CN105745430B - 用于燃料喷射***的溢流阀以及燃料喷射*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于燃料喷射***、尤其是共轨喷射***的溢流阀，包括：具有进口(2)和至少一个出口(3)的阀壳体(1)；被接收在所述阀壳体(1)中的、可轴向移动地被导向的阀元件(4)，通过所述阀元件(4)的抵抗弹簧(5)的弹簧力的轴向移动，所述进口(2)和所述出口(3)能连接，其中，所述弹簧(5)被接收在所述阀壳体(1)的弹簧室(6)中，所述弹簧室通过卸载孔(7)能衔接在所述燃料喷射***的低压区域(8)上。根据本发明设置有用于避免所述弹簧室(6)过度充注的器件(9)，其中，该器件(9)包括构造在所述阀元件(4)的导向区域中的、与所述出口(3)已连接或能连接的环形槽(10，10′)和/或包括止回阀(11)，所述弹簧室(6)与所述低压区域(8)通过所述止回阀能连接。此外，本发明涉及一种具有这种溢流阀的燃料喷射***。

Description

用于燃料喷射***的溢流阀以及燃料喷射***

技术领域

本发明涉及一种用于燃料喷射***、尤其是共轨喷射***的溢流阀。本发明还涉及具有这种用于压力调节和/或压力限制的溢流阀的燃料喷射***。

背景技术

上面提到的这种溢流阀通常使用在燃料喷射***的燃料高压泵的低压区域中、尤其是进入区域中。溢流阀用于将多余的燃料导回到低压区域中且以该方式使得能实现压力调节和/或压力限制。

例如，由公开文献DE 10 2011 089 797 A1得知这种用于燃料喷射***的溢流阀。它包括：具有进口和出口的阀壳体；以能在该阀壳体中轴向移动的方式被导向的活塞状阀元件，所述进口和所述出口可通过该阀元件的轴向移动而连接；以及被接收在阀壳体弹簧室中的弹簧元件。所述弹簧元件在一侧支撑在阀元件上而在另一侧支撑在***到阀壳体中的调整元件上。该调整元件用于调整弹簧预紧力且从而调整溢流阀的打开压力。为了使得能对溢流阀在压力脉冲时的运动进行阻尼，调整元件具有卸载孔，该卸载孔具有布置在其中的、用于弹簧室的排气的节流部。

在静态的边界条件下，这种溢流阀的受弹簧负载的阀元件在施加在一侧上的弹簧力与施加在另一侧上的液压力之间处于力平衡，所述液压力由阀元件的液压作用面积和作用在其上的压力差产生。所述压力差导致弹簧室通过泄漏而被充注以燃料。如果弹簧室不通过排气或卸载孔液压连接到低压区域，则在一段时间后，弹簧室被强烈地充注，使得阀不能打开。因此，排气或卸载孔保证阀的功能能力。为了获得最低阻尼作用，经由排气或卸载孔的流出通常节流地进行。阻尼作用阻碍或限制阀元件在高压力脉冲时的过度振动并且在容积不被补偿的高压泵、如单柱塞高压泵的情况下还使得能至少部分地补偿排挤容积。为了使得能实现容积补偿，使弹簧室中的燃料在高压泵的转速高时在高压泵的尽可能大的转动角度范围上阻尼。但是在阻尼阶段期间，溢流阀的弹簧室附加地被充注，从而存在弹簧室过度充注的危险以及由此导致的溢流阀“僵化(Versteifung)”的危险。

发明内容

本发明的任务在于提供一种用于燃料喷射***的溢流阀，该溢流阀使得在所衔接的高压泵的转速高时仍能实现动态容积补偿，用于以该方式减小高压泵对低压区域的脉冲作用。

该任务通过本发明的溢流阀解决。本发明还提出了其他改进方案。

所提出的溢流阀包括：具有进口和至少一个出口的阀壳体；被接收在该阀壳体中的、可轴向移动地被导向的阀元件，所述进口和出口通过该阀元件抵抗弹簧的弹簧力的轴向移动而可连接，其中，该弹簧被接收在阀壳体的弹簧室中。弹簧室在此通过卸载孔可衔接到燃料喷射***的低压区域上。根据本发明设置有用于避免弹簧室过度充注的器件，其中，该器件包括构造在阀元件的导向区域中的、与所述出口已连接或可连接的环形槽和/ 或包括止回阀，弹簧室通过该止回阀与低压区域可连接。

所提出的用于避免弹簧室过度充注的器件尤其用于减少到达弹簧室中的泄漏量和/或减小存在或形成于弹簧室中的阻尼量。

为减小泄漏量，优选在阀元件的导向区域中设置与出口已连接或可连接的环形槽。阀元件的该导向区域在此通过可轴向移动的阀元件上的导向区段与阀壳体上的导向区段来限定。在导向区域中存在于阀元件和阀壳体之间的导向缝隙同时构成泄漏路径，燃料通过该泄漏路径到达弹簧室中。通过将环形槽构成在阀元件的导向区域中、即在泄漏路径中，在环形槽与所述至少一个出口连接时可使通过泄漏路径流出的泄漏量的至少一部分通过所述出口导出。由此有效地减小经由导向区域到达弹簧室中的泄漏量且避免弹簧室的过度充注。

为了减小阻尼量，替代地或附加地可设置止回阀。止回阀优选布置在弹簧室衔接到低压区域上的衔接区域中。止回阀应以该方式减小弹簧室通过该衔接区域受到的充注，该衔接区域可构成一另外的路径，燃料通过该另外的路径到达弹簧室中。

通过减少泄漏量和/或阻尼量来起到消除弹簧室过度充注的作用且从而起到消除阀“僵化”危险的作用。即使在所衔接的高压泵的转速高时，所提出的该溢流阀仍能够这样补偿高压泵的排挤容积，使得显著地减小基于压力脉冲造成的低压区域负载。

优选地，构造在阀元件的导向区域中的环形槽于内周侧构造在阀壳体上或于外周侧构造在阀元件上。如果环形槽于外周侧构造在阀元件上，则该环形槽优选这样布置，使得该环形槽通过阀元件的轴向移动而与所述至少一个出口可连接。在环形槽与所述出口连接时，环形槽引起压力降低到阀元件周边上的回流压力水平。由此使环形槽和弹簧室之间的区域中的压力差最小化且导致朝弹簧室方向的泄漏量最小化。其原因在于，泄漏量中的至少一部分通过环形槽被导送到所述出口。

如果环形槽于外周侧布置在阀元件上，即环形槽的轴向位置与阀元件的轴向位置有关，则还提出：在阀元件上的所述布置这样选择，使得在阀元件的常态位置(Normalstellung)，环形槽与所述至少一个出口处于连接。为此，所述出口优选实施为径向孔。因此，在阀元件的常态位置保证了环形槽的最佳作用。

如果环形槽于内周侧布置在阀壳体上且从而与可轴向移动的阀元件的轴向位置改变无关，则环形槽优选布置在阀壳体的所述至少一个出口的面向弹簧室的端部上。所述出口仍优选实施为径向孔。在相应地布置环形槽的情况下得到环形槽与所述至少一个出口的持续连接。以该方式实现泄漏量的特别有效的减小。

通过替代地或补充地设置用于避免弹簧室过度充注的止回阀，弹簧室与低压区域可连接，该止回阀优选这样构造：该止回阀一方面防止燃料回流到弹簧室中或至少使其变困难，而另一方面使得燃料能从弹簧室流出，以保证所需的弹簧室卸载。其原因是，弹簧室衔接在低压区域上以对弹簧室进行卸载在当前通过卸载孔来实现。因此，在将止回阀布置在衔接到低压区域上的接口的区域中时还必须通过卸载孔确保所需的卸载。

优选地，止回阀布置在构造于卸载孔中的节流部的下游。节流部引起燃料从弹簧室流出的延迟，使得在弹簧室中始终存在一定的燃料量，通过该一定的燃料量可获得最小阻尼作用。

在本发明的改进方案中设置，止回阀实施为活瓣弹簧。活瓣弹簧涉及具有至少一个铰接活瓣的弹簧环，活瓣根据存在的压力关系而释放卸载孔或至少部分闭锁卸载孔。这种弹簧环不仅能简单且成本有利地制造，而且还易于安装。例如可将弹簧环在卸载孔的高度上于外周侧推套到阀壳体上。为了防止弹簧环的轴向位置改变，可在阀壳体中在外周侧在卸载孔的高度上构成环形槽，弹簧环可***到该环形槽中。

在设置优选实施为活瓣弹簧的止回阀的情况下，可将卸载孔的尺寸定得更大。通过该措施改善所需的弹簧室卸载。通过卸载孔的直径扩宽还导致活瓣弹簧的活瓣的压力面增大，这同样有利。此外，可增大构成在卸载孔中的节流部的节流横截面。

优选实施为活瓣弹簧的止回阀还优选使用在构造于卸载孔中的节流部的下游，该止回阀导致液压不对称的特性。由此改善溢流阀在高频率下的动态容积补偿能力且随之将低压区域的脉冲负载减到最小。

根据本发明的溢流阀的之前提到的优点尤其在将该阀使用到燃料喷射***中时获得。因此还提出一种用于将燃料喷射到内燃机燃烧室中的燃料喷射***，其具有根据本发明的用于压力调节和/或压力限制的溢流阀。所述燃料喷射***优选涉及共轨喷射***，包括用于将燃料输送到高压的高压泵。在该情况下，溢流阀优选置入、尤其是拧入或压入到高压泵的壳体孔中，使得进入压力施加到该阀的阀元件上。替代地，该溢流阀可作为独立构件布置在高压泵的附近。

附图说明

在下面参照附图详细解释本发明的优选实施方式。附图示出：

图1本发明的根据第一优选实施方式的溢流阀的纵剖图，

图2本发明的根据第二优选实施方式的溢流阀的纵剖图，

图3本发明的根据第三优选实施方式的溢流阀的纵剖图，

图4为 图3在卸载孔区域中的局部放大图，

图5活瓣弹簧的立体图。

具体实施方式

图1到图3示出根据本发明的溢流阀的优选实施方式。这些溢流阀中个的每个都包括柱状的阀壳体1，在所述阀壳体中接收有可轴向移动的活塞状阀元件4，使得该阀元件通过阀壳体1的导向区域被轴向导向。阀壳体1 各自在端侧上构成进口2，所述进口能与未示出的高压泵的进入区域连接。此外，阀壳体1具有用作出口3的径向孔，其具有圆形横截面或任意其他横截面，当基于阀门元件4的轴向移动(以阀元件4的在图1至图3中示出的常态位置为出发点)而在进口2和出口3之间建立连接时，多余的燃料能经由所述径向孔从进入区域被导送到低压区域8。通过进入区域中的压力上升引起阀元件4的轴向移动，使得阀元件被一液压压力加载，该液压力大于支撑在阀元件4上的弹簧5的弹簧力，所述弹簧力将阀元件4朝进口2的方向加载。

弹簧5被接收在弹簧室6中，该弹簧室通过至少一个卸载孔7衔接到低压区域8上。基于进入压力与低压区域8中的压力之间的压力差，弹簧室6通过经阀元件4旁边的泄漏而被充注以燃料。卸载孔7保证以泄漏方式到达弹簧室6中的燃料被导回到低压区域8中且还保证用于流入压力的调节和/或限制的溢流阀能打开。为了还通过存在于弹簧室6中的燃料获得阻尼作用(所述阻尼作用应防止阀元件4在突然出现压力峰值的情况下过度振动)，节流地进行将燃料导回到低压区域8中。为此，在卸载孔7上构成有节流部12。然而节流部12不能防止：在动态的、即非静态的边界条件下，在弹簧室6处于低压期间，燃料从低压区域8回到弹簧室6中。在这种情况下，弹簧室6一方面通过卸载孔7被充注以燃料而另一方面通过经阀元件4旁边的泄漏而被充注以燃料，使得存在弹簧室6过度充注的危险。因此，图1至3中所示的根据本发明的溢流阀各自具有用于防止弹簧室6被过度充注以燃料的器件9。

在根据图1的实施方式中，用于避免弹簧室6过度充注的器件9包括集成在溢流阀阀壳体1中的环形槽10。该环形槽10于内周侧布置在用作出口3的径向孔的口部区域中，使得该环形槽与出口3处于连接并将出口3 向弹簧室6的方向扩宽。通过环形槽10将泄漏量中的至少一部分导送到出口3。因此降低了环形槽10内的压力且从而降低了压力差，使得向弹簧室 6中的泄漏减小。

在根据图2的实施方式中，用于避免弹簧室6过度充注的器件9包括环形槽10′，其与图1的方式的区别在于并不集成到阀体1中而是集成到阀元件4中。环形槽10′的布置在阀元件4上在外周侧进行，其中，环形槽10′的轴向位置这样选择，使得在溢流阀的常态位置(如图2所示)，该环形槽与出口3连接。因此，环形槽10′的作用方式很大程度上相应于图1实施方式的环形槽10的作用方式，从而可以参看那部分内容。环形槽10和10′减少了到达弹簧室6中的泄漏量且以该方式防止弹簧室6的过度充注。

在根据图3的实施方式中，通过实施为活瓣弹簧的止回阀11避免弹簧室6的过度充注，该止回阀防止燃料从低压区域8回到弹簧室6中。所述活瓣弹簧为此具有至少一个活瓣13，所述活瓣这样转向：所述活瓣在压力加载时朝卸载方向释放卸载孔7，但在相反的方向上闭锁卸载孔7。活瓣13 的数量可相应于卸载孔7的数量进行选择。

在图4中放大地示出图3的实施方式的卸载孔7。用作卸载孔7的径向孔是阶梯孔，其中，具有减小的直径的区域用作节流部。卸载孔7通到环形槽14中，该环形槽于外周侧构造在阀体1中，用于接收活瓣弹簧。活瓣弹簧的构型可由图5得知。

图1至图5所示的用于避免弹簧室6过度充注的器件9可以单独地或组合地使用。尤其地，图3至图5所示的止回阀11不仅可以与环形槽10′ (如图3所示)组合使用，也可以与环形槽10组合使用。

Claims (10)

1.用于燃料喷射***的溢流阀，包括：具有进口(2)和至少一个出口(3)的阀壳体(1)；被接收在所述阀壳体(1)中的、以能轴向移动的方式被导向的阀元件(4)，所述进口(2)和所述出口(3)通过所述阀元件的抵抗弹簧(5)的弹簧力的轴向移动而能连接，其中，所述弹簧(5)被接收在所述阀壳体(1)的弹簧室(6)中，所述弹簧室通过卸载孔(7)能衔接在所述燃料喷射***的低压区域(8)上，其特征在于，设置有用于避免所述弹簧室(6)过度充注的器件(9)，其中，该器件(9)包括位于所述弹簧室(6)中的至少一个卸载孔(7)，其中，所述卸载孔(7)通到环形槽(14)中，该环形槽用于接收止回阀(11)，所述止回阀实施为活瓣弹簧并且所述弹簧室(6)与所述低压区域(8)通过所述止回阀能连接。

2.根据权利要求1所述的溢流阀，其特征在于，所述器件(9)附加地包括构造在所述阀元件(4)的导向区域中的、与所述出口(3)已连接或能连接的环形槽(10，10′)。

3.根据权利要求2所述的溢流阀，其特征在于，构造在所述阀元件(4)的导向区域中的所述环形槽(10，10′)于内周侧构造在所述阀壳体(1)上或于外周侧构造在所述阀元件(4)上。

4.根据权利要求2或3所述的溢流阀，其特征在于，所述环形槽(10′)于外周侧布置在所述阀元件(4)上并且在所述阀元件(4)的常态位置与所述至少一个出口(3)处于连接。

5.根据权利要求2或3所述的溢流阀，其特征在于，所述环形槽(10)于内周侧在所述阀壳体(1)上布置在所述阀壳体(1)的所述至少一个出口(3)的面向所述弹簧室(6)的端部上。

6.根据权利要求1至3之一所述的溢流阀，其特征在于，所述止回阀(11)布置在构造于所述卸载孔(7)中的节流部(12)的下游。

7.根据权利要求1至3之一所述的溢流阀，其特征在于，所述燃料喷射***是共轨喷射***。

8.根据权利要求4所述的溢流阀，其特征在于，所述出口实施为径向孔。

9.根据权利要求5所述的溢流阀，其特征在于，所述出口实施为径向孔。

10.用于将燃料喷射到内燃机燃烧室中的燃料喷射***，具有根据上述权利要求之一所述的溢流阀，所述溢流阀用于压力调节和/或压力限制。