[发明专利]用于内部冷却燃料喷射器的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及燃料喷射器，更具体地说，涉及用于与内燃发动机相关联的燃料喷射器的冷却装置。

背景技术

具有与各气缸相关联的燃料喷射器的内燃发动机是众所周知的。典型的燃料喷射器设在发动机的阀盖下方，并与气缸直接流体连通。燃料喷射器包括各种的阀和阀装置，所述阀装置以受控制的方式将燃料喷射到气缸中。这些阀通常由与各燃料喷射器相关联的电子致动器控制。每个燃料喷射器都能将一定量的燃料在预定时间并以预定的持续时间喷射到内燃发动机的气缸中。在运行期间，利用传送到电子致动器的电信号来控制将燃料喷射到气缸的阀。

现代发动机将燃料在高压下喷射到它们的气缸中。燃料在高压下的压缩作用使燃料温度增加，而燃料温度增加在发动机运行期间又使燃料喷射器内的温度增加。目前的趋势是增加用于将燃料喷射到内燃发动机中的喷射压力。这产生潜在的热问题，所述热问题涉及将燃料喷射器的内部部件的温度保持在预定温度范围内。另外，燃料喷射器以及所喷射的燃料的增加的温度往往增加所喷射燃料的氧化作用。这种氧化作用有可能在喷射器阀的不同表面上沉积碎屑。

用于为燃料喷射器提供冷却的一种已知装置可从1990年9月18日授权并将转让给日本的Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha的美国专利495801(简称’101专利)中找到。该’101专利公开了一种具有与活塞相关联的压电致动器的燃料喷射器。活塞设在外壳的活塞孔内并被空心柱形弹性件包围，该弹性件将压缩负荷加在致动器上。在活塞和致动器外壳之间形成环形冷却室。该空心柱形弹性件插在冷却室中，以将活塞向上偏压。当向压电元件上施加电荷时，该压电元件轴向膨胀，因此活塞伸展以压缩一定量的待喷射燃料。当压电元件的电荷放电时，该压电元件轴向收缩，从而在待压缩的供给压力下引入额外的燃料。

环形冷却空间中的燃料是在与喷射的燃料相同的供给压力下提供的。当喷射完成时，额外的燃料被拉到燃料喷射器的不同内腔中。被吸入燃料喷射器的不同功能空间中的燃料包括来自环形冷却空间的燃料，该燃料通过止回阀进入供给通道中。将冷却燃料与喷射燃料混合的一个缺点是产生喷射燃料的温度升高。例如，从’101专利所公开的装置的压电致动器除去的热量可能增加喷射的燃料的温度。另外，温度的这种增加可能另外增加沉积物在燃喷射器的不同内部元件上形成的速率。

发明内容

一方面，本发明公开了一种用于内燃发动机的燃料喷射器。该燃料喷射器包括喷射器主体，该喷射器主体形成致动器部分。在该致动器部分中形成有致动器孔，该致动器孔至少部分地由内表面和端表面限定。在该致动器孔内设有致动器，该致动器具有外表面，从而可在致动器孔的内表面和致动器的外表面之间限定流(动)槽(沟槽，沟道)。在喷射器主体中形成冷却流通道，该冷却流通道与致动器孔流体连通，并适于将冷却流体供给到致动器孔。在喷射器主体中形成排放通道，该排放通道与致动器孔流体连通。内部冷却流体流路从冷却流道延伸，穿过流槽，并从流槽延伸穿过排放通道。

另一方面，本发明公开了一种具有内燃发动机的机械。该发动机包括曲轴箱，该曲轴箱形成燃烧缸。泵送系统可运行以输送高压燃料和低压燃料，排放容器(储罐)接纳和收集燃料。燃料收集器空间(体积)接收来自泵送系统的高压燃料，该燃料通过燃料喷射器选择性地喷射到燃烧缸中。该燃料喷射器包括与燃料收集器空间流体连通的喷射燃料入口、接收来自泵送系统的低压燃料的冷却燃料入口和流体连接到排放容器上的排放口。适于除去燃料喷射器中的热量的冷却路线在泵送系统的低压低给口、燃料喷射器的冷却燃料入口、燃料喷射器的排放口及排放容器之间延伸。

再一方面，本发明公开了一种减少燃料喷射器中的沉积物的方法。在一个实施例中，该燃料喷射器包括阀致动器，该阀致动器与形成在燃料喷射器中的冷却燃料入口、流道和排放通道流体连通。该燃料喷射器限定包括流道的冷却通道，该流道至少部分地环绕阀致动器。该减少沉积物的方法包括使冷却燃料通过燃料喷射器的冷却燃料入口，该冷却燃料是与喷射燃料分开的。冷却燃料至少部分地围绕阀致动器穿过流道。通过用冷却燃料吸收致动器中的热量来将阀致动器中的热量除去，以使燃料喷射器的内部温度保持低于预定的碎屑形成温度。用这种方式，使燃料喷射器的内部部件上形成的沉积物量减少。

附图说明

图1是用于本发明的机械的燃料供给系统的框图；

图2是燃料喷射器的轮廓图，它具有根据本发明的喷射燃料入口和冷却燃料入口；

图3是图2中所示的燃料喷射器的剖视图；

图4是图3中所示的剖视图的放大的细部图；