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閥針

閱讀：86發(fā)布：2020-05-11

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1.一種用于漿狀燃料噴射器閥的針閥的閥針，該閥針包括：
尖端，該尖端用于抵接所述針閥的針閥座；
密封部分，該密封部分用于定位在所述針閥的孔中；以及
燃料室部分，該燃料室部分在所述尖端和所述密封部分之間，其中，所述燃料室部分用于定位在所述針閥的針燃料室中；
其中，所述閥針的所述密封部分的表面包括至少一個凹槽，并且其中，所述凹槽或每個凹槽的至少一部分在與所述閥針的軸向方向不垂直的方向上延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥針，其中，所述閥針的所述密封部分的所述表面包括位于所述閥針的所述至少一個凹槽和所述燃料室部分之間的周向凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥針，其中，所述凹槽或每個凹槽終止于所述周向凹槽中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的閥針，其中，所述方向相對于所述閥針的所述軸向方向是傾斜的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的閥針，其中，所述凹槽或每個凹槽的所述至少一部分是螺旋形的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的閥針，其中，所述凹槽或每個凹槽是螺旋形的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的閥針，其中，所述凹槽或每個凹槽具有第一凹槽部分和第二凹槽部分，所述第二凹槽部分位于所述第一凹槽部分和所述閥針的所述燃料室部分之間，并且其中，所述第二凹槽部分的螺距與所述第一凹槽部分的螺距不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥針，其中，所述第二凹槽部分的螺距小于所述第一凹槽部分的螺距。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的閥針，其中，所述凹槽或每個凹槽的螺距隨著與所述閥針的所述燃料室部分的距離而增大。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的閥針，其中，所述燃料室部分的與所述閥針的所述軸向方向垂直的寬度小于所述密封部分。
11.一種用于漿狀燃料噴射器閥的針閥，該針閥包括：
孔；
針燃料室；以及
閥針，該閥針能在所述孔中移動，以從所述孔內(nèi)部以可變程度突出到所述針燃料室中；
其中，所述閥針具有在所述孔的內(nèi)部且在所述針燃料室的外部的密封部分，其中，所述密封部分的表面包括至少一個凹槽，并且其中，所述凹槽或每個凹槽的至少一部分在與所述閥針的軸向方向不垂直的方向上延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的針閥，其中，所述方向相對于所述閥針的所述軸向方向是傾斜的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的針閥，其中，所述凹槽或每個凹槽是螺旋形的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的針閥，其中，所述閥針是根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)的閥針。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的針閥，其中，所述閥針能相對于所述孔旋轉(zhuǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的針閥，所述針閥包括在流體導(dǎo)管出口處通向所述孔的流體導(dǎo)管，其中，所述流體導(dǎo)管出口相對于所述閥針布置，使得流體能從所述流體導(dǎo)管出口排出且進(jìn)入所述凹槽或每個凹槽的所述至少一部分中，以促使所述閥針在所述孔中旋轉(zhuǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的針閥，其中，所述流體導(dǎo)管是用于連接到密封流體源的密封流體導(dǎo)管，并且所述流體導(dǎo)管出口是密封流體導(dǎo)管出口。
18.一種漿狀燃料噴射器閥，該漿狀燃料噴射器閥包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的閥針或者包括根據(jù)權(quán)利要求11至17中任一項(xiàng)所述的針閥。

說明書全文

閥針

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及用于發(fā)動機(jī)(諸如二沖程船用發(fā)動機(jī))的燃料噴射器閥。具體地，本發(fā)明涉及用于噴射非牛頓燃料(諸如漿狀燃料或乳化燃料)的燃料噴射器閥。本發(fā)明還涉及用于漿狀燃料噴射器閥的針閥以及用于這種針閥的閥針。

背景技術(shù)

[0002] 柴油機(jī)內(nèi)的當(dāng)前噴射技術(shù)采用源自液態(tài)烴的油基牛頓燃料。這可包括但不限于常規(guī)柴油、船用柴油、船用瓦斯油和重質(zhì)燃油。常規(guī)柴油機(jī)采用對具有牛頓特性的相對低粘度燃料進(jìn)行壓力霧化。
[0003] 為了使燃料燃燒，需要將燃料以高壓泵送到燃料噴射器閥內(nèi)的室中。常規(guī)燃料系統(tǒng)使用高壓泵和共軌技術(shù)將通常高達(dá)1000巴的高壓燃料輸送到燃料噴射器閥。在其他發(fā)動機(jī)(諸如船用共軌四沖程發(fā)動機(jī))中，壓力可高達(dá)1500巴。因此，在常規(guī)燃料系統(tǒng)中，一定體積的燃料被保持在高壓下。
[0004] 已知用與重質(zhì)燃油相比具有顯著不同性質(zhì)的漿狀燃料或乳化燃料取代重質(zhì)燃油。漿狀燃料可以是含碳的水性漿狀燃料。這是碳顆粒(諸如煤或固化瀝青)在水中的懸浮液。
乳化燃料可以是碳?xì)浠衔?諸如瀝青)的液體顆粒和水的乳化液。與重質(zhì)燃油或柴油相比，含碳的水性漿狀燃料可具有較高的粘度，具有非牛頓流變性并且更難以霧化。當(dāng)漿狀燃料沒有在流動時，含碳的水性漿狀燃料的固體碳顆粒往往會沉積。
[0005] 這些含碳的水性漿狀燃料的燃燒、運(yùn)輸、儲藏和利用可能引起許多技術(shù)問題。漿料中的含碳固體顆?？沙恋碓谟拖浜腿剂瞎苈分?，并且可能在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間和/或在停機(jī)時阻塞燃料噴射設(shè)備的較小孔口。
[0006] 實(shí)驗(yàn)已表明，漿狀燃料可在壓差范圍內(nèi)改變穩(wěn)定性和流變性方面的特性。在某些情況下，當(dāng)漿狀燃料長時間暴露于高壓時，漿狀燃料產(chǎn)生消極反應(yīng)。例如，漿狀燃料可能在諸如可能通過泄壓閥和節(jié)流閥所經(jīng)歷的高剪切或氣蝕條件下表現(xiàn)不好。已觀察到，顆粒會從溶液中沉淀出來和/或顆粒會在燃料系統(tǒng)中的各個位置處團(tuán)聚。這意味著，諸如EP?3?070?322中示出的燃料噴射器這樣的常規(guī)燃料噴射器不能與漿狀燃料一起有效地工作或者甚至根本不能與漿狀燃料一起工作。
[0007] 在US?4,782,794和US?5,056,469中公開了使用漿狀燃料的已知燃料噴射系統(tǒng)，其中將漿狀燃料在高壓下噴射到燃料噴射系統(tǒng)中。已知燃料噴射系統(tǒng)的問題在于，漿狀燃料中的固體燃料組分的沉淀和團(tuán)聚會在燃料系統(tǒng)中的任何地方發(fā)生。這使水性漿料霧化的敏感性下降，這可造成點(diǎn)火延遲增加以及燃燒不完全，進(jìn)而可導(dǎo)致發(fā)動機(jī)不著火、密封圈損壞和發(fā)動機(jī)壽命降低。此外，這種沉淀和團(tuán)聚會阻礙或阻止燃料噴射器系統(tǒng)的正確操作，并且在某些情況下會造成燃料噴射器系統(tǒng)中的堵塞。

發(fā)明內(nèi)容

[0008] 本發(fā)明的第一方面提供了一種用于漿狀燃料噴射器閥的針閥的閥針，該閥針包括：尖端，該尖端用于抵接所述針閥的針閥座；密封部分，該密封部分用于定位在所述針閥的孔中；以及燃料室部分，該燃料室部分在所述尖端和所述密封部分之間，其中，所述燃料室部分用于定位在所述針閥的針燃料室中；其中，所述閥針的所述密封部分的表面包括至少一個凹槽，并且其中，所述凹槽或每個凹槽的至少一部分在與所述閥針的軸向方向不垂直的方向上延伸。
[0009] 這意味著，凹槽中接納的液體能夠在凹槽中行進(jìn)，以沿著閥針并繞著閥針擴(kuò)散，從而有助于潤滑閥針在孔中的移動。
[0010] 可選地，所述閥針的所述密封部分的所述表面包括位于所述閥針的所述至少一個凹槽和所述燃料室部之間的周向凹槽?？蛇x地，所述凹槽或每個凹槽終止于所述周向凹槽中。
[0011] 可選地，所述方向相對于所述閥針的所述軸向方向是傾斜的。
[0012] 可選地，所述凹槽或每個凹槽的所述至少一部分是螺旋形的。
[0013] 可選地，所述凹槽或每個凹槽是螺旋形的。
[0014] 可選地，所述凹槽或每個凹槽具有第一凹槽部分和第二凹槽部分，所述第二凹槽部分位于所述第一凹槽部分和所述閥針的所述燃料室部分之間，并且所述第二凹槽部分的螺距與所述第一凹槽部分的螺距不同。
[0015] 可選地，所述第二凹槽部分的螺距小于所述第一凹槽部分的螺距。
[0016] 可選地，所述凹槽或每個凹槽的螺距隨著與所述閥針的所述燃料室部分的距離而增大。
[0017] 可選地，所述燃料室部分的與所述閥針的所述軸向方向垂直的寬度小于所述密封部分。
[0018] 本發(fā)明的第二方面提供了一種用于漿狀燃料噴射器閥的針閥，該針閥包括：孔；針燃料室；以及閥針，該閥針能在所述孔中移動，以從所述孔內(nèi)部以可變程度突出到所述針燃料室中；其中，所述閥針具有在所述孔的內(nèi)部且在所述針燃料室的外部的密封部分，其中，所述密封部分的表面包括至少一個凹槽，并且其中，所述凹槽或每個凹槽的至少一部分在與所述閥針的軸向方向不垂直的方向上延伸。
[0019] 可選地，所述閥針的所述密封部分的所述表面包括周向凹槽?？蛇x地，所述凹槽或每個凹槽終止于所述周向凹槽中。
[0020] 可選地，所述方向相對于所述閥針的所述軸向方向是傾斜的。
[0021] 可選地，所述凹槽或每個凹槽的所述至少一部分是螺旋形的。
[0022] 可選地，所述凹槽或每個凹槽是螺旋形的。
[0023] 可選地，所述閥針是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的閥針。
[0024] 可選地，所述閥針能相對于所述孔旋轉(zhuǎn)。
[0025] 可選地，所述針閥包括在流體導(dǎo)管出口處通向所述孔的流體導(dǎo)管，其中，所述流體導(dǎo)管出口相對于所述閥針布置，使得流體能從所述流體導(dǎo)管出口排出且進(jìn)入所述凹槽或每個凹槽的所述至少一部分中，以促使所述閥針在所述孔中旋轉(zhuǎn)。
[0026] 可選地，所述流體導(dǎo)管是用于連接到密封流體源的密封流體導(dǎo)管，并且所述流體導(dǎo)管出口是密封流體導(dǎo)管出口。
[0027] 本發(fā)明的第三方面提供了一種漿狀燃料噴射器閥，該漿狀燃料噴射器閥包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面所述的閥針或者包括根據(jù)本發(fā)明的第二方面所述的針閥。附圖說明
[0028] 現(xiàn)在，將只以舉例方式參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施方式，在附圖中：
[0029] 圖1示出了發(fā)動機(jī)的立體圖；
[0030] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料噴射器閥的示意性側(cè)剖圖；
[0031] 圖3示出了圖2的燃料噴射器閥的燃料出口閥的示意性部分側(cè)剖圖；
[0032] 圖4示出了圖3的燃料出口閥的閥針的示意性側(cè)視圖；
[0033] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的可用于圖3的燃料出口閥中的另一閥針的示意性側(cè)視圖；
[0034] 圖6示出了圖2的燃料噴射器閥的燃料供應(yīng)閥的示意性部分側(cè)剖圖；
[0035] 圖7示出了閥針的部分側(cè)視圖；
[0036] 圖8示出了具有帶凹痕尖端的閥針的部分側(cè)視圖；以及
[0037] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的燃料噴射器閥的燃料出口閥的示意性部分側(cè)剖圖。

具體實(shí)施方式

[0038] 圖1示出了發(fā)動機(jī)100的立體圖，圖2中示出并在下文中討論的燃料噴射器閥200可用于發(fā)動機(jī)100。
[0039] 在該實(shí)施方式中，發(fā)動機(jī)100是渦輪增壓的大型低速二沖程發(fā)動機(jī)。在圖1的實(shí)施方式中，發(fā)動機(jī)100具有直列的六個氣缸。渦輪增壓的大型低速二沖程發(fā)動機(jī)通常具有由發(fā)動機(jī)機(jī)架支撐的直列的四至十四個氣缸。在一些實(shí)施方式中，發(fā)動機(jī)100與另一類似或相同的發(fā)動機(jī)結(jié)合使用。在該實(shí)施方式中，發(fā)動機(jī)是船用發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)100可用作遠(yuǎn)洋船舶中的主發(fā)動機(jī)或主發(fā)動機(jī)之一。發(fā)動機(jī)100可聯(lián)接到船舶的推進(jìn)器軸。然而，在其他實(shí)施方式中，發(fā)動機(jī)100可以是另一類型和/或大小的發(fā)動機(jī)。例如，發(fā)動機(jī)可以是用于操作電站中的發(fā)電機(jī)的固定發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)的總輸出可以例如在1,000至110,000kW的范圍內(nèi)。
[0040] 圖1的發(fā)動機(jī)100具有六個燃料噴射器閥：每個氣缸有一個。當(dāng)然，發(fā)動機(jī)中存在的燃料噴射器閥的數(shù)量可根據(jù)發(fā)動機(jī)100中存在的氣缸的數(shù)量而變化。此外，在一些實(shí)施方式中，每個氣缸可以有多個燃料噴射器閥200。
[0041] 在本發(fā)明的實(shí)施方式中，諸如重質(zhì)燃油或柴油這樣的待噴射燃料被漿狀燃料取代。在一些實(shí)施方式中，漿狀燃料是含碳的水性漿狀燃料。在一些實(shí)施方式中，漿狀燃料是微粉精煉碳(MRC)燃料。另選地，漿狀燃料可被稱為煤和水的混合物(CWM)。這是碳顆粒(諸如煤或固化瀝青)在水中的懸浮液。在其他實(shí)施方式中，燃料是碳?xì)浠衔?諸如瀝青)的液體顆粒和水的乳化液。在其他實(shí)施方式中，漿狀燃料包括在液體溶液中的固體燃料顆粒組分或在不同液體組分中的液體燃料液滴組分。
[0042] 與重質(zhì)燃油或其他油基烴類燃料相比，漿狀燃料具有不同的特性。如上所述，與重質(zhì)燃油或柴油相比，含碳的水性漿狀燃料可具有較高的粘度，具有非牛頓流變性并且更難以霧化。當(dāng)漿狀燃料沒有在流動時，含碳的水性漿狀燃料的固體碳顆粒往往會沉積。
[0043] 下文中，為了簡潔起見，術(shù)語“漿狀燃料”將涵蓋含碳的水性漿狀燃料、乳化燃料和其他漿狀燃料。
[0044] 現(xiàn)在，將參照圖2更詳細(xì)地描述燃料噴射器閥200。
[0045] 圖2示出了燃料噴射器閥200的示意性側(cè)剖圖。因?yàn)槿剂蠂娚淦鏖y200用于噴射漿狀燃料，所以它在本文中也被稱為漿狀燃料噴射器閥。燃料噴射器閥200是細(xì)長的并沿著縱向軸線A-A延伸。燃料噴射器閥200具有第一端201和第二端202。燃料噴射器閥200的橫截面從第二端202到第一端201大體是漸縮的，并且形狀是大體圓柱形或圓錐形的。在其他實(shí)施方式中，燃料噴射器閥200可以是非錐形的和/或可不是大體上圓柱形或圓錐形的形狀。
[0046] 燃料噴射器閥200包括用于將燃料噴射器閥200安裝到發(fā)動機(jī)或發(fā)動機(jī)100附近的其他合適結(jié)構(gòu)的殼體210。殼體210包圍并保護(hù)燃料噴射器閥200的內(nèi)部部分。應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)施方式中，殼體210是單個部件，并且在其他實(shí)施方式中，殼體210包括具有多個部件的組件。
[0047] 廣義上講，燃料噴射器閥200具有：燃料出口閥220，漿狀燃料能夠通過燃料出口閥220離開燃料噴射器閥200，朝向發(fā)動機(jī)(諸如圖1的發(fā)動機(jī)100)的燃燒室；泵腔230；泵元件
231，其將泵腔230分成泵室234和致動室236；燃料導(dǎo)管212，漿狀燃料能通過燃料導(dǎo)管212從泵室234流向燃料出口閥220；以及致動流體導(dǎo)管240，致動流體能通過致動流體導(dǎo)管240從致動室236流向燃料出口閥220。以下，接著將描述燃料噴射器閥200的這些部分和其他部分。
[0048] 圖3示出了燃料出口閥220的示意性部分側(cè)剖圖。在該實(shí)施方式中，燃料出口閥220包括噴嘴229，漿狀燃料經(jīng)由噴嘴229離開燃料出口閥220，朝向發(fā)動機(jī)的燃燒室。在該實(shí)施方式中，噴嘴229是在燃料噴射器閥200的第一端201處安裝于燃料噴射器閥200的殼體210的單獨(dú)元件。噴嘴229可以是可去除和可更換的。在其他實(shí)施方式中，噴嘴229可以與殼體210成一體。
[0049] 燃料出口閥220由針閥220構(gòu)成。針閥220包括第一閥元件和第二閥元件，第一閥元件與第二閥元件能彼此協(xié)作，以控制漿狀燃料通過噴嘴229離開漿狀燃料噴射器閥200朝向發(fā)動機(jī)的燃燒室。在該實(shí)施方式中，第一閥元件和第二閥元件是針閥座221和閥針222。然而，在使用不同于針閥的閥的實(shí)施方式中，可替代地存在其他可協(xié)作的閥元件。
[0050] 針閥220還包括孔223和針燃料室224?？?23和針燃料室224由燃料噴射器閥200的殼體210限定。閥針222位于孔223中并且能在孔223中移動，以從孔223內(nèi)以可變程度突出到針燃料室224中。更具體地，閥針222安裝成在打開位置和閉合位置之間移動。在打開位置，閥針222與針閥座221間隔開，以允許漿料燃料經(jīng)由噴嘴229從針燃料室224流出，從漿狀燃料噴射器閥200流向發(fā)動機(jī)的燃燒室。在閉合位置，閥針222抵靠針閥座221，以阻礙或防止?jié){狀燃料從針燃料室224流出，從漿狀燃料噴射器閥200流向發(fā)動機(jī)的燃燒室。
[0051] 閥針222被朝向閉合位置偏置。更具體地，并且再次參照圖2，在該實(shí)施方式中，閥針222聯(lián)接到針活塞228。彈簧227安裝在彈簧室214中且位于針活塞228和相對于殼體210固定的彈簧肩部215之間。在該實(shí)施方式中，彈簧227是卷簧，并且將針活塞228和閥針222朝向燃料噴射器閥200的第一端201和閉合位置推動。在其他實(shí)施方式中，閥針222可以在不同類型的彈簧或任何其他合適的偏置裝置的作用下朝向閉合位置偏置。
[0052] 在該實(shí)施方式中，閥針222能相對于孔223繞在閥針222的軸向方向上延伸的軸線B-B旋轉(zhuǎn)，如將在下面更詳細(xì)描述的。在該實(shí)施方式中，閥針222是細(xì)長的，因此軸向方向是閥針222的縱向方向。然而，在其他實(shí)施方式中，閥針222可以不能相對于孔223旋轉(zhuǎn)。將參照圖4更詳細(xì)地描述閥針222本身。
[0053] 圖4示出了圖3的燃料出口閥220的閥針222的示意性側(cè)視圖。閥針222包括尖端222a、燃料室部分222b和密封部分222c。針尖端222a用于抵接針閥220的針閥座221。密封部分222c用于定位在針閥220的孔223的內(nèi)部和針燃料室224的外部。燃料室部分222b處于尖端222a和密封部分222c之間，并且用于定位在針閥220的針燃料室224中。
[0054] 在該實(shí)施方式中，燃料室部分222b的垂直于閥針222的軸向方向的寬度比密封部分222c小。與燃料室部分222b具有與密封部分222c相同的寬度相比，這使得燃料室部分222b能夠在針燃料室224中占據(jù)更少的空間。這進(jìn)而可以幫助漿狀燃料在針燃料室224中循環(huán)和流動。在該實(shí)施方式中，密封部分222c和燃料室部分222b中的每個都具有圓形橫截面，因此寬度是直徑。然而，在其他實(shí)施方式中，橫截面中的一個或每個可不是圓形的。在一些實(shí)施方式中，燃料室部分222b和密封部分222c的垂直于閥針222的軸向方向的相應(yīng)寬度大體相等。
[0055] 閥針222的密封部分222c的表面包括多個凹槽225a、225b。在該實(shí)施方式中，存在兩個凹槽225a、225b。在一些其他實(shí)施方式中，在密封部分222c的表面中可僅存在一個這樣的凹槽。
[0056] 在該實(shí)施方式中，凹槽225a、225b中的每個都是螺旋凹槽。結(jié)果，凹槽225a、225b中的每個在與閥針222的軸向方向不垂直的方向上延伸。也就是說，圖4中的箭頭所指示的軸向方向與凹槽225a、225b的方向之間的角度α小于90度。事實(shí)上，在該實(shí)施方式中，該方向相對于閥針222的軸向方向傾斜。這意味著角度α也大于0度。因此，如以下將更詳細(xì)描述的，凹槽225a、225b中接納的液體能夠在凹槽225a、225b中行進(jìn)，從而沿著閥針222的密封部分222c的長度遍布。這有助于潤滑閥針222在孔223中的移動。這也有助于確?？梢苿拥拈y針
222被在閥針222的縱向延伸部分上的不可壓縮液體相對于孔223支撐，由此有助于將閥針
222保持在相對于孔223和針閥座221的大體中心同軸位置處。在諸如圖4中例示的實(shí)施方式這樣的一些實(shí)施方式中，兩個螺旋凹槽225a、225b可被布置為雙螺旋。在其他實(shí)施方式中，可并非如此。
[0057] 盡管已描述了螺旋凹槽，但是在其他實(shí)施方式中，凹槽225a或凹槽225b或每個凹槽的僅部分可以是螺旋形的。在一些實(shí)施方式中，該凹槽或每個凹槽沒有哪部分是螺旋形的。在一些這樣的實(shí)施方式中，該凹槽或每個凹槽仍可被成形為，使得該凹槽或每個凹槽的至少部分在與閥針222的軸向方向不垂直的方向上(諸如相對于閥針222的軸向方向傾斜的方向)延伸。例如，該凹槽或每個凹槽的至少部分可以是彎曲的或線性的，并且在相對于閥針222的軸向方向不垂直或傾斜的方向上延伸。在一些實(shí)施方式中，諸如當(dāng)該凹槽或每個凹槽在閥針的圓錐形段或減縮段上時，該凹槽或每個凹槽的至少部分可以是螺旋形的。
[0058] 在一些實(shí)施方式中，角度α可以在10至80度之間，諸如在30至60度之間，諸如是大致45度。在一些實(shí)施方式中，角度α可以是0度，使得凹槽225a或凹槽225b或每個凹槽(或凹槽225a或凹槽225b或每個凹槽的至少部分)在與閥針222的軸向方向平行的方向上延伸。
[0059] 盡管并非在每個示例中都存在，但是在該實(shí)施方式中，閥針222和孔223被相對確定尺寸，使得液體能夠從螺旋凹槽225a、225b和孔223流入針燃料室224中。下面，將說明這樣的目的和益處。此外，閥針222的密封部分222c的表面包括周向凹槽226，周向凹槽226完全繞閥針222的圓周延伸以限定環(huán)形閉合路徑。周向凹槽226位于螺旋凹槽225a、225b和閥針222的燃料室部分222b之間。周向凹槽226有助于限制液體從孔223流入或泄漏到針燃料室224中的速率。因此，周向凹槽226有助于促使液體中的一些保留在孔223和閥針222的密封部分222c之間，以執(zhí)行上述的潤滑功能和針對準(zhǔn)功能。
[0060] 在該實(shí)施方式中，螺旋凹槽225a、225b中的每個都終止于周向凹槽226中。這有助于促使液體從螺旋凹槽225a、225b流入周向凹槽226中。如上所述，周向凹槽226中保持的液體進(jìn)一步有助于潤滑和對準(zhǔn)針222。然而，在一些實(shí)施方式中，螺旋凹槽225a、225b中的一個或每個可不終止于周向凹槽226中。在其他實(shí)施方式中，可存在不止一個位于螺旋凹槽225a、225b和閥針222的燃料室部分222b之間的周向凹槽226。在其他實(shí)施方式中，可不存在位于凹槽225a、225b和閥針222的燃料室部分222b之間的周向凹槽226。
[0061] 在圖4的閥針222中，螺旋凹槽225a、225b中的每個的螺距沿著相應(yīng)螺旋凹槽225a，225b的整個長度是基本上恒定的。然而，在其他實(shí)施方式中，在凹槽的不同部分處，該凹槽或每個凹槽的螺距可不同。
[0062] 例如，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的可用于圖3的燃料出口閥中的另一閥針的示意性側(cè)視圖。除了閥針322的密封部分中的螺旋凹槽的形式之外，圖5的閥針322與圖4的閥針相同。在圖5的閥針322中，螺旋凹槽325a、325b中的每個具有第一凹槽部分301a、301b和第二凹槽部分302a、302b。第二凹槽部分302a、302b位于閥針322的相應(yīng)第一凹槽部分301a、301b和燃料室部分322b之間。
[0063] 在凹槽325a、325b中的每個中，第二凹槽部分302a、302b的螺距小于第一凹槽部分301a、301b的螺距。因此，與相應(yīng)第一凹槽部分301a、301b相比，在相應(yīng)第二凹槽部分302a、
302b中，對于閥針322的每個單位長度，凹槽存在相對更多的圈數(shù)。這有助于限制液體可流動或能夠從螺旋凹槽325a、325b和孔泄漏到針燃料室中的速率。結(jié)果，在一些實(shí)施方式中，可以省略該實(shí)施方式中示出的周向凹槽326。
[0064] 此外，與相應(yīng)第二凹槽部分302a、302b相比，在相應(yīng)第一凹槽部分301a、301b中，對于閥針322的每個單位長度，凹槽存在相對更少的圈數(shù)。致動流體將朝著這些第一凹槽部分301a、301b排出。由于凹槽遵循在相應(yīng)第一凹槽部分301a、301b中更靠近閥針322的軸向方向?qū)?zhǔn)的路徑，面對(下述的)流體導(dǎo)管出口244的凹槽的表面面積增大。如此，該布置增加了可致使閥針222旋轉(zhuǎn)的被排出的致動流體的比例。
[0065] 在圖5的閥針322中，螺旋凹槽325a、325b中的每個的螺距隨著與閥針322的燃料室部分322b的距離而增加。在其他實(shí)施方式中，螺距可以在第一凹槽部分301a、301b和相應(yīng)第二凹槽部分302a、302b之間逐步地變化。此外，在該凹槽或每個凹槽的僅部分是螺旋形的實(shí)施方式中，類似地，在凹槽的不同部分處，凹槽的螺旋部分的螺距可不同。同樣，螺距可隨著與閥針322的燃料室部分的距離而比變化或者逐步地變化。
[0066] 在一些實(shí)施方式中，該凹槽225a、225b、325a、325b或每個凹槽的深度(從閥針222、322的表面起算)和/或?qū)挾?垂直于深度，并且與凹槽的縱向方向正交)在凹槽的不同段處可不同。深度和/或?qū)挾瓤呻S著與閥針222、322的燃料室部分的距離而變化或逐步地變化。
[0067] 返回圖2，如上所述，燃料噴射器閥200具有泵腔230和將泵腔230分成泵室234和致動室236的泵元件231。泵室234用于接收來自燃料供應(yīng)閥250的漿狀燃料，將在下面更詳細(xì)地描述燃料供應(yīng)閥250。致動室236用于接收致動液體以作用于泵元件231上，從而將漿狀燃料從泵室234泵送到燃料出口閥220。下面，還更詳細(xì)地描述這些過程。
[0068] 在該實(shí)施方式中，泵元件231是往復(fù)活塞231，其能在泵腔230中能滑動地移動。盡管不是在每個實(shí)施方式中必要的，但是在該實(shí)施方式中，往復(fù)密封油從通向泵腔230的往復(fù)密封油入口237輸送到往復(fù)活塞231和泵腔230的表面之間的間隙。往復(fù)密封油潤滑往復(fù)活塞231，并且有助于將致動室236與泵室234隔離。
[0069] 往復(fù)活塞231包括：泵活塞232，其能滑動地安裝在泵室230中并且被布置成對漿狀燃料施加力；以及致動活塞233，其聯(lián)接到泵活塞232并且被布置成將力傳遞到泵活塞232。在該實(shí)施方式中，泵活塞232以及實(shí)際上整個往復(fù)活塞231移動所沿著的軸線偏離燃料噴射器閥200的縱向軸線A-A。在其他實(shí)施方式中，可能沒有這種偏離。
[0070] 在一些實(shí)施方式中，泵活塞和致動活塞可以一起在單個活塞中實(shí)施，或者泵元件231可不是往復(fù)活塞，和/或可以不能在泵腔230中能滑動地移動。在一些實(shí)施方式中，泵元件231可以是除了泵活塞之外的流體可致動的泵元件。例如，在一些實(shí)施方式中，泵元件231可以是隔膜泵的隔膜。在一些實(shí)施方式中，泵元件231可不是流體可致動的，諸如是能由機(jī)械驅(qū)動器致動的。
[0071] 燃料噴射器閥200還包括燃料供應(yīng)閥250，燃料供應(yīng)閥250用于選擇性使泵室230與燃料供應(yīng)閥250的燃料進(jìn)入口251流體連通?，F(xiàn)在，將參照圖6更詳細(xì)地描述燃料供應(yīng)閥250。
[0072] 圖6示出了圖2的燃料噴射器閥200的燃料供應(yīng)閥250的示意性部分側(cè)剖圖。燃料供應(yīng)閥250包括用于與一個或更多個燃料源流體連通的燃料進(jìn)入口251。這一個或更多個漿狀燃料源并未在圖6中示出，但是可使用任何合適的布置。燃料供應(yīng)閥250整體上用于控制漿狀燃料進(jìn)入燃料供應(yīng)閥250和燃料噴射器閥200的流動。
[0073] 燃料供應(yīng)閥250包括用于與燃料噴射器閥200的燃料出口閥220流體連通的燃料出口252。在該實(shí)施方式中，燃料出口252經(jīng)由燃料導(dǎo)管212與針燃料室224流體連通。燃料導(dǎo)管212通向針燃料室224。由于漿狀燃料的發(fā)熱性能可相對低，因此產(chǎn)生一定量的功率可能需要相對更多的燃料。因此，在一些實(shí)施方式中，可存在不止一個燃料導(dǎo)管212，漿狀燃料通過不止一個燃料導(dǎo)管212從燃料出口252流向燃料出口閥220。設(shè)置不止一個燃料導(dǎo)管212允許更多的漿狀燃料到達(dá)燃料出口閥220，因此增加了每噴射周期的能量。如先前提到的，一些發(fā)動機(jī)將具有用于將燃料輸入該燃燒室或每個燃燒室中的多個燃料噴射器閥200，以增加發(fā)動機(jī)的功率。
[0074] 燃料供應(yīng)閥250還包括與泵室234流體連通的泵室口253。
[0075] 燃料供應(yīng)閥還包括在燃料進(jìn)入口251處的閥座254和具有閥頭256的閥體255。閥頭256用作閥門并且用于與閥座254配合，以控制漿狀燃料通過燃料進(jìn)入口251的流動。閥體
255安裝成在閥孔260中相對于閥座254在如圖6中所示的第一位置和第二位置之間移動。閥孔260由燃料噴射器閥200的殼體210限定。在一些實(shí)施方式中，燃料供應(yīng)閥250因此可被視為流體可致動的提升閥。然而，在其他實(shí)施方式中，燃料供應(yīng)閥250可以不是提升閥，和/或閥體255和閥頭256的移動可不進(jìn)行線性移動，諸如進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動或旋轉(zhuǎn)移動和平移移動的組合(例如，樞轉(zhuǎn)或凸輪傳動移動)。
[0076] 在第一位置，閥頭256與閥座254間隔開，以允許漿狀燃料通過燃料進(jìn)入口251流向泵室口253并進(jìn)入泵室234。在一些實(shí)施方式中，可存在將閥頭256朝向第一位置推動的彈簧或其他偏置裝置。在第二位置，閥頭256抵靠閥座254，從而阻礙或防止?jié){狀燃料通過燃料進(jìn)入口251流向泵室口253和泵室234。也就是說，當(dāng)閥頭256處于第二位置時，燃料進(jìn)入口251不與或者基本上不與泵室口253和泵室234流體連通。
[0077] 在該實(shí)施方式中，泵室口253與燃料導(dǎo)管212流體連通，而不管閥頭256是處于第一位置還是第二位置。然而，在一些實(shí)施方式中，當(dāng)閥頭處于第二位置時，閥頭256可使泵室口253和泵室234不與燃料導(dǎo)管212的流體連通。另選地，燃料噴射器閥200可包括用于選擇性使燃料出口252與燃料導(dǎo)管212流體連通的另一個機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中，燃料導(dǎo)管212繞過燃料供應(yīng)閥250，使得燃料可從泵室234流向燃料出口閥220，而不經(jīng)過燃料供應(yīng)閥250。
[0078] 該實(shí)施方式的燃料供應(yīng)閥250是流體可致動的。更具體地，閥頭256能利用來自發(fā)動機(jī)的閥致動流體進(jìn)行操作。發(fā)動機(jī)可以是這樣的發(fā)動機(jī)：燃料噴射器閥200待安裝到該發(fā)動機(jī)中以將漿狀燃料噴射到該發(fā)動機(jī)的燃燒室中。具體地，燃料供應(yīng)閥250包括閥致動室258，閥致動液體能被接納在閥致動室258中，以對閥頭256施加力從而驅(qū)動閥頭256離開第一位置且朝向第二位置。更具體地，閥致動室258在閥頭256的與閥座254相對的一側(cè)。因此，將閥致動液體供給到閥致動室258中，這致使閥頭256離開第一位置且朝向第二位置移動。
閥致動液體可以是油，諸如伺服油。
[0079] 在該實(shí)施方式中，閥致動室258與泵室口253隔離。更具體地，閥頭256本身阻塞閥致動液體室258和泵室口253之間的流動路徑。這有助于避免漿狀燃料被閥致動液體污染，并且有助于避免漿狀燃料污染閥致動液體并且使燃料供應(yīng)閥250劣化。
[0080] 在該實(shí)施方式中，閥體255具有在閥體255中的一個或更多個凹槽259，凹槽259用于接納在閥體255和閥孔260之間的閥致動液體，以潤滑閥體255在閥孔260中的移動并且進(jìn)一步有助于將漿狀燃料隔離閥致動液體。凹槽259與閥致動室258流體連通，使得閥致動液體能夠從閥致動室258流入凹槽259中。所述一個或更多個凹槽中的每個可以是完全繞閥體255的圓周延伸的周向凹槽，或者可以是遵循替代路徑的凹槽。
[0081] 如圖2中所示，在該實(shí)施方式中，燃料噴射器閥200包括控制閥270，控制閥270用于控制將閥致動液體輸入到閥致動室258中。更具體地，燃料供應(yīng)閥250包括閥致動液體導(dǎo)管257，閥致動液體能經(jīng)由閥致動液體導(dǎo)管257流入和流出閥致動室258，并且控制閥270用于控制閥致動液體通過閥致動液體導(dǎo)管257的流動。在其他實(shí)施方式中，閥致動液體可按不同于閥致動液體導(dǎo)管257的路徑從閥致動室258流出，該路徑可由控制閥270或另一閥控制。
[0082] 控制閥270具有用于與閥致動液體室258流體連通的第一口、用于與閥致動液體源271流體連通的第二口以及用于與排放裝置272流體連通的第三口，并且控制閥270用于選擇第二口和第三口中的哪個與第一口流體連通。閥致動液體源271可以是發(fā)動機(jī)(諸如其中將安裝有燃料噴射器閥200的發(fā)動機(jī))的伺服油系統(tǒng)。在其他實(shí)施方式中，控制閥270可具有不同數(shù)量的口。例如，在一些實(shí)施方式中，可存在組合的源271和排放裝置272，使得可省略第三口。
[0083] 在該實(shí)施方式中，控制閥270是諸如由發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)電子控制或電氣控制的。然而，在其他實(shí)施方式中，可采用其他形式的控制。
[0084] 要注意，在其他實(shí)施方式中，燃料供應(yīng)閥可采取與上述形式不同的形式。例如，在一些實(shí)施方式中，燃料供應(yīng)閥可不是流體可致動的。
[0085] 繼續(xù)參照圖2，在該實(shí)施方式中，燃料噴射器閥200具有致動流體入口241，致動流體能通過致動流體入口241從致動流體源流入致動室236和致動流體導(dǎo)管240。致動流體源并未在圖2中示出，但是可使用任何合適的布置。流入致動室236的致動流體處于諸如200巴至1500巴這樣的相對高的壓力下，并且作用于泵元件231上，以將泵元件231朝向燃料噴射器閥200的第一端201驅(qū)動。該動作致使?jié){狀燃料經(jīng)由燃料導(dǎo)管212從泵室234被泵送到燃料出口閥220。燃料噴射器閥200具有致動控制閥242，致動控制閥242用于控制致動流體通過致動流體入口241的流動。更具體地，致動控制閥242選擇性允許高壓致動流體進(jìn)入致動室236中，以使泵元件231移動從而泵送漿狀燃料。在該實(shí)施方式中，致動控制閥242是諸如由發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)電氣控制或電子控制的。
[0086] 燃料噴射器閥200還具有與致動流體入口241流體平行地布置的致動流體出口243。因?yàn)樵谟脻{狀燃料填充泵室234并使泵元件231朝向燃料噴射器閥200的第二端202移動時致動室236的容積減小，所以致動流體能通過致動流體出口243從致動室236排出到燃料噴射器閥200之外。致動流體出口243可使致動流體返回到致動流體源。
[0087] 致動流體導(dǎo)管240將致動室236與燃料出口閥220流體連接。在該實(shí)施方式中，致動流體導(dǎo)管240包括外部管，但是在其他實(shí)施方式中，致動流體導(dǎo)管240可被內(nèi)置于燃料噴射器閥200或者在燃料噴射器閥200內(nèi)部。致動流體導(dǎo)管240在致動流體導(dǎo)管出口244處通向針閥220的孔223，由此致動流體能從致動流體導(dǎo)管出口244排出并碰撞閥針222。因?yàn)橹聞恿黧w處于相對高的壓力下，所以液體排出并碰撞閥針222起到?jīng)_刷針閥孔223和/或閥針222的作用，以有助于清除或去除原本可能積聚在那里的含碳顆?；蚱渌湍ヮw粒。這種排出的材料可進(jìn)入針燃料室224，此后在漿狀燃料的作用下被推動到燃料出口閥220之外，進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室中。在該實(shí)施方式中，孔223a在致動流體導(dǎo)管出口244處包括周向凹槽223a。這有助于降低或避免在閥針222側(cè)面上的點(diǎn)負(fù)荷并且有助于致動流體擴(kuò)散。在其他實(shí)施方式中，可省略該周向凹槽223a。
[0088] 在一些實(shí)施方式中，可存在多個致動流體導(dǎo)管240，每個致動流體導(dǎo)管都將致動室236與燃料出口閥220流體連接。這可使得致動流體被送到燃料出口閥220的體積率能夠增加。進(jìn)而，這可使得能夠?qū)θ剂铣隹陂y220進(jìn)行更大的沖刷和/或增加致動流體的引燃效應(yīng)(在下面討論)。
[0089] 如上所述，致動控制閥242選擇性允許高壓致動流體進(jìn)入致動室236中，以將漿狀燃料向著燃料出口閥220泵送。應(yīng)該理解，在該實(shí)施方式中，致動控制閥242還選擇性允許高壓致動流體進(jìn)入致動流體導(dǎo)管240，以沖刷燃料出口閥220。
[0090] 因此，在該實(shí)施方式中，致動流體用于雙重目的：致動燃料噴射器閥200以及沖刷燃料出口閥220。此外，致動控制閥242可進(jìn)行操作以控制這兩個功能。通過沖刷燃料出口閥220，每個噴射周期可有助于減少或避免固體大量積聚，使得出口閥220可保持充分暢通，以便進(jìn)行有效操作。
[0091] 在一些實(shí)施方式中，致動流體也是致動液體。在一些實(shí)施方式中，致動流體是可燃流體，諸如可燃油。這意味著沖刷動作也可具有引燃功能，由此，致動流體與燃料出口閥220中的漿狀燃料混合，以改善燃料的點(diǎn)火特性。在一些實(shí)施方式中，致動流體可執(zhí)行潤滑燃料出口閥220(諸如孔223中的閥針222)的功能，和/或提供密封，以限制或防止?jié){狀燃料經(jīng)由孔223從針燃料室244向著針活塞228移動。因此，致動流體可有助于保持閥針222的完整性。
[0092] 此外，如上所述，在該實(shí)施方式中，閥針222能相對于孔223旋轉(zhuǎn)。在該實(shí)施方式中，致動流體導(dǎo)管出口244相對于閥針222布置，使得致動流體能從致動流體導(dǎo)管出口244排出并碰撞閥針222的一部分，從而促使閥針222在孔223中旋轉(zhuǎn)。致動流體導(dǎo)管出口244可相對于閥針222布置，使得從致動流體導(dǎo)管出口244排出的致動流體中的至少一些在非徑向方向或與閥針222的表面大體正切的方向上撞擊閥針222的這部分。閥針222的這部分是閥針222的密封部分222c，因此被排出的致動流體進(jìn)入密封部分222c的表面中的螺旋凹槽225a、225b。
[0093] 由于凹槽225a、225b中的每個在與閥針222的軸向方向不垂直的方向上延伸，因此進(jìn)入凹槽225a、225b中的一個或每個中的致動流體接觸在與閥針222的軸向方向不垂直的方向上延伸的凹槽225a、225b的相應(yīng)側(cè)表面。這種接觸向閥針222施加了非徑向力，由此促使閥針222在孔223中旋轉(zhuǎn)。在該實(shí)施方式中，凹槽225a、225b中的每個延伸的方向相對于閥針222的軸向方向傾斜。因此，甚至在閥針222的大體徑向方向上撞擊閥針222的這部分的從致動流體導(dǎo)管出口244排出的致動流體也能夠促使閥針222在孔223中旋轉(zhuǎn)，因?yàn)榘疾?25a、225b的側(cè)表面傾斜從而將致動流體的徑向移動轉(zhuǎn)換成閥針222的周向移動。
[0094] 因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在一些或每個噴射周期期間，致使閥針222相對于針閥座221旋轉(zhuǎn)或自旋。這增加了每當(dāng)在每個噴射周期結(jié)束時閥針222返回其閉合位置時閥針222不在同一取向上抵接針閥座221的可能性。因此，與非旋轉(zhuǎn)閥針相比，針閥座221和閥針222因相互接觸而經(jīng)受更均勻的磨損，其中，在每個周期閥針被推動抵靠閥針座的同一部分。
[0095] 此外，如上所述，含碳或其他耐磨顆粒可從漿狀燃料中沉淀出來并積聚在燃料噴射器閥中，諸如積聚在針閥座或閥針尖端上。閥針222移動到其閉合位置會將這種積聚的顆粒捕獲在閥針222的尖端222a和針閥座221之間。這會增加針尖222a的磨損(諸如凹痕形式)。以這種現(xiàn)象為例，圖7示出了未出現(xiàn)凹痕的閥針的部分側(cè)視圖，并且圖8示出了具有凹痕的尖端的閥針的部分側(cè)視圖。針尖端的這種磨損(特別地凹痕形式)會減弱閥針和針閥座能夠協(xié)作以控制漿狀燃料從漿狀燃料噴射器閥200排出的效果。
[0096] 然而，如上所述，在該實(shí)施方式中，閥針222和孔223被相對確定尺寸，使得致動流體能從螺旋凹槽225a、225b和孔223流入針燃料室224中。因此，在其中致動流體處于足夠高的壓力下的實(shí)施方式中，從致動流體導(dǎo)管出口244排出的致動流體被驅(qū)動在閥針222和孔223之間，以進(jìn)入針燃料室224。這可有助于沖刷針閥220的可協(xié)作的閥元件(即，在該實(shí)施方式中，針閥座221和/或閥針的尖端222a)中的一者或二者，以有助于清除或去除原本可能積聚在那里的含碳顆?；蚱渌湍ヮw粒。同樣，被清除的這種材料可經(jīng)由噴嘴229被推出到燃料出口閥220之外，在漿狀燃料的作用下進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室，由此有助于減少針閥尖端222a出現(xiàn)凹痕的情形。
[0097] 可選地，至少閥針222、322的尖端222a可涂覆有相對耐磨材料或由該相對耐磨材料制成。示例的材料是碳化鎢、碳化硅、氮化硼和金剛石，但是可使用其他材料。在一個實(shí)施方式中，在使閥針222旋轉(zhuǎn)和軸向移動的同時，使用激光沉積焊接法將相對耐磨材料(諸如碳化鎢、碳化硅、金剛石、氧化鋁或其他合適耐磨材料)沉積在針尖端222a上，然后將閥針222、322研磨成合適的輪廓，以便與閥針座221協(xié)作。另選地，整個閥針222、322可由耐磨材料(諸如碳化鎢、碳化硅、金剛石、氧化鋁或其他合適耐磨材料)制成。在其他實(shí)施方式中，可用其他方式制成閥針222、322。類似地，燃料噴射器閥200的一個或更多個其他部件可涂覆有相對耐磨材料或者由相對耐磨材料制成，該相對耐磨材料諸如為上述那些材料中的任何材料。示例部件是燃料供應(yīng)閥250的閥頭255和/或閥座254、針閥座221和噴嘴229。
[0098] 現(xiàn)在，將描述圖2的燃料噴射器閥200的操作。
[0099] 在燃料供應(yīng)閥250的閥頭255處于如圖2和圖6中例示的第一位置的情況下，漿狀燃料從燃料進(jìn)入口251通過燃料供應(yīng)閥250和泵室口253流入泵室234中。漿狀燃料的壓力盡管相對低，但是足以將泵元件231向著燃料噴射器閥200的第二端202推動，以使泵室234擴(kuò)張。漿狀燃料的壓力可例如小于30巴或者可選地在20至30巴之間。當(dāng)如此推動泵活塞232和致動活塞233時，致動室236中的任何殘留致動流體中的一部分通過致動流體出口243流到燃料噴射器閥200之外。
[0100] 當(dāng)泵室234中已填充有足夠的漿狀燃料時，打開控制閥270(諸如，在發(fā)動機(jī)控制單元的控制下)，以允許將閥致動液體經(jīng)由閥致動液體導(dǎo)管257驅(qū)動到閥致動室258中，由此驅(qū)動燃料供應(yīng)閥250的閥頭256離開第一位置且朝向第二位置，以便閉合燃料進(jìn)入口251。優(yōu)選地，閥致動室258中的閥致動液體處于比燃料進(jìn)入口251中的漿狀燃料高的壓力。例如，閥致動液體可處于超過100巴的壓力，諸如在180至200巴之間。
[0101] 一旦閥頭256處于第二位置，就打開致動控制閥242(諸如，在發(fā)動機(jī)控制單元的控制下)，以致使高壓致動流體經(jīng)由致動流體入口241快速流入致動室236中。由于致動流體的壓力比泵室234中的漿狀燃料大得多，因此致動流體對泵元件231施加力，以致使泵室234中的漿狀燃料被施壓，并且經(jīng)由燃料導(dǎo)管212迫使進(jìn)入針燃料室224中。這致使閥針222抵抗彈簧227的偏置移動到打開位置，以允許漿狀燃料經(jīng)由噴嘴229被推動到燃料噴射器閥200之外且朝向發(fā)動機(jī)燃燒室。由于在燃料噴射器閥200這樣的致動期間燃料供應(yīng)閥250處于第二位置，因此漿狀燃料也不能從泵室234被迫使進(jìn)入燃料進(jìn)入口251中。
[0102] 同時，致動流體的一部分從致動室236沿著致動流體導(dǎo)管240被驅(qū)動到致動流體導(dǎo)管出口244，并且如上所述被推動以接近和沖刷孔223和/或位于孔223中的閥針222。因?yàn)橹聞恿黧w處于相對高的壓力，致動流體作為爆發(fā)流從致動流體導(dǎo)管出口244出來。這有助于清除或沖刷原本可能積聚在閥針222上面或孔223里面的含碳顆粒或其他耐磨顆粒。致動流體也被驅(qū)動在閥針222和孔223之間進(jìn)入針燃料室224，以便接觸并沖刷針閥220的可協(xié)作的閥元件(即，在該實(shí)施方式中，針閥座221和/或閥針222的尖端222a)，以有助于清除或去除原本可能積聚在那里的含碳顆?；蚱渌湍ヮw粒。
[0103] 此后，閉合致動控制閥242(諸如，在發(fā)動機(jī)控制單元的控制下)以致使高壓致動流體停止流入致動室236中。結(jié)果，停止將漿狀燃料從泵室234泵送到燃料出口閥220，也停止將致動流體經(jīng)由致動流體導(dǎo)管240流向燃料出口閥220。此外，由于漿狀燃料停止向燃料出口閥220流動，因此針閥222在彈簧227的偏置力的作用下移動到其閉合位置，以防止或阻礙漿狀燃料從針燃料室224流出到燃料噴射器閥200之外。
[0104] 此后，通過控制閥270的閉合(諸如，在發(fā)動機(jī)控制單元的控制下)，致使閥致動液體停止流入閥致動室258中。然后，燃料進(jìn)入口251中的漿狀燃料的相對低壓足以驅(qū)動閥頭256離開第二位置且朝向第一位置，以打開燃料進(jìn)入口251并且周期再次開始。在閥頭256這樣移動期間，閥致動液體的至少一部分經(jīng)由閥致動液體導(dǎo)管257和控制閥270從閥致動室
258排出到排放裝置272。如此，漿狀燃料對移動到第一位置的閥頭256沒有明顯的阻力。排放裝置272可將閥致動液體返回到閥致動液體源271。
[0105] 應(yīng)當(dāng)理解，并不是使用漿狀燃料而是使用另一流體驅(qū)動閥頭256離開第一位置且朝向第二位置。通過避免漿狀燃料必須抵靠閥頭256工作以移動閥頭256離開第一位置且朝向第二位置，漿狀燃料的壓力可相對低。這進(jìn)而有助于避免來自漿狀燃料中的固體顆粒在燃料供應(yīng)閥250的里面和附近團(tuán)聚。
[0106] 此外，在一些實(shí)施方式中，在閥頭256移動離開第一位置且朝向第二位置期間，閥頭256基本上不施加與來自燃料進(jìn)入口251的漿狀燃料的流動反向的力。這意味著，漿狀燃料可保持在相對低的壓力下，因此減少了非牛頓漿狀燃料沉淀出來或固體燃料顆粒團(tuán)聚的機(jī)會。然而，在其他實(shí)施方式中，在閥頭256移動離開第一位置且朝向第二位置期間，閥頭256確實(shí)施加與來自燃料進(jìn)入口251的漿狀燃料的流動反向的力。
[0107] 可選地，諸如在維護(hù)周期期間，可啟動致動控制閥242一次或更多次，以致使燃料出口閥220被沖刷。在這樣的維護(hù)周期中，可將除了漿狀燃料之外的流體(諸如水)可經(jīng)由燃料進(jìn)入口251被泵送到泵室。在一些實(shí)施方式中，在這樣的維護(hù)周期期間，沒有流體被泵送到泵室或隨后從泵室泵送到燃料出口閥220。
[0108] 在上述實(shí)施方式的變形形式中，可以通過不同的機(jī)構(gòu)促使閥針222相對于孔223旋轉(zhuǎn)。在一個實(shí)施方式中，可驅(qū)動密封流體碰撞閥針222，以促使旋轉(zhuǎn)。例如，圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的燃料噴射器閥200的燃料出口閥220的示意性部分側(cè)剖圖。
[0109] 在圖9的實(shí)施方式中，省略了圖2中示出的致動流體導(dǎo)管240，并且燃料噴射器閥200的致動室236與燃料出口閥220沒有流體連通。替代地，提供了密封流體導(dǎo)管290，密封流體導(dǎo)管290用于連接到密封流體源，并且密封流體通過密封流體導(dǎo)管290從密封流體源流到燃料出口閥220。密封流體導(dǎo)管290可與往復(fù)密封油入口237或另一密封流體源流體連通。密封流體導(dǎo)管290在密封流體導(dǎo)管出口294處通向孔223。密封流體導(dǎo)管出口294相對于閥針
222布置，使得密封流體能從致動流體導(dǎo)管出口294排出并進(jìn)入閥針222的該凹槽225a、226b或每個凹槽的一部分中，從而促使閥針222在孔223中旋轉(zhuǎn)。在該實(shí)施方式中，孔223a包括在密封流體導(dǎo)管出口294處的周向凹槽223a。這有助于降低或避免在閥針222側(cè)面上的點(diǎn)負(fù)荷并且有助于密封流體擴(kuò)散。在其他實(shí)施方式中，可省略該周向凹槽223a。
[0110] 該實(shí)施方式的燃料噴射器閥200具有密封流體控制閥(未示出)，密封流體控制閥用于控制密封流體通過密封流體導(dǎo)管290流向密封流體導(dǎo)管出口294。更具體地，密封流體控制閥選擇性允許密封流體沿著密封流體導(dǎo)管290流動到密封流體導(dǎo)管出口294之外，以旋轉(zhuǎn)閥針222。在該實(shí)施方式中，密封流體控制閥是諸如由發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)電氣控制或電子控制的。可致使密封流體控制閥根據(jù)致動控制閥242的操作而操作，使得閥針222在每個噴射周期旋轉(zhuǎn)。
[0111] 為了避免疑問，圖9的實(shí)施方式包括燃料導(dǎo)管212，漿狀燃料通過燃料導(dǎo)管212從泵室234流向燃料出口閥220，但是燃料導(dǎo)管212在圖9中示出的剖視圖中是不可見的。
[0112] 在一些實(shí)施方式中，除了促使閥針222相對于孔223和針閥座221旋轉(zhuǎn)，密封流體潤滑燃料出口閥220(諸如孔223中的閥針222)，和/或提供密封，以限制或防止?jié){狀燃料經(jīng)由孔223從針燃料室244朝向針活塞228移動。密封流體可使用基本上與用于使用致動流體實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的上述機(jī)構(gòu)中的任一個基本對應(yīng)的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)閥針222的旋轉(zhuǎn)。因此，密封流體可有助于保持閥針222的完整性。
[0113] 在其他實(shí)施方式中，圖9的實(shí)施方式可與本文中描述的包括致動流體導(dǎo)管240的其他實(shí)施方式中的任一個組合，由此如以上分別描述的可通過驅(qū)動致動流體或密封流體碰撞閥針222來促使閥針222相對于孔223旋轉(zhuǎn)。在這樣的實(shí)施方式中，致動流體可與密封流體同時被驅(qū)動以碰撞閥針222，或者可通過選擇性使用致動流體和密封流體中的一種或另一種促使閥針222旋轉(zhuǎn)。
[0114] 在其他實(shí)施方式中，上述實(shí)施方式中的兩個或更多個可被組合。在其他實(shí)施方式中，一個實(shí)施方式的特征可與一個或更多個其他實(shí)施方式的特征組合。
[0115] 已參照所例示的示例討論了本發(fā)明的實(shí)施方式。然而，應(yīng)該理解，可對本發(fā)明的范圍內(nèi)描述的示例進(jìn)行改變和修改。
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