專利名稱：液壓控制裝置,尤其是用于噴射器的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1所述類型的液壓控制裝置，尤其是用于汽車燃料噴射系統(tǒng)的噴射器。從DE19624001A1中已知這種液壓控制裝置。這種控液壓制裝置由一個壓電執(zhí)行元件和一個由執(zhí)行元件控制的換向閥組成，換向閥具有一個在閥孔內(nèi)可移動地被導(dǎo)向的閥元件。換向閥構(gòu)成傳統(tǒng)的座閥并且控制在高壓下輸送燃料的壓力介質(zhì)通道和回流通道之間的壓力介質(zhì)連接。在執(zhí)行元件被沒有操縱的狀態(tài)下，閥元件離開閥座，從而接通上面已經(jīng)提到的壓力介質(zhì)連接。因此使在同樣與以高壓導(dǎo)向的壓力介質(zhì)通道相連的噴嘴內(nèi)的壓力水平下降。隨著降低機(jī)械的給定的開啟壓力，噴嘴的一個被壓力控制的關(guān)閉元件打開噴射孔。燃料通過這個噴射孔到達(dá)內(nèi)燃機(jī)的一個燃燒室。隨著通過對執(zhí)行元件的電控制來關(guān)閉閥座，噴射過程結(jié)束。
閥座的壓力降與閥元件行程運(yùn)動方向相同，這樣，換向閥就構(gòu)成了一個所謂的朝外打開的A—閥。A—閥具有在流體技術(shù)方面的缺點(diǎn)，因?yàn)殛P(guān)閉運(yùn)動逆著高壓進(jìn)行，而且必須相應(yīng)地功率高地和容積大地設(shè)計(jì)執(zhí)行元件。此外，A—閥在制造中成本較高。
發(fā)明優(yōu)點(diǎn)相比而言，具有權(quán)利要求1特征的本發(fā)明的液壓控制裝置具有的優(yōu)點(diǎn)是，它作為朝里打開的I—閥構(gòu)成。在I—閥中，閥座的壓力降與閥元件的運(yùn)動方向相反。因此，閥元件的提升運(yùn)動在換向閥打開時由液壓附加力支持，這樣，執(zhí)行元件用較小的操作力足夠控制閥。這樣的執(zhí)行元件可以做成比較小的和緊湊的結(jié)構(gòu)，而且消耗較小的電功率。因此，執(zhí)行元件的負(fù)荷降低，它因此可以比較耐用和可靠地工作。
從從屬權(quán)利要求和說明中可以得知本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)或者其他有利的改進(jìn)。
附圖在附圖中示出了本發(fā)明的一個實(shí)施例并且在下面的說明中進(jìn)行了詳細(xì)介紹。


圖1示出了一個裝有朝外打開的A—閥的燃料噴射系統(tǒng)，如從現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣，圖2表示圖1的放大的細(xì)節(jié)X。示出了一個本發(fā)明的朝里打開的I—閥，為其串接了一個液壓轉(zhuǎn)換器。在轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行力的反向轉(zhuǎn)換。
這個噴射器16具有一個殼體24，在其內(nèi)腔26內(nèi)安裝了一個閥針28。后者用其針尖控制通到?jīng)]有示出的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的噴射孔30，閥針28被一個閉合彈簧32機(jī)械地施加壓力，閉合彈簧支承在內(nèi)腔26的壁上和一個在閥針28的位于里面的末端部構(gòu)成的盤34上。此外，一個與閉合彈簧32同心配置的頂桿36對盤34作用。它在殼體24的一個圓柱孔38內(nèi)被導(dǎo)向。圓柱孔38通過一個里面配有一個節(jié)流閥42的分支通道40與內(nèi)腔26保持液壓連接，使達(dá)到可給頂桿36液壓加載的目的。
從蓄壓器14引出的壓力介質(zhì)通道44向內(nèi)腔26和圓柱孔38輸送處于高壓下的燃料。其壓力通過頂桿36向閥針28施加負(fù)荷。為了使閥針停留在所示出的閉合位置中，與閉合彈簧的彈力一起組成的合力，作用在閥針28上已足夠。
此外，從圓柱孔38分支出一個通到閥孔48內(nèi)的分支通道46。一個可由壓電執(zhí)行元件52加載的閥元件50在閥孔48內(nèi)被導(dǎo)向。它在執(zhí)行元件52被操縱的狀態(tài)下封閉在分支通道46的入口部位的在閥孔48內(nèi)構(gòu)成的閥座54和因此中斷通向回流通道56的壓力介質(zhì)連接，回流通道同樣是從閥孔48中分支出來的。因此在噴射器16的內(nèi)腔26內(nèi)存在高壓。
隨著撤消對執(zhí)行元件52的電操縱，閥元件50離開閥座54并且打開上面所提到的壓力介質(zhì)連接。接著噴射器內(nèi)的高壓逐漸衰減和取消了對挺桿36作用的液壓壓力。由閉合彈簧32產(chǎn)生的機(jī)械壓力本身不夠使閥針28停留在其關(guān)閉位置。因此，閥針28打開并且使噴射孔30開通。
隨著重新操縱執(zhí)行元件52，閥座54又被閥元件50關(guān)閉，因此在噴射器16的內(nèi)腔26內(nèi)又產(chǎn)生了高壓。通過此方式液壓地加載負(fù)荷的閥針28又關(guān)閉了噴射孔30并結(jié)束噴射過程。
因此，在閥座54打開時，壓力降與閥元件的行程運(yùn)動方向相同。因此，這個閥元件50構(gòu)成了一個朝外打開的A—閥。通過撤消對執(zhí)行元件52的操縱導(dǎo)通噴射過程和通過對其的操縱結(jié)束噴射過程。在這里，執(zhí)行元件52必須逆著高壓關(guān)閉閥元件50并且必須要具有與此相應(yīng)地大功率的結(jié)構(gòu)。因此除了對執(zhí)行元件52施加的負(fù)荷之外，也要加大其結(jié)構(gòu)體積。
為了避免這個缺點(diǎn)，在圖2中建議使用一個控制裝置60，它構(gòu)成為朝里打開的I—閥。在這個控制裝置中，執(zhí)行元件只用一個力的箭頭F象征性示出，這個控制裝置60具有一個液壓轉(zhuǎn)換器62。后者由罐形的第一個活塞64和在其里面被導(dǎo)向的、壓力面較小的第二個活塞66組成?；钊?4、66用其端面包限定了壓力介質(zhì)的轉(zhuǎn)換器室68，此轉(zhuǎn)換器室68位于被兩個活塞64和66包圍的和朝外通風(fēng)的空心腔70的外部。在這個空心腔70里面裝有一個閉合彈簧72，它支承在兩個活塞64和66上。
活塞66與換向閥75的閥元件74連接或者與此做成一體，在此，閥元件74可移動地在閥孔76內(nèi)被導(dǎo)向。這個閥元件74具有一個朝向轉(zhuǎn)換器62的控制頭78，控制頭隨著與活塞66之間的間距增大逐漸轉(zhuǎn)為縮頸80，然后轉(zhuǎn)為一個導(dǎo)向段82。導(dǎo)向段82在其外圓周設(shè)有一個削平部84?？s頸80分為一個朝向控制頭78的腰81和一個與導(dǎo)向段82相鄰的的圓柱段83，其外徑小于閥孔76的內(nèi)徑。
在縮頸80的范圍內(nèi)從閥孔76分支出一個通向沒有示出的噴嘴的壓力介質(zhì)通道86，而燃料供給通道88在控制頭78的范圍內(nèi)通到閥孔76。此外，在導(dǎo)向段82的范圍內(nèi)設(shè)置一個環(huán)形通道90作為閥孔76的槽形擴(kuò)大部分。這個環(huán)形通道通過削平部84與回流通道92連接，回流通道從在閥孔76的末端部構(gòu)成的壓力室94中分支出來的。
在從縮頸80到導(dǎo)向段82的過渡部位構(gòu)成的閥元件74的控制棱邊96控制位于壓力介質(zhì)通道86和回流通道92之間的第一個控制橫截面97。第一個控制橫截面97在基礎(chǔ)位置是敞開的，如圖2所示出的那樣。這樣，在圖2中看不到的噴嘴是已減壓的。
在從控制頭78到縮頸80的過渡部位，閥孔76在外徑上是縮小的。產(chǎn)生的直徑變化構(gòu)成為倒角起到閥座98的作用。此倒角構(gòu)成了一個被閥元件74的控制頭78控制的第二個控制橫截面99，它在示出的初始位置中是封閉的。
通過撤消對執(zhí)行元件52的操縱，使與活塞66連接的閥元件74進(jìn)行與執(zhí)行元件52的偏移運(yùn)動方向相反的提升運(yùn)動。因此，閥元件74開通第二個控制橫截面99并且同時用其控制棱邊96封閉第一個控制橫截面97。在這里形成的燃料供給通道88和壓力介質(zhì)通道86之間的壓力介質(zhì)連接使噴嘴處于高壓下并且處于關(guān)閉位置。因此，在打開的閥座98上的壓力介質(zhì)流呈I—閥型地與閥元件74的提升運(yùn)動方向相反。
在已介紹的換向閥75中，閥座98和導(dǎo)向段82的液壓作用面被設(shè)計(jì)的一樣大。因此在示出的初始位置中在閥元件74處存在壓力平衡。此外，執(zhí)行元件只必須克服閉合彈簧72的反作用力，以便將閥元件74送到其接通位置并且可以相應(yīng)地設(shè)計(jì)得結(jié)構(gòu)緊湊些。如果閥元件74位于接通位置，對閥元件74作用的液壓力基本上被閉合彈簧72的反作用力平衡。與A—閥(圖1)不同的是，噴射過程通過操縱執(zhí)行元件52而被進(jìn)行并且通過撤回操縱又被結(jié)束。
當(dāng)然，在不背離本發(fā)明的基本構(gòu)思的前提下，也可以修改或者補(bǔ)充已經(jīng)介紹的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.液壓控制裝置(60)，尤其是用于燃料噴射系統(tǒng)(10)的噴射器(16)，燃料噴射系統(tǒng)(10)包括了一個外部可操作的增壓器(12)、一個與增壓器(12)液壓連接的蓄壓器(14)以及多個與蓄壓器(14)連接的和為內(nèi)燃機(jī)的各燃燒室配置的噴射器(16)，具有一個壓電執(zhí)行元件(52)和一個由執(zhí)行元件(52)控制的換向閥(75)，一個閥元件(74)在其閥孔(76)內(nèi)可移動地被導(dǎo)向，其特征為，在執(zhí)行元件(52)和閥元件(74)之間連接一個使執(zhí)行元件(52)的偏移運(yùn)動轉(zhuǎn)換到相反的空間方向上的液壓轉(zhuǎn)換器(62)；換向閥(75)構(gòu)成了一個3/2-換向閥，其閥元件(74)交替地打開或者封閉兩個控制橫截面(97，99)。
2.按照權(quán)利要求1所述的液壓控制裝置，其特征為，為了控制控制橫截面(97，99)設(shè)置了一個控制棱邊(96)和一個閥座(98)，在打開的閥座(98)上的壓力降與閥元件(74)的提升運(yùn)動方向相反。
3.按照權(quán)利要求1或2之一所述的液壓控制裝置，其特征為，轉(zhuǎn)換器(62)具有有不同大小活塞面的活塞(64，66)，第一個活塞(64)是罐形結(jié)構(gòu)，第二個活塞(66)在其內(nèi)部被導(dǎo)向，一個閉合彈簧(72)被夾緊在兩個活塞(64和66)之間，活塞(64，66)限定一個公共轉(zhuǎn)換器室(68)。
4.按照權(quán)利要求3所述的液壓控制裝置，其特征為，閥元件(74)固定在第二個活塞(66)上。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的液壓控制裝置，其特征為，閥元件(74)具有一個外徑變粗的控制頭(78)、一個縮頸(80)和一個導(dǎo)向段(82)，導(dǎo)向段(82)的外徑大于縮頸(80)的外徑，但是小于控制頭(78)的外徑，導(dǎo)向段(82)設(shè)有至少一個在外圓周上設(shè)置的削平部(84)。
6.按照權(quán)利要求5所述的液壓控制裝置，其特征為，閥座(98)在控制頭(78)到縮頸(80)的過渡部位在閥孔(76)的相應(yīng)匹配的內(nèi)壁上構(gòu)成并且位于燃料供給通道(88)和通向噴射器(16)的壓力介質(zhì)通道(86)之間。
7.按照權(quán)利要求5或者6所述的液壓控制裝置，其特征為，閥孔(76)設(shè)有一個槽形擴(kuò)大部分(90)，它由閥元件(74)的控制棱邊(96)控制，在縮頸(80)到閥元件(74)的導(dǎo)向段(82)的過渡部位范圍內(nèi)的閥孔(76)上構(gòu)成。
8.按照權(quán)利要求5至7之一所述的液壓控制裝置，其特征為，燃料供給通道(88)在控制頭(78)的區(qū)域內(nèi)通到閥孔(76)中并且從閥孔(76)中分支出一個在縮頸(80)區(qū)域內(nèi)的通向噴射器(16)的壓力介質(zhì)通道(86)和一個在閥元件(74)的導(dǎo)向段(82)的區(qū)域內(nèi)的回流通道(92)。
9.按照權(quán)利要求5至8之一所述的液壓控制裝置，其特征為，控制頭(78)處于朝向第二個活塞(66)的位置上和導(dǎo)向段(82)處于背離第二個活塞(66)的位置上，在控制頭(78)和導(dǎo)向段(82)之間設(shè)有縮頸(80)。
10.按照權(quán)利要求5至9之一所述的液壓控制裝置，其特征為，縮頸(80)分成一個朝向控制頭(78)的腰(81)和一個朝向?qū)蚨?82)的圓柱段(83)，其外徑小于閥孔(76)的內(nèi)徑。
11.按照權(quán)利要求1至10之一所述的液壓控制裝置，其特征為，閥孔(76)構(gòu)成為盲孔，它在控制室(94)中終止，閥元件(74)伸入其中并且由所述控制室分支出一個回流通道(92)。
12.按照權(quán)利要求1至11之一所述的液壓控制裝置，其特征為，在控制裝置(60)的初始位置，控制橫截面(97，99)的液壓受載面積是一樣大的。
全文摘要
本發(fā)明涉及液壓控制裝置(60),尤其是用于燃料噴射系統(tǒng)(10)的噴射器(16),已知的控制裝置具有一個壓電式執(zhí)行元件,它控制一個作為A－閥構(gòu)成的換向閥(75),此換向閥(75)具有一個在閥孔(76)內(nèi)被導(dǎo)向的閥元件(74)。本發(fā)明建議,在執(zhí)行元件(52)和閥元件(74)之間聯(lián)接了一個使執(zhí)行元件(52)的偏移運(yùn)動反向進(jìn)行的轉(zhuǎn)換器(62),換向閥(75)構(gòu)成為向內(nèi)打開的3/2－換向閥,其閥元件(74)在與一個閥座(98)和一個控制棱邊(96)的有效連接中交替地開通或者中斷壓力介質(zhì)通道(86,88,92)之間的壓力介質(zhì)連接。
文檔編號F02M47/02GK1382249SQ00814670
公開日2002年11月27日 申請日期2000年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月22日
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