專利名稱：用于燃料噴射器的并行線路燃料過濾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料過濾裝置，更具體地涉及一種具有并行線路燃料過濾線路 (parallel circuit fuel filtration circuit)的燃料噴射器。
背景技術(shù)：
增加的排放標(biāo)準(zhǔn)促使燃料噴射器被制造成在更高的噴射壓力下運(yùn)行。例如，典型 的共軌噴射器目前在250MPa和300MPa之間的壓力下噴射燃料。為了達(dá)到這些較高的噴射 壓力，燃料噴射器內(nèi)的控制閥必須在不受燃料殘?jiān)臀廴疚镉绊懙沫h(huán)境下帶精度地運(yùn)行。 因此，在燃料被輸送至控制閥之前先進(jìn)行過濾愈加重要。噴射器內(nèi)的控制閥執(zhí)行大量與噴射相關(guān)的任務(wù)。為了重復(fù)地執(zhí)行這些任務(wù)，需要 按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)裝配控制閥。這些標(biāo)準(zhǔn)使得控制閥易于并更多地受到由可能包含在向控制 閥供給的燃料內(nèi)的殘?jiān)鸬膿p害的影響。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在噴射器內(nèi)，來自燃料的殘?jiān)鼘?duì) 控制閥的損害比對(duì)任何其它閥(如，止回閥)的損害更嚴(yán)重。被損壞的控制閥最終導(dǎo)致噴 射器故障。之前對(duì)于過濾噴射器內(nèi)的燃料的嘗試總是以“串聯(lián)”的方式。換言之，所述嘗試總 是試圖過濾所有輸送至噴射器并最終輸送至控制閥和止回閥的燃料。這些嘗試典型地通過 在噴射器的高壓燃料入口或在其附近插置過濾器來實(shí)現(xiàn)。由于至少兩個(gè)原因?qū)е略诖颂幉?置過濾器最終失敗并使殘?jiān)M(jìn)入噴射器內(nèi)第一，通過試圖過濾所有提供給噴射器的高壓 燃料，過濾器效率的限制決定了至少小部分的殘?jiān)鼘?huì)最終通過過濾器并且可能進(jìn)入控制 閥；第二，當(dāng)串接的過濾器充滿殘?jiān)灾逻^濾器不能再捕獲殘?jiān)鼤r(shí)，產(chǎn)生穿過過濾器的壓力 降。過濾器后面漸增的壓力最終克服阻塞并推動(dòng)殘?jiān)┻^過濾器，進(jìn)入噴射器，并最終到達(dá) 敏感的控制閥。本發(fā)明通過反直覺地認(rèn)識(shí)到不是所有的閥均需要相同的過濾器保護(hù)等級(jí)，主要力 求保護(hù)敏感的控制閥。其通過在噴射器內(nèi)以“并聯(lián)”方式(與“串聯(lián)”方式相反)過濾燃料 來實(shí)現(xiàn)。換言之，過濾輸送至控制閥的燃料，而可以過濾或者不過濾提供給止回閥的燃料。 本發(fā)明中的過濾器設(shè)置成鄰近控制閥并位于燃料供給入口的下游。通過這種方式，該公開 的燃料噴射器旨在克服上面提到的一個(gè)或多個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，燃料噴射器具有噴射器體部、設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的控制 閥組件、設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的止回閥、帶有入口、與所述控制閥組件流體連通的第一 通道以及與所述止回閥流體連通的第二通道的燃料供給管路、以及設(shè)置在所述燃料供給管 路的第一通道內(nèi)的過濾器。在另一個(gè)實(shí)施例中，燃料系統(tǒng)具有燃料供給裝置、與燃料供給裝置流體連接的泵、 與所述泵流體連接的至少一個(gè)燃料噴射器，其中所述至少一個(gè)燃料噴射器具有噴射器體 部、設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的控制閥組件、設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的止回閥、帶有入口、與所述控制閥組件流體連通的第一通道以及與所述止回閥流體連通的第二通道的燃料 供給管路、以及設(shè)置在所述燃料供給管路的第一通道內(nèi)的過濾器。在又一個(gè)實(shí)施例中，過濾燃料的方法具有如下步驟提供燃料噴射器，該燃料噴射 器具有噴射器體部、設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的控制閥組件、設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的 止回閥、帶有入口、與所述控制閥組件流體連通的第一通道以及與所述止回閥流體連通的 第二通道的燃料供給管路以及設(shè)置在所述燃料供給管路的第一通道內(nèi)的過濾器；通過所述 燃料供給管路的入口向所述燃料噴射器輸送燃料；將所述燃料供給管路內(nèi)的一部分燃料轉(zhuǎn) 入所述第一通道，并將所述燃料供給管路內(nèi)的另一部分燃料轉(zhuǎn)入所述第二通道；以及過濾 輸送給所述控制閥組件的燃料。


圖1是使用共軌燃料噴射器的燃料系統(tǒng)的原理示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃料噴射器的剖視示意圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃料噴射器的剖視示意圖的一細(xì)部。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，其示出了一種使用共軌燃料噴射器22的燃料系統(tǒng)。燃料貯存器10容納 環(huán)境壓力下的燃料。傳輸泵12通過燃料供給管路13抽取低壓燃料，并將其提供給高壓泵 14。然后，高壓泵14將燃料加壓至期望的燃料噴射壓力水平，并將燃料輸送至燃料軌16。 燃料軌16內(nèi)的壓力部分地由安全閥18控制，如果燃料軌16內(nèi)的壓力高于期望壓力，該安 全閥使燃料流出至燃料返回管路20。燃料返回管路20將燃料返回至低壓燃料貯存器10。燃料噴射器22從軌16抽取燃料，并將燃料噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸燃燒室(未示出)。未 由噴射器22噴射的燃料流至燃料返回管路20。電子控制模塊(ECM) 24為系統(tǒng)提供總體控 制。ECM24接收各種輸入信號(hào)，例如來自連接至燃料軌16的壓力傳感器26和溫度傳感器 28的輸入信號(hào)，以確定操作條件。然后，ECM24向各構(gòu)件發(fā)出各種控制信號(hào)，所述構(gòu)件包括 傳輸泵12、高壓泵14和燃料噴射器22?，F(xiàn)參照?qǐng)D2和圖3，高壓燃料通過高壓供給入口 30進(jìn)入噴射器，并且穿過燃料供給 通道32。燃料供給管路具有通向控制閥組件36的第一通道34和通向止回控制腔40的第 二通道/止回控制腔管路38。第一通道還可包括燃料過濾器腔室42，該燃料過濾器腔室設(shè) 置在第一通道34內(nèi)并鄰近控制閥組件36。燃料過濾器腔室42可具有鄰近控制閥組件36 的第一肩部43，以及在第一通道34內(nèi)但遠(yuǎn)離控制閥組件36的第二肩部45。在燃料過濾器 腔室42內(nèi)布置有燃料過濾器44。該燃料過濾器44可通過壓配合或者任何其它的本領(lǐng)域技 術(shù)人員所熟知的安裝方式安裝在燃料過濾器腔室42內(nèi)。圖2和圖3所示出的燃料過濾器 44為網(wǎng)式過濾器。但是，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，燃料過濾器44可以是具有任何合適 設(shè)計(jì)的微濾裝置。例如，燃料過濾器44可以是網(wǎng)式過濾器、邊緣式過濾器、介質(zhì)過濾器或者 任何其它類型的過濾裝置?？刂崎y組件36包括電致動(dòng)器，例如壓電致動(dòng)器或者螺線管46 (如圖2和圖3所 示)。閥部件48可響應(yīng)于電致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)。螺線管46控制附接至閥部件48的電樞 (銜鐵)50的位置。閥部件48在上座52和下座54之間移動(dòng)，以控制過濾后的燃料從燃料
5供給管路32的第一通道34到止回管路56的流動(dòng)。雖然控制閥組件36示出為提升閥，但 其它類型的閥包括滑(柱式)閥或者各種類型的閥的組合等均可使用。止回管路56內(nèi)的高壓燃料穿過體部58到達(dá)燃料腔60，在該燃料腔中，高壓燃料 作用在止回閥62上，從而沿向上的方向、抵抗止回彈簧64的偏壓而推動(dòng)止回閥。當(dāng)止回閥 62向上移動(dòng)時(shí)，燃料通過至少一個(gè)頂端孔66離開噴射器22。止回閥62的開啟和關(guān)閉部分地通過止回管路56內(nèi)高壓燃料的存在和由止回彈簧 64產(chǎn)生的閥開啟壓力來控制。另外，止回控制腔40存在于止回閥62的頂部，具體地在止回 閥62的上部68的頂部，以控制止回閥62的開啟。當(dāng)上部68的頂部表面70暴露在止回控 制腔40內(nèi)的壓力下時(shí)，一力作用在止回閥62上，將其偏壓在關(guān)閉位置。頂部表面70的面 積一般大于暴露于燃料腔60內(nèi)的流體壓力下的止回閥62的面積，從而將止回閥偏壓在關(guān) 閉位置。應(yīng)當(dāng)注意的是，各種止回設(shè)計(jì)均可以。如圖2所示，可使用單件式止回件?；蛘?， 可使用多件式止回件(未示出)。此外，可以使用止回活塞(未示出)。加壓流體通過止回控制腔管路56提供給止回控制腔40。止回控制腔40始終與 低壓排放管路72流體連接。特別關(guān)注控制閥組件36，控制閥組件的致動(dòng)控制噴射器22將 要何時(shí)噴射。具體地，控制閥組件36控制過濾后的高壓燃料從燃料供給管路32的第一通 道34到止回管路56的流動(dòng)。另外，當(dāng)噴射完成時(shí)，該控制閥組件控制止回管路56和燃料 腔60的排放(venting)，以允許止回彈簧64將止回閥62推向關(guān)閉位置。工業(yè)應(yīng)用性高壓燃料通過高壓燃料供給入口 30進(jìn)入燃料噴射器。至少一部分輸送至燃料供 給入口 30的燃料通過燃料供給管路32輸送至第一通道34和燃料過濾器腔室42，并且經(jīng)過 燃料過濾器44輸送至控制閥組件36。在控制閥組件36的非通電狀態(tài)下，流向其中的流體 被阻止。在這種情況下，噴射器22處于不可噴射模式。當(dāng)待輸送至控制閥組件36的高壓 燃料被阻止時(shí)，高壓燃料則設(shè)法穿過第二通道/止回控制腔管路38流至止回控制腔40和 低壓排管72。應(yīng)當(dāng)注意的是，在這種情況下，止回管路56、燃料腔60、止回控制腔管路38和 止回控制腔40均與低壓排管72流體連接，并隨后與燃料貯存器10流體連接。當(dāng)期望噴射時(shí)，致動(dòng)控制閥組件36。具體地，使螺線管46通電，從而向上拉動(dòng)電樞 50。隨著電樞50向上拉動(dòng)，閥部件48被拉動(dòng)脫離下座54?？刂崎y可以裝備有壓電堆致動(dòng) 器，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的。一旦閥部件48到達(dá)上座52，來自燃料供給管路32 的第一通道34的經(jīng)加壓的過濾后的燃料流體連接至止回管路56。另外，允許止回控制腔 40向低壓排放管路72排放，從而泄放止回控制腔40內(nèi)的壓力，并且允許燃料腔60內(nèi)的燃 料壓力抵抗止回彈簧64向上推動(dòng)止回閥62并向氣缸(未示出)內(nèi)噴射。應(yīng)當(dāng)注意的是， 孔66在低壓排放管路72內(nèi)提供一節(jié)流。低壓排放管路72始終向燃料貯存器10打開，因 此，一旦加壓流體(流量)足夠地減少使得流體能夠流動(dòng)通過孔66，止回控制腔管路38內(nèi) 的壓力可泄至低壓。一旦期望停止噴射，則給控制閥組件36斷電，以允許電樞向下返回至初始位置， 從而將閥部件48從上座52移動(dòng)至下座54。最終，燃料腔60、止回管路56、止回控制腔40 以及止回控制腔管路38內(nèi)的壓力通過低壓排管72降至低壓。上面的描述僅用于舉例說明的目的，并不用于以任何方式限制本發(fā)明的范圍。因 此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明的精神和由后面提出的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍的情況下可以對(duì)舉例說明的實(shí)施例進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
一種燃料噴射器，包括噴射器體部；設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的控制閥組件；設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的止回閥；帶有入口、與所述控制閥組件流體連通的第一通道和與所述止回閥流體連通的第二通道的燃料供給管路；以及設(shè)置在所述燃料供給管路的所述第一通道內(nèi)的過濾器。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射器，其特征在于，所述過濾器設(shè)置在過濾器腔室內(nèi)，所 述過濾器腔室具有鄰近所述控制閥組件的第一肩部以及在所述第一通道內(nèi)但遠(yuǎn)離所述控 制閥組件的第二肩部。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料噴射器，其特征在于，所述過濾器在所述過濾器腔室內(nèi)壓 配合。
4.如權(quán)利要求3所述的燃料噴射器，其特征在于，所述過濾器選自包括網(wǎng)式過濾器、邊 緣式過濾器和介質(zhì)過濾器的組。
5.一種燃料系統(tǒng)，包括 燃料供給裝置；流體連接至所述燃料供給裝置的泵；流體連接至所述泵的至少一個(gè)燃料噴射器，其中，所述至少一個(gè)燃料噴射器進(jìn)一步包括噴射器體部；設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的控制閥組件； 設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的止回閥；帶有入口、與所述控制閥組件流體連通的第一通道和與所述止回閥流體連通的第二通 道的燃料供給管路；以及設(shè)置在所述燃料供給管路的所述第一通道內(nèi)的過濾器。
6.如權(quán)利要求5所述的燃料系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾器設(shè)置在過濾器腔室內(nèi)，所述 過濾器腔室具有鄰近所述控制閥組件的第一肩部以及在所述第一通道內(nèi)但遠(yuǎn)離所述控制 閥組件的第二肩部。
7.如權(quán)利要求6所述的燃料系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾器在所述過濾器腔室內(nèi)壓配I=I ο
8.如權(quán)利要求7所述的燃料系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾器選自包括網(wǎng)式過濾器、邊緣 式過濾器和介質(zhì)過濾器的組。
9.一種過濾燃料的方法，包括如下步驟 提供燃料噴射器，該燃料噴射器包括 噴射器體部；設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的控制閥組件； 設(shè)置在所述噴射器體部內(nèi)的止回閥；帶有入口、與所述控制閥組件流體連通的第一通道和與所述止回閥流體連通的第二通 道的燃料供給管路；以及設(shè)置在所述燃料供給管路的所述第一通道內(nèi)的過濾器； 通過所述燃料供給管路的所述入口向所述燃料噴射器輸送燃料； 將所述燃料供給管路內(nèi)的一部分燃料轉(zhuǎn)入所述第一通道，并將所述燃料供給管路內(nèi)的 另一部分燃料轉(zhuǎn)入所述第二通道；以及 過濾輸送給所述控制閥組件的燃料。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述過濾器設(shè)置在過濾器腔室內(nèi)，所述過 濾器腔室具有鄰近所述控制閥組件的第一肩部以及在所述第一通道內(nèi)但遠(yuǎn)離所述控制閥 組件的第二肩部。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述過濾器在所述過濾器腔室內(nèi)壓配合。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述過濾器選自包括網(wǎng)式過濾器、邊緣式 過濾器和介質(zhì)過濾器的組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料噴射器、燃料噴射系統(tǒng)和過濾燃料的方法，該燃料噴射器包括并行線路燃料過濾線路，該燃料過濾線路向控制閥提供過濾后的燃料。具體地，燃料過濾器設(shè)置在噴射器內(nèi)部并位于通向控制閥的通道內(nèi)。從燃料中去除殘?jiān)?，并允許過濾后的燃料通過以進(jìn)入控制閥。在噴射期間，可從燃料噴射器清除未過濾的燃料?；蛘?，可以通過排管從噴射器中移除未經(jīng)過濾的燃料。
文檔編號(hào)F02M57/00GK101956636SQ20101023384
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月20日
發(fā)明者B·D·摩爾 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司