用于噴射器控制閥的防空蝕節(jié)流器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及柴油發(fā)動機燃料噴射器，其中電磁閥控制腔室中的壓力作用于針噴射閥上。
【背景技術】
[0002]在這些類型的噴射器中，控制閥充當控制室中的常閉閥，以從低壓區(qū)分離針控制室中的燃料和高壓下相關流道。螺線管銜鐵或軸桿上的彈簧或類似組件使有形狀的銷或類似組件推頂著相應形狀的控制室支座。噴射活動始于螺線管通電，其將控制閥抬離支座，從而使針控制室中的高壓燃料與通向低壓區(qū)或油箱的流道聯(lián)通，并且以已知的方式抬起噴射器指針離開噴射器體的底部的支座。抬起的針使位于體尖端的噴射孔暴露于高壓燃料，并開始噴射活動。
[0003]如果控制閥中出現(xiàn)變化，例如閥沖程改變或支座泄漏，則向發(fā)動機進行的燃料遞送將發(fā)生變化。燃料遞送的變化導致發(fā)動機功率和排氣的變化。這種不期望的影響可使發(fā)動機由過量燃料而變得過載，不符合排放法規(guī)。在噴射器的使用壽命期間，所有噴射器控制閥支座都表現(xiàn)出一定程度的磨損。當控制閥頂著控制閥支座關閉時，控制閥支座暴露于高速流體和高接觸應力下。
[0004]為了在與共軌式燃料系統(tǒng)關聯(lián)的非常高的噴射壓力下進行操作，必須通過足夠高的彈簧負載將噴射器控制閥的銷推入其支座中，以確保其密封。這樣的彈簧負載使控制閥加速進入支座中。當閥于支座上關閉時，所引起的接觸應力可能非常高。更高的噴射器支座應力產生加速的磨損，導致支座泄漏增加，這最終需要更換整個噴射器。
[0005]高噴射器壓力還將提高對閥座和在控制支座的噴射器上游的其他流道中的空蝕損壞的風險。當控制閥打開時，上游流體壓力快速降低，導致氣泡產生?？刂崎y關閉后緊接著重新增壓時，這些氣泡潰滅。潰滅的氣泡將燃料流聚集于噴射器的金屬表面上，其帶有足以在該金屬表面內爆而導致?lián)p壞的能量。
[0006]本發(fā)明克服了高燃料噴射壓力下的空蝕問題。
【發(fā)明內容】
[0007]改進包括提供控制閥座下游的限制部，從而足以防止當所述控制閥打開時所述控制閥座上游發(fā)生的空蝕。
[0008]這樣的工具阻止在所述控制閥打開時燃料流以關閉的方向通過所述控制閥座流向所述引流道，從而維持所述控制閥支座上游的更高的壓力。這防止當所述控制閥打開時形成蒸汽泡，從而使得當所述控制閥關閉時沒有氣泡可基于重增壓潰滅并引起損壞。
[0009]可調整環(huán)狀流領部等以達到當所述控制閥打開時足夠的節(jié)流，從而避免上游蒸汽泡形成，但是節(jié)流程度不多到使噴射端的時間間隔過于減緩。
[0010]在所述控制閥座的所述控制閥銷下游的延伸部或鼻部上設置領部是一種為了在所述控制閥的使用壽命期間實現(xiàn)可預測的并且恒定的節(jié)流效果的技術。這將流體引導并節(jié)制通過所述領部與所述周圍的流道壁之間的環(huán)狀的流道。這樣的技術是被動式的，意思是除了所述控制閥的正常的往復運動之外不存在移動的部件。
[0011]雖然提供所述控制閥下游的壓力調節(jié)體積以減緩所述控制閥關閉速率也可幫助降低所述控制閥座上游的空蝕，并且提供節(jié)流器以在所述控制閥打開時維持所述控制閥座上游的回壓也可幫助減緩所述閥的關閉速率，但是通過組合使用這兩項技術能夠得到最優(yōu)性能。
[0012]然而在所有的燃料壓力操作條件下調節(jié)所述控制閥座下游的壓力以減緩所述閥的關閉速率都是有益的，在低燃料系統(tǒng)壓力下空蝕不是問題，因此可針對在高燃料系統(tǒng)壓力下的操作來對通過所述控制閥座的流進行節(jié)流。
[0013]通過使所述節(jié)流器的設計主要針對于對減緩閥關閉具有二次影響的空蝕控制，并且可選地包括主要針對于對空蝕控制具有二次影響的減緩閥關閉，在所述控制閥的鼻部上添加節(jié)流特征促進了優(yōu)化。
【附圖說明】
[0014]圖1是體現(xiàn)本發(fā)明一個方面的燃料噴射器的示意圖；
[0015]圖2是圖1的局部細節(jié)視圖；
[0016]圖3是用于實施本發(fā)明的可選環(huán)境的示意圖；
[0017]圖4所示為類似于圖1的另一種環(huán)境，其中壓力調節(jié)閥從控制閥的軸偏離；
[0018]圖5所示為圖4的實施例的變型；
[0019]圖6所示為其中僅由具有孔的偏置的板閥提供壓力調節(jié)的結構；
[0020]圖7所示為另一種實施例，其中由控制閥銷的延伸的鼻部上的輪廓提供壓力調節(jié)和/或節(jié)流，而沒有板閥；
[0021]圖8所示為圖4的實施例的變型，其中壓力調節(jié)閥是球閥；
[0022]圖9A和9B所示為根據(jù)現(xiàn)有技術基礎設計中的四種燃料系統(tǒng)的原理圖和根據(jù)本發(fā)明方面的三個實施例；
[0023]圖10所示為根據(jù)圖9A和9B的原理圖的燃料系統(tǒng)中的多個位置處的燃料壓力表格；
[0024]圖11所示為對于2000巴的共軌壓力的節(jié)流面積與橫跨控制閥座之間的壓降關系曲線圖。
【具體實施方式】
[0025]圖1和2示出了具有針閥102的噴射器100的一個實施例，在噴射活動期間的關閉條件下，針閥102帶有尖端104嚙合噴射器體中的支座106。在該關閉條件下，針控制室108被供應有來自高壓供給栗(未示出)的高壓燃料110，并且類似地，將相同的高壓燃料110供應至針上的中間位置處的環(huán)狀表面128。由于面積差，控制室108處的噴射針上的流體壓力顯著高于針的上末端處的流體壓力。由于該凈向下的流體力被室108中的彈簧112抵消，所以維持該針頂著支座106。
[0026]流道114a、b使高壓針控制室108與控制閥室116連接?？刂崎y118具有柄狀銷，所述柄狀銷具有一般的錐形密封區(qū)域，當該錐形密封區(qū)域坐落于124處時，將存在于108、114和116中的高壓從低壓油箱隔開，例如經栗入口或回油管122來隔開。優(yōu)選地，可在支座124和回油管122之間設置低壓室120。
[0027]可在高壓管線110中設置限流器或孔“Z”，通向針控制室108，并且從針控制室108通向流道114a、b之間的“A”，至控制閥室116。
[0028]電磁致動的銜鐵126選擇性地將控制閥118抬離支座124，從而使室108經流道114、116和120暴露于低壓油箱122。室108中的降低的壓力使得針102的下表面128處持續(xù)存在的高壓能夠克服彈簧112，從而將鼻部104從支座106抬起，并在針的下部周圍噴射高壓燃料。
[0029]將在具有用于減緩控制閥的關閉速率的壓力調節(jié)閥的多個組合的環(huán)境中描述本發(fā)明，但是應理解，可通過控制閥座下游的多種流限制部來獲得抑制或消除空蝕的有益效果。例如，只要它們在控制閥打開期間充分升高控制閥座上游的回壓，單獨或組合的孔、壓力調節(jié)閥或節(jié)流領部就可落在本發(fā)明的范圍內。
[0030]根據(jù)圖1和2，在控制室116的支座124的下游設置了流阻力或限制工具130，以控制支座124緊下游的壓力調節(jié)體積132中的時間依賴的壓力。該限制部產生了足以減緩控制閥118對著支座124的嚙合的回壓，同時保持該回壓足夠低而不至于過度抗拒使控制閥118重新坐落于支座124上的推動。難以實現(xiàn)這個目的，因為需要適應共軌中的高壓燃料的范圍(并且因此需要適應室116與室132之間的壓差)以及噴射頻率的范圍(S卩，每單位時間的噴射活動)。壓力調節(jié)的體積132優(yōu)選具有與支座124處的控制室116的出口的橫截面積相似的橫截面積，并且將壓力調節(jié)的體積132緊接著設置于低壓室120的上游(考慮到從室116朝向返回管線或排流管線122的流動方向)。
[0031 ] 在目標操作環(huán)境中，針控制室108、流道114a、b和控制室116中的燃料壓力可處于2000-3000巴的高范圍內和處于低至200-300巴的低范圍內，穩(wěn)定狀態(tài)的壓力通常至少為1200巴。通過使用本發(fā)明，在