CN104454277A - 用于燃料供给系统的阀装置和燃料供给系统 - Google Patents

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Abstract

用于燃料供给系统，特别是用于被设计成船用柴油机的内燃机的共轨燃料供给系统的阀装置(10)，具有一预调阀(11)、一主阀(12)和一调压阀(13)，其中，主阀(12)能借助压力管接头(16、17)连接在燃料供给系统的高压区域(15)上，并且其中，不仅预调阀(11)而且调压阀(13)能借助压力管接头(20、21)连接在燃料供给系统的低压区域(4)上，即预调阀(11)、主阀(12)和调压阀(13)能根据低压区域(14)内的压力和/或根据高压区域(15)内的压力自动地操控。

Description

用于燃料供给系统的阀装置和燃料供给系统
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的燃料供给系统的阀装置。此外本发明涉及具有这种阀装置的燃料供给系统。
背景技术
共轨燃料供给系统的基本结构可以从DE 101 57 135 B4中得知。共轨燃料供给系统的每个内燃机气缸各自包括至少一个喷油嘴。通过喷油嘴可以在内燃机的每一个气缸中喷入燃料。共轨燃料供给系统此外包括至少一个低压泵、至少一个高压泵和至少一个高压储存器，从而将燃料从共轨燃料供给系统的低压区域输送到其高压区域中，这里在泵装置和喷油嘴之间的高压区域内设计一个永久处于高压状态下的压力储存系统。永久处于高压下的压力储存系统也被称为共轨，它具有一个或者多个储存单元。储存单元与泵装置之间以及储存单元互相之间通过永久处于高压状态下的高压管路相连。压力储存系统，即储存单元此外通过根据喷射周期暂时处于高压状态下的高压管路与喷油嘴相连。根据喷射周期暂时处于高压状态下的高压管路(它们使喷油嘴与储存单元相连)配备有分配阀，分配阀根据喷射周期为喷油嘴提供燃料。
从DE 101 57 135 B4中可以知道的是，为压力储存单元的其中一个储存单元配备一个安全阀和一个扫气阀。安全阀和扫气阀一起形成一个卸载装置，这里安全阀和扫气阀也可以由唯一一个阀部件实现。通过扫气阀可以在发动机停止之后向油箱的方向排空燃料供给系统，这里根据DE 101 57135 B4通过一种合适的控制介质或者气压、液压或者电磁的实现对扫气阀的控制。
发明内容
由此出发本发明的任务在于，提出一种新型的用于燃料供给系统的阀装置以及具有这种阀装置的燃料供给系统。
该任务通过根据权利要求1的阀装置解决。根据发明的阀装置具有一预调阀、一主阀和一调压阀，其中，主阀可以借助压力管接头连接在燃料供给系统的高压区域上，并且其中，不仅是预调阀，而且调压阀也可以借助压力管接头连接在燃料供给系统的低压区域上，即预调阀、主阀和调压阀可以根据低压区域内的压力和/或根据高压区域内的压力自动地操控。
根据发明的阀装置可以在内燃机停止或者说在燃料供给系统的低压泵停止之后，更确切的说以机械的方式和方法自动卸载燃料供给系统的高压区域，而不需要为此进行气动的或者电磁的或者其他形式的操控。
由此可以在发动机停止之后自主地卸掉燃料供给系统的压力，而不需要通过控制装置进行操控。作为控制介质可以使用原本处于燃料供给系统中的燃料压力。燃料供给系统的卸压可以借助根据发明的阀装置在几秒之内实现。由此可以有效地保护燃料供给系统的喷油嘴使其避免磨损。
根据一种有利的改进方案，调压阀可以借助压力管接头连接在燃料供给系统的低压区域上，从而当在低压区域内施加(Anliegen)了工作压力时调压阀克服弹簧部件的可调节的弹簧力自动打开。预调阀可借助第一压力管接头连接在燃料供给系统的低压区域上，并且借助第二压力管接头通过至少一个节流阀的中间连接来连接在燃料供给系统的高压区域上，从而当在低压区域内施加了工作压力并且当在高压区域内施加了工作压力时预调阀自动关闭。主阀可以借助压力管接头连接在燃料供给系统的高压区域上，从而当在高压区域内施加工作压力之前主阀自动关闭。由此当处于燃料供给系统的低压区域内的工作压力通过关闭低压泵而下降时，预调阀和主阀自动打开，从而可以将高压区域排空到燃料箱中。预调阀、主阀和调压阀的连接优选且允许以很低的成本在停止内燃机或者燃料供给系统的低压泵之后自动地、自主地卸除燃料喷射系统的压力，而不需要经由控制器的外部操控。
根据发明的燃料供给系统在权利要求9中定义。
附图说明
本发明的优选的改进方案从从属权利要求和下文的阐述中得到。本发明的实施例借助附图进一步阐述，但是不局限于此。其中展示了：
图1根据发明的用于燃料供给系统的阀装置的示意图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于燃料供给系统的阀装置和燃料供给系统，优选被设计成大型柴油机、船用柴油机的内燃机的特别是共轨燃料供给系统。
内燃机的被设计成共轨燃料供给系统的燃料供给系统的基本结构为本领域技术人员所熟悉，并且已经从DE 101 57 135 B4中公开。本发明涉及一种用于该类型的燃料供给系统的阀装置，它在内燃机启动的时候以及在它开始运行之后不仅在燃料供给系统的低压区域内，也在高压区域内对调节已定义的工作压力提供支持，并且在发动机或者说低压泵停止之后可以自动地、自主地卸除燃料供给系统的压力。
图1展示根据发明的用于燃料供给系统、特别是用于被设计成船用柴油机的内燃机的共轨燃料供给系统的阀装置10的方框图，其中，阀装置10包括一预调阀11、一主阀12和一调压阀13。图1的阀装置10不仅可以连接在内燃机的燃料供给系统的低压区域14上，也可以连接在高压区域15上。
在图1的实施例中被设计成2/2路径阀的主阀12具有两个压力管接头16和17。主阀12可以借助两个压力管接头16和17连接在燃料供给系统的高压区域15上，其中，两个压力管接头16和17的压力面互相不同。第一压力管接头16可以通过节流阀18的中间连接来连接在燃料供给系统的高压区域15上，并且具有比主阀12的第二压力管接头17更大的压力面，主阀12可以通过第二压力管接头17不通过节流阀的中间连接而直接连接在燃料供给系统的高压区域15上。当燃料供给系统的高压区域15无压时，弹簧部件19将主阀12压向图1所示的关闭位置，其中，弹簧部件19可以设计有一相对小的弹簧力，因为弹簧部件19基本上仅仅用于使主阀12定位在无压的状态下。当在高压区域15内通过至少一个高压泵产生一工作压力时，由于主阀12的第一压力管接头16具有比压力管接头17更大的压力面，因此主阀12同样被压至图1所示的关闭位置。
预调阀11以及调压阀13可以借助压力管接头20、21连接在燃料供给系统的低压区域14上，其中，低压区域14的节流阀22衰减低压区域14内的压力振动。当低压区域14无压时，预调阀11被一弹簧部件23压向图1所示的关闭位置，其中，预调阀11的弹簧部件23和主阀12的弹簧部件19一样可以设计具有很小的弹簧力，并且在预调阀11的情况下仅仅被用于将预调阀11定位在无压的状态下。在某些情况下可以完全省去弹簧部件23。
图1展示的实施例中的预调阀11和主阀12一样被设计成2/2路径阀，预调阀除了压力管接头21(通过它可以将预调阀11连接在燃料供给系统的低压区域14上)之外还具有另一个压力管接头24，通过它可使预调阀11连接在高压区域15上，更确切的说通过至少一个节流阀的中间连接。图1中已提及的节流阀18和另一个节流阀25连接在预调阀11的压力管接头24和高压区域15之间。预调阀11的两个压力管接头21和24又具有不同的压力面，其中，第一压力管接头21的压力面大于第二压力管接头24的压力面，更确切的说，当在低压区域14和高压区域15内各自产生相应的工作压力时，预调阀11被压至图1所示的关闭位置。
如上文已经阐述的，调压阀13可以通过压力管接头20连接在低压区域14上，其中，当低压区域14无压时，在其弹簧力方面可调的弹簧部件26将调压阀13压至图1所示的关闭位置上。当低压区域14内产生一工作压力时，该工作压力位于压力管接头20上并根据弹簧部件26的已调节的弹簧力将调压阀13从关闭位置压出，即其方式是，在压力管接头20和21上由调压阀13和预调阀11调节一个恒定的压力。借助调压阀13和可调节的弹簧部件26由此也可以在燃料供给系统中产生压力波动时保证用于主阀12的恒定的开启压力，其方式是，压力管接头20以及由此压力管接头21上的过大的压力导致调压阀13开启，更确切的说，一直持续至调压阀13的节流阀27上的压力下降到一个期望的值。这里需要指出的是，调压阀13可以集成进预调阀11的活塞中。
当内燃机停止时，即当由于低压区域17内的低压泵停止并且高压区域15内的高压泵停止从而燃料供给系统无压时，则阀装置10的阀11、12和13位于图1所示的位置上。
当内燃机启动或者说当燃料供给系统的低压区域14的低压泵启动时，在压力管接头20和21上由调压阀13和预调阀11产生一个压力，它通过调压阀13保持恒定并将预调阀11压至图1所示的关闭位置上。当内燃机启动时高压区域15的特定的或者每个高压泵也开始运行，其中，由于压力管接头16和17的结构，主阀12使燃料供给系统的高压区域15在工作压力位于高压区域15内时保持关闭。如上所述，通过节流阀22衰减燃料供给系统的低压区域14内的压力波动，其中，调压阀13使用于主阀12的开启压力在燃料供给系统中存在压力波动时保持恒定。
当内燃机开始运行并且在低压区域14以及高压区域15中形成相应的工作压力之后，通过低压区域14的低压泵以及高压区域15的特定的或者每个高压泵在燃料供给系统的未展示出的喷油嘴上产生一个相应的喷射压力。通过节流阀18为主阀12的压力管接头16进行填充，这里如上所述，压力管接头16具有比压力管接头17更大的压力面，从而主阀12在内燃机开始运行之后可靠地保持关闭。
主阀12的压力管接头16不完全密封，从而一定的燃料量由于主阀12的所谓的间隙引导(Spaltführung)向燃料箱或者说回流箱28的方向流失。主阀12的压力管接头16的不密封性在图1中示意性地通过节流阀29表示，但是这里不涉及节流阀的结构，而仅仅涉及由于主阀12的压力管接头16的不密封性从第二压力管接头16向回流箱28的方向的燃料损失。但是通过节流阀18补充的燃料量大于由于压力管接头16的不密封性由节流阀29向回流箱28的方向流出的量，从而可以维持主阀12的压力管接头16上的压力，并且由此可以保持燃料供给系统的高压区域15的关闭。
当关闭内燃机并由此关闭低压区域14的低压泵以及高压区域15的特定或者每个高压泵时，燃料供给系统中的压力迅速减小。由此预调阀11的压力管接头21上的压力下降，其中，由于燃料供给系统的高压区域15中仍然存在的较高的压力，因此预调阀11自动打开，其中，所述较高的压力通过节流阀18和25的中间连接而施加在预调阀11的压力管接头24上。由此可以通过充分利用燃料供给系统中的压力比在关闭内燃机之后的几秒之内自动向回流箱28的方向抽空或者说排空低压区域14。
在本文中值得注意的是，节流阀25大于节流阀18，从而通过节流阀25可以从压力管接头16中流出的燃料比通过节流阀18向其中补充的燃料更多。
通过减小主阀12的压力管接头16上的压力，主阀12也可以通过压力管接头17上的压力自动打开，从而在停止或者说关掉内燃机之后在几秒之内也自动地且自主地向回流箱28的方向抽空或者说排空燃料供给系统的高压区域15。
图1展示的节流阀30显示出至回流箱28的压力损失。
根据发明的阀装置10因此充分利用燃料供给系统的低压区域14和高压区域15中的压力比，从而在内燃机启动或者是开始运行时自主的关闭预调阀11和主阀12，并且在内燃机关闭之后在几秒之内自动打开预调阀和主阀。由此保证在关闭内燃机之后自主地卸除燃料供给系统的压力，而不需要通过单独的控制器进行操控。这里不需要气动的或者液压的压缩空气供给或者电磁的或其他形式的操控。控制介质相当于工作介质，即燃料，从而不会引起不希望发生的不同介质的混匀，例如在进行气动操控时引起燃料和压缩空气的混匀。在关闭发动机之后打开根据发明的阀装置10的预调阀11和主阀12并由此在几秒之内卸除燃料供给装置的压力，从而例如可以快速的卸除燃料喷油嘴的压力。主阀12和预调阀11的弹簧部件19和23设计有很小的弹簧力，因为该弹簧力在无压力的状态下实际上仅仅用于定位相应的阀11、12。
附图标记列表
10  阀装置
11  预调阀
12  主阀
13  调压阀
14  低压区域
15  高压区域
16  压力管接头
17  压力管接头
18  节流阀
19  弹簧部件
20  压力管接头
21  压力管接头
22  节流阀
23  弹簧部件
24  压力管接头
25  节流阀
26  弹簧部件
27  节流阀
28  回流箱
29  节流阀
30  节流阀

Claims (9)

1.阀装置(10)，用于燃料供给系统、特别是用于被设计成船用柴油机的内燃机的共轨燃料供给系统，具有一预调阀(11)、一主阀(12)和一调压阀(13)，其中，主阀(12)能借助压力管接头(16、17)连接在燃料供给系统的高压区域(15)上，并且其中，不仅预调阀(11)而且调压阀(13)能借助压力管接头(20、21)连接在燃料供给系统的低压区域(4)上，即预调阀(11)、主阀(12)和调压阀(13)能根据低压区域(14)内的压力和/或根据高压区域(15)内的压力自动地操控。
2.根据权利要求1的阀装置，其特征在于，调压阀(13)能借助压力管接头(20)连接在低压区域(14)上，从而当在低压区域(14)内施加了工作压力时调压阀(13)克服弹簧部件(26)的可调节的弹簧力在保证低压区域(14)内的恒定的工作压力的情况下自动打开。
3.根据权利要求1或2的阀装置，其特征在于，预调阀(11)能利用第一压力管接头(21)连接在燃料供给系统的低压区域(14)上，并且能利用第二压力管接头(24)在至少一个节流阀(18、25)的中间连接下连接在燃料供给系统的高压区域(15)上，从而当在低压区域(14)内施加了工作压力并且当在高压区域(15)内施加了工作压力时预调阀(11)自动关闭。
4.根据权利要求1至3中任一项的阀装置，其特征在于，主阀(12)能借助两个压力管接头(16、17)连接在燃料供给系统的高压区域(15)上，从而当在高压区域(15)内施加了工作压力时主阀(12)自动关闭。
5.根据权利要求4的阀装置，其特征在于，主阀(12)的沿着关闭方向起作用的第一压力管接头(16)具有相对较大的压力面，并且在至少一个节流阀(18)的中间连接下能连接在燃料供给系统的高压区域(15)上。
6.根据权利要5的阀装置，其特征在于，主阀(12)的沿着开启方向起作用的第二压力管接头(17)具有相对较小的压力面，并且能直接连接在燃料供给系统的高压区域(15)上。
7.根据权利要求1至6中任一项的阀装置，其特征在于，当燃料供给系统的低压区域(14)内的工作压力下降时，预调阀(11)和主阀(12)自动打开，从而能排空燃料箱(28)中的低压区域(11)和高压区域(2)。
8.根据权利要求1至7中任一项的阀装置，其特征在于，预调阀(11)和主阀(12)构造成2/2路径阀。
9.燃料供给系统，特别是被设计成船用柴油机的内燃机的共轨燃料供给系统，具有一低压区域(14)和一高压区域(15)，其特征在于根据权利要求1至8中任一项的阀装置(10)。
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