[发明专利]用于冷却包括压电元件的燃料喷射器的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料喷射器，更具体地，涉及一种用于冷却包括压电元件的燃料喷射器的设备和方法。

背景技术

一些发动机利用燃料喷射系统将燃料引入到发动机的燃烧室中。燃料喷射系统可以是多种类型的燃料系统中的任意一种，并且在系统中可以包括多个燃料喷射器。在控制燃料流动的各种阀中，燃料喷射器可以包括用于控制阀组件的操作的至少一个压电致动器。此外，燃料喷射器可以包括帮助提高燃料喷射系统中的燃料压力的压电致动器。

压电致动器通常包括能够例如通过响应于施加的电势而变长来改变结构的压电元件。在操作中，压电元件相对快速地变长和变短，以控制例如控制阀或活塞的位置。压电元件的相对快速的反复致动易于产生相对大量的热，当所述相对大量的热与由发动机产生的热相结合时，会导致压电元件和相关联的部件的温度高于希望水平。在一些例子中，在不设置用于冷却发动机系统部件、特别是燃料喷射器部件的机构的情况下，燃料系统和相关联的发动机的操作可能不是最佳的或者甚至是效率低下的。

Abe等人的美国专利No.4553059(‘059专利)涉及一种用于压电致动器的冷却系统。‘059专利公开了一种包括壳体的压电致动器，其中，压电元件设置在壳体中。压电元件设置在机壳中并且机壳容纳导热油。冷却流体通过围绕机壳的空间循环。冷却液体吸收来自压电元件的热量。

虽然‘059专利提供了一种用于在燃料喷射器中使用的压电致动器的冷却系统，但其公开的系统具有多个缺点。例如，供给和排出冷却流体所需的流体连接件相对复杂。此外，压电致动器的组装和适当的定位在发动机环境中可能是笨重的。另外，由于油与压电元件接触，即，油与形成压电元件的单独的盘状物接触，因此压电元件的操作可能是受阻和/或效率低下的。导热油也可能泄漏到燃料喷射器的其它区域中，由此污染燃料喷射器，潜在地损害其中的各种零部件，并且潜在地与容纳在燃料喷射器中的燃料混合。

根据本发明的用于冷却包括压电元件的燃料喷射器的设备和方法旨在对现有技术进行改进。

发明内容

在一方面，本发明涉及一种燃料喷射器，包括：喷嘴部分；电致动的阀组件，其能够控制燃料向所述喷嘴部分的流动，所述电致动的阀组件包括压电元件和偏置构件；壳体，所述电致动的阀组件的至少一部分设置在所述壳体中，所述壳体在所述压电元件和所述壳体之间限定了腔室；和导热材料，其至少部分地设置在所述腔室内，所述导热材料能够将热量从所述压电元件传输到所述壳体。

在另一方面，本发明涉及一种用于从电致动的阀组件的压电元件传输热量的方法，所述方法包括以下步骤：提供一种燃料喷射器，所述燃料喷射器包括壳体和电致动的阀组件，所述电致动的阀组件具有压电元件和偏置构件；将所述电致动的阀组件的至少一部分定位在所述壳体内，以在所述压电元件和所述壳体之间限定腔室；并且在所述壳体内至少部分地填充导热材料，所述导热材料能够将热量从所述压电元件传输到所述壳体。

在又一方面，本发明涉及一种机器，包括：发动机，其能够产生动力输出并且包括至少一个燃烧室；和燃料喷射器，其能够将燃料喷射到所述至少一个燃料室中，所述燃料喷射器包括：喷嘴部分；电致动的阀组件，其能够控制燃料向所述喷嘴部分的流动，所述电致动的阀组件包括压电元件和偏置构件；壳体，所述电致动的阀组件的至少一部分设置在所述壳体中，所述壳体在所述压电元件和所述壳体之间限定了腔室；和导热材料，其至少部分地设置在所述腔室内，所述导热材料能够将热量从所述压电元件传输到所述壳体。

附图说明

图1是包括燃料喷射系统的发动机的示意图，其中，燃料喷射系统包括多个燃料喷射器，每个燃料喷射器具有至少一个压电致动器；和

图2是图1的燃料喷射器的一部分的剖视图，进一步示出了燃料喷射器的压电致动器。

具体实施方式