[发明专利]降低了操作中随时间的变化的发动机和控制阀组件

说明书

技术领域

本发明一般涉及控制阀，尤其涉及通过使用控制阀部件的外径部上的环形座肩部来关闭阀座而减少控制阀的操作中的变化性。

背景技术

控制阀是众所周知的并且广泛用于各种各样的液压系统中。较小并且容易调节的阀部件普遍用于控制流体流量和/或压力，以影响较难精确控制的另一构件如另一阀的状态。在另一些情形中，控制阀可用来简单地控制各种流体系统中流体流动的启动或停止。这里所考虑的这些类型的控制阀的普通实例可由燃料喷射器领域获知。

在一种设计中，控制阀可与燃料喷射器联接并且构造成改变进入阀的关闭液压表面上的控制压力，该关闭阀用来喷射燃料到发动机气缸中。通过改变控制阀的位置，可交替向关闭液压表面作用高压和低压，控制进入阀是打开还是关闭。虽然较高速度的控制阀的使用已经为技术人员提供了精确控制燃料喷射正时、流量整形和其它变量的机会，但常规设计依然受制于多种缺点。

例如，在一些情形中，阀操作会引起控制阀部件和/或其它构件的变形。由于一般希望控制阀在燃料喷射器的使用寿命期间致动数百万次、甚至数十亿次，所以将容易地理解对阀部件和相关构件的构成材料的严格要求。一种特定类型的损坏在本领域中称为“座击入(seat beat in)”，其中阀座和/或相关的控制阀部件由于多次冲击而随时间推移发生损坏。阀部件的材料以及座的材料可被磨损或者变形至影响阀性能的程度。由于较高速度的控制阀的许多优点和未来前景与精确控制阀运动的能力有关，所以阀结构中即使较小的改变也会引起性能变化。此外，阀构件损坏的本身不可预测的性质会使得难以借助于常规手段如电子微调来补偿性能变化。

从授予Pataki等人的美国专利No.5,396,926已知一种控制阀组件。在Pataki等人阐述的设计中，通过电磁致动器致动“三向”控制阀，以控制出口通道是否与高压供应通道或排放通道连接。浮动销设置在可动阀部件的腔内并且包括冲击吸收元件，当电磁致动器断电时该冲击吸收元件吸收可动阀部件的冲击。据称，该设计防止阀部件的关闭回弹，这种回弹可与泄漏通路的形成相关。

发明内容

本发明的一个方面提供一种发动机，其包括具有至少一个气缸的发动机箱体，所述气缸具有可在其中移动的活塞。提供至少一个燃料喷射器，所述燃料喷射器包括：其中设置有直接控制式止回针阀的壳体；各自与该直接控制式止回针阀连接的控制通道和喷嘴供应通道；以及低压排放部。该发动机还包括控制阀组件，其用于控制燃料经由直接控制式止回针阀喷射到所述至少一个气缸中。该控制阀组件具有电致动器，其构造成在第一位置与第二位置之间调节阀部件，在所述第一位置控制通道与低压排放部隔断，在所述第二位置控制通道通向低压排放部。阀部件包括一外径部，该外径部具有位于其上的环形座肩部。该壳体还包括在流体路径上(流体地，fluidly)设置在控制通道与低压排放部之间的锥形阀座，该锥形阀座为当阀部件处于第一位置时被座肩部关闭的外径座。

另一方面，一种减少阀在操作中的变化性的方法包括至少部分地通过使电致动器通电而使该阀从第一位置移至第二位置的步骤，在所述第一位置该阀关闭锥形阀座，在所述第二位置该阀与锥形阀座分离。该方法还包括通过使阀与锥形阀座多次接触而使阀和锥形阀座中至少一者变形的步骤。该方法还包括至少部分地通过使用设置在阀的外径部上的环形座肩部来关闭锥形阀座而抑制与锥形阀座相关的座直径的改变的步骤。

又一方面，一种控制阀组件包括：电致动器；壳体，其具有流体入口、第一流体出口以及第二流体出口，该第二流体出口用于使流体入口或第一流体出口的压力通达至与控制阀组件可控地联接的装置。该控制阀组件还包括单件式阀，其与电致动器联接并且可在壳体内在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置该阀关闭由壳体限定并且在流体路径上设置在流体入口与第一流体出口之间的锥形阀座，在所述第二位置该阀与锥形阀座分离。在第一位置，第二流体出口通向流体入口并且与第一流体出口隔断。在第二位置，第二流体出口通向第一流体出口。该阀还包括一外径部，该外径部具有位于其上的环形座肩部，该环形座肩部构造成当阀处于第一位置时接触锥形阀座的截头圆锥形表面，并且环形座肩部还构造成响应于接触锥形阀座的截头圆锥表面发生变形而不会改变与其相关的座直径。