專利名稱：壓力調(diào)節(jié)閥的制作方法
壓力調(diào)節(jié)閥
現(xiàn)有技術(shù)
DE 102 14 084 Al涉及用于燃料噴射系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)的壓力調(diào)節(jié)閥。該燃料噴射系統(tǒng)包括一個(gè)高壓存儲(chǔ)室，它通過一個(gè)高壓輸送裝置被加載處于高壓下的燃料及對(duì)燃料噴射器供給燃料。對(duì)高壓輸送裝置配置了 一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥，該壓力調(diào)節(jié)閥被設(shè)置在高壓側(cè)及低壓側(cè)之間及包括一個(gè)閥元件，該閥元件可通過一個(gè)電調(diào)節(jié)器控制。該壓力調(diào)節(jié)閥包括一個(gè)殼體部件，它包括一個(gè)可變形的區(qū)域，在將壓力調(diào)節(jié)閥安裝到一個(gè)接收體中時(shí)，通過該可變形區(qū)域可調(diào)節(jié)一個(gè)可電控的調(diào)節(jié)裝置的面之間的間隙L。
DE 102 22 895 Al涉及用于具有組合的壓力調(diào)節(jié)閥的燃料噴射系統(tǒng)的高壓存儲(chǔ)器。高壓存儲(chǔ)室通過一個(gè)高壓輸送裝置被加載處于高壓下的燃料及它本身對(duì)燃料噴射器供給燃料。高壓噴射系統(tǒng)包括一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥，它被設(shè)置在高壓側(cè)及低壓側(cè)之間及通過它可操作一個(gè)閥元件。該壓力調(diào)節(jié)閥通過一個(gè)電調(diào)節(jié)器來操作。該壓力調(diào)節(jié)閥以一個(gè)端面限定了高壓存儲(chǔ)室上的低壓區(qū)域及通過一個(gè)低壓側(cè)的密封件被密封。
壓力調(diào)節(jié)閥可使用在不同的應(yīng)用中及如以上由DE 102 14 084 Al及DE
102 22 895 Al中所述的，被用于燃料噴射系統(tǒng)(共軌)。這種壓力調(diào)節(jié)閥
在壓力-流量特性曲線組或在其調(diào)節(jié)范圍中具有不連續(xù)點(diǎn)及不穩(wěn)定性。尤其
是回流壓力對(duì)由現(xiàn)有技術(shù)公知的壓力調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能或可達(dá)到的調(diào)節(jié)品質(zhì)具有很強(qiáng)的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提出一種改進(jìn)的壓力調(diào)節(jié)閥，它對(duì)不穩(wěn)定的出現(xiàn)具有更大的穩(wěn)固性，該不穩(wěn)定尤其通過低壓側(cè)上恒定或可變的壓力(回流壓力，反壓力)的影響引起。
根據(jù)本發(fā)明提出在銜鐵與殼體平面之間的、由從高壓側(cè)調(diào)節(jié)出的介質(zhì)如燃料填充的容積被減小。由此尤其在反壓力提高時(shí)改善了壓力調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性，因?yàn)榛谛〉娜莘e，作用的液壓力減小了，而在迄今使用的由現(xiàn)有技術(shù)公知的壓力調(diào)節(jié)閥上，這種液壓力將引起不穩(wěn)定。為了減小所述容積——該容積影響壓力調(diào)節(jié)閥的壓力-流量特性曲線，以及調(diào)節(jié)出的量進(jìn)入該容積，并且在該容積中出現(xiàn)液壓力——以及盡管剩余空氣隙小仍可如迄今為止那樣構(gòu)造該容積，在銜鐵與上述的殼體平面之間的容積被填充一種非磁性材料。由此進(jìn)一步地提高了防止不穩(wěn)定性出現(xiàn)的穩(wěn)固性。
在銜鐵與壓力調(diào)節(jié)閥的上述的尤其是接收電磁線圈的銜鐵的殼體平面之間的剩余空氣隙的填充例如通過施加或置入一個(gè)薄膜來實(shí)現(xiàn)。此外也可在向著殼體平面的銜鐵端面上或在殼體平面本身上施加涂層。以下根據(jù)本發(fā)明提出的方案將產(chǎn)生壓力調(diào)節(jié)閥的銜鐵組件的銜鐵板周圍的容積與這樣的容積——由高壓區(qū)域排出的介質(zhì)、如處于系統(tǒng)壓力下的燃料進(jìn)入該容積中——之間的脫耦。
如上概要描述地，根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥相對(duì)由現(xiàn)有技術(shù)所公知的壓力調(diào)節(jié)閥來說其特征在于， 一方面銜鐵與殼體平面之間的容積——由高壓側(cè)排出的介質(zhì)流入該容積中——被減小和/或另一方面在銜鐵與殼體平面之間該已減小的容積被填充一種非磁性材料。這意味著，在理想情況下，在殼體平面與銜鐵端面之間的該減小了的容積在閥關(guān)閉時(shí)趨于零，從而可顯著地降低不穩(wěn)定性。


以下借助附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。附圖表示
圖1:根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的壓力調(diào)節(jié)閥在出現(xiàn)的反壓力約5巴時(shí)的壓力/流量特性曲線組，
圖2:根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥在出現(xiàn)的反壓力約5與6巴之間時(shí)
的壓力/流量特性曲線組，及
圖3:根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥的一個(gè)截面圖。
圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的壓力調(diào)節(jié)閥的壓力/流量特性曲線組。
由根據(jù)圖1的視圖可看到壓力/流量特性曲線組io，其中，記錄了隨單
位為1/h的壓力調(diào)節(jié)閥的流量而變化的壓力、即系統(tǒng)壓力，高壓存儲(chǔ)噴射
5定的壓力調(diào)節(jié)閥流量，
出現(xiàn)了不同的特性曲線變化(壓力相對(duì)于流量)12，它們特征均在于一個(gè)
區(qū)域，在該區(qū)域中存在不穩(wěn)定部分14。不穩(wěn)定部分14的特征則在于對(duì)于
第一工作點(diǎn)A及第二工作點(diǎn)B，多個(gè)系統(tǒng)壓力值對(duì)應(yīng)一個(gè)壓力流量值，這就是說，存在壓力調(diào)節(jié)閥的不確定的狀態(tài)。
具體實(shí)施形式
由根據(jù)圖2的視圖可看到對(duì)根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥所記錄的壓力/壓力流量特性曲線組10。與根據(jù)圖1的視圖類似地這里也表示出特性曲線變化12,但它們與根據(jù)圖1的特性曲線變化12的不穩(wěn)定部分14相反地，以連續(xù)的變化16為特征。故存在特性曲線的連續(xù)穩(wěn)定的變化，以致在存在至少5巴的反壓力的情況下，系統(tǒng)壓力p的一個(gè)值基本上對(duì)應(yīng)一個(gè)相應(yīng)的單位為l/h的流量。這意味著，根據(jù)特性曲線變化12，對(duì)于每個(gè)系統(tǒng)壓力的壓力流量是精確地確定的，這就是說，根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥比由現(xiàn)有技術(shù)公知的壓力調(diào)節(jié)閥可顯著更穩(wěn)定地被調(diào)節(jié)，現(xiàn)有技術(shù)的壓力調(diào)節(jié)閥在特性曲線變化12上的不穩(wěn)定性可由圖1看出。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥的一個(gè)截面圖。
圖3中以截面圖表示的壓力調(diào)節(jié)閥20包括一個(gè)例如通過支撐圈68保持在殼體22上的具有外螺紋的裝配元件74。借助該裝配元件74 -它通過支撐圈68在軸向上被固定在根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20的殼體22的圓周上-使壓力調(diào)節(jié)閥20固定在高壓存儲(chǔ)器體72中，該高壓存儲(chǔ)器體在根據(jù)圖3的視圖中僅局部地表示出。由于在高壓存儲(chǔ)器體72中裝配部位上的內(nèi)螺紋中間的螺旋連接，可實(shí)現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20與高壓存儲(chǔ)器體72 (共軌)之間實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓力密封的連接。在該高壓存儲(chǔ)器體中具有高至2000巴以上的系統(tǒng)壓力。在高壓存儲(chǔ)器體72中，系統(tǒng)壓力p將通過一個(gè)在圖3中未示出的高壓輸送裝置一例如通過一個(gè)高壓泵一與待供給燃料的內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)地被保持。
由圖3可看出，在根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20的殼體22上構(gòu)有一個(gè)用于根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20的電接觸的電連接端子24。在根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20的殼體22中具有一個(gè)附件26。該附件將限制銜鐵組件32的銜鐵板34的行程，此外該銜鐵組件包括一個(gè)銜鐵栓50，它穿過根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20的殼體22的銜鐵栓孔52地延伸。
附件26通過第一密封件28相對(duì)根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20的殼體22密封。接收在銜鐵組件32的銜鐵栓50上的銜鐵板34具有平面36，該平面向著壓力調(diào)節(jié)閥20的殼體22的端面38。銜鐵組件32的銜鐵板34的平面36通過壓簧30加載，該壓簧被接收在壓力調(diào)節(jié)閥20的殼體22的端面38的一個(gè)孔中。此外在壓力調(diào)節(jié)閥20的殼體22中還具有電磁線圈46，該電磁線圈被填充件44包圍并且被嵌入在壓力調(diào)節(jié)閥20的殼體22中。在圖3中以截面圖表示的壓力調(diào)節(jié)閥的特征在于在一側(cè)通過銜鐵板34的平面36及在另一側(cè)通過殼體22的端面38限定的容積涉及一個(gè)減小的容積40。該減小的容積40為一個(gè)控制室，當(dāng)閥元件54打開時(shí)由高壓存儲(chǔ)器體72的高壓區(qū)域排出的容積進(jìn)入該控制室中及由此充填該減小的容積40。通過銜鐵組件32與殼體22的端面38之間的該容積的減小及通過以高壓側(cè)排出的介質(zhì)來填充該容積，雖然介質(zhì)可以進(jìn)入到該容積中，但由于容積40的減小及由于由此減小的液壓力，導(dǎo)致了尤其是當(dāng)反壓力提高了的情況下壓力調(diào)節(jié)閥20的穩(wěn)定性的改善。這可特別明顯地由根據(jù)圖2的、具有相應(yīng)連續(xù)變化16的壓力/流量特性曲線組12看出。為了在盡管空氣隙很小的情況下，仍能構(gòu)造一個(gè)足夠大的非磁性間隙48——該間隙將確定根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)闊20的壓力-流量特性曲線，在銜鐵板34與殼體22的端面38之間的減小的容積優(yōu)選被充填以由一種非磁性材料構(gòu)成的充填體積42。由此使抵抗不穩(wěn)定部分14——如通過根據(jù)圖1的特性曲線變化12所示的那樣——出現(xiàn)的穩(wěn)固性進(jìn)一步增高。在壓力調(diào)節(jié)閥20閉合時(shí)在理想情況下不留有空氣隙，整個(gè)非磁性間隙48通過非磁性材料、即充填體積42來填充。但在實(shí)踐中由于制造公差即使在壓力調(diào)節(jié)閥20閉合狀態(tài)中仍留有小的空氣隙，但與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的壓力調(diào)節(jié)閥上的容積-該容積由排出的燃料填充-所留有的空氣隙相比顯著地減小。
如圖3中所示，迄今在銜鐵板34的平面36與殼體22的端面38之間存在的空氣隙的填充由一種磁性材料即充填體積42這樣來實(shí)現(xiàn)，即或在銜鐵板34的平面36上或在殼體22的端面38上施加一個(gè)薄膜或涂層。該涂層或薄膜可施加在銜鐵板34的平面36上和/或殼體22的端面38上。由此在閉合的壓力調(diào)節(jié)閥20上留下的剩余空氣隙可取得一個(gè)特別小的值。
如由根據(jù)圖3的視圖還可看出的，銜鐵組件32的銜鐵栓50穿過根據(jù) 本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20的殼體22的銜鐵栓孔52延伸。銜鐵栓50的 向著高壓存儲(chǔ)器體72的頂端被構(gòu)成錐形的及操作閥元件54，在圖3中所示 的根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20上該閥元件被構(gòu)成滾珠。通過銜鐵栓50 使在該實(shí)施形式中被構(gòu)成滾珠形式的閥元件54置于其座56中，該座被構(gòu) 成在一個(gè)座圈58中。座圈58構(gòu)造在根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20的殼 體22的端部上，該端部位于空腔的對(duì)面，即位于高壓存儲(chǔ)器52的由系統(tǒng) 壓力P加載的區(qū)域的對(duì)面。 一個(gè)通道60穿過座圈58延伸，來自高壓存儲(chǔ) 器體(共軌)的所述空腔的燃料通過該通道及通過一濾網(wǎng)62流入。視在高 壓存儲(chǔ)器體72內(nèi)部具有的系統(tǒng)壓力p如何而定，當(dāng)超過一個(gè)確定的最高壓 力時(shí)，例如在壓力脈動(dòng)的情況下高壓存儲(chǔ)器體72則通過根據(jù)圖3的截面圖 的壓力調(diào)節(jié)閥20被卸載壓力。在閥元件74打開時(shí)，通過通道60、座56 輸出到排出管路70中的燃料容積通過低壓側(cè)的回流部又導(dǎo)入到高壓存儲(chǔ)噴 射系統(tǒng)的燃料箱中。在燃料噴射系統(tǒng)的其它實(shí)施形式中所述回流部也可不 直接地返回到燃料箱中，而在一個(gè)可能設(shè)置在燃料噴射系統(tǒng)中的前級(jí)輸送 泵后面又被饋入，該前級(jí)輸送泵產(chǎn)生較高的反壓力。
由根據(jù)圖3的視圖還可看到，在其中構(gòu)有這里滾珠形式地構(gòu)造的閥元 件54的座圈58的前面可連接一個(gè)盤64，以便補(bǔ)償制造公差。此外在壓力 調(diào)節(jié)閥20的殼體22的圓周面上在排出管路70與用于固定裝配元件74的 支撐圈68之間具有一個(gè)另外的、第二密封件。
在根據(jù)本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20上，更大的穩(wěn)固性及特性曲線中的 非連續(xù)點(diǎn)及不穩(wěn)定部分14的避免是這樣來達(dá)到的，即，在銜鐵板34的平 面36與殼體22的端面38之間，迄今在壓力調(diào)節(jié)閥20上存在的容積通過 充填體積42來縮小，該充填體積優(yōu)選體現(xiàn)為一種非磁性材料。基于減小的 容積40 -該容積仍由排出的介質(zhì)填充_可實(shí)現(xiàn)顯著減小液壓力，該液 壓力否則在銜鐵板34與殼體22的端面38之間的容積中起作用，液壓力的 減小又有助于銜鐵組件32的操作精確度。為了使確定根據(jù)本發(fā)明提出的壓 力調(diào)節(jié)閥20的壓力-流量特性曲線的非磁性間隙在盡管空氣隙小的情況下 仍能構(gòu)造得足夠大，在銜鐵板34的平面36與殼體22的端面38之間所余留的減小的容積40被填充由非磁性材料構(gòu)成的充填體積42。該充填體積 42可或者用涂層的形式或用施加薄膜或類似的形式來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明 提出的壓力調(diào)節(jié)閥20關(guān)閉了，在殼體22的端面38與銜鐵板34的平面36 之間形成一個(gè)余留的非磁性間隙，該間隙通過充填體積42被這樣減小，以 致液壓力不會(huì)導(dǎo)致壓力調(diào)節(jié)閥20的結(jié)合圖1所述的不穩(wěn)定部分14。如果根 據(jù)圖3的本發(fā)明提出的壓力調(diào)節(jié)閥20處于其打開位置，則由銜鐵栓50及 銜鐵板34組成的銜鐵組件32在打開方向上被移動(dòng)，以致在壓力調(diào)節(jié)閥20 打開的情況下在壓力調(diào)節(jié)閥20的銜鐵板34的平面36與殼體22的端面38 之間得到一個(gè)稍為增大的容積。但該容積也顯著減小了。根據(jù)本發(fā)明，構(gòu) 造減小的容積40的措施可連同在銜鐵板的平面36與殼體22的端面38之 間置入充填體積42—起被實(shí)施，或可以僅施行容積40的減小，而不管是 否在銜鐵板的平面36與殼體22的端面38之間置入充填體積42。也可不使 用根據(jù)圖3的視圖中所示的兩個(gè)彈簧、即壓簧30及對(duì)銜鐵板34加載的彈 簧，而僅存在這兩個(gè)彈簧中的一個(gè)，即僅有壓簧30或僅有對(duì)銜鐵板34在 其背面加載的、置入附件26中的彈簧。在圖3中給出了兩個(gè)可行的安裝位 置。
根據(jù)本發(fā)明提出的措施，即減小容積40及置入由非磁性材料作的充填 體積42可各自地或組合地在電磁閥上實(shí)現(xiàn)，這些電磁閥用于在燃料噴射系 統(tǒng)、例如高壓存儲(chǔ)噴射系統(tǒng)(共軌)上操作燃料噴射器。
9
權(quán)利要求
1.壓力調(diào)節(jié)閥(20)，尤其是用于高壓存儲(chǔ)器體(72)或用于燃料噴射系統(tǒng)的高壓輸送泵的壓力調(diào)節(jié)閥(20)，設(shè)有一殼體(22)、一具有一銜鐵板(34)及一銜鐵栓(50)的銜鐵組件(32)，其中該銜鐵板(34)與該殼體(22)的一端面(38)限定了一可被填充從所述高壓存儲(chǔ)器體(72)排出的介質(zhì)的容積(40)，其特征在于該容積(40)被一充填體積(42)減小。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的壓力調(diào)節(jié)閥(20)，其特征在于所述充填體積(42) 是一非磁性材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的壓力調(diào)節(jié)閥(20)，其特征在于所述充填體積(42) 設(shè)置在所述銜鐵板(34)的一平面(36)與所述殼體(22)的一端面(38) 之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的壓力調(diào)節(jié)閥(20)，其特征在于所述充填體積(42) 構(gòu)造成薄膜或涂層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3的壓力調(diào)節(jié)閥(20)，其特征在于所述構(gòu)造成薄膜 或涂層的充填體積(42)被施加在所述銜鐵板(34)的平面(36)上或被 置入該平面(36)與所述殼體(22)的端面(38)之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3的壓力調(diào)節(jié)閥(20)，其特征在于所述構(gòu)造成薄膜 或涂層的充填體積(42)被施加在所述殼體(22)的所述端面(38)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3的壓力調(diào)節(jié)閥(20)，其特征在于在所述充填體積 (42)與所述銜鐵板(34)的平面(36)或與所述殼體(22)的端面(38)之間留有一非磁性的間隙(48)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的壓力調(diào)節(jié)閥(20)，其特征在于在所述殼體(22) 的一附件(26)中的一容積中接收了所述銜鐵組件(32)的所述銜鐵板(34)， 該接收了所述銜鐵板的容積與所述減小了的容積(40)脫耦，介質(zhì)由所述 高壓存儲(chǔ)器(42)排出到該減小了的容積中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的壓力調(diào)節(jié)閥(20)，其特征在于在所述高壓存儲(chǔ) 器體(72)中具有至少大于1500bar的系統(tǒng)壓力p，而在所述壓力調(diào)節(jié)閥(20) 的殼體(22)中具有在一排出管路(70)中存在的壓力。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)的壓力調(diào)節(jié)閥(20)，其特征在于: 該壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)置在一燃料噴射系統(tǒng)中，尤其是設(shè)置在一高壓存儲(chǔ)噴射系 統(tǒng)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓力調(diào)節(jié)閥(20)，尤其是用于燃料噴射系統(tǒng)的高壓存儲(chǔ)器體(72)。該壓力調(diào)節(jié)閥(20)包括一殼體(22)、一具有一銜鐵板(34)及一銜鐵栓(50)的銜鐵組件(32)。該銜鐵板(34)與該殼體(22)的一端面(38)限定了一可被填充從所述高壓存儲(chǔ)器體(72)排出的介質(zhì)的容積(40)。該容積(40)通過一充填體積(42)被減小。
文檔編號(hào)F02M55/02GK101641514SQ200880009116
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2008年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月21日
發(fā)明者A·普埃爾茲, A·莫澤, J·沙爾達(dá)克斯, P·盧肯德爾 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司