燃料系统的止回阀的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种弹簧引导件，所述弹簧引导件构造为使弹簧在由止回阀的体部所提供的孔内轴向对中。所述弹簧引导件包括基部、引导部和柱件。所述基部构造为抵靠所述孔的封闭端。所述引导部从所述基部延伸。所述引导部构造为抵靠所述孔的内壁。所述柱件从所述引导部突出。所述柱件构造为接触所述弹簧的内螺旋面。
【专利说明】燃料系统的止回阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种弹簧引导件，更具体地涉及一种构造为使弹簧在孔内轴向对中的弹簧引导件。
【背景技术】
[0002]设置弹簧引导件是为了使弹簧在孔内轴向对中。名称为“具有单独的球形弹簧引导件的止回阀(Check valve with separate spherical spring guide)” 的美国专利7，950，373涉及一种与泵一起使用的止回阀。该止回阀可以具有至少部分地限定具有开口端和封闭端的中心孔的体部，以及独立于所述体部并且设置在所述中心孔的封闭端内的弹簧引导件。该止回阀还可以具有位于所述中心孔内并且具有与所述弹簧引导件操作性接合的第一端的弹簧，以及与所述弹簧的第二端操作性接合的阀元件，所述阀元件可由于压差移动以压缩所述弹簧。
【发明内容】
[0003]在一个方面，本发明提供一种弹簧引导件，所述弹簧引导件构造为使弹簧在由止回阀的体部所提供的孔内轴向对中。所述弹簧引导件包括基部、引导部和柱件(stud)。所述基部构造为抵靠所述孔的封闭端。所述引导部从所述基部延伸。所述引导部构造为抵靠所述孔的内壁。所述柱件从所述引导部突出。所述柱件构造为接触所述弹簧的内螺旋面。
[0004]在另一方面，本发明提供一种燃料系统的止回阀。所述止回阀包括体部、弹簧、阀元件和弹簧引导件。所述体部限定了孔。所述弹簧设置在所述孔内。所述阀元件与所述弹簧的第一端操作性接合。所述弹簧引导件与所述弹簧的第二端操作性接合以使所述弹簧在所述孔内轴向对中。所述弹簧引导件包括基部、引导部和柱件。所述基部抵靠所述孔的封闭端。所述引导部从所述基部延伸。所述引导部抵靠所述孔的内壁。所述柱件从所述引导部突出。所述柱件接触所述弹簧的内螺旋面。
[0005]在又一方面，本发明提供一种燃料系统，该燃料系统包括箱体、泵和止回阀。所述箱体保持燃料供给源。所述泵构造为对燃料加压。所述止回阀操作性地连接到所述泵。所述止回阀构造为从所述泵接收加压燃料并且将加压燃料供给到喷射器。所述止回阀包括体部、弹簧、阀元件和弹簧引导件。所述体部限定了孔。所述弹簧设置在所述孔内。所述阀元件与所述弹簧的第一端操作性接合。所述弹簧引导件与所述弹簧的第二端操作性接合以使所述弹簧在所述孔内轴向对中。所述弹簧引导件包括基部、引导部和柱件。所述基部抵靠所述孔的封闭端。所述引导部从所述基部延伸。所述引导部抵靠所述孔的内壁。所述柱件从所述引导部突出。所述柱件接触所述弹簧的内螺旋面。
[0006]从下文的描述和附图中将显然看到本发明的其它特征和方面。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是根据本发明一个实施例的燃料系统的示意图；以及[0008]图2是止回阀的截面图。
【具体实施方式】
[0009]本发明涉及一种构造为使弹簧在孔内轴向对中的弹簧引导件。图1示出与燃烧发动机(未示出)一起使用的燃料系统100。该燃料系统100例如可以是汽油、柴油或气体燃料提供动力的内燃发动机。在一个实施例中，燃料系统100可以是包括燃料传输泵102的共轨燃料喷射系统100，该燃料传输泵102构造为将燃料从低压贮存器104经过流体通道106传输到高压泵108。高压泵108可以对燃料加压并指引加压燃料越过一个或多个出口止回阀110经由流体通道114到达共轨112。多个喷射器116可以定位成经由单独的流体通道118从共轨112接收加压燃料，并且将所接收的燃料的至少一部分喷射到发动机的相关燃烧室中。
[0010]高压泵108可以包括至少部分地限定第一和第二筒体122、124的壳体120，设置在第一筒体122内的第一柱塞126，以及设置在第二筒体124内的第二柱塞128。第一筒体122和第一柱塞126可以共同限定第一泵送室130。第二筒体124和第二柱塞128可以共同限定第二泵送室132。尽管图1所示的高压泵108具有两个泵送室，但是可以设想高压泵108中包含任何数量的泵送室。
[0011]第一驱动器134和第二驱动器136可以分别操作性地连接到第一柱塞126和第二柱塞128。第一驱动器134和第二驱动器136可以均包括用于驱动第一柱塞126和第二柱塞128的任何机构，例如多角凸轮、螺线管致动器、压电致动器、液压致动器、马达、或本领域中已知的任何其它驱动机构。第一驱动器134的旋转可以导致第一柱塞126在第一筒体122内的相应往复运动，并且第二驱动器136的旋转可以导致第二柱塞128在第二筒体124内的相应往复运动。第一驱动器134和第二驱动器136中的每一个可以操作性地连接到相关的燃烧发动机并被其驱动。
[0012]高压泵108还可以包括入口 138和低压通路140。入口 138可以将高压泵108流体地连接到流体通道106，并且低压通路140可以将入口 138与第一和第二泵送室130、132流体地连接。一个或多个入口止回阀142可以设置在低压通路140和第一、第二泵送室130、132之间，以允许低压燃料从低压通路140向第一和第二泵送室130、132的单向流动(B卩，禁止燃料从第一和第二泵送室130、132流向低压通路140)。
[0013]高压泵108还可以包括出口 144和高压通路146。出口 144可以将高压泵108与流体通道114流体地连接，并且高压通路146可以将第一和第二泵送室130、132与出口 144流体地连接。出口止回阀110可以设置在高压通路146内，以允许高压燃料从高压通路146向共轨112的单向流动(即，禁止燃料从共轨112流向高压通路146)。
[0014]在一些实施例中，溢流控制阀(未示出)可以设置在溢流通道内，该溢流通道将第一和第二泵送室130、132与低压通路140流体地连通，以选择性地允许从第一和第二泵送室130、132排出的其中一些流体流入低压通路140中。应指出的是，从第一和第二泵送室130,132排出(即，溢出)到低压通路140中的流体的量可以与排出(即，泵送)到高压通路146中的流体的量成反比。在一些应用中，如果需要的话,可以设想入口止回阀142附加地用作溢流控制阀或者由溢流控制阀替代。
[0015]如图2中所示，出口止回阀110可以包括多个部件，这些部件协作以提供燃料从第一和第二泵送室130、132向高压通路146的单向流动。具体地，出口止回阀110可以包括体部148、弹簧150、阀元件152和弹簧引导件154。体部148限定了孔156。孔156可以包括开口端158和封闭端160。弹簧150设置在孔156内。阀元件152与弹簧150的第一端162操作性地接合。
[0016]弹簧引导件154与弹簧150的第二端164操作性地接合，以使弹簧150在孔156内轴向对中。弹簧引导件154包括基部166、引导部168和柱件170。基部166抵靠孔156的封闭端160。
[0017]在一个实施例中，基部166是基本半球形状的。在此实施例中，孔156的封闭端160可以机加工为具有对应的半球几何形状。因此，弹簧引导件154的基本半球形状的基部166可以密封地抵靠孔156的基本半球形状的封闭端160。
[0018]此外，在一个实施例中，流体凹部172可以定位在孔156的基本半球形状的封闭端160内，以促使弹簧引导件154的基本半球形状的基部166适当就位在孔156的封闭端160内。弹簧引导件154的基本半球形状的基部166在孔156的基本半球形状的封闭端160中的改进的就位可以使得液力干涉或液力锁定的可能性最小化。
[0019]在一个实施例中，孔156可以是阶梯孔156，其中开口端158具有比封闭端160更大的圆周。一个或多个开孔174可以定位在孔156的处于较大圆周处的内壁173中，以使中心孔156与高压通路146流体地连通。
[0020]引导部168从基部166延伸。引导部168抵靠孔156的内壁173。在一个实施例中，引导部168限定了平台176，该平台176构造为抵靠弹簧150的第二端164。
[0021]柱件170从引导部168突出。柱件170接触弹簧150的内螺旋面178。在一个实施例中，柱件170从引导部168沿中心突出。在此实施例中，柱件170和引导部168相对于孔156基本同心，并且使弹簧150在孔156内轴向对中。柱件170的几何形状可以使得它接触并保持弹簧150抵靠引导部168的平台176。通过这种设置，当弹簧150装配到弹簧引导件154上时，在弹簧150的第二端164处的一个或多个线圈可以扩展至越过柱件170，然后向后收缩至较少扩展的状态，使得线圈由柱件170保持，同时还接触引导部168的平台176。
[0022]参照图1-2，在一种操作模式中，弹簧150构造为由于跨阀元件152作用的压差而被操作。当压差跨阀元件152作用时，弹簧150可以压缩，以允许燃料从第一和第二泵送室130、132转移到高压通路146。阀元件152可以接合阀座180，以禁止燃料从第一或第二泵送室130、132借助于开孔174流向共轨112。在一个实施例中，阀座180可以包含在高压泵108的壳体120中。这样，在出口止回阀110装配到高压泵108内之后，阀元件152可以被弹簧150偏压至接合阀座180。在另一个实施例中，阀座180可以包含在出口止回阀110的体部148中。阀元件152可以是本领域中已知的任何类型的元件,例如球阀元件152、锥形阀元件152 (如图2中所示)、滑阀元件152或任何其它合适类型的元件。响应于超过由中心孔156内的弹簧150所提供的压力的来自第一或第二泵送室130、132的压力，作用在阀元件152上的净力可以压缩弹簧150。当弹簧150压缩时，阀元件152可以被允许从阻流位置远离阀座180朝向通流位置移动，在所述通流位置燃料可以被允许在阀元件152周围通过并且经由开孔174从止回阀流出。
[0023]工业实用件[0024]所公开的止回阀可以用在希望控制泵的排放的任何流体系统中。所公开的止回阀尤其可以作为出口止回阀Iio用在燃料喷射系统中，特别是共轨112燃料喷射系统中。但是，本领域技术人员将认识到，所公开的止回阀可以与其它流体输送系统相关联。还可以设想所公开的止回阀用于在上述流体输送系统中控制流体的入口 138。
[0025]参照图1，当燃料系统100运行时，第一和第二驱动器134、136可以被发动机驱动旋转，并且使第一和第二柱塞126、128在各自的第一和第二筒体122、124内彼此异相地往复运动。当第一柱塞126移动通过吸入行程时，第二柱塞128可以移动通过泵送行程。
[0026]在第一柱塞126的吸入行程期间，燃料可以经由入口止回阀142被吸入第一泵送室130中。第一柱塞126的随后的泵送行程可以导致压力在第一泵送室130中即刻累积。当压力增加至超过最小阈值时，跨出口止回阀110的压差可以在阀元件152 (参照图2)上产生超过弹簧150的闭合力的打开力。当已经超过弹簧150的闭合力时，出口止回阀110可以打开(即，移动到通流位置)，并且允许来自第一泵送室130中的高压燃料从出口止回阀110通过开孔174进入高压通路146中，然后经由流体通道114进入共轨112中。
[0027]在泵送行程即将结束时，当导致第一柱塞126移动的第一驱动器134的角度减小时，第一柱塞126的往复运动速度可以成比例地减小。当第一柱塞126的往复运动速度减小时，由于跨出口止回阀110的压差导致的打开力可以回落到弹簧150的闭合力以下。当跨阀元件152的压差导致的打开力落到弹簧150的闭合力以下时，阀元件152可以移动到阻流位置以禁止燃料流过开孔174。
[0028]当第一柱塞126从泵送切换到充注时，第二柱塞128可以从充注切换到泵送的操作模式。第二柱塞128然后可以完成类似于以上关于第一柱塞126所描述的泵送行程。
[0029]从图1-2可以看到，弹簧引导件154可以呈现为独立于体部148，并且包括与中心孔156的封闭端160处的几何形状互补的球形几何形状，在出口止回阀110的操作期间，弹簧引导件154可以被允许相对于体部148移动(S卩，枢转)。此运动自由度可以有助于阀元件152和弹簧150在中心孔156内的对中。并且，改进的对中可以使出口止回阀110的摩擦和磨损最小化，因此减少了束缚和故障的可能性。
[0030]在传统的止回阀系统中，用于引导弹簧的装置与孔156的内壁173有最少的接触。因此，这种构型将导致弹簧150在孔156内不对中的可能性。弹簧150在孔156内的不对中本身可以作为在弹簧150的第一和第二端164处的摇摆运动而显露出来。此外，阀元件152将因此相对于阀座180不对中。而且，阀元件152相对于阀座180的不对中还增加了弹簧150的疲劳和磨损。因此，弹簧150的使用寿命可能减少。
[0031]在本文所公开的弹簧引导件154中，引导部168显著大于基部166。因此，这种伸长的引导部168帮助弹簧150保持相对于孔156的轴向对中。由弹簧引导件154赋予弹簧150的对中特征可以减少弹簧150的疲劳，并且增加弹簧150的使用寿命。此外，本文所公开的弹簧引导件154的简单结构允许制造者能够方便地和以较少的制造成本生产实现弹簧引导件154的止回阀。
[0032]尽管已经参照上述实施例特别地示出和描述了本发明的各方面，但是本领域技术人员应当理解，可以通过修改所公开的机器、系统和方法来设想各种其它实施例，而不会脱离所公开的精神和范围。这些实施例应理解为落在基于权利要求及其任何等同方案所确定的本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种弹簧引导件，所述弹簧引导件构造为使弹簧在由止回阀的体部所提供的孔内轴向对中，所述弹簧引导件包括: 构造为抵靠所述孔的封闭端的基部； 从所述基部延伸的引导部，所述引导部构造为抵靠所述孔的内壁；以及 从所述引导部突出的柱件，所述柱件构造为接触所述弹簧的内螺旋面。
2.根据权利要求1所述的弹簧引导件，其中，所述引导部限定了构造为抵靠所述弹簧的一个端部的平台。
3.根据权利要求1所述的弹簧引导件，其中，所述基部是基本半球形状的。
4.根据权利要求3所述的弹簧引导件，其中，所述基部构造为抵靠所述孔的基本半球形的封闭端。
5.根据权利要求1所述的弹簧引导件，其中，所述柱件从所述引导部沿中心突出。
6.根据权利要求5所述的弹簧引导件，其中，所述柱件和所述引导部相对于所述孔基本同心，并且使所述弹簧在所述孔内轴向对中。
7.一种燃料系统的止回阀，所述止回阀包括: 限定孔的体部； 设置在所述孔内的弹簧； 与所述弹簧的第一端操作性接合的阀元件；以及 与所述弹簧的第二端操作性接合以使所述弹簧在所述孔内轴向对中的弹簧引导件，所述弹簧引导件包括: 抵靠所述孔的封闭端的基部； 从所述基部延伸的引导部，所述引导部抵靠所述孔的内壁；以及 从所述引导部突出的柱件，所述柱件接触所述弹簧的内螺旋面。
8.根据权利要求7所述的止回阀，其中，所述引导部限定了抵靠所述弹簧的第二端的T D O
9.根据权利要求7所述的止回阀，其中，所述基部是基本半球形状的。
10.根据权利要求9所述的止回阀，其中，所述基部抵靠所述孔的基本半球形的封闭端。
11.根据权利要求7所述的止回阀，其中，所述柱件从所述引导部沿中心突出。
12.根据权利要求11所述的止回阀，其中，所述柱件和所述引导部相对于所述孔基本同心，并且使所述弹簧在所述孔内轴向对中。
13.根据权利要求7所述的止回阀，其中，所述弹簧由于跨所述阀元件作用的压差而被操作。
14.一种燃料系统，包括: 保持燃料供给的箱体； 构造为对燃料加压的泵； 操作性地连接到所述泵的止回阀，所述止回阀构造为从所述泵接收加压燃料并且将加压燃料供给到喷射器，所述止回阀包括: 限定孔的体部； 设置在所述孔内的弹簧；与所述弹簧的第一端操作性接合的阀元件；以及 与所述弹簧的第二端操作性接合以使所述弹簧在所述孔内轴向对中的弹簧引导件，所述弹簧引导件包括: 抵靠所述孔的封闭端的基部； 从所述基部延伸的引导部，所述引导部抵靠所述孔的内壁；以及 从所述引导部突出的柱件，所述柱件接触所述弹簧的内螺旋面。
15.根据权利要求14所述的燃料系统，其中，所述引导部限定了抵靠所述弹簧的第二端的平台。
16.根据权利要求14所述的燃料系统，其中，所述基部是基本半球形状的。
17.根据权利要求16所述的燃料系统，其中，所述基部抵靠所述孔的基本半球形的封闭端。
18.根据权利要求14所述的燃料系统，其中，所述柱件从所述引导部沿中心突出。
19.根据权利要求18所述的燃料系统，其中，所述柱件和所述引导部相对于所述孔基本同心，并且使所述弹簧在所述孔内轴向对中。
20.根据权利要求14所述的燃料系统，其中，所述弹簧由于跨所述阀元件作用的压差而被操作。
【文档编号】F02M37/04GK103511680SQ201310246668
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2012年6月20日
【发明者】S·拉亚果帕兰, S·R·刘易斯, T·V·马亚万斯, P·萨斯特里 申请人:卡特彼勒公司