CN1382249A - 液压控制装置,尤其是用于喷射器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液压控制装置(60),尤其是用于燃料喷射系统(10)的喷射器(16),已知的控制装置具有一个压电式执行元件,它控制一个作为A－阀构成的换向阀(75),此换向阀(75)具有一个在阀孔(76)内被导向的阀元件(74)。本发明建议,在执行元件(52)和阀元件(74)之间联接了一个使执行元件(52)的偏移运动反向进行的转换器(62),换向阀(75)构成为向内打开的3/2－换向阀,其阀元件(74)在与一个阀座(98)和一个控制棱边(96)的有效连接中交替地开通或者中断压力介质通道(86,88,92)之间的压力介质连接。

Description

液压控制装置，尤其是用于喷射器
现有技术
本发明涉及按照权利要求1所述类型的液压控制装置，尤其是用于汽车燃料喷射系统的喷射器。从DE19624001A1中已知这种液压控制装置。这种控液压制装置由一个压电执行元件和一个由执行元件控制的换向阀组成，换向阀具有一个在阀孔内可移动地被导向的阀元件。换向阀构成传统的座阀并且控制在高压下输送燃料的压力介质通道和回流通道之间的压力介质连接。在执行元件被没有操纵的状态下，阀元件离开阀座，从而接通上面已经提到的压力介质连接。因此使在同样与以高压导向的压力介质通道相连的喷嘴内的压力水平下降。随着降低机械的给定的开启压力，喷嘴的一个被压力控制的关闭元件打开喷射孔。燃料通过这个喷射孔到达内燃机的一个燃烧室。随着通过对执行元件的电控制来关闭阀座，喷射过程结束。
阀座的压力降与阀元件行程运动方向相同，这样，换向阀就构成了一个所谓的朝外打开的A—阀。A—阀具有在流体技术方面的缺点，因为关闭运动逆着高压进行，而且必须相应地功率高地和容积大地设计执行元件。此外，A—阀在制造中成本较高。
发明优点
相比而言，具有权利要求1特征的本发明的液压控制装置具有的优点是，它作为朝里打开的I—阀构成。在I—阀中，阀座的压力降与阀元件的运动方向相反。因此，阀元件的提升运动在换向阀打开时由液压附加力支持，这样，执行元件用较小的操作力足够控制阀。这样的执行元件可以做成比较小的和紧凑的结构，而且消耗较小的电功率。因此，执行元件的负荷降低，它因此可以比较耐用和可靠地工作。
从从属权利要求和说明中可以得知本发明的其他优点或者其他有利的改进。
附图
在附图中示出了本发明的一个实施例并且在下面的说明中进行了详细介绍。
图1示出了一个装有朝外打开的A—阀的燃料喷射系统，如从现有技术中已知的那样，
图2表示图1的放大的细节X。示出了一个本发明的朝里打开的I—阀，为其串接了一个液压转换器。在转换器中进行力的反向转换。
实施例说明
图1以一个简化的示意图示出了一个燃料喷射系统10。它由一个被驱动的增压器12和一个与此连接的蓄压器14组成，后者与一个喷射器16连接。除此之外，装有一个电子控制器18，它借助于一个压力传感器20和一个压力调节阀22保持蓄压器14内的压力稳定不变。多个喷射器16可与蓄压器14相连接，然而，在图1中只示范地示出了一个喷射器16。
这个喷射器16具有一个壳体24，在其内腔26内安装了一个阀针28。后者用其针尖控制通到没有示出的内燃机的燃烧室内的喷射孔30，阀针28被一个闭合弹簧32机械地施加压力，闭合弹簧支承在内腔26的壁上和一个在阀针28的位于里面的末端部构成的盘34上。此外，一个与闭合弹簧32同心配置的顶杆36对盘34作用。它在壳体24的一个圆柱孔38内被导向。圆柱孔38通过一个里面配有一个节流阀42的分支通道40与内腔26保持液压连接，使达到可给顶杆36液压加载的目的。
从蓄压器14引出的压力介质通道44向内腔26和圆柱孔38输送处于高压下的燃料。其压力通过顶杆36向阀针28施加负荷。为了使阀针停留在所示出的闭合位置中，与闭合弹簧的弹力一起组成的合力，作用在阀针28上已足够。
此外，从圆柱孔38分支出一个通到阀孔48内的分支通道46。一个可由压电执行元件52加载的阀元件50在阀孔48内被导向。它在执行元件52被操纵的状态下封闭在分支通道46的入口部位的在阀孔48内构成的阀座54和因此中断通向回流通道56的压力介质连接，回流通道同样是从阀孔48中分支出来的。因此在喷射器16的内腔26内存在高压。
随着撤消对执行元件52的电操纵，阀元件50离开阀座54并且打开上面所提到的压力介质连接。接着喷射器内的高压逐渐衰减和取消了对挺杆36作用的液压压力。由闭合弹簧32产生的机械压力本身不够使阀针28停留在其关闭位置。因此，阀针28打开并且使喷射孔30开通。
随着重新操纵执行元件52，阀座54又被阀元件50关闭，因此在喷射器16的内腔26内又产生了高压。通过此方式液压地加载负荷的阀针28又关闭了喷射孔30并结束喷射过程。
因此，在阀座54打开时，压力降与阀元件的行程运动方向相同。因此，这个阀元件50构成了一个朝外打开的A—阀。通过撤消对执行元件52的操纵导通喷射过程和通过对其的操纵结束喷射过程。在这里，执行元件52必须逆着高压关闭阀元件50并且必须要具有与此相应地大功率的结构。因此除了对执行元件52施加的负荷之外，也要加大其结构体积。
为了避免这个缺点，在图2中建议使用一个控制装置60，它构成为朝里打开的I—阀。在这个控制装置中，执行元件只用一个力的箭头F象征性示出，这个控制装置60具有一个液压转换器62。后者由罐形的第一个活塞64和在其里面被导向的、压力面较小的第二个活塞66组成。活塞64、66用其端面包限定了压力介质的转换器室68，此转换器室68位于被两个活塞64和66包围的和朝外通风的空心腔70的外部。在这个空心腔70里面装有一个闭合弹簧72，它支承在两个活塞64和66上。
活塞66与换向阀75的阀元件74连接或者与此做成一体，在此，阀元件74可移动地在阀孔76内被导向。这个阀元件74具有一个朝向转换器62的控制头78，控制头随着与活塞66之间的间距增大逐渐转为缩颈80，然后转为一个导向段82。导向段82在其外圆周设有一个削平部84。缩颈80分为一个朝向控制头78的腰81和一个与导向段82相邻的的圆柱段83，其外径小于阀孔76的内径。
在缩颈80的范围内从阀孔76分支出一个通向没有示出的喷嘴的压力介质通道86，而燃料供给通道88在控制头78的范围内通到阀孔76。此外，在导向段82的范围内设置一个环形通道90作为阀孔76的槽形扩大部分。这个环形通道通过削平部84与回流通道92连接，回流通道从在阀孔76的末端部构成的压力室94中分支出来的。
在从缩颈80到导向段82的过渡部位构成的阀元件74的控制棱边96控制位于压力介质通道86和回流通道92之间的第一个控制横截面97。第一个控制横截面97在基础位置是敞开的，如图2所示出的那样。这样，在图2中看不到的喷嘴是已减压的。
在从控制头78到缩颈80的过渡部位，阀孔76在外径上是缩小的。产生的直径变化构成为倒角起到阀座98的作用。此倒角构成了一个被阀元件74的控制头78控制的第二个控制横截面99，它在示出的初始位置中是封闭的。
通过撤消对执行元件52的操纵，使与活塞66连接的阀元件74进行与执行元件52的偏移运动方向相反的提升运动。因此，阀元件74开通第二个控制横截面99并且同时用其控制棱边96封闭第一个控制横截面97。在这里形成的燃料供给通道88和压力介质通道86之间的压力介质连接使喷嘴处于高压下并且处于关闭位置。因此，在打开的阀座98上的压力介质流呈I—阀型地与阀元件74的提升运动方向相反。
在已介绍的换向阀75中，阀座98和导向段82的液压作用面被设计的一样大。因此在示出的初始位置中在阀元件74处存在压力平衡。此外，执行元件只必须克服闭合弹簧72的反作用力，以便将阀元件74送到其接通位置并且可以相应地设计得结构紧凑些。如果阀元件74位于接通位置，对阀元件74作用的液压力基本上被闭合弹簧72的反作用力平衡。与A—阀(图1)不同的是，喷射过程通过操纵执行元件52而被进行并且通过撤回操纵又被结束。
当然，在不背离本发明的基本构思的前提下，也可以修改或者补充已经介绍的实施例。

Claims (12)

1.液压控制装置(60)，尤其是用于燃料喷射系统(10)的喷射器(16)，燃料喷射系统(10)包括了一个外部可操作的增压器(12)、一个与增压器(12)液压连接的蓄压器(14)以及多个与蓄压器(14)连接的和为内燃机的各燃烧室配置的喷射器(16)，
具有一个压电执行元件(52)和一个由执行元件(52)控制的换向阀(75)，一个阀元件(74)在其阀孔(76)内可移动地被导向，
其特征为，
在执行元件(52)和阀元件(74)之间连接一个使执行元件(52)的偏移运动转换到相反的空间方向上的液压转换器(62)；换向阀(75)构成了一个3/2-换向阀，其阀元件(74)交替地打开或者封闭两个控制横截面(97，99)。
2.按照权利要求1所述的液压控制装置，
其特征为，
为了控制控制横截面(97，99)设置了一个控制棱边(96)和一个阀座(98)，在打开的阀座(98)上的压力降与阀元件(74)的提升运动方向相反。
3.按照权利要求1或2之一所述的液压控制装置，
其特征为，
转换器(62)具有有不同大小活塞面的活塞(64，66)，第一个活塞(64)是罐形结构，第二个活塞(66)在其内部被导向，一个闭合弹簧(72)被夹紧在两个活塞(64和66)之间，活塞(64，66)限定一个公共转换器室(68)。
4.按照权利要求3所述的液压控制装置，
其特征为，
阀元件(74)固定在第二个活塞(66)上。
5.按照权利要求1至4之一所述的液压控制装置，
其特征为，
阀元件(74)具有一个外径变粗的控制头(78)、一个缩颈(80)和一个导向段(82)，导向段(82)的外径大于缩颈(80)的外径，但是小于控制头(78)的外径，导向段(82)设有至少一个在外圆周上设置的削平部(84)。
6.按照权利要求5所述的液压控制装置，
其特征为，
阀座(98)在控制头(78)到缩颈(80)的过渡部位在阀孔(76)的相应匹配的内壁上构成并且位于燃料供给通道(88)和通向喷射器(16)的压力介质通道(86)之间。
7.按照权利要求5或者6所述的液压控制装置，
其特征为，
阀孔(76)设有一个槽形扩大部分(90)，它由阀元件(74)的控制棱边(96)控制，在缩颈(80)到阀元件(74)的导向段(82)的过渡部位范围内的阀孔(76)上构成。
8.按照权利要求5至7之一所述的液压控制装置，
其特征为，
燃料供给通道(88)在控制头(78)的区域内通到阀孔(76)中并且从阀孔(76)中分支出一个在缩颈(80)区域内的通向喷射器(16)的压力介质通道(86)和一个在阀元件(74)的导向段(82)的区域内的回流通道(92)。
9.按照权利要求5至8之一所述的液压控制装置，
其特征为，
控制头(78)处于朝向第二个活塞(66)的位置上和导向段(82)处于背离第二个活塞(66)的位置上，在控制头(78)和导向段(82)之间设有缩颈(80)。
10.按照权利要求5至9之一所述的液压控制装置，
其特征为，
缩颈(80)分成一个朝向控制头(78)的腰(81)和一个朝向导向段(82)的圆柱段(83)，其外径小于阀孔(76)的内径。
11.按照权利要求1至10之一所述的液压控制装置，
其特征为，
阀孔(76)构成为盲孔，它在控制室(94)中终止，阀元件(74)伸入其中并且由所述控制室分支出一个回流通道(92)。
12.按照权利要求1至11之一所述的液压控制装置，
其特征为，
在控制装置(60)的初始位置，控制横截面(97，99)的液压受载面积是一样大的。
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