[发明专利]用于共轨重油喷射系统的冲洗阀

说明书

本发明涉及一种用于内燃机的共轨重油喷射系统的冲洗阀，包括阀体，可在阀体中在打开位置和关闭位置之间运动的阀元件，该阀元件在关闭位置上与阀座共同作用并且使高压区与低压区分开，高压侧的进口，该进口可与重油高压蓄压器(轨)连接，至少一个低压侧的出口，该出口可与再循环管路（回流管路）连接，和用于操纵阀元件的操纵机构。

本发明此外涉及一种用于内燃机的共轨重油喷射系统的、具有这种冲洗阀的燃料供给设备。

由于成本的原因，在这种非常大的柴油机中，尤其是在船用柴油机中，使用低质量的燃料例如重油。由于重油的特别的物理特性，必须为采用重油的运行采取特别的预防措施。例如重油的粘度比通常的柴油高得多，因此需要被加热到高于80°C，以便能够泵送重油。

重油的高粘度造成了在发动机停止期间也必须总是有燃料在管路系统中被循环地泵送，以防止重油粘持在管路中。

为此目的，在开头所述类型的共轨重油喷射系统中设置有冲洗阀，该冲洗阀在发动机运行期间是关闭的并且在此情况下燃料系统的高压侧的部件和由此轨也相对于低压侧的燃料回流管路（燃料通过该回流管路可以被引导返回到油箱中）关闭。在发动机停止时该冲洗阀此时则可以被打开，因此燃料从高压侧通过高压管路和轨由该阀被引导到低压侧并且因此在循环中被引导到油箱中，其中，燃料通过预热器被保持在相应的温度上，因此防止重油在管路中粘住。

除了在系统中产生保持燃料温度的循环流动的可能性以外，冲洗阀同时还具有不间断阀的功能。该阀在此情况下应该防止在轨中的不允许的高压导致危险的状态。通过恰当地控制冲洗阀，可以在紧急情况下，也就是说例如在超过预定的压力水平时，可以非常快速地降低系统压力，而不必使喷射器本身去激活。

作为用于冲洗阀的可能的阀类型，目前使用的是滑阀或弹簧加载的座阀。滑阀(例如参见WO2010/040163A2)具有缺点：在该阀中由于设计方案的原因在阀导管上始终存在高压，由此经常发生泄漏，这一方面降低系统的效率并且此外不断地将燃料中的颗粒冲到阀导管中，这可能导致阀被卡住的危险。外部打开的结构方式的弹簧加载式座阀具有缺陷：即要求非常高的弹簧力，以便在发动机运行中使阀相对于高的系统压力(高达2200bar)密封。这意味着非常大的结构空间并且此外非常高的操作力，以使阀在打开状态下保持打开。

因此本发明的目的在于进一步改进冲洗阀，使泄漏量和卡住危险减小。此外应该保证在非常高的系统压力下例如2200bar或更高也具有可靠的密封。此外值得期望的是，减小用于冲洗阀的打开和保持打开的操作力。

为了实现该目的，在开头所述类型的冲洗阀中，本发明规定，阀元件向内朝着高压侧打开。与外部打开的结构方式的弹簧加载式座阀不同，内部打开的结构方式的座阀具有优点：要密封的轨压提高了冲洗阀的密封效果。要密封的压力越高，由此密封力也越高，因此在几乎任意高的系统压力下也保证可靠的密封。此外，内部打开的结构方式的座阀没有泄漏，因此不产生附加的损失并且此外卡住的危险被减小到最低程度。

如对应于一个优选的改进方案那样，如果高压侧的进口轴向地朝着阀元件方向引导，那么此外在高压区中避免了损害阀的疲劳强度的交叉（区域）。

为了操作阀元件，阀元件按照本发明必须向内，即t朝着高压侧打开，从而必须克服在高压蓄压器(轨)存在的压力。按照一个优选的改进方案，为此所需要的、对阀元件的轴向加载是这样实施的，即操纵机构包括布置在低压侧的、可轴向移动的控制活塞，它与阀元件共同作用。该加载此时从低压侧实施，因此选择一种简单的结构设计方案并且此外可以使结构尺寸最小化。一个优选的改进方案规定，操纵机构包括压力空气源，其可以连接到阀体的压力密封的室上，在该室中控制活塞或与卡住活塞连接的部件在压力空气加载下可轴向地移动。对阀元件的存在因此借助于压力介质，尤其是压力空气来实施。只要压力空气被施加在控制活塞或与控制活塞连接的部件上，阀元件就被保持在打开状态下。如果阀应该再次关闭，那么压力空气又被减少并且控制活塞或与控制活塞连接的部件的复位此时有利地如此实施，即控制活塞或与控制活塞连接的部件在轴向上由回位机构，尤其是回位弹簧，沿阀元件的关闭方向被加载。

为了使阀元件复位，可以优选地设置分开的（专门的）回位机构并且设计构造在此处优选地这样地改进，即在高压侧布置对阀元件在朝着阀座的方向上加载的回位机构，尤其是回位弹簧。