CN102575605A - 用于运行磁阀的电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行磁阀的电路(40),所述电路具有至少一个组件,所述至少一个组件被构造用于在所述磁阀的闭合过程中至少在所述磁阀的闭合时刻后产生在所述磁阀的打开方向上取向的力与在所述磁阀的闭合方向上取向的力之间的差值的减小的时间过程。本发明还涉及一种用于运行用于磁阀的电路的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行磁阀的电路以及一种用于运行用于磁阀的电路的方法。
背景技术
用于共轨喷射器的磁阀对于喷射器的计量精确性——尤其是开关过程、特别是关断过程的精确性——而言是重要的。在这样的喷射器中,磁阀具有以下任务:控制喷嘴针的打开运动,其方式是,磁阀控制设置在喷嘴针上方的控制空间中的压力比例。
由文献DE 10 2007 003 211 A1公开了一种用于控制电磁阀的方法。在此,电磁阀的阀针在未通电流时占据第一位置并且在通电流时占据第二位置。在阀针从第二位置过渡到第一位置时,从可预给定的时刻起再通电流达确定的持续时间。
发明内容
本发明涉及一种用于运行磁阀的电路,该电路具有至少一个组件,所述至少一个组件被构造用于在磁阀的闭合过程中至少在磁阀的闭合时刻后产生在磁阀的打开方向上取向的力和在磁阀的闭合方向上取向的力之间的差值的减小的时间过程。
本发明还涉及一种用于运行用于磁阀的电路的方法,其中在磁阀的闭合过程中至少在磁阀的闭合时刻后产生在磁阀的打开方向上取向的力和在磁阀的闭合方向上取向的力之间的差值的减小的时间过程。
本发明的其他构型由从属权利要求和说明书得出。
通常,磁阀被构造为喷嘴或者喷射器的组成部分并且利用阀元件打开和闭合,其中阀元件通过在闭合方向上取向的力压到阀座中,该力由至少一个闭合元件提供,并且其中阀元件通过由磁线圈提供的力打开,该力反作用于至少一个闭合元件并且在打开方向上取向。
利用本发明可以通过具有电阻和二极管的网络或者串联电路提供无源的回弹衰减。
利用在本发明的范畴内提出的电路尤其是可以极大地减小阀元件的回弹。由此在仅仅较小的额外开销的情况下实现了磁阀的开关过程的显著稳定。
所述电路被构造用于执行所提出方法的所有步骤。在此,所述方法的各个步骤也可以由电路的单个组件执行。此外,电路的功能或者电路的单个组件的功能可以转化为方法的步骤。此外,方法的步骤也可以实现为电路的各个组件或者整个电路的功能。
本发明的其他优点和构型由说明书和附图得出。
应理解,以上所述的和以下仍要阐述的特征不仅可在分别说明的组合中而且还可在其他组合中或者单独地应用,而不脱离本发明的范围。
附图说明
图1在示意图中示出磁阀的一种实施方式的细节。
图2示出具有运行参数的图表,这些运行参数在现有技术中在磁阀的回弹过程中得出。
图3在示意图中示出根据本发明的电路的第一实施方式。
图4在示意图中示出根据本发明的电路的第二实施方式。
图5示出具有运行参数的第一和第二图表,这些运行参数在根据本发明的方法的第一和第二实施方式中在磁阀的回弹过程中得出。
具体实施方式
根据实施方式在附图中示意性示出本发明,并且以下参照附图详细地描述本发明。
概括地并且宽泛地描述附图,相同的附图标记标注相同的组件。
在图1中示意性示出的磁阀2的细节包括具有芯6的磁线圈4以及阀元件8。此外,磁阀2包括被构造为闭合弹簧的闭合元件10以及仅仅简略示出的密封座12或者阀座。阀座12的具体实施方式对于实现本发明的根据图3至6描述的实施方式而言通常不重要。
根据阀元件8的位置,磁阀2相对于密封座12或者是打开的或者是闭合的。为了闭合磁阀2提出,通过阀元件10提供在闭合方向上取向的力14或者闭合力,借助该力将阀元件8压到或按到阀座12中,从而阀座12闭合。为了打开阀元件12提出,向阀线圈4通电流。由此提供在打开方向上取向的力16或者磁力,该力反作用于在闭合方向上取向的力14。由此得出:磁阀2被打开。在通电流结束时,磁力重新消失并且阀元件8通过闭合力——通常是预张紧的闭合元件的力14——重新运动回阀座12中并且由此闭合。
阀元件8通常具有电枢。在此,具有电枢的阀元件8可以实现为一体的,但也可以由多个接合在一起的构件组成并且因此形成一个结构组件。阀元件8在磁阀2内容通常由经受较小压力的燃料包围。
在图2中的图表中,沿垂直取向的轴线20在水平取向的时间轴线30上以μs为单位示出磁阀的在现有技术中得出的回弹过程期间磁力24的变化过程、阀元件相对于磁阀的密封座的阀开度26的变化过程以及阀速度28的变化过程。
通常,阀元件在到达密封座时具有并非微小的运动学能量。因为不仅密封座而且阀元件通常是金属的部件并且因此是弹性的部件,所以该能量在阀元件碰撞到密封座中之后在座接触32时转化为弹性形变能量。如果这完全地发生,则两个部件重新变形回去。在此,弹性变形能量重新被转化回运动学能量。阀元件在第一回弹34时再次离开密封座,更确切地说,以与不久之前到达密封座时几乎相同的速度离开密封座。
因此,图2中的图表示出根据现有技术的典型回弹过程。磁阀的激励结束位于时刻t=0,其中线圈电流开始消失并且因此磁线圈的之前恒定的磁力24开始消失。图2中的图表还示出:在阀元件第一次到达密封座之前,磁力基本上消失。
该过程重复多次,直到运动学能量由于装置或者具有根据图1描述的组件的系统中的较小衰减效应而被完全释放。所描述的过程被表示为回弹34。因为密封座在阀元件从密封座中重新抬起时打开,所以该回弹34对最终由喷射器喷射的燃料量具有显著影响。
因为磁阀的构件由金属构成并且此外对阀座的闭合强度提出高要求,所以在阀元件到达阀座或者密封座中时由弹性形变引起的回弹衰减是不合适的。如果在座接触期间由于周围燃料中的有利流动特性建立起在重新抬起时比在撞击时更强地朝着密封座的方向挤压阀元件的液压闭合力,则可以实现一定的回弹衰减。但这样的关系难以实现并且此外极大地取决于周围介质的状态。
在本发明的构型中,当在座接触32期间——即在达到密封座和重新离开密封座之间的时间间隔中——在闭合方向上建立附加的力时,可以减小回弹34。当在座接触期间在打开方向上消除开始时仍存在的力时,可以实现相同的效果。
对此,在本发明的构型中,如此延缓磁力的消失,即在达到密封座时仍存在不小的磁力并且该磁力在座接触的时间间隔期间具有不小的负梯度。由此,最终得到的用于在达到阀座之后制动阀元件的力比用于在回弹时使阀元件重新加速的力更大。因此,与在撞击时从阀元件获取的能量相比,在回弹时有较少的能量被转化回运行学能量。因此,回弹速度比撞击速度小。
在图3中示意性地示出了根据本发明的电路40的第一实施方式。电路40包括磁阀的磁线圈42,在该磁线圈处施加线圈电压44U线圈。衰减电阻46R衰减与磁线圈42并联。向磁线圈42和衰减电阻46R衰减输送电流I 47。
图3中的电路40还包括空载二极管48、升压二极管50、被构造为高边开关52的可接通和关断的半导体阀、被构造为低边开关54的可接通和关断的半导体阀以及被构造为升压开关56的可接通和关断的半导体阀。所述可接通和关断的半导体阀通常被构造为场效应晶体管(FET)、具有绝缘栅电子电路的双极二极管(IGBT,绝缘栅双极二极管)或者类似的电子部件。此外,电路40包括被构造用于提供升压电压60U升压的升压电容器58C升压以及DC-DC或者直流转换器62。此外,电路40与没有示出的电池连接,该电池被构造用于向电路40的组件提供电池电压62U电池。
在图4中示意性地示出根据本发明的电路70的第二实施方式。该电路70包括与已经根据图3描述的根据本发明电路40的第一实施方式相同的全部组件。附加地,电路70的第二实施方式具有与衰减电阻46串联并且因此同样与磁线圈42并联的二极管72。
在本发明的一个构型中通过衰减电阻46与磁线圈42的并联实现了磁力的所期望的变化过程。由此实现了,在激励结束时线圈电流没有完全消失,而是更确切地说在由磁线圈42和衰减电阻46构成的网络中继续流动并且相对于衰减电阻46处的电压降缓慢地消失。由此也实现了磁力的更缓慢的消失。
衰减电阻46可以集成在末级中,但也可以在本发明的一种实施方式中设置在磁阀处并且在那里又特别有利地设置在磁阀的插头元件中。在此,与例如用在压电喷射器中的引导电阻的设置类似地,衰减电阻46可以设置在插头的接触凸部(Kontaktfahne)之间并且随后被注塑包封。还可以提供衰减电阻46,所通过的方式是,作为注塑包封材料或者作为插头元件的塑料材料使用导电的塑料,如同可以用作压电喷射器中的分立引导电阻那样。
在图4中示出的电路70的第二实施方式中,二极管72将衰减电阻46的作用限制到包括磁线圈42的磁路的关断阶段上。因此可以尤其是阻止,衰减电阻46也在激励开始时延缓磁力的建立。附加地,通过二极管72可以避免,在磁力建立期间对于流过衰减电阻46的电流必须从升压电容器58或者从电池获取额外的能量。
因此,只要施加在磁线圈42处的电压高于例如-0.8V的极限电压,衰减电阻46就不起作用,这典型地适于整个激励持续时间。只有在磁场关断时,衰减电阻才发挥其期望的作用。
在图5a中示出了具有磁阀的运行参数的图表,这些运行参数在根据本发明的方法的第一实施方式中在磁阀的回弹过程中得出。在此同样在水平取向的时间轴线30上绘制垂直取向的轴线22。该图表示出磁力80的变化过程、磁阀的阀元件的阀开度82的变化过程并且因此示出阀元件与磁阀的阀座的间距。此外,该图表示出阀元件的速度84的变化过程以及用于表明座接触86的时间间隔和衰减电阻在第一值时的第一回弹88。
在图5b中示出了具有磁力90的变化过程、阀开度92的变化过程和阀速度94的变化过程以及具有座接触96和第一回弹98的时间间隔的另一图表。在此情形中,所述运行参数受到与磁线圈并联的衰减电阻的第二值的影响。
在图5a和5b中示出的磁力80、90的变化过程、阀开度82、92的变化过程和阀速度84、94的变化过程在衰减电阻的两个值不同的情况下得出,否则相对于图2得出不变的关系。可以清楚地看到,磁力80、90在座接触86、96期间经受不小的减小,由此回弹速度相对于撞击速度下降。总体上,阀元件的运动学能量在第一回弹88、98开始时通过衰减电阻减小了直至64%。
可以清楚地看到比现有技术(图2)更小的回弹持续时间和回弹高度。
还可以看到,撞击速度已经相对于现有技术是更小的并且此外在离开密封座时速度比撞击速度小约5%。这虽然最初看起来较小,但意味着阀元件的运动学能量在座接触期间减小10%并且可以与包围阀元件的液压装置的衰减作用一起在总体上如此程度地避免回弹,即完全并且稳健地避免回弹过程对计量精确性的不利影响。
Claims (10)
1.一种用于运行磁阀(2)的电路,该电路具有至少一个组件,所述至少一个组件被构造用于在所述磁阀(2)的闭合过程中至少在所述磁阀(2)的闭合时刻后产生在所述磁阀(2)的打开方向上取向的力(16)与在所述磁阀(2)的闭合方向上取向的力(14)之间的差值的减小的时间过程。
2.根据权利要求1所述的电路,所述电路作为所述至少一个组件具有与所述磁阀(2)的磁线圈(4,42)并联的衰减电阻(46)。
3.根据权利要求2所述的电路,所述电路具有与所述衰减电阻(46)串联的二极管(72)。
4.根据权利要求2或3所述的电路,其中所述衰减电阻(46)以相对于所述磁阀(2)固定的空间分配设置。
5.根据权利要求2至4之一所述的电路,其中所述衰减电阻(46)设置在所述磁阀(2)的插头元件中。
6.根据以上权利要求之一所述的电路,其中所述闭合元件(10)被构造为闭合弹簧。
7.一种用于运行用于磁阀(2)的电路的方法,其中在所述磁阀(2)的闭合过程中至少在所述磁阀(2)的闭合时刻后产生在所述磁阀(2)的打开方向上取向的力(16)与在所述磁阀(2)的闭合方向上取向的力(14)之间的差值的减小的时间过程。
8.根据权利要求7所述的方法用于运行根据权利要求1至6之一所述的电路。
9.根据权利要求7或8之一所述的方法,其中在闭合方向上提供增大的力(14)。
10.根据权利要求7至9之一所述的方法,其中使在打开方向上的力(16)减小。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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