TW558607B - Injection device and method for injecting a fluid - Google Patents

Description

558607 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（丨） 本發明關於一種噴入裝置，具有一噴入噴嘴、一壓力 加強器（用於加強一股初級壓力）、~‘第一閥裝置〔用於 控制該壓力加強益〕、及一調整兀件〔用於將第一閥裝置 動作〕。此外，本發明關於一種噴入液體的方法，其中在 第一階段用低壓噴入，而在第二階段用高壓噴入。 習知技術中有此類的裝置與方法。對於這種系統的基 本要求在於：用儘量大的噴入壓力將燃料噴入，高噴入壓 力對引擎的功能有正面影響；例如，將有害物質的排放及 燃料消耗量減少。而人們另外希望又能利用這種系統以較 低壓力作噴入。有一種此類用較低壓力噴入的方式的例子 係用於預噴入，該預噴入裝置用於減少噪音。藉著在噴入 循環時提供各種不同壓力，舉例而言，可達成一種有利的 「長統靴」（即先低後高）形式的噴入壓力的走勢。 爲了要實施這種高噴入壓力，故設有一壓力加強器， 它利用油壓傳動將一初級壓力（它係由一壓力儲存器提供 )轉換成所要的噴入壓力。藉著適當選擇這種施力的面以 及彈性手段的對立力量，可用此方式調整將壓力適當加強 0 一種此類的壓力加強方式特別可用在一種共同軌系統 (Common-Rail-System)。在該「儲存噴入裝置」“共同軌” 的場合，初級壓力產生裝置和噴入裝置係解除聯接者。噴 入壓力係由一高壓泵產生，並在噴入裝置用的「軌」（燃 料儲存器）中提供。依此方式，基本上可做有利的噴入走 勢，因爲特別是噴入壓力與噴入量可對引擎的各操作點互 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 558607 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（V) 相獨立地確定。然而目前在共同軌中壓力仍限於約1600巴 ，因此由於排放理由，希望提高壓力。因此，與一共同軌 系統組合的壓力加強器產生特佳的結果。然而，當共同軌 系統壓力加強時，爲了再充塡壓力加強器的各不同功能空 間，故須設附加的閥裝置。依背景技術，在噴油器及壓力 加強器中的整個高壓空間解除壓力，這點造成解除壓力的 損失。 第五圖中顯不一種共同軌系統，其中，一噴油器或一 噴入噴嘴（110)與一壓力加強器（增壓器）（112)耦合，此壓 力加強器（112)係經一個2/2閥（114)控制，該閥（114)控制空 間（134)內的壓力，因此和壓力加強器供應管中的一個3/2 閥相比「解除壓力損失」較少。圖示之油壓線格有一旁路 途徑卬卩？&834丨&〇1)(116)，俾能選擇性地用「軌壓力」噴入 或用加強的壓力噴入。此壓力加強器（112)的活化或去活化 作用係藉著將閥（114)打開或關閉而達成。然而在此系統要 注意，軌壓力一直經由該旁路途徑（116)通到噴油器（110)。 因此如果噴入噴嘴針閥或噴油閥卡住，就會造成持續地噴 入，這點最會造成引擎損壞。因此人們希望提供一種具自 動安全功能的系統，該系統具有一種用構造確定的最大噴 入量，換言之，這種噴入量在一系統元件損壞的情形也不 會被超過。 爲了說明完整起見，茲再對在第五圖所示系統的其他 元件作說明。一個閥（118)經一「流出節流閥」（120) (Ablaufdrossel)與噴油器（110)的一控制室（122)連接。此外， 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（X 297公釐） 558607 A7 B7 五、發明説明（3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此控制室（122)經一「流入節流閥」（124)與「流體供應流」 連接。流體另外供到噴入噴嘴（110)的壓力室（126)。在流體 供應管路（116)中有一「止回閥」（128)，它只讓流體能送到 該噴入噴嘴的方向。此壓力加強器（112)有一低壓室（130)、 一高壓室（132)、及一差動室（134)。差動室（134)經一節流閥 (136)與該壓力儲存器〔所謂的「軌」（Rail)〕（138)連接，而 低壓室（130)與高壓室（132)直接連接，或間接地經由止回閥 (128)與壓力儲存器（138)連接。壓力儲存器（138)在四缸引擎 的場合有接頭到四個噴油器，它將「軌壓力」提供給這些 噴油器。有一條通到壓力儲存器（138)的供應管路，它的裡 面設有一壓力感測器及一調節迴路，它係從一油箱（140)經 一量調節的高壓泵來。 〔本發明的優點〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明依申請專利範圍第1項係對背景技術作了如下 的改革：該壓力加強器在第一閥裝置的第一狀態活化，而 壓力加強器在第一閥裝置的第二狀態除活化，且設有一個 噴入噴嘴的流過量的界限。利用本發明，一方面可用簡單 的方式利用一閥控制一壓力加強器（增壓器），其中只會 有少許解除壓力的損失，且這點以有利的方式與噴入噴嘴 的流過量的限制配合。因此也可以防止噴嘴針閥或噴入噴 嘴的控制閥卡住造成一直噴入而最後導致引擎損壞的情事 〇 最好，該壓力加強器有一底壓室、一高壓室、及一差 動室，其中，第一閥裝置用一第一接頭與該差動室連接， 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) '~ 558607 A7 B7 五、發明説明（4 ) 第一閥裝置在第一狀態係呈開啓，因此差動室與回流系統 連接。因此在此閥的關閉狀態，壓力加強器的活塞呈壓力 平衡，因爲在差動室中，「軌壓力」作了調整，故壓力不 加強。但如果閥開啓，則這種措施使差動室解除壓力。因 此壓力加強器活化，且可用高壓噴入。 如果壓力加強器的低壓室與壓力加強器的差動室經一 第一節流閥及一第二閥裝置連接，其中第一節流閥與第二 閥裝置並聯，且第二閥裝置將一液體流從差動室釋放到低 壓室，而第二閥裝置將低壓室到差動室的液體流堵住，則 甚有利。因此第二閥裝置可使差動室在第一閥裝置開著時 沒有壓力，因此可將壓力加強器活化。第二閥裝置可防止 差動室相對於低壓室形成過壓力的情事。經由該節流閥， 該差動室在壓力加強器回復時被充滿。 最好該第二閥裝置爲一止回閥，這種閥適合做上述第 二閥裝置的功能。 最好該壓力加強器的低壓室與壓力加強器的高壓室經 一第二節流閥及一止回閥連接，其中該止回閥將低壓室到 高壓室的液體流釋放，而止回閥將高壓室到低壓室的液體 流堵住。止回閥用於使來自高壓室的壓力不致於向低壓室 的方向解消掉。節流閥確保這種連接有夠小的通過橫截面 ，因此它不會做爲噴入的旁路。利用這種措施，當噴油器 中發生不想要的高漏流時（例如由於針閥卡住）時，在壓 力加強器的低壓室與高壓室之間產生壓力差，如此該壓力 加強器活塞佔住其最大行程處，這種節流作用也可利用對 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 558607 A7 B7 ___ 五、發明説明（< ) 應地小的管路或對應地小的開口橫截面而形成。基本上’ 這種連接用於在壓力加強器活塞復位時，將壓力加強器的 商壓室再充滿。 同樣地，也可將壓力加強器的差動室經一第二節流閥 及一止回閥與壓力加強器的高壓室連接，其中，該止回閥 把從差動室到高壓室的液體流釋放而止回閥把從高壓室到 差動室的液體流阻擋住。因此上述元件的目的與該低壓室 和高壓室連接的情形做相同的目的。因爲在噴油器中如有 不想到的漏流，就會在壓力加強器的低壓室與差動室之間 的節流閥上產生壓力差。 如果該壓力加強器從達到一定行程起，就將從壓力儲 存器到噴入噴嘴的液體流連接路線中斷，則本發明特別優 點便表現出來。如此可防止當噴入噴嘴卡住或噴入噴嘴的 控制閥卡住時，會一直噴入因而造成引擎損壞。最好該壓 力加強器活塞有一壓力面，它即使在通往噴油器的液體流 的連接中斷後，仍與噴油器的供應管路連接。如此該壓力 加強器活塞受壓差控制留在其終端止擋部。依此方式，在 損壞的情形對應的噴油器就關閉。 如果利用一密封裝置將供應管路關閉，則甚有利。如 此，如果壓力加強器活塞佔住其最大行程位置，則該密封 裝置的二個元件就使供應管路封閉。 但如果利用一「移動器密封件」將該充注路徑封閉， 也很有利。此移動器密封件可由壓力加強器活塞本身及該 活塞的導引件構成。因此，從一定的行程起，就可使供應 7 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) —一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T Λ%. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 558607 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 五、發明説明（b ) 管路封閉，此行程依液體供應入口設在壓力加強器的高壓 室的那個位置而定。 最好設有彈性手段以將壓力加強器活塞復位。這些手 段可選擇性地設在低壓室、差動室、高壓室或在其他位置 。此彈性手段舉例而言可利用低壓室中一彈簧造成。 此外，宜至少設一分別的通過流量限制器。依本發明 較佳實施例，固然此壓力加強器同時也做通過流量限制器 ，但在某些情況，仍宜分別設通過流量限制器。這種限制 器可選擇性地大約設在高壓室的充注路徑中或在壓力加強 器與噴油器之間。 如設一二部分式的壓力加強器活塞，亦甚有利。在此 可省略該第二閥單元（它平行於壓力加強器的低壓室的節 流閥與差動室連接），因爲由於壓力加強器活塞的分隔， 可防止差動室中的過壓力情事。 依申請專利範圍第17項的方式，該高壓係在一壓力加 強器活化之下如下方式產生：把一個與壓力加強器的差動 室及一回流系統連接的閥裝置打開’並將通往噴入噴嘴的 液體通過量作限制。如此可利用一閥裝置的簡單動作來作 控制，避免解除壓力的高量損失，換言之，係將一壓力加 強器活化或去活化。限制通過流量可避免引擎損壞，否則 會由於在噴嘴針閥或噴入噴嘴的控制閥卡住而造成損壞。 但如果最大噴入量用一分別的「通過流量限制器」加 以限制，有時也很有利。這種解決方案（它也可配合壓力 加強器的一通過流量限制裝置而設）基本上較複雜。但分 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 558607 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7____ 五、發明説明（q ) 別設通過流量限制器，就壓力加強器的設計觀點則是有利 的。 如果噴油器受行程控制，則甚有利，其中甚至可考慮 將噴油器的控制閥由與閥裝置相同的調整元件（且宜爲一 個壓電動作器）控制。所設之調整元件，除了壓電動作器 外，舉例而言，也可爲電磁閥。 本發明係根據一觀念：具有高度自動安全的系統可利 用一壓力加強器作控制而達成，而不會有大的解除壓力損 失。因此，該壓力加強器可選擇性地活化，且可做一種噴 入量的曲線走勢。舉例而言，可用低壓作預噴入，而以高 壓作主噴入。因此，舉例而言，可達成一種「靴」形的噴 入壓力走勢。 〔圖式說明〕 茲配合圖式利用一些特別實施例說明本發明。 第一圖係一本發明的噴入裝置的第一實施例。 第二圖係一本發明的噴入裝置的第二實施例。 第三圖係一本發明的噴入裝置的第三實施例。 第四圖係一本發明的噴入裝置的第四實施例。 第五圖係用於對照說明本發明優點的一噴入裝置。 〔圖號說明〕 (10) 壓力儲存器 (12) 壓力加強器 (14) 低壓室 (16) 局壓室 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 558607 A7 B7 五、發明説明（名） (18) 差動室 (20) 節流閥 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (22) 止回閥 (24) 節流閥 (26) 止回 (28) (壓力加強器的）活塞 (30) 彈簧 (32) 閥裝置 (34) 回流系統 ，（36) 閥座 (38) 供應管路 (40) 噴油器 (42) 噴入噴嘴 (44) 壓力室 (46) 控制閥 (48) 流出節流閥 (50) 控制室 (52) 供應節流器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (56) 節流閥 (58) 止回閥 (60) 移動器閥 (64) 通過流量限制器 (66) 通過流量限制器 (68) 止回閥 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 558607 A7 B7 五、發明説明（' ) (110) 噴入噴嘴 (112) 壓力加強器 (114) 閥 (116) 旁路途徑 (118) 閥 (120) 流出節流閥 (122) 控制室 (124) 流入節流閥 (126) 壓力室 (128) 止回閥 (130) 低壓室 (132) 高壓室 (134) 差動室 (136) 節流閥 (138) 壓力儲存器 (140) 油箱 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔實施例的說明〕 第一圖顯示本發明的噴入裝置的第一實施例。一壓力 儲存益（10)提供一股初級壓力。此壓力送到一壓力加強器 (12)的低壓室（14)中。除了低壓室（14)，該壓力加強器（12)還 有一高壓室（16)及一差動室（18)。此低壓室（14)經一節流閥 (20)與一止回閥(22)與高壓室（16)連接。止回閥(22)在朝低壓 室（14)的方向堵住。此外，低壓室（η)經一節流閥(24)及一 與之並聯的止回閥（26)與壓力加強器（12)的差動室（18)連接 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 558607 A7 _ B7 五、發明説明（p ) 。壓力加強器活塞(28)利用一彈簧(30)施力以作復位目的。 此止回閥(26)將朝向差動室（18)的方向堵住。 爲了控制壓力加強器（12)，設有一閥裝置(32)，它經一 接頭與壓力加強器（12)的差動室（18)連接。閥裝置（32)另一 接頭與一回流系統(34)連接。當閥裝置(32)關住時，壓力加 強器活塞(28)呈壓力平衡，因爲在差動室（18)中，經節流閥 (24)將低壓室（14)中的軌壓力作調整。壓力加強器被去活化 ，換言之，沒有增壓作用。因此可用軌壓力噴入。在此， 該壓力加強器活塞(28)對應於噴入的量向下運動，而沒有 增壓作用。在此，壓力加強器的作用一如通過流量限制器 。特別是，該壓力加強器活塞(28)的末端有一閥座(36)，因 此當達到其最大行程時，就將通到噴油器(40)的供應管路 (38)封閉。 噴入器(40)有一噴入噴嘴(42)，其壓力室(44)與供應管 路(38)連接，供應管路(38)接在壓力加強器（12)的高壓室（16) 。噴油器(40)受行程控制，其中一控制閥(46)—邊與一回流 系統(34)連接，另一邊經一「流出節流閥」（48)與噴入噴嘴 的一控制室(50)連接。此外，控制室(50)經一「供應節流閥 」（52)供應管路(38)連接。 第二圖顯示一本發明噴入裝置的第二實施例。此處， 與第一圖之第一實施例不同，壓力加強器（12)的差動室（18) 與壓力加強室（12)的高壓室（16)連接。因此’高壓室的充注 作業係經由此充注路徑爲之。又’此高壓室（16)設有一節 流閥（56)及一止回閥（58)〔它將相差動室（18)的方向堵住〕 12 Η張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210、乂297公^1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 558607 A7 B7 五、發明説明（Λ ) ，其中這些元件設成前後相隨。 第三圖顯示一本發明噴入裝置的第三實施例。此實施 例仍相當於第一圖所示之本發明第一實施例。但用於封閉 供應管路(38)的密封座或密封裝置(36)(第一圖）被一移動 器閥（60)(第三圖）取代’它從壓力加強器活塞(28)達一定 行程起就將充注路徑封閉。 第四圖顯示本發明一第四實施例。在低壓室（14)與高 壓室（18)連接處中設有一分別的通過流量限制器(64)。如不 採此方式，另外可以（或者除了這種方式另外還可）在壓 力加強器（12)的高壓室（16)與噴油器(40)之間的連接部中設 一通過流量限制器(66)。當在壓力加強器（12)的低壓室（14) 與調壓室（16)之間的連接部中設有通過流量限制器的情形 ，一止回閥(68)再與壓力加強器(64)串聯，以避免壓力從高 壓室（16)傳到低壓室（14)中。 依本發明是上述實施例的說明只用於作說明’並不限 制本發明。在本發明的範疇中，可作各種不同變更及變化 ，而不脫離本發明或其等效物的範圍。 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公董）

Claims (1)

1. 558607 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種噴入裝置，具有一噴入噴嘴(42)、一壓力加強器 (12)(用於加強一股初級壓力）、一第一閥裝置(32)〔用於 控制該壓力加強器（12)〕、及一調整元件〔用於將第一閥 裝置(32)動作〕，其特徵在：該壓力加強器（12)在第一閥裝 置（32)的第一狀態活化，而壓力加強器（12)在第一閥裝置 (32)的第二狀態除活化，且設有一個噴入噴嘴(42)的通過流 量界限。 2. 如申請專利範圍第1項之噴入裝置，其中： 該壓力加強器（12)有一低壓室（14)、一高壓室（16)及一 差動室（18)，該第一閥裝置（32)用一第一接頭與該差動室 (18)連接，該第一閥裝置（32)用一第二接頭與一回流系統 (34)連接，該第一閥裝置(32)在第一狀態係開啓者，故差動 室（18)與回流系統(34)連接。 3. 如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 該壓力加強器（12)的低壓室（14)與壓力加強器（12)的差 動室（18)經一第一節流閥(24)及一第二閥裝置(26)連接，其 中第一節流閥（24)與第二閥裝置(26)係並聯’第二閥裝置 (26)把從差動室（18)到低壓室(24)的液流釋放而將從低壓壓 (14)到差動室（18)的液流堵住。 4. 如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 該第二閥裝置爲一止回閥(26)。 5. 如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 該壓力加強器（12)從達到一定行程起就將通往噴入噴 嘴(42)的一供應管路(38)封閉。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 558607 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 6·如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 設有一密封座(36)以將該供應管路(38)密封。 7·如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 設有一移動器密封件(60)以將一充注路徑(62)封閉。 8·如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 設壓力加強器（12)的低壓室（14)經一第二節流閥(20)及 一止回閥(22)與壓力加強器（12)的高壓室（16)連接，其中， 該止回閥(22)將從低壓室（14)到高壓室的液體流釋放，而該 止回閥(22)將從高壓室（16)到低壓室（14)的液體流堵住。 9. 如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 該壓力加強器（12)的差動室（18)與壓力加強器（12)的高 壓室（16)經一止回閥(58)連接，其中該止回閥(58)將從差動 室（18)到高壓室（16)的液體流釋放，而該止回閥(58)將從高 壓室（16)到差動室（18)的液體流堵住。 10. 如申請專利範圍第9項之噴入裝置，其中： 該壓力加強器（12)的差動室（18)另外經一第二節流閥 (56)與壓力加強器（12)的高壓室（16)連接。 11. 如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 設有彈性手段(30)，以將一壓力加強器活塞(28)復位。 12. 如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 設有一個二部分式的壓力增強器活塞。 13. 如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 至少一個壓力加強器活塞控制一條液流連接器，該連 接器通到噴油器。 2 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格（210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   558607 v A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 14·如申請專利範圍第13項之噴入裝置，其中·· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該壓力加強器活塞在其末端的位置時將通到噴油器 (40)的液流連接中斷。 15·如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 至少設有一分別的通過流量限制器(64)(66)。 16·如申請專利範圍第1或第2項之噴入裝置，其中： 該通過流量利用該壓力加強器（12)限制。 17·—種噴入液體的方法，其中在第一階段用低壓做噴 入，而在第二階段用高壓作噴入，其特徵在： 該高壓係在將一壓力加強器（12)活化的情形下用以下 方式產生：將一閥裝置(32)打開，該閥裝置(32)與壓力加強 器(32)的一差動室(8)及一回流系統連接(34)，且將通往一噴 入噴嘴的液體流通過量限制。 18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中： 該最大噴入量受壓力加強器（12)的一壓力室的體積限 制。 19. 如申請專利範圍第17項之方法，其中： 該最大噴入量受一分別的通過流量限制器(64)(66)限制 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 本紙張尺度適用中國國家$準（〇奶）八4規格（210父297公釐）