CN105593507A - 喷射阀和用于操作喷射阀的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及喷射阀（1），包括：喷射器本体（2），其具有凹部（3）、流体入口（7）和流体出口（9）；布置成能在喷射器本体的凹部中轴向移动的针体（10），且在针体（10）的闭合位置中阻止流体流穿过喷射器本体的喷射开口（12），否则释放其；控制空间（15），其布置在凹部（3）中且液压地布置在流体入口（7）与流体出口（9）之间；带阀体（17）的控制阀（16），其布置在控制空间（15）中且配置成在阀体（17）的闭合位置中阻止控制空间（15）和流体出口（9）之间的流体流，否则释放其；压电致动器（20），其经由第一传送器（23）机械联接到控制阀（16）以打开其，此外压电致动器（20）能机械联接到针体（10）以闭合喷射阀（1）。

Description

喷射阀和用于操作喷射阀的方法

技术领域

本发明涉及喷射阀和用于操作喷射阀的方法。

背景技术

因为关于内燃发动机的可容许污染物排放的法律要求愈加严格，所以内燃发动机的喷射阀的喷射准确度是十分重要的。

发明内容

本发明所基于的目标是提供喷射阀和用于操作喷射阀的方法，其有助于实现喷射阀的高喷射准确度。

本发明是通过专利的独立权利要求的特征来实现。本发明的有利改进方案体现在从属权利要求中。

根据第一方面，本发明的特征在于喷射阀。所述喷射阀具有喷射本体，所述喷射本体具有凹部以及流体入口和流体出口。喷射阀具有针体，所述针体布置成可在喷射器本体的凹部中轴向移动，并且在针体的闭合位置中阻止流体流穿过喷射器本体的喷射开口，以及否则允许所述流体流。喷射阀具有控制空间，所述控制空间布置在凹部中并且其以液压方式布置在流体入口与流体出口之间。喷射阀具有带阀体的控制阀，其布置在控制空间中并且配置成在阀体的闭合位置中阻止控制空间与流体出口之间的流体流，以及否则允许所述流体流。喷射阀具有压电致动器，所述压电致动器经由第一传送器（übertrager）机械地联接到控制阀以打开控制阀，其中压电致动器也能够机械地联接到针体以闭合喷射阀。

由于针体机械地联接到压电致动器，所以能够借助于压电致动器来检测机械弹跳。可以利用发生机械弹跳的时间来调节喷射阀，以便由此实现较高的喷射准确度。特别地，此类时间为达到针体的闭合位置的时间以及达到针体的预定打开位置的时间。

根据一项有利的改进方案，压电致动器能够经由连接到针体的第二传送器机械地联接到针体。

因此，能够特别令人满意地将针体的机械弹跳传送到压电致动器。

根据另外的有利改进方案，在已克服了第二传送器和压电致动器之间的预定空冲程之后，将压电致动器机械地联接到针体。

这样确保压电致动器并非总是机械地联接到针体，使得（例如）当达到针体的预定打开位置时产生机械弹跳。

根据另外的有利改进方案，当达到针体的闭合位置时，以及当达到针体的预定打开位置时，将压电致动器机械地联接到针体。

因此，特别地，当达到闭合位置时，以及当达到预定打开位置时，能够检测到机械弹跳。

根据另外的方面，本发明的特征在于用于操作喷射阀的方法或喷射阀的有利改进方案。对压电致动器放电以借助于第一传送器来打开控制阀并且因此打开喷射阀。借助于压电致动器来检测第一机械弹跳的时间，当达到针体的预定打开位置时，所述弹跳通过压电致动器到针体的机械联接被传送到压电致动器。以根据第一机械弹跳的检测到的时间的方式，对压电致动器充电以借助于压电致动器到针体的机械联接来闭合喷射阀，例如，在喷射阀的下一个工作循环中，或在喷射阀的其中检测到第一机械弹跳的同一个工作循环中。

根据一项有利改进方案，借助于压电致动器来检测另外的机械弹跳的时间，当达到针体的闭合位置时，所述另外的机械弹跳通过压电致动器到针体的机械联接被传送到压电致动器。

通过压电致动器到针体的机械联接，能够检测到第一机械弹跳的时间和/或另外的机械弹跳的时间。能够利用所述两个时间或两个时间中的一者来调节喷射阀，以便由此实现高喷射准确度。

附图说明

下文中使用图示性附图来更详细地解释本发明，其中：

图1到图6示出在各种操作时间的喷射阀；

图7示出喷射阀的各种操作模式；以及FSI是指全冲程喷射，PSI是指部分冲程喷射，以及BI是指升压喷射。

图8示出用于操作喷射阀的流程图。

具有相同构造或功能的元件在所有附图中由相同附图标记来表示。

具体实施方式

图1到图6示出在各种操作时间的喷射阀1。将使用图2来更详细地解释喷射阀1。

喷射阀1具有喷射器本体2。喷射器本体2具有凹部3以及流体入口7和流体出口9。

流体入口7（例如）以液压方式联接到高压燃料贮存器（例如，称作共轨），并且由此被供应处于（例如）高达2500巴的压力下的燃料。

流体出口9以液压方式联接到低压区域，例如，联接到燃料箱。

喷射阀1具有针体10，该针体10布置成可在喷射器本体2的凹部3中轴向移动。

在针体10的闭合位置中，针体10就座于喷射器本体2的相关联的阀座上。并且因此阻止流体流穿过喷射器本体2的喷射开口12。喷射阀1由此闭合。

在针体10的打开位置中，针体10以预定方式与相关联的阀座轴向地隔开，并且由此释放流体流通过喷射开口12。喷射阀1由此打开。

喷射阀1具有控制空间15，该控制空间15布置在凹部3中并且其以液压方式布置在流体入口7与流体出口9之间。此处，特别地，凹部包括围绕针体10的空间、到控制空间15的液压连接线路以及控制空间15自身。

喷射阀1具有带阀体17的控制阀16。控制阀16布置在控制空间15中。

在阀体17的闭合位置中，阀体17就座于喷射器本体2的相关联的阀座上，因此阻止控制空间15与流体出口9之间的流体流。

在阀体17的打开位置中，阀体17以预定方式与相关联的阀座轴向地隔开，并且因此释放控制空间15与流体出口9之间的流体流。

喷射阀1具有压电致动器20，该压电致动器20经由第一传送器23机械地联接到控制阀16以打开控制阀16。

另外，例如，在克服了预定空冲程L之后，能够（例如）经由连接到针体10的第二传送器24将压电致动器20机械地联接到针体10。

喷射阀1能够以各种操作模式进行操作。图7示出三种操作模式。第一操作模式是称作全冲程喷射FSI的操作模式。其中，将喷射阀1打开历时预定时间并且随后再次关闭。另外的操作模式是称作部分冲程喷射PSI的操作模式。其中，仅短暂地将喷射阀1打开并且立即再次关闭。另外的操作方式是称作升压喷射BI的操作模式。其中，首先将喷射阀1稍微打开，在预定时间周期之后进一步打开，并且在另外的预定时间周期之后再次关闭。操作模式由四个时间来表示：时间OPP1，在所述时间OPP1，喷射阀1的打开操作开始；一个或更多个时间OPP2，在所述时间OPP2，针体10达到预定打开位置；时间OPP3，在所述时间OPP3，喷射阀1的闭合操作开始；时间OPP4，在所述时间OPP4，针体10达到闭合位置。

图8示出用于操作喷射阀1的过程的流程图。该过程能够（例如）由控制设备SV来执行。

此过程始于步骤S1中。在步骤S1中，使压电致动器20处于充电状态（见图1）。在步骤S1中，通过流体入口7使凹部3填充有处于高压下的燃料。控制阀16的阀体17由于作用在控制阀16的阀体17上的力的平衡而处于闭合位置中。此外，针体10由于另外的力平衡而处于闭合位置中。

在步骤S3中，使压电致动器20放电。步骤S3的开始表示时间OPP1，在所述时间OPP1，喷射阀1开始打开操作。

压电致动器20由于放电而发生收缩。因此，力经由第一驱动器23从压电致动器20传送到控制阀16的阀体17，因此，控制阀16打开。由于流体出口9的侧面上普遍存在比控制空间15中的压力更低的压力，所以流体从控制空间15流入到流体出口9中。因此，凹部3中出现压力梯度。由于该压力梯度，力作用在针体10上，因此，针体10从其相关联的阀座提升并因此释放喷射开口12（见图2、图3）。

在步骤S5中，借助于压电致动器20来检测第一机械弹跳的时间。第一机械弹跳是由以下事实产生：第二传送器24通过针体10的轴向运动来克服空冲程L并且达到与压电致动器20接触。此处，针体10达到预定打开位置（图3）。检测到第一机械弹跳的时间由此表示时间OPP2，在所述时间OPP2，针体10达到预定打开位置。

如果喷射阀1以全冲程喷射FSI操作模式进行操作，则在步骤S7中在预定持续时间之后继续该过程。

如果喷射阀1以部分冲程喷射PSI操作模式进行操作，则在步骤S7中在检测到第一机械弹跳之后立即继续该过程。

如果喷射阀1以升压喷射BI操作模式进行操作，则在步骤S3中在预定持续时间之后继续该过程，并且在步骤S7中在再次达到步骤S5之后的另外的预定持续时间之后继续该过程。

在步骤S7中，以根据第一机械弹跳的检测到的时间的方式对压电致动器20充电，例如，在喷射阀1的下一个工作循环中，或在喷射阀1的其中检测到第一机械弹跳的同一个工作循环中。所述步骤的开始表示时间OPP3，在所述时间OPP3，喷射阀1开始闭合操作。

由于对压电致动器20的充电，压电致动器20延伸并由此借助于机械地联接到针体10或联接到第二传送器24将针体10压入到其闭合位置中，因此，再次阻止流体流穿过喷射开口12（见图4、图5）。

此外，作用在控制阀16的阀体17上的力的平衡由于对压电致动器20的充电而改变，因此，所述控制阀16再次闭合（图6）。

在步骤S9中，借助于压电致动器20来检测另外的机械弹跳的时间。另外的机械弹跳是由于当达到针体10的闭合位置时针体10接触在相关联的阀座上所产生的。所述另外的机械弹跳经由针体10和第二传送器24被传送到压电致动器20。另外的机械弹跳的时间因此表示时间OPP4，在所述时间OPP4，针体10达到闭合位置。

以根据另外的机械弹跳的时间和/或第一机械弹跳的时间的方式，在步骤S3中可能在预定的持续时间之后继续所述过程，并且开始另外的工作循环。

由于第一机械弹跳的时间表示达到预定打开位置的时间OPP2，以及由于另外的机械弹跳的时间表示达到闭合位置的时间OPP4，所以能够在全冲程喷射FSI、部分冲程喷射PSI和升压喷射BI操作模式中借助于所述时间来调节喷射阀1。以此方式，特别地，能够针对所述操作模式来实现极高的喷射准确度。

Claims (6)

1.一种喷射阀（1），其具有：

-喷射器本体（2），所述喷射器本体（2）具有凹部（3）以及流体入口（7）和流体出口（9）；

-针体（10），其布置成能够在所述喷射器本体（2）的所述凹部（3）中轴向移动，并且在所述针体（10）的闭合位置中阻止流体流穿过所述喷射器本体（2）的喷射开口（12），以及否则释放所述流体流；

-控制空间（15），其布置在所述凹部（3）中并且以液压方式布置在所述流体入口（7）与所述流体出口（9）之间；

-控制阀（16），其具有阀体（17），所述控制阀（16）布置在所述控制空间（15）中，并且其配置成在所述阀体（17）的闭合位置中阻止所述控制空间（15）和所述流体出口（9）之间的流体流，以及否则释放所述流体流；

-压电致动器（20），其经由第一传送器（23）机械地联接到所述控制阀（16）以打开所述控制阀（16），此外，所述压电致动器（20）能够机械地联接到所述针体（10）以闭合所述喷射阀（1）。

2.根据权利要求1所述的喷射阀（1），其中，所述压电致动器（20）能够经由连接到所述针体（10）的第二传送器（24）机械地联接到所述针体（10）。

3.根据权利要求2所述的喷射阀（1），在已克服了所述第二传送器（24）和所述压电致动器（20）之间的预定空冲程（L）之后，将所述压电致动器（20）机械地联接到所述针体（10）。

4.根据前述权利要求中一项所述的喷射阀（1），其中，当达到所述针体（10）的闭合位置时，以及当达到所述针体（10）的预定打开位置时，将所述压电致动器（20）机械地联接到所述针体（10）。

5.一种用于操作根据权利要求1到4中一项所述的喷射阀（1）的方法，在所述方法中：

-使所述压电致动器（20）放电以借助于所述第一传送器（23）来打开所述控制阀（16），并且因此打开所述喷射阀（1）；

-借助于所述压电致动器（20）来检测第一机械弹跳的时间，当达到所述针体（10）的预定打开位置时，此弹跳通过所述压电致动器（20）到所述针体（10）的机械联接被传送到所述压电致动器（20）；

-以根据所述第一机械弹跳的检测到的时间的方式，使所述压电致动器（20）充电以借助于所述压电致动器（20）到所述针体（10）的机械联接来闭合所述喷射阀（1）。

6.根据权利要求5所述的方法，其中借助于所述压电致动器（20）来检测另外的机械弹跳的时间，当达到所述针体（10）的闭合位置时，所述另外的机械弹跳通过所述压电致动器（20）到所述针体（10）的机械联接被传送到所述压电致动器（20）。