[发明专利]控制阀组件及使用该组件的燃料喷射器

说明书

技术领域

本发明总体涉及控制阀和用于控制流体在两个或多个流体通路之间流动的方法，更具体地涉及具有串联设置的阀对的控制阀组件。

背景技术

已知多种控制阀的设计和工作方法。近数十年来，将相对复杂的控制阀组件结合到内燃机燃料系统中变得极为常见。例如，控制阀被用于很多内燃机中的燃料输送、增压和喷射等多个方面。多年来，尽管控制阀组件的设计和操作已有所改进，但政府对于排放及燃料经济性的日益严格的规定仍不断激励人们对其改进的探索。

为满足提高了的性能和效率标准的要求，工程人员不断提高内燃机中控制阀对燃料喷射事件的启动、持续时间及终止的控制精度。例如已经发现，在主喷射之前的相对较小的引射和(之后的)相对较小的后喷射能够在某些情况下改善许多内燃机的喷射质量和燃料的经济性。在某些应用中还使用多个紧密配合的小喷射器。在一种常规设计中，控制阀控制燃料喷射器体部中的流体流，以在开启和关闭位置之间调节进入阀。随着燃料喷射量的减少，需要使该控制阀相对快速地动作。在某些系统中，已接近单个控制阀实际可被调节多快以改变流体流的上限。也常采用较高的喷射压力，这对在降低喷射量的同时提高精度提出了另外的挑战。然而可以显见，与在常规系统中所能实现的情况相比，某些应用可能希望喷射量更小且控制更加准确。

为了提高某些燃料喷射器控制阀组件的响应度，许多生产者已开始探索在控制阀组件中采用压电致动机构而非传统的由螺线管操作的电力致动机构。与由螺线管操作的某些致动机构相比，压电致动机构易于提供控制信号的更快的响应时间。这至少部分是由于对螺线管线圈通电和放电所花费的时间以及使阀构件横过一行进距离所花费的时间。压电致动机构利用压电材料，这些压电材料能在其被施以电场时迅速改变构造，转而相对迅速地控制阀组件的发生动作，从而可以排除困扰由螺线管操作的致动机构的问题。

尽管压电致动机构已显示很有前途，但其施行则非常昂贵，并需要改变现有燃料系统的设计。为避免这些困扰，一些燃料喷射装置的制造者曾试图以螺线管操作的控制阀组件的现有技术为基础。在Rodriguez-Amaya等人的名称为”Electro Magnetic Valve-Actuated Control Module ForControlling Fluid In Injection Systems”的美国专利申请公布No.U.S.2003/0102391中即描述有一个此类成果。Rodriguez-Amaya等人描述了一种用于燃料系统中流体控制的控制模块，该控制模块包括其中定位有针状控制阀的阀体。利用这些针状控制阀以改变燃料喷射器的控制室或喷嘴室中的增压或减压。尽管Rodriguez-Amaya等人的设计具有某些应用，但仍存在改进的余地。

本发明的目的是克服一个或多个上述问题或缺点。

发明内容

本发明一方面提供了一种控制阀组件。该控制阀组件包括至少一个具有第一通路和第二通路的壳体。至少部分地设置在该至少一个壳体中的、配合有第一电致动机构的第一阀构件，其可在第一位置和第二位置之间移动，以分别关闭和开启第一通路和第二通路之间的流体连通。同样至少部分地设置在所述至少一个壳体中的第二阀构件，其配合有第二致动机构。该第二阀构件定位成与第一阀构件串联(串接)，并可在第一位置和第二位置之间移动，以分别关闭和开启第一通路和第二通路之间的流体连通。

本发明另一个方面提供了一种燃料喷射器。该燃料喷射器包括电控制的喷射启动阀，其可在第一和第二位置之间移动；和电控制的喷射终止阀，其设置成与喷射启动阀串联，并可在第一和第二位置之间移动。

本发明又一方面提供了一种控制在控制阀组件的流体通路中的流体流的方法。该方法包括指令改变第一电致动阀的位置以使至少部分地设置在流体通路中的第一阀构件从第一位置移至第二位置的步骤。该方法还包括在使第一阀构件返回其第一位置之前指令改变第二电致动阀的位置以使设置成与第一阀构件串联的第二阀构件从第一位置移至第二位置的步骤。

附图说明

图1是示出根据本发明的燃料喷射器和控制阀组件的示意图；

图2是示出根据本发明的另一实施例的燃料喷射器和控制阀组件的示意图；

图3是示出根据本发明的又一实施例的燃料喷射器和控制阀组件的示意图；以及

图4的图表示出根据本发明的燃料喷射系统相比于已知的燃料喷射系统的工作情况。

具体实施方式