[发明专利]配备有计量伺服阀的内燃机用燃料喷射器

说明书

本申请是申请号为200910150953.5、申请日为2009年6月29日、发明名称为“配备有计量伺服阀的内燃机用燃料喷射器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及配备有计量伺服阀的内燃机用燃料喷射器。

背景技术

通常，用于内燃机的喷射器包括计量伺服阀，该计量伺服阀具有与燃料入口连通并与燃料排放通道连通的控制腔。计量伺服阀包括闸门(shutter)，该闸门在电致动器的作用下可轴向运动，以打开/关闭排放通道的出口开口并且使控制腔内的压力发生变化。进而，控制腔内的压力对喷射器的端部喷嘴的打开/关闭进行控制，从而将燃料供应到相关联的汽缸中。

排放通道具有校准段，该校准段对于计量伺服阀的校正操作尤其重要。具体地说，在校准段中，流体的流速与预定的压差有关。

在制造出的喷射器中，通过如下的步骤来制造排放通道的校准段：通过电子放电加工来进行打孔；随后进行消除任何打孔缺陷所必需的精整操作，即使这些缺陷较小，也必然会导致燃料流出现大的压降（pressure drop）误差，最终导致离开控制腔的燃料的流速出现大的压降误差。

具体地说，精整操作是具有实验性质的，并通过如下的步骤来执行：使研磨液流过经由电子放电加工而形成的孔、设定该孔上游和下游的压力并检测流速，其中，流速趋于随着液体对孔的侧表面的研磨而逐渐增大，直到达到预设的设计值。此时，流体被中断：在使用中，得到的最终通路的段将以近似的方式确定压降和离开控制腔的燃料的流速，该压降等于在精整操作期间孔的上游和下游建立的压差，离开控制腔的燃料的流速等于预设的设计值。

在专利EP1612403所公开的喷射器中，排放通道具有在对闸门进行引导的轴向杆中形成的出口，该闸门由滑动套筒限定。排放通道的校准段与轴向杆同轴，并且在穿孔板中形成，该穿孔板在轴向上界定控制腔。在该校准段的下游，排放通道包括轴向段和随后两个相对的径向段，这些段一起限定了用于排放燃料的相对大的通路段。考虑到（例如）对于喷射器的大致1600bar的燃料供应压力，当计量伺服阀打开时或者更确切地说当对闸门进行限定的套筒上升到打开位置时，进入控制腔的燃料入口决定了控制腔中的压降下降至大致700bar；然后，在排放通道的校准段的上游端和下游端之间，燃料压力从大致700bar下降至几个bar。

图16中用线示出的曲线是实验曲线，该曲线定性地示出了当伺服阀打开时离开控制腔的燃料流的压力趋势。控制腔内的压力为P₁（大致等于700bar，如上所述），而在排放环境中，在轴向杆与对闸门进行限定的套筒之间的密封件(seal)的下游，压力为P_SCAR。在横坐标上示出了相对于控制腔的线性距离。具体地说：

-X_A：紧临校准段的出口的位置，

-X_RAD：在两个相对径向段上的入口位置，

-X_TEN：在轴向杆和对闸门进行限定的套筒之间的密封区的位置，

-X_SCA：燃料压力稳定自身的排放环境中的位置。

在实验上，由于压降大，导致气穴的产生。换言之，排放环境的上游的燃料压力降低到蒸汽压（用P_VAPOR表示）以下，对应于校准段的出口，在该校准段的出口处燃料流速度最大并且压力最小（P_MIN）。具体地说，蒸汽的比率（fraction）或百分比接近1。

随着通路段从位置X_A到位置X_TEN变得相对窄（即使大于校准段的通路段）时，燃料压力缓慢上升，紧临位置X_A的下游形成的蒸汽并非全部都回到液态。

因此，对应于位置X_TEN，蒸汽比率仍然大。对应于位置X_TEN，然后在通路段的增大最大。在该区域中，能够区分三种不期望的现象：

-由于通路段的快速增大，压力趋于上升并且先前形成的蒸汽泡趋于破裂；当在紧贴着对密封件进行限定的表面发生这种现象时，对这些表面造成不期望的磨损，

-在闸门关闭期间，在存在蒸汽时（即在“干燥”条件下），在限定了密封件的表面之间发生接触，并随之产生冲击，这造成了进一步的磨损，

-另外，总是由于这些“干燥”条件，导致液体失去阻尼效应，并且出现闸门回弹，这样造成关闭伺服阀的延迟，并且随之而来的是注入的燃料的量相对于通过设计确定的量不期望地增大。