CN101094982B - 用于内燃机燃料喷射系统的压力减振器 - Google Patents

Abstract

一种用于内燃机燃料喷射系统(1)的压力减振器(10)，包括在其内部限定容积(102)的主体部分(101)，在减振器中主体部分的容积设置有可移动布置的中间件(102)，主体部分还包括第一开口(104)和弹簧装置，其中通过该第一开口(104)容积可连接到燃料喷射系统(104)，第一开口被设置为通向在中间件的第一侧上的容积中，并且弹簧装置设置在中间件的另一侧的容积中，另一侧相对于中间件在第一侧的相对侧上，弹簧装置(107)的一端支撑在中间件上并且另一端在主体部分上。根据本发明，弹簧装置(107)的弹簧刚度随着压缩行程增大而减小。

Description

用于内燃机燃料喷射系统的压力减振器

技术领域

本发明涉及权利要求1前序中所述的用于内燃机燃料喷射系统的压力减振器。

背景技术

在内燃机的所谓的共轨型燃料喷射系统中，燃料压力的振动是一个实际问题，其会在系统操作中产生干扰。已经公开了用于最小化压力振动的多个不同的减振器装置。专利公开文献EP0886066A1公开了设置在共轨蓄压器内部的减振器，其中圆筒形的风箱作为减振器部件。在这种解决方案中，减振器必须调到一定的频率。

专利公开文献US5934251公开了一种解决方案，其中试图在发动机运行时实现减振。在此，该解决方案包括限制燃料容积的减振膜片和调节膜片(在该膜片后面发动机的进气系统的负压起作用)，和在膜片之间和在调节膜片的入口侧上的弹簧。在此，发动机的进气侧的负压牵引调节膜片，使得在膜片之间的弹簧上的压力降低，从而减振膜片也进行移动，并且燃料压力减小，而且由于减小的压力，到共轨中的燃料喷射开始。根据该申请，这会具有改善振动的减振效率的效果。然而，该操作取决于发动机的进气侧的负压，振动减振的效果仅仅瞬间地随着负压改变而进行改变。

压力振动还形成在常规的压力控制燃料喷射系统的低压侧上，不受控的振动对系统的运行具有负面影响。

发明内容

本发明的目的在于实现用于内燃机的燃料喷射系统的压力减振器，借助于该减振器，能够实现比现有技术更有效的减振，并且借助于该减振器，特别是对具有不同频率的振动能够同时进行减振。

本发明的目的主要在所附的权利要求1中公开的内容中实现，并且更仔细地在其它的权利要求中解释。

在此情境中，术语弹簧刚度是在弹簧单元中的压缩力与弹簧压缩行程的比值。弹簧刚度能够通过弹簧单元的每个压缩行程进行确定。

根据本发明的、用于内燃机的燃料喷射系统的压力减振器包括在其内部限定容积的主体部分。在减振器中，中间件已经可移动地设置在主体部分的容积的内部。主体部分还包括第一开口和弹簧装置，其中通过该第一开口，容积可连接到燃料喷射系统，第一开口被设置通向在中间件的第一侧上的容积中，并且弹簧装置设置在中间件的另一侧上的容积中，另一侧相对于中间件在第一侧的相对侧上，弹簧装置的一端支撑在中间件上并且另一端在主体部分上。本发明的特性的特征在于当弹簧装置的压缩行程增大时，弹簧装置的弹簧刚度减小。当弹簧刚度如此表现时，可以实现中间件的快速移动，从而其消除了通过增加燃料容积在燃料喷射系统中产生的压力脉冲。

在减振器的一个实施例中，燃油喷射装置的压力减振器具有至少两个分离的弹簧单元，它们具有不同的弹簧属性，即弹簧刚度。因此，相同的减振器可用来减小在不同频率和强度下发生的两种振动。

在减振器的第二实施例中，弹簧装置的所有弹簧单元是贝氏弹簧，在此弹簧装置中可实现上述性能，另外贝氏弹簧的压缩行程非常短，借此减振器的尺寸没有不必要的大。

弹簧装置的弹簧刚度能够被设定大小，使得其随着压缩行程增大而持续减小。因此，增大的作用力导致中间件的加速移动，和因而还会有有效的弹簧振动减振。在减振器的第三实施例中，中间件通过活塞单元而形成，在容积中活塞单元的移动借助于容积和活塞单元的平行表面进行控制。

在减振器的第四实施例中，活塞单元设置有密封装置，其设置在活塞单元的圆周上。这使得用于每个目的的减振器操作的精确的尺寸设定可以实现。密封装置包括一个或多个活塞环，在活塞移动时，活塞环会导致对活塞单元移动的摩擦力。这还可用于影响系统的减振性能。

在减振器的第五实施例中，燃料压力减振器的主体部分包括第二开口，该第二开口通向活塞单元的另一侧上的容积，用于排出到达活塞单元另一侧上的容积中的燃料。

附图说明

在下面，本发明将通过例子和参见所附的示意图进行描述，其中：

图1示出了根据本发明、具有压力减振器的内燃机的燃料喷射系统的一部分，

图2-3示出根据本发明的压力减振器的实施例的不同状态，

图4示出根据本发明的压力减振器的另一个实施例，

图5示出了根据本发明的压力减振器的又一个实施例，

图6示出作为其相对位移函数的弹簧装置的相对弹簧刚度。

具体实施方式

图1示意的示出内燃机5的燃料喷射系统1的一部分。为了清楚的目的，在此非常简化地示出了内燃机5，并且其是通常所知的发动机。燃料箱2中的燃料借助于燃料泵3在相对低的压力下通过燃料管路4输送到每个喷射泵6中。燃料管路包括主管路4和从管路到每个喷射泵的支路7。每个喷射泵6连接到喷嘴9。喷射泵6与喷嘴9一起实现燃料喷射。喷射泵增加压力达到可在喷嘴9处实现必要的喷射压力的水平。在该系统中，还存在从每个喷射泵中引出的负压返回通道8。

在图1中，压力减振器10已经布置在燃料喷射系统1的一定的位置中。在图1中示出的燃料喷射系统中，压力减振器首先位于主管路4的端部，在通向喷射泵6以及分支通路本身的支路7之前。压力减振器10还可布置为与喷射泵6相连，以用于减振入口和返回侧两者的压力振动。另外，在图中，减振器已经布置在返回通道8中。每个燃料压力减振器具有布置为与其连接的出口通道11，用于从减振器排出泄漏燃料。在图1中示出的一些位置在一些应用中可以是相互之间可替代的位置。

图2更详细地示出根据本发明的燃料压力减振器10的实施例。燃料压力减振器包括主体部分101。在此其由两个部分制成，部分之间可采用螺纹连接相互固定，显然的其它类型的结构同样可实现相应的结果。容积102已经设置在主体部分内部，该容积是圆筒形的，并且借助于第一开104，该容积可连接到燃料喷射系统，例如在图1中示出的主管路4，减振器已经设置来减振主管路压力振动。活塞单元103也是圆筒形的，已经设置在容积的内部，活塞单元作为容积中的中间件。活塞单元能够沿纵轴方向在容积中往复运动。在活塞单元103的第一侧，该活塞单元103包括平行于纵轴的凹入，诸如孔105，该凹入优选设置在纵轴的方向上，在活塞单元的中心。这种结构帮助活塞单元103在容积中对中；此外，其形成排出压力脉冲的容积。另外，活塞单元还设置有活塞环或者其它密封装置106。该密封装置，即此处的活塞环，被选择使得在容积的壁和活塞环之间的间隙相对小。该间隙小到使得当活塞环移动时，形成明显的摩擦力以阻尼活塞的移动。这可利用作为系统的尺寸参数。

弹簧装置107设置在容积102中的活塞单元的另一侧。弹簧装置的一端由活塞单元支撑，弹簧装置的另一端由主体部分101支撑。燃料喷射系统1的压力减振器10的弹簧装置在此包括四个弹簧单元108，它们具有弹簧刚度，该弹簧刚度在弹簧处于一定压缩下时小于其处于自由状态时。这实现非常快但是短行程的活塞单元移动，消除了当压力脉冲作用在活塞单元的第一侧上时的压力脉冲。上述动作可借助于诸如贝氏弹簧来实现。贝氏弹簧108特别适用于根据本发明的减振器中，因例如其压缩行程相对小，尽管实现行程需要的作用力可能相对大。在此，贝氏弹簧彼此关联设置，使得在自由状态中，两个邻接的贝氏弹簧108的外部圆周108’彼此相靠，另一方面，内部圆周108”也彼此相靠。在这种情况下，最大的弹簧力与仅仅一个弹簧单元是相同的，但是如此布置的四个贝氏弹簧的最大压缩行程，即弹性量，是与仅仅一个弹簧相比的四倍。这对所有弹簧都是相似的情况起作用。该操作能够进行广泛修改，通过为系统选择具有合适的性能的弹簧单元。

图3示出另外的、相当于在图2中示出的减振器，但是在此弹簧装置包括不同于其它的贝氏弹簧作为最接近活塞的弹簧单元，其中该弹簧具有较小的弹簧刚度，从而在图3中还已经完成其压缩行程，但是其它弹簧未完成。这容许减振器来减振低和高强度两种振动。

压力减振器的主体部分101另外包括开口109，其通向活塞单元另一侧上的容积102，即在弹簧单元设置地点的活塞单元的一侧，通过该开口，通过活塞单元泄漏的燃料能够排出容积102，例如通过排出通道11排出。由于此，弹簧单元的第二侧是比另一侧低很多的压力，并且泄漏通过活塞的燃料不会干扰减振器的操作。

图4示出根据本发明的用于燃料喷射系统1的压力减振器10的另一个实施例。此实施例也在其它方面与图2中的一致，除了在此弹簧装置107包括设置为最靠近活塞单元的弹簧单元108，该弹簧单元108形成为两个单元的对，这些对以类似于图2中所示的方式彼此相对布置。如果所有的弹簧单元是类似的，该解决方案可实现图2的实施例的压缩行程的大约四分之三的压缩行程，其大约三分之一发生在单个弹簧单元(在图中是最低的弹簧)的最大作用力处，并且三分之二发生在两倍于单个弹簧单元的最大作用力的作用力下。

图5示出了不同于其它的减振器，因为弹簧装置107的一个弹簧单元是螺旋弹簧110。这种弹簧装置可在一定程度上提供本发明的优点，尽管空间要求可能更大，或者仅仅与使用贝氏弹簧相比，更小的压缩行程能够布置入类似的容积102中。图5的减振器也没有装备有活塞环，从而通过活塞单元泄漏的燃料量例如比在图2中示出的解决方案中稍微大。

图6示出作为其相对位移函数的弹簧装置的相对弹簧刚度。换句话说，垂直轴描述在一定的压缩行程处作用力和最大压缩行程处作用力之间的关系，并且横轴示出在一定的压缩行程和最大的压缩行程之间的关系。曲线6.1示出弹簧刚度随着压缩行程增加而减少的弹簧装置，但是在最大压缩行程处，作用力同样是处于最大。曲线6.2另一方面示出一种弹簧装置，其中随着压缩行程的增加，弹簧刚度减少到一定程度，使得在最大压缩行程处弹簧作用力小于0.8的相对压缩行程值。因此，在压缩行程已经达到0.8的相对值之后，压缩行程0.8-1.0以减小的力发生，在图6中示出的弹簧装置可与本发明结合使用。

本发明不限于在此描述的实施例，而是能够构想在所附权利要求范围内的多个修改。

Claims (6)

1.一种用于内燃机燃料喷射系统(1)的压力减振器(10)，减振器包括在其内部限定容积的主体部分(101)，在该减振器中主体部分的容积设置有可移动的中间件(103)，主体部分包括第一开口(104)和弹簧装置(107)，通过第一开口(104)该容积可连接到燃料喷射系统，第一开口被设置通向到中间件(103)的第一侧的容积中，该弹簧装置被设置到中间件(103)的另一侧的容积中，该另一侧相对于中间件(103)在第一侧的相对侧上，弹簧装置(107)的一端支撑在中间件(103)上并且另一端支撑在主体部分(101)上，其特征在于弹簧装置(107)的弹簧刚度随着压缩行程增大而减小，并且所述主体部分包括第二开口(109)，所述第二开口(109)通向在中间件的该另一侧上的容积，以用于排出到达中间件的该另一侧上的容积中的燃料。

2.如权利要求1所述的用于内燃机燃料喷射系统的压力减振器，其特征在于弹簧装置(107)包括具有不同的弹簧属性的至少两个单独的弹簧单元(108)。

3.如权利要求1或2所述的用于内燃机燃料喷射系统的压力减振器，其特征在于弹簧装置(107)的所有的弹簧单元是贝氏弹簧(108)。

4.如权利要求1所述的用于内燃机燃料喷射系统的压力减振器，其特征在于弹簧装置(107)的弹簧刚度随着压缩行程增大而连续地减小。

5.如权利要求1所述的用于内燃机燃料喷射系统的压力减振器，其特征在于中间件是活塞单元(103)。

6.如权利要求5所述的用于内燃机燃料喷射系统的压力减振器，其特征在于活塞单元(103)设置有布置在活塞单元的圆周上的密封装置(106)。

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