控制阀组件和结合有控制阀组件的燃料喷射器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及控制控制室中的燃料压力的控制阀组件。具体地，本实用新型涉及控制用在内燃机燃料喷射系统中的燃料喷射器的控制室中的燃料压力的控制阀组件。本实用新型还涉及结合有控制阀组件的燃料喷射器。
【背景技术】
[0002]在柴油机的共轨燃料系统中，燃料从蓄压器通过专用燃料喷射器输送到发动机的每个气缸。每个燃料喷射器包括阀针，阀针相对于阀座可移动从而允许或阻止燃料的输送。阀针朝着和远离阀座的移动是由均衡的反向关闭和打开力来控制的。输送腔中的燃料在最接近阀座的阀针的端部施加打开力，其用作使阀针提升离开阀座。控制室中的燃料在远离阀座的阀针的端部施加关闭力，其用于将阀针压在阀座上。
[0003]打开和关闭力的平衡通过控制控制室中的燃料压力来控制。当控制室中的压力高时，阀针上的关闭力足以克服输送腔中的燃料所施加的打开力，并且，阀针被保持在关闭位置靠着阀座。当控制室中的燃料压力相对低时，关闭力小于打开力，阀针被从阀座提起到打开位置，从而，燃料喷入发动机气缸。
[0004]图1示出用于控制这样的控制室12中的燃料压力的已知控制阀组件10的截面。利用致动器18例如螺线管，阀构件14相对于壳体16在关闭位置与打开位置之间可动。在关闭位置处，控制室12与高压燃料供给装置20连通。控制室12中的燃料压力因此高。在控制阀10的打开位置处，控制室12和高压燃料供给装置20与通向低压排出装置(未示出)的燃料通道22相通。控制阀中的流动通道24和控制室12中的压力因此相对低。通过这种方式，控制阀组件10控制控制室12中的压力，这又控制燃料喷射。美国专利US7140353也公开了现有技术的一种阀布置。
[0005]在这样的控制阀中，流动通道24中的燃料易于泄漏，这引起燃料损失，并由此引起能量损失。这个能量损失是不希望有的，因为它降低了发动机的效率并且引起C02排放的增加。
[0006]泄漏能够发生在阀10的打开和/或关闭期间，称之为动态泄漏，和/或在控制阀10处于关闭位置的时候，称之为静态泄漏。静态泄漏尤其重要，因为控制阀10在其大部分使用期都处于关闭位置。静态泄漏的主要来源是阀构件14与周围壳体16之间的间隙26。间隙26必须存在以允许阀构件14相对于壳体16滑动;然而间隙26提供了不希望有的通道，通过这个通道，高压燃料会漏出控制阀1的流动通道22。
[0007]将意识到，当控制阀10处于关闭位置时，控制阀内的流动通道22装有高压燃料。现今的燃料喷射器的高工作压力意味着流动通道22中的燃料通常处于至少2000巴的压力;足够高，流动通道22内的燃料在周围部件上施加压力，足以引起重大变形。
[0008]具体地说，流动通道22中的高压燃料在壳体16上施加向外的径向力和在阀构件14上施加向内的径向力。变形迫使这两个部件在流动通道22的区域中分开。离开流动通道22，应力松弛。然而，这个松弛是逐步的，因此，壳体16和阀构件14仍然在阀构件14与壳体16之间的间隙26的区域中经受变形。这个变形增大了阀构件14与壳体16之间的间隙26的大小，并因此增大了泄漏的趋势。
[0009]着眼于解决前述不利，本实用新型提供一种用于内燃机的燃料喷射系统的改进的控制阀组件。
【实用新型内容】
[0010]在这个背景下，本实用新型的第一方面在于用于控制燃料喷射器的控制室中的燃料压力的控制阀组件，该控制阀组件包括布置在设在阀壳中的孔中的阀构件，阀构件与阀壳中的至少一者相对于另一者可动，其中，该阀构件包括燃料接收腔，布置成接收使阀构件的至少一部分变形从而增大其外部尺寸的燃料。本实用新型提供一种控制阀组件，在其中，能够抵消由控制阀的孔中的燃料引起的不希望有的变形效应。不希望有的变形效应趋于增大孔的直径，引起在阀构件与阀壳之间的泄漏。在本实用新型的控制阀中，这些影响是利用设于阀构件中的燃料接收腔来抵消的。接收在燃料接收腔中的燃料引起阀构件的有意变形，其增大了阀构件的外径，补偿了孔直径的增大。通过抵消变形效应，减少在阀构件与阀壳之间从控制阀泄漏燃料。这减小能量消耗并因此增大设有该控制阀组件的发动机的效率。
[0011]优选地，阀构件与阀壳的至少一者与阀座可接合以控制控制室中的燃料压力，并且，燃料接收腔内的燃料压力是可变的，取决于阀构件是否接合阀座。通过这种方式，燃料接收腔中的压力能够变化以匹配控制阀中的压力，从而，阀构件的有意变形仅仅发生到所要求的程度。
[0012]在优选实施例中，阀构件包括包围燃料接收腔的环形壁，从而，接收在燃料接收腔中的燃料在环形壁的至少一部分上施加向外的径向力，从而增大其外径。燃料接收腔中的燃料使环形壁容易且均匀地变形，这减小了由有意变形引起的施加在阀构件和阀壳上的应力。
[0013]阀构件可包括以紧密间隙滑动配合布置在孔中的阀体，并且燃料接收腔的至少一部分可以伸入阀体中。阀构件与阀壳之间的泄漏在紧密间隙滑动配合区域处尤其重要，这样，使燃料接收腔的至少一部分伸入到阀体中有利地帮助了确保抵消该区域中的变形，由此更进一步地减少泄漏。
[0014]优选地，孔布置成从高压燃料供给装置接收燃料。在这种情况下，接收在孔中的燃料可以用于使阀壳和/或阀构件变形从而增大限定在阀体与孔壁之间的径向间隙。在这个实施例中，孔可以限定出用于从高压燃料供给装置接收燃料的燃料通道，并且，接收在燃料通道中的燃料可以用于使阀壳和/或阀构件变形从而增大径向间隙。
[0015]在这种情况下，接收在燃料接收腔中的燃料优选地用于使阀体变形从而至少部分地抵消由接收在孔中的燃料引起的径向间隙的增大。
[0016]在优选实施例中，燃料接收腔与燃料通道流体连通，从而燃料接收腔中的燃料压力大体上相同于燃料通道中的燃料压力。确保燃料通道和燃料接收腔中的相同燃料压力预防了这种情形，例如，燃料接收腔中的压力太低，以致于阀构件的外径没有足够增大，因此间隙仍然大到足以引起明显泄漏，并且还预防这种情形，燃料接收腔中的压力太高，以致于阀构件的外径增大太多，引入了阀构件与阀壳之间的不可接受的摩擦程度。
[0017]优选地，燃料接收腔布置成通过进口与燃料通道流体连通，例如与燃料接收腔和燃料通道流体连通的横向钻孔。
[0018]在优选实施例中，当燃料不存在于孔和燃料接收腔中时，阀体具有大体恒定的外径。
[0019]为了便于制造，燃料接收腔优选为钻出的腔。为了防止燃料漏出燃料接收腔，钻出的腔可以被插件堵上。
[0020]为了控制喷射阀的控制室中的压力，阀构件和孔中的至少一者优选为相对于另一者在第一位置与第二位置之间可动，在第一位置处，控制室、燃料接收腔与高压燃料供给装置布置成相互流体连通，在第二位置处，控制室与低压燃料排出装置流体连通。例如，阀构件可以相对于阀壳可动。替代地，阀壳可以相对于阀构件可动。
[0021]在第二方面，本实用新型还涉及燃料喷射器，其包括如上所述的控制阀组件、控制室和喷嘴，该控制室布置成控制阀针的运动从而控制燃料从喷嘴的喷射。
[0022]将意识到，本实用新型的第一方面的优选和/或可选特征可以是单独地或以适当的组合方式结合于本实用新型的第二方面。
【附图说明】
[0023]已经在上文参考现有技术描