CN103339364B - 用于燃料喷射系统的溢流阀及设有溢流阀的燃料喷射系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于燃料喷射系统、尤其共轨喷射系统的溢流阀，其中，燃料喷射系统包括一个预输送泵（1）及一个高压泵（3），借助预输送泵将燃料由燃料箱（2）输送给高压泵。燃料喷射系统还包括一个用于调节通过一个输入通道（5）输送给高压泵（3）的至少一个泵单元（6）的燃料量的计量单元（4）。溢流阀（7）被设置在预输送泵（1）与计量单元（4）之间及具有一个可轴向移动的阀活塞（8），通过阀活塞的轴向移动可释放或关闭至少一个排流孔（9）。根据本发明，在阀活塞（8）中构有一个带有横截面变窄部分（11）的通流通道（10），其中，在横截面变窄部分（11）的区域中一个基本上径向延伸的孔（12）通入通流通道（10）中，通过该孔使通流通道（10）与输入通道（5）在计量单元（4）下游形成液压连接。
Description
技术领域
本发明涉及用于燃料喷射系统的溢流阀及设有溢流阀的燃料喷射系，尤其一个共轨喷射系统。
现有技术
燃料喷射系统、尤其共轨喷射系统的溢流阀具有一个用于产生压力的高压泵。通过一个设置在低压回路中的预输送泵对高压泵供给燃料。用于以高压输送的燃料量的调节通过一个设置在低压回路中的计量单元来实现。计量单元的不密封性原理上在零输送的工作点上将导致一个连接在高压泵后面的高压储存器(轨)中压力的不允许的升高，因为泄漏的量被提升到高压。为了避免轨压的不允许的升高，在低压回路中具有一个零输送节流件，计量单元的泄漏量通过该零输送节流件可流出。在预输送泵与计量单元之间设有一个溢流阀，该溢流阀具有一个可轴向移动的阀活塞，通过阀活塞的轴向移动可释放或关闭至少一个排流孔。通过该溢流阀可对于待由高压泵输送的燃料量控制掉由预输送泵输送的过剩的燃料。
发明内容
由上述现有技术出发本发明的任务在于：给出一种用于燃料喷射系统、尤其共轨喷射系统的溢流阀，它允许取消一个单独的零输送节流件。
该任务将通过具有本发明特征的溢流阀来解决。本发明的有利的进一步构型给出在可选技术方案中。
本发明所提出的燃料喷射系统包括一个预输送泵，借助该预输送泵由一个燃料箱将燃料输送给一个高压泵，还包括一个用于调节通过一个输入通道输送给高压泵的至少一个泵单元的燃料量的计量单元及具有一个可轴向移动的阀活塞的溢流阀，通过阀活塞的轴向移动可释放或关闭至少一个排流孔。根据本发明在阀活塞中构有一个带有横截面变窄部分的通流通道，其中在横截面变窄部分的区域中一个基本上径向延伸的孔通入通流通道，通过该孔使通流通道与输入通道在计量单元下游形成液压连接。因此在到达高压泵的输入通道中的计量单元的泄漏量可通过构成在溢流阀的阀活塞中的通流通道流出。这里根据文居里喷嘴类型的通流通道的横截面变窄部分将支持泄漏量的流出，因为在通入通流通道中的孔内引起了一个负压，该负压引起泄漏量被抽吸。在起动情况下与此相反地，通过该孔与通流通道流出的泄漏量减小，因为高压泵才开始输送。
通过在零输送工况时经过溢流阀来保证计量单元的泄漏量的流出，可省略一个单独构成的零输送节流件。由此简化了燃料喷射系统的结构及可使成本下降。作为附加措施仅设置了一个构成在溢流阀的阀活塞中的具有横截面变窄部分的通流通道及该通流通道通过一个横向孔连接到高压泵的输入通道上。由于通流通道的根据文居里喷嘴类型的横截面变窄部分可保证在零输送时计量单元的泄漏量的流出。
为了构成横截面变窄部分通流通道可具有两个相反延伸的锥形区段，它们用其小直径直接地相互连接或通过一个中间的圆柱形区段连接。变换地通流通道的内轮廓也可构成球形，其中内轮廓最好向内凸地弯拱。构成球形的内轮廓的半径在流动方向上横截面变窄部分的前后可选择得不同。对于相应的锥角这也同样地适用，只要横截面变窄部分是通过两个相反延伸的锥形区段构成的。
根据本发明的一个优选的实施形式阀活塞多件式构成及包括至少一个用于构成通流通道的套筒形构件。在阀活塞各部分接合前该套筒形构件可分开地加工，这使通流通道的构成变得容易。由此使加工耗费及制造成本降低。
为了构成通流通道套筒形构件最好被压配合在阀活塞的一个中心孔中。以此方式达到阀活塞各部分的力锁合的连接。用于接收套筒形构件的中心孔例如可构成另一套筒形构件。
根据本发明的一个进一步构型中心孔至少部分地构成通流通道及被作成通孔。该通孔尤其持久地被燃料流过及由此可作到高压泵恒定的润滑和/或冷却。流过阀活塞的燃料通过排流孔输送给回流通道。为此排流孔最好与阀活塞的相应轴向位置无关地持久开通，以致保证连续的排流。当超过一个预给定的极限压力时阀活塞才轴向地移动并由此使溢流阀完全打开(溢流阀的单级实施形式)。只要不期望恒定的润滑和/或冷却，溢流阀也可被作成两级阀。排流孔向润滑量和/或冷却量的回流导管的打开(第一级)则以阀活塞的一个轴向移动为前提。随着阀活塞进一步的轴向移动实现至少另一排流孔的释放(第二级)。
根据一个变换的实施形式中心孔至少部分地构成通流通道及被作成盲孔。该盲孔最好通过一个一个横向孔可与至少一个排流孔形成液压连接。在此情况下通过该横向孔可持久地形成液压连接，或依赖阀活塞的轴向移动暂时地形成液压连接。
只要阀活塞单件式构成，中心孔本身可用作通流通道。如上所述中心孔或通流通道可被构通孔或盲孔。此外既可实现单级阀，也可实现两级阀。
并还提出，阀活塞被接收在一个壳体部分中，该壳体部分具有至少一个基本上径向延伸的孔。该基本上径向延伸的孔优选地这样设置在壳体部分中，即它–可能依赖于阀活塞的轴向位置–可使通流通道与输入通道或输出通道形成液压连接。壳体部分例如被构成套筒形及可被插入高压泵壳体的一个孔中。变换地高压泵的壳体也可构有该壳体部分。
根据本发明的一个优选的实施形式至少一个基本上径向延伸的孔用作排流孔，通过该排流孔使通流通道与回流通道形成液压连接。该液压连接可能需要阀活塞的一个轴向移动，以便释放排流孔。但该液压连接也可持久地存在，以便例如保证高压泵恒定的润滑和/或冷却。两级阀的实施形式需要构有至少两个基本上径向地延伸的孔，燃料可通过它们流出。此外构有至少另一基本上径向延伸的孔，该孔可与阀活塞的基本上径向延伸的孔形成液压连接，以便使计量单元的泄漏量首先输送给通流通道并通过通流通道输送到回流通道。
为了使壳体部分的一个基本上径向延伸的孔与阀活塞的一个相应的孔的液压连接变得容易，最好在阀活塞上和/或壳体部分中构有一个用于在阀活塞与壳体部分之间构成一个环形空间的圆周槽。因此这些孔的液压连接与阀活塞相对壳体部分的旋转位置无关。变换地或附加地一个作成两件式的阀活塞的套筒形构件上也可构有一个圆周槽。
此外优选地阀活塞在关闭方向上被一个弹簧的弹簧力加载。溢流阀的打开仅通过液压力引起，而阀活塞复位到其初始位置则通过一个弹簧的弹簧力。为此该弹簧最好一侧支撑在阀活塞上，另一侧–至少间接地–支撑在围绕着阀活塞的壳体部分上。
附图说明
以下将参照附图来详细说明本发明的优选实施形式。附图表示：
图1：一个设有溢流阀的燃料喷射系的概要视图，
图2：图1的溢流阀的一个纵截面，它以一个前视图展现一个阀活塞，
图3：图2的溢流阀的阀活塞的一个截面图，
图4：具有根据本发明的一个变换的低压回路的燃料喷射系统的概图，及
图5：图4的溢流阀的一个纵截面图，它以一个截面图展现阀活塞的一个套筒形的构件。
具体实施方式
图1中所示的燃料喷射系统包括一个低压回路。该低压回路的组成部分包括：一个预输送泵1，该输送泵由一个燃料箱2抽吸出燃料并输送给一个高压泵3；一个设置在预输送泵1与高压泵3之间的用于量调节的计量单元4及一个溢流阀7，该溢流阀的任务是：使计量单元4前面的压力尽可能地保持恒定。如果该压力超过一定的压力限值，溢流阀7打开，以致燃料可通过回流通道17流走。事先燃料作为润滑剂和/或冷却剂已通过高压泵的低压区域导流。为了实现恒定的润滑和/或冷却，所述的溢流阀具有对回流通道17的另一连接。通过该连接燃料可连续地流出。该流出最好节流地进行。
通过计量单元计量的燃料量将通过一个输入通道5输送到高压泵3的至少一个泵单元6。这里表示出两个泵单元6。在高压泵3的泵单元6中燃料被提升到高压及接着输送给一个高压储存器22。高压储存器22具有多个用于燃料喷射器(未示出)的接口23，借助这些燃料喷射器燃料可被喷射到内燃机(未示出)的燃烧室中。
一些组成部分即预输送泵1、计量单元4及溢流阀7可组合在高压泵3中或安装在高压泵上。通过点-划-点线概要地表示出一个共同的壳体24。
图2表示图1的低压回路的溢流阀7。它包括一个壳体部分15，借助该壳体它可被插入高压泵3的壳体24的一个孔(未示出)中。在壳体部分15中接收了一个可轴向移动的阀活塞8，在该阀活塞中构有一个连续的通流通道10(见图3)。通流通道10具有一个球形构型的内轮廓，以致构成一个文居里喷嘴类型的横截面变窄部分11。此外在横截面变窄部分11的区域中一个径向延伸的孔12穿过阀活塞8，该孔使通流通道10与一个环形空间19连接，该环形空间形成在壳体部分15与阀活塞8之间。环形空间19通过一个设置在壳体部分15中的圆周槽18构成。在阀活塞8的外圆周侧上设有另一圆周槽18，该圆周槽也与环形空间19连通。一个构成在壳体部分15中的径向延伸的孔16通入环形空间19中并还与高压泵3的输入通道5形成液压连接。因此到达输入通道5中的计量单元4的泄漏量可通过孔16，环形空间19，孔12及通流通道10输送给一个排流孔9并通过该排流孔输送给回流通道17。排流孔9也被作成壳体部分15中的径向延伸的孔。由于通流通道10与高压泵3的输入通道5的液压连接则可省去一个单独构成的零输送节流件。
通流通道10有利地根据文居里喷嘴类型构成，这就是说，它具有一个横截面变窄部分11。在横截面变窄部分11的区域中孔12通入通流通道10。如果现在通流通道10被燃料流过这将导致：在孔12中形成一个负压，该负压支持泄漏量的流出。泄漏量与排流孔9的燃料一起并通过该排流孔输送给回流通道17。排流孔9持久地与通流通道10形成液压连接，以致燃料连续地流过阀活塞8。由此保证了高压泵3的恒定的润滑和/或冷却。
图5中表示根据本发明的用于低压回路的溢流阀7的一个变换的实施形式。与图2及3中的阀的区别在于这里阀活塞8被作成两件式。通流通道10套筒形构件13构成，该构件13被压配合在阀活塞8的一个中心孔14中。中心孔14被作成盲孔，以致阀活塞8不能连续地被润滑量和/或冷却量流过。为了能使通流通道10连接到排流孔9上，需要阀活塞8的一个轴向移动(第一级)。阀活塞8的一个进一步的轴向移动则引起至少另一排流孔9的释放并由此使溢流阀7完全打开(第二级)。因此与图2及3的阀不同地图5的溢流阀被作成两级阀。
除了用作排流孔9的壳体15中径向延伸的孔9外在壳体15中构有至少另一径向延伸的孔16，该孔用作输入孔或与高压泵3的输入通道5形成液压连接。孔16与阀活塞8的径向孔12可形成液压连接，径向孔12在横截面变窄部分11的区域中通入通流通道10。由于阀活塞8作成两件式孔12也被作成两部分。为了保证孔12的两部分的液压连接，套筒形构件13在外圆周侧具有一个用于构成环形空间19的圆周槽18。但孔12与孔16的液压连接首先以阀活塞8的一个轴向移动为前提。
阀活塞8在阀的打开方向上的轴向移动通过液压力p引起(见图5中箭头)。在关闭方向上阀活塞8由一个弹簧20的弹簧力加载，该弹簧的一侧支撑在阀活塞8上，另一侧支撑在一个封闭塞21上，后者被压配合在壳体部分15中。因此弹簧20引起阀活塞8的复位。
图4的示图表示图5的溢流阀7作为一个燃料喷射系统或燃料喷射系统的一个低压回路的组成部分。该燃料喷射系统与图1的系统的区别仅在于，溢流阀7被构成一个两级阀。
Claims (9)
1.用于内燃机的燃料喷射系统，其中，所述燃料喷射系统包括一个预输送泵(1)及一个高压泵(3)，借助预输送泵(1)将燃料由燃料箱(2)输送给高压泵，所述燃料喷射系统包括一个用于调节通过一个输入通道(5)输送给高压泵(3)的至少一个泵单元(6)的燃料量的计量单元(4)并且包括一个溢流阀(7)，所述溢流阀(7)被设置在预输送泵(1)与计量单元(4)之间及具有一个可轴向移动的阀活塞(8)，通过阀活塞的轴向移动可释放或关闭至少一个排流孔(9)，其中，在计量单元(4)的下游将用于计量单元(4)的泄漏量的排流由输入通道(5)排出，其中，在所述溢流阀(7)的阀活塞(8)中构有一个带有横截面变窄部分(11)的通流通道(10)及在横截面变窄部分(11)的区域中一个阀活塞(8)中的基本上径向延伸的孔(12)通入通流通道(10)中，其特征在于，通过孔(12)使通流通道(10)与计量单元(4)的泄漏量的排流连接。
2.根据权利要求1的燃料喷射系统，其特征在于：阀活塞(8)多件式地构成及包括至少一个用于构成通流通道(10)的套筒形构件(13)。
3.根据权利要求2的燃料喷射系统，其特征在于：套筒形构件(13)被压配合在阀活塞(8)的一个中心孔(14)中。
4.根据权利要求3的燃料喷射系统，其特征在于：中心孔(14)至少部分地构成通流通道(10)及被作成通孔。
5.根据权利要求3的燃料喷射系统，其特征在于：中心孔(14)至少部分地构成通流通道(10)及被作成盲孔。
6.根据以上权利要求中任一项的燃料喷射系统，其特征在于：阀活塞(8)被接收在一个壳体部分(15)中，该壳体部分具有至少一个基本上径向延伸的孔(16)。
7.根据权利要求6的燃料喷射系统，其特征在于：所述至少一个基本上径向延伸的孔(16)用作排流孔(9)，通过该排流孔使通流通道(10)与回流通道(17)可形成液压连接。
8.根据权利要求6的燃料喷射系统，其特征在于：在阀活塞(8)上和/或在壳体部分(15)中构有一个用于在阀活塞(8)与壳体部分(15)之间构成一个环形空间(19)的圆周槽(18)。
9.根据权利要求6的燃料喷射系统，其特征在于：阀活塞(8)在关闭方向上被一个弹簧(20)的弹簧力加载。
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