CN108138735A - 用于喷射器的流量限制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于共轨燃料喷射系统的喷射器的流量限制器(16)，其中，流量限制器(16)具有带高压接头(20)的封闭螺栓(5)、阀壳体(24)、球(15)和弹簧(17)。在封闭螺栓(5)上构造有支承座(28)，并且在阀壳体(24)上构造有阀座(18)。所述球(15)布置在构造在阀壳体(24)中的轴向孔(11a)中并且通过弹簧(17)朝着支承座(28)的方向被加载。所述球(15)在贴靠在支承座(28)上时释放从高压接头(20)通过轴向孔(11a)实现的液压连接并且在贴靠在阀座(18)上时截止该液压连接。支承座(28)具有卵形轮廓。

Description

用于喷射器的流量限制器
技术领域
本发明涉及一种用于共轨燃料喷射系统、尤其是模块化共轨燃料喷射系统的喷射器的流量限制器。
背景技术
用于内燃机的模块化共轨燃料喷射系统的特征在于，存在于系统中的储存容积的一部分存在于喷射器本身中。模块化共轨系统在特别大的发动机中使用，在所述发动机中各个喷射器可能相对彼此以很大的间距安装。用于所有喷射器的同一个轨的唯一应用在这样的发动机中是没有意义的，因为该轨由于长的管路而在喷射期间引起在喷射压力方面的猛烈扰动，从而在较长的喷射持续时间中喷射率会发生可察觉的扰动。因此，在这样的发动机中设置为，将高压储存器布置在每个喷射器的内部。这样的结构类型被称为模块化构造，因为每个单个的喷射器具有它自己的高压储存器并且因此可以用作为独立的模块。在此，高压储存器不应理解为通常的管路，而是具有输入管路或输出管路的抗压容器，该容器的直径相比于高压管路明显增大，因此由高压储存器可以发出一定的喷射量，而不会引起立即的压力降。
高压燃料从高压泵中供应给模块化共轨系统的喷射器，其中，所述供应大部分通过喷射器的开口在高压储存器的上侧上进行(所谓的顶部加料)；替代地，所述供应也可以在侧面设置(侧向加料)。在此，引导高压燃料的高压管路到喷射器上的连接通过流量限制器的设有高压接头的封闭螺栓来进行。该封闭螺栓通常具有其他功能，即为相邻的喷射器输送燃料，为了该目的设置有第二高压接头。
流量限制器在高压燃料流入的流量过高时分离喷射器，以便避免喷射器持续喷射到内燃机的燃烧室中。这种流量限制器例如由EP 2 662 557A1已知。
已知的用于共轨燃料喷射系统的喷射器的流量限制器具有带高压接头的封闭螺栓、阀壳体、球和弹簧。在封闭螺栓上构造有支承座，并且在阀壳体上构造有阀座。所述球布置在构造在阀壳体中的轴向孔中并且通过弹簧朝着支承座的方向被加载。所述球在贴靠在支承座上时释放从高压接头通过轴向孔实现的液压连接，并且所述球在贴靠在阀座上时截止该液压连接。在流量限制器已装配的状态下，该液压连接在下游通入到喷射器的高压储存器中。
在喷射器的运行中，在球与支承座之间出现多次重复的接触，并且与此相应地也引起磨损。在所述球贴靠在支承座上时，液压连接必须保持打开；这例如通过轴向孔中的槽或凹部来保证。由此，支承座的轮廓的棱边构型得非常尖锐并且因此也构型得容易受磨损。
发明内容
与此相对，根据本发明的流量限制器具有改善的磨损行为，因为球与支承座之间的接触压力峰值减小。由此提高流量限制器的使用寿命。此外，避免了由于流量限制器上或喷射器上的磨损颗粒而引起的功能干扰。
为此，流量限制器包括带高压接头的封闭螺栓、阀壳体、球和弹簧。在封闭螺栓上构造有支承座，并且在阀壳体上构造有阀座。所述球布置在构造在阀壳体中的轴向孔中并且通过弹簧朝着支承座的方向被加载。所述球在贴靠在支承座上时释放从高压接头通过轴向孔实现的液压连接，并且所述球在贴靠在阀座上时截止该液压连接。根据本发明，支承座具有卵形轮廓。
通过卵形轮廓使球与支承座之间的接触压力峰值减小。同时，通过轴向孔的液压连接在球贴靠在支承座上时保持打开，从而满足旁通功能。附加地，与具有凹部或槽的圆形孔相比，卵形轮廓更易于生产，例如通过蚀刻或激光加工。
有利地，支承座具有椭圆形轮廓。由此，使球与支承座之间的接触压力峰值尽可能最小。
在有利的实施方案中，在封闭螺栓中构造有高压孔，其中，高压孔通入到支承座中并且具有椭圆形轮廓。由此，支承座由椭圆形高压孔限界或呈现该高压孔的棱边。优选地，高压孔通过蚀刻或激光加工来生产，从而以简单的方式生产支承座的椭圆形轮廓。
在有利的扩展方案中，弹簧布置在轴向孔中。由此，流量限制器特别紧凑地并且节省空间地实施。在此，弹簧优选支撑在轴向孔的肩部上。
此外，本发明包括用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中的喷射器，其中，喷射器具有喷射器体和如上所述的流量限制器。在此，流量限制器与喷射器体连接，例如夹紧。由此防止从喷射器到燃烧室中的持续喷射，这会是非常高的安全风险。
在有利的扩展方案中，阀壳体借助于夹紧螺母优选介质密封地夹紧在喷射器体与封闭螺栓之间。流量限制器与喷射器之间的连接紧凑地实施。同时，阀壳体使该连接密封，使得没有燃料可以到达周围环境。
在有利的实施方案中，在喷射器体中构造有高压储存器，其中，轴向孔与高压储存器液压地连接。特别在大型内燃机中，有利地将高压储存器直接布置在喷射器中，以便具有足够的燃料可供用于喷射。由此，防止长的流动路径，并且避免燃料在喷射期间的过大的压力降。
在有利的扩展方案中，轴向孔在中间连接有节流部的情况下与高压储存器连接。为了在将燃料喷射到内燃机的燃烧室中时能够实现燃料到高压储存器中的补充流入并且为了防止各个喷射器的喷射压力或喷射量彼此影响，设置为，轴向孔通过优选构造在阀壳体中的节流部通入到喷射器中。此外，节流部在阀壳体中的布置随之带来以下优点：以简单的方式通过更换阀壳体实现节流部横截面与燃料喷射系统的相应需求的匹配，而不必为此替换另外的构件。
优选地，在阀壳体中还布置有棒状过滤器，该棒状过滤器挡住来自燃料的大颗粒。
附图说明
下面根据附图详细阐释本发明。附图示出：
图1以纵剖面图示出流量限制器的实施方案，
图2a图1的根据现有技术的剖视图A-A，
图2b图1的根据本发明的流量限制器的剖视图A-A。
具体实施方式
图1中示出喷射器的喷射器体1的端部区段，在该喷射器中集成有高压储存器2。喷射器体1也可以被称为保持体。喷射器具有流量限制器16，其中，流量限制器16包括阀壳体24、构造在阀壳体24中的轴向孔11a、用作为关闭体并且布置在轴向孔11a中的球15、构造在阀壳体24上的阀座18和支承座28。
喷射器体或者说保持体1具有引至高压储存器2的开口3，封闭螺栓5的螺栓式区段4被导入到该开口中。封闭螺栓5借助于夹紧螺母7与喷射器体1拧紧，其中，夹紧螺母7以它的内螺纹与喷射器体1和封闭螺栓5的轴向相互紧接着的外螺纹共同作用。
在封闭螺栓5中构造有高压接头20和另外的高压接头21。未详细示出的管路连接到高压接头20上，通过该管路实现高压燃料从未示出的高压泵的供应。通过另外的高压接头21可以建立与后面的喷射器的连接。此外，在封闭螺栓5中构造有高压孔11，该高压孔与高压接头20、21液压地连接并且引向喷射器体1的方向。高压孔11具有凹部12，所述凹部不在高压孔11的整个周边上走向。
封闭螺栓5的螺栓式区段4具有接收孔22，阀壳体24的轴向区段23被接收到该接收孔中。阀壳体24具有肩部25，在该肩部上朝着喷射器体1的方向构造有锥状密封面6并且朝着封闭螺栓5的方向构造有另外的锥状密封面26。密封面6与喷射器体的开口3的边缘上的相应的对应面共同作用。另外的锥状密封面26与螺栓式区段4的锥形对应面共同作用。这导致：封闭螺栓5借助于夹紧螺母7的拧紧同时在密封面6和另外的密封面26上产生密封力。通过夹紧螺母7调节需要的保持力或密封力。在封闭螺栓5的肩部8与喷射器体1的环形端面9之间设置有间隙10，以便避免双重配合。
在阀壳体24中构造有轴向孔11a，该轴向孔通入到高压孔11中，其中，该连接可以通过球15来封闭。在轴向孔11a中布置有棒状过滤器19并且构造有节流部13。轴向孔11a可以通过节流部13与高压储存器2液压地连接，其中，棒状过滤器19布置在节流部13上游。
此外，在轴向孔11a中朝着高压孔11的方向布置有球15。球15借助于布置在轴向孔11a中的弹簧17朝着高压孔11的方向被加载，使得所述球与构造在封闭螺栓5上或构造在螺栓式区段4上的支承座28共同作用。为此，弹簧17支撑在轴向孔11a的凸肩上。
支承面28a构造在封闭螺栓5上并且环形包围高压孔11地布置。支承座28形成在支承面28a至高压孔11的过渡部上，其中，支承面28a朝着高压孔11的方向收缩。
在轴向区段23上，阀座18与支承面28a相对置地构造，该阀座与球15共同作用。球15可以在支承座28与阀座18之间运动。
如果球15贴靠在支承座28上，那么通过轴向孔11a实现的(即在高压孔11与高压储存器2之间的)液压连接是打开的。如果球贴靠在阀座18上，那么所述球将通过轴向孔11a实现的液压连接封闭。在此，在图2a和2b中更详细示出通过支承面28a或支承座28的液压连接的构型方案。
阀壳体24的轴向区段23的端面在设置在接收孔22到高压孔11的过渡部上的环形支承面28之前有间距地结束。此外，接收在接收孔22中的轴向区段23在它的前部区域27中构造有减小的外直径，从而在轴向区段23的前部区域27的外周边与接收孔22之间的由此形成的环形间隙中，高压燃料的压力可以从外部作用到前部区域27上。这导致经压力平衡的前部区域27，从而减小振动负载。
图2a和2b示出图1的剖视图A-A，其中，图2a示出根据现有技术的构造方案，并且图2b示出根据本发明的构造方案。
图2a示出在封闭螺栓5中构造有三个凹部12作为高压孔11的径向扩宽部的构造方案。支承面28a通过凹部12和高压孔11的轮廓限界并且与这些凹部和高压孔共同形成支承座28。如果球15贴靠在支承座28上，那么高压孔11与高压储存器2之间的液压连接引导经过凹部12；因此，燃料可以补充流入到高压储存器2中，因为凹部12满足旁通功能。
在图2b的根据本发明的构造方案中，高压孔11不具有凹部12，而是替代地具有椭圆形横截面；因此，支承座28也具有椭圆形轮廓，该椭圆形轮廓通过高压孔11的棱边形成。此处在球15贴靠到支承座28上时高压孔11与高压储存器2之间的液压连接也是打开的，因为球15不可能完全封闭所述椭圆；这样保留旁通功能。相对于支承座28的椭圆形轮廓替代地，卵形轮廓也是可行的。
流量限制器16的功能如下：在共轨系统中可以在不利情况下在管路系统中或由于有缺陷的喷射器而出现泄漏。喷射器具有喷嘴针，该喷嘴针使喷射器的喷射到内燃机的燃烧室中的喷射开口打开和关闭。具有卡住的喷嘴针(该喷嘴针导致到燃烧室中的持续喷射)的喷射器可以造成显著损伤。这些损伤可以导致车辆出现火灾或导致发动机破坏。具有关闭功能的流量限制器用于避免这些危险，所述流量限制器在超过来自高压储存器2中的最大取出量时使通向所涉及的喷射器的入口封闭并且由此使喷射泵侧的高压与喷射阀侧或喷嘴针侧脱耦。
在喷射器的运行状态下，轴向孔11a中的球15被压到支承面28a上，更准确地说被压到支承座28中；通过高压孔11与高压储存器2之间的轴向孔11a所产生的液压连接由于高压孔11或支承座28的卵形横截面而打开。在运行中，球15通过在喷射期间所形成的流动基于在绕流球时的压差而朝着阀座18的方向运动。如果高压储存器2中的压力由于泄漏或其他功能故障而过于强烈地下降，那么在球15上在朝着高压孔11的一侧与朝着轴向孔11a的一侧之间产生过大的压差。在压差过大或在超过最大喷射量的情况下，球15进入到阀座18中并且由此封闭从高压孔11至高压储存器2的液压连接；由此，防止到喷射器中的进一步流动，由此防止持续喷射。
由于高压孔11或支承座28的卵形、尤其是椭圆形形状，在支承座28上在球5与支承面28a之间的接触中不再存在尖锐的棱边，然而同时保留旁通功能。这样避免了支承座28与球15之间的接触压力峰值，并且提高了流量限制器16的疲劳强度和由此也提高了功能性，并且通过该流量限制器也提高了整个喷射器的抗疲劳强度以及功能性。

Claims (8)

1.流量限制器(16)，用于共轨燃料喷射系统的喷射器，其中，所述流量限制器(16)具有带高压接头(20)的封闭螺栓(5)、阀壳体(24)、球(15)和弹簧(17)，其中，在所述封闭螺栓(5)上构造有支承座(28)，其中，在所述阀壳体(24)上构造有阀座(18)，其中，所述球(15)布置在构造在所述阀壳体(24)中的轴向孔(11a)中并且通过所述弹簧(17)朝着所述支承座(28)的方向被加载，其中，所述球(15)在贴靠在所述支承座(28)上时释放从所述高压接头(20)通过所述轴向孔(11a)实现的液压连接并且在贴靠在所述阀座(18)上时截止所述液压连接，
其特征在于，所述支承座(28)具有卵形轮廓。
2.根据权利要求1所述的流量限制器(16)，其特征在于，所述支承座(28)具有椭圆形轮廓。
3.根据权利要求2所述的流量限制器(16)，其特征在于，在所述封闭螺栓(5)中构造有高压孔(11)，其中，所述高压孔(11)通入到所述支承座(28)中并且具有椭圆形轮廓。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的流量限制器(16)，其特征在于，所述弹簧(17)布置在所述轴向孔(11a)中。
5.喷射器，用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中，其中，所述喷射器具有喷射器体(1)和根据权利要求1至4中任一项所述的流量限制器(16)，其中，所述流量限制器(16)与所述喷射器体(1)连接。
6.根据权利要求5所述的喷射器，其特征在于，所述阀壳体(24)借助于夹紧螺母(7)被夹紧在所述喷射器体(1)与所述封闭螺栓(5)之间。
7.根据权利要求5或6所述的喷射器，其特征在于，在所述喷射器体(1)中构造有高压储存器(2)，其中，所述轴向孔(11a)与所述高压储存器(2)液压地连接。
8.根据权利要求7所述的喷射器，其特征在于，所述轴向孔(11a)在中间连接有节流部(13)的情况下与所述高压储存器(2)连接。
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