专利名称：用于燃料内燃机的高压喷射系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于燃料内燃机的喷射系统，该内燃机具有一个用于多个汽缸的共同的高压存储器。
背景技术：
这种喷射系统已在机动车领域中以“共轨系统”(CR-Systeme)的概念公知。这种系统具有一个共同的用于对内燃机的多个汽缸供给燃料的高压存储器(“轨”)。一个高压泵使高压存储器中的燃料达到一个高的压力水准。一个压力调节阀可被设置在从高压存储器到低压管路的排出部中。压力调节阀通过一个电子控制装置来控制。在此情况下它涉及一个CR控制装置。它还控制汽缸的喷射器，设置在高压泵前面的流量阀(计量阀)，接收关于燃料温度及轨压的传感器数据等。在工作中这样地控制高压存储器中的系统压力，以致高压存储器通过排出部-压力调节阀形成闭合。如果高压存储器中的压力超过一个所需的系统压力，则压力调节阀打开；如果其压力低于系统压力，则压力调节阀关闭。该调节可被借助流量阀的调节叠加。由此向汽缸中的燃料喷射可在最佳状态下，以致在CR系统中由于压力产生与实际喷射过程的分开可实现一个大体由特性曲线组控制的喷射。CR控制装置除了通过配置给每个汽缸的喷射器来控制压力调节阀外还调节向汽缸喷射的时刻及喷射量。由此可使每个汽缸的喷射过程分开地优化。对该系统的一个重要的要求如所述地在于在机动车中譬如CR系统的控制方面故障情况下(例如一个传感器失效)该机动车将还可行驶，例如用以行驶到一个泊车位置或到达一个维修点等，这就是说，应至少在受限制的技术规格上仍可进行内燃机的一个最低运行或应急运行。因为必需有应急运行模式，一个CR系统的排出部-压力调节阀通常被作成无电时关断的阀。无电时打开的阀将导致在故障状态如阀的控制装置失效时使该阀保持打开。这将不可能作到在高压存储器中建立一个对于应急运行所需的最小压力。因此对于应急运行模式(在机动车领域中也称“缓行回家模式”)对无电时关闭的阀应附加地设置一个限压阀，它被这样地构成，以致仅当超过一个预定的打开压力后自动地在高压存储器中保持一个对于应急模式所需的最小压力。相应的限压功能也可组合在压力调节阀本身中。因此在故障状态下必需首先达到限压阀的预定的高的打开压力或达到压力调节阀中的限压功能， 直至可实现降低压力的应急运行模式或缓行回家模式。然而该方案的缺点在于，该打开压力例如可处于CR系统的系统压力以上600巴。 该高压力可对喷射系统的各个部件的部件强度带来副面影响。这些部件尤其涉及用挤压硬化方法制造的部件。打开压力必需超过系统压力的这一事实在给定的部件技术规格的情况下也与常规工作中在技术原理上值得期望的系统压力进一步升高相对立。反过来对喷射部件用于应急运行所需足够部件强度的要求基于对部件材料要求的提高将导致相应的成本增高。
在DE 103 34 615 Al中描述了一个喷射系统，其中使用了无电时打开的压力调节阀。该压力调节阀在结构上这样地实施，即在电磁闭合力失去时仅从一个预给定的最小燃料压力例250巴起该阀才打开。因此使内燃机以该最小压力紧急工作成为可能。但那里所述的压力调节阀的结构复杂且具有相应的高成本。当这种喷射系统进一步发展，例如使用更高系统压力时，该压力调节阀必需重新设计。
发明内容
根据本发明提出一个用于燃料内燃机的喷射系统的节流部件，其中喷射系统包括下列部分一个共同的高压存储器，用于对内燃机的多个汽缸供给燃料；一个高压泵，以便使高压存储器中的燃料达到一个高的压力水准上；一个在由高压存储器到低压管路的排出部中的压力调节阀；及一个用于控制压力调节阀的控制装置，用于在内燃机工作时在高压存储器中保持一个系统压力。该压力调节阀被这样地构成，以致在未控制的情况下至少部分地向低压管路释放排出部。其中根据本发明通过节流部件可这样限制从高压存储器到低压管路的燃料流，以致至少保证高压存储器中一个对于内燃机工作所需的最低压力。节流部件可与压力调节阀的控制无关地被操作。压力调节阀可为无电时打开的阀，该阀例如在控制装置故障时或当出于可靠性的原因如由于传感器失效控制装置不再控制压力调节阀时，至少部分地释放排出部。该控制装置可涉及CR控制装置，它本身则可集成在机动车的一个ECU ( “电子控制单元”)中。节流部件例如可被手动地操作，如通过机动车驾驶员来操作。在本发明的一些实施形式中节流部件可机械地和/或电地被操作。变换地或附加地，一旦压力调节阀的控制失效时，例如当压力调节阀失去电流时节流部件自动地被操作。变换地或附加地节流部件也可通过控制装置、如CR控制装置或机动车的ECU来控制，例如用于应急运行模式的启动。在一些实施形式中节流部件通过操作来达到一个预定的节流位置。节流部件在布置上可与压力调节阀分开地设置在排出部或低压管路中。对于燃料从高压存储器到低压管路的流动方向来说节流部件可被设置在压力调节阀的前面或后面。 在其中节流部件可被设置在压力调节阀的后面的一些实施形式中节流部件尤其适应高压。节流部件例如可包括一个节流阀。节流部件可包括至少一个第一位置及一个第二位置，其中第一位置是为常规工作设置的打开位置，在该位置上节流部件不限制或仅很小地限制燃料流，即仅通过设置在排出部中的压力调节阀来限制。第二位置是为紧急工作设置的、预定的节流位置。在该节流位置中这样地限制燃料流，即在高压存储器中出现一个最低压力，以致可进行燃料喷射及可相应地实现应急运行。此外还提出用于喷射系统的压力调节阀，该压力调节阀包括一个根据本发明的节流部件的、这里所述实施形式中的一个。节流部件尤其可与压力调节阀组合或被作在该阀中。在根据本发明的压力调节阀的一个实施形式中当节流部件被操作时与控制装置的控制无关地被调节到通过压力调节阀的一个确定的流量上或不超过该确定的流量。为此可限制一个无电时打开的通道，或当节流部件被操作时一个可被控制装置控制的、通过压力调节阀的通道在液压上被分隔开。及释放通过一个附属管路或旁路管路的第二确定的通道。最后根据本发明提出用于燃料内燃机的喷射系统，它包括根据本发明的节流部件的、这里所述实施形式中的一个和/或根据本发明的压力调节阀的、这里所述实施形式中的一个。在来自高压存储器的排出部中与一个例如无电时关断的限压阀相关地设置一个根据本发明的节流部件将允许在出现应急运行模式时避免高的打开压力，该高打开压力在传统的使用设有设有组合的或分开的压力调节阀或压力调节功能的一个无电时关闭的压力调节阀上将会出现。其后果是高压轨中喷射部件具有相应小的部件负荷。反过来意味着， 在喷射系统常规工作中可提高系统压力。附加地或变换地，对部件所使用的材料可采用降低的要求以减小成本。根据本发明的方案允许取消一个单独的限压阀。但仍可使用常规的无电时打开的压力调节阀。一个结构复杂的、也是在无电状态下在一个预定的最小压力时才打开的压力调节阀是多余的(但本发明可与这种阀一起工作)。根据本发明节流部件可组合地出现在压力调节阀中。但也可采用“积木箱方案”，其中节流部件与压力调节阀分开地设置。这意味着，各个功能可各自地优化。该模块化将导致相应的优点，如使开发、安装及拆卸、维修、 故障查找等简化。这尤其适用于喷射系统的进一步开发，例如鉴于常规工作中系统压力所期望的进一步提高。在一定情况下手动地转换到用于紧急工作模式的过渡功能例如在载重汽车的内燃机领域中(“缓行回家功能”)是可接受的。因此可用简单的方式体现一个最低的要求， 该最低要求例如包括内燃机的起动或由该内燃机驱动的机动车的缓慢行驶。
现在借助附图来详细地描述本发明的其它方面及其优点。其中附图表示图1 以框图的形式表示一个传统的用于燃料内燃机的喷射系统的组成部分；图2 设有根据本发明构成的压力调节阀的一个喷射系统；及图3 根据本发明构成的设有分开的节流部件的喷射系统的一个实施例。具体实施形式为了阐明本发明在图1中概要地表示了传统的喷射系统100的一个实施形式。该喷射系统或“共轨”(CR)系统100设有一个高压泵102，一个高压存储器104，多个喷射器 106，一个压力调节器108及一个控制装置110。输入管路112由一个燃料箱(未示出)通过高压泵102导入高压存储器104中。排出管路114由高压存储器104通过压力调节阀 108及通过一个作为回流管路的低压管路116导入燃料箱中。高压泵102例如可涉及一个常用的液压活塞泵。高压存储器104为一个分配管 (轨)，处于高压下的燃料由该分配管流到喷射器106中，喷射器各自受控制装置110控制。 压力调节阀108是一个电操作的、无电时关闭的阀，它设有一个(未示出的)限压功能，由此例如当阀108的控制导线118失效的情况下仍允许由喷射系统100供给燃料的内燃机的应急运行。喷射系统-如这里所述的-例如可使用在载重汽车的内燃机上。图2中表示根据本发明构成的一个喷射系统200的第一实施例。该系统包括一个高压泵202，一个高压存储器204，多个喷射器206，一个压力调节阀208及一个被构成低压管路210的通到燃料箱212中的回流管路。对压力调节阀208附加地并与其分开地在高压存储器204的排出部216中设有一个节流部件218。还可对图2中所示的部件附加地，喷射系统200设有另外的部件，例如设有一个连接在高压泵202前面的压力调节阀(计量单元)，一个轨压力传感器，燃料温度传感器，另一燃料输送泵，过滤器等；出于清楚简明的原因在图中省略了这些部件。控制装置214可涉及CR控制装置，该控制装置本身可集成在机动车的一个 ECU(电子控制单元)中。该控制装置214主要控制喷射器206，由传感器(未示出)接收数据等。在喷射系统200常规工作时控制装置214这样地控制压力调节阀208，以致在高压存储器204中保持一个所需的系统压力。压力调节阀208涉及一个无电时打开的阀，这就是说，限压功能通过可具有的最大磁力来确定，及当阀208被控制装置214通过控制导线220关断到无电流时，该阀保留在一个打开的、不限制排出部216的状态中(这时通过节流部件持续限制不可能有快速的压力下降)。这同样适合于当控制导线220由于机械的或电的故障不能对压力调节阀传递电信号的情况，例如当导线220的一个触头或插头松弛或被腐蚀或导线220完全断开时。也可考虑其它的干扰原因。例如传感器失效，接着控制装置根据故障响应对策例如出于可靠性的原因使压力调节阀关断到无电流。因此在此情况下燃料由存储器204通过排出部216及低压管路210 (回)流到燃料箱212中。为了在此情况下允许由喷射系统200供给燃料的内燃机的至少一次应急运行， 必需操作节流部件218的一个操作部件222，由此限制排出部216并由此可保持存储器204 中的最小压力。节流部件218设有至少两个位置，即一个通流通道2 及一个通流通道226。在如图2所示的第一位置中通道2M被释放。通道2M是不限制的通道，即不限制排出部216。 为了达到紧急工作设有操作部件222的手动操作。由此使节流部件218的第二位置释放， 在该位置上使通道2M与排出部216在液压上分开及取而代之的是使排出部2 连接到第二通道2 上。该通道2 导致对排出部216的限制，以使得在高压存储器中可建立对于紧急工作所需的最低压力。操作部件222可包括一个机械的操作部件，它例如在发动机室中必需通过机动车驾驶员来操作，以便允许机动车的应急运行如缓行回家模式。变换地或附加地该操作部件 222可包括一个电操作部件，例如通过操作驾驶室等中的一个按键产生一个信号及通过电传送给节流部件218。在另一实施例中操作装置222的操作也可通过控制装置214(或另一 E⑶)来实现，例如当控制装置214确定出一个故障状态时，这时压力调节阀208不再能通过控制导线220达到控制，或由于这个压力调节阀208必需无电关断，如当传感器故障时。但在此情况下的前提是通过控制装置214与压力调节阀208的控制导线220无关地控制节流部件 218。当例如控制装置214本身故障时不属该情况。因此通过控制装置214的控制将优选地与一个手动操作可能性相组合，或一旦压力调节器失去电流时，实现自动的转换(例如通过系统内部的反作用，如借助一个弹簧)。一个手动操作的可能性也可包括一个电操作， 然而对此优选的是设置一个单独的或可靠的电源。随着对部件222的一次重新操作可能使第二通道在液压上再分开及取而代之地使不限制的通道2 又连接在排出部216中。这例如可如此来实现，即在出现的故障被排除后压力调节阀又可进行其工作。因为节流部件218与压力调节阀208分开地设置在排出部216中，节流部件218及压力调节阀208的特性可相互无关地优化。压力调节阀208不必设有限压功能或对于无电流打开情况的专门的打开特性。因此对于压力调节阀可使用标准化的下属部件。在图2所示的实施例中对于燃料从高压存储器204通过回流管路210到燃料箱的流动方向来说节流部件218被设置在压力调节阀208的前面。在另一实施例中节流部件也可设置在压力调节阀的后面。在此情况下节流部件可能在常规工作中处于低压区域中。在压力调节阀故障或无电流转换的情况下则随着对于紧急工作所需的最小压力一个相对高的压力作用在节流部件上，以致在该布局中节流部件最好也被作成适合高压的。图3中表示根据本发明构成的喷射系统300的一个实施例。该系统300设有一个高压泵302，一个高压存储器304与所连接的多个喷射器306，及一个压力调节阀308。一个排出部310由高压存储器304通过压力调节阀307及低压管路形式的回流管路312导入燃料箱314。压力调节阀308由一个控制装置316控制。喷射系统300的部件在其实施及工作方式上可各相应于图2中系统200的部件， 及与此相关的实施方式在这里不再重复说明。压力调节阀308被作成无电时打开的压力调节阀。上述参照图2中所示的阀的描述在其意义上也适用于此。根据本发明在压力调节阀308中组合了一个由操作部件318表示的节流部件320。 该节流部件320在其意义上可如上面对于图2中单独的节流部件218所描述的方式工作。 通过节流部件320的操作将在压力调节阀308无电打开的状态中这样地限制来自高压存储器304的燃料流，以致在高压存储器304中可保持一个最低压力并由此允许应急运行。操作部件318可与压力调节阀308通过控制装置316的控制无关地被操作，即组合压力调节阀 308中的节流部件320尤其可在用于控制压力调节阀308的控制导线322故障时被操作。节流部件320总是可使用在压力调节阀308中现有的限流装置，例如其中设有组合的节流部件320的压力调节阀308仅具有一个通流通道，当操作了部件318时该通流通道被手动地调节到一个预定的流量上，以致用该方法即使在压力调节阀308的无电打开状态中也可达到一个预定的流量。变换地阀结构308/320可包括两个通道。当操作了部件 318时将使一个在常规工作中使用的通道在液压上分开及释放一个单独的(预)确定的旁通路，如类似于上面参照节流部件218的两个通道所描述的。节流部件如图3中所示的在排出部-压力调节阀中的组合将允许根据本发明的附加功能节省位置的安排，其中在一定条件下总是可使用压力调节阀已有的限流功能。本发明并不被限制在这里所述的实施例及其中所突出的方面上；而在由从属权利要求给出的范围内可以具有许多变化，这些变化处于专业人员业务的范围中。
权利要求
1.用于燃料内燃机的喷射系统的节流部件，其中，该喷射系统(200，300)包括下列共同的高压存储器004，304)，用于对内燃机的多个汽缸供给燃料；高压泵002，302)，以便使该高压存储器中的燃料达到一个高的压力水准上；在由该高压存储器到低压管路Ο10，312)的排出部Ο16，310)中的压力调节阀(208， 308)；及用于控制该压力调节阀O08，308)的控制装置014，316)，用于在内燃机工作时在该高压存储器004，304)中保持系统压力；其中，该压力调节阀(208，308)这样地构成，以致其在未被控制的情况下至少部分地向该低压管路010，312)中释放该排出部016，310)；及其中，通过该节流部件(218，320)可这样限制从该高压存储器(204，304)到该低压管路016，312)中的燃料流，以致至少保证该高压存储器O04，304)中的对于内燃机工作所需的最低压力；其中，该节流部件(218，320)可与该压力调节阀(208，308)的控制无关地被操作。
2.根据权利要求1的节流部件，其中，所述节流部件(218，320)可手动地操作。
3.根据权利要求1或2的节流部件，其中，所述节流部件(218，320)可机械地和/或电地被操作，和/或，一旦所述力调节阀的控制失效时，所述节流部件自动地被操作。
4.根据以上权利要求中任一项的节流部件，其中，所述节流部件(218)对于与所述压力调节阀(208)分开的布置设置在所述排出部(216)或低压管路中。
5.根据以上权利要求中任一项的节流部件，其中，所述节流部件(218，320)通过操作来达到一个预定的节流位置0 )中。
6.根据权利要求5的节流部件，其中，所述节流部件(218)包括至少一个第一位置 (224)及一个第二位置0沈)，其中，所述第一位置(224)是为常规工作设置的打开位置及所述第二位置(226)是为紧急工作设置的、预定的节流位置。
7.用于喷射系统(300)的压力调节阀(308)，包括根据以上权利要求中任一项的节流部件(320)。
8.根据权利要求7的压力调节阀，其中，当操作所述节流部件(320)时，与通过所述控制装置(316)的控制无关地一确定的通过所述压力调节阀(308)的流量被调节出或不被超过。
9.根据权利要求7或8的压力调节阀，其中，当操作所述节流部件(320)时，一个可被所述控制装置(308)控制的、通过所述压力调节阀(308)的通道在液压上被分隔开。
10.用于燃料内燃机的喷射系统000，300)，包括根据权利要求1至6中任一项的节流部件(218，320)和/或根据权利要求7至9中任一项的压力调节阀(308)。
全文摘要
本发明涉及用于内燃机的喷射系统，该喷射系统设有一个用于多个汽缸的高压存储器。喷射系统(200)还包括一个高压泵(202)，一个压力调节阀(208)；及一个用于控制压力调节阀(208)的控制装置(214)，用于在常规工作时在高压存储器(204)中保持一个系统压力。压力调节阀(208)在未控制的情况下至少部分地向低压管路(210)释放排出部。借助一个节流部件(218)可这样限制从高压存储器(204)到低压管路(216)的燃料流，以致至少保证高压存储器(204)中一个对于内燃机工作所需的最低压力。节流部件(218)可与压力调节阀(208)的控制无关地被操作。
文档编号F02M63/00GK102338012SQ20111020617
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者S·基泽, S·温特里希 申请人:罗伯特·博世有限公司