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高压流体喷射回路

阅读：858发布：2020-05-11

专利汇可以提供高压流体喷射回路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在高压流体喷射回路中，流体会产生压力波。这些压力波自己会产生能够破坏高压流体回路的压力峰值。为了减少这些压力波和压力峰值，本发明提供了一种带有汽缸、杆(22)和多个片(23)的压力波吸收器(14)。所述的片(23)以这样的方式放置，它们在汽缸中形成一条狭窄的畅通的通道。该狭窄通道使流体的规则运动变成不规则运动，从而将压力峰值减小为其初始值的50％。，下面是高压流体喷射回路专利的具体信息内容。

权利要求

1.高压流体喷射回路(1)，包括一个低压流体喷射泵(2)，该喷射泵通过管道(3，3.1)一侧连接到容器(6)，另一侧连接到至少一个用于输送高压流体的泵喷射器(8)，其特征在于，它包括一个压力波吸收器(14)，该压力波吸收器(14)放置在通向泵喷射器的泵出口和泵喷射器之间。
2.如权利要求1所述的回路(1)，其特征在于，所述的吸收器位于泵(2)的壳体(4)中。
3.如权利要求1至2中的一项所述的回路(1)，其特征在于，所述的吸收器(14)包括一个汽缸(15)，在汽缸(15)中插有一个带有至少一个片(23)的杆(22)。
4.如权利要求3所述的回路(1)，其特征在于，所述片(23)的截面(24)的表面(26)与汽缸(15)的中心部分(17)的截面(18) 的表面(20)的至少一半相同，且片(23)的周界(25)部分地沿着汽缸(15)的截面(18)的周界(19)。
5.如权利要求4所述的回路(1)，其特征在于，距离(36)将沿着汽缸(15)的周界(19)的片(23)的周界(25)的部分(31)上的第一个点与未沿着汽缸(15)的周界(19)的片(23)的周界(25)上的第二个点隔开，从另一方面来说，沿着垂直于杆(22)的轴线(30)的轴线(38)测量，该距离等于4.5mm。
6.如权利要求4至5中的一项所述的回路(1)，其特征在于，距离(37)将未沿着汽缸(15)的周界(19)的片(23)的周界(25)的部分(32) 上的第二个点与未沿着片(23)的周界(25)的汽缸(15)的周界(19) 的部分(31)上的第三个点隔开，从一方面来说，沿着垂直于杆(22)的轴线(30)的轴线(38)测量，该距离等于1.5mm。
7.如权利要求3至6中的一项所述的回路(1)，其特征在于，所述的杆(22)上有多个片(23)，且这些片(23)连续地安置在杆(22) 上，并且它们之间间隔相等的距离(27)。
8.如权利要求3至7中的一项所述的回路(1)，其特征在于，所述的片(23)是相同的且相对于杆(22)限定的轴线(30)而定向成一定角度(29)，从一个片(23)到紧临的下一个片，该角度(29)不同。
9.如权利要求8所述的回路(1)，其特征在于，所述的片(23) 相互之间相对于轴线(30)定向成180°的角度。
10.如权利要求9至10中的一项所述的回路(1)，其特征在于，所述的片(23)垂直于轴线(30)安置。
11.如权利要求4和8至10中的一项所述的回路(1)，其特征在于，未沿着汽缸(15)的周界(19)的片(23)的周界(25)的部分(32)与未被片(23)的周界(25)沿着的汽缸(15)的周界(25)的部分(34)一起界定了相对于轴线(30)为侧向的开口(35)。
12.如权利要求3至11所述的回路(1)，其特征在于，所述的杆 (22)上有6个片(23)，它们界定了5个在汽缸(15)内敞开的隔室 (28)。

说明书全文

本发明涉及一种高压流体喷射回路。本发明的目的是提高高压流体喷射回路的性能。本发明更具体地设计应用于汽车领域，但是也可以应用在其它领域。在汽车领域，该回路可以用来把高压流体喷射进至少一个 发动机的汽缸。在这种情况下，流体为 燃料。

流体喷射回路包括一个流体容器、一个用于喷射低压(约10巴，即约1,000,000帕斯卡)流体的液压泵和至少一个泵喷射器。所述的流体容器、喷射泵和泵喷射器由管道连接，该管道使流体能够从容器经喷射泵流到泵喷射器，然后继续流动，以便多余的流体返回到容器中。该泵接收从容器过来的流体，增大该流体的压力到低压。在一个实施例中，该低压为10巴的压强。该低压流体然后通过管道从喷射泵排出。分配器将该低压流体分布到不同的泵喷射器中。随后每一个泵喷射器把压力增大到最大值300巴，在电磁阀打开后再将流体喷射到它们各自的最高压力为2050巴的汽缸中。

与包括输送低喷射压的喷射泵的回路相比，包括这些能够输送高压流体的泵喷射器的喷射回路的优点是提高了性能。在一个实施例中，高喷射压可以约为2000巴。但是，处于高压下，回路的泵或管道可能被损坏，这种类型的回路的性能显著降低。

在本发明中，对性能降低的原因进行了调研，还特别地尝试改进回路的各种部件。这没有成功，或者换句话说，成本太高。这时又想对运行时回路压力的短时间变化进行检测。

结果发现，输送高压流体会造成压力波的形成。该压力波是由于泵喷射器电磁阀的快速开关造成的。电磁阀快速关闭后，会产生压力波并且可能通过流体在与流体流动相反的方向传播。

该压力波还会造成压力峰值的形成。如果这些压力峰值过高，它们会损坏喷射回路的部件，从而降低高压喷射回路的性能。例如，当输送2,000巴的压力时，会产生60巴的压力峰值，并且会损坏喷射回路的部件。

在现有技术中，流体喷射回路不受这种压力波的影响，因为流体的压力较低，而且回路部件有足以不被这些压力波破坏的强度。

为了限制对压缩流体(特别是高压流体)的喷射回路部件的损坏，可以将管道加宽、加厚。但是，这种方案会使该流体喷射回路过大而难以应用在车辆中。无论如何，它也没有解决泵的问题。

为了削弱这些可能产生压力峰值的压力波，本发明提出在高压流体喷射回路的管道中放置一个压力波吸收器。在一个实施例中，该吸收器以这样的一种方式制成，它迫使流体流经几条不同长度的不同路线。流体的方向是该流体必须通过这些狭窄的通路部分，以加速流体的移动。该流体移动的加速造成涡流。该涡流打乱了流体的正常移动，从而削弱了压力波以及随后的压力峰值。

在这个实施例中，吸收器包括一个汽缸，它内部设置有一根杆。该杆上有界定敞开的隔室的片。流体经由狭窄的通路部分流过这些隔室。

因此，本发明的目的是一种高压流体喷射回路，包括一个低压流体喷射泵，该喷射泵的一侧通过管道连接到容器，另一侧连接到至少一个用于输送高压流体的泵喷射器，其特征在于，它包括一个压力波吸收器，该吸收器放置在通向泵喷射器的泵的出口和泵喷射器本身之间。

从下面的说明和附图可以更清楚地理解本发明。这些附图仅仅用于参考，而不以任何方式限制本发明。附图如下：

图1是本发明的高压流体喷射回路的示意图；

图2是本发明的至少一个电磁阀的操作命令与时间的函数的图解；

图3是本发明的压力波吸收器的纵向剖面图；

图4是本发明的压力波吸收器的横向剖面图；

图5是本发明的压力波吸收器的立体图；

图6是本发明的压力波与传送距离的函数的示意图；

图7是压力波与时间的函数的图解。

图1示出了本发明的高压流体喷射回路1，包括一个低压流体喷射泵2，泵2分别由管道3.1和管道3连接到装有流体5的容器6和至少一个泵喷射器8。

泵2包含在壳体4中。流体按照下述路线供给该回路。泵2通过管道3.1吸入装在容器6中的流体5。在一个实施例中，容器可以装有燃料，例如柴油。流体5在泵2中被压缩以后，通过管道3送出。在一个实施例中，低压泵2把流体的压力增大约10巴。在这种情况下，管道3包括连接到至少一个泵喷射器8上的分配器7。在一个实施例中，分配器7连接到4个泵喷射器8上。泵喷射器8连接到发动机(未图示)的汽缸9，活塞9.1在汽缸9滑动。该泵喷射器用于将一定体积的高压流体通过一个小孔(未图示)排出，该小孔在不使用时被一个喷射器针阀(未图示)堵塞。在一个实施例中，流体从泵喷射器中排出的瞬间的压力为2050巴。泵喷射器8还具有电磁阀10，命令Oi控制其打开11和关闭12(图2)。例如，操作命令O1到O4使每一个泵喷射器8的电磁阀10打开11和关闭12(图1和图2)。这样，电磁阀使每一个泵喷射器间歇地供给有流体。作为对该命令的响应，电磁阀 10可以处于打开状态11或关闭状态12。可以预定在短时间13内打开，以使流体先喷射到泵喷射器中。流体然后在泵喷射器中压缩到300巴。在300巴，喷射器的针头从泵喷射器的小孔中移出。然后流体在约2050 巴的压力下被排入到发动机汽缸中，因为进入泵喷射器的燃料的量大于能够从泵喷射器的小孔中流出的量。

流体按照下述路线回到容器。流体流动的方向与当电磁阀重新打开时用于供给回路的流体的方向相反。使泵喷射器中的有效压力升高所需的多余流体随后通过与管道3不同的管道返回到容器。

根据本发明，该高压流体喷射回路1包括一个压力波吸收器14。该吸收器14放置在通向泵喷射器8的泵2的出口和泵喷射器8之间(图 1)。更精确地并优选地，吸收器14位于泵2的壳体4中，在通向泵喷射器8的泵出口位置处。但是，它也可以位于沿着管道3的其它位置，优选在分配器7的上游。在一个实施例中，该吸收器14包括汽缸15 (图4)，该汽缸有一个实心的外层部分16和一个中空的中心部分17。吸收器的横断面示出了汽缸15的中心部分17的横截面18(图4)。周界19、表面20和中心21可以在横截面18中区分开。在一个优选的实施例中，汽缸15是圆形的(图4)，但是该汽缸15也可以是矩形的。

杆22插在中心部分17的中心21的位置处(图3和5)。该杆22 有至少一个片23。吸收器14的横断面也示出了片23的横截面24(图 4)。在该横截面24中可以分辨出周界25和表面26。杆22有多个片 23(图3、4和5)。在图3中，可以看见位于图面中的片23下面的用虚线表示的片23。在优选的实施例中，杆22有6个片23，且为60mm 长(图3和5)。片23连续设置在杆22上，并且等距离27分隔。片 23在汽缸15的中心部分17界定出隔室28。在优选的实施例中，片 23为圆盘沿弦切割后的形状，且界定出5个隔室28(图3、4和5)。

各片23是相同的，并且它们的弦的垂线相对于杆22限定的且经过中心21的轴线30而定向成一定角度29，从一个片到紧临的一个片，该角度不同。优选地，片23交替地定向为相互之间相对于杆22的轴线30的角度为180°(图4和5)。片23设置为与轴线30垂直(图3)。在另外一个实施例中，可能提供角度不是180°的定向，这样使它们的方向螺旋前进。

根据本发明，片23的表面26与汽缸15的中心部分17的截面18 的表面20的至少一半相同。另外，片23的周界25部分地沿着汽缸 15的截面18的中心部分17的周界19(图4)。

片23的周界25有部分31和部分32。部分31沿着汽缸15的周界19，而部分32则不沿着它(图4)。

汽缸15的周界19还有沿着片23的部分33和不沿着它的部分34。这样片23的部分32和汽缸15的部分34界定了一个开口35，开口35 相对于杆22形成的轴30是侧面的(图4)。由于每个片23都有一个这样的侧面开口35，所以隔室28在汽缸15内是敞开的(图3)。

片23是这样制成的，沿着垂直于杆22形成的轴线30的轴线38，片23的周界25的部分31上的一个点与周界25的部分32上的另外一个点隔开距离36。

另外，沿着垂直于杆22的轴线30的轴线38，部分32上的一个点与部分34上的一个点隔开距离37。在优选的实施例中，距离36是 4.5mm，距离37是1.5mm，直径为6mm加减20％。这样得到尺寸和强度的较好的折衷。

当低压流体5喷射进入管道3时，流体5在流动中有轻微的压力下降(图6)。该轻微的压力下降，或者压头损失，是用线性曲线39 表示的，它以管道3的距离为函数下降。当电磁阀10关闭时，运动的流体5瞬间撞击该电磁阀10。通过快速打开和关闭电磁阀10，流体5 被喷射进汽缸9中。命令O控制的电磁阀10的快速关闭12产生压力波40(图6)。当回路供给流体时，该波40以与流体5的移动相反的方向移动。该相反方向的移动发生在从泵喷射器8到泵2的位置之间。该压力波40随距离和时间移动(图6和7)。随着电磁阀10的关闭，该压力波40产生至少一个压力峰值41(图7)。例如，图7示出了通过四个流体泵喷射器8中的每一个的电磁阀10的相继打开11和关闭 12而产生的压力波40的四个压力峰值41。这些压力峰值41可以达到 60巴的压力。

侧面开口35和片23的依次上下排列对吸收器14的汽缸15内的零件产生限制并增大了这些零件。这些零件的限制和增大破坏了流体的直线轨迹。反向波必须经过相同的区域。

离开泵2的流体5进入到吸收器14内。汽缸15内的流体的轨迹 42是正弦曲线的形状(图3)。在与流体5进入的一端相对的一端，压力波40进入汽缸15并且形成同样的轨迹43，如图3虚线所示。压缩流体5穿过侧面开口35以后，在隔室28中产生涡流，这样显著使压力波的压力峰值减小至其最大值的50％。

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