CN103717864A - 用于控制阀的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及控制阀的方法和装置，阀有弹簧、促动器和可借助促动器操纵的销。对促动器施加具有预定曲线的电流，该电流起始于电流初始值，此时销处于初始位置，在初始位置，对于常开阀来说，销允许阀关闭，而对于常闭阀来说，销允许阀打开。电流曲线经过预定，使得它具有一个区段或者多个在时间上彼此相继的区段，每个区段都分别具有电流初始值和终值、带有连续下降的电流曲线的第一时间间隔、在时间上随后的带有连续上升的电流曲线的第二时间间隔。所述区段经过设计，使得在经过相应的区段之后，电流终值小于电流初始值。在经过预定的电流曲线之后，销处于终端位置，在终端位置，对常开阀来说，销不允许阀关闭，而对于常闭阀来说，销不允许阀打开。

Description

用于控制阀的方法和装置
本发明涉及用于控制阀的方法和装置。
这种阀优选在高压泵中用于输送汽车内燃机蓄存喷射系统的流体。
这种阀特别是当其比如在高压泵中遭受持久负荷时会受到严重的负荷。由于高压泵受到例如2000巴或者更大的压力，对这种泵中的阀提出了高要求。这种阀无论在关闭时还是在打开时都会产生噪声。
本发明的目的是，提出用于控制阀的方法和装置，借此可以实现阀的精确而成本低廉的工作。
该目的通过独立权利要求的特征得以实现。本发明的有利设计在从属权利要求中给出。
本发明的特征是用于控制阀的方法和对应的装置。该阀具有带弹簧力的弹簧、带有与弹簧力相反地作用的促动器力的促动器、与弹簧耦接且可借助促动器来操纵的销。对促动器施加具有预定曲线的电流，该电流起始于电流初始值，此时销处于初始位置，在该初始位置，对常开阀来说，销允许阀关闭，而对于常闭阀来说，销允许阀打开。电流曲线经过预定，使得它具有一个区段或者多个在时间上彼此相继的区段，其中，每个区段都分别具有电流初始值、电流终值、带有连续下降的电流曲线的第一时间间隔、在时间上随后的带有连续上升的电流曲线的第二时间间隔，这些区段经过设计，使得在经过相应的区段之后，电流的终值小于电流初始值，且在经过预定的电流曲线之后，销处于终端位置，在该终端位置，对常开阀来说，销不允许阀关闭，而对于常闭阀来说，销不允许阀打开。
这具有的优点是，由于预定的电流曲线带有一个或一些能让电流曲线连续地下降且让电流曲线在时间上后继地连续上升的区段，阀在常闭阀的情况下缓慢地关闭，或者在常开阀的情况下缓慢地打开，从而实现使得阀产生的噪声保持较小，却能可靠地且足够快速地关闭或打开阀。还能使得阀的磨损保持较小。此外，可以实现成本低廉地设计阀。
根据一种有利的实施方式，电流曲线在时间上彼此相继的每个区段中都呈V形。这具有的优点是，电流曲线具有简单的易于产生的形状。
根据另一有利的实施方式，阀设置在内燃机的喷射系统中，且电流曲线决定于内燃机的特征值。这具有的优点是，阀在内燃机的工作条件下能安静地关闭或打开。
下面参照示意图详述本发明的实施例。
其中：
图1为带有阀的泵的示意性的纵剖视图；
图2为处于三种工作状态下的阀的示意图；和
图3为阀销的电流和位置关于时间的曲线的示意图。
相同结构或功能的部件在附图中统一地标有相同的附图标记。
图1示出带有泵壳体12的泵10。该泵10尤其是高压泵，优选是径流式活塞泵。在泵壳体12中可移动地安置有泵活塞14。在泵壳体12中，在泵活塞14的一端有一个压力腔16。为了能给该压力腔16充注流体，它具有输入管路18，在该输入管路上优选设有被构造成进给阀的阀20。被构造成进给阀的阀20优选是数字切换的阀。阀20便于对压力腔16充注，且在充注时防止流体从输入管路18回流。压力腔16还具有输出管路22，在该输出管路上设有被构造成排出阀的另一阀24。由此可以从压力腔16顶出流体。
泵10还具有驱动轴26，该驱动轴与偏心环28作用连接，且可沿旋转方向D顺时针地转动。代替偏心环28，也可以采用凸轮轴。替代地，泵10也可以是曲轴驱动泵。
图2示出处于三种工作状态下的阀20的一个实施例。
该阀20具有阀壳体29，阀壳体具有容腔30。在该容腔30中设有弹簧32、销34和密封部件36。弹簧32通过销34将密封部件36预压紧，其方式为，该弹簧支撑在容腔30的壁上。
在容腔30中还有一个相对于阀壳体29固定地布置的密封座38，该密封座具有通槽40。当密封部件36未贴靠在密封座38上时，流体可以流经这些通槽40。
阀20还具有促动器42。该促动器42优选是磁性线圈。销34部分地布置在促动器42内部，且可以被促动器42操纵。
下面介绍泵10和阀20的工作方式。
通过驱动轴26沿旋转方向D的旋转运动，泵活塞14借助偏心环28朝向驱动轴26移动，直到它到达下止点UT(也参见图3)。在此，阀20由于弹簧32的弹簧力F_1和阀20前后的压差而打开。密封部件36脱离密封座38。于是给压力腔16充注流体。通过驱动轴26沿旋转方向D的进一步旋转运动，泵活塞14利用偏心环28移动离开驱动轴26，且在这种情况下压缩位于压力腔16中的流体。在预定的时间点，阀20通过对促动器42施加电流而关闭，由此会有与弹簧力F_1相逆地作用的促动器力F_2作用到销34上。通过销34沿促动器力F_2的方向的移动和在阀20前后产生的压力情况，密封部件36可以贴靠到密封座38上，且禁止流体流经通槽40。在压力腔16中被压缩的流体于是可以通过被构造成排出阀的所述另一阀24从泵10中完全顶出。泵活塞14现在已到达上止点OT(也参见图3)。
如果泵10是内燃机喷射设备的燃油高压泵，则被施加以高压的燃油可以到达被构造成高压燃油蓄存器的流体蓄存器即所谓的共轨。
阀20无论打开还是关闭，都会由于机械的和液压的原因而在阀20上产生噪声。下面参照图2来介绍在阀20打开时产生的噪声。在阀打开时，在第一步骤中，密封部件36接触阀壳体29(图2B)，因而会产生第一噪声。接下来，销34通过弹簧32的弹力F_1移向密封部件36。在密封部件36与销34相遇时，就会产生另一噪声(图2C)。如果销34和密封部件36共同地一体地构造，就会通过由销34和密封部件36构成的共同的质量非常明显地特别是形成第一噪声。
下面针对常开阀详述用于控制阀20的方法(图3)。不言而喻，这能以相应的方式应用于常闭阀。为了阐述该方法，这里仅仅介绍在上止点OT与下止点UT之间的电流曲线。
为了打开阀20，对促动器42施加具有预定曲线的电流I(图3上面)。所施加的电流I从初始值I_0起开始减小。对于电流的初始值I_0来说，促动器力F_2大于弹簧力F_1。由此使得销34克服弹簧力F_1压向弹簧32，并位于初始位置P_0(图3下面)。阀20在这种状态下可以关闭(图2A)。如果阀20设置在泵10中，所施加的电流就会在泵活塞14到达上止点OT时处于初始值I_0。
在后续工作过程中，对促动器42施加电流，使得电流曲线具有一个区段或者多个在时间上相继的区段，其中，电流I在每个区段上都首先在第一时间间隔Δt1内连续地减小，而在第二时间间隔Δt2内又连续地增大。在第一区段中，电流从初始值I_0开始减小，此时，促动器力F_2大于弹簧力F_1。电流在第一时间间隔Δt1内连续地减小到预定的电流值。在后续过程中，电流在第二时间间隔Δt2内又连续地增大，直到电流在该区段内达到终值。电流终值小于电流的初始值I_0。
在周期性地彼此相继的区段中，电流从先前达到的电流终值开始减小，直到预定的电流值，以便然后在后续过程中又连续地增大，直至该电流达到一个新的终值。在周期性地彼此相继的区段中，新的电流终值总是小于先前的电流终值。在图3所示的范例中针对四个周期性地彼此相继的区段示出了所述方法。
据这里所示的实施方式，预定的电流曲线在周期性地彼此相继的时间区段中为V形。但电流曲线也可以呈任何其它使得电流连续减小而后连续增大的形状，例如，电流曲线在一个或多个区段中也可以为U形。
按照所示的电流曲线，在电流为一定的值时，促动器力F_2小于弹簧力F_1，销34可以移向密封部件36。在图3所示的范例情况下，销34在电流曲线的第二区段期间开始移动。如果销34已处于运动中，就可以通过在电流曲线的各个区段中的相应的电流增大来实现将一制动力施加到销34上。由此将销34朝向密封部件36的运动制动。在所示的范例情况下，销34的运动主要在电流曲线的第三区段中被制动(见图3下面；为了比较，用虚线示出了在无制动时销34的运动情况)。
通过对销34的制动，它能以柔和的方式在终端位置P_F与密封部件36接触。密封部件36相对于密封座38的位置可以采用如下方式来确定：可以使得阀20保持有效地打开。通过销34朝向密封部件36的缓慢移动，可以把阀20的噪声保持得很小，而阀20却能可靠地足够快速地打开。通过销34的缓慢移动，还能使得阀20的磨损保持较小。
如果阀20设置在泵10中，则在泵活塞14靠近下止点UT时将所施加的电流置于零。由此可以确保在泵10的输送阶段开始时输送燃油。

Claims (4)

1.一种用于控制阀(20)的方法，该阀具有：带有弹簧力(F_1)的弹簧(32)、带有与弹簧力(F_1)相反地作用的促动器力(F_2)的促动器(42)、与弹簧(32)耦接且可借助促动器(42)来操纵的销(34)，
其中，
-对促动器(42)施加具有预定曲线的电流，该电流起始于电流的初始值(I_0)，此时销(34)处于初始位置(P_0)，在该初始位置，对于常开的阀(20)来说，销(34)允许阀(20)关闭，而对于常闭的阀(20)来说，销允许阀打开，
其中，电流曲线经过预定，使得它具有一个区段或者多个在时间上彼此相继的区段，其中，每个区段都分别具有电流初始值、电流终值、带有连续下降的电流曲线的第一时间间隔(Δt1)、在时间上随后的带有连续上升的电流曲线的第二时间间隔(Δt2)，所述区段经过设计，使得在经过相应的区段之后，电流终值小于电流初始值，且在经过预定的电流曲线之后，销(34)处于终端位置(P_F)，在该终端位置，对常开的阀(20)来说，销不允许阀(20)关闭，而对于常闭的阀(20)来说，销不允许阀打开。
2.如权利要求1所述的方法，其中，电流曲线在时间上彼此相继的区段中呈V形。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，阀(20)设置在内燃机的喷射系统中，且电流曲线决定于内燃机的特征值。
4.一种用于控制阀(20)的装置，该阀具有：带有弹簧力(F_1)的弹簧(32)、带有与弹簧力(F_1)相反地作用的促动器力(F_2)的促动器(42)、与弹簧(32)耦接且可借助促动器(42)来操纵的销(34)，
其中，该装置被设计用于：
-对促动器(42)施加具有预定曲线的电流，该电流起始于电流的初始值(I_0)，此时销(34)处于初始位置(P_0)，在该初始位置，对于常开的阀(20)来说，销(34)允许阀(20)关闭，而对于常闭的阀(20)来说，销允许阀打开，
其中，电流曲线经过预定，使得它具有一个区段或者多个在时间上彼此相继的区段，其中，每个区段都分别具有电流初始值、电流终值、带有连续下降的电流曲线的第一时间间隔(Δt1)、在时间上随后的带有连续上升的电流曲线的第二时间间隔(Δt2)，所述区段经过设计，使得在经过相应的区段之后，电流终值小于电流初始值，且在经过预定的电流曲线之后，销(34)处于终端位置(P_F)，在该终端位置，对常开的阀(20)来说，销不允许阀(20)关闭，而对于常闭的阀(20)来说，销不允许阀打开。
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