噴射系統的製作方法

2023-05-06 17:46:31 1

噴射系統的製作方法
【專利摘要】介紹一種用於內燃機的噴射系統。該噴射系統具有高壓泵，高壓泵用於把高壓燃油輸送到高壓區域中，其中高壓泵包括入口閥和電切換的數字控制的出口閥。該出口閥被設計成在不通電時常開的出口閥。通過這種方式可以省去用於高壓區域的卸壓閥。
【專利說明】噴射系統
[0001]本發明涉及一種用於內燃機的噴射系統，其帶有高壓泵，高壓泵用於把高壓燃油輸送到高壓區域中，高壓區域對多個噴射器進行饋送，其中高壓泵包括入口閥和電切換的數字控制的出口閥，出口閥具有閥座、與閥座配合作用的關閉體、電磁操縱的用於關閉體的執行器和與關閉體配合作用的彈簧。
[0002]在德國專利申請10 2010 042 350.5中提出了一種用於具有前述特徵的噴射系統的高壓調節機構。在這裡，對帶有一個或兩個執行器的入口閥和出口閥進行數字切換，由此實施調節。帶有數字切換的入口閥和出口閥的這種泵具有各種優點。然而，即使這種實施方式也需要一個附加的在高壓路徑上設置於出口閥之後的機械的超壓閥(PRV，卸壓閥)，因為在例如因出口閥故障引起的「泵滿額輸送」的故障情況下，在高壓側必定存在壓力減小的可行性，系統由此不會因這裡出現壓力升高而「爆破」。
[0003]這種機械的超壓閥例如與泵出口閥平行地設置在高壓泵中，並視所選方案而定要麼在氣缸腔內進行減載(在這種情況下液壓地鎖止，因為在泵的泵送階段關閉)，要麼在低壓側在泵入口閥之前切斷。該超壓閥例如在如下情況下激活:由於機械的或電的故障而無法再控制電切換的出口閥。高壓泵不再把燃油輸送到高壓區域中。出口閥由於在高壓側(蓄壓管)產生的壓力而被壓迫關閉。如果車輛處於慣性行駛中(不噴油)或者減速至慣性行駛，在高壓側於泵出口閥之後被包圍的體積的壓力(高壓汽油噴射閥沒有洩漏)就根據燃油溫度而上升。如果車輛例如在50巴的系統壓力下減速，且在減速之後高壓區域中(蓄壓管內部)的燃油溫度(因車輛靜止狀態後的發動機廢熱)例如從20°C上升到40°C，系統壓力就會例如從50巴上升到250巴。於是如果在高壓側不存在減小壓力的可能性，這就會在相應的溫度升高情況下必定導致系統爆破或者妨礙跛行回家模式，這是因為噴射器從相應的最大壓力起就無法再打開。
[0004]上述噴射系統採用了一種在不通電時關閉的出口閥，因而還需要機械的超壓閥。
[0005]本發明的目的在於，提出一種開篇所述的噴射系統，其特點是，構造特別簡單且節省成本。
[0006]根據本發明，在所述類型的噴射系統中，該目的的實現方式為，把出口閥設計成在不通電時常開的出口閥。
[0007]針對依本發明設計的噴射系統，代替在不通電時關閉的出口閥，採用在不通電時常開的出口閥。但這種情況下，為了關閉出口閥，只需較短的電流脈衝，以此便可引起關閉過程。然後又有相應的液壓力起作用。
[0008]按照本發明的方案，由於出口閥在不通電時即在執行器的非激活狀態下常開，所以在損壞情況下(機械故障、電故障)並不會產生出口閥關閉的危險。在損壞情況下，出口閥在「排出階段」之後並非肯定自動地關閉，其原因例如在於如下事實:關閉體被流回的燃油帶動，閥因而關閉。確切地說，閥保持打開的狀態。
[0009]這在結構上的實現方式例如為，在執行器未激活且存在液壓的壓力平衡情況下，與關閉體配合作用的彈簧把關閉體保持在打開的位置。一旦在提供到高壓區域中的提供階段期間高壓泵壓縮腔中的壓力大於高壓區域(蓄壓管)內的壓力，就通過壓差使出口閥打開，並把燃油輸送到高壓區域中。出口閥在該時間點處於壓力平衡。為了將該出口閥關閉，只需克服彈簧力。這通過執行器的激活來實現。然後進行去激活。
[0010]在激活且存在液壓的壓力平衡情況下，執行器使得關閉體克服彈簧的力移動至關閉位置。在執行器有故障時，出口閥不關閉，從而在這種情況下在高壓區域內不會產生超壓。確切地說，壓力通過打開的出口閥而逐漸減小。於是仍被高壓泵以低壓引入到高壓區域中的燃油並不會導致系統「爆破」。
[0011]至於出口閥的結構設計，出口閥優選具有與關閉體和銜鐵連接的執行器杆，且彈簧支撐在出口閥的銜鐵與殼體區段之間。出口閥在此尤其具有殼體，在該殼體的一端設置著閥座，在其另一端設置有用於高壓區域的接頭，其中，執行器杆延伸穿過設有至少一個通流開口的殼體區段。該殼體例如可以為柱形設計，其中該殼體區段可以是插入到柱形殼體中的盤，該盤具有至少一個通流開口，執行器杆可移動地延伸穿過所述通流開口。在液壓的壓力平衡且執行器未激活情況下，所設置的支撐在銜鐵與殼體區段(盤)之間的彈簧把關閉體從閥座拉開，從而打開閥。如果執行器被激活，銜鐵就通過執行器杆使得與其連接的關閉體克服彈簧力移動至其關閉位置。
[0012]關閉體優選為球形設計，並與錐形設計的閥座配合作用。
[0013]如所述，按照本發明設計的噴射系統無需用於高壓區域的卸壓閥，因為執行器把閥關閉，且在執行器有故障時，(通過所設置的彈簧)出口閥不會發生關閉。確切地說，在執行器未激活且存在液壓的壓力平衡時，閥始終都打開。
[0014]下面藉助一個實施例結合附圖詳述本發明。其中:
圖1為在壓力增大模式的抽吸階段帶有入口閥和出口閥的高壓泵的示意圖；
圖2為在壓力增大模式的反流階段與圖1相應的視圖；
圖3為在壓力增大模式的壓力增大階段與圖1相應的視圖；
圖4為在壓力增大模式的提供階段與圖1相應的視圖；
圖5為在壓力增大模式的抽吸階段開始時與圖1相應的視圖；
圖6為在壓力增大模式的抽吸階段與圖1相應的視圖；
圖7為在壓力減小模式的反流階段與圖1相應的視圖；
圖8為在壓力減小模式的壓力平衡階段與圖1相應的視圖；
圖9為在壓力減小模式的壓力平衡位置與圖1相應的視圖；
圖10為在壓力減小模式的壓力減小階段與圖1相應的視圖；
圖11為在壓力減小模式的壓力減小階段與圖1相應的視圖；和 圖12為在壓力減小模式的抽吸階段與圖1相應的視圖。
[0015]圖1示意性地示出來自低壓側的燃油供應管路2，其經由電切換的數字控制的入口閥3通到高壓泵的壓縮腔I中。在壓縮腔I中有個活塞14，該活塞在這裡的圖1所示的抽吸階段向下移動。壓縮腔I與出口閥4連接，該出口閥具有柱形殼體5，該殼體在一端具有閥座7，而在另一端具有伸至高壓區域(蓄壓管)的接頭12。在柱形殼體5中有個與閥座7配合作用的球形的關閉體6，該關閉體與具有銜鐵11的執行器杆9連接，該銜鐵支撐在設置於殼體外部的線圈16之內。在殼體5中還有個盤狀的殼體區段13，該殼體區段具有多個通流開口 15且具有一個被執行器杆9穿過的中間的孔。
[0016]支撐在殼體區段13與銜鐵11之間的彈簧10經過設計，從而它在壓力平衡狀態下使得出口閥4保持打開。
[0017]在圖1所示的抽吸階段，入口閥3和出口閥4處於電去激活。由於入口閥3在不通電時常開，所以壓縮腔I通過活塞14的向下移動而被填充燃油。出口閥4利用在高壓區域(蓄壓管)中增大的系統壓力而保持關閉。出口閥的執行器處於去激活。
[0018]圖2示出在壓力增大模式下回饋到供應管路2中的回饋階段。入口閥和出口閥3、4同樣處於電去激活。壓縮腔I中的燃油又被輸送回到供應管路中一定時間，直到對入口閥3提出關閉要求。
[0019]在圖3所示的壓力增大模式的壓力增大階段，入口閥3短時間地電激活，以便引發關閉脈衝。出口閥4保持電去激活。一旦壓縮腔中的壓力因開始壓縮而上升，入口閥3就液壓地保持關閉。
[0020]圖4示出在壓力增大模式下提供到高壓區域中的提供階段。入口閥和出口閥3、4處於電去激活。入口閥3利用壓縮腔I中的較高壓力而液壓地鎖止。一旦壓縮腔I中的壓力大於高壓區域(蓄壓管)中的壓力，就利用壓差使得出口閥4打開並把燃油輸送到高壓區域中。圖4示出出口閥4帶有打開的關閉體6。利用箭頭來表示燃油如何經由殼體區段13的通流開口 15流至高壓區域。
[0021]圖5示出抽吸階段的開始。出口閥4在該時間點壓力平衡。該出口閥因而利用彈簧10的力而保持打開。為了關閉閥以開始抽吸階段，將執行器激活，從而關閉體6朝向閥座7移動。此點克服彈簧10的力來進行。然後又把出口閥4電去激活。但該出口閥保持關閉，因為高壓區域(蓄壓管)中的系統壓力壓迫閥關閉。
[0022]圖6示出在壓力增大模式下的泵抽吸階段。入口閥和出口閥3、4處於電去激活。由於入口閥3在不通電時常開，所以對壓縮腔I進行填充。出口閥4利用在高壓區域中產生的系統壓力而保持關閉。
[0023]圖7示出在壓力減小模式下的泵反饋階段。入口閥和出口閥3、4處於電去激活。為了能在下一步驟中打開出口閥4，在壓縮腔I中配給一定體積，以便實現壓力平衡狀態，於是僅克服彈簧10的力而打開出口閥4。
[0024]圖8示出在壓力減小模式下的壓力平衡狀態階段。入口閥3短時間地電激活，以便其關閉。然後進行壓力增大，直到在壓縮腔I與高壓區域(蓄壓管)中的壓力之間達到壓力平衡狀態。高壓區域中的壓力使得出口閥4保持關閉。
[0025]在圖9中，在壓縮腔I與系統壓力(高壓區域)之間達到壓力平衡狀態。於是，出口閥4僅利用彈簧10的力便打開。
[0026]圖10示出在壓力減小模式下對要排出的體積的計量。由於出口閥4利用彈簧10的力而打開，在壓縮腔I中減小了與在高壓區域中一樣大的壓力。如果出口閥4兩側的壓力狀況相同，就僅僅利用彈簧10的力使得出口閥4在整個時間內都保持打開。如果活塞14在壓縮腔I中向下移動，壓縮腔中和高壓區域中的壓力就會減小相同的值。出口閥4因而保持壓力平衡，並利用彈簧力保持打開。
[0027]圖11示出在壓力減小模式下壓力減小已結束。如果達到了所要求的壓力減小，就對出口閥4的執行器進行短時間的電激活，由此使得該出口閥又關閉。高壓減小由此結束。
[0028]圖12示出在壓力減小模式下的泵抽吸階段。入口閥和出口閥3、4處於電去激活。隨著活塞14進一步向下移動，燃油流入到壓縮腔I中。[0029]由於出口閥4是在不通電時常開的出口閥，所以即使出口閥發生機械的或電的故障，該出口閥也不會自動關閉，這是因為，這種情況通過所設置的彈簧得到防止。通過這種方式來避免在高壓區域中產生超壓，而不必針對高壓區域設置專門的卸壓閥。
【權利要求】
1.一種用於內燃機的噴射系統，帶有高壓泵，高壓泵用於把高壓燃油輸送到高壓區域中，高壓區域對多個噴射器進行饋送，其中高壓泵包括入口閥和電切換的數字控制的出口閥，其中出口閥具有閥座、與閥座配合作用的關閉體、電磁操縱的用於關閉體的執行器和與關閉體配合作用的彈簧，其特徵在於，出口閥(4)被設計成在不通電時常開的出口閥。
2.如權利要求1所述的噴射系統，其特徵在於，在執行器未激活且存在液壓的壓力平衡情況下，彈簧(10)把關閉體(6)保持在打開的位置。
3.如權利要求1或2所述的噴射系統，其特徵在於，在激活且存在液壓的壓力平衡情況下，執行器使得關閉體(6)克服彈簧(10)的力移動至關閉位置。
4.如前述權利要求中任一項所述的噴射系統，其特徵在於，出口閥(4)包括與關閉體(6 )和銜鐵(11)連接的執行器杆(9 )，彈簧(10 )支撐在出口閥(4 )的銜鐵(11)與殼體區段(13)之間。
5.如權利要求4所述的噴射系統,其特徵在於，出口閥(4)具有殼體(5),在該殼體的一端設置著閥座(7)，在該殼體的另一端設置有用於高壓區域的接頭，執行器杆(9)延伸穿過設有至少一個通流開口(15)的殼體區段813)。
6.如前述權利要求中任一項所述的噴射系統，其特徵在於，關閉體(6)為球形設計，並與錐形設計的閥座(7)配合作用。
7.如前述權利要求中任一項所述的噴射系統，其特徵在於，它沒有用於高壓區域的卸壓閥。
【文檔編號】F02M59/46GK103998764SQ201280063401
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月13日 優先權日:2011年12月21日
【發明者】T.卡拉夫特, T.裡奇, C.克萊澤 申請人:大陸汽車有限公司