CN104350269A - 用于计量流体的阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于计量流体的阀，尤其用于在内燃机的一个燃料喷射装置中喷射燃料，具有一个用于流体的入口(11)，一个用于流体的计量口(12)及一个由入口(11)导向计量口(12)的纵长的空心圆柱体的、具有一个外通道壁(13a)及一个内通道壁(13b)的流通通道(13)。为了影响取决于结构形式的液压谐振，以致不再能出现关键的、取决于装配的结构波型的激励，该流通通道被划分成至少两个相互隔开的通道区段(131，132)及在相继的这些通道区段(131，132)之间形成一个用于流体节流的流通连接。

Description

用于计量流体的阀
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于计量流体的阀，尤其用于在内燃机的一个燃料喷射装置中喷射燃料。
背景技术
公知的用于计量流体的阀(DE 10 2009 026 532 A1)具有：一个接收在连接块中的用于流体的入口；一个构成在阀体中的计量口，用于借助一个关闭及释放计量口的由压电式致动器及一个阀关闭弹簧控制的阀针来对定量配给的流体量进行计量；及一个由入口导向计量口的纵长的空心圆柱体的流通通道。连接块及阀体被固定在一个阀壳体中及它们各对流体密封地端接在壳体端部。在连接块与阀体之间相对阀壳体同轴线地延伸着一个纵长的套筒，该套筒用其两个套筒端部固定在连接块及阀体上并接收一个由压电式致动器及液压耦合器组成的阀组件。在套筒与阀壳体之间留有的环形间隙即为用于流体的空心圆柱体的流通通道，以致流通通道的内通道壁由套筒构成及流通通道的外通道壁由阀壳体构成。在阀体中计量口的前面设有一个阀室，该阀室通过一个开在阀体中的径向流入孔与流通通道连接，而在连接块中形成从流通通道到入口的连接。
应当提出，在对通常处于高压下的计量流体时，即在阀的打开及关闭时形成压力冲击，该压力冲击将产生液压振荡，液压振荡本身使阀上的装配结构激励成振荡，这将导致明显的、不希望的噪音。在此情况下通过纵长的空心圆柱体的流通通道给出的流体容积的形状将导致阀的整个长度上显著的液压谐振，该谐振特别好地耦合在取决于装配的结构上的、典型为3kHz的阀纵向谐振上。
发明内容
根据本发明的具有权利要求1的特征的阀具有其优点，即通过将流通通道划分成多个相互隔开的通道区段及在流动方向上相继的通道区段之间形成流通连接将能对取决于结构形式的液压谐振产生这样的影响，以致不再发生关键的、取决于装配的结构波型的激励，即不再能形成再典型为3kHz的关键频率范围中的液压谐振。在最简单的情况下在流通通道的一半长度上将流通通道划分成两个通道区段，及由此将流体容积划分成两个部分容积。根据所需的频率偏移其它的划分比及具有不同的划分的流通通道的多个划分也是可能的。
通过在从属权利要求中所述的措施可得到权利要求1中所给出的阀的有利的进一步构型及改进。
根据本发明的一个有利的实施形式将这样来实现流通通道的划分及在通道区段之间形成流通连接，即在流通通道中至少一个通道位置上将一个具有环间隙及一个与径向通道宽度相应的环厚度或环厚或径向环壁尺寸的环置入流通通道中。这样一个环有利地具有一个矩形的或圆形的横截面及由一个具有矩形或圆形横截面的带或丝线来制造。环被固定在流通通道中，该固定最好通过环形状锁合地嵌入到至少一个环形槽中来进行，该环形槽被加工在流通通道的内和/或外通道壁中。
根据本发明的一个有利的实施形式在流通通道中的至少一个通道位置上以小距离相继地设置两个环。在此情况下这些环被这样定位，即它们的环间隙在圆周方向上相互转动。最好转动180°。环的这种结构上的布置具有其优点，即在两个相继的通道区段之间形成了流体的一个中间容积。
根据本发明的一个变换的实施形式这样来实现流通通道的划分及所产生的通道区段之间的流通连接，即在流通通道中至少一个位置上进行横截面的收缩。该横截面的收缩将有利地这样来达到，即由流通通道的两个通道壁的至少一个使一个环绕该通道壁的凸缘伸入到流通通道中，该凸缘最好通过一个在通道壁中加工出凹陷来产生。流通通道的流通横截面的这样一个变窄部分具有其优点，即根据流体压力该变窄部分的横截面将改变，确切地随着压力的增大而增大。由此当压力下降时具有比高压时更有效的流体容积的划分，以致在高压(发动机负载升高)时使由流体容积划分形成的、对阀工作的不利影响有利地减小。具有高压的工作点通常对于噪音的发生不是关键性的且根本不需要对噪音采取应对措施。
附图说明
在以下的说明中将借助附图中所示的实施例详细地描述本发明。附图表示：
图1：一个用于计量流体的阀的纵截面图，
图2：图1中区段A的一个放大的视图，
图3：根据第二实施例的具有置入流通通道中的带有矩形环横截面的环的、区段A的一个放大的视图，
图4：图3中环的一个透视图，
图5：根据第三实施例的具有置入流通通道中的带有圆形环横截面的环的、图1中区段A的一个放大的视图，
图6：根据图5的环的一个透视图，
图7：根据第四实施例的具有两个相互以短距离置入流通通道中的带有圆形环横截面的环的、图1中区段A的一个放大的视图。
图8：根据图7的两个环的一个透视图。
具体实施方式
图1中以纵截面表示的一个用于计量流体的阀尤其被用作在内燃机的一个燃料喷射装置中喷射燃料的喷射阀，其中燃料尤其被喷射到内燃机的一个燃烧汽缸中。该阀具有一个用于流体的入口11，一个用于流体的计量口12及一个由入口11导向计量口12的、纵长的空心圆柱体的流通通道13。流通通道13具有一个由一个管状的阀壳体14构成的外通道壁13a，一个由同心地布置在阀壳体14中的套筒15构成的内通道壁13b。
阀壳体14在其一个端侧由一个连接块13及在另一端侧由一个阀体各对流体密封地端接。连接块16包括入口11而计量口12构成在阀体17中。套筒15对流体密封地用其一个套筒端部固定在连接块16上及用其另一端部固定在阀体17上。在套筒15中组合了一个阀组件，该阀组件由一个万向地支承在连接块16上的液压耦合器18、一个与耦合器18相连接的压电的或磁致伸缩的致动器19及一个支撑在阀体17上的阀关闭弹簧20。致动器19与阀关闭弹簧20以彼此相反的作用方向作用在一个阀针21上，该阀针在阀体17中轴向可移动地被导向及用一个关闭头22来控制计量口12，该关闭头与一个包围计量口12的阀座23相互配合。
致动器19通过一个接触桥片24与一个电连接插座25相连接及当通电时抵抗阀关闭弹簧20的复位力使阀针21的关闭头22由阀座23向外抬起。当电流消失时在计量口12打开的情况下通过阀针21压紧的阀关闭弹簧20使关闭头22又压在阀座23上，以致计量口12被关闭。流通通道13与计量口12的连接在阀体17内部通过一个设在计量口12前面的阀室26及一个由流通通道13导向阀室26的径向孔27来形成，而流通通道13通过一个开在连接块16中的连接孔33连接到入口11上。
为了影响开始部分所述的取决于结构形式的液压谐振，以致不再能发生关键的、取决于装配的结构波型的激励，具有环形流通横截面的流通通道13被分成至少两个相互隔开的通道区段131，132及在这些通道区段131，132之间形成一个用于流体的流通连接。在最简单的情况下流通通道13的划分以划分比1:1来实现。但也可根据所需的频率偏移需要其它的划分比及将流通通道13划分成多于两个通道区段。
流通通道13被划分成两个或多个通道区段及在这些通道区段之间形成流通连接可用不同的方式在一个或多个通道位置上实现。
在图2中放大表示的流通通道13的区段A在流通通道13中的一个通道位置上进行流通通道13的环形横截面的收缩。为此在由阀壳体14构成的外通道壁13a上压入一个环形的凹陷28，该凹陷提供了一个伸入流通通道13中的、环绕在通道壁13a上的凸缘29。相同的凸缘也可变换地设置在由套筒15构成的内通道壁13b上。在内通道壁13b上及在外通道壁13a上各设置一个凸缘29也是可以的，其中这些凸缘29可相互对置或以短的距离相互错开。从轴向上看凸缘29的宽度可根据所需的节流程度来调节。典型的宽度为1-10mm。从径向上看在该通道位置上留有的流通通道13的宽度(间隙宽度)同样可根据所需的节流程度或宽些或窄些地调节。典型的间隙宽度为)0.01-0.1mm。
图3至8中表示三个其它的实施例，正如在流通通道13的一个通道位置上形成两个相继的通道区段131及132的划分及在通道区段131与132之间得到流通的连接。在所有三种情况下均使用具有一个环间隙31及一个与流通通道13的径向通道宽度相应的环厚度或环厚或环壁径向尺寸的环30，这些环被置入流通通道13中。
在根据图3至6的两个实施例中在流通通道13的该通道位置上置入一个环30。该环30在流通通道13中被固定在至少一个通道壁上，其中这样来进行固定，即环30部分地、形状锁合地嵌入到在通道壁12a，13b的至少一个中加工出的环形槽32中。在图3及4的实施例中环30具有一个矩形的横截面及环形槽32被加工在内通道壁13b中。环30最好由一个带制成。在图5及6的实施例中环30具有一个圆形的横截面及环形槽32由一个外通道壁13a的内侧上的、压入外通道壁13a中的环形凹槽构成。环30最好由一个丝线制成。
在图7及8的实施例中在流通通道13中的通道位置上置入两个以短距离相继布置的及相互平行地定位的环30。如图5及6中那样每个环30具有一个圆形的横截面及部分地嵌入在一个环形槽32中，环形槽各由一个由外通道壁的内侧压入外通道壁13a中的环形凹槽构成。如图8所示，在此情况下环30被这样地定位，即它们的环间隙31相互转离。这里环间隙优选地转离180°。两个相互有些隔开的环30的布置具有其优点，即在两个相继的通道区段之间产生了一个流体的中间容积。通过上述在外通道壁及内通道壁13a，13b上的两个凸缘29以短距离相互错开地布置将产生相同的效果。

Claims (14)

1.用于计量流体的阀，尤其用于在内燃机的一个燃料喷射装置中喷射燃料，该阀具有一个用于流体的入口(11)，一个用于流体的计量口(12)及一个由入口(11)导向计量口(12)的、纵长的空心圆柱体的流通通道(13)，该流通通道具有外通道壁及内通道壁(13a，13b)，其特征在于：流通通道(13)被划分成至少两个相互隔开的通道区段(131，132)及在流通方向上相继的这些通道区段(131，132)之间形成一个用于流体节流的流通连接。
2.根据权利要求1的阀，其特征在于：为了实现所述划分及流通连接在流通通道(13)中至少一个通道位置上将一个具有环间隙(31)及一个与流通通道(13)的径向通道宽度相应的环厚度的环(30)置入流通通道(13)中。
3.根据权利要求2的阀，其特征在于：所述环(30)具有一个矩形的或圆形的横截面。
4.根据权利要求3的阀，其特征在于：所述环(30)由一个具有矩形或圆形横截面的带或丝线来成型。
5.根据权利要求2至4中任一项的阀，其特征在于：所述环(30)在流通通道(13)中被固定在至少一个通道壁(13a，13b)上。
6.根据权利要求5的阀，其特征在于：所述环(30)部分地、形状锁合地嵌入到在一个通道壁(12a，13b)中加工出的至少一个环形槽(32)中。
7.根据权利要求2至6中任一项的阀，其特征在于：在流通通道(13)中的所述至少一个通道位置上以小距离相继地设置两个环(30)。
8.根据权利要求7的阀，其特征在于：这些环(30)相互平行地被这样定向，使得它们的环间隙(31)在圆周方向上相互转动。
9.根据权利要求8的阀，其特征在于：所述两个环(30)的环间隙(31)的转动为180°。
10.根据权利要求1的阀，其特征在于：为了所述划分及流通连接在流通通道(13)中至少一个通道位置上进行流通通道(13)的流通横截面的收缩。
11.根据权利要求10的阀，其特征在于：所述横截面的收缩借助至少一个环绕在至少一个通道壁(13a，13b)上的、由该通道壁凸出的凸缘(29)来实现。
12.根据权利要求11的阀，其特征在于：所述至少一个凸缘通过一个压入通道壁中的凹陷(28)来产生。
13.根据权利要求1至12中任一项的阀，其特征在于：流通通道(13)的外通道壁(13a)由一个管状的阀壳体(14)构成及流通通道(13)的内通道壁(13b)由一个相对所述阀壳体(14)同心地布置的套筒(15)构成，该套筒接收一个阀组件；所述阀壳体(14)在其一个端侧由一个包括入口(11)的连接块(16)及在另一端侧由一个包括计量口(12)阀体(17)各对流体密封地端接；所述套筒(15)延伸在连接块(16)与阀体(17)之间并用其套筒端部各对流体密封地固定在连接块(16)及阀体(17)上。
14.根据权利要求13的阀，其特征在于：在所述连接块(16)中形成由入口(11)到流通通道(13)的连接(13)及在所述阀体(16)中在计量口(11)的前面设置了一个阀室(26)，该阀室通过一个开在阀体(17)中的孔(27)与流通通道(13)连接。
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