專利名稱：閥裝置、尤其是一個高壓燃料泵的入口閥的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種閥裝置、尤其是一個高壓燃料泵的入口閥裝置，該閥裝置具有一個設(shè)置在閥腔中的閥元件及一個在上游與該閥腔相鄰接的流體通道。
開始部分所述類型的閥裝置已由市場公開了。它例如應(yīng)用在一個共軌噴射系統(tǒng)的高壓燃料泵上。這種高壓燃料泵被構(gòu)造成活(柱)塞泵。作為通向一個輸送室的入口閥設(shè)有一個球式止回閥。止回閥的球被設(shè)置在一個閥腔中，一個輸入孔通到該閥腔中。輸入孔包括一個第一通道區(qū)段，該通道區(qū)段基本上垂直于活塞泵的活塞的縱向軸線；及一個第二通道區(qū)段，該區(qū)段相對活塞泵的活塞的縱向軸線同軸地布置。這兩個通道區(qū)段的縱向軸線相交在一個相交區(qū)域中。當(dāng)活塞泵工作時在該相交區(qū)域中出現(xiàn)流入入口閥的燃料的一個銳角的偏轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的任務(wù)在于，對開始部分所述類型的閥裝置這樣地改進，以使得它盡可能無損耗地工作及由此使其中使用該閥裝置的(例如)一個高壓燃料泵的效率得以改善。
該任務(wù)在開始部分所述類型的閥裝置上這樣來解決，即流體通道被這樣地構(gòu)造，使得流入閥腔的流體流具有繞流體通道的縱向軸線旋的轉(zhuǎn)(渦旋)。
本發(fā)明的優(yōu)點流動中加入的旋轉(zhuǎn)(“渦旋”或“自旋”)導(dǎo)致離心力，通過這些離心力，流動被壓到壁上。以此方式可防止例如當(dāng)方向改變時在形成相應(yīng)負壓區(qū)域的情況下流體流脫離流體通道的壁。由此可避免在轉(zhuǎn)向區(qū)域中的滯止壓力(Staudruck)及流動阻力下降。并進一步地避免了流體通道中的氣蝕損害。由于緊貼在流體通道壁上的流體流動，流體通道被均勻地注入流體，這在閥部件相同的打開持續(xù)時間的情況下可導(dǎo)致更大的通過量。
此外，由于任何時刻緊貼壁的流動，流體通道的長度可作得更小，這使閥裝置及在其中使用該閥裝置的(例如)燃料泵的結(jié)構(gòu)尺寸總地減小。通過具有渦旋的流動，可避免或完全防止原來存在的極不穩(wěn)定的紊流的流動過程(脈沖形式的速度曲線)，這減小了流體通道及一個另外的設(shè)置在上游的區(qū)域的負荷。因此也是對將流體導(dǎo)入閥裝置的輸送泵的節(jié)省。
通過流體通道中變得均勻的流動，閥元件本身也被均勻地繞流及由此在打開的懸浮狀態(tài)下也保持在中心，這就是說，通過單側(cè)地在旁邊流動的液體在閥上不產(chǎn)生任何橫向力。這同樣導(dǎo)致閥裝置效率的改善及閥元件磨損的減小。
本發(fā)明的有利的進一步構(gòu)型給出在從屬權(quán)利要求中。
首先提出，流體通道包括一個第一通道區(qū)段及一個與該第一通道區(qū)段連接的第二通道區(qū)段，其中通道區(qū)段的縱向軸線彼此成一個小于180°的角，及其中第一通道區(qū)段的縱向軸線相對第二通道區(qū)段的縱向軸線側(cè)向地錯位。通過該側(cè)向錯位以簡單方式引起在第二通道區(qū)段中流動的旋轉(zhuǎn)。由此可有效地平滑由于兩個通道區(qū)段之間的彎折產(chǎn)生的紊流，或根本不會形成這種紊流。
當(dāng)兩個通道區(qū)段的縱向軸線至少彼此大致成一個直角時，則該旋轉(zhuǎn)特別地明顯。在此情況下，在第二通道區(qū)段中的流動被加上的渦旋最強，及因此由根據(jù)本發(fā)明的閥裝置可達到的優(yōu)點也最大。
本發(fā)明還提出，該閥裝置包括一個球或一個圓錐形部件，作為閥元件。由于流入閥腔的流體的旋轉(zhuǎn)運動也使旋轉(zhuǎn)對稱的閥元件形成轉(zhuǎn)動。這防止了所述閥元件上的單側(cè)磨損及提高了配置給閥元件的閥座的耐久性。
根據(jù)本發(fā)明的閥裝置的一個特別優(yōu)選的構(gòu)型的特征是兩個通道區(qū)段在橫截面中具有至少大致相同的半徑；及這些縱向軸線的側(cè)向錯位大于該半徑。這簡化了根據(jù)本發(fā)明的閥裝置的制造及由此降低了制造成本，因為對于兩個通道區(qū)段可使用相同的鉆孔刀具。
本發(fā)明還提出，第一通道區(qū)段與第二通道區(qū)段之間的過渡區(qū)域借助電化學(xué)材料腐蝕進行加工。這可實現(xiàn)第一通道區(qū)段向另一通道區(qū)段的很大程度上的無棱邊的過渡，這對于均勻的流動也是有利的。
在此情況下特別優(yōu)選的是，從第一通道區(qū)段向第二通道區(qū)段的過渡區(qū)域包括彎曲的壁。這導(dǎo)致特別平滑的流動，在該流動中出現(xiàn)很少的紊流。
特別優(yōu)選的是，第一通道區(qū)段軸向上延伸不超過或不根本地超過第二通道區(qū)域。由此降低了在從第一通道區(qū)段向第二通道區(qū)段偏轉(zhuǎn)處的上游的滯止壓力，這使流動阻力進一步減小及在流體技術(shù)方面使閥裝置的效率總地得以改善。
還可以是，第一通道區(qū)段的縱向軸線及第二通道區(qū)段的縱向軸線相夾一個大于90°的角度。這導(dǎo)致了附加的阻力下降。


以下將參照附圖來詳細說明本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實施例。附圖表示圖1具有一個高壓燃料泵的內(nèi)燃機的概要視圖；圖2圖1中高壓燃料泵的殼體的一個截面；圖3沿圖2的線III-III的一個截面；圖4圖2中的一個細節(jié)IV；圖5沿圖4的線V-V的一個截面；
圖6沿圖4的線VI-VI的一個截面；圖7沿圖6的線VII-VII的一個截面；圖8圖1的高壓燃料泵的殼體的一個變型的實施形式的、類似于圖3的一個視圖。
具體實施例方式
在圖1中一個內(nèi)燃機總地具有一個參考標(biāo)號10。它包括一個燃料容器12，一個前級輸送泵14由該燃料容器將燃料輸送到一個高壓燃料泵16。該高壓燃料泵將燃料壓縮到一個很高的壓力及將其輸送到一個燃料蓄集管18(“Rail”-“軌”)，燃料在高壓下存儲在該燃料蓄集管中。在燃料蓄集管上連接了多個噴射器20，它們將燃料直接地噴射到它們所對應(yīng)的燃燒室22中。
在圖2及3中更加詳細地表示出該高壓燃料泵16的殼體24。該殼體包括三個缸26a，26b及26c，它們基本上相同地構(gòu)成。為簡化起見，以下僅參照缸26a。
在缸26a中具有一個活塞孔28，在其中縱向可移動地接收了一個未示出的活塞。活塞孔28通過一個流體通道30可與一個燃料入口32相連接。燃料入口32再與前級輸送泵14相連接。
流體通道30被劃分為兩個通道區(qū)段34及36。第一通道區(qū)段34以一個角度從一個入口通道(未標(biāo)號)離開，后者又從一個燃料入口32導(dǎo)出。第一通道區(qū)段34向外通過一個未設(shè)標(biāo)號的球阻塞。第一通道區(qū)段的縱向軸線38垂直于活塞孔28及第二通道區(qū)段36的縱向軸線40延伸(參見圖3)。但這兩個縱向軸線38及40彼此不相交。如尤其從圖2及4與6及7中看到的，代替相交，第一通道區(qū)段34的縱向軸線38相對第二通道區(qū)段36的縱向軸線40側(cè)向地錯位。該側(cè)向錯位在圖6及7中用V表示。這兩個通道區(qū)段38及40在橫截面中具有相同的半徑，該半徑大于兩個縱向軸線38及40的側(cè)向錯位V。
如尤其從圖6中可看到的，在第一通道區(qū)段34與第二通道區(qū)段36之間的過渡區(qū)域中具有一個從第一通道區(qū)段34向第二通道區(qū)段36彎曲的壁面41。該壁面借助電化學(xué)的材料腐蝕加工出來。通道區(qū)段34的在圖6的截面平面中徑向外部的壁通過該壁面41無彎折或棱邊地過渡到通道區(qū)段36的相應(yīng)壁區(qū)段。
在流體通道30的第二通道區(qū)段36與活塞孔28之間設(shè)有一個閥腔42。在閥腔42與第二通道區(qū)段36之間構(gòu)造有一個階臺，該階臺構(gòu)成用于閥球46的一個閥座44，該閥球被接收在閥腔42中(參見圖4及5)。閥球46由一個在圖中未示出的彈簧向閥座44上加載。與閥腔42連接著一個輸送室47。如尤其由圖7可看到的，第一通道區(qū)段34幾乎不延伸超出第二通道區(qū)段36。流體通道30，閥座44及閥球46總地構(gòu)成一個閥裝置47。
高壓燃料泵16將如下地工作(在這里也是參照缸26a)在活塞的抽吸行程時閥球46從閥座44上抬起。燃料現(xiàn)在從前級輸送泵14通過燃料入口32、第一通道區(qū)段34、第二通道區(qū)段36及穿過閥球46與閥座44之間的間隙流動到閥腔42中及再到輸送室47中。由于第一通道區(qū)段34的縱向軸線38與第二通道區(qū)段36的縱向軸線40之間的錯位V，流體流受到一個側(cè)向運動分量(圖6中箭頭48)。該側(cè)向運動分量受到彎曲的壁41的支持，而不會由此在第一通道區(qū)段34中建立一個明顯的滯止壓力。
燃料從第一通道區(qū)段34到達第二通道區(qū)段36。在此情況下燃料受到90°的方向改變。但由于側(cè)向運動分量48，當(dāng)流體流到第二通道區(qū)段36中時將附加地出現(xiàn)圍繞第二通道區(qū)段36的縱向軸線40的旋轉(zhuǎn)運動。該旋轉(zhuǎn)運動也被稱為“渦旋”或“自旋”及在圖6及7中設(shè)有標(biāo)號50。當(dāng)流體流在第一通道區(qū)段34與第二通道區(qū)段36之間的過渡區(qū)域中改變方向時，通過渦旋50可阻止流動的分離，該流動分離將會導(dǎo)致流動阻力的增大及氣蝕形成的危險及導(dǎo)致相應(yīng)的磨損。
通過渦旋50還使在打開狀態(tài)中的閥球46形成旋轉(zhuǎn)，由此使其均勻地磨損。因此可在非常長的時間上保持它的密封功能及閥座44的密封功能。因為防止了兩個通道區(qū)段34與36之間的過渡區(qū)域中及尤其在第二通道區(qū)段36中的燃料流動的分離，也不會引起流體流以相應(yīng)縮小的水力(hydraulisch)直徑收縮，該縮小的水力直徑將會導(dǎo)致節(jié)流的增強。
圖8中表示出一個變型的實施形式。這里與上面附圖的部件及區(qū)域等同功能的那些部件及區(qū)域具有相同的標(biāo)號。對它們不再詳細地說明。與第一實施例不同地，這里第一通道區(qū)段34的縱向軸線38相對第二通道區(qū)段36的縱向軸線40不是成90°的角度而是成大約45°的角度。由此可附加地實現(xiàn)一個更有利的、即阻力更小的流動。
權(quán)利要求
1.閥裝置(47)、尤其是一個高壓燃料泵(16)的入口閥裝置，該閥裝置具有一個設(shè)置在一個閥腔(42)中的閥元件(46)及一個在上游與該閥腔(42)鄰接的流體通道(30)，其特征在于該流體通道(30)被這樣地構(gòu)成，使得流入閥腔(42)的流體流具有繞流體通道(30)的縱向軸線(38，40)的旋轉(zhuǎn)(渦旋)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的閥裝置(47)，其特征在于該流體通道包括一個第一通道區(qū)段(34)及一個與該第一通道區(qū)段連接的第二通道區(qū)段(36)，其中這些通道區(qū)段(34，36)的縱向軸線(38，40)彼此成一個小于180°的角，及其中第一通道區(qū)段(34)的縱向軸線(38)相對第二通道區(qū)段(36)的縱向軸線(40)側(cè)向地錯位(V)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的閥裝置(47)，其特征在于這兩個通道區(qū)段(34，36)的縱向軸線(38，40)至少彼此大致成一個直角。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的閥裝置(47)，其特征在于該閥裝置包括一個球(46)或一個圓錐形部件作為閥元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中一項的閥裝置(47)，其特征在于兩個通道區(qū)段(34，36)在橫截面中具有大致相同的半徑；這些縱向軸線(38，40)的側(cè)向錯位(V)大于該半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中一項的閥裝置(47)，其特征在于第一通道區(qū)段(34)與第二通道區(qū)段(36)之間的過渡區(qū)域借助電化學(xué)材料腐蝕進行加工。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的閥裝置(47)，其特征在于所述過渡區(qū)域包括一個從第一通道區(qū)段(34)向第二通道區(qū)段(36)彎曲的壁(41)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中一項的閥裝置(47)，其特征在于第一通道區(qū)段(34)軸向上不超過或不根本地超過第二通道區(qū)域(36)地延伸。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的閥裝置(47)，其特征在于第一通道區(qū)段(34)的縱向軸線和第二通道區(qū)段(36)的縱向軸線相夾一個大于90°的角。
全文摘要
本發(fā)明涉及高壓燃料泵(16)的閥裝置(47)，該閥裝置具有一個設(shè)置在閥腔(42)中的閥元件(46)及一個在上游與閥腔(42)鄰接的流體通道(30)。本發(fā)明提出流體通道(30)被這樣地構(gòu)成，以致流入閥腔(42)的流體流至少區(qū)段地具有繞流體通道(30)的縱向軸線(40)的旋轉(zhuǎn)(渦旋)。
文檔編號F04B39/00GK1894499SQ200480036992
公開日2007年1月10日 申請日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者烏爾里?！み~爾, 薩沙·安布羅克, 彼得·鮑爾, 阿希姆·克勒 申請人:羅伯特·博世有限公司