CN101802384A - 用于燃料喷射器的控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于控制燃料喷射器的控制室(20)的控制阀(13)，该控制阀具有阀块(25)和阀套筒(30)。该阀套筒(30)轴向可动地被导向并且以关闭力被压向一个构造在所述阀块(25)上的阀座(38)。所述阀套筒(30)通过外周面(34)在导向套(50)中导向，该导向套构造为一个与所述阀块(25)分开的构件。一下压弹簧(47)这样地作用在所述导向套(50)上，使得所述导向套(50)与锥形外表面(28)的轴线自对中地支承在所述阀块(25)上。

Description

用于燃料喷射器的控制阀
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的、用于控制内燃机的燃料喷射器的力均衡的控制阀。
背景技术
由EP 1 612 403 A1公开了一种用于燃料喷射阀的力均衡的控制阀，在该控制阀中，阀套筒在阀块的一个导向销上轴向地、可动地导向。该阀套筒对外限制了一阀腔，该阀腔通过排流孔与燃料喷射阀的喷嘴针的控制室连接。通过关闭弹簧将阀套筒压靠到构造在阀块上的阀座上并且由此对外封闭该阀腔。该阀套筒被一电磁调节元件移动并且在此被力均衡地运行，也就是说通过阀腔中的燃料在阀套筒上不会施加沿着阀套筒的运动方向的任何合力。为了控制燃料喷射阀的喷嘴针，该喷嘴针的控制室通过阀座与低压/回流系统连接并且由此被泄压。
这样的力均衡的控制阀的特点在于，由于超过2000巴的高燃料压力出于强度原因需要相对大的阀座直径，因为否则的话存在阀块在当前的孔相交部的区域中破裂的危险。
因此，在德国专利申请DE 10 2006 021 736.5已经建议，阀套筒包围一个单独的压力销，该压力销仅仅具有这样的任务：使位于阀套筒内部的阀腔在轴向上对外密封。通过使阀块和压力销分开，消除了复杂的孔相交部并且由此尤其是消除了阀块的受高拉伸应力加载的区域。因此，阀座直径可以构造得明显小于在由EP 1 612 403 A1已知的现有技术中的阀座直径。
此外，为了简化滑座的导向装置，在德国专利申请DE 10 2007 022 586.7中建议，阀套筒借助其外圆周在导向套中导向，该导向套构造成一个与阀块分开的构件并且借助自锁的摩擦锁合固定在阀块上。
在德国专利申请DE 10 2006 021 736.5的建议中，通过在阀块上构造的导向装置使阀座沉入到该导向装置中，使得阀座的表面不再是可自由接近的。因此，阀座仅能通过费劲的磨削工艺加工。即便在需要对表面进行覆层时，阀座对于覆层工艺也仅仅是非常难接近的。此外，位于导向孔的基体上的阀座仅能构造成面座或者构造成凹下的锥形座，但是不能构造成凸出的锥形座，其中，后一种座结构由于坚固的原因是有利的。
发明内容
本发明的目的是为阀套筒提供具有与现有技术的解决方案相同的精度的导向装置。但是，该导向装置的几何形状在此应允许自由地接近阀座，以便对表面进行加工和覆层。
本发明的目的通过权利要求1特征部分的特征实现。一下压弹簧这样地作用在所述导向套上，使得所述导向套相对锥形外表面的轴线自动对中地支承在所述阀块上。由于下压弹簧的弹簧力，导向套以一预载荷支承在该阀块上。由此使导向套与所述阀块上的锥形外表面的轴线同轴地定向。因为该锥形外表面的对称轴线和阀座面的对称轴线通过共同的加工而在阀块上具有相同的对称轴线，所以通过导向套在锥形外表面上的定向使导向套相对阀块上的阀座对中地定向，由此也使阀套筒相对阀块上的阀座对中地定向。由此省去了对导向面和阀座面的费劲的、使相互协调的加工，以保证阀套筒的导向装置的对称轴线和阀座的对称轴线重合。附加地，阀座面对于加工和/或覆层而言向外突出以及因此是可自由接近的。
本发明的其它扩展形式通过从属权利要求的措施实现。
当导向套以环绕棱边支承在阀块的锥形外表面上时，能实现导向套的可靠的自动对中。为此，导向套具有一锥形内表面，其中，该环绕棱边通过位于所述锥形内表面和一导向孔之间的相交部构成。当阀块的锥形外表面具有锥角α，而所述导向套的所述锥形内表面具有一锥角β时，并且当所述锥形内表面的锥角β大于所述锥形外表面的锥角α时，能实现导向套在阀块上的环绕的、圆形的支承。该下压弹簧可以支撑在与壳体固定的构件上或以有利的方式支撑在所述阀套筒或者说电磁衔铁上。在后一种情况下，阀弹簧力和下压弹簧力之差作为机械关闭力作用在阀套筒的阀座上。为了在阀座敞开时从阀腔流出的燃料量可以不受阻碍地排出，在环形室和包围该阀套筒的低压室之间存在液压连接。该液压连接在此可以通过导向套中的至少一个横向孔和/或通过阀套筒上的至少一个面磨削部
Figure GPA00001055931200021
和/或通过阀块中的至少一个排流孔构成，所述排流孔能够将排控冲击(Absteuerstoβ)，例如也向下远离低压室地排出。
附图说明
本发明的一个实施例在附图中示出并且在下面的说明书中详细阐述。
图1示出与共轨系统连接的燃料喷射阀的在控制阀一侧的部分的示意图。
具体实施方式
燃料喷射器1的所示的、在控制阀一侧的部分连接到内燃机的共轨系统上。该共轨系统包括回流管路2、存储容器3、高压泵4、燃料存储器5(Common-Rail)和燃料供给管路6。
该燃料喷射器1在控制阀一侧的部分示出了一阀体11、一未示出的喷嘴针的喷嘴针活塞12、一控制阀13、一电磁调节元件14和一用于该调节元件14的壳体15。该电磁调节元件14包括一电磁线圈43，该电磁线圈43固定在壳体15的容纳部44中。
该阀体11液压密封地插入到一个未示出的喷射器壳体中并且将低压室17从高压室18分开。在高压室18上连接有一燃料供给管路6，该燃料供给管路6借助高压泵4以高压存储器5的系统压力对高压室18进行供给。该低压室17连接到回流管路2上，该回流管路2被加载漏油压力并且属于低压/回流系统。
该喷嘴针活塞12在阀体11中导向并且以压力面21隔断压力室20。一带有入口节流结构的输入孔23从高压室18通到控制室20中。
控制阀13包括阀块25、阀套筒30和导向套50。该阀块25与阀体11一体地连接。该阀块25构造有第一锥形区段26、第二锥形区段27和同轴的圆柱形凹部37。第一锥形区段26构成具有角度α的锥形外表面28。第二锥形区段27构成锥形的阀座面29。
阀套筒30具有盘形的电磁衔铁31、容纳孔32、位于端侧的环形面33和外周面34。在容纳孔32中容纳有压力杆35，该压力杆35支撑在调节元件14的壳体15上。该压力杆35具有位于阀座一侧的端面36。该位于端面上的环形面33圆锥形地延伸，使得其以密封棱边与阀块25的锥形阀座面29共同作用并且与该阀座面形成一个阀座38。在阀套筒30内部在压力杆35的端面36下面形成一阀腔40，该阀腔通过带有出口节流结构42的孔41与控制室20液压地连接。
由于以下事实，即阀套筒30不具有任何在轴向上作用的、用于阀腔40内部的燃料的压力作用面，因此控制阀13是在轴向上压力均衡的伺服阀。
导向套50具有导向孔51，阀套筒30的外周面34在该导向孔中导向。该导向套50在指向阀块25的端面上构造具有锥角β的锥形内表面52。合乎目的地，锥形内表面52的锥角β稍微大于阀块25的锥形区段26的锥形外表面28的锥角α。因此，锥形内表面52和导向孔51之间的相交部形成一圆形棱边54，导向套50通过该圆形棱边54支承在阀块25的锥形外表面28上。因此，导向套50与阀块25上的锥形区段26的轴线同轴地且平行地定向。因为锥形区段26和构成阀座38的锥形阀座面29具有相同的对称轴线，所以通过阀套筒30在导向套50中的导向也能使阀套筒30以其位于端面的环形面33与阀块25的锥形阀座面29同轴地定向。因此，阀座38作为封闭的、环绕的线性支承位于阀套筒30和阀块25之间。
在阀块25、阀套筒30和导向套50之间还设置有一环形室55，该环形室通过一由导向套50导向的孔56与低压室17连接。但是，构造为液压连接装置的孔56也可以借助阀套筒30上的面磨削部或者通过阀块25中的至少一个排流孔构成，该排流孔然后将排控冲击排出到低压室17中。同样可以替代孔56在锥形内表面52中设置一个或多个径向延伸的槽。
该阀套筒30借助于第一关闭弹簧46在阀座38的关闭方向上被预加载而靠在锥形的环形面29上。该导向套50借助第二下压弹簧47压到阀块25上，该下压弹簧例如支撑在阀套筒30上。为了实现用于阀套筒30和阀座38的关闭力，必要的是，关闭弹簧46的力大于下压弹簧47的压力，因为用于阀座38的机械关闭力由关闭弹簧46的和下压弹簧47的弹簧力之差得到。
为了控制喷嘴针，则操作调节元件14，其方式是使电磁衔铁31吸引向电磁线圈43。在此，阀套筒30沿轴向向上运动并且阀座38被释放。因此通过环形室55和孔56在阀腔40和低压室17之间形成液压连接。因此，通过具有出口节流结构42的排流孔41使控制室20与低压室17连接并且由此减压。一个来自高压室18的打开力作用在喷嘴针的未示出的压力肩上，该打开力大于在控制室20中作用在压力面21上的关闭力。因此，喷嘴针从喷嘴针座抬起并且燃料通过燃料高压存储器6的系统压力喷射到内燃机的燃烧室中。

Claims (8)

1.用于燃料喷射器的控制阀，该控制阀具有一阀块(25)和一阀套筒(30)，该阀套筒(30)在轴向上可运动地被导向并且借助一关闭力被压在一个构造在所述阀块(25)上的阀座(38)，其中，所述阀块(25)具有一锥形的外表面(28)，所述阀套筒(30)能由调节元件(14)操作，在所述阀套筒(30)和所述阀块(25)之间构造有一阀腔(40)，其中，该阀腔(40)通过一排流孔(41)与喷嘴针的控制室(20)液压地连接，该阀腔(40)可通过所述阀座(38)向一低压室(17)中泄压，该低压室(17)与低压/回流系统液压地连接，所述阀套筒(30)在外周面(34)上被导向套(50)导向，该导向套(50)构造为一个与所述阀块(25)分开的构件，其特征在于，设置有一下压弹簧(47)，该下压弹簧作用在所述导向套(50)上，使得所述导向套(50)与所述锥形外表面(28)的轴线自动对中地支承在所述阀块(25)上。
2.如权利要求1的控制阀，其特征在于，在所述导向套(50)上构造有一环绕棱边(54)，所述导向套(50)通过该环绕棱边支承在所述阀块(25)的所述锥形外表面(28)上。
3.如权利要求2的控制阀，其特征在于，所述导向套(50)具有一锥形内表面(52)，所述环绕棱边(54)通过位于该锥形内表面(52)和一导向孔(51)之间的相交部形成。
4.如权利要求2或3的控制阀，其特征在于，所述阀块(25)的所述锥形外表面(28)具有一锥角α，而所述导向套(50)的所述锥形内表面(52)具有一锥角β，并且，所述锥形内表面(52)的锥角β大于所述锥形外表面(28)的锥角α。
5.如权利要求1的控制阀，其特征在于，所述下压弹簧(47)支撑在一相对壳体固定的构件上或支撑在所述阀套筒(30)上。
6.如上述权利要求之一的控制阀，其特征在于，在所述阀套筒(30)、所述导向套(50)和所述阀块(25)之间构造有一环形室(55)，该环形室通过一连接通道(56)液压地与所述低压室(17)连接。
7.如上述权利要求之一的控制阀，其特征在于，在所述阀套筒(30)中构造有一用于容纳压力杆(35)的容纳孔(32)。
8.如上述权利要求之一的控制阀，其特征在于，在阀套筒(30)和阀块(25)之间构造有一阀腔(44)，该阀腔由与所述阀座(38)共同作用的所述阀套筒(30)以及由所述压力杆(35)的位于阀座一侧的端面(36)限定。
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