CN104956068B - 阀 - Google Patents

Abstract

一种阀,包括：‑壳体（101）,所述壳体包围流体出口（102）,‑具有纵轴线（104）的阀元件（103）,‑阀座体（105）,所述阀座体包围流体入口（106）并且所述阀座体具有密封座（107）,从而使得所述阀（100）在下述情况下被封闭：所述阀元件（103）抵靠在所述密封座（107）上,并且所述阀座体与所述壳体（101）耦联,其中所述阀元件（103）能相对于所述阀座体（105）沿着所述纵轴线（104）的方向运动,以便开启从所述流体入口（106）至所述流体出口（102）的流体流动,所述阀座体（105）包围引导面（108），所述阀元件（103）与所述引导面耦联,以便引导所述阀元件（103）运动,所述阀座体（105）由比所述壳体（101）硬的材料制成。

Description

阀

本发明涉及一种阀、特别是用于机动车的内燃机用的燃料喷射系统的阀。

在燃料喷射系统中的阀处于强烈负荷之下,因为所述阀例如受到2000 bar或者更大的压力。在具有电磁致动器的阀中,出于磁性的原因经常使用较软的材料。这种软材料通过附加的构件来防止高压和磨损。

希望的是,提出一种阀,所述阀能实现可靠的运行并且特别是能成本经济地制造。

根据本发明的一种实施方式，阀包括壳体,所述壳体包围流体出口。所述阀包括一具有纵轴线的阀元件。此外所述阀具有阀座体。所述阀座体包围流体入口并且具有密封座,从而使得所述阀在下述情况下被封闭：所述阀元件抵靠在所述密封座上。所述阀座体与所述壳体耦联。所述阀元件能相对于所述阀座体沿着所述纵轴线的方向运动,以便开启从所述流体入口至所述流体出口的流体流动。所述阀座体包围引导面，所述阀元件与所述引导面耦联,以便引导所述阀元件运动。所述阀座体由比所述壳体硬的材料制成。

所述阀特别是能用作在内燃机的燃料喷射系统中的阀。例如，所述阀被用作限压阀。所述阀直至确定的、预先给定的压力保持关闭并且在所述压力之上打开,从而流体可以从所述流体入口经由所述阀座体到达所述流体出口。所述流体从那里例如又朝向流体箱的方向流动。

例如具有钉或阀针的形状的阀元件特别是与电磁致动器耦联。所述电磁致动器被布置用于,使得所述阀元件相对于所述阀座体沿着所述纵轴线运动,从而所述阀元件从所述密封座离开。所述电磁致动器与所述壳体耦联。所述壳体由较软的材料制成,特别是为了能实现所述电磁致动器的可靠运行。所述壳体在低压侧上引导流体。所述壳体不引导用2000 bar或更大的高压加载的流体。

所述阀座体由比壳体更硬的材料制成。所述阀座体包围流体入口,在所述流体入口中可以引导具有直至2000 bar或更大压力的所述流体。此外，所述阀座体与所述阀元件接触,以便引导所述阀元件的运动。因此，所述阀元件由所述阀座体来引导,所述阀座体由较硬的材料制成。特别是，壳体的材料具有比阀座体更低的硬度值。所述阀元件在硬质材料中被引导,由此避免了引导磨损。由此还在较长的运行时期内提高了阀的精确性和可靠性。此外，在相同的阀座体中构成所述密封座和引导部,从而出现较少的公差。由此提高了制造精度,因为那些必须精准地遵守其位置的元件被集成和设置在共同的轴线上。

硬质材料特别是理解成一种机械硬质材料,这就是说与较软的材料相比更难变形的材料。相应地，较软的材料理解成一种材料,所述材料与较硬的材料相比比较容易变形。软材料特别是包括软磁材料。

较硬的材料例如可以是马氏体钢,特别是包括下述元素：Cr、C、Mn、Si、P、S、和Mo。在此材料成分特别是可以如下：16-18 % Cr、0.6-1.2 % C、≤1 % Mn、≤1 % Si、≤0.04 %P、≤0.03 % S、≤0.75 % Mo。所述较硬的材料例如可以是一种SAE标号440的钢。所述较硬的钢例如具有洛氏硬度（Rockwellhärte）C50或者更高,例如在C50和C70之间,特别是在C55和C66之间,包括主要数据（Eckwerte）。

优选地，所述较软的材料是磁性材料。所述较硬的材料可以是非磁性材料。

特别是，所述较软的材料可以是一种铁素体钢,特别是包括下述元素：Cr、C、Mn、Si、P和S,必要时附加Ni或Mo。在此所述材料成分特别是可以如下：16-18 % Cr、≤0.75 %Ni、≤0.12 % C、≤1 % Mn、≤1 % Si、≤0.04 % P和≤0.03 % S。所述较软的材料例如可以是一种SAE标号430的钢。所述较软的钢例如可以具有洛氏硬度B100或者更低,例如在B70和B100之间,特别是在B80和B90之间,包括主要数据。

根据其它实施方式，在所述引导面和所述阀元件之间的耦联能实现将流体沿着所述阀元件和所述引导面压入。所述阀元件在所述阀座体中的引导不被密封。

根据实施方式，所述阀元件沿着所述纵轴线至少在所述引导面的区域内具有凹口，用于从所述流体入口至所述流体出口的流体流动。通过所述凹口能够实现,流体在阀打开时沿着所述纵轴线经由引导区域在所述引导面上被引导穿过。所述凹口沿着背离所述密封座的方向特别是延伸超过所述密封座体。由此能可靠地且快速地将流体引导至流体出口。

根据其它实施方式，所述阀座体具有流体管道,所述流体管道横向于所述纵轴线地指向，用于从所述流体入口至所述流体出口的流体流动。在所述阀打开时能实现,使得所述流体从所述流体入口经由所述流体管道到达所述流体出口。

根据实施方式，所述阀或者具有在所述阀元件中的凹口或者在所述阀座体中的流体管道,然而不能具有二者。根据其它的实施方式，所述阀不仅具有在所述阀元件中的凹口而且还具有在所述阀座体中的流体管道。

根据其它实施方式，所述阀座体在具有壁的所述密封座上拥有流体室。从而使得在下述情况下流体射束撞击到所述壁上：开启了从所述流体入口至所述流体出口的流体流动。在阀打开时，从高压侧至低压侧形成了强烈的流体射束。所述射束撞击到由较硬的材料制成的阀座体的壁上。与较软的材料相比，所述阀座体受到较弱的磨损。此外可以省略用于防止流体射束的其它构件。因此能实现简单且成本经济的制造以及磨损少且可靠的运行。

随后参照附图对一些示例性的实施例进行描述。相同的、相同类型的或者作用相同的元件在此可以具有相同的附图标记。

其中示出了：

图1示出了根据实施方式的阀的示意图,

图2示出了根据实施方式的阀的示意图,和

图3示出了根据实施方式的阀元件的横截面图。

图1以横截面图示意性示出了阀100。所述阀100包括壳体101和阀座体105。所述阀座体105与所述壳体101相耦联。所述阀座体105特别是设置在所述壳体101的凹口中。所述阀100例如是在燃料喷射系统中的限压阀。

所述阀座体105包围流体入口106。所述流体入口106例如与传输高压的燃料管道或压力存储器液压地相耦联。在高压侧特别是出现大于2000 bar的压力。所述阀座体105具有密封座107。所述密封座设置在流体入口106的端部上。所述阀座体105在背离所述流体入口106的区域上具有引导面108。所述引导面108特别是圆柱形的。此外所述阀座体105包围一流体室111。所述流体室111设置在所述密封座107和所述引导面108之间。根据实施方式，所述阀座体105包围流体管道110。所述流体管道110特别是一个钻孔或多个钻孔。所述流体管道110设置在所述引导面108和所述密封座107之间。

所述壳体101包围了设置在所述流体管道110下游的流体出口102。

此外所述阀100具有阀元件103。所述阀元件103特别是长形膨胀的阀钉或长形膨胀的阀针,所述阀钉或阀针沿着纵轴线104延伸。

所述阀元件103与所述阀座体105耦联。所述阀元件103局部地设置在所述阀座体105之内。所述阀元件103能相对于所述阀座体105沿着所述纵轴线104移动。所述阀元件103相对于所述阀座体105的移动通过所述引导面108来引导。所述阀元件103利用端部在阀的闭合状态下与所述密封座107接触。所述阀元件103利用对置的端部与致动器113耦联。所述致动器特别是电磁致动器。所述致动器特别地包括磁线圈1132和衔铁1131。所述致动器113特别是固定在所述壳体101上。所述致动器113布置成,使得所述阀元件103沿着所述纵轴线104朝向远离所述密封座107的方向运动。所述衔铁1131特别是可以在为磁线圈1132通电时朝向所述磁线圈的方向移动。

所述阀座体105由比形成所述壳体101的材料更硬的材料制成。所述阀座体105特别是由比所述壳体101更硬的材料制成。所述阀座体105特别是比所述壳体101具有更大的硬度。在选择用于所述阀座体105的材料时特别是不必考虑磁性。首先根据较小的磨损来选择所述材料。根据其磁性来选择所述壳体101的材料,因为所述电磁致动器113与所述壳体101相耦联。

用于所述阀元件103的引导面108是由较硬的材料制成的阀座体105的一部分。在所述阀座体105上，在引导所述阀元件103时仅出现较小的引导磨损。

在运行中，流体在所述流体入口106上处于高压之下。如果压力超过预先给定的值或者所述致动器被操纵,则所述阀元件103从所述密封座107抬起。因此开启了从所述流体入口106至所述流体出口102的流体流动。因此形成了在所述阀元件103的尖端和所述密封座107之间的流体射束。这种具有高压的射束冲击到所述流体室111的壁112上。因为所述流体室111设置在由硬质材料形成的所述阀座体105中,所以由于射束冲击到壁上112的冲击仅出现较小的磨损。所述流体从所述流体室111经由所述流体管道110到达所述流体出口102。

在所述阀100中，所述密封座107和所述壁112以唯一共同的构件来实现。可省略其它用于保护流体射束的构件。所述引导面108和所述阀座107以唯一共同的构件来实现。因此出现较小的制造公差。特别是所述引导面108、所述密封座107和所述壁112以唯一共同的构件来实现。由此能够廉价地且精确地制造所述阀100。通过省略用于防止高压的附加构件，所述阀成本经济。所述阀100在流体室111中关于流体射束仅受到较小的磨损。此外，所述阀座体105在引导所述阀元件103方面受到较小的磨损。

图2示出了根据其它实施方式的阀100。根据图3的阀100基本上相应于如与图1相关的实施方式来阐述。与图1的实施方式不同，根据图2的实施例的阀100没有流体管道110。替代于此，在所述阀元件103中设置凹口109或多个凹口109。

图3示出了横向于图2的阀元件103的纵轴线104的横截面。所述凹口109沿纵轴线104的方向侧向地掏制到所述阀元件103中。通过所述凹口109，在阀打开时，将所述流体从所述流体室111引导至所述流体出口102。因此可以省略在所述阀座体105中的钻孔110。所述凹口109特别是在背离所述密封座107的侧面上延伸超过所述引导面108。由此可以实现经由所述凹口109的可靠的流体流动。

Claims (5)

1.阀，包括：

-壳体（101），所述壳体包围一流体出口（102），

-具有纵轴线（104）的阀元件（103），

-阀座体（105），所述阀座体包围一流体入口（106）并且所述阀座体具有一密封座（107），从而使得所述阀（100）在下述情况下被封闭：所述阀元件（103）抵靠在所述密封座（107）上并且所述阀座体与所述壳体（101）相耦联，

其中

-所述阀元件（103）能相对于所述阀座体（105）沿着所述纵轴线（104）的方向运动，以便开启从所述流体入口（106）至所述流体出口（102）的一种流体流动，

-所述阀座体（105）包围一引导面（108），所述阀元件（103）与所述引导面耦联，以便引导所述阀元件（103）运动，

-所述阀座体（105）由比所述壳体（101）更硬的材料制成，使得所述阀元件在更硬的材料中被引导，由此避免了引导磨损，

所述阀元件（103）沿着所述纵轴线（104）看至少在所述引导面（108）的区域内具有凹口（109），用于从所述流体入口（106）至所述流体出口（102）的流体流动。

2.按权利要求1所述的阀，其中在所述引导面（108）和所述阀元件（103）之间的耦联被构造用于在所述引导面（108）和所述阀元件（103）之间将所述流体压入。

3.按权利要求1所述的阀，其中所述阀座体（105）具有流体管道（110），所述流体管道横向于所述纵轴线（104）指向，用于从所述流体入口（106）至所述流体出口（102）的流体流动。

4.按权利要求1至3中任一项所述的阀，其中所述阀座体（105）在所述密封座（107）上利用壁（112）包围一流体室（111），从而使得在下述情况下流体射束撞击到所述壁（112）上:开启了从所述流体入口（106）至所述流体出口（102）的流体流动。

5.按权利要求1至3中任一项所述的阀，包括：

-电磁的致动器（113），所述致动器设置在所述壳体（101）上并且所述致动器与所述阀元件（103）耦联，以便使得所述阀元件（103）沿着所述纵轴线（104）的方向移动。