用于燃料供給系統的閥裝置和燃料供給系統的制作方法
【專利摘要】用于燃料供給系統，特別是用于被設計成船用柴油機的內燃機的共軌燃料供給系統的閥裝置(10)，具有一預調閥(11)、一主閥(12)和一調壓閥(13)，其中，主閥(12)能借助壓力管接頭(16、17)連接在燃料供給系統的高壓區域(15)上，并且其中，不僅預調閥(11)而且調壓閥(13)能借助壓力管接頭(20、21)連接在燃料供給系統的低壓區域(4)上，即預調閥(11)、主閥(12)和調壓閥(13)能根據低壓區域(14)內的壓力和/或根據高壓區域(15)內的壓力自動地操控。
【專利說明】用于燃料供給系統的閥裝置和燃料供給系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于內燃機的燃料供給系統的閥裝置。此外本發明涉及具有這種閥裝置的燃料供給系統。
【背景技術】
[0002]共軌燃料供給系統的基本結構可以從DE 101 57 135 B4中得知。共軌燃料供給系統的每個內燃機氣缸各自包括至少一個噴油嘴。通過噴油嘴可以在內燃機的每一個氣缸中噴入燃料。共軌燃料供給系統此外包括至少一個低壓泵、至少一個高壓泵和至少一個高壓儲存器，從而將燃料從共軌燃料供給系統的低壓區域輸送到其高壓區域中，這里在泵裝置和噴油嘴之間的高壓區域內設計一個永久處于高壓狀態下的壓力儲存系統。永久處于高壓下的壓力儲存系統也被稱為共軌，它具有一個或者多個儲存單元。儲存單元與泵裝置之間以及儲存單元互相之間通過永久處于高壓狀態下的高壓管路相連。壓力儲存系統，即儲存單元此外通過根據噴射周期暫時處于高壓狀態下的高壓管路與噴油嘴相連。根據噴射周期暫時處于高壓狀態下的高壓管路(它們使噴油嘴與儲存單元相連)配備有分配閥，分配閥根據噴射周期為噴油嘴提供燃料。
[0003]從DE 101 57 135 B4中可以知道的是，為壓力儲存單元的其中一個儲存單元配備一個安全閥和一個掃氣閥。安全閥和掃氣閥一起形成一個卸載裝置，這里安全閥和掃氣閥也可以由唯一一個閥部件實現。通過掃氣閥可以在發動機停止之后向油箱的方向排空燃料供給系統，這里根據DE 101 57 135 B4通過一種合適的控制介質或者氣壓、液壓或者電磁的實現對掃氣閥的控制。
【發明內容】
[0004]由此出發本發明的任務在于，提出一種新型的用于燃料供給系統的閥裝置以及具有這種閥裝置的燃料供給系統。
[0005]該任務通過根據權利要求1的閥裝置解決。根據發明的閥裝置具有一預調閥、一主閥和一調壓閥，其中，主閥可以借助壓力管接頭連接在燃料供給系統的高壓區域上，并且其中，不僅是預調閥，而且調壓閥也可以借助壓力管接頭連接在燃料供給系統的低壓區域上，即預調閥、主閥和調壓閥可以根據低壓區域內的壓力和/或根據高壓區域內的壓力自動地操控。
[0006]根據發明的閥裝置可以在內燃機停止或者說在燃料供給系統的低壓泵停止之后，更確切的說以機械的方式和方法自動卸載燃料供給系統的高壓區域，而不需要為此進行氣動的或者電磁的或者其他形式的操控。
[0007]由此可以在發動機停止之后自主地卸掉燃料供給系統的壓力，而不需要通過控制裝置進行操控。作為控制介質可以使用原本處于燃料供給系統中的燃料壓力。燃料供給系統的卸壓可以借助根據發明的閥裝置在幾秒之內實現。由此可以有效地保護燃料供給系統的噴油嘴使其避免磨損。
[0008]根據一種有利的改進方案，調壓閥可以借助壓力管接頭連接在燃料供給系統的低壓區域上，從而當在低壓區域內施加(Anliegen) 了工作壓力時調壓閥克服彈簧部件的可調節的彈簧力自動打開。預調閥可借助第一壓力管接頭連接在燃料供給系統的低壓區域上，并且借助第二壓力管接頭通過至少一個節流閥的中間連接來連接在燃料供給系統的高壓區域上，從而當在低壓區域內施加了工作壓力并且當在高壓區域內施加了工作壓力時預調閥自動關閉。主閥可以借助壓力管接頭連接在燃料供給系統的高壓區域上，從而當在高壓區域內施加工作壓力之前主閥自動關閉。由此當處于燃料供給系統的低壓區域內的工作壓力通過關閉低壓泵而下降時，預調閥和主閥自動打開，從而可以將高壓區域排空到燃料箱中。預調閥、主閥和調壓閥的連接優選且允許以很低的成本在停止內燃機或者燃料供給系統的低壓泵之后自動地、自主地卸除燃料噴射系統的壓力，而不需要經由控制器的外部操控。
[0009]根據發明的燃料供給系統在權利要求9中定義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]本發明的優選的改進方案從從屬權利要求和下文的闡述中得到。本發明的實施例借助附圖進一步闡述，但是不局限于此。其中展示了:
[0011]圖1根據發明的用于燃料供給系統的閥裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0012]本發明涉及一種用于燃料供給系統的閥裝置和燃料供給系統，優選被設計成大型柴油機、船用柴油機的內燃機的特別是共軌燃料供給系統。
[0013]內燃機的被設計成共軌燃料供給系統的燃料供給系統的基本結構為本領域技術人員所熟悉，并且已經從DE 101 57 135 B4中公開。本發明涉及一種用于該類型的燃料供給系統的閥裝置，它在內燃機啟動的時候以及在它開始運行之后不僅在燃料供給系統的低壓區域內，也在高壓區域內對調節已定義的工作壓力提供支持，并且在發動機或者說低壓泵停止之后可以自動地、自主地卸除燃料供給系統的壓力。
[0014]圖1展示根據發明的用于燃料供給系統、特別是用于被設計成船用柴油機的內燃機的共軌燃料供給系統的閥裝置10的方框圖，其中，閥裝置10包括一預調閥11、一主閥12和一調壓閥13。圖1的閥裝置10不僅可以連接在內燃機的燃料供給系統的低壓區域14上，也可以連接在高壓區域15上。
[0015]在圖1的實施例中被設計成2/2路徑閥的主閥12具有兩個壓力管接頭16和17。主閥12可以借助兩個壓力管接頭16和17連接在燃料供給系統的高壓區域15上，其中，兩個壓力管接頭16和17的壓力面互相不同。第一壓力管接頭16可以通過節流閥18的中間連接來連接在燃料供給系統的高壓區域15上，并且具有比主閥12的第二壓力管接頭17更大的壓力面，主閥12可以通過第二壓力管接頭17不通過節流閥的中間連接而直接連接在燃料供給系統的高壓區域15上。當燃料供給系統的高壓區域15無壓時，彈簧部件19將主閥12壓向圖1所示的關閉位置，其中，彈簧部件19可以設計有一相對小的彈簧力，因為彈簧部件19基本上僅僅用于使主閥12定位在無壓的狀態下。當在高壓區域15內通過至少一個高壓泵產生一工作壓力時，由于主閥12的第一壓力管接頭16具有比壓力管接頭17更大的壓力面，因此主閥12同樣被壓至圖1所示的關閉位置。
[0016]預調閥11以及調壓閥13可以借助壓力管接頭20、21連接在燃料供給系統的低壓區域14上，其中，低壓區域14的節流閥22衰減低壓區域14內的壓力振動。當低壓區域14無壓時，預調閥11被一彈簧部件23壓向圖1所示的關閉位置，其中，預調閥11的彈簧部件23和主閥12的彈簧部件19 一樣可以設計具有很小的彈簧力，并且在預調閥11的情況下僅僅被用于將預調閥11定位在無壓的狀態下。在某些情況下可以完全省去彈簧部件23。
[0017]圖1展示的實施例中的預調閥11和主閥12 —樣被設計成2/2路徑閥，預調閥除了壓力管接頭21 (通過它可以將預調閥11連接在燃料供給系統的低壓區域14上)之外還具有另一個壓力管接頭24，通過它可使預調閥11連接在高壓區域15上，更確切的說通過至少一個節流閥的中間連接。圖1中已提及的節流閥18和另一個節流閥25連接在預調閥11的壓力管接頭24和高壓區域15之間。預調閥11的兩個壓力管接頭21和24又具有不同的壓力面，其中，第一壓力管接頭21的壓力面大于第二壓力管接頭24的壓力面，更確切的說，當在低壓區域14和高壓區域15內各自產生相應的工作壓力時，預調閥11被壓至圖1所示的關閉位置。
[0018]如上文已經闡述的，調壓閥13可以通過壓力管接頭20連接在低壓區域14上，其中，當低壓區域14無壓時，在其彈簧力方面可調的彈簧部件26將調壓閥13壓至圖1所示的關閉位置上。當低壓區域14內產生一工作壓力時，該工作壓力位于壓力管接頭20上并根據彈簧部件26的已調節的彈簧力將調壓閥13從關閉位置壓出，即其方式是，在壓力管接頭20和21上由調壓閥13和預調閥11調節一個恒定的壓力。借助調壓閥13和可調節的彈簧部件26由此也可以在燃料供給系統中產生壓力波動時保證用于主閥12的恒定的開啟壓力，其方式是，壓力管接頭20以及由此壓力管接頭21上的過大的壓力導致調壓閥13開啟，更確切的說，一直持續至調壓閥13的節流閥27上的壓力下降到一個期望的值。這里需要指出的是，調壓閥13可以集成進預調閥11的活塞中。
[0019]當內燃機停止時，即當由于低壓區域17內的低壓泵停止并且高壓區域15內的高壓泵停止從而燃料供給系統無壓時，則閥裝置10的閥11、12和13位于圖1所示的位置上。
[0020]當內燃機啟動或者說當燃料供給系統的低壓區域14的低壓泵啟動時，在壓力管接頭20和21上由調壓閥13和預調閥11產生一個壓力，它通過調壓閥13保持恒定并將預調閥11壓至圖1所示的關閉位置上。當內燃機啟動時高壓區域15的特定的或者每個高壓泵也開始運行，其中，由于壓力管接頭16和17的結構，主閥12使燃料供給系統的高壓區域15在工作壓力位于高壓區域15內時保持關閉。如上所述，通過節流閥22衰減燃料供給系統的低壓區域14內的壓力波動，其中，調壓閥13使用于主閥12的開啟壓力在燃料供給系統中存在壓力波動時保持恒定。
[0021]當內燃機開始運行并且在低壓區域14以及高壓區域15中形成相應的工作壓力之后，通過低壓區域14的低壓泵以及高壓區域15的特定的或者每個高壓泵在燃料供給系統的未展示出的噴油嘴上產生一個相應的噴射壓力。通過節流閥18為主閥12的壓力管接頭16進行填充，這里如上所述，壓力管接頭16具有比壓力管接頭17更大的壓力面，從而主閥12在內燃機開始運行之后可靠地保持關閉。
[0022]主閥12的壓力管接頭16不完全密封，從而一定的燃料量由于主閥12的所謂的間隙引導(Spaltfiihrung)向燃料箱或者說回流箱28的方向流失。主閥12的壓力管接頭16的不密封性在圖1中示意性地通過節流閥29表示，但是這里不涉及節流閥的結構，而僅僅涉及由于主閥12的壓力管接頭16的不密封性從第二壓力管接頭16向回流箱28的方向的燃料損失。但是通過節流閥18補充的燃料量大于由于壓力管接頭16的不密封性由節流閥29向回流箱28的方向流出的量，從而可以維持主閥12的壓力管接頭16上的壓力，并且由此可以保持燃料供給系統的高壓區域15的關閉。
[0023]當關閉內燃機并由此關閉低壓區域14的低壓泵以及高壓區域15的特定或者每個高壓泵時，燃料供給系統中的壓力迅速減小。由此預調閥11的壓力管接頭21上的壓力下降，其中，由于燃料供給系統的高壓區域15中仍然存在的較高的壓力，因此預調閥11自動打開，其中，所述較高的壓力通過節流閥18和25的中間連接而施加在預調閥11的壓力管接頭24上。由此可以通過充分利用燃料供給系統中的壓力比在關閉內燃機之后的幾秒之內自動向回流箱28的方向抽空或者說排空低壓區域14。
[0024]在本文中值得注意的是，節流閥25大于節流閥18，從而通過節流閥25可以從壓力管接頭16中流出的燃料比通過節流閥18向其中補充的燃料更多。
[0025]通過減小主閥12的壓力管接頭16上的壓力，主閥12也可以通過壓力管接頭17上的壓力自動打開，從而在停止或者說關掉內燃機之后在幾秒之內也自動地且自主地向回流箱28的方向抽空或者說排空燃料供給系統的高壓區域15。
[0026]圖1展示的節流閥30顯示出至回流箱28的壓力損失。
[0027]根據發明的閥裝置10因此充分利用燃料供給系統的低壓區域14和高壓區域15中的壓力比，從而在內燃機啟動或者是開始運行時自主的關閉預調閥11和主閥12，并且在內燃機關閉之后在幾秒之內自動打開預調閥和主閥。由此保證在關閉內燃機之后自主地卸除燃料供給系統的壓力，而不需要通過單獨的控制器進行操控。這里不需要氣動的或者液壓的壓縮空氣供給或者電磁的或其他形式的操控。控制介質相當于工作介質，即燃料，從而不會引起不希望發生的不同介質的混勻，例如在進行氣動操控時引起燃料和壓縮空氣的混勻。在關閉發動機之后打開根據發明的閥裝置10的預調閥11和主閥12并由此在幾秒之內卸除燃料供給裝置的壓力，從而例如可以快速的卸除燃料噴油嘴的壓力。主閥12和預調閥11的彈簧部件19和23設計有很小的彈簧力，因為該彈簧力在無壓力的狀態下實際上僅僅用于定位相應的閥11、12。
[0028]附圖標記列表
[0029]10閥裝置
[0030]11預調閥
[0031]12 主閥
[0032]13調壓閥
[0033]14低壓區域
[0034]15高壓區域
[0035]16壓力管接頭
[0036]17壓力管接頭
[0037]18節流閥
[0038]19彈簧部件
[0039]20壓力管接頭
[0040]21壓力管接頭
[0041]22節流閥
[0042]23彈簧部件
[0043]24壓力管接頭
[0044]25節流閥
[0045]26彈簧部件
[0046]27節流閥
[0047]28回流箱
[0048]29節流閥
[0049]30節流閥
【權利要求】
1.閥裝置(10)，用于燃料供給系統、特別是用于被設計成船用柴油機的內燃機的共軌燃料供給系統，具有一預調閥(11)、一主閥(12)和一調壓閥(13)，其中，主閥(12)能借助壓力管接頭(16、17)連接在燃料供給系統的高壓區域(15)上，并且其中，不僅預調閥(11)而且調壓閥(13)能借助壓力管接頭(20、21)連接在燃料供給系統的低壓區域(4)上，即預調閥(11)、主閥(12)和調壓閥(13)能根據低壓區域(14)內的壓力和/或根據高壓區域(15)內的壓力自動地操控。
2.根據權利要求1的閥裝置，其特征在于，調壓閥(13)能借助壓力管接頭(20)連接在低壓區域(14)上，從而當在低壓區域(14)內施加了工作壓力時調壓閥(13)克服彈簧部件(26)的可調節的彈簧力在保證低壓區域(14)內的恒定的工作壓力的情況下自動打開。
3.根據權利要求1或2的閥裝置，其特征在于，預調閥(11)能利用第一壓力管接頭(21)連接在燃料供給系統的低壓區域(14)上，并且能利用第二壓力管接頭(24)在至少一個節流閥(18、25)的中間連接下連接在燃料供給系統的高壓區域(15)上，從而當在低壓區域(14)內施加了工作壓力并且當在高壓區域(15)內施加了工作壓力時預調閥(11)自動關閉。
4.根據權利要求1至3中任一項的閥裝置，其特征在于，主閥(12)能借助兩個壓力管接頭(16、17)連接在燃料供給系統的高壓區域(15)上，從而當在高壓區域(15)內施加了工作壓力時主閥(12)自動關閉。
5.根據權利要求4的閥裝置，其特征在于，主閥(12)的沿著關閉方向起作用的第一壓力管接頭(16)具有相對較大的壓力面，并且在至少一個節流閥(18)的中間連接下能連接在燃料供給系統的高壓區域(15)上。
6.根據權利要5的閥裝置，其特征在于，主閥(12)的沿著開啟方向起作用的第二壓力管接頭(17)具有相對較小的壓力面，并且能直接連接在燃料供給系統的高壓區域(15)上。
7.根據權利要求1至6中任一項的閥裝置，其特征在于，當燃料供給系統的低壓區域(14)內的工作壓力下降時，預調閥(11)和主閥(12)自動打開，從而能排空燃料箱(28)中的低壓區域(11)和高壓區域(2)。
8.根據權利要求1至7中任一項的閥裝置，其特征在于，預調閥(11)和主閥(12)構造成2/2路徑閥。
9.燃料供給系統，特別是被設計成船用柴油機的內燃機的共軌燃料供給系統，具有一低壓區域(14)和一高壓區域(15)，其特征在于根據權利要求1至8中任一項的閥裝置(10)。
【文檔編號】F02M63/00GK104454277SQ201410502511
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年8月8日 優先權日:2013年8月8日
【發明者】C·蒙策特, A·施蒂希諾特 申請人:曼柴油機和渦輪機歐洲股份公司