液压系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种液压系统，该液压系统包括:高压流体源；液压促动器，该液压促动器被流体地连接到高压流体源；低压流体系统，该低压流体系统经由流体返回管线被流体地连接到液压促动器；以及液压阀，其中，该液压阀包括复位弹簧和伸长构件，该伸长构件在其纵向方向上可移动地布置以控制流体流动，并且其中，该伸长构件被复位弹簧偏置到关闭位置。该液压系统特别适合在燃料喷射系统中向内燃机供给诸如二甲醚(DME)的低粘性燃料。然而，替代地，该液压系统也可实施在各种其他类型的应用中，例如各种类型的移动液压系统中，例如重型卡车、工程车辆、大客车、海洋运载工具等的液压系统。
【背景技术】
[0002]流体的泄漏是液压系统中的常见问题，例如燃料在燃料喷射系统中经过液压阀的泄漏，特别是当使用诸如二甲醚(DME)的低粘性燃料时。例如，从W02009/110820已知的是，在燃料喷射系统中的所有选定的位置处为燃料喷射系统提供自动隔离阀，以在每个喷射器的出口处提供小的止回阀，并且在返回管线中提供压力调节器。然而，这些解决方案具有长期密封可靠性方面的问题以及高的系统成本。因此，存在对于改进的液压系统的需求，以消除上述缺点。
【发明内容】
[0003]本公开的目的是提供一种液压系统，其中至少部分地避免了前述问题。此目的通过权利要求1的特征部分中的特征来实现。
[0004]本发明涉及一种液压系统，该液压系统包括:高压流体源；液压促动器，该液压促动器被流体地连接到高压流体源；低压流体系统，该低压流体系统经由流体返回管线流体地连接到液压促动器；以及液压阀，其中，该液压阀包括复位弹簧和伸长构件，该延长构件在其纵向方向上可移动地布置以控制流体流动，并且其中，该伸长构件被复位弹簧偏置到关闭位置。
[0005]本发明的特征在于，该伸长构件形成了针，该液压阀包括具有针座的针收容体，并且所述针能够与该针座接合以控制流体流动。
[0006]通过为该液压阀提供针和相关的具有针座的针收容体，允许制造出具有非常可靠的长期密封性能的非常耐磨的阀。特别地，如果用与常规柴油燃料喷射喷嘴的喷嘴针和喷嘴体的公差和材料质量类似的公差和材料质量来制造该针和针收容体，则能够制造出廉价的高性能液压阀，该液压阀能够以许多不同的构造被使用，以用于不同类型的流体流动控制，例如液压系统中的压力释放阀、压力调节阀、压力隔离阀或止回阀。标准的柴油喷嘴一般是极精确地制造的阀，其具有非常硬的耐磨座。因此，根据本公开的技术方案实现了液压系统的简化和成本降低以及改进的密封耐久性和可靠性。
[0007]通过实施从属权利要求的特征中的一个或数个来实现进一步的优点。
[0008]根据本发明的一方面，该液压系统是用于具有至少一个燃烧缸的内燃机的燃料喷射系统，其中，该促动器是具有用于将燃料喷射到燃烧缸中的燃料喷射喷嘴的燃料喷射器，其中，该低压燃料系统包括燃料贮箱，并且其中，该针能够与针座接合以控制燃料流动。根据本公开的液压阀有利于用在具有非常小的流体流动体积的液压系统中，例如燃料喷射系统。在特定的低粘性燃料喷射系统中，由于根据本公开的液压阀可提供长期的高性能密封能力，能够有利地使用该液压阀。
[0009]根据本发明的一方面，所述针座和针的接合表面是锥形形状的。这随着时间的推移提高了密封性能、可靠性和耐久性，因为密封表面能够自动适应这些表面的磨损。
[0010]根据本发明的一方面，该针包括至少一个推力表面，该至少一个推力表面被构造成经受流体压力，用于将该针从针座推离。该针的推力表面处的流体压力产生了用于将液压阀推动到打开状态的力。
[〇〇11] 根据本发明的一方面，针座和所述针的接合表面包括金属，以用于液压阀的关闭位置上的金属-金属接触。此外，该针座没有任何另外的软密封环。与上文类似，这随时间的推移增加了密封性能可靠性和耐久性。
[0012]根据本发明的一方面，该针收容体包括内孔，该内孔形成圆柱形引导部以在针收容体内轴向引导所述针，其中，该圆柱形引导部离所述针座有一定距离，并且其中，在针座和圆柱形引导部之间设置有出口室。该引导部实现了所述针在针收容体内的非常精确的纵向运动，由此降低了由于针的运动的自由度降低所导致的所述针和针座上的磨损。该出口室在针座和圆柱形引导部之间的位置是所述针和针收容体常规地用作燃料喷射喷嘴的结果，因为该出口室此外用作高压燃料接收室，在该高压燃料接收室中，燃料可朝向打开位置推动所述针而作用在燃料接收室的推力表面上。该出口室因此也包括所述针的推力表面。
[0013]根据本发明的一方面，该圆柱形引导部形成了针室的一部分，所述针室位于圆柱形引导部的与出口室相反的一侧。该针室可以或可以不流体地连接到出口室，由此实现了根据每个独特应用的具体要求的液压阀构造。该出口室内的流体压力朝向打开位置推动所述针，并且针阀内的流体压力将所述针推动到关闭位置，并且该圆柱形引导部优选设有一定水平的密封性能，以避免经过该圆柱形引导部的流体泄漏。该圆柱形引导部和所述针之间的径向间隙优选小于5微米，用于实现沿着该圆柱形引导部的所述一定水平的密封性能。此外，可以沿着该圆柱形引导部设置有另外的密封件，用于进一步增强沿着该圆柱形引导部的密封性能。
[0014]根据本发明的一方面，该圆柱形引导部的直径大于所述喷嘴座的直径。
[0015]根据本发明的一方面，该针收容体包括在针座上游的单个孔，该孔具有大于1mm的直径。此尺寸实现了如下的特定流动控制应用中的足够大的流体流量：在该流动控制应用中，位于燃料喷射喷嘴体的尖端上的标准喷射孔太受限了。
[0016]根据本发明的一方面，该针的尖端的截断直径（truncation diameter)大于座直径的85%。
[0017]根据本发明的一方面，该针的尖端的截断角大于140度。这实现了该针的打开状态下的相对大的流体流量。该针的更尖锐的尖端减小了通过针座的可利用的流动面积。
[0018]根据本发明的一方面，该圆柱形引导部和针座之间的最短距离至少为针座直径的十倍。这一比例说明了该针和针收容体的显著的长度/直径比，当使用该液压阀作为常规的燃料喷射器时要求此比例。
[0019]根据本发明的一方面，该针和针收容体是燃料喷射喷嘴的一部分，其中，该针是喷嘴针且该针收容体是喷嘴体。可对该燃料喷射喷嘴进行各种修改，以使该针和针收容体可更好地适用于新的用途，例如增加通过针收容体到针阀尖端的流动面积，增加沿着针尖端和出口室之间的流动通道的流动面积，使针的尖端变平以在液压阀的打开状态下实现增加的通过针座的流动面积。通过使用常规的柴油燃料喷射喷嘴的部件来构造液压阀，提供了具有非常长期的、抵抗流体（特别是诸如二甲醚（DME)的低粘性流体）泄漏的高性能密封能力的阀。这是可能的，因为柴油喷射喷嘴是具有非常硬的耐磨座的极精确地制造的阀。
[0020]根据本发明的一方面，该燃料喷射喷嘴包括入口、出口，并且该燃料喷射喷嘴被流体连接，使得经由燃料喷射喷嘴的入口供给到所述针的尖端的流体的压力将所述针从针座推离，以打开该燃料喷射喷嘴。
[0021]根据本发明的一方面，该液压阀包括阀壳体，该阀壳体用于收容所述针和针收容体。该阀壳体使得燃料能够经由该壳体的适当流体端口输送到所述针和针收容体的适当区域。该壳体优选由诸如钢的金属制成，或由诸如塑料的其他类型的材料制成。该壳体优选包括至少两个主部件，所述主部件被构造成包围所述针和针收容体。该壳体甚至可与促动器的壳体结合，以形成容纳该促动器和液压阀二者的共同壳体。
[0022]根据本发明的一方面，该阀壳体优选包括燃料入口，该燃料入口被构造成将相对高压力的流体供给到所述针和针座的接触区域，用于将所述针从针座推离。
[0023]根据本发明的一方面，该液压阀包括被流体地连接到出口室的流体出口和/或被流体地连接到针室的流体出口。
[0024]根据本发明的一方面，该液压阀的入口连接到高压流体源，并且该液压阀的出口连接到促动器的上游，用于防止流体朝向高压流体源的回流。该液压阀防止在高压流体源被禁用或由于其他原因不供给高压流体的时段内的回流。
[0025]根据本发明的一方面，该液压阀的入口连接到促动器的上游，并且该液压阀的出口连接到返回管线或低压流体系统，用于限制被供给到促动器的流体的压力。该液压阀在此用作压力释放阀，它保护所述促动器免受有害的过大压力。
[0026]根据本发明的一方面，该液压阀的入口连接到促动器的出口，并且该液压阀的出口连接到返回管线或低压流体系统，用于调节液压阀上游的运行压力和/或防止流体朝向所述促动器回流。
[0027]根据本发明的一方面，该针室连通到大气。因此，该针室内的空气可在液压阀打开的情况下被容易地推出针室，从而该针室中的流体不成为抵抗该针的打开运动的阻力。这种布置结构要求沿着圆柱形引导部的良好的密封性能，以避免沿着该圆柱形引导部从液压阀的流体外泄。
[0028]根据本发明的一方面，该针室连接到低压流体系统