[发明专利]用于内燃机的燃料喷射系统的燃料电喷射器

说明书

本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射系统的燃料电喷射器。该电喷射器具有喷雾器，该喷雾器配备有喷嘴(11)和限定了排放部分(14)的阀针(12)，排放部分是环形的并且其宽度随着所述针阀(12)打开行程的进行而连续增加；该打开行程向外指向并且由电致动器(32)的操作以成比例的方式而引起；电喷射器(4)具有高压环境(16，18)，带有围绕阀针(12)的外侧表面的环形通道(16)以将燃料供应到排放部分(14)，和低压环境(22)，其与燃料出口连通并且通过在阀针(12)和喷嘴(11)之间的动态密封(25)而与高压环境分离；电喷射器设置有位于电致动器(32)和阀针(12)之间液压连接件(36)。

技术领域

本发明涉及一种燃料电喷射器，尤其是用在内燃机的高压燃料喷射系统中的压电型或磁致伸缩型燃料电喷射器。特别地，本发明涉及一种柴油循环发动机的共轨型燃料喷射系统的燃料电喷射器。

背景技术

在柴油循环发动机中，迫切需要减少颗粒和氧化氮的形成，通过设法使得内燃机中的空气-燃料进气尽可能均匀并且因此限制燃烧的扩散性。

另一方面，如在US2008245902A1中也提到的，研究的目标在于建立HCCI(均匀吸入压缩点火)型的内燃机。

然而，对于所有的意向和目的，目前的技术不允许以相对简单和便宜的方式构造这样一种发动机：其能够在所有运行负荷条件下以均匀吸入而运行。

可替代地，理论上能够构造一种发动机，其能够在所谓的混合模式下运行，即在低或者中等运行负荷的HCCI模式(或接近HCCI的模式)下运行，而在高运行负荷下以所谓的“传统”模式运行。

为了向这个方向努力，需要一种燃料喷射器，其不仅在所有运行条件下实现高精确燃料计量，还极容易获得：

-高燃料雾化和因此在低或者中等运行负荷下的燃烧时刻的高吸入均匀度，和

-在高运行负荷下的燃烧腔中的高燃料渗透性。

在喷射器雾化器方面，US2008245902教导了使用单针，具在致动器作用下移动以打开或关闭喷嘴，喷嘴具有两个系列的微孔，以形成依靠针提升而变化的排放部分。

此结构具有变化的系列微孔能够获得不同级别的燃料雾化和不同的SMD(Sauter中间直径)，根据对于不同的运行负荷而限定的最优化燃烧条件。

然而，这存在一些缺陷。首先，微孔会受制于碳质残渣的沉积，通常称作“焦化”，其影响到多种燃料喷射的均匀度和燃料的计量，直到实际地阻塞微孔。

另外，上述微孔置于在针和喷嘴之间的密封区域的下游，因此当喷嘴关闭时微孔包含一定的燃料容量：该燃料能响应在燃烧腔中的低压而从微孔传递到燃烧腔，因此导致测量的燃料量与期望的燃料量产生差异。

进一步地，根据喷射针的提升，喷嘴打开，并且因此，使燃料喷射到燃烧腔的排放部分以不连续的方式变化，从而使得该喷射器的灵活性不是最优的。

为了修补这些缺陷，最好是使用这样一种喷射器：其中雾化器没有微孔，而是具有被称作轴针型的针，例如，朝外打开的喷嘴类型。另一个该类型的雾化器的细节是通过利用压电或磁致伸缩致动器推动针从而打开喷嘴。例如，此类型的方案在EP1559904中描述。

在此方案中，提供给致动器的电子指令信号引起致动器成比例的伸长或缩短，并且该伸长/缩短进而引起针的平移。明显的是，根据提供给致动器的电子指令信号，针的轴向位置并且因此燃料排放部分的轴向位置持续变化，并且不是不连续的。

在EP1559904中描述的是直接作用的方案。换句话说，致动器的伸长或缩短引起针的同样的轴向运动，没有任何补偿可能性：

-由于经常出现在发动机启动条件和正常运行条件之间的热梯度而引起针的轴向长度的变化；并且