CN1327516A - 具有液压控制的高压燃料喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃发动机燃料喷射装置。一个高压存储器通过一个3/2通阀3与一个喷射嘴2相连,其中,该3/2通阀具有一个控制阀件5,它使一个供料管道28与一个高压管道9或与一个通入一储油箱24内的卸压管道13相连。控制阀件5的末端区域与止挡8,18相对设有限制控制阀件5行程的元件7,21,6,22。

Description

具有液压控制的高压燃料喷射装置
技术领域
高压燃料喷射装置中采用3/2通阀，它含有其往复直线运动影响喷射过程的控制滑阀。控制滑阀在3/2通阀壳体内作往复直线运动，其中，控制滑阀的配合面和控制边棱承受高负载。
背景技术
在3/2通阀中，将到达喷射嘴的燃料输送开启和阻隔的控制滑阀由一个壳体包围。控制滑阀和外壳内孔的直径公差尽可能小，以实现尽可能准确的燃料定量并使漏损量保持很小。燃料定量通过输出侧和输入侧的控制边棱并依据3/2通阀的壳体内的控制滑阀的行程实现。由于控制滑阀的运动基本不受抑制，配合面上的机械载荷很高。
如果控制滑阀在3/2通阀壳体内只进行短的往复直线运动，则其小的行程范围对喷射过程仅仅产生有限的影响。由于燃料喷射到内燃发动机内的过程对于汽缸内的燃烧过程和完全性具有重要意义，为优化燃烧过程和使燃料内能量完全利用的燃烧过程的形成作为依据控制阀件的控制行程的工艺参数是不能接受的。
发明概述
借助本发明提出的在3/2通阀壳体内控制阀件的末端位置阻尼，使得往复直线运动在末端位置被阻止，因此，3/2通阀壳体内的构件寿命被大大提高。液压作用的阻尼器可由在控制滑阀的末端区域彼此下沉的直径对形成，借此可在包围控制滑阀末端区域的腔室内形成压力平衡，控制滑阀的往复直线运动由此被阻尼。因此，用作控制滑阀的汽缸元件的耐用寿命被大大延长。当与控制滑阀末端区域相对的止挡面设置成平的环形面时，一方面，其加工更简单，另一方面，这样形成的止挡面的焊接强度，例如与锥形座相比，被大大提高。
在喷射开始时控制设在上控制室的执行元件，由此，上控制室内的压力下降，这使控制滑阀重新移到其上末端位置。由此开始向喷射嘴输送低压燃料。
控制阀件最好由一个套管包围，它被套装在3/2通阀的壳体内并因此在修理时易于更换。喷射器壳体可由廉价材料制成，而作为拓展形式，仅仅套管可由高级材料制成。位于套装在3/2通阀的壳体内的套管和控制阀件的凸缘之间的控制边棱的制造误差要小，以使漏损量最小。通过控制阀件和套装套管的控制边棱在控制阀件的输出及输入侧上的重叠可使漏损量最小，漏损流可通过卸压管流回燃料箱。
如果上控制室上方的执行元件例如设置成压电执行元件，喷射过程的控制可通过与行程相关的节流进行。控制阀件在输入侧控制边棱下方可设置一个台阶，借此，可实现作为控制阀件行程函数的节流。
下面将参照图示对本发明进一步说明。
图1显示模件式安装在高压存储器和喷射嘴之间的3/2通阀，
图2显示可在套装套管内移动的、具有形成喷射过程的输入侧台阶的阀控制件。
实施例
在图1中，3/2通阀单元3设在高压存储器1(公用轨道commonrail)和喷嘴2之间。
一个供料管道从燃料箱24伸展到一个高压泵26，一个回流管道27通入该高压泵内，它将高压燃料送入高压存储器1中。供料管道28从高压存储器1伸展到每个3/2通阀，在此仅详细示出了其中一个3/2通阀。借助控制单元14，即可控制高压存储器1也可控制可使设在控制阀件5上方的控制室17卸压的执行元件4。
由高级材料制成的、套装在壳体30内的套管15包围的阀控制件5的上部末端伸入直径6内，而直接与端面相邻的区域伸入与之相连的直径22内。在图1所示的情况下，控制阀件5的上部末端区域连同台阶直径22，6一起伸入控制室17内。当它借助电执行元件4和2/2通阀55被封闭时，直径台阶22，6则起控制阀件5的液压阻尼元件的作用。
沿控制阀件5的逐步变细的中间区域方向设有入口侧控制边棱19，19′，它在控制阀件5向上运动过程中，通过控制室17卸压打开高压管道9到喷射嘴2的入口。在打开状态下，高压燃料通过供油管28进入套管15并通过由控制边棱19，19′打开的开口进入高压管道9。此时，流出开口通过控制棱面19，19′和20，20′重叠被封闭，因此控制阀5没有泄漏出现。喷射之后，控制阀件5处在图1示出的位置；流入侧控制边棱打开，燃料可通过控制孔11、溢流通道12在控制阀件5的底部区域进入本身通入储油箱24的卸压管13。
控制阀件5的容纳溢流通道12的部分伸入一由伸入直径7′的套管15包围的直径7内，由此可达到公差最小和泄露量最低。控制阀件5的深入孔径7内的区域下方还伸入另一直径区21，它具有比直径7更小的直径21。与控制阀件5的上末端区相似，在其下末端区形成一个直径凸台7，21，它在控制阀件5向下运动时起阻尼元件的作用并预先焊接在套管15的止挡上。由套管15包围的控制阀件5的作用方式如下：
当执行元件4不通电时，高压存储器1(公用轨道)和喷嘴2之间的联系中断。通过供油管28的高压燃料到达控制阀件5。借助控制边棱19，19′区域内的狭窄配合7，7′，进入高压管道9到喷嘴2的入口被阻断。控制口12和孔19及高压管道9保持无压。当控制室17在执行元件通过控制2/2通阀55并开启阀节流件16而动作之后被卸压时，控制阀件5向上移到止挡18。借助台阶直径6，22，控制阀件5的往复直线运动在止挡18的上部平的环形面时被阻止。直径6的通流截面，即控制阀5和导向套管15之间的间隙经测量小于上止挡18内的阀节流件16的截面。在向上运动期间，流出侧控制边棱20，20′封闭流出口，而流入侧控制边棱19，19′打开高压管道9内的入口。在控制阀件5的上行程运动期间，它的止挡由台阶直径6，22阻止在环形面18上。在通过切断执行元件4实现的下行程运动期间，控制阀件5向下止挡8方向移动并通过向上移动的控制边棱19，19′，由于高压仅仅在控制室17内存在而关闭进入高压管道9的入口。当控制阀件5向下运动时，燃料通过控制孔11、溢流通道12流入通到卸压管13的储油箱24内。控制阀件5向下运动的阻尼通过台阶直径17，22实现，该台阶直径在阻尼室29内套筒15的下部区域对在该包围的套筒15内控制阀件5的行程运动具有均匀的阻尼作用。
本发明3/2通阀可直接容纳在喷射器内或设置成可安装在高压存储器1(公用轨道)和喷嘴2之间的装配单元。
图2中再一次给出了具有形成喷射过程的流入侧台阶23的、可在套装套管15内移动的控制阀件5。
在输入侧的控制边棱19，19′下方控制阀件5上示出了一个例如向下止挡8方向逐渐变细的锥形台阶23，借此，通过作为控制阀件5行程函数的节流可影响喷射过程。喷射过程的另一种形式和影响可通过在2/2通阀55处的节流，如借助一个压电执行元件实现。通过流入侧的控制边棱19，19′和流出侧的边棱20，20′的相应结构可降低装置在第一开启位的压力。
为避免出现所不希望的不连续流入流量所采取的保护措施可通过以下方式实现，即控制阀5在正常工作时不移到止挡18处，而是仅仅当执行元件4或2/2通阀55停止工作时才实现控制阀件5的上部区与环形面18的接触。在该构件失效情况下，控制口11被移到用11′表示的位置，喷嘴2的卸压由此通过高压燃料从溢出口12和卸压管13流入储油箱实现。由此，当控制组件4，55失效时，其余构件用来克服所出现的机械载荷。

Claims (12)

1.一种内燃发动机燃料喷射装置，它具有一个高压存储器(1)，它通过一个3/2通阀(3)与一个喷射嘴(2)相连，其中，该3/2通阀具有一个控制阀件(5)，它使一个供料管道(28)与一个高压管道(9)或与一个通入一储油箱(24)内的卸压管道(13)相连，其特征是，控制阀件(5)的末端区域与止挡(8，18)相对设有限制控制阀件(5)行程的元件(7，21，6，22)。
2.按照权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征是，限制元件在控制阀件(5)的末端区分别设置成下沉直径的形式。
3.按照权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征是，控制阀件(5)的末端区域分别沉入限制往复直线运动的腔室(17，29)内。
4.按照权利要求3所述的燃料喷射装置，其特征是，上腔室(17)内的压力由一个阀节流器(16)卸压。
5.按照权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征是，一个包围控制阀件(5)的套管(15)被套装在3/2通阀(3)的壳体内。
6.按照权利要求5所述的燃料喷射装置，其特征是，包围控制阀件(5)的可更换套管(15)由高级材料制成。
7.按照权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征是，一个2/2通阀(55)在控制室(17)上方由一个电执行元件(4)控制。
8.按照权利要求7所述的燃料喷射装置，其特征是，与控制阀件(5)行程相关的节流使得行程控制压电执行器成为可能。
9.按照权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征是，3/2通阀(3)以组件形式安装在高压存储器(1)和喷射嘴(2)之间。
10.按照权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征是，控制阀件(5)上的输入侧控制边棱(19，19′)区域设有一个形成喷射流的台阶(23)。
11.按照权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征是，喷射时的损耗量通过控制边棱(19，19′，20，21)在控制阀件(5)和套管(15)之间的重叠而降低到最小。
12.一种具有一个燃料喷射装置的内燃发动机，该燃料喷射装置具有一个高压存储器(1)(公用轨道)，它通过一个3/2通阀(3)与喷射嘴(2)相连，在此设有一个控制阀件(5)，它使一个供油管(28)与一个高压管(9)或与一个通入一储油箱(24)的卸压管(13)相连，其特征是，控制阀件(5)的末端区域与止挡(8，18)相对具有阻止控制阀件(5)的行程的元件(7，21；6，22)。
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