燃料喷射装置

摘要

通过降低喷射控制腔内的燃料压力，推动阀针以打开喷射孔，从而喷射存储在燃料存储装置中的燃料，而通过提高喷射控制腔内的燃料压力，推动阀针以关闭喷射孔，从而结束燃料从喷射孔的喷射。在阀针关闭喷射孔的阀门关闭冲程中，燃料压力以供应到燃料存储装置的压力低于供应到喷射控制腔的压力的这种方式，从共用蓄压器供应到燃料存储装置。这样，在阀门关闭冲程中，能够提高作用在阀针上朝向喷射孔一侧的压力，从而加速阀针的阀门关闭速度。

权利要求

1.一种燃料喷射装置，包括：

燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；其中通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；并且在阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，所述燃料压力以提供到所述燃料存储装置的燃料压力低于提供到所述喷射控制腔的燃料压力的这种方式，从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置和所述喷射控制腔，其特征在于，在阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过第一节流部分从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置，还通过第二节流部分从所述燃料供应源提供到所述喷射控制腔；并且在所述第一节流部分中的通路面积小于在所述第二节流部分中的通路面积。

2.一种燃料喷射装置，包括：

燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；其中通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；并且在阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，所述燃料压力以提供到所述燃料存储装置的燃料压力低于提供到所述喷射控制腔的燃料压力的这种方式，从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置和所述喷射控制腔，其特征在于，在阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过节流部分从所述喷射控制腔提供到燃料存储装置。

3.如权利要求1或2所述的燃料喷射装置，还包括：

压力增压单元，用于通过增压活塞的动作增加存储在所述燃料存储装置中的燃料压力。

4.如权利要求3所述的燃料喷射装置，其中：

所述压力增压单元包括增压腔、加压腔和控制腔，其中所述增压腔与所述燃料存储装置连通，并通过所述增压活塞的动作来增压，在所述加压腔中，用于将所述增压活塞推向增压腔侧的压力从所述燃料供应源提供，在所述控制腔中提供用于将所述增压活塞推向加压腔侧的压力，并调节该压力以控制所述增压活塞的动作；

在所述增压活塞中，通过所述加压腔内的压力推向所述增压腔侧的面积小于通过所述增压腔内的压力推向所述加压腔侧的面积与通过所述控制腔内的压力推向所述加压腔侧的面积之和。

5.如权利要求3所述的燃料喷射装置，其中：

进行所述喷射控制腔内的燃料的流进和流出，使得所述阀针打开所述喷射孔的阀门打开冲程期间，从所述喷射控制腔流出的燃料流量小于所述阀门关闭期间流进所述喷射控制腔的燃料流量；并且通过调节在所述燃料供应源中的燃料压力，调节当所述增压活塞动作时在所述燃料存储装置中的燃料压力，从而能够调节阀门打开冲程期间的燃料喷射率。

6.如权利要求5所述的燃料喷射装置，其中：

在喷射进燃料的内燃机的低负载工作期间，调节在所述燃料供应源中的燃料压力，使得将在所述阀门打开冲程中的燃料喷射率抑制为预定喷射率或者更低。

7.如权利要求5所述的燃料喷射装置，其中：

在喷射进燃料的内燃机的高负载工作期间，调节在所述燃料供应源中的燃料压力，以补偿由于在所述阀门打开期间从所述喷射控制腔流出的燃料流量小于流进所述喷射控制腔的燃料流量的情形所引起的燃料喷射率的降低。

8.如权利要求5所述的燃料喷射装置，还包括：

控制阀，用于将所述喷射控制腔有选择地连接到所述燃料供应源或排出地；

单向孔，布置在所述控制阀与所述喷射控制腔之间，在所述单向孔中，燃料从所述喷射控制腔流到所述控制阀的通路的面积小于燃料从所述控制阀流到所述喷射控制腔的通路的面积。

9.如权利要求3所述的燃料喷射装置，其中：

所述压力增压单元包括增压腔和增压控制腔，其中所述增压腔与所述燃料存储装置连通，并通过所述增压活塞的动作来增压，在所述增压控制腔中调节提供的燃料压力，以控制所述增压活塞的动作；

阻止从所述增压腔到所述喷射控制腔的燃料供应；并且

所述喷射控制腔中的燃料压力与所述增压控制腔中的燃料压力都借助于共同的控制阀控制。

10.如权利要求9所述的燃料喷射装置，其中：

中断所述增压腔与所述喷射控制腔之间的连通。

11.如权利要求9所述的燃料喷射装置，其中：

所述增压腔通过单向阀连接到所述喷射控制腔；并且

所述单向阀允许燃料从所述喷射控制腔流到所述增压腔，同时阻止燃料从所述增压腔流到所述喷射控制腔。

12.如权利要求9所述的燃料喷射装置，其中：

所述增压腔通过单向阀连接到所述增压控制腔；并且

所述单向阀允许燃料从所述增压控制腔流到所述增压腔，同时阻止燃料从所述增压腔流到所述增压控制腔。

13.一种燃料喷射装置，包括：

燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；其中通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；并且在阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，所述燃料压力以提供到所述燃料存储装置的燃料压力低于提供到所述喷射控制腔的燃料压力的这种方式，从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置和所述喷射控制腔，并且所述燃料喷射装置还包括压力增压单元，用于通过增压活塞的动作增加存储在所述燃料存储装置中的燃料压力，其特征在于，所述压力增压单元包括增压腔，所述增压腔与所述燃料存储装置连通，并通过所述增压活塞的动作来增压；并且在阀门关闭冲程中，所述燃料压力以提供到所述燃料存储装置的燃料压力低于提供到所述喷射控制腔的燃料压力的这种方式，通过节流部分从所述燃料供应源提供到所述增压腔和所述燃料存储装置。

14.一种燃料喷射装置，包括：

燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；以及压力增压单元，用于通过增压活塞的动作提高存储在所述燃料存储装置中的燃料压力；其中通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；

以如下方式进行所述喷射控制腔内的燃料的流进和流出：在所述阀针打开所述喷射孔的阀门打开冲程期间，从所述喷射控制腔流出的燃料流量小于在所述阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，流进所述喷射控制腔的燃料流量；并且通过调节在所述燃料供应源中的燃料压力，调节当所述增压活塞动作时所述燃料存储装置中的燃料压力，从而能够调节阀门打开冲程期间的燃料喷射率，其特征在于，在阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过第一节流部分从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置，还通过第二节流部分从所述燃料供应源提供到所述喷射控制腔；并且在所述第一节流部分中的通路面积小于在所述第二节流部分中的通路面积。

15.一种燃料喷射装置，包括：

燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；以及压力增压单元，用于通过增压活塞的动作提高存储在所述燃料存储装置中的燃料压力；其中通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；

所述压力增压单元包括增压腔和增压控制腔，其中所述增压腔与所述燃料存储装置连通，并通过所述增压活塞的动作来增压，在所述增压控制腔中调节提供的燃料压力，以控制所述增压活塞的动作；

阻止从所述增压腔到所述喷射控制腔的燃料供应；并且

所述喷射控制腔中的燃料压力与所述增压控制腔中的燃料压力都借助于共同控制阀控制，其特征在于，在阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过第一节流部分从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置，还通过第二节流部分从所述燃料供应源提供到所述喷射控制腔；并且在所述第一节流部分中的通路面积小于在所述第二节流部分中的通路面积。

16.一种燃料喷射装置，包括：

燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；以及压力增压单元，用于通过增压活塞的动作提高存储在所述燃料存储装置中的燃料压力；其中通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；

以如下方式进行所述喷射控制腔内的燃料的流进和流出：在所述阀针打开所述喷射孔的阀门打开冲程期间，从所述喷射控制腔流出的燃料流量小于在所述阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，流进所述喷射控制腔的燃料流量；并且通过调节在所述燃料供应源中的燃料压力，调节当所述增压活塞动作时所述燃料存储装置中的燃料压力，从而能够调节阀门打开冲程期间的燃料喷射率，其特征在于，在阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过节流部分从所述喷射控制腔提供到燃料存储装置。

17.一种燃料喷射装置，包括：

燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；以及压力增压单元，用于通过增压活塞的动作提高存储在所述燃料存储装置中的燃料压力；其中通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；

所述压力增压单元包括增压腔和增压控制腔，其中所述增压腔与所述燃料存储装置连通，并通过所述增压活塞的动作来增压，在所述增压控制腔中调节提供的燃料压力，以控制所述增压活塞的动作；

阻止从所述增压腔到所述喷射控制腔的燃料供应；并且

所述喷射控制腔中的燃料压力与所述增压控制腔中的燃料压力都借助于共同控制阀控制，其特征在于，在阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过节流部分从所述喷射控制腔提供到燃料存储装置。

说明书

燃料喷射装置

技术领域

[0001] 本发明涉及燃料喷射装置，更具体地，涉及如下燃料喷射装置，其中通过降低喷射控制腔中的燃料压力使阀针打开喷射孔，从而以从燃料喷射孔喷射存储在燃料存储装置中的燃料，通过提高喷射控制腔中的压力使阀针关闭喷射孔，从而以结束从喷射孔的燃料喷射。

背景技术

[0002] 日本专利No.2885076和国际公开No.00/55496中公开了涉及这种类型的燃料喷射装置的技术。参考图12描述相关技术的燃料喷射装置。在喷射燃料时，为了将喷射控制腔3内的压力降低到接近大气压力的水平，喷射控制腔3借助于喷射控制阀7通过孔35连接到排出地22。然后，由于作用在阀针51上朝着喷射控制腔3一侧的力超过了朝着喷射孔23一侧的力，所以阀针51朝着喷射控制腔3一侧移动，因此打开了喷射孔23。结果，存储在燃料存储装置52中的燃料从喷射孔23喷射进内燃机(未示出)的燃料室。

[0003] 另外，增压控制腔102借助于增压控制阀8连接到排出地22，因而将增压控制腔102内的压力降低到接近大气压力的水平。当增压控制腔102内的压力达到该水平时，致动增压活塞10，从而以提高增压腔103内的压力，依次地提高了存储在存储装置52中的燃料压力。这样，可使存储在燃料存储装置52中的燃料增压，使其以增强的压力喷射。应当注意，由于增压腔103通过孔60与喷射控制腔3连接，所以通过增压活塞提高的增压腔103内的压力除了供应到燃料存储装置52以外，还供应到喷射控制腔3。因此，即使在喷射控制腔3不连接到排出地22的情况下，将增压控制腔102连接到排出地22，也防止了阀针51朝着喷射控制腔3一侧的移动，导致喷射孔23的打开。

[0004] 其间，当结束燃料喷射时，借助于喷射控制阀7中断喷射控制腔3与排出地22之间的连通。然后，由于燃料压力通过单向阀59和孔60从共用蓄压器2供应到喷射控制腔3，所以施加在阀针51上朝着喷射孔23一侧的力变得比朝着喷射控制腔3一侧的力大，使得阀针51朝着喷射孔23一侧移动，从而关闭喷射孔23。随后，燃料通过单向阀59从共用蓄压器2供应到燃料存储装置52和增压腔103。

[0005] 另外，当通过借助于增压控制阀8将增压控制腔102连接到共用蓄压器(共轨)2而将增压控制腔102内的压力提高到共轨压力时，增压活塞10上下方的压力恰好平衡，使得由弹簧98的力致动的增压活塞10回到它的初始位置。

[0006] 日本专利公开No.Sho47-38648、国际申请公开No.01/14727，美国专利No.6,427,664以及Kenji Funai等人于1996年2月在SAE TECHNICAL PAPER SIRIES960107上发表的题目为《Injection Rate Shaping Technology with Common Rail Fuel System(ECD-U2)》中公开了其它相关的技术。

[0007] 在图12所示的燃料喷射装置中，当燃料喷射结束时，通过单向阀59和孔60从共用蓄压器2供应到喷射控制腔3的压力将阀针51推向喷射孔23一侧。然而，通过单向阀59从共用蓄压器2供应到燃料存储装置52的压力还将阀针51推向喷射控制腔3一侧，这妨碍了阀针51关闭喷射孔23的运动。因此，当阀针51关闭喷射孔23时，存在结束燃料喷射的性能退化以及燃料喷射雾化状态恶化的问题。

[0008] 另外，在图12所示的燃料喷射装置中，通过增压活塞10提高的增压腔103内的压力除了供应到燃料存储装置52之外，还通过孔60供应到喷射控制腔3。当喷射燃料时，由于喷射控制腔3通过孔35与排出地22连通，所以通过增压活塞10增加压力的部分燃料通过喷射控制腔3排到排出地22，导致了难以通过增压活塞10有效地增压和喷射存储在燃料存储装置52中的燃料的问题。

[0009] 另外，在内燃机低负载操作期间，考虑到降低燃料噪声，理想地，将燃料喷射比抑制在喷射的初始状态。在另一方面，在内燃机高负载期间，考虑到确保高功率，希望快速地达到高喷射比，而不是将燃料喷射比抑制在喷射的初始状态。同样地，希望燃料喷射比特性能够根据内燃机工作状态适当地变化。

[0010] 本发明的优点是提供一种燃料喷射装置，其提高了当阀针关闭喷射孔时结束燃料喷射的性能。本发明的另一个优点是提供一种能够有效地进行喷射由增压活塞增压的燃料的燃料喷射装置。另外，本发明的再一个优点是提供一种能够根据内燃机的工作状态适当地改变燃料喷射比特性的燃料喷射装置。

发明内容

[0011] 为了达到上述优点中至少一个，根据本发明的燃料喷射装置采用下述结构。

[0012] 根据本发明的一方面，燃料喷射装置包括燃料喷射单元，其具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从喷射孔喷射，喷射控制腔中用于将阀针推向喷射孔侧的燃料压力从燃料供应源提供；其中通过降低喷射控制腔内的燃料压力，推动阀针以打开喷射孔，从而从喷射孔喷射存储在燃料存储装置中的燃料，而通过增加喷射控制腔内的燃料压力，推动阀针以关闭喷射孔，从而终止从喷射孔的燃料喷射。在该燃料喷射装置中，在阀针关闭喷射孔的阀门关闭冲程期间，燃料压力以提供到燃料存储装置的燃料压力低于提供到喷射控制腔的燃料压力的这种方式，从燃料供应源提供到燃料存储装置和喷射控制腔。

[0013] 在本发明中，由于在阀针关闭喷射孔的阀门关闭冲程期间，燃料压力以提供到燃料存储装置的燃料压力低于提供到喷射控制腔的燃料压力的这种方式，从燃料供应源提供到燃料存储装置和喷射控制腔，所以能够提高施加在阀针上朝着喷射孔一侧的力。结果，在阀针关闭喷射孔的阀门关闭冲程期间，可提高阀针移向喷射孔一侧的移动速度，从而在本发明中，能够改善阀针关闭喷射孔时的燃料喷射结束。

[0014] 在根据本发明的燃料喷射装置中，在阀门关闭冲程期间，燃料压力通过第一节流部分从燃料供应源提供到燃料存储装置，还通过第二节流部分从燃料供应源提供到喷射控制腔；并且在第一节流部分中的通路面积可设定小于在第二节流部分中的通路面积。通过该构造，在阀针关闭喷射孔的阀门关闭冲程期间，燃料压力能够以提供到燃料存储装置的燃料压力低于提供到喷射控制腔的燃料压力的这种方式，从燃料供应源提供到燃料存储装置和喷射控制腔。

[0015] 在根据本发明的燃料喷射装置中，在阀门关闭冲程期间，燃料压力可通过节流部分从喷射控制腔提供到燃料存储装置。通过该构造，在阀针关闭喷射孔的阀门关闭冲程中，燃料压力能够以提供到燃料存储装置的燃料压力低于提供到喷射控制腔的燃料压力的这种方式，从燃料供应源提供到燃料存储装置和喷射控制腔。

[0016] 根据本发明的燃料喷射装置还包括压力增压单元，用于通过增压活塞的动作增加存储在燃料存储装置中的燃料压力。

[0017] 在根据本发明该方面的具有压力增压单元的燃料喷射装置中，压力增压单元包括增压腔、加压腔和控制腔，其中增压腔与燃料存储装置连通，并通过增压活塞的动作来增压，在加压腔中，用于将增压活塞推向增压腔侧的压力从燃料供应源提供，在控制腔中提供用于将增压活塞推向加压腔侧的压力，并调节该压力以控制增压活塞的动作。在增压活塞中，可使通过加压腔内的压力推向增压腔侧的面积小于通过增压腔内的压力推向加压腔侧的面积与通过控制腔内的压力推向加压腔侧的面积之和。通过上述的面积设定，在阀针关闭喷射孔的阀门关闭冲程中，即使与增压腔连通的燃料存储装置的燃料供应压力变得低于向喷射控制腔提供的燃料压力，增压活塞也能可靠地回到它的初始位置。

[0018] 在根据本发明该方面的具有压力增压单元的燃料喷射装置中，进行喷射控制腔内的燃料的流进和流出，使得阀针打开喷射孔的阀门打开冲程期间，从喷射控制腔流出的燃料流量小于阀门关闭期间流进喷射控制腔的燃料流量；并且通过调节在燃料供应源中的燃料压力，调节当增压活塞动作时在燃料存储装置中的燃料压力，从而能够调节阀门打开冲程期间的燃料喷射率。这样，能够根据内燃机的工作状态，适当地改变燃料喷射比的特性。

[0019] 在根据本发明的燃料喷射装置中，在喷射进燃料的内燃机的低负载工作期间，可调节在燃料供应源中的燃料压力，使得将在阀门打开冲程中的燃料喷射率抑制为预定喷射率或者更低。这样，在内燃机的低负载工作期间，能够实现使喷射比抑制在喷射初始状态中的燃料喷射比特性。

[0020] 在根据本发明的燃料喷射装置中，在喷射进燃料的内燃机的高负载工作期间，可调节在燃料供应源中的燃料压力，以补偿由于在阀门打开期间，从喷射控制腔流出的燃料流量小于流进喷射控制腔的燃料流量的情形所引起的燃料喷射率的降低。这样，能够实现在早期达到高喷射比的燃料喷射比特性。

[0021] 根据本发明的燃料喷射装置还包括：控制阀，用于将喷射控制腔有选择地连接到燃料供应源或排出地；单向孔，布置在控制阀与喷射控制腔之间，在单向孔中，燃料从喷射控制腔流到控制阀的通路的面积小于燃料从控制阀流到喷射控制腔的通路的面积。通过该构造，在阀针打开喷射孔的阀门打开冲程中从喷射控制腔流出的燃料流量可保持在低于在阀针关闭喷射孔的阀门关闭冲程中流进喷射控制腔的燃料流量的水平。

[0022] 在根据本发明该方面的具有压力增压单元的燃料喷射装置中，压力增压单元可包括增压腔和增压控制腔，其中增压腔与燃料存储装置连通，并通过增压活塞的动作来增压，在增压控制腔中调节提供的燃料压力，以控制增压活塞的动作。在压力增压单元中，阻止从增压腔到喷射控制腔的燃料供应；并且喷射控制腔中的燃料压力与增压控制腔中的燃料压力都借助于共用控制阀控制。通过该构造，能够高效率地进行喷射由增压活塞增压的燃料的操作。

[0023] 在根据本发明的燃料喷射装置中，可中断增压腔与喷射控制腔之间的连通。这样，能够防止由增压活塞增压的燃料供应到喷射控制腔。

[0024] 在根据本发明的燃料喷射装置中，增压腔通过单向阀连接到喷射控制腔，单向阀允许燃料从喷射控制腔流到增压腔，同时阻止燃料从增压腔流到喷射控制腔。这样，能够防止由增压活塞增压的燃料供应到喷射控制腔。

[0025] 在根据本发明的燃料喷射装置中，增压腔可通过单向阀连接到所述增压控制腔，并且单向阀允许燃料从增压控制腔流到增压腔，同时阻止燃料从增压腔流到增压控制腔。这样，能够防止由增压活塞增压的燃料供应到增压控制腔。

[0026] 根据本发明的另一方面，燃料喷射装置包括：燃料喷射单元，其具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从喷射孔喷射，喷射控制腔中用于将阀针推向喷射孔侧的燃料压力从燃料供应源提供；以及压力增压单元，用于通过增压活塞的动作提高存储在燃料存储装置中的燃料压力。在燃料喷射装置中，通过降低喷射控制腔内的燃料压力，推动阀针以打开喷射孔，从而从喷射孔喷射存储在燃料存储装置中的燃料，而通过增加喷射控制腔内的燃料压力，推动阀针以关闭喷射孔，从而终止从喷射孔的燃料喷射。另外，在燃料喷射装置中，以如下方式进行喷射控制腔内的燃料的流进和流出：在阀针打开喷射孔的阀门打开冲程期间从喷射控制腔流出的燃料流量小于在阀针关闭喷射孔的阀门关闭冲程期间流进喷射控制腔的燃料流量，并且通过调节在燃料供应源中的燃料压力，调节当增压活塞动作时燃料存储装置中的燃料压力，从而能够调节阀门打开冲程期间的燃料喷射率。

[0027] 根据本发明，在阀针打开喷射孔的阀门打开冲程中，通过调节燃料喷射比，能够根据内燃机的工作状态适应地改变燃料喷射比特性。

[0028] 另外，根据本发明的再一方面，燃料喷射装置包括：燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从喷射孔喷射，喷射控制腔中用于将阀针推向喷射孔侧的燃料压力从燃料供应源提供；以及压力增压单元，用于通过增压活塞的动作提高存储在燃料存储装置中的燃料压力。在燃料喷射装置中，通过降低喷射控制腔内的燃料压力，推动阀针以打开喷射孔，从而从喷射孔喷射存储在燃料存储装置中的燃料，而通过增加喷射控制腔内的燃料压力，推动阀针以关闭喷射孔，从而终止从喷射孔的燃料喷射。另外，在燃料喷射装置中，压力增压单元包括增压腔和增压控制腔，其中增压腔与燃料存储装置连通，并通过增压活塞的动作来增压，在增压控制腔中调节提供的燃料压力，以控制增压活塞的动作；其中阻止从增压腔到喷射控制腔的燃料供应，并且喷射控制腔中的燃料压力与增压控制腔中的燃料压力都借助于共同控制阀控制。

[0029] 根据本发明，由于防止了由增压活塞增压的燃料向喷射控制腔的供应，所以能够高效率地进行喷射由增压活塞增压的燃料的操作。

[0030] 总之，本发明提供了一种燃料喷射装置，包括：

[0031] 燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；其中

[0032] 通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；并且[0033] 在阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，所述燃料压力以提供到所述燃料存储装置的燃料压力低于提供到所述喷射控制腔的燃料压力的这种方式，从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置和所述喷射控制腔，

[0034] 其特征在于，在阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过第一节流部分从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置，还通过第二节流部分从所述燃料供应源提供到所述喷射控制腔；并且

[0035] 在所述第一节流部分中的通路面积小于在所述第二节流部分中的通路面积。

[0036] 本发明还提供了一种燃料喷射装置，包括：

[0037] 燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；其中

[0038] 通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；并且[0039] 在阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，所述燃料压力以提供到所述燃料存储装置的燃料压力低于提供到所述喷射控制腔的燃料压力的这种方式，从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置和所述喷射控制腔，

[0040] 其特征在于，在阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过节流部分从所述喷射控制腔提供到燃料存储装置。

[0041] 本发明还提供了一种燃料喷射装置，包括：

[0042] 燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；其中

[0043] 通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；并且[0044] 在阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，所述燃料压力以提供到所述燃料存储装置的燃料压力低于提供到所述喷射控制腔的燃料压力的这种方式，从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置和所述喷射控制腔，并且

[0045] 所述燃料喷射装置还包括压力增压单元，用于通过增压活塞的动作增加存储在所述燃料存储装置中的燃料压力，

[0046] 其特征在于，所述压力增压单元包括增压腔，所述增压腔与所述燃料存储装置连通，并通过所述增压活塞的动作来增压；并且

[0047] 在阀门关闭冲程中，所述燃料压力以提供到所述燃料存储装置的燃料压力低于提供到所述喷射控制腔的燃料压力的这种方式，通过节流部分从所述燃料供应源提供到所述增压腔和所述燃料存储装置。

[0048] 本发明还提供了一种燃料喷射装置，包括：

[0049] 燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；以及

[0050] 压力增压单元，用于通过增压活塞的动作提高存储在所述燃料存储装置中的燃料压力；其中

[0051] 通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；

[0052] 以如下方式进行所述喷射控制腔内的燃料的流进和流出：在所述阀针打开所述喷射孔的阀门打开冲程期间，从所述喷射控制腔流出的燃料流量小于在所述阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，流进所述喷射控制腔的燃料流量；并且

[0053] 通过调节在所述燃料供应源中的燃料压力，调节当所述增压活塞动作时所述燃料存储装置中的燃料压力，从而能够调节阀门打开冲程期间的燃料喷射率，[0054] 其特征在于，在阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过第一节流部分从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置，还通过第二节流部分从所述燃料供应源提供到所述喷射控制腔；并且

[0055] 在所述第一节流部分中的通路面积小于在所述第二节流部分中的通路面积。

[0056] 本发明还提供了一种燃料喷射装置，包括：

[0057] 燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；以及

[0058] 压力增压单元，用于通过增压活塞的动作提高存储在所述燃料存储装置中的燃料压力；其中

[0059] 通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；

[0060] 所述压力增压单元包括增压腔和增压控制腔，其中所述增压腔与所述燃料存储装置连通，并通过所述增压活塞的动作来增压，在所述增压控制腔中调节提供的燃料压力，以控制所述增压活塞的动作；

[0061] 阻止从所述增压腔到所述喷射控制腔的燃料供应；并且

[0062] 所述喷射控制腔中的燃料压力与所述增压控制腔中的燃料压力都借助于共同控制阀控制，

[0063] 其特征在于，在阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过第一节流部分从所述燃料供应源提供到所述燃料存储装置，还通过第二节流部分从所述燃料供应源提供到所述喷射控制腔；并且

[0064] 在所述第一节流部分中的通路面积小于在所述第二节流部分中的通路面积。

[0065] 本发明还提供了一种燃料喷射装置，包括：

[0066] 燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；以及

[0067] 压力增压单元，用于通过增压活塞的动作提高存储在所述燃料存储装置中的燃料压力；其中

[0068] 通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；

[0069] 以如下方式进行所述喷射控制腔内的燃料的流进和流出：在所述阀针打开所述喷射孔的阀门打开冲程期间，从所述喷射控制腔流出的燃料流量小于在所述阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，流进所述喷射控制腔的燃料流量；并且

[0070] 通过调节在所述燃料供应源中的燃料压力，调节当所述增压活塞动作时所述燃料存储装置中的燃料压力，从而能够调节阀门打开冲程期间的燃料喷射率，[0071] 其特征在于，在阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过节流部分从所述喷射控制腔提供到燃料存储装置。

[0072] 本发明最后还提供了一种燃料喷射装置，包括：

[0073] 燃料喷射单元，具有燃料存储装置、阀针和喷射控制腔，其中所述燃料存储装置用于存储从燃料供应源供应的燃料，所述阀针用于打开和关闭喷射孔，存储在燃料存储装置中的燃料从所述喷射孔喷射，所述喷射控制腔中用于将所述阀针推向喷射孔侧的燃料压力从所述燃料供应源提供；以及

[0074] 压力增压单元，用于通过增压活塞的动作提高存储在所述燃料存储装置中的燃料压力；其中

[0075] 通过降低所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针打开所述喷射孔，从而从所述喷射孔喷射存储在所述燃料存储装置中的燃料，而通过增加所述喷射控制腔内的燃料压力，所述阀针关闭所述喷射孔，从而终止从所述喷射孔的燃料喷射；

[0076] 所述压力增压单元包括增压腔和增压控制腔，其中所述增压腔与所述燃料存储装置连通，并通过所述增压活塞的动作来增压，在所述增压控制腔中调节提供的燃料压力，以控制所述增压活塞的动作；

[0077] 阻止从所述增压腔到所述喷射控制腔的燃料供应；并且

[0078] 所述喷射控制腔中的燃料压力与所述增压控制腔中的燃料压力都借助于共同控制阀控制，

[0079] 其特征在于，在阀针关闭所述喷射孔的阀门关闭冲程期间，所述燃料压力通过节流部分从所述喷射控制腔提供到燃料存储装置。

附图说明

[0080] 图1为示出了根据本发明第一实施例的燃料喷射装置结构的示意图；

[0081] 图2为示出了本发明第一实施例中压力增压单元结构的示意图；

[0082] 图3为示出了用于分析燃料喷射比及类似参数的燃料喷射装置的结构的示意图；

[0083] 图4为示出了用于分析燃料喷射比及类似参数的燃料喷射装置的结构的示意图；

[0084] 图5为示出了分析燃料喷射比及类似参数的结果的图表；

[0085] 图6为根据本发明第二实施例的燃料喷射装置结构的示意图；

[0086] 图7为示出了分析燃料喷射比及类似参数的结果的图表；

[0087] 图8为示出了分析燃料喷射比及类似参数的结果的图表；

[0088] 图9为示出了燃料喷射嘴实际开孔面积的特性的图表；

[0089] 图10为示出了根据本发明实施例的燃料喷射装置另一个结构的示意图；

[0090] 图11为示出了根据本发明实施例的燃料喷射装置再一个结构的示意图；

[0091] 图12为示出了相关技术的燃料喷射装置的结构的示意图。

具体实施方式

[0092] 下面参考附图，对本发明的优选实施例进行描述。

[0093] (1)实施例1

[0094] 图1和图2示意性地示出了根据本发明实施例1的燃料喷射装置的结构，其中在图1中所示的为总的结构，在图2中所示的为压力增压单元的结构。该实施例中的燃料喷射装置包括燃料增压泵1、共用蓄压器(共轨)2和喷射器99，该燃料喷射装置可应用到，例如，压燃式内燃机上。为各气缸提供的喷射器99包括燃料喷射嘴5、控制阀9和压力增压单元100。使用根据该实施例的燃料喷射装置的燃料喷射由控制器30控制。

[0095] 燃料增压泵1泵送存储在油箱(未示出)中的燃料，并将泵送的燃料供应到共用蓄压器2。共用蓄压器2以预定的压力存储从燃料增压泵1供应的燃料。在共用蓄压器2中安装有压力传感器(未示出)，通过压力传感器检测共用蓄压器2内的燃料压力(共轨压力)。压力传感器的检测值输入到控制器30，由此通过控制器30控制安装在共用蓄压器内的调节器(未示出)，使得共用蓄压器2内的燃料压力保持在设定的压力。这里，设定压力为大约40-140MPa的值，例如，随着发动机速度的提高和所需转矩(驱动负载)的增加，控制器30内设定压力限定的值也变大。

[0096] 燃料喷射嘴5具有形成于其中的喷射控制腔3和燃料存储装置52。另外，在燃料喷射嘴5的顶端形成有喷射孔23，喷射嘴5中可滑动地安装有阀针51，用来建立和断开燃料存储装置52与喷射孔23之间的连通。通过阀针51的动作，燃料喷射嘴5能够从喷射孔23将存储在燃料存储装置52中的燃料喷射进内燃机的燃烧室(未示出)内。

[0097] 喷射控制腔3通过喷射控制腔孔(节流部分)33、管路71和控制阀9连接到共用蓄压器2或排出地22。喷射控制腔3内的燃料压力将阀针51推向喷射孔23一侧。喷射控制腔孔33布置在喷射控制腔3的进口和出口。燃料存储装置52通过管路72连接到压力增压单元100。燃料存储装置52内的燃料压力将阀针51推向喷射控制腔3一侧。另外，阀门关闭阀针弹簧53施加有将阀针51推向喷射孔23一侧的力。阀针51上由喷射控制腔3中的燃料压力推向喷射孔23一侧的表面面积BN1等于阀针51上由燃料存储装置52中的燃料压力推向喷射控制腔3一侧的表面面积BN2。

[0098] 压力增压单元100包括增压活塞10，并且能够通过增压活塞10的动作提高存储在燃料存储装置52中存储的燃料的压力。压力增压单元100具有形成在其中的加压腔101、增压腔103以及增压控制腔102。

[0099] 加压腔101通过管路74连接到共用蓄压器2，燃料压力从共用蓄压器2供应到加压腔101。加压腔101内的燃料压力将增压活塞10推向增压腔103一侧。增压控制腔102通过管路73和控制阀9连接到共用蓄压器2或排出地22。另外，增压控制腔102还通过燃料供应孔(节流部分)61和燃料供应单向阀(止回阀)62连接到增压腔103和燃料存储装置52。这里使用的燃料供应单向阀62允许燃料从增压控制腔102流到增压腔103和燃料存储装置52，而阻止燃料从增压腔103和燃料存储装置52流到增压控制腔102。燃料供应孔61可整体地形成在燃料供应单向阀62中。增压控制腔102内的燃料压力将增压活塞10推向加压腔101一侧。这里，增压腔103和燃料存储装置52通过管路72彼此连接。

[0100] 如图2中所示，增压活塞10由大直径部分10-1、小直径部分10-2以及中间直径部分10-3组成，其中大直径部分10-1在一端接收增压控制腔102内沿着朝向加压腔101一侧方向的燃料压力，小直径部分10-2在一端接收增压腔103内沿着朝向加压腔101一侧方向的燃料压力，并且该小直径部分10-2的另一端连接到大直径部分10-1的所述一端，中间直径部分10-3的一端连接到大直径部分10-1的另一端，并且该中间直径部分10-3接收加压腔101内沿着朝向增压腔103一侧方向的燃料压力。这里，大直径部分10-1的外径d1、小直径部分10-2的外径d2以及中间直径部分10-3的外径d3满足d1＞d3＞d2的关系。根据这个关系，增压活塞10上由加压腔101内的燃料压力推向增压腔103一侧(中间直径部分10-3的另一端)的表面面积B1设定得小于增压活塞10上由增压控制腔102内的燃料压力推向加压腔101一侧(大直径部分10-1的所述一端)的表面面积B3与增压活塞10上由增压腔103内的燃料压力推向加压腔101一侧(小直径部分10-2的另一端)的表面面积B4的和。应当注意，因为d3大于d2，所以B1大于B4。

[0101] 根据该实施例的压力增压单元100还包括形成在其中的背压腔104。因为背压腔104通过孔(节流部分)105与外部的排出地22相连通，所以向背压腔104引进了大气压力。增压活塞10在大直径部分10-1的另一端接收背压腔104内沿着朝向增压腔103一侧方向的燃料压力(大气压力)。这里，将增压活塞10上接收背压腔104内沿着朝向增压侧
103一侧(大直径部分10-1的另一端)方向的燃料压力的表面面积视为B2，建立了B1+B2＝B3+B4的关系。

[0102] 控制阀9可在第一状态和第二状态之间转换，在第一状态(图1中左侧描述的状态)中，增压控制腔102与喷射控制腔3都连接到共用蓄压器2，在第二状态(图1中右侧描述的状态)中，增压控制腔102与喷射控制腔3都连接到排出地22。当控制阀9切换到第一状态时，共用蓄压器2内的燃料压力(共轨压力)供应到增压控制腔102和喷射控制腔3。另外，共用蓄压器2内的燃料压力还通过燃料供应孔61和燃料供应单向阀62供应到增压腔103和燃料存储装置52。在另一方面，当控制阀9切换到第二状态时，增压控制腔102中的燃料和喷射控制腔3中的燃料排进排出地22，使增压控制腔102内的压力和喷射控制腔3内的压力降低，直到压力接近大气压力为止。如上所述，在该实施例中，增压控制腔102中的燃料压力和喷射控制腔3中的燃料压力都由共用控制阀9控制。其间，喷射控制腔3中燃料的流进和流出通过喷射控制腔孔33输送。

[0103] 控制器30控制共用蓄压器2内的压力，使得共用蓄压器中的燃料压力以设定的压力建立。另外，控制器30还控制控制阀9的切换以控制燃料喷射的正时。

[0104] 在根据该实施例上述构造的燃料喷射装置中，燃料供应孔61中的通路面积A1设定为小于喷射控制腔孔33的通路面积A2。另外，因为增压腔103不通过任何管路连接到喷射控制腔3，所以在增压腔103与喷射控制腔3中没有连通。

[0105] 下面描述根据该实施例的燃料喷射装置的操作。

[0106] 在不喷射燃料期间，控制阀9保持在第一状态，当控制阀9处于第一状态中时，加压腔101中的燃料、增压腔103中的燃料以及增压控制腔102中的燃料保持为等于共用蓄压器2内的燃料压力(共轨压力)。这样，由加压腔101内的压力施加在中间直径部分10-3另一端上朝向增压腔103一侧的力Fb1、由背压腔104内的压力施加在大直径部分10-1另一端上朝向增压腔103一侧的力Fb2、由增压控制腔102内的压力施加在大直径部分10-1一端上朝向加压腔101一侧的力Fb3、以及由增压腔103内的压力施加在小直径部分10-2一端上朝向加压腔101一侧的力Fb4，具有Fb1+Fb2＜Fb3+Fb4的关系。因此，增压活塞10在接收朝向加压腔101一侧的力时，借助于止动装置(未示出)固定在其初始位置。结果，当控制阀9处于第一状态时，未执行燃料压力借助于压力增压单元100的增压。

[0107] 另外，当控制阀9处于第一状态中时，喷射控制腔3与燃料存储装置52的燃料压力等于共用蓄压器2内的燃料压力(共轨压力)。那么，由于阀针51被阀门关闭阀针弹簧53压向喷射孔23一侧，所以喷射孔23关闭。因此，当控制阀9处于第一状态时，阀将51未动作，从而未执行燃料喷射。

[0108] 在另一方面，在喷射燃料期间，控制阀9从第一状态切换为第二状态。当控制阀9切换到第二状态时，增压控制腔102连接到排出地22，以降低增压控制腔102内的压力，直到其接近大气压力为止。然后，燃料压力施加在增压活塞上朝向增压腔103一侧的力(Fb1+Fb2)超过了朝向加压腔101一侧的力(Fb3+Fb4)。结果，增压活塞10动作，因而使得增压腔103中的燃料压力提高，随之提高了存储在燃料存储装置52中的燃料的压力。这里，提高比为B1/B4。

[0109] 另外，当控制阀9切换到第二状态时，喷射控制腔3通过喷射控制腔孔33连接到排出地22，从而降低了喷射控制腔3的压力，直到其压力接近大气压力为止。然后，作用在阀针51上朝向喷射控制腔3一侧的力变得大于朝向喷射孔23一侧的力。结果，阀针51动作并移向喷射控制腔3一侧，从而打开了喷射孔23(阀门打开冲程)，允许存储在燃料存储装置52中的燃料从喷射孔23喷进内燃机的燃烧室(未示出)。由于存储在燃料存储装置52中的燃料被上述压力增压单元100增压了，所以能够喷射通过压力增压单元100增压了的燃料。

[0110] 当通过增压活塞10增压在增压腔103中的燃料时，燃料供应单向阀62防止燃料从增压腔103流出到增压控制腔102。另外，由于未提供增压腔103与喷射控制腔3之间的连接，所以燃料从增压腔103到喷射控制腔3的流出以及增压燃料到排出地22的排出都被禁止了。因此，增压腔103中由增压活塞10增压的燃料能够只针对存储在燃料存储装置52中的燃料的加压，这有利于有效地通过增压活塞10提高存储在燃料存储装置52中的燃料的压力。

[0111] 在该实施例中，因为增压控制腔102内的燃料压力和喷射控制腔3内的燃料压力都借助于共用控制阀9控制，所以阀针51与增压活塞10的动作同时动作。因此，当未执行降低喷射控制腔3内的燃料压力时，通过燃料存储装置52中燃料增高的压力，能够防止阀针51朝着喷射控制腔3的移动，其中阀针51朝着喷射控制腔3的移动会导致喷射孔23的打开。

[0112] 当增压活塞10动作，移向增压腔103一侧时，背压腔104的容量增压。但是，因为背压腔104与外部的排出地22连通，所以外面的大气压力被引入背压腔104。因此，背压腔104保持在大气压力，从而防止了背压腔104的压力变得低于大气压力(负压)。这样，防止了由于负压引起的气穴现象或腐蚀的发生。

[0113] 为了停止燃料喷射，控制阀9从第二状态切换到第一状态。当控制阀9切换到第一状态时，向增压控制腔102引进共轨压力。然后，因为由燃料压力施加在增压活塞10上朝着加压腔101一侧的力(Fb3+Fb4)超过了施加的朝向增压腔102一侧的力(Fb1+Fb2)，所以增压活塞10移向加压腔101一侧，回到其初始位置。

[0114] 另外，当控制阀9切换到第一状态时，共轨压力通过喷射控制腔孔33供应到喷射控制腔3，同时还通过燃料供应孔61供应到燃料存储装置52。因为阀针51接收由阀门关闭弹簧53施加的朝向喷射孔23一侧的力，所以作用在阀针51上朝向喷射孔23一侧的力变得大于朝向喷射控制腔3一侧的力。因此，使阀针51移向喷射孔23一侧，从而关闭了喷射孔23(阀门关闭冲程)，使得燃料喷射结束。

[0115] 在阀针51关闭喷射孔23的阀门关闭冲程中，燃料压力通过喷射控制腔孔33从共用蓄压器2供应到喷射控制腔3，并且还通过燃料供应孔61从共用蓄压器2供应到燃料存储装置52。在该实施例中，因为燃料供应孔61中的通路面积A1小于喷射控制腔孔33中的通路面积A2，所以流进燃料存储装置52的燃料量变得小于流进喷射控制腔3的燃料量。根据这个关系，在阀门关闭冲程期间，燃料压力以供应到燃料存储装置52的压力低于供应到喷射控制腔3的压力的这种方式，从共用蓄压器2供应到燃料存储装置52和喷射控制腔
3。因此，能够提高阀门关闭期间作用在阀针51上朝向喷射孔23一侧的力，从而提高阀针
51朝着喷射孔23一侧的移动速度(阀门关闭速度)。

[0116] 因为在增压活塞10的返回动作期间，燃料通过燃料供应孔61从共用蓄压器2供应到增压腔103，所以腔103内的燃料压力变得低于增压控制腔102内的燃料压力和加压腔101内的燃料压力，从而减弱了作用在增压活塞10上朝着加压腔101一侧(小直径部分10-2的一侧)的力Fb4。但是，依据面积B1至B4的设定，能够可靠地保持由燃料压力施加的朝着加压腔101一侧的力(Fb3+Fb4)大于朝着增压腔103一侧的力(Fb1+Fb2)。

[0117] 为了将增压活塞10回复到初始位置，有必要满足下列表达式(1)：

[0118] Fb3+Fb4＞Fb1+Fb2 (1)

[0119] 在表达式(1)中，Fb2与其它值相比非常小，可以忽略。将共轨压力视作Pc，将由燃料供应孔61引起的压力降视作Ploss，得到下列表达式(2)：

[0120] Pc×B3+(Pc-Ploss)×B4＞Pc×B1 (2)

[0121] 通过表达式(2)的修正，得到下列表达式(3)：

[0122] Ploss＜(B3+B4-B1)×Pc/B4 (3)

[0123] 当设定Ploss、B1、B3和B4以满足上面的表达式(3)时，能够产生用于使增压活塞10回到其初始位置的力，从而能够可靠地将增压活塞10回复到初始位置。

[0124] 另外，当增压活塞10移向加压腔101一侧以恢复初始位置时，背压腔104的容量减小。但是，因为背压腔104与外部的排出地22连通，所以随着背压腔104容量的减小，背压腔104内的燃料排出。因此，背压腔104保持在大气压力，这能够防止由于背压腔104容量的减小而引起压力的升高。

[0125] 下面描述本申请的发明人进行的分析的结果。

[0126] 构造为图1、3和4中所示的燃料喷射装置的分析模型用于计算增压控制腔102、增压腔103和喷射控制腔3的压力、阀针51的位移以及燃料喷射比。计算结果如图5中所示。具体地，图5(A)示出了增压控制腔102和增压腔103的压力关于曲轴转角的波形，图5(B)示出了喷射控制腔3的压力关于曲轴转角的波形，图5(C)示出了阀针51的位移关于
3
曲轴转角的波形，图5(D)示出了燃料喷射比(mm/s)关于曲轴转角的波形。

[0127] 与图1所示的结构相反，图3所示的结构具有通过燃料供应孔(节流部分)63连接到喷射控制腔3的增压腔103，并且在图3的结构中，燃料压力通过燃料供应孔63从喷射控制腔3供应到增压腔103和燃料存储装置52。另外，除了没有燃料供应孔61与燃料供应单向阀62之外，还没有设置用来连接增压控制腔102与增压腔103的管路。同时，与图1所示的结构相反，图4所示的结构不具有燃料供应孔61。

[0128] 在各结构的分析中，增压活塞10设定为B1＝1.96×B4，B2＝0.11×B4和B3＝1.07×B4的规格，并且喷射控制腔孔33的内径设定为0.36mm，同时燃料供应孔61、63的内径设定为0.1mm。另外，共用蓄压器2内的压力(共轨压力)设定为135MPa。

[0129] 在图3所示的结构中，由于在阀门关闭冲程中，燃料压力通过燃料供应孔63从喷射控制腔3供应到燃料存储装置52，所以流进燃料存储装置52的流量小于流进喷射控制腔3的流量。因此，还是在图3所示的结构中，在阀门关闭冲程中，燃料以供应到燃料存储装置52的燃料压力变得低于供应到喷射控制腔3的燃料压力的这种方式，从共用蓄压器2供应到燃料存储装置52和喷射控制腔3。这样，如图5(A)中的区域B所示，因为在阀门关闭冲程期间，增压腔103(燃料存储装置52)中的燃料压力降低的程度比图4的结构所降低的程度大，所以能够提供作用在阀针51上朝向喷射孔23的力，随之能够比图4中所示结构所实现的较大的提高阀针51的阀门关闭速度，如图5(C)的区域C所示。

[0130] 但是，在图3的结构中，在增压腔103中由增压活塞10增压的燃料不仅供应到燃料存储装置52，还通过燃料供应孔63供应到喷射控制腔3。因此，如图5(A)的区域A1中所示，在喷射周期期间，增压腔103内的压力降低的程度比图1和图4中的结构所降低的程度大，从而如图5(D)的区域A2所示，最大喷射比低于图1和图4的结构中所得到的最大喷射比。

[0131] 另外，在图4所示的结构中，在增压腔103中由增压活塞10增压的燃料可只用来提高存储在燃料存储装置52中的燃料的压力。因此，如图5(A)中的区域A1所示，在喷射周期期间，增压腔103保持的压力高于图3的结构所保持的压力，从而达到在喷射期间保持的最大喷射比高于图3所示结构保持的最大喷射比的效果，如图5(D)的区域A2所示。

[0132] 但是，在图4所示的结构中，如图5(A)的区域B所示，在阀门关闭冲程期间，无法抑制增压腔103(燃料存储装置52)的燃料压力，导致作用在阀针51上朝向喷射孔23一侧的力降低，从而引起阀针51的阀门关闭速度变得低于图1和图3所示的结构实现的阀门关闭速度，如图5(C)的区域C所示。

[0133] 在图1的结构中，因为在阀门关闭冲程期间，增压腔103(燃料存储装置52)的燃料压力的抑制强于图4所示结构中的抑制，如图5(A)的区域B所示，所以能够提高作用在阀针51上朝向喷射孔23一侧的力，从而达到阀针51的阀门关闭速度快于图4的结构中达到的阀门关闭速度，如图5(C)的区域C中所示。另外，因为图1所示的结构能够将增压腔103中由增压活塞10增压的燃料直接只用来提高存储在燃料存储装置52中的燃料的压力，所以在喷射周期期间，增压腔103保持的压力高于在图3的结构所保持的压力，如图5(A)的区域A1中所示，由此在喷射周期期间，最大喷射比保持的水平高于图3的结构所保持的水平，如图5(D)的区域A2中所示。

[0134] 如上所述，因为在阀门关闭冲程期间，能够提高作用在阀针51上朝向喷射孔23一侧的力从而加速阀针51的阀门关闭速度，所以根据该实施例的燃料喷射装置能够实现非常好的喷射结束性能。因此，能够实现喷射的燃料雾化的优良状态，从而获得稳定的燃料。

[0135] 另外，根据该实施例，即使增压腔103内的燃料压力在增压活塞10回到初始位置期间降低，也能可靠地保持作用在增压活塞10上朝向加压腔101一侧的力(Fb3+Fb4)大于朝向增压腔103一侧的力(Fb1+Fb2)的条件。因此，增压活塞10能够可靠地回到初始位置。

[0136] 另外，根据该实施例，能够防止由增压活塞10增压的燃料通过喷射控制腔3排出到排出地22，从而允许增压腔103内的增压燃料只针对提高存储在燃料存储装置52中的燃料的压力。这样，能够有效地进行喷射由增压活塞10增压的燃料的操作。

[0137] (2)实施例2

[0138] 图6为示出了根据本发明实施例2的燃料喷射装置结构的示意图。在该实施例中，与图1所示的结构相区别，在控制阀9与喷射控制腔3之间设置有单向孔34。

[0139] 单向孔34由喷射比控制孔(节流部分)31、喷射比控制单向阀(止回阀)32和喷射控制腔孔(节流部分)33组成。喷射比控制孔31与喷射控制腔孔33彼此平行地布置在喷射控制腔3的入口和出口。喷射比控制单向阀32与喷射比控制孔31串联布置，以允许燃料从控制阀9流到喷射控制腔3，同时阻止燃料从喷射控制腔3流到控制阀9。喷射比控制孔31可整体地形成在喷射比控制单向阀32中。通过上述构造的单向孔34，使从喷射控制腔3流到控制阀9的通路的面积小于燃料从控制阀9流到喷射控制腔3的通路的面积。

[0140] 在该实施例中，燃料供应孔61中的通路面积A1、喷射控制腔孔33的通路面积A2和喷射比控制孔31中的通路面积A3以通路面积A1小于通路面积A2与通路面积A3之和的方式建立。其它结构与图1所示的实施例1的相同，不再重复其描述。

[0141] 下面，描述根据该实施例的燃料喷射装置的操作。

[0142] 当控制阀9从第一状态切换到第二状态以喷射燃料时，喷射控制腔3通过单向孔34中的喷射控制腔孔33连接到排出地22，使得喷射控制腔3内的压力降低，直到其接近大气压力为止。结果，阀针51动作，移向喷射控制腔3一侧，从而打开了喷射孔(阀门打开冲程)。但是，通过喷射比控制单向阀32，阻止了燃料经喷射比控制孔31的流出。在另一方面，当控制阀9从第二状态切换到第一状态以结束燃料喷射时，共轨压力通过喷射比控制孔31和喷射控制腔孔33供应到喷射控制腔3，引起阀针51移向喷射孔23一侧，从而关闭喷射孔23(阀门关闭冲程)，其中喷射比控制孔31和喷射控制腔孔33在单向孔34中彼此平行地布置。同样，在该实施例中，在阀针51打开喷射孔23的阀门打开冲程期间，阻止了燃料经喷射比控制孔31的流出，而在阀针51关闭喷射孔23的阀门关闭冲程期间，允许燃料经喷射比控制孔31的流进。这样，在阀门打开冲程期间从喷射控制腔3流出的燃料流量变得小于在阀门关闭冲程期间流进喷射控制腔3的燃料流量。

[0143] 另外，在该实施例中，当增压活塞10通过共用蓄压器2内的燃料压力的调节而动作时，控制器30控制燃料存储装置52内的燃料压力，从而能够控制阀门打开冲程期间的燃料喷射比。下面详细描述阀门打开冲程期间的燃料喷射比的控制。

[0144] 在内燃机的低负载工作中，控制器30控制共用蓄压器2内的燃料压力，使得在阀门打开冲程期间，燃料喷射比降低到预定喷射比或更低。这里，建立预定喷射比以得到抑制了初始喷射比的喷射比特性，即，所谓的三角形喷射比(Δ喷射比)。通过该设定，在内燃机的低负载工作中，能够抑制阀门打开冲程期间的阀针51的升起速度(阀门打开速度)，从而能够降低阀门打开冲程期间的燃料喷射比，随之能够获得抑制了初始喷射比的三角形喷射比特性。因为在阀门关闭冲程期间，除了通过喷射控制腔孔33流过之外，燃料还通过喷射比控制孔31流进喷射控制腔3，所以能够提高阀针51的阀门关闭速度，使得能够确保很好的喷射结束。因此，能够获得喷射的燃料雾化的优良状态，从而获得稳定燃烧。

[0145] 但是，在该实施例中，因为在阀门关闭冲程期间从喷射控制腔3流出的燃料流量低于在阀门关闭冲程期间流进喷射控制腔3的燃料流量，所以在内燃机的高负载工作期间，当抑制阀门打开冲程中的燃料喷射比时，难以确保内燃机内燃机的高功率。考虑到这点，在内燃机的高负载工作期间，控制器30控制共用蓄压器2中的燃料，以补偿在阀门打开冲程期间，由从喷射控制腔3流出的燃料流量小于流进喷射控制腔3的燃料流量所引起的燃料喷射比的降低。这里，控制共用蓄压器的燃料压力(共轨压力)，使得无需抑制初始喷射比就能获得在早期得到高喷射比的喷射比特性，即，所谓的矩形喷射比特性。

[0146] 因为当增压活塞10动作时，将增压活塞10推向增压腔103一侧的力随着提高的共轨压力而提高，所以增压活塞10的移动速度也随着提高的共轨压力而提高。因此，在喷射的初始状态期间，共轨压力越高，燃料存储装置52中的压力就提高得越快。对于阀针51，当喷射控制腔3内的压力关于燃料存储装置52内的压力降低时，阀针51的升起速度提高。当燃料存储装置52内的压力由于高共轨压力而快速地升高时，即使由于从喷射控制腔3流出的燃料流量降低，抑制了阀针51的升起速度，没有燃料溢口的燃料存储装置52内的燃料压力仍然通过增压进一步升高。通过上述动作，在内燃机的高负载工作期间，可通过将共轨压力提供到比低负载工作期间高的程度来补偿在阀门打开冲程中燃料喷射比的降低，使得能够得到矩形喷射比特性。因此，能够确保内燃机的高功率。另外，与低负载工作期间相类似，在阀门关闭冲程中，能够加速阀针51的阀门关闭速度，从而确保很好的喷射结束。

[0147] 如上所述，通过随着内燃机负载的提高而提高共用蓄压器2中的燃料压力，控制器30能够在低负载工作期间实现三角开喷射比特性，而在高负载工作期间实现矩形喷射比特性。其它动作与实施例1中所描述的相类似，不再重复其描述。

[0148] 下面，描述本申请的发明人进行的分析的结果。

[0149] 使用具有图6中所描述的结构的燃料喷射装置的分析模型来计算燃料存储装置52的压力、阀针51的位移和燃料喷射比。计算结果显示在图7和图8中。这里，图7示出了部分负载工作的计算结果，图8示出了满负载工作的计算结果。具体地，图7(A)和图8(A)示出了燃料存储装置52的压力关于曲轴转角的波形，图7(B)和图8(B)示出了阀针51的
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位移关于曲轴转角的波形，图7(C)和图8(C)示出了燃料喷射比(mm/ms)关于曲轴转角的波形。另外，作为比较基准，计算借助于在代替单向孔34(去除了喷射比控制孔31和喷射比控制单向阀32)只布置有喷射控制腔孔33的另一个分析模型计算。

[0150] 在分析中，增压活塞10设定以下规格：B1＝1.96×B4，B2＝0.11×B4和B3＝1.07×B4。部分负载工作期间的共轨压力、发动机速度和燃料喷射量分别设为40MPa、
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2660rpm和30mm，而满负载工作期间的共轨压力、发动机速度和燃料喷射量分别设为
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135MPa、5000rpm和110mm。另外，在图6所示的结构的分析中，喷射比控制孔31的内径设定为0.32mm，喷射控制腔孔33的内径设定为0.16mm。另外，在比较基准的分析中，喷射控制腔孔33的内径设定为0.36mm。

[0151] 在图6所示的结构的部分负载工作期间，喷射比控制单向阀32在阀门打开冲程中关闭，从而允许燃料只通过喷射控制腔孔33从喷射控制腔3流出。因此，在阀门打开冲程中，喷射控制腔3内的压力缓慢地降低，使得阀针51的升起速度慢于比较基准的速度，如图7(B)的区域B中所示。但是，因为阀针51减慢的升起速度导致从喷射孔23喷射的燃料量小于比较基准，所以在阀门打开冲程期间燃料存储装置52的压力变得高于比较基准的压力，如图7(A)的区域A所示。然而，在共轨压力低的部分负载工作期间，由于较大地抑制了阀针51的升起速度，所以阀门打开冲程期间的燃料喷射比降低的程度比比较基准中降低的程度大，如图7(C)区域C中所示。因此，在图6所示结构的部分负载工作期间，能够实现图7(C)中所示的很好的三角形喷射比特性，从而能够实现抑制NOx排放，降低燃烧噪声。

[0152] 在图6所示结构的满负载工作期间，与部分负载工作期间相类似，喷射控制腔3的压力缓慢地降低，使得在阀门打开冲程中阀针51的升起速度慢于比较基准的速度，如图8(B)的区域B所示。然而，如图9中所示，由于燃料喷射嘴5的实际开孔面积的变化变得小于阀针51的升起量较大的地方的变化，所以燃料喷射比更不受阀针51升起量降低的影响。
另外，在满负载工作期间从喷射孔23喷射的燃料的降低量引起的燃料存储装置52的压力的升高大于部分负载工作期间。参照数值，在图6所示结构中喷射初始状态的阀针位移变成几乎为比较基准中阀针位移的一半时(在图7和图8中都由向下的箭头“↓”示出)，部分负载工作期间燃料存储装置52的压力升高比为升高了30％(从比较基准的37MPa升高到图6所示结构的48MPa)，而在满负载工作期间升高了40％(从比较基准的150MPa升高到图6所示结构的210MPa)。由于上述动作，在共轨压力高的满负载工作期间，由燃料存储装置52升高的压力所产生效果是大的，并且，如图8(C)的区域C中所示，即使抑制了阀针51的升起速度，在阀门打开冲程中的燃料喷射比也未降低到部分负载工作期间降低的程度。
因此，在图6所示结构的满负载工作期间，如图8(C)所示，能够确保与比较基准基本相同的矩形喷射比特性，随之能够确保内燃机的高功率。

[0153] 如上所述，除了实现很好的喷射结束的性能之外，还能高效地进行喷射通过增压活塞10增压的燃料的操作。另外，在该实施例中，因为在内燃机的高负载工作期间，能够实现抑制了初始喷射比的三角形喷射比特性，所以能够实现抑制NOx排放和降低燃烧噪声。同时，因为在内燃机的高负载工作期间，能够实现在早期得到高喷射比的矩形喷射比特性，所以能够确保内燃机的高功率。同样，根据该实施例，燃料喷射比的特性能够根据内燃机的工作状态适当地变化。

[0154] 下面描述该实施例的变形。

[0155] 与图6所示的结构相比，图10中的结构设有燃料供应孔(节流部分)65和燃料供应单向阀(止回阀)66，而不是燃料供应孔61和燃料供应单向阀62。增压腔103通过燃料供应单向阀66、燃料供应孔65和管路73连接到增压控制腔102。另外，增压腔103还通过燃料供应单向阀66、燃料供应孔65、管路71和单向孔34连接到喷射控制腔3。这里使用的燃料供应单向阀66允许燃料从增压控制腔102到增压腔103的流动和从喷射控制腔3到增压腔103的流动，而阻止燃料从增压腔103到增压控制腔102的流动和从增压腔103到喷射控制腔3的流动。燃料供应孔65可整体地形成在燃料供应单向阀66中。另外，燃料供应孔65中的通路面积A4小于喷射控制腔孔33中的通路面积A2与喷射比控制孔31中的通路面积A3之和。

[0156] 还是在图10所示的结构中，在阀门关闭冲程期间能够提高施加在阀针51上朝向喷射孔23一侧的力，从而能够很好地结束喷射。另外，因为防止了由增压活塞10增压的燃料通过喷射控制腔3排出到排出地22，所以能够高效地进行喷射由增压活塞10增压的燃料的操作。

[0157] 另外，在图11所示的结构中，与图6的结构相区域，设置有燃料供应孔(节流部分)63与燃料供应单向阀(止回阀)64，而不是燃料供应孔61和燃料供应单向阀62。另外，增压腔103通过燃料供应孔63和燃料供应单向阀64连接到喷射控制腔3。这里使用的燃料供应单向阀64允许燃料从喷射控制腔3流到增压腔103，而阻止燃料从增压腔103流到喷射控制腔3。燃料供应孔63可整体地形成在燃料供应单向阀64中。

[0158] 在图11所示的结构中，在阀门关闭冲程期间，燃料压力通过燃料供应孔63和燃料供应单向阀64从喷射控制腔3供应到燃料存储装置52。通过该结构，在阀门关闭期间，燃料压力以供应到燃料存储装置52的压力低于供应到喷射控制腔3的压力的这种方式，从共用蓄压器2供应到燃料存储装置52和喷射控制腔3。因此，能够提高作用在阀针51上朝向喷射孔23一侧的力，从而能够很好地结束喷射。然后，因为燃料供应单向阀64能够防止由增压活塞10增压的燃料通过喷射控制腔3排出到排出地22，所以能够高效地进行喷射由增压活塞10增压的燃料的操作。

[0159] 应当注意，在图10和图11中所示的结构中，可安装喷射控制腔孔33以替代单向孔34。

[0160] 尽管已经描述了实施本发明的几种形式，但是应当理解，本发明不限于描述的形式，可以不脱离本发明实质和范围的各种形式实施。