[发明专利]用于燃料喷射器和使用该燃料喷射器的燃料系统的冷却特征结构

说明书

技术领域

本发明总的涉及燃料喷射器，尤其是具有冷却特征结构的燃料喷射器。

背景技术

共轨燃料系统是用于改善柴油发动机的排放和性能的几种柴油发动机燃料系统之一。共轨燃料系统包括共轨，所述共轨供应燃料至多个燃料喷射器。这些燃料喷射器中的至少一部分保持在轨道压力，而燃料喷射器中的另一部分保持在低压力。燃料喷射器的不同部分之间的压差可产生潜在的泄漏通路。

泄漏通路允许燃料从高压区域行进到低压区域。在这些较高燃料压力处发生的任何燃料泄漏往往在泄漏通路附近产生热量，且该热量会传递至喷射器部件。

除了在燃料喷射器内增加压力之外，柴油发动机厂商已采用在任何特定的燃烧阶段期间，向燃烧室内进行燃料的多次喷射，以满足日益苛刻的排放法规。在多数情况下，多次喷射是通过给致动器(即电磁、压电致动器，等)通电来实现的，该致动器在每个燃烧周期内多次控制一个阀的运动。为了完成这些多次致动活动，需要更多的电能。然而，供应给致动器的电能的增加常常导致所产生的热能增加。在采用电磁线圈时这一问题尤为突出，电磁线圈往往在某些温度下易受不确定或退化行为的影响，若燃料喷射器未充分冷却，所述温度可很容易达到。

在早先的技术中已知外部冷却液可用于冷却过热的发动机部件。美国专利第4,553,059号(称为’059专利)为压电致动器的冷却提供了见解，所述压电致动器在压电构件的温度变得高于居里点时可能会退化。在’059专利中，压电构件在喷射活动期间，通过对压电构件的重复通电而经历了温度的升高。’059专利教导了利用外部冷却液，通过允许液体绕致动器流动来冷却压电致动器。

本发明的目的在于克服以上提出的一个或多个问题。

发明内容

一方面，燃料喷射器包括喷射器主体、共轨入口、冷却入口和燃料排放口，所述喷射器主体限定喷嘴出口。泄漏通路将共轨入口流体连接至燃料排放口。冷却通路将冷却入口流体连接至燃料排放口。

另一方面，共轨燃料系统包括多个燃料喷射器。所述多个燃料喷射器的每一个包括共轨入口和冷却入口。共轨流体连接至共轨入口。冷却管线流体连接至冷却入口。共轨燃料系统还包括燃料箱，该燃料箱用于将燃料供应至共轨和冷却管线。

再一方面，一种操作燃料系统的方法包括在第一喷射活动和第二喷射活动期间使相对较少量的燃料通过燃料喷射器的喷嘴出口的步骤。该方法还包括在第一喷射活动和第二喷射活动之间使相对较大量的燃料通过燃料喷射器的排放口的步骤。该方法还包括在第一喷射活动和第二喷射活动之间使泄漏燃料通过燃料排放口。

附图说明

图1是本发明所述的燃料喷射器的正剖视图。

图2是图1所示燃料喷射器的控制阀的放大的正剖视图

图3是燃料系统的示意图，该燃料系统具备多个图1所示的燃料喷射器。

具体实施方式

本发明涉及一种用在燃料喷射器和燃料系统内的冷却特征结构。共轨燃料喷射器包括保持在高压下的部分和保持在低压下的其它部分。高压和低压部分之间的压差允许燃料从高压区域泄漏至低压区域。在这些较高燃料压力处发生的燃料的任何泄漏往往产生热量，且该热量会传递至喷射器部件。当燃料喷射器内压力持续增加超过170MPa，不久之后超过200MPa时，产生大量更多热量，该热量会反过来影响燃料喷射器及其部件的性能。本发明讨论一种冷却特征结构，该冷却特征结构可用在各种产热过多和/或排热不足的燃料喷射器和燃料系统中。

参照附图，图1示出燃料喷射器100，该燃料喷射器100包括喷射器主体11，共轨入口14，冷却入口16和燃料排放口18，所述喷射器主体11限定喷嘴出口62。喷射器主体11还包括喷嘴组件60，控制阀组件40和电磁组件20，该电磁组件20包括衔铁组件/电枢组件21和电磁线圈25。

在本发明中，喷嘴组件60包括喷嘴室66，针阀控制室72和被直接控制的喷嘴阀64，该喷嘴阀64受喷嘴弹簧73偏压。喷嘴阀64可在关闭喷嘴出口62的第一位置和开启喷嘴出口62的第二位置之间移动。喷嘴阀64包括开式液压表面68，该开式液压表面68受到喷嘴室66内的燃料压力。喷嘴室66可经由轨道供应通道35接收通过共轨入口14进入的高压燃料。在本发明中，高压燃料来自共轨，因而喷嘴室66内的压力保持在轨道压力。喷嘴阀64也具有闭式液压表面70，该闭式液压表面70受到针阀控制室72内的燃料压力。