專利名稱：壓力閥的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種壓力閥，其種類如權(quán)利要求1。
這種壓力閥已在DE4037465A1中被報道，它們被安置于位于帶有高壓室的高壓源與入噴位置之間的輸送管道內(nèi)，優(yōu)先選擇的安裝位置是在內(nèi)燃機(jī)的入噴泵和噴嘴之間。這里壓力閥的作用是保證只有達(dá)到確定的入噴壓力值的被輸送的介質(zhì)，如燃油，才能進(jìn)入入噴位置，并且在入噴結(jié)束、壓力下降至必要的入噴壓力限以下時，截斷朝向入噴位置的壓力傳遞。為了絕對避免處于入噴位置和壓力閥之間的封閉空間中的壓力波的反射造成入噴位置上發(fā)生次入噴，同時將這段輸送管中的壓力降下來，已有的壓力閥還額外裝備有一個回流節(jié)閥。入噴位置和壓力閥之間的輸送管中的高壓就是通過它在各個入噴之間的間歇時間被降低下來的。
已有的壓力閥還擁有一個可在壓力套或管套中沿軸向滑動的閥門頂桿，該頂桿受一個閥門彈簧的作用，以其閥門密封面壓置在一個位置固定不動的閥門座上，并保持不動。閥門頂桿的開啟乃是在高壓室中形成的動力燃料的高壓作用的結(jié)果。這里的高壓室即是入噴泵的工作室。此高壓克服閥門彈簧的回復(fù)作用力將閥門頂桿從閥門座上抬起，從而在壓力閥中形成一個穿流橫截面，通過它動力燃料到達(dá)入噴噴嘴。為了在入噴間歇時間里將輸送管道入噴端的壓力減低下來，在閥門頂桿中還加工有一個回流節(jié)流孔，它至少由一條縱向孔構(gòu)成。
這里已有的壓力閥暴露出以下不足由于不斷變化的液體壓力狀況，壓力閥呈現(xiàn)最大穿流橫截面的開啟時刻不能被精確地、可重復(fù)地給定，因而入噴位置上的入噴時刻也不能足夠準(zhǔn)確地確定下來，這會嚴(yán)重地影響內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中混合過程及燃燒的質(zhì)量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的壓力閥，具有權(quán)利要求1的特點(diǎn)，其相對優(yōu)點(diǎn)在于；壓力閥的閥門頂桿的開啟移動、特別是壓力閥達(dá)到最大穿流橫截面的時刻，不受液體壓力狀況的影響。比如閥門頂桿的液體附著因素的影響，這樣人們就可有意識地利用液體附著效應(yīng)。由此可以精確地設(shè)定壓力閥的入噴壓力及開啟壓力，使它們恒定并具有可重復(fù)性優(yōu)勢之處在于它是通過壓力閥的閥頂桿的兩階段性開啟過程來實(shí)現(xiàn)的，這使得閥門頂桿的開啟移動過程具有跳躍性。
為此，當(dāng)閥門頂桿先期移動過一定的距離之后，其中開啟方向的通流截面突然增大，從而導(dǎo)致閥門頂桿的剩余滑動行程在很短時間內(nèi)迅速完成，因而迅速地達(dá)到最大開啟橫截面。
這種閥門頂桿的兩階段性開啟移動過程的控制是簡單地通過閥門頂件內(nèi)的控制缺口來實(shí)現(xiàn)的。優(yōu)點(diǎn)是它們由控制孔構(gòu)成。它們的軸向末端、即位于閥門頂桿的柱表面上的出口處，形成控制沿，后者與相對應(yīng)的位置固定的控制缺口相配合。這里，這些固定位置的控制缺口優(yōu)先安置于位于高壓套內(nèi)的控制套管內(nèi)，該套管易于加工和裝配。
閥門頂桿上沿開啟方向的附加涌流橫截面可簡單地通過一個軸環(huán)來形成，它作為其邊界限定了與控制套管中的控制缺口相連通的壓力室。
為了表現(xiàn)借助于液壓控制下的兩階段性開啟移動過程實(shí)現(xiàn)的、具有發(fā)明的壓力閥的跳躍功能，可以使用其它的控制形體，來替代下面說明中所用實(shí)施例的形式。此外，本發(fā)明的壓力閥除了被優(yōu)先用于入噴管道中位于入噴泵和入噴噴嘴之間以外，也可以用于其它的輸送管道內(nèi)，介于一個高壓源和一個出口之間。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)及呈優(yōu)勢性的擴(kuò)充請見說明書、圖例和權(quán)利要求。圖例本發(fā)明的壓力閥的實(shí)施例在圖例中示出，并在下面的說明中予以詳細(xì)描述。
圖1是本發(fā)明的壓力閥處于其封閉的位置上的縱向剖面。實(shí)施例的說明圖1示出了回流節(jié)閥結(jié)構(gòu)的壓力閥的縱向剖面。壓力閥被安置于圖中未示出的、位于高壓室和入噴管道之間的輸送管道中，其中壓力閥打開時穿流方向是從高壓室到入噴位置，如箭頭1所標(biāo)示。
壓力閥擁有一個管形高壓套3，其通孔展寬成圓柱形內(nèi)腔5，它在其朝向高壓室的較粗端通過一個圓柱聯(lián)接塊與通孔9相接。內(nèi)腔5中安裝有控制套管11，后者的內(nèi)徑在一個環(huán)臺13的兩邊有所區(qū)別。在控制套管11內(nèi)有一個柱塞狀閥門頂桿15，它可以沿軸向滑動，在其朝向入噴位置的上端有一個軸環(huán)17。這里，閥門頂桿上較細(xì)的桿部的滑動區(qū)間是朝向聯(lián)接塊7并且被控制套管11在直徑方向上縮小了的下部區(qū)域，而軸環(huán)17則以其圓柱側(cè)面在控制套管11較粗的內(nèi)孔區(qū)域滑動。其中，控制套管11的環(huán)臺13與軸環(huán)17的環(huán)下端面19配合，限定了閥門頂桿15在控制套管11中的落下深度。
這里形成于環(huán)下端面19和環(huán)臺13之間的環(huán)狀空間構(gòu)成壓力室22。
閥門彈簧23壓靠到軸環(huán)17的環(huán)上端面21上，其另一端則支撐于高壓套3內(nèi)的孔臺階25上。它將閥門頂桿15以其環(huán)下端面19壓靠到控制套管中位置固定不動的環(huán)臺13上并保持不動。
這里控制套管11上直徑較大的區(qū)域構(gòu)成了閥門座27，與之配合的是位于閥門頂桿15上由軸環(huán)17的柱側(cè)面構(gòu)成的閥門密封面29，二者共同控制壓力閥中的穿流橫截面。
處于關(guān)閉狀態(tài)的壓力閥，輸送管道與壓力閥相鄰接的管段中需實(shí)現(xiàn)壓力均衡。為此在閥門頂桿15內(nèi)加工有回流節(jié)流通道，它由軸向透穿閥門頂桿15的節(jié)流孔31構(gòu)成。
閥門頂桿15中的節(jié)流孔31與一個控制孔33相交割。該控制孔33由閥門頂桿15內(nèi)部的控制缺口構(gòu)成，在本實(shí)施例中為一個橫向孔。它朝向閥門頂桿15軸的邊沿，分別處于兩個流出口處，構(gòu)成了控制沿。它與控制套管11上的控制缺口配合共同控制閥門頂桿15的升降移動?？刂铺坠?1上的控制缺口由其上直徑較小區(qū)段內(nèi)內(nèi)壁上的第一條環(huán)槽35構(gòu)成。在本實(shí)施例中，它與兩條縱向孔37交截。后者始自控制套管11的下部環(huán)端面39，通入到壓力室22所在區(qū)域的環(huán)臺13中，它的下端被球41封閉。
控制套管11朝向聯(lián)接塊7的下端區(qū)域，其內(nèi)壁上還開有另一條環(huán)槽43。它與閥門頂桿15的下端面47處的邊沿45配合?？刂铺坠?1中的環(huán)槽35及43的位置的較優(yōu)選擇原則是在閥門頂桿15的打開移動過程中，它的控制孔33和邊沿45能同時經(jīng)過這兩個環(huán)槽35和43。
為了簡化裝配及減小液壓的影響，在環(huán)下端面19到閥門密封面29以及下部端面47到閥門頂桿柱的過渡處均加工成斜面狀。
本發(fā)明的壓力閥工作原理如下當(dāng)沒有高壓傳送給壓力閥(入噴間歇)時，閥門彈簧23將閥門頂桿15以其軸環(huán)17保持在控制套管11的環(huán)臺13上。在這個位置上，閥門頂桿15以其閥門密封面29貼靠在閥門座27上，從而關(guān)閉掉穿流橫截面。在這種狀態(tài)下，輸送管道各部分中的壓力均衡過程僅限于有限的范圍，并通過閥門頂桿15內(nèi)的節(jié)流孔31來實(shí)現(xiàn)。
高壓傳輸過程開始后，穿過聯(lián)接塊7，在壓力閥中形成高壓。它沖擊作用于閥門頂桿15的下端面47，使之克服閥門彈簧23的復(fù)位作用力，向開啟方向移動。同時，一部分高壓態(tài)的介質(zhì)(特別是動力燃料)通過節(jié)流孔31進(jìn)入到圓柱狀內(nèi)腔5內(nèi)與聯(lián)接塊7相對的空間中，并在那里沖擊作用于閥門頂桿15的整個上端面，并包括環(huán)上端面21在內(nèi)。因而閥門頂桿15開啟移動在其起初階段很緩慢。
閥門頂桿15初期移動到某一特定距離S之后，其控制孔33和邊沿45到達(dá)了與環(huán)槽35和43相重合的位置，于是高壓可以極其迅速地通過縱孔37進(jìn)入到壓力室22中，在那里沿開啟方向沖擊閥門頂桿15上的環(huán)下端面19。其中控制孔33和邊沿45可以同時打開，如實(shí)施例中所示那樣，也可以交替或先后打開。
閥門頂桿15中在開啟方向上涌流橫截面的截面積突增導(dǎo)致開啟作用力的突增，使得閥門頂桿15的剩余行程在非常短時間內(nèi)完成，因而閥門頂桿15與其閥門密封面29迅速地消除對閥門座27的遮蓋，于是形成從壓力室22至空腔5的穿流橫截面的最大狀態(tài)。
隨著向壓力閥的高壓傳輸?shù)慕K止，如眾所周知，壓力閥關(guān)閉，其結(jié)果是閥門頂桿15被閥門彈簧23重新壓回到它在位置固定不動的環(huán)臺13上去，因此閥門密封面29也重新蓋住閥門座面27。壓力閥中的壓力均衡僅通過節(jié)流孔31實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.安裝于輸送管道內(nèi)、位于高壓室和入口位置之間的壓力閥，擁有一個加工有圓柱形空腔(5)的高壓套(3)，其內(nèi)部安裝著一個可軸向滑動的壓力閥頂桿(15)，此頂桿(15)具有一個閥門密封面(29)，通過它頂桿(15)與一個位置固定不動的閥門座(27)配合來共同控制穿流橫截面，頂桿(15)受到沿液流方向(1)的傳輸壓力的作用時可克服閥門彈簧(23)的作用力從這個閥門座(27)上抬起來，這里閥門頂件(15)內(nèi)加工有一條回流節(jié)流通道，當(dāng)壓力閥處于關(guān)閉位置時，通過它完成壓力均衡，其特征是閥門頂桿(15)上設(shè)計有控制缺口，當(dāng)閥門頂桿(15)沿開啟方向先期移動一定距離之后，它們將在閥門頂桿(15)上開放出使開啟方向上橫截面積增大的涌流橫截面。
2.權(quán)利要求1的壓力閥，其特征是柱塞式的閥門頂桿(15)擁有一個軸環(huán)(17)，其圓柱側(cè)面構(gòu)成閥門密封面(29)，這里閥門頂桿(15)被安置于一個控制套管(11)中，后者則位于高壓套(3)的圓柱形空腔(5)中，并以其內(nèi)壁在軸向上的一段區(qū)域構(gòu)成閥門座(27)。
3.如權(quán)利要求2的壓力閥，其特征是閥門頂桿(15)擁有至少一個控制孔(33)，它切截回流節(jié)流通道(31)并從閥門頂桿(150的柱面上穿出，在閥門頂桿滑行移動過一定距離后，它到達(dá)與控制套管(11)上的一個控制通道相重合的位置上，這個控制通道通入到以軸環(huán)(17)為界的壓力室(22)中。
4.如權(quán)利要求3的壓力閥，其特征是控制套管(11)的內(nèi)孔呈階梯狀，其中橫截面改變的過渡處為一個環(huán)臺(13)，它是閥門頂桿(15)上的軸環(huán)(17)的環(huán)下端面(19)的安置面，當(dāng)閥門打開時，此環(huán)下端面(19)朝向穿流方向的反向。
5.如權(quán)利要求4的壓力閥，其特征是控制套管(11)的控制通道由至少一條縱孔(37)構(gòu)成，它始于控制套管(11)的環(huán)下端面(39)-該面在壓力閥打開時朝向穿流方向(1)的反向，并通入環(huán)臺(13)上方的壓力室(22)，它還與控制套管(11)的內(nèi)孔面中的至少一條環(huán)槽(35)相交截，而閥門頂桿(15)中的控制孔(33)可從后者上方經(jīng)過。
6.如權(quán)利要求5的壓力閥，其特征是縱孔(37)的下部朝向端面(39)的末端被封閉。
7.如權(quán)利要求6的壓力閥，其特征是縱孔(37)被置入的球(41)所封閉。
8.如權(quán)利要求5的壓力閥，其特征是在靠近下端面(39)的尾部，控制套管(11)的內(nèi)孔面中開有另一條環(huán)槽(43)，它截過縱孔(37)，與閥門頂桿(15)的一個下部邊沿(45)相配合，當(dāng)此下部邊沿(45)進(jìn)入第二條環(huán)槽(43)所處區(qū)域上方時，通往壓力室(22)的又一個涌流橫斷面敞開。
9.如權(quán)利要求2的壓力閥，其特征是當(dāng)壓力閥打開時，閥門頂桿(15)上的軸環(huán)(17)之環(huán)上端面(21)朝向穿流方向(1)，它上面壓靠著閥門彈簧(23)，后者的另一端則支撐于高壓套(3)內(nèi)位置固定的擋頭(25)上。
10.如權(quán)利要求2的壓力閥，其特征是閥門頂桿(15)的下端面(47)到閥門頂桿柱以及由環(huán)下端面(19)到軸環(huán)(17)的過渡處均加工有斜面。
全文摘要
安裝于輸送管道內(nèi)、位于高壓室和入噴位置之間的壓力閥,擁有一個加工有圓柱形空腔(5)的高壓套(3),其內(nèi)部安裝有一個可軸向滑動的壓力閥頂桿(15),此頂桿(15)具有一個閥門密封面(29),通過它頂桿(15)與一個位置固定的閥門座(27)配合來共同控制穿流橫截面,頂桿(15)受到沿液流方向(1)的傳輸壓力的作用可克服閥門彈簧(23)的作用力從這個閥門座(27)上抬起來,這里,閥門頂桿(15)內(nèi)加工有一條回流節(jié)流通道,當(dāng)壓力閥處于關(guān)閉位置時,通過它實(shí)現(xiàn)壓力均衡。為了能準(zhǔn)確設(shè)定壓力閥中最大穿流橫截面的開啟,閥門頂桿的開啟過程分為兩個階段,其中最大穿流橫截面的開啟發(fā)生于其先期移動經(jīng)過一段確定行程之后,并以突躍方式完成。
文檔編號F02M59/00GK1179197SQ96192762
公開日1998年4月15日 申請日期1996年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月27日
發(fā)明者克里斯蒂安·陶特, 赫爾穆特·西蒙 申請人:羅伯特·博施有限公司