[发明专利]用于压电致动器的运动联接器

说明书

技术领域

本发明总的涉及压电致动器，更具体地，涉及一种用于压电致动 的燃料喷射器的运动联接器。

背景技术

燃料喷射系统通常利用多个燃料喷射器将高压燃料喷射输送到 发动机内用于燃烧。每个燃料喷射器通常包括具有加压室的喷嘴组 件，该加压室能够容纳加压燃料的体积。在喷射过程中，大量加压 燃料通过喷嘴组件中的孔排出。通常，喷射器还包括针阀元件，该 针阀元件可滑动地设置在加压室中。可以通过弹簧将针阀元件朝向 闭合位置偏压，在该闭合位置，孔被阻挡。为了喷射燃料，针阀元 件被选择性地运动以便不阻挡孔，由此允许高压燃料从加压室通过 孔流入到发动机中。

针阀元件的选择性运动可以通过控制阀和控制室来控制。控制 室可以选择性地填充和排出加压燃料。当控制室被充满加压燃料时， 燃料可以作用在针阀元件的液压表面上并且将针阀元件偏压到闭合 位置，由此闭合喷射器。为了打开喷射器，压电致动器可以使控制 阀运动并且将控制室内的加压燃料释放到排出口。控制室的降压导 致对针阀元件的偏压改变，并因此驱使针阀元件运动到非阻挡位置。 压电致动器通常包括压电堆，该压电堆具有通过用作电极的导电层 隔开的多个压电材料层。当跨过导电层施加电势时，压电堆沿着纵 向扩张。纵向扩张提供了使控制阀运动且使控制室降压所需的动作。 虽然该结构对于启动燃料喷射可能是有效的，但压电堆是脆性的且 如果超载可能破裂。

喷射器制造商们所采用的使压电堆与损伤力隔离的一种方法公 开在授予Oakley等人的美国专利No.7145282(‘282专利)中。‘282 专利描述了一种用于内燃机的燃料喷射器，该燃料喷射器包括具有 被隔离在壳体内的压电堆的压电致动器。该壳体是刚性的且被设计 用于吸收切变应力。此外，该壳体能够在压电堆上设置预加载荷， 这可以通过(即使当张力作用在致动器上时)保持压电堆处于压缩 状态来保护压电堆。

虽然‘282专利的压电致动器可以受到保护而不受切变应力和张 力的影响，但其仍然没有被充分隔离。例如，压电致动器可以迅速 扩张以打开阀，并且在充分打开阀之后，致动器可能碰触硬质止动 件。即，致动器可能过扩张并且在阀到达充分打开位置时与刚性的 止动件碰撞。每次在压电堆碰触硬质止动件时，在其中就会形成显 微裂纹，并且在反复地碰触硬质止动件之后，装置会由于疲劳而失 效。

发明内容

本发明的燃料喷射器涉及上述的一种或多种缺陷和/或本领域中 的其它缺陷。

在一个方面中，本发明涉及一种燃料喷射器。该燃料喷射器可 包括沿着燃料喷射器的中心轴线大致对准的壳体。燃料喷射器也可 包括用于控制燃料流通过燃料喷射器的控制阀。燃料喷射器也可包 括设置在壳体内且与控制阀相关联的压电元件。燃料喷射器还可包 括设置在控制阀和压电元件之间的运动联接器，该运动联接器能够 影响震动以减少压电元件中的显微裂纹。

在另一个方面中，本发明涉及一种燃料喷射器。该燃料喷射器 可包括沿着燃料喷射器的中心轴线大致对准的壳体和设置在壳体内 并且能够沿着中心轴线扩张第一距离的压电元件。燃料喷射器还可 包括能够运动第二距离并且影响燃料流通过燃料喷射器的控制元 件，第二距离不等于第一距离。燃料喷射器还可包括活塞，该活塞 可滑动地设置在压电元件和控制元件之间并且能够将运动从压电堆 传递到控制元件。

在又一个方面中，本发明涉及一种喷射燃料的方法。该喷射燃 料的方法可包括对燃料加压、向压电元件选择性地供以能量以使其 移动第一距离并且减小压电元件中的震动。另外，该方法可包括使 活塞移动第二距离，以喷射加压燃料流，第二距离值小于第一距离 值。

附图说明

图1是一种示例性公开的发动机的示意图；

图2是用于图1中的发动机的示例性的燃料喷射器的示意图；

图3是用于图2中的燃料喷射器的示例性的压电致动器的示意 图；

图4是用于图2中的燃料喷射器的示例性的双臂运动联接器的 示意图；以及

图5是用于图2中的燃料喷射器的示例性的四臂运动联接器的 示意图。

具体实施方式