CN1712696A - 用于控制喷油器操作的压力控制阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷油器(10)的喷油嘴针阀(3),其以一种受控方式通过改变施加到其上的背压来驱动。所述背压通过由叠加的压电元件(51)来驱动的压力控制阀来控制。压力控制阀的阀体(11)位于具有排出口(22)和高压口(23)的阀腔(21)中,所述端口可被选择性地关闭。排出支座(14)的直径D1、高压支座(15)的直径D2,和与阀体相连的活塞部分(12)的直径D3被设为满足关系式:D1≥D2≥D3。通过这种方式,高压阀的操作可得到稳定,从而使喷油器可平滑和稳定地操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种在向内燃机供给燃料的喷油器中所用的压力控制阀。
背景技术
在共轨式燃料喷射***中,共轨中所容纳的加压燃料通过装在每个发动机气缸中的喷油器供给到内燃机中。被引入到喷油器中的加压燃料通过以一种受控方式驱动喷油嘴针阀而喷射到发动机中。在喷油嘴针阀后面设置有控制室,加压燃料被引入到控制室中。通过改变控制室中的燃料压力来控制喷油器的喷油嘴针阀。而控制室中的压力可由压力控制阀来控制。更具体而言,当控制室中的燃料压力降低时,喷油嘴针阀就从其支座上抬起,于是燃料被喷射进发动机中。当控制室中的燃料压力升高时,喷油嘴针阀就压靠在其支座上,于是燃料喷射结束。压力控制阀由驱动器如压电驱动器来驱动。
JP-A-2001-82295中公开了这类喷油器的一个例子。此文献中公开的喷油器包括一个双通阀,该双通阀具有控制用于选择性地打开入口或出口的活塞,这两个口都与控制室连通。活塞一端设置有用于对施加在活塞上的力进行补偿的导向件,活塞另一端设置有用于相对于阀座对活塞进行正确定位的对中件。当控制活塞从阀座上抬起时,控制室与排出通道连通,同时燃料从控制室中流出。当控制室和排出通道间的连通被中断时,被引入控制室中的加压燃料使控制室中的燃料压力增加。
JP-A-2000-130614中公开了此类喷油器的另一个例子。此文献中公开的喷油器具有用于对控制室中的压力进行控制的三通阀。所述三通阀具有可选择性地压靠在第一支座上或第二支座上的阀体,所述第一支座与排出通道连通,所述第二支座与公用油管连通。通过控制阀体,控制室可与排出口或者高压口连通。在喷射燃料期间,控制室与排出口连通而关闭高压口。在这种方式下,可以限制流出到排出通道中的燃料量。
但是,业已发现,在传统的压力控制阀特别是三通阀中还存在有一些问题。即,压力控制阀的操作有时变得不稳定,且/或者用于驱动压力控制阀的驱动器中能量损失很大。另外,由燃料中所容纳的一些外来粒子所导致的磨损可能会对压力控制阀的耐用性产生负面影响。
发明内容
本发明鉴于上述问题而设计,本发明的一个目的在于提供一种改进的用于喷油器中的压力控制阀。更具体地说,本发明的一个目的是提高压力控制阀的操作稳定性和耐用性。本发明的另一个目的是提供一种装有所述改进的压力控制阀的喷油器。
用于将高压燃料供应到发动机气缸中的喷油器包括喷油嘴针阀和压力控制阀,所述压力控制阀用于控制施加到喷油嘴针阀上的背压。所述压力控制阀包括具有气缸孔和阀腔的壳体,以及具有阀体和活塞部分的阀针。阀体放置在阀腔中,活塞部分可滑动地放置在气缸孔中。阀针由驱动器如层叠的压电元件(压电叠加物)来驱动。阀针的阀体可选择性地关闭阀腔的排出口或高压口,从而对控制室中的燃料压力进行控制,所述控制室中产生有用于驱动喷油嘴针阀的背压。
通过由形成于阀体上的第一表面关闭排出支座来关闭排出口,同时通过由形成于阀体上的第二表面关闭高压支座来关闭高压口。阀体的第一表面是平坦的且排出支座也是平坦的。阀体的第二表面是倾斜的,从而第二表面与高压支座的平坦表面接触。排出支座的直径为D1,高压支座的直径为D2,阀体的活塞部分直径为D3,以满足公式D1≥D2≥D3。优选地,这些直径之间相差很小。通过以这种方式来设计燃料压力控制阀可使喷油器的操作很平滑地进行。另外,用于驱动压力控制阀的压电叠加物中的能量损失也可以很小。
阀体的第一表面可以倾斜,以使排出支座的直径变得稳固恒定。第一表面可由在各自方向上倾斜的两个表面组成,形成连接两个表面的尖端位置。当阀针被驱动到关闭排出口的位置时,所述尖端位置与排出支座接触。位于外侧的表面的倾斜角度制成可防止燃料中所含的外来粒子进入阀腔。倾斜角度可以为例如从0.5°到10°。高压支座表面可以倾斜,从而当高压口被关闭时,使阀体第二表面的外缘接触高压支座。通过这种方式,阀针的操作被进一步稳定。与由压电叠加物驱动的阀活塞相接触的针阀尖端部分可制成球面,以进一步改进平滑操作。
根据本发明,喷油器的操作进一步得到稳定。压电叠加物中的能量损失被减少,且压力控制阀的耐用性得到提高。通过进一步理解下面结合附图所描述的优选实施例,本发明的其他目的和特征可变得更加明显。
附图说明
图1A为喷油器中所用的本发明第一实施例的压力控制阀的剖面图;
图1B为图1A中圈出的部分A的放大剖面图,其中阀针压靠在排出支座上;
图1C为图1A中圈出的部分A的放大剖面图,其中阀针压靠在高压支座上;
图2为包括有图1A所示压力控制阀的喷油器的剖面图;
图3A为喷油器的剖面图,其中控制室被加压且喷射孔由喷油嘴针阀关闭;
图3B为喷油器的剖面图,其中控制室被减压且喷射孔打开,从而喷射燃料;
图4为显示压电驱动器中所产生的力与压电驱动器的膨胀量之间关系的图表;
图5A为喷油器中所用的压力控制阀的剖面图;
图5B为图5A中圈出的部分P的放大剖面图,此处所示结构为本发明第一实施例中所示的那种结构;
图5C为图5A中圈出的部分P的放大剖面图,此处所示结构为本发明第二实施例中所示的那种结构;
图6A为本发明第三实施例的压力控制阀的剖面图;
图6B为图6A中圈出的部分Q的放大剖面图;
图6C为图6A中圈出的部分Q的进一步放大剖面图,用于解释防止外来粒子进入压力控制阀中的效果;
图7A和7B是与图6C所示同样部分的剖面图,用于解释防止外来粒子进入压力控制阀中的结构;
图8A为本发明第四实施例的压力控制阀的剖面图;
图8B为图8A中圈出的部分R的放大剖面图;
图8C为与图8B所示同样部分的剖面图,此处所示结构为从图8C所示结构改变形式而得;
图9A为本发明第五实施例的压力控制阀的剖面图;
图9B是图9A中圈出的部分S的放大剖面图。
具体实施方式
下面参考图1-4描述本发明第一实施例。图2示出了一种喷油器10,其中使用了本发明的压力控制阀102。图1A示出了压力控制阀102的放大图,图1B和1C示出了施加到位于阀腔21中的阀体11上的压力。喷油器10例如安装到柴油机的每个气缸中,且存储在公用油管中的高压燃料被供应到每个喷油器10。由供应泵加压到适于燃料喷射的压力水平的燃料被存储在公用油管中。
参考图2来描述喷油器10。喷油器10由包括喷油嘴针阀3的喷油器喷嘴部分101、具有三通阀结构的压力控制阀102、以及包括一叠压电元件51的压电驱动器103组成。喷油器喷嘴部分101、压力控制阀102和压电驱动器103容纳在壳体104中,壳体104安装在发动机每一燃烧室的壁中。包括有与公用油管相连的高压通道105和与燃料箱相连的排出通道106的燃料通道形成于壳体104中。
喷油器喷嘴部分101包括喷油嘴针阀3,其可滑动地放置在壳体104底部形成的轴向孔31中。燃料存储容器32围绕喷油嘴针阀3的小直径部分。燃料存储容器32总是与高压通道105连通,从而高压燃料总是从公用油管供应到燃料存储容器中。具有喷射孔34的尖端空间33形成于燃料存储容器32的下游。喷油嘴针阀3的锥形尖端部分通常压靠在形成于尖端空间33上端的支座35上,从而中断燃料从燃料存储容器32到喷射孔34的流动。当喷油嘴针阀3从支座35上抬起时,燃料被供应到尖端空间中且燃料从喷射孔34中喷射出。
控制室4形成于喷油嘴针阀3上方,其中燃料被通过高压通道105经分支孔41以及通过阀腔21的孔24供应到控制室中。供应到控制室4中的燃料产生施加在喷油嘴针阀3上部平坦表面上的背压。喷油嘴针阀3由控制室4中的燃料压力和位于控制室4中的推压弹簧42向下压。另一方面,燃料存储容器32中的压力施加在喷油嘴针阀3的台阶表面上以向上推动它。
压力控制阀102具有三通阀结构。阀针1由阀体11和与阀体11相连的活塞部分12所组成。位于阀腔21中的阀体11选择性地关闭开向阀腔21顶部的排出22或开向阀腔21底部的高压口23。排出22通过通道26与排出通道106连通,高压口23通过通道25与高压通道105连通。阀腔21总是通过孔24与控制室4连通。通过选择性地关闭排出口22或高压口23,可以对控制室4中的压力进行控制。
下面将参考以放大比例示出压力控制阀102的图1A、1B、1C来解释压力控制阀的操作。阀针1的活塞部分12可滑动地放置在气缸孔27中,阀体11放置在阀腔21中。连接阀体11和活塞部分12的连接部分13定位在高压口23中,与高压通道105连通的通道25朝向环绕连接部分13的圆形空间开口。
当阀针1如图1B所示位于上部位置时,阀体11的第一表面1a(上部平坦表面)压靠在形成于阀腔21顶部的排出支座14上,从而关闭排出22。当阀针1位于如图1C所示的下部位置时,阀体11的第二表面1b(下部锥形表面)压靠在形成于阀腔21底部的高压支座15上,从而关闭高压口23。阀针1通过一叠压电元件51被驱动到其上部位置或其下部位置。与阀腔21连通的控制室4中的压力可根据阀针1的运动而增加或减少。
如图2所示,在其中放置有阀弹簧6的弹簧室61形成于阀针1活塞部分12的下面。阀针1由阀弹簧6向上推压。弹簧室61与排出通道106连通以避免弹簧室61成为封闭室。当燃料喷射开始时,因为阀针1的向下移动不能由弹簧室61中的压力来抑制,阀体11可迅速离开排出支座14。
压电驱动器103包括一叠压电元件51(以后称为压电叠加物51)、压电活塞52和阀活塞54,这些部件都同轴放置在壳体104中,如图2所示。压电活塞52和阀活塞54可滑动地放置在形成于壳体104中的各自的轴向孔中。在压电活塞52和阀活塞54之间形成封闭室53(液体密封室)。压电叠加物51是一种已知类型的压电驱动器,由交替层叠的压电元件片(如PZT片)和电极片组成。位于压电活塞52周围的弹簧55以预定推压力将压电叠加物51向上推压。当在压电叠加物51上施加电压时,其在轴向上膨胀,当电压撤走后,其缩回原始长度。压电活塞52根据压电叠加物51的膨胀和收缩而上下移动。
阀活塞54的小直径部分延伸穿过排出口22且与阀体11的第一表面1a邻接。在充满燃料的封闭室53中放置弹簧56,其将压电活塞52推向压电叠加物51。由压电叠加物51的膨胀产生的推力通过封闭室53中的燃料被传递到阀活塞54,而且阀活塞54向下推动阀针1。因为阀活塞54的直径比压电活塞52的直径小,在阀活塞54的轴向移动中,压电叠加物51的膨胀量被放大。直径较大的压电活塞52、直径较小的阀活塞54、以及放置在两个活塞52、54之间的封闭室53作为用于放大位移量的装置。
现在,将参考图3A和3B来描述喷油器10的操作。在图3A中,压电叠加物51没有被施加电压,即,没有膨胀。阀针1由阀腔21中的燃料压力和弹簧6的推压力向上推。阀体11压靠在排出支座14上,排出22被关闭,而高压口23打开。因此,控制室4通过孔24、阀腔21和高压23与高压通道105连通。另外,控制室4通过分支孔41与高压通道105连通。因而,控制室4中的压力高,向下推喷油嘴针阀3。喷油嘴针阀3通过控制室4中的背压和弹簧42的推压力压靠在支座35上。在此状态下不喷射燃料。
当压电叠加物51被施加以电压时,其膨胀并向下推动压电活塞52,如图3B所示。封闭室53中的压力根据压电活塞52的向下运动而增加。由封闭室53中的增加的压力来向下推动阀活塞54,且由阀活塞54来向下推动阀针1。阀体11离开排出支座14,从而打开排出口22。随着阀体11进一步向下移动,其压靠在高压支座15上,从而关闭高压口23。相应地,控制室4通过阀腔21与排出口22连通,控制室4中的压力下降。当向上推动喷油嘴针阀3的燃料存储容器中的压力比向下推动喷油嘴针阀3的压力大时,喷油嘴针阀3从支座35上抬起,同时燃料喷射开始。
为了停止燃料喷射,压电叠加物51上的电压被去除,从而将燃料喷射变为图3A所示的状态。即,当压电叠加物51收缩时,封闭室53中的压力下降且向下推动阀针1的力消失。阀体11离开高压支座15,然后变为压靠在排出支座14上。这样,高压23打开,同时排出22关闭。控制室4中的压力通过流经孔24和分支孔41的高压燃料迅速建立。喷油嘴针阀3变为压靠在支座35上,结束燃料喷射。当燃料喷射开始时,分支孔41用于减轻控制室中的压降从而逐渐打开喷油嘴针阀。另外,当燃料喷射结束时,分支孔41用于帮助在控制室4中建立压力以迅速关闭喷油嘴针阀3的装置。
重要的是,阀针1要适当成形以使喷油器10的操作平滑而稳定。换句话说,阀针的大小要进行优化。参考图1B和1C来解释阀针1的大小的优化。在图1B和1C中放大显示了图1A中圈出的部分A。图1B示出了阀针1位于其上部位置,此位置处排出口22关闭;图1C示出了阀针1位于其下部位置,此位置处高压口23关闭。
当阀针1位于其上部位置时,如图1B所示,阀针1的第一表面1a压靠在排出支座14上,关闭排出口22,而高压口23打开。高压燃料通过高压口23和通道25流入阀腔21中。阀腔21中的高压燃料对阀体11的第二表面1b施加向上的压力,对活塞部分12的上表面施加向下的压力,如图1B所示。因此,压力在向上方向施加到阀针1上的实际面积由下式来表达:π(D12-D32)/4,其中,D1为排出支座14的直径(等于阀体11的直径),D3为活塞部分12的直径。换句话说,打开高压口23的力施加到公式所表示的面积上。
在本发明的第一实施例中,两个直径设置为满足公式(D1≥D3)。即,D1等于D3或稍大于D3。通过这种方式,从排出支座14上抬起阀体11第一表面1a所需的力可以很小,且阀针1的操作可以很稳定。换句话说,通过使向上作用到阀针1上的压力小,用于向下驱动阀针1的压电叠加物51的能量可以很小。但是,当阀体11压靠在排出支座14上时,确保关闭排出口22也是很重要的。因此,在本发明实施例中,直径D1做成比直径D3稍大。如果D3比D1大,则施加到阀针1上的向下压力超过施加到阀针1上的向上压力,从而使阀体11不能稳定地压靠在排出支座14上。
当压电叠加物51没有被施加电压时,阀针1位于图1C所示的位置,在此位置,排出口22打开而高压口23关闭。阀体11的第二表面1b(锥形表面)压靠在高压支座15上。从通道25引入到高压口23的高压燃料的压力向上施加到阀体11的第二表面1b上,且向下施加到活塞部分12的上表面上,如图1C所示。被施加向上压力的实际面积由公式π(D22-D32)/4来表达,其中,D2为高压支座15的直径,D3为活塞部分12的直径。
在本发明第一实施例中,D2制成等于D3或稍大于D3(D2≥D3)。在这种方式中,使阀体11压靠在高压支座15上和关闭高压口23所需的力可以较小,喷油器可以稳定地操作。通过使施加到阀体11上的向上燃料压力的实际面积较小,来使关闭高压口23所需的压电叠加物51的能量较小。但是,如果D2比D3小,当压电叠加物51去能时,阀针1可能不能返回到上部位置,因为施加到阀针1上的向下的燃料压力变大了。
另外,将讨论排出支座14的直径D1和高压支座15的直径D2之间的关系。压电叠加物51具有图4所示的特征。即,压电叠加物51的膨胀量反比于其中产生的力。通过将阀关闭力(用阀体11关闭高压口23的力)和阀打开力(打开高压口23的力)设成与压电叠加物51的特征线平行,如图4所示,可使压电叠加物51得到最有效的使用。在此种方式中,压电叠加物51中的能量损失被最小化。
当压电叠加物51被施加电压时,在阀体11从排出支座14上抬起后,阀体11被进一步向下驱动到关闭高压口23的位置。为了保证压电叠加物51的必要的向下冲程量,以及为了将阀关闭力和阀打开力设成与图4中所示的特征线平行,阀打开力必须等于或大于阀关闭力。也就是说,D1等于或大于D2(D1≥D2)。最好使D1稍大于D2。
根据上面的分析,排出支座14的直径D1、高压支座15的直径D2和活塞部分12的直径D3设定成满足公式D1≥D2≥D3。优选地,D1稍大于D2,D2稍大于D3。这样,压电叠加物51的驱动力设定成使阀体11克服燃料压力和阀弹簧6的推压力从排出支座14抬起,并进一步被向下驱动到压靠在高压支座15上。
参考图5A-5C来描述本发明的第二个实施例。压力控制阀102如图5A所示,图5A中的圈出的部分P示于图5B和5C中。第一实施例的结构示于图5B中,第二实施例的结构示于图5C中。在第一实施例中,阀体11的第一表面1a是平坦的且平行于排出支座14,如图5B所示。在第一实施例中,压靠位置不是恒定的,而是当第一表面1a接触排出支座14时,可以在位置A1(对应于阀体11的直径Da)和位置A2(对应于排出口22的内径Db)之间变化。为了使压靠位置恒定,在第二实施例中,第一表面1a相对于排出表面14倾斜,如图5C所示。
在图5B所示的第一实施例中,当第一表面1a从排出支座14上升起La时,位置A1和位置A2的开口面积如下表述:A1处的开口面积=Da×La×π;A2处的开口面积=Db×La×π。最小开口位于与直径Db相对应的位置A2。当第一表面1a从排出支座14上抬起时,具有最小开口的位置变为实际上的压靠位置。相应地,D1等于或大于D3(D1≥D3)的要求得不到满足。因此,阀针1的操作可能会变得不稳定。
在图5C所示的第二实施例中,阀体11的第一表面1a相对于排出支座14倾斜。即,第一表面1a倾斜成随着往外侧前进而逐渐倾斜,有一个相对于排出支座14的倾斜角θ。当倾斜的第一表面1a在位置A1处从排出支座14上抬起La以及在位置A2处抬起Lb时,各位置A1和A2处的开口面积为:A1处的开口面积=Da×La×π;A2处的开口面积=Db×Lb×π。为了将实际压靠位置放在位置A1处(此处开口面积最小),(Da×La×π)必须小于(Db×Lb×π)。满足此关系的倾斜角θ可用下面的方式来计算:
Lb=tanθ×(Da-Db)/2+La,
(Da×La×π)<[Db×{tanθ×(Da-Db)/2+La}×π],
且相应地,θ>tan-1(2×La/Db)
通过使第一表面1a倾斜角度为θ,压靠位置总是位于位置A1,喷油器10可以稳定地操作。更具体地说,当La=0.025mm,Da=2.6mm,Db=2.0mm时,可通过设定倾斜角度θ为2°来实现喷油器的稳定操作。
下面参考图6A-7B来描述本发明的第三实施例。压力控制阀示于图6A中;图6A中圈出的部分Q示于图6B和6C中。第三实施例的基本结构和操作与第一实施中相同,只是阀体11的第一表面1a变为图6B所示的形式。第一表面1a相对于排出支座14倾斜角度θ1,且与第一表面1a相邻形成有附加倾斜表面1c。附加倾斜表面1c相对于排出支座14倾斜角度θ2。第一表面1a和附加倾斜表面1c之间的夹角为θ3,当阀体11压靠在排出支座14上时,连接两个表面的点S与排出支座14接触。即,点S为此实施例中的压靠位置。
设置相对于排出支座14的倾斜角θ2使进入阀腔21的外来粒子与高压燃料(如图6C所示)一起被挡住,防止了外来粒子产生的磨损。当排出口22如图6B打开时,流经阀体11和排出支座14间的通道的燃料量小,上游侧和下游侧间的压差小。另外,排出口22打开的时间段不长,即,一个循环的百分之几。因此,由外来粒子产生的磨损不会更多。如图6C所示,磨损在排出口22处于关闭期间进行。
如果角度θ3是如图7A所示的锐角,阀体11的表面很容易被由于外来粒子进入阀腔21产生的磨损而损坏。因为当角度θ3为锐角时,泄漏路径L很短,泄漏路径的宽度容易被外来粒子加宽。另一方面,如果角度θ3为图7B所示的钝角,就可以更大地缓解由外来粒子产生的磨损。因为在这种情况下泄漏路径L很长,泄漏路径不容易被外来粒子加宽。但是如果角度θ3太大的话,很难将压靠位置放在精确的位置。因此,要适当地设定角度θ3,例如,约150°。
通过使倾斜角θ2小,可以在通道的上游挡住外来粒子,如图7B所示。为此,倾斜角θ2设为从0.5°到10°(0.5°≤θ2≤10°),且(θ1+θ2)设为约30°。更具体而言,例如,θ2设为2°,且θ1为25°。
下面参考图8A-8C描述本发明第四实施例。图8A示出了压力控制阀102,图8B和8C示出了图8A中圈出的部分R。在此实施例中,基本结构和操作与第一实施例中相同,只是高压支座15的形状变化了。如图8B所示,高压支座15的平面相对于阀体11的第二表面1b倾斜角度θ4。
使角度θ4尽可能小的优点在于阻止上述外来粒子。但是,如果角度θ4太小的话,很难将压靠位置(高压支座15的直径)精确设定在需要的位置。相应地,角度θ4设为例如1°。当阀体11的第二表面1b与高压支座15的倾斜表面搭接的搭接部分形成在图8B所示的压靠位置的下游时,压靠位置后面的压降变大,搭接部分中的压力下降。结果,向下的力施加到阀针1上,阀针的移动就可能变得不稳定。
为了解决上述问题,如图8C所示,将搭接部分形成在压靠位置的上游。搭接部分中的压降变小且作用在阀针1上的向下的力变小。要求搭接部分的长度尽可能短,以减少压降。但是,不可能完全消除阀针1的加工操作中边缘的变形。考虑到这种变形量约为0.03mm,搭接部分的长度制成约0.1mm。在这种方式中,喷油器10的操作进一步得到稳定。
下面参考图9A和9B来描述本发明的第五实施例。图9A示出了压力控制阀102,图9A中圈出的部分S放大后示于图9B中。第五实施例类似于图6B所示且在上面描述过的第三实施例,只是突出部分1d形成在阀体11的上表面上。与阀活寒54接触的突出部分1d的尖端形成为球面1e。因为阀针1在此球面1e与阀活塞54接触,如果阀针1相对于其滑动表面稍微倾斜,阀活塞54的推力以最小传递损失被有效地传递到阀针1上,从而减少了滑动表面的磨损。
如上所述,用于对施加到喷油器10的喷油嘴针阀3上的背压进行控制的压力控制阀102可通过改善和优化其元件大小和形状来稳定和有效地操作。虽然本发明是参考前述优选实施例进行的图示和说明,但对本领域技术人员来说,很显然,在不偏离本发明权利要求所限定的范围的情况下,可对其作形式和细节上的变化。
Claims (12)
1.一种压力控制阀(102),由驱动器(103)驱动,用于控制控制室(4)中的压力,所述压力控制阀包括:
壳体(104),其具有气缸孔(27)和阀腔(21),所述阀腔包括具有高压支座(15)的高压口(23)和具有排出支座(14)的排出口(22);和
阀针(1),其具有位于所述阀腔(21)内的阀体(11)以及与所述阀体相连且可滑动地安置在所述气缸孔(27)中的活塞部分(12),所述阀体具有适于与所述排出支座(14)接触的第一表面(1a)和适于与所述高压支座(15)接触的第二表面(1b),其中:
控制室(4)中的压力通过选择性地关闭高压口(23)或排出口(22)来控制,高压口(23)通过将阀体(11)的第二表面(1b)压靠在高压支座(15)上来关闭,排出口(22)通过将阀体(11)的第一表面(1a)压靠在排出支座(14)上来关闭;并且
压力控制阀的结构设计成满足以下公式:D1≥D2≥D3,其中D1为排出支座(14)的直径,D2为高压支座(15)的直径,D3为活塞部分(12)的直径。
2.根据权利要求1所述的压力控制阀,其中:
所述高压支座(15)的直径(D2)比活塞部分(12)的直径(D3)稍大,且排出支座(14)的直径(D1)比高压支座(15)的直径(D2)稍大。
3.根据权利要求1或2所述的压力控制阀,其中:
用于驱动压力控制阀的驱动器由一叠压电元件(51)所组成。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的压力控制阀,其中:
所述排出支座(14)是与所述压力控制阀的轴向相垂直的平坦表面;并且
所述阀体(11)的第一表面(1a)是相对于所述排出支座(14)倾斜的表面,从其内缘朝向外缘上升,当阀体(11)关闭排出口(22)时,第一表面(1a)在外缘(A1)处与排出支座(14)接触。
5.根据权利要求1所述的压力控制阀,其中;
所述排出支座(14)是与压力控制阀的轴向相垂直的平坦表面;
所述阀体的第一表面由相对于排出支座(14)倾斜的表面(1a)和相对于所述排出支座倾斜的附加表面(1c)组成;所述表面(1a)从其内缘朝压靠位置(S)升高,所述表面(1c)从压靠位置(S)朝向第一表面的外缘降低;且
当所述阀体(11)关闭排出口(22)时,所述第一表面在所述压靠位置(S)处与所述排出支座接触。
6.根据权利要求5所述的压力控制阀,其中:
所述排出支座(14)和所述附加倾斜表面(1c)之间的角度(θ2)制成能挡住流入阀腔(21)中的流体中所含的外来粒子。
7.根据权利要求5所述的压力控制阀,其中:
所述排出支座(14)和所述附加倾斜表面(1c)之间的角度(θ2)位于从0.5°到10°的范围内。
8.根据权利要求5-7中的任一项所述的压力控制阀,其中:
所述倾斜表面(1a)和所述附加倾斜表面(1c)之间的角度(θ3)为钝角。
9.根据权利要求1-3中的任一项所述的压力控制阀,其中:
所述阀体的第一表面(1a)是与压力控制阀的轴向相垂直的平坦表面;且
所述阀体的第二表面(1b)是相对于与压力控制阀的轴向相垂直的平面倾斜的表面,其从其内缘朝外缘升高,当所述阀体(11)关闭所述高压口(23)时,所述高压支座(15)在所述第二表面(1b)的内缘和外缘之间的一个位置处与所述第二表面(1b)接触。
10.根据权利要求1-3中的任一项所述的压力控制阀,其中:
所述阀体的第一表面(1a)是与压力控制阀的轴向相垂直的平坦表面;
所述阀体的第二表面(1b)是相对于与压力控制阀轴向相垂直的平面倾斜的表面,从其内缘朝外缘升高;且
所述高压支座(15)是相对于所述阀体(11)的倾斜第二表面(1b)进一步倾斜的表面,当所述阀体(11)关闭所述高压口(23)时,所述第二表面(1b)在第二表面(1b)的外缘处与高压支座(15)接触。
11.根据权利要求10所述的压力控制阀,其中:
所述阀体的所述倾斜第二表面(1b)和所述高压支座(15)的倾斜表面在与压力控制阀的轴向相垂直的径向上彼此搭接,搭接长度设为0.1mm或更小。
12.一种具有控制室(4)的用于控制喷油嘴针阀(3)的操作的喷油器,所述控制室的压力通过由权利要求1-11中的任一项所限定的压力控制阀(102)来控制。
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