CN101006269A - 用于喷嘴的控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于喷嘴的控制阀，该喷嘴喷射燃料到内燃机的燃烧室中。该控制阀包括喷嘴针阀(7)，其能够在喷射器喷嘴(5)中轴向移动并且陷入控制室(12)中，该控制室(12)可被提供加压燃料。在所述控制室中的压力可通过控制阀(16)进行控制，其打开或者关闭至少一个燃料入口通道或者出口通道。阀(16)的阀座(19)设置在阀套(23)中，其由耐磨材料组成并且与阀体(3)分离。

Description

用于喷嘴的控制阀

本发明涉及用于喷嘴的控制阀，该喷嘴喷射燃料到内燃机的燃烧室中，其包括喷嘴针阀，喷嘴针阀能够轴向在喷嘴中可移动并且可进入控制室中，该控制室可供给加压燃料，其压力通过打开或者关闭至少一个燃料的入口和出口通道是可控的。

用于喷射高粘性燃料到内燃机的燃烧室中的用于共轨系统的喷射器的控制阀已知了不同构造。如果是重油的话，获得必要的喷射粘性需要加热到150度。较高的磨损作用的固体成份和高温情况容易增加磨损，因此会影响运行的可靠性。

基本上，用于共轨喷射系统的喷射器包括不同的部件，它们通常通过喷嘴夹紧螺母固定在一起。喷嘴一般包括喷嘴针阀，其在喷嘴的喷嘴体内以轴向可移动地被导向并且具有多个自由面，通过该自由面，燃料能够从喷嘴前室流到针阀的顶端。该喷嘴针阀本身携带有支撑压弹簧的轴环并且可进入控制室中，其中该控制室可被供给加压燃料。入口通道可通过入口节流阀连接控制室，并且出口通道可通过出口节流阀连接到控制室，在控制室中建立的相应的压力与压弹簧的作用力一起使喷嘴针阀保持在关闭位置。控制室中的压力可由控制阀控制的，控制阀主要通过电磁体致动。相应连通时，控制阀的打开将导致燃料通过节流阀的排出，从而使得在进入控制阀中的喷嘴针阀端面上的液压保持力的减少将导致喷嘴针阀的打开。采用这种方式，燃料随后能够通过喷射开口进入发动机的燃烧室中。

除了出口节流阀之外，在大多数情况下还提供有入口节流阀，其中喷嘴针阀的开口速度由入口节流阀和出口节流阀之间的流动差别所确定。在控制阀关闭的情况下，燃料的出口通路由出口节流阀阻塞并且通过入口节流阀压力重新建立在控制室中，因此导致喷嘴针阀的关闭。

本发明旨在提供这样一种控制阀的构造，其即使在高温及高粘性油以及包含在燃料中的较高的磨损作用固体份额下仍然保持不会损坏，并且即使在极端的情况下也有较高的可靠性。为了实现这个目标，如下设计使阀的阀座设置在与阀体分离的由耐磨材料制成的阀套中。使用分离的阀套，其中这种分离的部件，即阀套可设置在阀体对应的空闲空间中，这种阀套可在阀座过度磨损的情况下，在维修期间容易地交换，并且如果需要的话，可与对应的阀针一起进行其替换。

基本上，分离的阀套能够压入阀体中。在一个特别有利的方式中，所述分离的阀套浮动地安装在阀体的空间中，从而对可能磨损的部件能特别容易地替换。

这种类型的阀套允许在带有阀套的阀体中设置一系列另外控制通道，而不会导致不希望的材料弱化。为此，该结构以特别有利的方式进行设计，从而使得阀套在其圆筒形外表面，或者端面上具有槽或口，并形成向着燃料出口节流阀和/或入口节流阀的通道，从而使得通过这样形成的通道能够实施多个另外的功能。这方面上的构造可以，例如，使得针阀在其套上带槽或者凹槽，其与通向阀针的套上的分支通道共同作用，其中这种分支通道可通过机油进行冷却和润滑。然而，其同样可能引导泄漏燃料到无压的出口通道中。

除了对阀座选择合适材料的和在磨损情况下对磨损部件以简单的方式替换之外，使用寿命和运行可靠性实际上通过相应的冷却和冲洗而增加。原则上，其它的流体能够用于这种冷却，其中优选使用润滑油如通常也用机油。通过喷嘴基体的润滑通道的相应导引引起喷射器的基本冷却，从而特别是暴露的部件，例如，在阀体内的阀针的导引部分采用这种冷却剂以特别有利的方式进行冲洗。如上述已经指出的，为此，该结构进行特别有利的设计，从而使得分支通道将润滑油，特别是机油接到与阀座一起作用的阀针上。借助引导到阀针外周的润滑油不仅能够进行阀针的冷却，同时，通过在阀针的外侧上合适的构造，还能冲洗阀体内部的阀针导引部分，从而可以冲去在重油中可能的杂质沉积。因此，在此使用的机油不仅冷却敏感部件，而且同时，还能冲洗在阀体中的阀针。

在下文中，本发明通过在附图中示出的示例的实施例得到更详细的说明。其中：

图1和2示出了根据现有技术的喷射器的基本结构；

图3是通过根据本发明的控制阀的第一构造的截面图；

图4是示出了包括根据本发明的控制阀和用于冷却喷射器的通道的喷射器；

图5描述了具有压入阀套的阀体的截面图；

图6是在图4中使用的控制阀的放大视图；

图7示出了包括用于控制阀的浮动的阀套的阀体的结构。

图1描述了喷射器1，其包括喷射器体2，阀体3，中间板4和喷嘴5。所有这些部件通过喷嘴夹紧螺母6固定在一起。喷嘴5包括喷嘴针阀7，其以纵向可移动的方式在喷嘴5中的喷嘴体内进行导向并且具有多个自由面，通过这些自由面燃料能够从喷嘴前室8流入针阀的顶端。在喷嘴针阀7的打开运动期间，燃料通过多个喷射开口9喷入到内燃机的燃烧室中。

喷嘴针阀7包括套环，压簧10被支撑在该套环上。压簧10的另一端在控制套11上被支撑，该油量调节套11接着靠在中间板4的下侧。油量控制套11，通过喷嘴针阀7的上端表面和中间板4的下端，定义了控制室12。在控制室12中的压力对于喷嘴针阀的移动控制是重要的。通过在图2中可见的燃料入口孔13，另一方面，燃料压力在喷嘴前室8中变得有效，其中燃料压力通过喷嘴针阀7的压力肩在喷嘴针阀7的开口方向上施加作用力。另一方面，如图2所示，该燃料压力通过入口通道14和入口节流阀15作用在控制室12中，并且借助压簧10的作用力，保持喷嘴针阀在其关闭位置。

如果随后致动电磁铁，将导致衔铁17和与衔铁17相连的阀针18被提升，以及打开阀座19。因此，控制室12中的燃料将通过出口节流阀20和打开的阀座19流出到无压的出口通道21中。因此，施加在喷嘴针阀7的上端面上的液压力的以这种方式的减少导致喷嘴针阀7的打开。以这种方式，从喷嘴前室中来的燃料将通过喷嘴开口9达到发动机的燃烧室中。在喷射器喷嘴5处于打开状态的情况下，高压燃料通过入口节流阀15流入控制室12中，同时，以稍微更大的量通过出口节流阀20流出。通常说的控制量被无压地排出到出口通道21中并且除了喷射量之外还从共轨中减少控制量。喷嘴针阀7的开口速度通过在入口节流阀15和出口节流阀20中的流量差进行确定。

一旦电磁铁被关闭，衔铁17由压簧22向下压，并且阀针18被压到在阀座19上。如此，通过出口节流阀20的燃料的出口通路被阻塞。通过入口节流阀15，燃料压力在控制室12中再次建立，并且产生超过施加在喷嘴针阀7的压肩上的液压力，与压簧10的作用力之差的附加关闭力。喷嘴针阀7关闭到喷嘴开口9的通道，从而结束喷射过程。

在图1和2中表示的喷射器结构基本上适合低粘度燃料。在采用高粘度燃料的情况下，需要进行预热，对此燃料的加热温度达到150度是必要的。而且，在大多数情况下，高粘度燃料还包括更多的杂质成份，除了需要的燃料加热之外，通过控制电流加热电磁阀将导致该部件的过度加热，并且可能对该部件造成损坏。燃料杂质会导致燃料针阀在一段较短时间后卡住及阀针和阀座的过度磨损。

为了克服该缺陷，在图3中示出的根据本发明的控制阀结构。在这种情况下，阀座设置在阀套23中，阀套23设在阀体3的圆柱形的空闲空间24内。在这种情况下，阀套23或者能够压入阀体3中，其将参见图5在下面更详细的描述，或者在阀体3中向上界定空间24的表面25和中间板4的上端面之间浮动导向。在这种情况中，定心通过阀针18下端上的圆锥26进行。该圆锥26被压在阀套23中的阀座上，其中浮动的阀套23由于液压力作用在其上，即使在阀的开口状态时也总是保持与中间板的固定。阀套23能够由特别耐磨的硬质合金制成，如果在阀套23的阀座19上检测到过度的磨损的话则可与阀针18一起进行成本有利的替换。

如已经提到的，采用重油运行的内燃机需要加热燃料，额外的热负荷作用在共轨喷射器上。除了燃料已经预热到150度以降低其粘度，突出入燃烧室中的喷嘴顶端可通过热燃烧气体进行加热。还可用电磁阀的控制电流进行进一步的加热。如从图4中所示的，在这种情况下，能够用特别有利的方式提供冷却其中喷射器不断被机油冲洗。喷射器中的冲洗通道在图4中用黑色示出，机油通过这些通道达到喷嘴顶端的区域和阀体3的室29，电磁阀的衔铁17也设于其中。而且，还可见环形槽27，通过该环形槽，机油在阀体3还导入到阀针18的导向装置中，如此净化该区域的包含在重油中的可能的沉积和杂质。

图5以截面的形式示出了阀体，其中压入有阀套23。用于供给高压燃料到入口节流阀15的和用于通过出口节流阀20排出燃料到阀套23的阀座19上的通道加工在阀体3的下侧。在阀套23的圆柱形外轮廓上形成多个面，其与在阀套23的上侧上的槽一起，提供从出口节流阀20通过自由面形成和界定的至少一个出口通道28到阀座的连接。

图6是阀体的截面示意图，可见环形槽27，其使得由阀座19上涌的泄漏燃料及从上面沿着阀针18泄漏的机油导入到无压的出口中。

图7是阀体，和浮动阀套的截面示意图。在这种情况下，从出口节流阀到阀套的阀座上的燃料引导通过在阀体和浮动阀套23之间的中空圆柱形空间进行实施。

Claims (4)

1.一种用于喷嘴的控制阀，其中喷嘴用于喷射燃料到内燃机的燃烧室中，该控制阀包括喷嘴针阀(7)，其能够在喷射器喷嘴(5)中轴向移动并且沉入可被供给加压燃料的控制室(12)中，其压力可通过控制阀(16)进行控制，控制阀打开或者关闭燃料的至少一个入口通道或者出口通道，其特征在于，阀(16)的阀座(19)设置在与阀体(3)分离的由耐磨材料制成的阀套(23)中。

2.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述分离的阀套(23)浮动地安装在阀体(3)的空间中。

3.如权利要求1或2所述的控制阀，其特征在于，阀套(23)在其圆柱形外表面或者端面上包括槽或者口，它们形成通向出口节流阀和/或入口节流阀(15、20)的通道(28)，用于分别将燃料导入或者导出控制室(12)中。

4.如权利要求1，2或3所述的控制阀，其特征在于，阀针在其套上带有槽或者凹槽，其与通向阀针(18)的套的分支通道(27)共同作用。

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