用于内燃机的燃料喷射器 技术领域 本发明涉及用于内燃机的燃料喷射器。 本发明尤其涉及用于大型二冲程内燃机的 燃料喷射器， 如用于航海推进的柴油发动机。
更准确地说， 本发明涉及权利要求 1 前序所述的燃料喷射器， 该燃料喷射器包括 外壳、 阀导管、 雾化器、 心轴、 和截止元件， 所述阀导管固定在外壳的下端处， 雾化器固定在 阀导管的下端处， 并设有多个喷嘴孔， 心轴具有与阀导管的阀座配合的阀部分， 而截止元件 伸入到雾化器的纵向孔中， 以便当心轴处于闭合位置时减少与喷嘴孔流体连接的体积。
背景技术
EP-A-052937 公开了一种燃料喷射器， 该燃料喷射器包括一轴向上可移置的心轴， 所述心轴具有阀部分和截止元件， 阀部分与对应的阀导管的阀座配合， 而截止元件的阀杆 的阀部分的下方伸到雾化器的中心孔径中。 截止元件的外壁对打开和闭合喷嘴孔的入口开 口有效。
在 EP-A-052937 所公开的解决方案中， 各喷嘴孔排列成一排， 亦即喷嘴孔的入口 开口全都放置在距雾化器的下端近似相同的距离处。该解决方案存在的问题是， 在不危及 雾化器的侧壁的强度的情况下， 安排在最大角度内的喷嘴孔的总数不能增加。
WO 2008/071187 公开了一种权利要求 1 的前序所述的燃料喷射器， 其中雾化器的 喷嘴孔的入口开口安排在第一排和第二排中， 该第一排和第二排在轴向上通过圆筒形密封 部分相互间隔开和分开。 伸入雾化器的纵向孔中的截止元件具有第一圆筒形部分和第二圆 筒形部分， 所述第一圆筒形部分安装成打开和闭合下排的入口开口， 而第二圆筒形部分与 一辅助阀座配合， 用于当阀杆闭合时关闭上排的入口开口。
当阀杆打开时， 下排入口开口用流过截止元件的中心管道的燃料供应， 而上排入 口开口用在环形通道中流动的燃料供应， 该环形通道限定在雾化器孔径的内壁和截止元件 的外表面之间。 发明内容 本发明的目的是提供一种改进的喷射器， 该改进的喷射器在雾化器中喷嘴孔的安 排上具有更大的自由度， 保证所有喷嘴孔都同时供应燃料、 及即使喷嘴孔以不规则的流型 (pattern) 安排也要求很短的阀杆的行程。
按照本发明， 这个目的用具有权利要求 1 的特点的燃料喷射器达到。
在本发明所述的解决方案中， 在心轴的闭合位置中， 喷嘴孔的入口开口全都处于 在上面和下面截止部分之间与喷射室流通连接， 而在心轴的打开位置中， 上面截止部分保 持闭合， 而下面截止部分打开， 以便在截止元件的中心管道和喷射室之间形成流通连接。
在本发明所述的解决方案中， 当下面截止部分打开时， 所有喷嘴孔都同时供应燃 料。
本发明的安排在定位喷嘴孔方面提供更多的自由度， 喷嘴孔能设在任何雾化器高
度处， 并按照一种流型设计， 以便优化喷雾质量。按照本发明， 喷嘴孔不一定像现有技术中 那样设置在一个或两个单排中。
本发明的雾化器能设计成具有更大数量的喷嘴孔， 因此改善了喷雾质量和燃料燃 烧， 而不危及雾化器的侧壁的强度。
本发明的喷嘴孔能即使在很短的升起心轴情况下也在轴向上相互间隔开具有相 关的高度差。尤其是， 升起心轴能比喷嘴孔之间的轴向距离更短。 附图说明 本发明的另一些特点和优点在下面参照附图纯粹当作非限制性例子给出的详细 说明中将变得显而易见， 其中 ：
- 图 1 是本发明的喷射器的轴向剖视图，
- 图 2 和 3 是图 1 中箭头 II 所指的部分分别处于闭合位置和打开位置的放大图，
- 图 4 是图 1 中箭头 II 所指的部分的放大透视图，
- 图 5 是图 4 中箭头 V 所指部分的前视图，
- 图 6 是与图 2 对应的剖视图， 并示出本发明的第二实施例，
- 图 7 是沿着图 6 的线 VII-VII 所取的剖视图。具体实施方式
参见图 1， 标号 10 表示本发明的用于柴油发动机的燃料喷射器。 喷射器 10 预定安 装到在发动机的头部 14 内所形成的轴长内腔 12 中。喷射器 10 包括细长的外壳 16， 该外 壳 16 在其顶部处具有放大的头部 18， 所述头部 18 在内腔 12 的外部突出， 并用螺钉 20( 图 1 中仅其中一个螺钉可见 ) 固定到发动机头部 14 上。
在下面说明和权利要求书中， 术语 “上面” 、 “下面” 、 “顶部” 、 “底部” 及诸如此类涉 及喷射器 10 的标准使用位置。然而， 可以设想， 喷射器 10 能安装在相对于垂直轴线或多或 少倾斜的位置中。
燃料供应管道 22 在外壳 16 中形成， 并在其上端处连接到开口 24 上， 放开口 24 连 接到燃料供应管路 ( 未示出 ) 上。推进元件 26 在外壳 16 中所形成的贯通内腔 30 的内部 沿着纵向轴线 28 可在轴向上移动。压缩弹簧作用在推进元件 26 的上面头部 34 上。压缩 弹簧 32 的上端顶着调节件 36 起作用， 该调节件 36 拧到喷射器 10 的头部 18 内所形成的轴 向孔中。
阀导管 38 固定在外壳 16 的下端处。管状固定件 40 接合外壳 16 的螺纹部分 42， 以便将阀导管 38 固定在外壳 16 的前面底端处。导向阀 38 具有一纵向导向孔 44。室 46 在 导向孔 44 的下端处形成。室 46 与燃料供应导管 48 处于流通连接， 该燃料供应导管 48 的 上端连接到外壳 16 的燃料供应导管 22 的下端上。
参见图 2 和 3， 锥形阀座 50 设在阀导管 38 的室 46 的底端处。短管道 52 从阀座 50 向下延伸， 并在阀导管 38 的前端面 54 上开口。
雾化器 56 固定在阀导管 38 的下端处。雾化器 56 具有一圆筒体， 该圆筒体用耐蚀 材料制成， 具有封闭的底端 58。如图 1 所示， 雾化器 56 的下端在发动机的燃烧室 C 中延伸。 雾化器 56 的上部前端面 60 在前面贴合阀导管 38 的前端面 54。雾化器 56 的圆形上部凸缘62 接合导向阀 38 的底部圆筒形表面 64。垂直销 66 接合阀导管 38 和雾化器 56 的相互面 对的开口， 以便将雾化器 56 设定在相对于阀导管 38 的固定角位置中。
雾化器 56 通过杯形保持元件 68 轴向上固定到阀导管 38 上。保持元件 68 和雾化 器 56 具有相互贴合的锥形表面 70 和 72。雾化器 56 的圆筒体穿过保持元件 68 的底部开口 74 向下伸出。如图 1 中所示， 保持元件 68 具有一上部凸缘 76， 该上部凸缘 76 卡扣接合弹 性环 78， 所述弹性环 78 承载在管状固定件 40 的下端处。
参见图 2 和 3， 雾化器 56 具有一纵向孔 80， 该纵向孔 80 在其底端处闭合。纵向孔 80 的上端通过短管道 52 和阀座 50 处于与室 46 流通连接。在雾化器 56 的侧壁中形成多个 喷嘴孔 82。各喷嘴孔径 82 都具有各自的内部开口 84 和出口开口 86， 所述内部开口 84 面 对通入纵向孔 80， 而出口开口 86 在雾化器 56 的外表面上敞开。喷嘴孔 82 的其中至少某些 的入口开口 84 轴向上相互间隔开。在图 4 和 5 所示的实施例中， 各喷嘴孔 82 按照基本上 不规则的流型设置。
本发明的重要特点是喷嘴孔 82 能按任何所需的流型排列。各喷嘴孔 82 的位置能 由设计人员随意地限定， 以便优化喷雾质量。尤其是， 喷嘴孔 82 的总数、 入口和出口开口 84， 86 的轴向位置及喷嘴孔 82 的轴线相对于纵向轴线 28 的斜度能随意地改变， 用于提供最 佳喷雾流型。实际上， 喷嘴孔 82 能放置在任何所需位置处尤其有用， 因为安排在最大角度 ( 例如 120° ) 内的喷嘴孔的总数能增加， 而不危及雾化器 56 的侧壁的强度。各喷嘴孔 82 不一定像现有技术解决方案中那样位于平行排中。例如， 如图 5 中所示， 喷嘴孔 82 的出口 开口 86 能位于不同雾化器高度 H1， H2， H3， H4， H5 处。
参见图 1， 心轴 88 在轴向上可移置到阀导管 38 中。心轴 88 具有圆柱体部分 90， 该圆柱体部分 90 可滑动式接合阀导管 38 的纵向导向孔 44。如图 2 和 3 中最佳示出的， 心 轴 88 有锥形阀部分 92， 该锥形阀部分 92 与阀导管 38 的锥形阀座 50 配合。心轴 88 在轴向 上可在图 2 所示的闭合位置和图 3 所示的打开位置之间移动。参见图 1， 心轴 88 的上端紧 贴着推进元件 26 的下端。压缩弹簧 32 通过推进元件 26 使心轴 88 偏置在闭合位置中， 其 中心轴 88 的阀部分 92 紧贴着阀座 50， 以便切断室 46 和雾化器 56 的纵向孔 80 之间的流通 连接。
参见图 2 和 3， 心轴 88 包括截止元件 94， 该截止元件 94 在阀部分 92 的下方同轴 式延伸， 并伸入到雾化器 56 的纵向管道 80 中。截止元件 94 固定到心轴 88 的其余部分上 或与该其余部分整体形成。截止元件 94 的外表面具有第一圆筒形密封部分 96 和第二圆筒 形密封部分 98， 该第一和第二圆筒形部分 96， 98 轴向上相互间隔开。 第一密封部分 96 用紧 配合接合纵向孔 80 的第一圆筒形密封面 100， 以便限定上面截止部分 102。第二密封部分 98 用紧配合接合纵向孔 80 的第二圆筒形密封面 104， 以便限定下面截止部分 106。第一圆 筒形密封面 100 具有直径大于第二圆筒形密封面 104 的直径。
在图 2 所示的心轴 88 的闭合位置中， 上面截止部分 102 和下面截止部分 106 二者 都闭合。在图 3 所示的心轴 88 的打开位置中， 上面截止部分 102 保持闭合， 而下面截止部 分 106 打开。优选地， 截止元件 94 具有减小直径的部分 108， 该减小直径的部分 108 轴向上 在第一密封部分 96 和第二密封部分 98 之间延伸。
在图 2 所示的闭合位置中， 环形喷射室 110 被限定在纵向孔 80 的区域中， 该区域 包括在上面截止部分 102 和下面截止部分 106 之间。各喷嘴孔 82 的入口开口 84 全都处于与喷射室 110 流通连接。
截止元件 94 具有中心管道 112， 该中心管道通过横向孔 116 与位于上面截止部分 102 上方的纵向孔 80 的上面区域 114 处于流通连接。中心管道 112 还通过底部开口 120 与 位于下面截止部分 106 下方的纵向孔 80 的下面区域 118 处于流通连接。
当心轴 88 处于图 2 中所示的闭合位置时， 喷射室 110 通过上面截止部分 102 从上 面区域 114 密封， 且还通过下面截止部分 106 从下面区域 118 密封。上面区域 114 还通过 阀座 50 和阀部分 92 的相互贴合面从室 46 密封。当加压燃料通过供应管道 22 和 48 供应 到室 46 时， 在心轴 88 上产生向上的液压力。当这个液压力克服了压缩弹簧 32 的力时， 心 轴 88 移动到图 3 的打开位置。在这个位置中， 纵向孔 80 的上面区域 114 通过打开的阀座 50 处于与室 46 流通连接。截止元件 94 的向上运动打开下面截止部分 106， 并使喷射室 110 处于与下面区域 118 流通连接。加压流体通过上面区域 114， 横向孔 116， 中心管道 112 和 底部开口 120 到达喷射室 110。下面截止部分 106 一被打开， 所有喷嘴孔 82 就同时供应加 压燃料。
本发明的第二实施例在图 6 和 7 中示出。与上述公开的元件对应的一些元件用同 样标号表示。在本发明的这个第二实施例中， 截止元件 94 的第一密封部分 96 和第二密封 部分 98 之间具有一恒定或基本上恒定的外径。雾化器 56 的纵向孔 80 具有一在第一密封 部分 100 和第二密封部分 104 之间增加直径的环形室 122。室 122 可以具有任何形状， 而 不一定是圆筒形。优选地， 在环形室 122 中， 形成了与喷嘴孔 82 的入口开口 84 一致的凹槽 124。环形室 122 和凹槽 124 形成喷射室 110。该第二实施例的操作基本上与参照图 2 和 3 的上述实施例的操作相同。 本发明的显著优点是心轴的减少的轴向行程足够用于同时供应所有喷嘴孔 82。 心 轴 88 的打开行程与喷嘴孔 82 的位置和尺寸无关。此外， 因为所有喷嘴孔 82 的入口开口 84 全都处于与同一喷射室 110 流动连通， 所以喷嘴孔 82 能按照任何所需的流型排列， 该流型 能选择， 以便优化喷雾质量。喷嘴孔 82 的总数也能增加， 而不危及雾化器的壁的强度。