CN1527904A - 用于在喷射器上形成喷射压力曲线的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在喷射器上形成喷射压力曲线(27)的方法，该喷射器例如用于汽车喷射设备的喷射装置上。喷射装置包括一个泵部分(1)和一个喷射嘴部分(2)。泵部分(1)和喷射嘴部分(2)通过一个高压管路(3)相互连接。在泵部分(1)中包含控制阀(8，10)，它们借助一个执行元件(9)被操纵。通过借助于执行元件(9)进行的操纵确定在预先喷射阶段(28)、压力形成阶段(29)和主喷射阶段(30)期间的喷射参数。
Description
技术领域
本发明涉及用于在喷射器上形成喷射压力曲线的一种方法和一种装置。喷射器和使用了这样的喷射器的喷射系统例如用于向汽车内燃机输送燃料。
现有技术
按照迄今采用的方式，为了影响喷射过程中的喷射压力曲线，被喷射器壳体内的泵部分中的泵活塞排出的燃料体积一部分通过小量开启的控制阀被排走。如果不开启该控制阀，喷射压力将持续上升。这种现有方式以缩写CCRS(Current Controlled Rate Shaping，液流溢出率成形)所公知，其中，特别是用电磁阀作为操纵控制阀的单元。
在代表另一种现有技术的解决方案中，设置了一个用于压力形成的电磁阀以及一个另外的压力阀，该阀作为附加连接的阀只用于调节在压力形成阶段(引导阶段(Bootphase))期间的压力水平。
利用现有技术中的这种解决方案，只能对喷射期间的喷射压力曲线个别阶段进行调节。由于在这些被概略描述的解决方案中，一方面使用了要求结构空间的电磁阀，另一方面，为了更精确地形成喷射压力曲线，还必须使用另外的电磁阀，所以，不能够用明显结构紧凑的喷射器更进一步形成喷射压力曲线。
发明描述
利用本发明所提出的方法和本发明所提出的装置，不仅预先喷射阶段的持续时间、而且压力形成阶段的持续时间都可以通过一个执行元件的操纵确定。此外，利用本发明所提出的方法，可以将压力形成阶段期间的压力预先确定在不同的压力水平值上。类似的情况适用于对主喷射阶段将近结束时的允许的、在机械方面还可以被强化的最高压力的调整。根据机械部件的可负载情况，在主喷射阶段将近结束时的压力极限可以与喷射系统的相应使用情况相适应。此外，利用本发明方法，可以保证对分别可变化地与使用情况相适应的溢出率(Absteuerrate)进行调整。根据使用目标，可以这样预先选择压力下降曲线，使得主喷射结束时间点和压力下降阶段开始时间点能够分别个别地适应。
利用本发明提出的方法，可以这样配置喷射器系统的泵部分，使得只一个泵就可以使用于不同配置的内燃机。例如可以与喷嘴配置和泵活塞配置无关地通过执行元件的控制根据使用目标使衔接在预先喷射阶段之后的压力形成阶段开始。
此外，压力形成阶段的压力曲线与内燃机瞬时运行状况下的负载和转动力矩无关，并且可以例如刚好这样预先选择，使得压力形成阶段的压力紧靠在被可运动地容纳在喷射器壳体中的喷嘴针的喷嘴针开启压力上方。
借助本发明方法可达到的另一个优点在于，控制阀为了压力形成阶段可以被移动到密封配合位置中。由此，可以放大执行元件行程公差，这使得制造更便宜，因为被移动到其密封位置中的控制阀保证了对高压燃料泄漏损失的保险。
借助一个压电执行元件操纵控制阀使得可以放弃要求结构空间的电磁阀，因此，能够以特别紧凑的结构形式构造喷射器。
附图
下面借助附图详细解释本发明。
图示为：
图1一个喷射器的泵部分，其借助一个高压管路与喷射器的喷射嘴部分连接，
图2控制阀在喷射器泵部分中的安置，
图3耦合室的俯视图，
图4喷射系统引起喷射过程的部件各自的行程曲线/或压力曲线，
图5喷嘴针行程长度以及可成形出的喷射压力曲线，分别绘制在时间轴上，相互对照。
实施方案
图1示出一个喷射器的泵部分，它与喷射器的喷射嘴部分连接，其中，中间连接一个高压管路。
泵部分1通过高压管路3与喷射器的喷射嘴部分连接。在泵部分1中，泵室4通过一个活塞5被加载。两个控制阀8或10与高压管路3对应配置，并且安置在泵室4之后。控制阀8和10分别通过一个蓄能器12或13被加载，其中，蓄能器12或13与两个控制阀8或10的所希望的开启特性相协调。控制阀8或10与具有较低压力水平的相应压力室连接，多余的、溢出的燃料可以被排出到这些压力室中。例如汽车的贮油箱可以被看作这种压力水平较低的压力室。
为图1中示出的控制阀8或10中的一个控制阀10对应配置一个定压阀7，该定压阀安置在从第二控制阀10到低压室6的回流管路中，也就是说，在通向燃料箱的通路中。对此另外可以想到，将定压阀7安置在控制阀10前面。由此，由于较低的压力负载，控制阀10可以以更轻的结构形式构造。两个控制阀8或10分别通过一个独立的蓄能器12或13被加载，通过该蓄能器可以调整第一或第二控制阀8，10的开启特性。在两个控制阀8和10上方安置了一个耦合室11；在耦合室11上方安置了一个执行元件9，该执行元件优选作为压电执行元件构成，借助它可达到特别快的开关时间，借助执行元件9可以对第一或第二控制阀8或10的控制件进行操纵。用压电执行元件代替电磁阀使得可以以特别紧凑的结构方式构成喷射系统的喷射器的泵部分1。
从泵部分1引向喷射嘴部分2的高压管路3为了输送处于高压下的燃料通入一个控制室15中，该控制室包围喷射器的喷嘴针14。喷嘴针14的尖构成喷嘴16，它通入相应的内燃机燃烧室中。
图2示出控制阀在喷射器泵部分中的安置。
活塞5的运动使不可压缩的介质燃料压力升高。处于高压下的燃料通过输入管路18与控制阀8或10的包围控制件的腔连通。控制阀8或10中的每一个配备有一个蓄能器，借助该蓄能器，控制件可以在预紧力下保持开启。第二控制阀10的控制件的控制腔与定压阀7连接，通过定压阀7的预紧力可以使溢出率保持可变化。不仅各个活塞件、而且容纳了两个控制阀8或10的蓄能器12，13的空腔都通过排出管路17或20与低压室6、例如贮油箱连接，多余的燃料可以被输出到该贮油箱中。
如在图1中所示，控制阀8或10的控制件可以通过执行元件9的操纵被移动到不同的部分开启位置中。在例如可通过执行元件9操纵的第二控制阀10的各个开启位置或部分开启位置或闭合位置中，一个确定的、与被开通的孔口横截面相应的燃料量在一个同样可预先选择的时间间隔内可以大致流出到贮油箱6中，通过此，喷射压力可以相应地被模型化。
图3示出图2所示安置的俯视图。
泵部分1和喷射嘴部分2的紧凑结构方式来源于高压管路3在第一及第二控制阀8及10之间的延伸。以虚线表达表示了包围控制阀8或10的控制腔。从第二控制阀10通向定压阀7的连接管路21也用虚线示出。通过从俯视图中可看出的高压管路3、两个控制阀8、10及定压阀7的相对位置可以看出喷射器的紧凑的结构形式。
图4示出引起内燃机喷射过程的部件各自的行程曲线/和压力曲线。这些曲线可以被划分成预先喷射阶段28、压力形成阶段和主喷射阶段29及30。在这后面衔接着一个压力下降阶段35。在第一曲线图22中示出的执行元件9的行程曲线的一个直接变换(Abbild)就是在耦合室11中出现的压力，对照曲线图23。
在位于这下面的曲线图24及25中示出的是在控制阀8，10中出现的行程长度，分别绘制在时间轴上。因此，预先喷射阶段以及紧接着的压力形成阶段29及主喷射阶段30的基本负载由第一控制阀8承担。在曲线图24中位于预先喷射阶段28结束和压力形成阶段29开始之间的第一控制阀8控制件振动区域通过一个摆动的曲线示出。
从描述第二控制阀10的控制件行程长度的曲线图25中看出，该控制阀10的控制件在预先喷射阶段28和压力形成阶段29期间保持不被操作；这期间行程长度为零。直到要开始主喷射阶段30时第二控制阀10才借助执行元件9被操纵，并且其有助于根据所希望的主喷射阶段30期间压力水平34.1，34.2，34.3在喷射过程的压力最高阶段使压力升高。
在图4最下面示出的曲线图中，描述了喷嘴针行程长度26和预先喷射阶段28、压力形成阶段29(引导阶段)及主喷射阶段30的喷射压力曲线27以及压力下降阶段35。关于喷射压力曲线27，由对照两个控制阀8及10的行程长度曲线24和25得知，通过操纵第二控制阀10进入其密封的闭合位置中实现主喷射阶段30将近结束时的压力提高，从而，通向低压室6-贮油箱的旁路被封闭，在喷嘴16上出现最高压力(图1)。在喷射压力曲线27中将近主喷射阶段30的结束及其压力水平34.1，34.2及34.3时的压力提高只通过第二控制阀达到，其中，在压力形成阶段29和主喷射阶段30期间喷嘴针行程26保持恒定。
图5示出喷嘴针行程26，绘制在时间轴上，以及可成形出的喷射压力曲线27。
图5中详细示出在图4最下面的曲线图中示出的喷射压力曲线27。用参考标号31标出预先喷射阶段28的持续时间；在预先喷射阶段28之后衔接着压力形成阶段29，在该阶段中可以按照图5调整不同的压力水平32.1，32.2及32.3。由于压力水平的可调整性，可以将一种喷射器考虑用于各种不同配置的发动机。可以根据应用情况进行专门的调整，从而，由于借助执行元件9的灵活的可操纵性，一个构件可以适应不同的使用可能性，通过此，明显减少方案的多重性。
用参考标号33标出压力形成阶段29的持续时间。压力形成阶段29也被称作引导阶段，其转入主喷射阶段30。从一个在压力形成阶段29中达到的压力出发，主喷射阶段30可经过另外一个持续的压力上升34上升到一个可预先选择的最高压力水平34.1，34.2及34.3。
各个压力水平34.1，34.2及34.3可通过第二控制阀10被预先调整。通过打开容纳有定压阀7的回流管路，燃料可以流出到低压室6、及油箱中。通过调整压力水平34.1，34.2和34.3，可以根据要求调整最高压力，从而可以保证喷射器机械部件避免由于出现的不允许的过高压力造成损坏。
通过借助压电执行元件实现与转数和负载变化无关的执行元件控制，此外还可以在压力下降阶段35期间在从主喷射阶段30过渡到压力下降阶段35中时实现一个可变化的曲线36。可以通过影响坡度36使压力下降曲线与各种使用目标的个别要求相适应。
参考标号
1 泵部分 2 喷射嘴部分
3 高压管路 4 泵室
5 活塞 6 低压室
7 定压阀 8 控制阀1
9 执行元件 10 控制阀2
11 耦合室 12 第一蓄能器
13 第二蓄能器 14 喷嘴针
15 控制室 16 喷嘴
17 从8，10的回流 18 通向8的通路
19 壳体 20 从8，10的回流
21 10和7之间的连接管路 22 压电元件行程
23 11内的压力曲线 24 8的行程长度
25 10的行程长度 26 喷嘴针行程
27 喷射压力曲线 28 预先喷射阶段
29 压力形成阶段 30 主喷射阶段
31 预先喷射阶段持续时间 32 29的压力水平
32.1 第一水平 32.2 第二水平
32.3 第三水平
33 压力形成阶段持续时间
34 最高压力范围 34.1 第一压力水平
34.2 第二压力水平 34.3 第三压力水平
35 压力下降阶段 36 坡度
Claims (10)
1.用于在喷射装置、例如在汽车的喷射装置上形成喷射压力曲线(27)的方法，包括一个具有一个泵部分(1)和一个喷射嘴部分(2)的喷射装置，这两部分通过一个高压管路(3)相互连接，在泵部分(1)中容纳有控制阀(8，10)，其特征在于，通过用一个执行元件(9)操纵控制阀(8，10)确定在预先喷射阶段(28)、压力形成阶段(29)和主喷射阶段(30)期间的喷射参数。
2.如权利要求1所述用于形成喷射压力曲线的方法，其特征在于，通过借助执行元件(9)操纵第一控制阀(8)可以改变预先喷射阶段(28)的持续时间(31)。
3.如权利要求1所述用于形成喷射压力曲线的方法，其特征在于，通过借助执行元件(9)操纵第一控制阀(8)确定压力形成阶段(29)的持续时间(33)。
4.如权利要求1所述用于形成喷射压力曲线的方法，其特征在于，通过操纵第一控制阀(8)确定压力形成阶段(29)期间的压力水平(32)。
5.如权利要求4所述用于形成喷射压力曲线的方法，其特征在于，压力形成阶段(29)期间的压力水平(32)可以被调整到不同的压力水平(32.1，32.2，32.3)上。
6.如权利要求1所述用于形成喷射压力曲线的方法，其特征在于，通过借助执行元件(9)操纵第二控制阀(10)控制主喷射阶段(30)结束阶段期间的高压力水平(34)。
7.如权利要求6所述用于形成喷射压力曲线的方法，其特征在于，主喷射阶段(30)期间的高压力水平(34)可以被调整到不同的压力水平(34.1，34.2，34.3)上。
8.如权利要求1所述用于形成喷射压力曲线的方法，其特征在于，通过借助执行元件(9)操纵第二控制阀(10)可以调整在主喷射阶段(30)期间的压力极限。
9.如权利要求1所述用于形成喷射压力曲线的方法，其特征在于，通过操纵第二控制阀(10)进入一个部分开启的位置中可以达到进入低压区域(6)中的燃料的一个可变化溢出率。
10.用于在一个喷射装置、例如在汽车的喷射装置上形成喷射压力曲线(27)的装置，其中，所述喷射装置包括一个泵部分(1)和一个喷射嘴部分(2)，这两部分通过一个高压管路(3)相互连接，在泵部分(1)中容纳有控制阀(8，10)，其特征在于，控制阀(8，10)可以借助一个执行元件(9)相互独立地被置于一个闭合的和/或部分开启的位置中，其中，为控制阀(8，10)中的一个对应配置一个定压阀(7)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |