CN1089855C - 喷油阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷油阀，其具有一个阀元件(14)，该阀元件由控制压力腔(23)中的压力来控制而且其开启运动受到阀元件(14)的平衡压力面(21)的影响。在这里，这个平衡压力面紧挨着一个液压腔(20)，其压力借助于一个活塞(33)控制，它在液压腔(20)的液压预应力下面保持一个基本稳定的值并且通过其逆着基准压力(39)移动可以平衡液压腔的容积变化。

Description

喷油阀

技术现状

本发明涉及一种喷油阀。

英国专利文献GB-PS 1 320 057公开了一种喷油阀，其中，阀元件的操作件同阀元件本身做成了一体。在这里，阀元件有一个活塞作为操作件，该活塞在其一侧用其端面围成控制压力腔，在其另一侧通过一个压力凸肩逐渐变成直径变小的部分，在这一端配有一个控制喷油孔的密封面。压力凸肩受到压力腔内的压力作用，该压力腔始终与高压储油器连接，高压储油器又通过一个节流阀始终与控制压力腔连接。控制压力腔有一个由一个压电阀控制的第二个出口。在打开这个出口时，控制腔中的压力下降到卸载压力，它致使开启方向中的力、比如说通过凸肩对阀元件作用的力打开喷油阀。

这种喷油阀的缺点是，不能通过时间和喷油阀元件行程对喷油量精确定量。在喷油阀针打开时，它同其密封面一起升离阀座并且会在这一瞬间使笼罩在压力腔内的高压也对密封面在开启方向产生作用。因此，阀元件受到开启方向的附加力的作用，这种力对阀元件的动态最大开度产生严重的影响。在这种情况下，在冲程期间达到了在开启方向产生一个极限值的力，此时，该力根据指数曲线进行变化。这种特性使计量较小喷油量变得困难，在到达其终端位置之前或者在达到最大的、在开启方向作用的力之前，需要重新关闭阀元件。特别是在中间冲程范围内使准确计量喷油量变得困难。

本发明的优点

本发明的目的是提供一种喷油阀，它可以更好地控制阀元件的开启过程，以便能够精确地计量较小的喷油量。

本发明的技术方案是：

一种喷油阀，其具有一个向里逆着燃油出口方向打开的阀元件，该阀元件具有一个控制喷油孔的密封面，紧挨着密封面顺流向上设有一个压力腔，这个压力腔始终与一个燃油高压源连接并且由阀元件上的一个压力凸肩来限制出，这个压力凸肩通过压力腔中的压力逆着关闭力在开启方向加压，该喷油阀还具有一个操作件，它有一个用于在关闭方向逆着开启力操作阀元件的压力面，这个压力面由控制腔里的在工作压力和卸载压力之间变化的控制压力来控制，此时，在那里已调整好卸载压力时在阀元件上的开启力占优势，其特征是，

设有一个对阀元件作用的平衡压力面，一方面，平衡压力面是构成液压腔的边界，另一方面，活塞的第一个活塞面也是构成液压腔的边界，在这里，活塞具有一个背向第一个活塞面的第二个活塞面，这个活塞面被基准压力在阀元件关闭方向加压。

根据上述技术方案，借助于活塞以及一方面从阀元件连接的和另一方面从活塞连接的液压腔，人们通过阀元件上的平衡压力面得到了一个稳定的力，该力使喷油阀元件的开启过程比较平稳。随着阀元件的最初开启运动，已经在液压腔中形成压力，该压力很快就升到最高值，然后就保持稳定不变，因为活塞的位置从一定压力起就会改变，从而使容积保持不变。在本发明的有利构造中，活塞配有不同大小的活塞面积，这样同基准压力相比，在液压腔中的输出压力降低，在这里，如果选择燃油高压源的压力作为基准压力，在关闭方向的一个小于减速比的压力对阀元件的平衡压力面起作用。采用这种方式可以使对阀元件的反作用力从一定压力起基本上保持稳定不变。

其他优点从下列实施例的说明中可以知道。

附图说明

图1以示意图的形式示出了根据本发明的喷油阀。

实施例的说明

在图中，从高压储油器1给根据本发明的喷油阀8供油。高压油泵3从油箱4中把燃油吸出并且把它以高喷油压力输送到高压储油器中。燃油从高压储油器中通过一个压力油管6到达喷油阀8的压力腔7里。压力腔7位于喷油孔9的上游，喷油孔通到压力腔7里面，该喷油孔被一个阀座7围成，喷油孔在压力腔7和一个所属内燃机的燃烧室11之间的连接由位于阀元件14一端的密封面12来控制。阀元件有一个操作件15和一个阀针16，阀针在操作件的导向孔17中使压力腔释压并且在端部有密封面12。在现有情况下，阀元件根据锥形阀座10呈锥形构成。在操作件15和阀针16之间形成了一个凸肩18，该凸肩这样受到压力腔的压力，从其负荷中构成了在阀元件14开启方作用产生的力。

操作件15伸入喷油阀壳体内的液压腔20里，而且在那里具有一个构成了一个平衡压力面的环形凸肩21。在这里，具有一个变径部分15a的操作件15重又通到液压压力腔外面，在一个通到控制压力腔23的导向孔24内运行(导向)。在那里，操作件15以端面26终止，该端面由控制压力腔23施加压力。控制压力腔通过一个节流阀28始终与高压储油器连接。另外，从控制压力腔23引出一个减压通道29，必要情况下，在这个减压通道里安装第二个节流阀30并且可以通过电控阀32的阀元件31打开或者关闭。如果阀元件31打开，则控制压力腔里的压力下降到卸载压力，因为通过减压管29流出的燃油比通过节流阀28可以进来的燃油多。随着这个压力的下降从而随着在关闭方向由于这个压力对阀元件作用的力的下降，在开启方向通过压力凸肩18对阀元件作用的液压力占优势。这意味着，阀元件打开并通过喷油孔开始喷油。为了结束喷油过程，阀元件31又被带到关闭方向，这可以导致，快速旁流的燃油使控制腔压力重又达到高压储油器1中原始燃油压力值。这么高的压力在阀元件15的关闭方向产生了占优势的力并且开始关闭过程。

端面26和压力凸肩18的面积必须这样相互协调，即：使开启过程或者关闭过程快速而可靠地进行。另外，在这方面必须注意，随着阀针升离其阀座10对附加面施加高压，这样，一直增长到极限值的力在开启方向对阀元件作用。这种在阀元件行程期间或者在时间内的力变化不是直线的，因此这使确定和评价阀针行程中间范围的开启断面变得困难了。尤其是这样减小的阀针开启行程，当应该达到要喷油的最小喷油量时，是重要的。例如，这在为了通过喷油阀控制燃烧过程在燃烧室主喷油之前采取预喷油量时是需要的。为了更好地控制阀元件的运动，按照本发明，液压腔20在操作件15和15a之间的环形凸肩上预定配有平衡压力面21。液压腔是封闭的，但是可以移动。为此设置有一个活塞，活塞密封可移动地支承在一个通到液压腔的孔里。这个活塞是作为多级活塞构成的，该活塞具有一个直径比较大的部分35，其第一个活塞面围成了液压腔20，它还有一个直径比较小的部分37，其第二个活塞面、即其端面38到达基准压力腔39，该压力腔通过一个节流阀40又与高压燃油器1连接。活塞33有一个止动器41，它限制活塞移动到液压腔20里。

如上面已经说明的，如果阀元件14的开启过程开始了，也就是说阀元件31打开并且控制压力腔23中的压力释放到卸载压力，则阀元件开始向开启方向移动。然而，在这里，直径比较大的操作件15继续插入液压腔20并且用其端面21排挤燃油。由于液压容积的刚性和里面的液压介质的弹性特性，这样的排挤首先提高了液压腔里的压力。在现有情况下，介质是燃油，象基准压力腔39中存在的那样。由于活塞33，液压腔在原始位置就预压到一个压力，该压力是从施加压力的第一个和第二个活塞面36和38的比例中产生的。在这里，由于活塞的移动性，液压压力腔内的压力保持稳定，也就是说同基准压力腔或者高压储油器1里的压力相比下降了的压力。同平衡压力面有关系的这个压力描述的是在关闭方向中的阀元件14的附加负荷，它基本上保持稳定，并且作为不变的系数基本上确定了阀元件的开启特点。随着阀元件开启行程的开始，液压腔里的容积被预压，但是由于活塞32的移动性可保持稳定不变。除了活塞面21之外，在行程期间预压力的提高基本上由液压腔20的容积来决定。根据高压储油器里的压力水平可以逆着喷油阀元件14调节校正力。在这里节流阀40也起作用，用该节流阀可以另外调节液压腔20的液压柱刚性和对阀元件14的反作用力。特别是采用这个节流阀可以校正动态特性，以便影响在开启方向对阀元件作用的力非直线上升。

采用这种喷油阀能够准确地喷射最小的喷油量。

Claims (9)

1.一种喷油阀，其具有一个向里逆着燃油出口方向打开的阀元件(14)，该阀元件具有一个控制喷油孔(9)的密封面(12)，紧挨着密封面顺流向上设有一个压力腔(7)，这个压力腔始终与一个燃油高压源(1)连接并且由阀元件(14)上的一个压力凸肩(18)来限制出，这个压力凸肩通过压力腔(7)中的压力逆着关闭力在开启方向加压，该喷油阀还具有一个操作件(15，15a)，它有一个用于在关闭方向逆着开启力操作阀元件的压力面(26)，这个压力面由控制腔(23)里的在工作压力和卸载压力之间变化的控制压力来控制，此时，在那里已调整好卸载压力时在阀元件(14)上的开启力占优势，其特征是，

设有一个对阀元件(14)作用的平衡压力面(21)，一方面，平衡压力面(21)是构成液压腔(20)的边界，另一方面，活塞(33)的第一个活塞面(36)也是构成液压腔(20)的边界，在这里，活塞(33)具有一个背向第一个活塞面(36)的第二个活塞面(38)，这个活塞面被基准压力在阀元件关闭方向加压。

2.按照权利要求1所述的喷油阀，其特征是，

所述的基准压力为稳定压力。

3.按照权利要求1所述的喷油阀，其特征是，

第二个活塞面(38)小于第一个活塞面(36)，而且燃油高压源的压力用做基准压力。

4.按照权利要求1所述的喷油阀，其特征是，

这样确定平衡压力面(21)的尺寸，即：在已调整好卸载压力时，在关闭方向作用力的总和小于在开启方向作用力的总和。

5.按照权利要求1所述的喷油阀，其特征是，

在关闭方向作用的力包括由液压腔(20)加压所产生的力加上由压力面(26)和下降的控制压力所产生的力的总和，在开启方向作用的力包括由压力凸肩(18)加压和密封面(12)所产生的力的总和。

6.按照前面权利要求之一所述的喷油阀，其特征是，

操作件(15，15a)具有一个端面(26)，该端面围成了一个容纳控制压力的控制压力腔(23)，控制压力腔借助于一个电控控制阀(32)减压或者保持燃油高压源的压力。

7.按照权利要求6所述的喷油阀，其特征是，

控制压力腔(23)通过第一个节流阀(28)始终与燃油高压源(1)连接，控制阀是一个两路两通阀，通过这个阀，控制腔(23)为了通过喷油阀(8)开始高压喷油减压到卸载压力。

8.按照权利要求7所述的喷油阀，其特征是，

控制腔(23)通过第二个节流阀(30)减压。

9.按照权利要求3所述的喷油阀，其特征是，

活塞(33)到液压腔(20)的行程由一个止动器(41)限制。

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