CN110671233B - 用于调节燃气压力的燃气压力调节器 - Google Patents

Abstract

一种用于调节燃气压力的燃气压力调节器，其具有壳体(1)，在该壳体中构造有槽口(2)，该槽口能充注以燃气并且在该槽口中布置有能纵向运动地受支承的控制活塞(8)，该控制活塞以第一端面(11)限界能充注以液态燃料的压力室(4)，该压力室构成槽口(2)的子室，使得通过压力室(4)中的液压压力，一纵向作用力作用到控制活塞(8)上，其中，在控制活塞(8)中构造有空腔(9)，该空腔带有能在该空腔中运动地受支承的关闭元件(18)，该关闭元件与密封座(33)共同作用用于打开和关闭用于燃气室(5)的流出通道(24)，其中，燃气室(5)构成槽口(2)的第二子室。其中，关闭元件(18)球形地构造。

Description

用于调节燃气压力的燃气压力调节器

技术领域

本发明涉及一种用于调节燃气压力的燃气压力调节器，就像例如用于在内燃机中在气态燃料供送到燃烧室中时将所需的燃气压力在允许范围中调节的那种燃气压力调节器。

背景技术

本发明从一种用于调节燃气压力的燃气压力调节器出发，就像例如由专利申请DE10 2017 221 329 A1已知的那样。燃气压力调节器是用于将燃料供送到内燃机燃烧室中的系统的一部分，其中，计量加入液态燃料和气态燃料。液态燃料以及气态燃料被供送至喷射器，该喷射器可将它们以希望的量并在希望的时间点计量加入到燃烧室中。在此重要的是，液态燃料和气态燃料的压力相互匹配。尤其是气态燃料的压力应始终略低于液态燃料中的压力，从而没有气态燃料到达喷射器或燃料供送系统的存在有液态燃料的部分中。为此，由DE 10 2017 221 329 A1已知一种燃气压力调节器，其中，液态燃料的压力作用于控制活塞的一侧并且气态燃料的压力作用于另一侧。由此使控制活塞沿其纵向运动并且在此相应地打开进入阀和排出阀，使得调设液态燃料和气态燃料之间的固定压差。

为了顺畅地发挥燃气压力调节器的功能，必要的是：在制造时精确遵守公差链。尤其是阀座必须精确地相互对准，以便实现气态燃料和液态燃料的可靠的密封。这取决于控制活塞和其他运动部件在燃气压力调节器内的精确引导，该精确引导又使得这些构件在制造上相对费事。

发明内容

而根据本发明的燃气压力调节器具有的优点在于，减小制造耗费和装配耗费并且能以简单的方式设计可靠的燃气压力调节器。为此，用于调节燃气压力的燃气压力调节器具有壳体，在该壳体中构造有槽口，该槽口可被充注以燃气并且在该槽口中布置有可纵向运动地受支承的控制活塞。控制活塞以一个端面限界可充注以液态燃料的压力室，该压力室构成槽口的子室，使得通过压力室中的液压压力，一纵向作用力作用于控制活塞。在此，在控制活塞中构造有空腔，该空腔带有在该空腔中可运动地受支承的关闭元件，该关闭元件与密封座共同作用，用于打开和关闭燃气室的流出通道，其中，燃气室构成槽口的第二部分。关闭元件球形地构造并且从而可补偿由于燃气压力调节器的零部件的并未精确对准的布置造成的公差。由此得到燃气压力调节器的可靠的功能，而不增大制造耗费费用。

在本发明的有利构型中，在控制活塞内布置有携动元件，当控制活塞运动到压力室中时，通过该携动元件携动关闭元件。通过携动件——该携动件可设计成，其允许球形关闭元件具有所需的横向于运动方向的可运动性——能以简单的方式根据压力室和燃气室中的压力打开排出阀。

在另一有利构型中，空腔实施为单侧敞开的孔部，流出接管突伸到该孔部中，在该流出接管中构造有燃气流出通道，其中，在流出接管上构造有密封座，关闭元件18与该密封座共同作用。在此，关闭元件可有利地布置在套筒中，其中，携动元件构造在该套筒上。通过这些零部件的所述布置能简单地设计用于气态燃料的相应排出阀，该排出阀根据控制活塞的纵向运动打开和关闭。

在另一有利构型中，在套筒中布置有在预紧下的弹簧，该弹簧将关闭元件抵着携动元件预紧。当关闭元件贴靠在密封座上时，通过所述弹簧确保密封座处的密封。

在另一有利构型中，关闭元件被波纹管包围，该波纹管将燃气室相对于可充注以液态燃料的压力室密封。波纹管因而保证燃气室相对于液态燃料的密封，使得两种燃料不会在燃气压力调节器内混合。

在另一有利构型中，控制活塞通过其纵向运动与进入阀的进入阀元件共同作用，燃气可经由该进入阀流入到燃气室中。根据控制活塞的位置，进入阀打开或关闭，以当燃气室中的压力过低时，让燃气流入到燃气室中。

在另一有利构型中，燃气室与用于导出燃气的出口连接。从而可从燃气压力调节器提取具有希望的压力的、随后可被供送给燃气阀或燃气喷射器的燃气并且供送给内燃机。

在另一有利构型中，控制活塞的第二端面被燃气室中的压力加载，使得通过燃气室中的燃气的气动压力，一与由压力室中的压力引起的力相反指向的力作用于控制活塞。根据燃气室和压力室中的压力情况，沿纵向的合力要么沿一个纵向方向要么沿另一纵向方向作用于控制活塞，使得控制活塞根据压差运动。有利地，在此，压力室中的压力可通过一排出阀控制，使得压力室中的压力不会增大到超过一定的压力。

附图说明

在附图中以纵剖图示出根据本发明的燃气压力调节器，其中，仅示出主要的零部件。附图示出：

图1根据本发明的燃气压力调节器的纵剖图，

图2同样以纵剖图示出旋转90°的同一燃气压力调节器，和

图3燃气压力调节器在控制活塞区域中的放大图。

具体实施方式

在图1中以纵剖图示出根据本发明的燃气压力调节器，其中，仅示出主要的功能元件。燃气压力调节器具有壳体1，在该壳体中构造有槽口2。在该槽口2中以可纵向运动的方式布置有控制活塞8，该控制活塞由于构造在其中的空腔9而基本上具有空心柱形的形状，其中，该空心柱形在图中在左侧闭合并且在那里构成第一端面11。控制活塞8以其第一端面11限界压力室4，该压力室构成槽口2的一部分，其中，压力室4可通过入流通道12被充注以液态燃料。压力室4与槽口2的其余部分通过波纹管6分隔开，其中，波纹管6将控制活塞8在其长度的一部分上包围。波纹管6在此在一侧与壳体1通过焊接连接部26连接而在另一侧通过第二焊接连接部27与控制活塞8连接，使得液态燃料被保持在波纹管6内。构成槽口2的另一部分的燃气室5将波纹管6在其外侧包围并且在那里的燃气也绕流控制活塞8的剩余部分。为此，在图2中示出图1在控制活塞8区域中的放大图，其中，燃气压力调节器在图2中相对于图1旋转90°。

在控制活塞8的空腔9中布置有套筒19，该套筒在以调设盘22作为中间层的情况下布置成贴靠在控制活塞8内的环形面上。在套筒19中布置有球形关闭元件18，该球形关闭元件部分地接收在球帽(Kalotte)28中。球帽28在套筒19内可纵向运动并且通过弹簧20朝关闭元件18的方向预紧。套筒19在其背离弹簧20的端部上具有携动元件21，其呈在套筒18的内侧上环绕的突伸部的形式，就像在图3中进一步放大示出的那样。关闭元件18在此具有这样的直径，使得当控制活塞8并从而套筒28沿纵向运动时，关闭元件18被携动元件21携动。

流出接管23突伸到控制活塞8的空腔9中，在该流出接管中构造有呈纵向孔部的形式的燃气流出通道24。流出接管23在其面向关闭元件18的一侧上具有密封座29，关闭元件18贴靠到该密封座上。如果关闭元件18贴靠在密封座29上，则关闭元件将流出接管23内的流出通道24封闭。燃气流出通道24通过横向通道124与回流通道25连接，该回流通道构造在壳体1中。图2为此示出横向孔部124，该横向孔部与燃气流出通道24连接，其中，与平行于控制活塞8延伸的回流通道25的连接在附图中未示出。

控制活塞8以其背离第一端面11的第二端面15贴靠在挤压块38上，该挤压块同样可在壳体1内纵向运动。控制活塞8通过挤压块38作用于进入阀元件31，该进入阀元件可纵向运动地被接收在阀体39内并且在该进入阀元件上构造有密封面33。进入阀元件31通过其密封面33与构造在阀体39上的阀座34共同作用，其中，进入阀元件31通过关闭弹簧32朝阀座34方向预紧。如果进入阀元件31以其密封面32通过抵抗关闭弹簧32的力的相应纵向运动从阀座34抬起，则燃气可从流入通道35流入到压力调节器中并且从那里经由排出通道36到达燃料计量加入系统、尤其是到达喷射器。如果进入阀元件31以其密封面33贴靠在阀座34上，则其将流入通道35封闭。

根据本发明的燃气压力调节器工作方式如下：燃料喷射系统提供液态燃料的压力，该液态燃料通过入流通道12被导入到压力室4中。如果压力室4中的压力超过希望的上限压力，则可经由排出阀14将液态燃料导出并且将液态燃料又供送给储箱。通过压力室4中的压力产生作用于控制活塞8的第一端面的液压力并且该液压力挤压控制活塞使其从压力室4离开。在此，作用于第一端面11的液压力附加地由波纹管6的预紧力支撑，使得控制活塞8既以作用于第一端面11的液压力也以波纹管6的弹性力在图1中向右即朝进入阀30的方向加载以力。该力与作用于第二端面15或者说挤压块38的气动力方向相反，使得这些力相反地指向。如果作用于第一端面11的液压力和波纹管6的弹性力超过作用于第二端面15的气动力，则控制活塞8在图1中向右运动并且挤压到进入阀元件31上。通过进入阀元件的抵抗关闭弹簧32的力的纵向运动，进入阀30打开。燃气由此从流入通道35流入到燃气压力调节器中并且经由在壳体1构造的排出通道36到达喷射器或燃料系统的其他区域中，这在附图中未示出。

如果燃气压力调节器中的燃气压力超过边界压力，即如果燃气压力比压力室4中的液态燃料的液压压力高出波纹管6的力，则控制活塞8在图1或图2中向左运动进到压力室4中。由此一方面进入阀30关闭，因为进入阀元件31贴靠在阀座34上并从而封闭流入通道35。另一方面，控制活塞8通过其进一步纵向运动借助套筒19和携动元件21抓住关闭元件18并且将其从在流出接管23上的密封座29拉开。由此，燃气流出通道24打开并且燃气从空腔9经由燃气流出通道24、横向孔部124、回流通道25流回到燃气箱中并从而减小燃气压力调节器内、即燃气室5中的压力。控制活塞8内的空腔9在此通过缝隙与燃气室5连接，使得燃气室5经由燃气流出通道24卸压。如果燃气室5中的压力并从而作用于控制活塞8的第二端面15的力低于一定的压力，则控制活塞重新沿纵向从压力室4出来并且重新通过关闭元件8关闭燃气回流通道24。通过端面11或15的尺寸和通过波纹管和关闭弹簧32的力能以该方式调设压力室4和燃气室5之间的压差。燃气压力调节器从而自动调节到压力室4和燃气室5之间的例如20巴的压差。

套筒19的内直径略大于球形关闭元件18的直径，使得该球形关闭元件可横向于其运动方向、即横向于控制活塞8的纵长轴线运动地布置在套筒19内。由此，关闭元件18在基本上锥形的密封座29上自对中，使得即使控制活塞8并未精确对准流出接管23，也确保燃气流出通道24的可靠密封。可容易地遵守为此所需的构件公差并且燃气压力调节器从而可简单和成本有利地制造。

在图3中将控制活塞8进一步放大示出，尤其是在套筒19区域中。因为套筒19经由调设盘22贴靠在控制活塞8的凸肩上，所以可通过调设盘22的厚度确定出一位置，关闭元件18通过携动件21从其密封座29被挤压离开直至该位置。因为控制活塞8的位置既与压力室4中的压力也与燃气室5中的压力有关，所以可通过调设盘22的厚度影响压力室4和燃气室5之间的通过燃气压力调节器调设的压差。

Claims (10)

1.一种用于调节燃气压力的燃气压力调节器，其具有壳体(1)，在该壳体中构造有槽口(2)，该槽口能充注以燃气并且在该槽口中布置有能纵向运动地受支承的控制活塞(8)，该控制活塞以第一端面(11)限界能充注以液态燃料的压力室(4)，使得通过压力室(4)中的液压压力，一纵向作用力作用到控制活塞(8)上，所述压力室构成槽口(2)的子室，其中，在控制活塞(8)中构造有空腔(9)，该空腔带有能在该空腔中运动地受支承的关闭元件(18)，该关闭元件与密封座(33)共同作用用于打开和关闭用于燃气室(5)的流出通道(24)，其中，燃气室(5)构成槽口(2)的第二子室，

其特征在于，

关闭元件(18)球形地构造。

2.根据权利要求1所述的燃气压力调节器，其特征在于，在控制活塞(8)内布置有携动元件(21)，在控制活塞(8)运动到压力室(4)中的情况下，关闭元件(18)被该携动元件携动。

3.根据权利要求1或2所述的燃气压力调节器，其特征在于，空腔(9)实施为单侧敞开的孔部，流出接管(23)突伸到该孔部中，在该流出接管中构造有燃气-流出通道(24)并且在该流出接管上构造有密封座(33)，关闭元件(18)与该密封座共同作用。

4.根据权利要求2所述的燃气压力调节器，其特征在于，在空腔(9)中布置有套筒(19)，关闭元件(18)被接收在该套筒中，其中，携动元件(21)构造在该套筒(19)上。

5.根据权利要求4所述的燃气压力调节器，其特征在于，在套筒(19)中布置有在预紧下的弹簧(20)，该弹簧将关闭元件(18)抵着携动元件(21)预紧。

6.根据权利要求1所述的燃气压力调节器，其特征在于，关闭元件(18)被波纹管(6)包围，该波纹管将燃气室(5)相对于能充注以液态燃料的压力室(4)密封。

7.根据权利要求1所述的燃气压力调节器，其特征在于，控制活塞(8)通过其纵向运动与进入阀(30)的进入阀元件(31)共同作用，燃气能通过该进入阀流入到燃气室(5)中。

8.根据权利要求7所述的燃气压力调节器，其特征在于，燃气室(5)与用于导出燃气的排出通道(25)连接。

9.根据权利要求1所述的燃气压力调节器，其特征在于，控制活塞(8)的与第一端面(11)相反的第二端面(15)被燃气室(5)中的压力加载，使得由燃气室(5)中的压力引起的气动力与压力室(4)中的液压压力方向相反。

10.根据权利要求1所述的燃气压力调节器，其特征在于，压力室(4)中的压力能通过排出阀(14)控制。

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