[发明专利]用于内燃机的燃料喷射系统的压力转换阀

说明书

本发明涉及一种用于内燃机、尤其汽油发动机或奥托发动机的燃料喷射系统的压力转换阀，具有一缸，一用于选择式地关闭一入口的关闭体可在该缸中运动，并且其中，该关闭体设置有第一作用面，用于打开入口的液压压力作用到该第一作用面上。此外，本发明涉及一种具有这类压力转换阀的燃料喷射系统。

这类燃料喷射系统包括高压区域（轨）和低压区域，燃料通过管道从箱优选借助于低压泵输送给这些区域。附加地，高压区域前面连接一高压泵，该高压泵将用于直接喷射或者高压喷射的燃料压力提高优选直到大约200bar。即，燃料首先通过低压泵到达高压泵,该高压泵附加地提高燃料压力。为了调节泵的输送量通常使用一流量控制阀，该流量控制阀使得能够调节由高压泵产生的压力，其方式是，它作为阀能够使燃料从泵输送室向低压区域流回。替代地，可以将一电磁压力调节阀设置在轨道上，该电磁压力调节阀可使燃料从轨道向低压区域流回。

在汽油机中已知的直接喷射装置以直到200bar的喷射压力工作。在此，根据运行点在40bar到200bar的范围内调节该压力。产生高压的现有技术是具有一在机械上由内燃机驱动的活塞泵的系统，该系统具有流量控制阀并且具有高压传感器。泵的输送量通过流量控制阀改变。连同所测量的高压信号，发动机控制器将压力调节到希望的水平上。喷射阀的控制以所测量的压力信号为基础来实现。

由DE102005022661A1已知一种用于内燃机的、具有压力转换阀的流体泵或者燃料高压泵，该压力转换阀配属于流体泵的输送室和低压入口。此外，在那里设置有至少一个阀装置。压力转换阀可以在流体泵的吸入阶段期间阻断输送室和低压入口之间的连接。压力转换阀应包括至少一个第二阀装置，该第二阀装置平行于第一阀装置接通。然而，使用两个不同的并且平行地布置的阀装置导致复杂的结构。

根据本发明，实现一种用于内燃机的燃料喷射系统的压力转换阀或者压力调节阀，具有一缸，用于选择式地关闭一入口的关闭体可在该缸中运动，并且该关闭体设置有第一作用面，用于打开该出口的液压压力作用到该第一作用面上。该关闭体还具有第二作用面，该第二作用面构成得大于第一作用面。

这类压力转换阀运转如下：首先，关闭体将入口这样长时间地关闭，直到压力在第一作用面上上升到压力值p1。压力值p1和由此在第一作用面上实现的力恰好这样大，使得关闭体被然后在第一作用面上起作用的压力移动进而入口被打开。

由此，燃烧物质或者燃料能够经入口流入到压力转换阀中。流动的燃料仅在大于第一作用面的第二作用面上起作用。由于作用面大小方面的差别，入口上的压力下降到压力值p2，其中，压力值p2小于压力值p1。根据第一和第二作用面的大小比例，压力值p2能够显著小于压力值p1。

通过特别优选活塞形的、具有两个不同大小的作用面的关闭体的所提出的构型，实现，处于高压下的燃料首先作用在较小的作用面上并且打开该关闭体，但是紧接其后流经压力转换阀或者说其缸并且触及到较大的作用面，从而该阀被更容易地继续压开并且仅以小的过压将燃料输送回到低压区域中。

由此，根据本发明实现一种压力转换阀，该压力转换阀具有非常简单的结构。与已知的系统相比，有利地避免费事的电控制装置，因为该问题被机械地解决。由此，也因而省去否则需要的电部件布线。也省去对控制器或者电末级（Endstufe）的依赖性。通过本发明，可以实现具有独立的、不依赖控制器的调节装置的燃料喷射系统。

此外，通过本发明省去燃料喷射系统中另外的部件。附加的高压传感器不再必要。因此它是低成本的系统。

附加地有利的是，高压泵的损耗功率由于压力调节的这种方式是小的。也就是说，由于关闭体的较大的第二作用面，使不必要的燃料量回到低压区域中的活塞行程的或者说关闭体行程的剩余输送可以更轻便。由此，凸轮传动机构上的、对于高压泵的剩余输送必要的驱动力矩相应更小。

这种系统的另一优点是，泵输送室中的高压在阀打开之后立即降低并且仅以小的过压向低压区域回输，从而燃料也仅少地变热。这降低功率损耗。

此外，在缸上有利地设置一出口，关闭体选择式地关闭该出口。一旦关闭体被从其静止位置或者说其关闭入口的位置压回了一确定的距离，该关闭体就释放该出口或者该排出口。然后，带有过压的燃料又经出口从压力转换阀中流出。这导致，压力转换阀中的压力如所阐明的那样降低并且作用到关闭体上的反力变得比燃料的压力所能够施加到第二作用面上的力更强。由此，关闭体又向其静止位置的方向运动并且关闭出口进而又关闭压力转换阀。