CN104169567A - 用于调整内燃机高压燃料贮存器中压力的调压阀 - Google Patents

用于调整内燃机高压燃料贮存器中压力的调压阀 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于调整内燃机高压燃料贮存器中压力的调压阀，包括阀活塞(5)，所述阀活塞轴向可移动地容纳在壳体(2)的孔(1)中，并朝向阀座(4)作用在阀闭合构件(3)上，所述阀活塞在其背离阀座(4)的端部处连接到磁性组件(7)的衔铁(6)，用于促动所述调压阀，衔铁(6)容纳在衔铁腔室(8)中并且所述阀闭合构件(3)容纳在阀腔室(9)中。根据本发明，所述阀腔室(9)和衔铁腔室(8)经由在阀壳体(2)、阀活塞(5)和/或衔铁(6)中形成的至少一个槽(10)和/或孔(11)、以及至少一个节流阀(12)液压连接。

Description

用于调整内燃机高压燃料贮存器中压力的调压阀
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的、调整内燃机高压燃料贮存器中压力的调压阀。
背景技术
这种调压阀例如从公开文献DE 102004002964 A1已经熟知。这种调压阀包括闭合构件，所述闭合构件容纳在阀腔室中并且可通过磁执行元件操纵，所述闭合构件闭合高压贮存器连接到低压管道中的连接或者释放高压贮存器的该连接。所述阀还包括弹簧元件，所述弹簧元件的布置方式是使得在内燃机停机时，释放高压贮存器连接到低压管道中的连接。所述弹簧元件在一侧支撑在基础板上，在另一侧支撑在阶梯孔的径向凸肩上，在阶梯孔中还容纳有与所述基础板连接的阀活塞。如果磁执行元件通电，所述基础板和阀活塞克服弹簧元件的弹簧力，朝向阀座运动，所述阀活塞将所述闭合构件推压到阀座中。在这个闭合位置中，高压贮存器连接到低压管道中的连接被关闭。在磁执行元件通电的条件下，所述基础板和阀活塞通过弹簧元件的弹簧力引起重置，由此所述闭合构件从阀座升起，从而所述阀被打开。在这个闭合位置中，所述高压贮存器连接到低压管道中的连接被释放，其中从高压贮存器经低压管道流出的燃料被供给燃料存储器。
通过低压管道和连接在低压管道上的低压系统，压力波动能够传递到调压阀上，所述低压系统通常包括燃料存储器、预供给泵、和高压泵的入口区域。这个压力波动可能导致调节阀的阀活塞不受控制地运动，所述调节阀或许无意地打开。这种情形被避免，其原因是在调节阀打开时，作用在高压贮存器中的压降不稳定，并且或许可能导致低于启动发动机所需要的最小压力。所述调压阀还可能通过低压区域激励固有振动，这可能导致低压系统中不希望的压力峰值和/或令人讨厌的噪音。
发明内容
本发明的任务是提供一种调压阀，用于调整燃料高压贮存器中的压力，所述调压阀能够补偿这种压力波动或者压力波，因而保证更高的功能安全性。
为了解决这项任务，本发明提出了一种具有权利要求1的特征的调压阀。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中说明。
本发明提出的用于调整内燃机燃料高压贮存器中压力的调压阀包括阀活塞，所述阀活塞轴向可移动地容纳在阀壳体的孔中，并且朝向阀座作用于阀闭合元件上，所述阀活塞在它的背离阀座的端部处与磁组件的衔铁连接以操纵所述调压阀。所述衔铁容纳在衔铁腔室中并且所述阀闭合元件容纳在阀腔室中。根据本发明，所述阀腔室和衔铁腔室通过至少一个在阀壳体、阀活塞和/或衔铁中构成的槽和/或孔以及至少一个节流阀液压连接。所述阀腔室与衔铁腔室的液压连接引起对可能的压力波动或者压力波提供平衡的液压容积的扩大，其中通过至少一个节流阀的中间连接，所述阀的灵敏性降低。所述节流阀则阻止压力峰值从阀腔室传递到衔铁腔室中，这可能导致衔铁无意地被激励，进而导致所述阀开启。
如果设置至少一个槽用于与所述衔铁腔室液压连接，所述至少一个槽优选基本上轴向延伸，在外圆周侧形成在阀活塞上或者形成在阀壳体的容纳阀活塞的孔的壁中。利用所述孔的各相对置的壁面或者所述阀活塞的外圆周面，所述槽此后用作流道，保证所述液压连接。替代地或补充地，至少一个槽可形成在所述衔铁上。所述衔铁可在它的外圆周面区域中和/或在它的面向阀腔室的表面区域中具有所述槽，所述槽则优选基本上径向延伸。
如果设置至少一个孔用于与所述衔铁腔室液压连接，所述至少一个孔优选设置在阀活塞中和/或阀壳体中。优选地，所述孔构成为基本上轴向延伸，并且通过横向孔通到所述阀腔室中和/或衔铁腔室中。替代地或补充地，孔可设置在衔铁中。至少一个在衔铁中设置的槽和/或孔容易使所述衔铁腔室内部压力均衡。
所述至少一个节流阀优选形成在所述槽和/或孔中。对此，所述槽和/或孔的横截面缩小以构成节流阀。替代地或附加地，节流元件可安装到所述槽和/或孔中。
根据本发明的一个优选实施例，更确切地说，用于构成至少一个节流阀的所述槽和/或孔构成为阶梯式的。通过这个阶梯得到构成节流阀所必需的横截面缩小。
根据另一优选实施例，至少一个节流阀布置在所述槽和/或孔上游。在这种情形下，所述节流阀用于使所述阀腔室与所述槽或孔连接。如果根据一个替代实施例，所述节流阀布置在所述槽或者孔下游，所述节流阀用于使所述槽和/或孔与衔铁腔室连接。这两个实施例具有的优点是在所述阀腔室或者衔铁腔室附近形成节流阀。
替代地或者补充地，所述阀壳体的孔的引导段也构成节流阀。对此，在这个引导段的区域中，在所述阀壳体和容纳在所述孔中的阀活塞之间的余隙这样布置，以使获得希望的节流效果。
此外，本发明优选地提出，所述阀腔室直接通过至少一个在阀壳体中形成的径向孔而与回流部连接。通过与所述回流部连接，通过所述回流部流出的燃料量可供给燃料存储箱。所述至少一个径向孔用作阀出口。
如果阀出口直接与阀腔室形成连接，在用作阀出口的径向孔区域中，燃料的与横截面相关的高流速可能造成压力波或者差压。所述阀腔室中的差压引起所述阀腔室中的压力和所述衔铁腔室中的压力之间可能额外的压差。本发明的一个优选替代实施例因而提出，所述阀腔室间接通过所述衔铁腔室而与回流部连接。通过所述衔铁腔室的间接连接在至少一个槽和/或孔以及至少一个节流阀的中间连接条件下实现，以避免压力波的扩散。
替代地或者补充地，设置附加液压容积，其形式是在阀壳体中形成的盲孔。优选地，所述盲孔通到所述衔铁腔室中，并因此通过至少一个槽和/或孔和至少一个节流阀而与所述阀腔室液压连接。所述附加的液压容积用作平衡容积，并相应地改善所述压力波的补偿或衰减。此外，通过改变阀腔室中存在的死区，所述调压阀的固有频率受到影响，或者协调与低压回路的关系，以缩小固有振动的危险。
此外，本发明提出所述衔铁构造为扁平衔铁或者插入式衔铁。本发明所提出的构思因而更不依赖于所述磁回路或者磁组件的具体结构，以操纵所述调压阀以及弹性支承。所述调压阀相应地能够构造为无需通电即可闭合或者无需通电即可开启的阀。
附图说明
下面将参考附图，详细说明本发明的优选实施例，其中：
图1示出了穿过根据本发明的调压阀的第一优选实施例的示意性纵剖图；
图2a示出了穿过根据本发明的调压阀的第二优选实施例的示意性纵剖图；
图2b示出了图2a所示阀活塞的改型；
图3示出了穿过根据本发明的调压阀的第三优选实施例的示意性纵剖图；
图4示出了穿过根据本发明的调压阀的第四优选实施例的示意性纵剖图；
图5示出了穿过根据本发明的调压阀的第五优选实施例的示意性纵剖图；
图6示出了穿过根据本发明的调压阀的第六优选实施例的示意性纵剖图；
图7示出了穿过根据本发明的调压阀的第七优选实施例的示意性纵剖图；
图8示出了穿过根据本发明的调压阀的第八优选实施例的示意性纵剖图；
图9示出了穿过根据本发明的调压阀的第九优选实施例的示意性纵剖图；
图10示出了穿过根据本发明的调压阀的第十优选实施例的示意性纵剖图。
具体实施方式
图1的视图示出了根据本发明的调压阀的第一优选实施例的结构。在阀壳体2内部构造孔1，阀活塞5在孔1中被轴向可移动地引导。引导段用附图标记13表示。阀壳体2在第一端部具有磁组件7的磁力线圈20的环形容纳腔室，这个环形容纳腔室被构造成与孔1同轴并且围绕孔1。衔铁腔室8连接容纳腔室，磁组件7的与磁力线圈20相互作用的衔铁6容纳在衔铁腔室8中。衔铁腔室8被罐形盖件21包围，从而还构成弹簧19的容纳腔室，弹簧19的弹簧力朝向阀座4对衔铁6加载荷。
对于所示的调压阀，磁力线圈20的磁力沿与弹簧19的弹簧力相同的方向进行作用，从而通过磁力线圈20实现另一闭合力。为了打开所述阀，邻近阀入口侧的液压压力，即高压贮存器中的压力，必须这样提高，以使得克服至少弹簧19的弹簧力。本发明还包括调压阀，在所述调压阀中，磁力抵制弹簧力。
衔铁6与阀活塞5连接，从而弹簧19的弹簧力与磁力线圈20的磁力向衔铁6和阀活塞5施加朝向阀座4的闭合力，阀活塞5在阀壳体2的孔1中被轴向可移动地引导。如果磁力线圈20结束通电，燃料高压贮存器(未示出)中已升高的压力引起所述阀打开。入口侧压力和出口侧压力之间的压差则导致当前被构造为球形的阀闭合元件3从阀座4升起。随着阀闭合构件3的行程，阀活塞5和衔铁6也克服弹簧19的弹簧力，朝向盖件21运动。在这个闭合位置，所述调压阀能够使所述燃料高压贮存器与低压回路(未示出)连接。此时，燃料从高压贮存器经被构造为阀块16内的中心孔的阀入口15、阀腔室9和至少一个用作阀出口的径向孔14流出，以这种方式引起高压贮存器中的压降。阀块16经由间隔垫圈17支撑在阀壳体2上。
本发明实际上是通过在阀壳体2中构成的孔11以及节流阀12实现的，孔11和节流阀12使阀腔室9和衔铁腔室8液压连接。为了构成所述节流阀，孔11被构成为阶梯孔，即孔11在节流阀12的区域中具有缩小的流动横截面。孔11或节流阀12通到被用作阀出口的径向孔14中，从而孔11和节流阀12间接通过径向孔14而与阀腔室9连接。与此相反，孔11的另一端通到衔铁腔室8中，其中在衔铁6中设置的附加槽10以及附加孔11使衔铁腔室8内部容易压力平衡。
通过节流阀12、孔11构成的、阀腔室9和衔铁腔室8的液压连接扩大了液压容积，提供了压力波动或者压力波的均衡。尤其是通过连接出口侧的低压回路引入到阀腔室中的压力波动或者压力峰值被补偿或者至少被衰减，从而保证调压阀的更高的功能安全性。而且压力均衡更快地实现。
从图2得知第二优选实施例。孔11和节流阀12在第二实施例中构造在阀活塞5中。节流阀12被制成为横向孔，节流阀12与孔11连接阀腔室9。相应地，孔11经由节流阀12直接通到阀腔室9中。这个实施例的一个改型在图2b中示出。在这个改型中，节流阀12制成为支沟，它具有相对于孔11的横截面缩小的横截面。
从图3得知第三优选实施例。孔11也构造在阀活塞5中，并且通到横向孔中，孔11和横向孔具有相同的横截面。所述横向孔不是直接通到阀腔室9中，而是通到一个环形间隙中，这个环形间隙形成在阀活塞5和阀壳体2之间并用作引导段13。至少在下部区域中，即在阀腔室9和孔11或者横向孔之间的区域中，引导段13因而具有径向余隙，产生希望的节流作用。
图4和5得知与图1非常相似的实施例。然而图4示出孔11制成为阶梯孔以形成节流阀12，图5得知具有单独构成的节流阀的实例。
按照图5的实施例说明了改进措施，不依赖于槽10和/或孔11以及节流阀12的具体构造互补地使用。就此而言，这个措施也能够单独地或者增加地在前面所述的图1至4的实施例中实现。
在图6中示出了第一改进的补充措施。在这里，阀壳体2除孔11外海具有另一轴向孔，然而这个轴向孔制成为盲孔，并且提供附加的液压容积18，这扩大了衔铁腔室8。附加液压容积18不仅有利于补偿或衰减压力波动，而且有利于同时改变所述调压阀的固有频率以反作用于所述调压阀的固有振动。
代替或者补充图6所示的改进措施，例如如图7所示，孔11设置在衔铁6中。孔11在孔11的延长部分方面布置在阀壳体2中或者相对于孔11错位地布置。在后一情形下，还优选在衔铁6的下侧上设置一槽10，这个槽10连接两个孔11(参见图1)。
如果阀腔室9不经由径向孔14直接连接到低压回路，而是间接通过衔铁腔室8连接到低压回路，这也是有利的。在图8所示的实施例中，阀腔室9通过径向孔14、节流阀12、孔11和衔铁腔室8连接到低压回路。明显延长的流动路径反作用于来自低压回路的压力波动的传播。而且对经由径向孔14流出的燃料的流速的影响变小。
图9示出了本发明的另一优选实施例，这个实施例与前述实施例的不同之处在于节流阀12位于孔11的下游。孔11在一侧通过节流阀12通到衔铁腔室8中，在另一侧通过径向孔14通到阀腔室9中。这里也能够结合图6至8所示的改进措施补充地制成。
最后，图10示出了另一替代实施例。在这个实施例中，衔铁6构造为插入式衔铁，利用弹簧19的弹簧力沿开启方向加载。所述阀相应地制成为无需通电即可开启的阀。阀腔室9和衔铁腔室8的液压连接当前通过槽10构成，槽10在阀壳体2的孔1的壁中等间距轴向延伸地构成。在同时用作引导段13的孔1的下部区域中，所述槽具有变小的横截面，从而形成节流阀12，节流阀12使槽10与阀腔室9连接。图6至8所示的改进措施可被补充地形成，这些改进措施也适用于这个实施例。
下面指出，除图1至10外，各视图示意性地描绘。例如，阀壳体明显简化，其方式是例如阀座4和/或阀入口通道15的视图和/或阀块16的不同视图被省去。如果不或者明显简化地示出磁组件7，这同样适用于磁组件7。

Claims (9)

1.一种调压阀，用于调整内燃机燃料高压贮存器中的压力，所述调压阀包括阀活塞(5)，所述阀活塞轴向可移动地容纳在阀壳体(2)的孔(1)中，并且朝向阀座(4)作用于阀闭合元件(3)上，所述阀活塞(5)在它的背离阀座(4)的端部处与磁组件(7)的衔铁(6)连接以操纵所述调压阀，所述衔铁(6)容纳在衔铁腔室(8)中并且所述阀闭合元件(3)容纳在阀腔室(9)中，其特征在于，
所述阀腔室(9)和衔铁腔室(8)通过至少一个在阀壳体(2)、阀活塞(5)和/或衔铁(6)中构成的槽(10)和/或孔(11)以及至少一个节流阀(12)液压连接。
2.根据权利要求1所述的调压阀，其特征在于，至少一个节流阀(12)形成在所述槽(10)和/或孔(11)中。
3.根据权利要求1或2所述的调压阀，其特征在于，为了形成至少一个节流阀(12)，所述槽(10)和/或孔(11)阶梯式地构成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的调压阀，其特征在于，至少一个节流阀(12)布置在所述槽(10)和/或孔(11)上游。
5.根据前述权利要求中任一项所述的调压阀，其特征在于，所述阀壳体(2)的孔(1)的引导段(13)形成至少一个节流阀(12)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的调压阀，其特征在于，所述阀腔室(9)可直接通过至少一个在阀壳体(2)中构成的径向孔(14)而与回流部连接。
8.根据前述权利要求中任一项所述的调压阀，其特征在于，所述阀腔室(9)可间接通过衔铁腔室(8)而与回流部连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的调压阀，其特征在于，设置一个附加液压容积(18)，其形式是在阀壳体(2)中构成的盲孔。
10.根据前述权利要求中任一项所述的调压阀，其特征在于，所述衔铁(6)制成为扁平衔铁或者插入式衔铁，和/或所述调压阀能够为无需通电即可闭合或者无需通电即可开启的阀，其中磁力线圈(20)的磁力作用方向可与弹簧(19)的弹簧力的作用方向相同或相反。
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