室具有上壁、下壁和在其間延伸的側(cè)壁，所述上部分限定入口通道，所述入口通道通過(guò)所述上壁中的開(kāi)口將所述加壓室流體地聯(lián)接至所述止回閥室，所述下部分限定出口通道，所述出口通道通過(guò)所述下壁中的開(kāi)口將所述止回閥流體聯(lián)接至所述噴嘴室；以及擋板，所述擋板可在所述止回閥室內(nèi)在上壁和下壁之間移動(dòng)，并具有相對(duì)的上表面和下表面，所述上表面和下表面可交替地分別抵靠所述止回閥室的上壁和下壁而座落； 其中，當(dāng)所述擋板抵靠所述止回閥室的下壁而座落時(shí)，會(huì)發(fā)生從所述加壓室至所述噴嘴室的流體連通；以及 其中，當(dāng)所述擋板抵靠所述止回閥室的上壁而座落時(shí)，會(huì)阻斷從所述噴嘴室至所述加壓室的流體連通。
8.如權(quán)利要求7所述的高壓燃料噴射器，其特征在于，所述擋板為大致盤(pán)形并包括在其上表面和下表面之間延伸的多個(gè)流體通道。
9.如權(quán)利要求7所述的高壓燃料噴射器，其特征在于，所述止回閥室的上壁由外殼上部分限定，所述止回閥室的下壁由外殼下部分限定，且所述止回閥室的側(cè)壁至少部分地由外殼中間部分限定。
10.如權(quán)利要求7所述的高壓燃料噴射器，其特征在于，還包括將所述加壓室與燃料源流體連接的燃料供應(yīng)通道；以及其中，所述止回閥沿所述供應(yīng)通道插入并包括可在允許從燃料源到加壓室的流體連通的打開(kāi)位置與防止從加壓室到燃料室的流體連通的第二位置之間液壓氣動(dòng)地移動(dòng) 的第二閥構(gòu)件。
全文摘要
一種燃料噴射器包括限定可變?nèi)莘e加壓室的加壓部分。噴嘴部分具有縱向孔、噴嘴室、孔口以及噴嘴閥。該噴嘴閥在縱向孔中在阻斷噴嘴室和孔口之間的流體連通的第一位置與打開(kāi)噴嘴室和孔口之間的流體連通的第二位置之間滑動(dòng)。止回閥在加壓室和噴嘴室之間。止回閥包括外殼，該外殼包括上部分、下部分和中間部分。該外殼限定止回閥室。在止回閥室中的閥構(gòu)件在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間液壓氣動(dòng)地移動(dòng)，該打開(kāi)位置允許從加壓室到噴嘴室的流體連通，該關(guān)閉位置防止從噴嘴室到加壓室的流體連通。
文檔編號(hào)F02M47/02GK103237981SQ201180058070
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者K·S·舒爾茨 申請(qǐng)人:萬(wàn)國(guó)引擎知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司