專利名稱：燃油供應(yīng)設(shè)備內(nèi)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制燃油供應(yīng)設(shè)備內(nèi)的燃油供應(yīng)的裝置，該裝置包括包括空間以及通向空間的燃油入口和燃油排出口的主體部分，在操作過(guò)程中要噴射的燃油流經(jīng)空間，該裝置還包括可移動(dòng)地設(shè)置在空間內(nèi)的活塞件以及在燃油入口和燃油排出口之間提供流通的流路。
使用蓄壓器的共軌存儲(chǔ)式(common rail storage)噴射系統(tǒng)一般與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合使用。在這種系統(tǒng)中，通過(guò)控制噴油閥將存儲(chǔ)在所謂蓄壓器內(nèi)的燃油以噴射壓力噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)。
一般將流量保險(xiǎn)器用來(lái)作為燃油噴射設(shè)備的安全器件。流量保險(xiǎn)器通常設(shè)置在蓄壓器和噴油閥門之間。在出現(xiàn)泄漏以及假設(shè)噴油閥門卡在打開(kāi)位置的情況下，由此可能發(fā)生進(jìn)入氣缸的燃燒室內(nèi)的非受控燃油滲漏，這時(shí)流量保險(xiǎn)器可阻擋從蓄壓器向外的流路。為了防止這一情況，專利說(shuō)明書(shū)US3780716和WO95/17594公開(kāi)了一種限制燃油流率的流量保險(xiǎn)器。流量保險(xiǎn)器一般具有圓柱形空間，該空間進(jìn)一步包括活塞件，該活塞件設(shè)有在噴射過(guò)程中在燃油流向的相反方向進(jìn)行負(fù)載動(dòng)作的彈簧。在正常操作過(guò)程中，每次噴射所需的燃油量與活塞移動(dòng)所取代的體積有關(guān)。如果噴油閥門由于一些原因持續(xù)滲漏，活塞將移動(dòng)到它的另一極限位置，在此處活塞關(guān)閉燃油流。
在典型的共軌存儲(chǔ)式系統(tǒng)中，在噴油嘴的針狀物打開(kāi)后，噴射壓力幾乎立刻達(dá)到高壓等級(jí)。因而，當(dāng)燃油噴射到燃燒室內(nèi)時(shí)，從噴射的最開(kāi)始階段燃油的質(zhì)量流率就非常高。在這種情況下，為了實(shí)現(xiàn)最佳性能，發(fā)動(dòng)器的燃燒室內(nèi)的壓力可能上升得過(guò)快。
因而，本發(fā)明的目的是提供一種燃油供應(yīng)設(shè)備內(nèi)的裝置，其可降低現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)缺點(diǎn)。具體說(shuō)來(lái)，本發(fā)明的目的是通過(guò)一種裝置，通過(guò)該裝置可以在噴射的開(kāi)始階段限制燃油的質(zhì)量流率。
下文所公開(kāi)的內(nèi)容基本上可滿足本發(fā)明目的。
用于控制燃油供應(yīng)設(shè)備內(nèi)的燃油供應(yīng)的裝置包括包括空間以及向所述空間開(kāi)放的燃油入口和燃油排出口的主體部分，在操作過(guò)程中要噴射的燃油流經(jīng)該空間。此外，該裝置包括可移動(dòng)地設(shè)置在所述空間內(nèi)的活塞件，以及用于在燃油入口和燃油排出口之間提供流通的流路。該裝置包括至少一個(gè)在燃油流動(dòng)方向上向活塞件的前端開(kāi)放的節(jié)流部分，該部分的截面流通區(qū)域由活塞件和主體部分的相互位置確定。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，節(jié)流部分包括在活塞件的縱軸線方向上的不同點(diǎn)配置在活塞件內(nèi)的若干開(kāi)口和/或在其縱軸線方向上延伸的開(kāi)口。因而，活塞件包括一通路，該通路在活塞的縱向方向上從端部面向燃油入口延伸一定距離，該距離長(zhǎng)于直徑較小的活塞件部分的長(zhǎng)度。該裝置還具有配置為從該通路延伸的通道，該通道基本相對(duì)于通路方向成橫向，并且向直徑較小的活塞件部分的外表面開(kāi)放。
根據(jù)另一實(shí)施例，節(jié)流部分包括在活塞縱軸線方向的不同點(diǎn)配置在主體部分內(nèi)的若干開(kāi)口和/或至少一個(gè)在其縱軸線方向上配置在主體部分內(nèi)的長(zhǎng)方形開(kāi)口。這些開(kāi)口優(yōu)選以等間距配置在主體部分的外圍。
主體部分包括外腔部分和內(nèi)腔部分，在二者中間設(shè)置能夠在開(kāi)口和燃油入口之間進(jìn)行燃油流通的空間。內(nèi)腔部分包括圓柱形部分和配置在圓柱形部分一端的底部，并且底部設(shè)有至少一個(gè)溝槽，該溝槽延伸到圓柱形部分的內(nèi)腔部分的外表面。開(kāi)口優(yōu)選配置在內(nèi)腔部分的圓柱形部分內(nèi)。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的裝置，可以在噴射的開(kāi)始階段限制要噴射的燃油的質(zhì)量流率，并在實(shí)際噴射過(guò)程中仍然提供足夠的噴射壓力。此外，根據(jù)本發(fā)明的解決方案可以在出現(xiàn)故障的情況下切斷來(lái)自噴油嘴的燃油流。
在下文中，參照所附的示意性附圖通過(guò)實(shí)例描述本發(fā)明，其中

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置如何應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)中；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個(gè)實(shí)施例；圖3顯示了根據(jù)圖2的裝置的主體內(nèi)腔部分；圖4顯示了處于初始狀態(tài)的根據(jù)圖2的裝置；圖5顯示處于另一極限狀態(tài)的根據(jù)圖2的裝置；圖6顯示了處于初始狀態(tài)的根據(jù)本發(fā)明的另一裝置；以及圖7顯示了處于另一狀態(tài)的根據(jù)圖6的裝置。
從可以保持說(shuō)明書(shū)清楚的觀點(diǎn)，在附圖中采用一致的標(biāo)號(hào)體系。不必在本申請(qǐng)中描述或公開(kāi)該裝置的實(shí)際應(yīng)用中可能包括的所有部分，因這些部分的公開(kāi)并不是了解本發(fā)明所必需的。
圖1非常示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明的裝置4如何與基于共軌存儲(chǔ)器的燃油噴射系統(tǒng)結(jié)合設(shè)置。這種燃油噴射系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)公知的系統(tǒng)相同，在本申請(qǐng)中描述此系統(tǒng)僅是因?yàn)槭潜景l(fā)明操作所必需的?；诠曹壌鎯?chǔ)器的燃油噴射系統(tǒng)內(nèi)的主要元件是共軌存儲(chǔ)器，即蓄壓器，高壓燃油在噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)前存儲(chǔ)于此，并且噴油閥門2與該存儲(chǔ)器處于流通狀態(tài)。燃油通道系統(tǒng)3，3′配置為從共軌存儲(chǔ)器1延伸至噴油閥門2，將燃油配送到各圓柱體(未示出)。在操作中，在共軌存儲(chǔ)器內(nèi)保持這樣的壓力，以便可以向噴油閥門2提供足夠的噴射壓力。各噴油閥門2包括用以獨(dú)立控制噴射的控制元件(未示出)。燃油通道系統(tǒng)3，3′設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的裝置4，將在下文參照?qǐng)D2至圖7描述該裝置的操作。
圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的用于控制燃油供應(yīng)裝置內(nèi)燃油供應(yīng)的裝置4的有利實(shí)施例。該裝置包括主體部分5，其內(nèi)配置有空間6。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃油流經(jīng)空間6。在空間6內(nèi)還有活塞件9，其設(shè)置成可克服彈簧10的力而移動(dòng)。定制彈簧10的尺寸使其能夠在噴射后使活塞9足夠快地回復(fù)到初始位置。燃油入口7和燃油排出口8分別位于活塞件9的不同側(cè)，并均與空間6流通。然而，在燃油入口7和燃油排出口8之間通過(guò)各種通道和空間的組合作用提供有燃油流路。
根據(jù)圖2的裝置的主體部分包括外腔部分5.1及內(nèi)腔部分5.2。外腔部分5.1設(shè)有所述燃油入口7及排出口8。在外腔部分內(nèi)部有一空間，內(nèi)腔部分5.2容納于該空間內(nèi)。內(nèi)腔部分固定不動(dòng)地配置在外腔部分的空間內(nèi)，其目的是通過(guò)其形狀和配置于其中的溝槽和/或孔形成燃油流路的一部分。當(dāng)需要時(shí)，通過(guò)在外腔部分5.1和內(nèi)腔部分5.2內(nèi)采取手段以及通過(guò)這些手段的結(jié)合作用，可以提供裝置操作所必要的空間、通道等，由此在這些部分中分別進(jìn)行機(jī)加工或相似操作就會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單，這種類型的解決方案是有利的。
圖3顯示了從燃油入口7方向觀察的內(nèi)腔部分5.2。內(nèi)腔部分由圓柱形部分31和配置在圓柱形部分一端的底部32組成。在這種情況下，底部設(shè)有兩個(gè)交叉溝槽33，該溝槽33在內(nèi)腔部分5.2的殼體上延伸。這些溝槽形成了從入口7向前的燃油通路的一部分。底部和其附近的內(nèi)腔部分5.2的殼體的直徑小于其它部分。通過(guò)這種方法，在外腔部分5.1和內(nèi)腔部分5.2之間形成空間34，該空間也形成了從溝槽33向前的燃油通路的一部分。圓柱形部分31設(shè)有開(kāi)口35，該開(kāi)口35也形成流路的一部分。在本實(shí)施例中顯示了兩個(gè)長(zhǎng)方形開(kāi)口，但其形狀及數(shù)量通常選擇為與應(yīng)用場(chǎng)合相一致。通過(guò)這種方法，允許燃油經(jīng)內(nèi)腔部分5.2的溝槽33和空間34流到開(kāi)口35，進(jìn)一步流到從燃油流向觀察時(shí)活塞件9的前端。
圖2顯示了噴射前的狀態(tài)。此時(shí)，活塞件9處于其初始位置，位于靠近入口7的一端。因此活塞9或多或少地完全覆蓋所有開(kāi)口35。當(dāng)噴油閥門2打開(kāi)時(shí)，與排出口8相鄰部分的燃油壓力下降并且活塞件9開(kāi)始移動(dòng)。隨著活塞件9進(jìn)一步移動(dòng)，開(kāi)口35的增加部分打開(kāi)，同時(shí)燃油通路的截面面積擴(kuò)大。這樣燃油可以流經(jīng)開(kāi)口35不斷增加的區(qū)域到達(dá)活塞的前面，加速活塞向燃油排出口8移動(dòng)。因此，基本想法是噴射開(kāi)始時(shí)限制燃油壓力對(duì)活塞件的影響，并由此限制噴射壓力的上升。
圖4顯示了噴射開(kāi)始時(shí)的狀態(tài)?；钊⒖臻g6分隔成分別面向入口7和排出口部分8的部分。在這種情況下，由活塞件9與開(kāi)口35一同形成的控制邊緣40在燃油通路內(nèi)形成節(jié)流閥，該節(jié)流閥通向空間6面向主體部分入口的部分，在該節(jié)流閥內(nèi)，節(jié)流作用取決于主體部分5內(nèi)的活塞件的位置。在噴射開(kāi)始階段，開(kāi)口處截面面積非常小，由此它們提供的節(jié)流作用將燃油的質(zhì)量流率限制到相當(dāng)大的范圍。當(dāng)活塞件移動(dòng)時(shí)，開(kāi)口35的面積增加部分打開(kāi)，并且流路內(nèi)的節(jié)流閥面積增加，進(jìn)而允許流到活塞件的前方的燃油體積增加。由于這種情況，面向入口的空間6的部分內(nèi)的燃油壓力上升并且活塞運(yùn)動(dòng)速度增加。因此在每個(gè)噴射過(guò)程中的燃油量與在空間6內(nèi)的活塞移動(dòng)所取代的體積相關(guān)。當(dāng)活塞件移動(dòng)時(shí)，與排出口相鄰的噴射壓力、即燃油壓力同樣上升。選擇開(kāi)口35區(qū)域，以便至少在噴射末期不會(huì)在很大程度上限制燃油流動(dòng)，換句話說(shuō)，壓力損耗將較小。
如果因?yàn)槟承┰蛉加蛧娚渌俾蔬^(guò)大，活塞件9將移動(dòng)至其另一極限位置，在此處活塞件將關(guān)閉通過(guò)排出口8的燃油流。圖5顯示了這種情況。圖5通過(guò)實(shí)例方式還顯示了開(kāi)口35的另一備選形狀。此處節(jié)流閥由在主體部分縱軸線方向的不同點(diǎn)處配置在主體部分內(nèi)的具有例如小孔的圓形截面的若干開(kāi)口35組成。
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實(shí)施例。其操作原理與圖2所示的一個(gè)實(shí)施例部分相同。節(jié)流部分的開(kāi)口35、而不是主體部分5設(shè)置在活塞件9內(nèi)。活塞件9在其末端進(jìn)一步包括面向入口7的部分9.1，其中該部分的直徑小于活塞其余部分的直徑。同樣，空間6包括一部分，其直徑與活塞件部分9.1的直徑相同?；钊?在其縱軸線方向上設(shè)有通路11，該通路11與入口7連通并從活塞件面向入口延伸一段距離。在活塞件9的部分9.1內(nèi)，優(yōu)選具有從通路11的方向偏離并從通路11延伸至活塞件9的部分9.1且形成開(kāi)口35的橫向通道11′，圖6所示狀態(tài)下開(kāi)口35由主體部分關(guān)閉。
通道14′還配置為從通路11延伸，以便連接通路11和空間14，空間14形成在處于噴射初始狀態(tài)的活塞件與主體部分之間?？臻g14的形成是由于直徑較小的活塞件部分9.1的長(zhǎng)度長(zhǎng)于在主體部分5內(nèi)分配給該部分的空間。
此外，通路11通過(guò)橫向通道13和13′與形成于主體部分內(nèi)的擴(kuò)大處12連通，通過(guò)其結(jié)合作用，活塞件9能夠在噴射后回復(fù)到初始位置，即當(dāng)燃油向入口7移動(dòng)時(shí)，燃油可沿該通路流過(guò)活塞件。由于通道13和13′設(shè)置在活塞縱軸線方向的不同點(diǎn)，首先關(guān)閉經(jīng)一個(gè)通道13′的流通，這減小了流動(dòng)的截面面積。這種情況正好在最后階段減緩活塞件的返回動(dòng)作。
在噴射的開(kāi)始階段，空間6面向排出口8的部分內(nèi)的燃油壓力下降，并且活塞件開(kāi)始向排出口8移動(dòng)。因此，空間14的體積開(kāi)始增加并且其中的燃油壓力也開(kāi)始下降。隨后，燃油可以流經(jīng)通道14′和通路11進(jìn)入空間14。定制通道14′的尺寸以便在一定范圍內(nèi)對(duì)流到空間14的燃油流進(jìn)行節(jié)流，由此可以在噴射開(kāi)始階段減緩活塞件9的移動(dòng)速度，同樣減緩排出口8處的燃油壓力上升，因而也減緩噴油閥門2處的燃油壓力上升。這個(gè)階段持續(xù)到開(kāi)口35到達(dá)控制邊緣40，控制邊緣形成在主體部分內(nèi)的直徑變化處。
圖7顯示了當(dāng)開(kāi)口35部分通過(guò)控制邊緣40時(shí)，由此其部分截面面積通向空間14的情況。當(dāng)活塞進(jìn)一步移動(dòng)，開(kāi)口35的更大一部分區(qū)域打開(kāi)，由此在入口7處占優(yōu)勢(shì)的燃油壓力也會(huì)逐漸在一定程度上在空間14內(nèi)起作用。此時(shí)由主體部分5與開(kāi)口35一同形成的控制邊緣40形成節(jié)流閥35、40，節(jié)流閥在燃油流動(dòng)方向上通向活塞件9的前端，節(jié)流閥的截面流動(dòng)區(qū)域由活塞件9和主體部分5的相互位置確定。
流路內(nèi)的節(jié)流閥產(chǎn)生壓力，該壓力加速活塞在空間14內(nèi)的移動(dòng)，同時(shí)隨空間14內(nèi)開(kāi)口35的開(kāi)放區(qū)域的增加而上升。因而在入口7處占優(yōu)勢(shì)的壓力開(kāi)始逐步影響更大的活塞件區(qū)域，這有助于活塞速度的增加。因而流路內(nèi)節(jié)流閥影響燃油流動(dòng)方向上活塞前端的燃油壓力的上升，該燃油壓力鄰近入口且可使活塞件移動(dòng)。
本發(fā)明不限于上述應(yīng)用，而是在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)可以想到若干其它修改。例如可以使用不同的活塞件幾何結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制燃油供應(yīng)設(shè)備內(nèi)的燃油供應(yīng)的裝置，所述裝置(4)包括包括空間(6)以及通向所述空間的燃油入口(7)和燃油排出口(8)的主體部分(5)，在操作過(guò)程中要噴射的燃油流經(jīng)所述空間(6)，所述裝置(4)還包括可移動(dòng)地設(shè)置在所述空間內(nèi)的活塞件(9)以及在所述燃油入口(7)和所述燃油排出口(8)之間提供流通的流路，其特征在于，所述裝置包括至少一個(gè)在所述燃油的流動(dòng)方向上從所述入口(7)開(kāi)放到所述活塞件(9)前端的節(jié)流部分(35、40)，所述節(jié)流部分的截面流通區(qū)域由所述活塞件(9)和所述主體部分(5)的相互位置確定。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述節(jié)流部分(35、40)包括在所述活塞件(9)的縱軸線方向上的不同點(diǎn)處配置在所述活塞件(9)內(nèi)的若干開(kāi)口(35)和/或在其縱軸線方向上延伸的開(kāi)口(35)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述節(jié)流部分(35、40)包括在所述活塞的縱軸線方向的不同點(diǎn)處配置在所述主體部分(5)內(nèi)的若干開(kāi)口(35)和/或在其縱軸線方向配置在所述主體部分內(nèi)的至少一個(gè)長(zhǎng)方形開(kāi)口(35)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述開(kāi)口以等間距配置在所述主體部分(5)的外圍上。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述主體部分(5)包括外腔部分(5.1)和內(nèi)腔部分(5.2)，在它們中間設(shè)置有能夠在所述開(kāi)口(35)和所述燃油入口(7)之間進(jìn)行燃油流通的空間(34)。
6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述活塞件(9)包括通路(11)，所述通路(11)在所述活塞的縱向方向上從其端部面向所述燃油入口(7)延伸一定距離，所述距離長(zhǎng)于直徑較小的所述活塞件部分(9.1)的長(zhǎng)度。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有配置為從所述通路(11)延伸的通道(11’)，所述通道基本相對(duì)于所述通路(11)的方向成橫向，并向所述活塞件的直徑較小的部分(9.1)的外表面開(kāi)放。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述內(nèi)腔部分(5.2)包括圓柱形部分(31)和配置在所述圓柱形部分一端的底部(32)，并且所述底部設(shè)有至少一個(gè)溝槽(33)，所述溝槽(33)延伸到所述圓柱形部分的內(nèi)腔部分(5.2)的外表面。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述開(kāi)口(35)配置在所述圓柱形部分(31)內(nèi)。
全文摘要
一種用于控制燃油供應(yīng)設(shè)備內(nèi)的燃油供應(yīng)的裝置，該裝置(4)包括包括空間(6)以及通向所述空間的燃油入口(7)和燃油排出口(8)的主體部分(5)，在操作過(guò)程中要噴射的燃油流經(jīng)該空間(6)，該裝置(4)還包括可移動(dòng)地設(shè)置在所述空間內(nèi)的活塞件(9)以及在燃油入口(7)和燃油排出口(8)之間提供流通的流路。該裝置包括至少一個(gè)在燃油的流動(dòng)方向上開(kāi)放到活塞件(9)前端的節(jié)流部分(35、40)，節(jié)流部分的截面流通區(qū)域由活塞件(9)和主體部分(5)的相互位置確定。
文檔編號(hào)F02M55/02GK1806119SQ200480016531
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月17日
發(fā)明者K·萊托寧 申請(qǐng)人:瓦特西拉芬蘭有限公司