專利名稱：排放達標(biāo)發(fā)動機的帶抗閥門開啟壓力損失閥彈簧的噴油器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動機的噴油器，更具體地，涉及一種用于機車柴油發(fā)動機的噴油器，其中噴油器采用一個無效端圈彈簧(dead coil spring)來減少彈簧磨損并且降低燃燒排放物。
背景技術(shù)：
某些發(fā)動機，如EMD 710型機車柴油發(fā)動機，采用噴油器將一定量的燃油噴入發(fā)動機氣缸。圖1是一種用于該目的的噴油器組件10的典型范例。組件10安裝在氣缸蓋14，如柴油機的氣缸蓋上。組件10包括位于氣缸蓋14內(nèi)的噴油器12，使得噴油器12的噴嘴16伸進發(fā)動機氣缸(未示出)內(nèi)。發(fā)動機有若干個氣缸，每一個氣缸都包括這種噴油器組件。噴油器12通過一個夾具18固定在氣缸蓋14上。搖臂20與裝在軸24上的彈簧22組合在一起以現(xiàn)有技術(shù)中公知的方式控制噴入氣缸的燃油。
公知的噴油器采用滑動定位在噴油器12的噴嘴體內(nèi)的閥針。彈簧偏壓閥針從而關(guān)閉噴嘴16，供應(yīng)噴油器12的燃油的壓力使閥針能克服彈簧的偏壓移動從而將燃油通過噴嘴16噴入氣缸。移動閥針?biāo)璧娜加蛪毫θQ于閥針的幾何結(jié)構(gòu)以及彈簧所產(chǎn)生的壓力。所述壓力被稱為閥門開啟壓力(VOP)。
在噴油器中用于該目的的標(biāo)準(zhǔn)彈簧由于重復(fù)開關(guān)噴嘴16，而在彈簧端圈的磨損率很高。具體地說，就是彈簧兩端的柄腳(tang)被磨掉而進入相鄰的簧圈。此彈簧磨損隨時間過去會導(dǎo)致嚴(yán)重的閥門開啟壓力損失，彈簧彈力下降，彈簧關(guān)閉噴嘴16的能力也下降。
在彈簧有一定量的磨損后，氣缸內(nèi)的燃氣會倒流入噴嘴體，并且進入噴油器的整個內(nèi)部通道，這會導(dǎo)致機械故障和/或噴油器12排出各種排放物，如碳煙。同樣地，彈簧力的下降也會使閥針不能完全關(guān)閉噴嘴16，這導(dǎo)致燃油滴落入氣缸內(nèi)，進而損壞噴油器。另外，隨著彈簧在工作中不斷被磨損，噴油器12隨時間經(jīng)過而需要一個更高的閥門開啟壓力設(shè)定值來彌補高的閥門開啟壓力。閥門開啟壓力設(shè)定值越高就會產(chǎn)生越高水平的NOx排放，這又會污染環(huán)境。越多的NOx排放就越難符合美國EPA Tier 1機車排放標(biāo)準(zhǔn)。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，公開了一種用于發(fā)動機，如標(biāo)準(zhǔn)排放的EMD 710型機車柴油發(fā)動機的噴油器組件。該噴油器組件包括閥針，其在噴油器組件的閥體的孔內(nèi)可滑動地定位，引入孔的腔中的燃油壓力使閥針打開噴嘴。安裝在該孔內(nèi)的彈簧，在不供給燃油時壓迫閥針關(guān)閉噴嘴。該彈簧是一種無效端圈彈簧(dead coil spring)，其包括多個端簧圈，在彈簧兩端的所述簧圈至少有一部分彼此密切接觸，以減少組件工作過程中彈簧的磨損。由于無效端圈彈簧的磨損更小，噴油器組件的閥門開啟壓力設(shè)定值可以減小，NOx的排放量也就減少了。另外，彈簧磨損的減少能更長時間地保持用于關(guān)閉噴油器組件的噴嘴的所需彈簧力，這樣能減少從氣缸到噴油器組件的倒流。
結(jié)合附圖，根據(jù)下面的說明和所附的權(quán)利要求能清楚地明白本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征。
圖1是一個安裝在發(fā)動機機體上的噴油器組件的平面視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的采用無效端圈彈簧的噴油器組件一端的剖視圖；圖3是從圖2的噴油器組件上取下來的無效端圈彈簧的透視圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明實施例的討論是用在發(fā)動機的噴油器組件上，但這實際上僅僅是個示范，不應(yīng)當(dāng)被理解為對本發(fā)明或其應(yīng)用或用途的限制。舉例來說，這里所記載的噴油器組件是專門用于EMD 710型機車柴油發(fā)動機。但是本發(fā)明的噴油器組件還可以用于其它類型的發(fā)動機。
圖2是噴油器12一端的剖視圖。噴油器12包括外殼30和閥體28，閥體有幾個區(qū)段32、34和36在外殼30內(nèi)通過定位銷38和40進行定位。閥體28限定出包括噴油腔46在內(nèi)的內(nèi)孔44。閥針50可滑動地設(shè)置在孔44內(nèi)，并打開和關(guān)閉伸入氣缸內(nèi)部的噴嘴16。燃油通道52穿過區(qū)段32、34和36，與燃油腔46流體連通。彈簧墊片56位于孔44的一端，彈簧座58安裝在閥針50的與噴嘴16相反的一端。彈簧墊片56和彈簧座58在孔44內(nèi)定位一個無效端圈彈簧60，下面將進行詳細描述。
如上所述，當(dāng)不向氣缸供應(yīng)燃油時，彈簧60向閥針50施加偏壓力來關(guān)閉噴嘴16。當(dāng)具有一定壓力的燃油供應(yīng)到燃油通道52并進入燃油腔46時，燃油就會對閥針50的斜面64施加推力，以此來克服彈簧60施加的偏壓力，從而打開噴油器組件12的噴嘴16，控制燃油噴入氣缸。
根據(jù)本發(fā)明，彈簧60是一種無效端圈彈簧，它有多個端簧圈以減少簧圈上的磨損，所以可以使用一個較低的閥門開啟壓力設(shè)定值，這樣能減少NOx的排放。彈簧60磨損的減少也有助于在彈簧使用期上更長時間地保持彈簧力，這樣能減少倒流入通道52，也就減少從噴油器組件12的其他排放物，如碳煙。
圖3是從噴油器12上拆卸下來的彈簧60的透視圖。彈簧60包括兩個鄰近彈簧墊片56定位的頂圈70和72，以及兩個鄰近彈簧座58定位的底圈74和76。彈簧60是無效端圈彈簧，因為簧圈70和72的至少一部分是沿著接觸區(qū)78密切接觸的，而簧圈74和76的至少一部分是沿著接觸區(qū)80密切接觸的。具體來說，在對彈簧60進行纏繞和熱處理時，使簧圈70和72彼此接觸，簧圈74和76彼此接觸，這樣當(dāng)彈簧60伸縮時，簧圈70和72不會發(fā)生相對位移，簧圈74和76也不會發(fā)生相對位移。因為簧圈70和72不會發(fā)生相對位移，并且簧圈74和76不會發(fā)生相對位移，所以彈簧60上的負載就會沿著接觸區(qū)78和80分布，這樣就減少了彈簧的磨損。
在本實施例中，通過使位于彈簧60端部的最先兩個簧圈密切接觸來獲得該無效端圈彈簧。但是，其他類型的無效端圈彈簧也允許使兩個以上的簧圈密切接觸。
在一個實施例中，噴油器12是一種用于EMD 710機車柴油發(fā)動機的單元式噴油器。在本例中，彈簧60有7.9個簧圈，其中有效簧圈是5.1個，每一端的端簧圈大約是1.4個。彈簧60的外徑是10.37mm，彈簧線規(guī)格是2.7mm。另外彈簧60的總長大約是24.34mm。
前面所討論和描述的內(nèi)容僅僅是本發(fā)明的實施范例。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過上面的討論、附圖以及權(quán)利要求能夠很容易地認(rèn)識到，在不脫離所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容和保護范圍的情況下，可以作出各種改變、改造和變型。
權(quán)利要求
1.一種噴油器組件，包括噴嘴，包括其中的腔和與該腔流體連通的開口；與該腔流體連通的燃油通道；定位在該腔里面的閥針，其可操作以打開和關(guān)閉該開口；和彈簧，其包括第一端和第二端，所述彈簧定位在該腔里面并和閥針接觸，所述彈簧可操作以偏壓閥針來關(guān)閉該開口，所述彈簧是該無效端圈彈簧，其中彈簧的至少兩個簧圈至少部分地彼此密切接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的噴油器組件，其中，無效端圈彈簧有1個以上的簧圈在彈簧的第一端彼此密切接觸并且有1個以上的簧圈在彈簧的第二端彼此密切接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的噴油器組件，其中，在彈簧的第一端和第二端彼此密切接觸的簧圈的圈數(shù)大約為1.4圈。
4.如權(quán)利要求1所述的噴油器組件，其中，彈簧的長度大約是24.34mm，并且其外徑大約是10.37mm。
5.如權(quán)利要求1所述的噴油器組件，其中，彈簧有大約7.9個簧圈，其中有效簧圈的數(shù)量為5.1個并且彈簧的第一端和第二端處的端簧圈的數(shù)量大約為1.4個。
6.如權(quán)利要求1所述的噴油器組件，其中，噴油器組件是單元式噴油器組件。
7.如權(quán)利要求1所述的噴油器組件，其中，噴油器組件是柴油發(fā)動機的一部分。
8.如權(quán)利要求7所述的噴油器組件，其中，噴油器組件是EMD 710型機車柴油發(fā)動機的一部分。
9.一種噴油器組件，包括噴嘴體，包括內(nèi)孔和與該內(nèi)孔流體連通的噴嘴；與該孔流體連通的燃油腔；與燃油腔流體連通的燃油通道；定位在該孔里面并延伸通過該腔的閥針，該閥針可操作以打開和關(guān)閉噴嘴；和無效端圈彈簧，其包括第一端和第二端，所述彈簧定位在該孔里面并和閥針接觸，所述彈簧可操作以偏壓閥針來關(guān)閉所述噴嘴，燃油腔中的燃油壓力可操作以使閥針克服彈簧偏壓力移動以打開噴嘴，所述無效端圈彈簧包括多個簧圈，其中，在彈簧的第一端處1個以上的簧圈彼此密切接觸并且在彈簧的第二端處1個以上的簧圈彼此密切接觸。
10.如權(quán)利要求9所述的噴油器組件，其中，在彈簧的第一端和第二端處彼此密切接觸的簧圈的圈數(shù)大約為1.4圈。
11.如權(quán)利要求9所述的噴油器組件，其中，彈簧的長度大約是24.34mm，并且其外徑大約是10.37mm。
12.如權(quán)利要求9所述的噴油器組件，其中，彈簧有大約7.9個簧圈，其中有效簧圈的數(shù)量為5.1并且彈簧的第一端和第二端處的端簧圈的數(shù)量大約為1.4。
13.如權(quán)利要求9所述的噴油器組件，其中，噴油器組件是單元式噴油器組件。
14.如權(quán)利要求9所述的噴油器組件，其中，噴油器組件是柴油發(fā)動機的一部分。
15.如權(quán)利要求14所述的噴油器組件，其中，噴油器組件是EMD 710型機車柴油發(fā)動機的一部分。
16.一種用于EMD 710型機車柴油發(fā)動機的噴油器組件，所述組件包括噴嘴體，包括內(nèi)孔和與內(nèi)孔流體連通的噴嘴；與該孔流體連通的燃油腔；與燃油腔流體連通的燃油通道；定位在該孔里面并延伸通過該腔的閥針，該閥針可操作以打開和關(guān)閉噴嘴；和無效端圈彈簧，其包括第一端和第二端，所述彈簧定位在該孔里面并和閥針接觸，所述彈簧可操作以偏壓閥針來關(guān)閉噴嘴，燃油腔中的燃油壓力可操作以使閥針克服彈簧偏壓力移動以打開噴嘴，所述無效端圈彈簧包括多個簧圈，其中，在彈簧的第一端處1個以上的簧圈彼此密切接觸并且在彈簧的第二端處1個以上的簧圈彼此密切接觸；其中，彈簧大約有7.9個簧圈，其中有效簧圈的數(shù)量為5.1，彈簧的第一端和第二端處的端簧圈的數(shù)量大約為1.4。
17.如權(quán)利要求16所述的噴油器組件，其中，彈簧的長度大約是24.34mm，并且其外徑大約是10.37mm。
全文摘要
一種用于標(biāo)準(zhǔn)排放EMD 710型機車柴油發(fā)動機的噴油器組件。噴油器組件包括在噴油器組件的閥體的孔內(nèi)可滑動地定位的閥針，引入孔的腔中的燃油壓力使閥針打開噴嘴。一個安裝在孔內(nèi)的彈簧在不供給燃油時壓迫閥針關(guān)閉噴嘴。該彈簧是一種無效端圈彈簧，其包括多個端簧圈，其中在彈簧兩端的簧圈至少一部分彼此密切接觸，以減少組件工作過程中彈簧的磨損。由于無效端圈彈簧減小了磨損，噴油器組件的閥門啟開壓力設(shè)定值可以降低，這樣就降低了NOx排放量。
文檔編號F02M63/00GK101048589SQ200580032742
公開日2007年10月3日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者G·L·考登, M·史密斯, B·J·瓦爾薩諾, B·馬哈庫爾 申請人:電動內(nèi)燃機公司