阀组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适于在燃料泵中使用的入口阀组件。具体而言，本发明涉及一种用于高压燃料泵的泵压头的入口阀组件，所述高压燃料泵用在共轨燃料喷射系统中。
【背景技术】
[0002]用于共轨燃料喷射系统的高压燃料泵通常包括一个或多个液压泵压头，其中燃料通过柱塞的往复运动在泵压头的增压室中被加压。
[0003]通常，低压燃料通过燃料箱中的低压提升泵和/或通过内置到高压燃料泵中的传输泵被传送到泵压头。在柱塞的填充行程或返回行程时，低压燃料通过相关联的入口阀被吸到增压室中，在所述填充行程或返回行程期间增压室的容积增大。在柱塞的泵送行程或前进行程时，所述入口阀关闭并且增压室的容积减小，从而导致增压室内的燃料压力增大。在预定的压力下，与增压室相关联的出口阀打开，以允许高压燃料从增压室中流出到共轨以便传送到燃料喷射器。
[0004]共轨中的燃料压力确定了燃料喷射压力，所述共轨中的燃料压力可以从处于低发动机负荷和转速下的几百bar的中等压力变化到处于高发动机负荷和转速下的高达3000bar或以上的非常高的压力。
[0005]为了调节共轨中的燃料压力，已知为入口计量阀的额外的控制阀可以被设置在增压室入口阀的上游。入口计量阀被用于控制进入燃料泵的增压室的燃料量(并且因此，随着每个柱塞行程被压缩并在高压下传送到共轨的燃料量)。
[0006]常规的入口计量阀实际上是可控孔口，其作用是对到高压泵的入口阀的燃料流进行节流。与燃料通过提升泵或传输泵以恒定的完全传送方式被供应的情况相比，以这种方式，仅发动机所需的燃料量被传送到轨，从而节省了燃料和能量。入口计量阀在发动机控制单元的控制下，所述发动机控制单元确定所期望的轨压力和实际的轨压力，并相应地调整入口计量阀。
[0007]在常规入口计量阀的使用中存在几个缺点。特别是入口计量阀可能是昂贵的，从而会增加共轨喷射系统的总成本，这是不期望的。其次，入口计量阀是相对较大且占用空间的部件。第三，入口计量阀可能是易受磨损的，并且由于低质的燃料而易损坏的。此外，在一些布置中，使用常规的入口计量阀意味着计量/轨压力控制机构相对远离高压燃料泵的增压室，这导致了在轨压力控制中的不期望的延迟。
[0008]在替代性的布置中，用于增压室的入口阀配备有致动器布置，其允许入口阀响应于来自发动机的电子控制单元的信号而被关闭。以这种方式，在柱塞的填充行程期间进入增压室的燃料的量能够被调节，而不需要额外的入口计量阀。DE 10 2008 018 018和EP1921307中描述了这样的布置。EP 1921307也描述了使用入口阀作为溢流阀，以在柱塞的泵送行程期间将高压燃料从增压室返回到燃料轨。
[0009]通常，电子可控的或可开关的入口阀通过螺线管致动器布置来促动，所述螺线管致动器布置能操作以控制在泵压头中的孔内所接收的提升阀型入口阀构件的运动。衔铁被附接到阀构件的阀杆，并且阀构件的头部是与形成在孔的端部处的相关联的座可接合的。当螺线管被通电时，衔铁抵抗偏置弹簧的力被拉向螺线管的芯，所述偏置弹簧的力将阀杆偏置到常开位置中。
[0010]在实践中，这样的螺线管促动的入口阀的性能可受到几个因素损害。例如，入口阀处于其完全打开位置，期望的是，燃料在阀头和阀座之间流动可用的截面面积尽可能大，以最大化在高发动机负荷下到增压室中的燃料流量。出于这个原因，阀构件在其完全打开位置和其完全关闭位置之间的行程必须是相对较长的。这又意味着当阀完全打开时，在衔铁与芯之间的空气隙是相对较大的。由于施加于螺线管致动器的衔铁的力随空气隙增大而显著减小，所以必须使用相对较大和昂贵的螺线管来实现关闭该阀所需的力。
[0011]此外，作为阀构件和/或阀座磨损的结果，阀构件在其完全打开位置和完全关闭位置之间的行程能够随着时间的推移而变化，从而导致在入口阀的使用寿命期间在衔铁和芯之间的空气隙的变化。类似地，当提供了提升限制器布置以限制阀构件移动到其完全打开位置之外时，提升限制器布置的磨损能够导致阀构件完全打开时的增大的空气隙。因此，关闭该阀所需的力在该阀的使用期间能够变化，这可能降低阀布置的性能和可控性。
[0012]此外，在这样的布置中，衔铁通常形式为被压配合到阀杆或以其它方式被附接到阀杆的套环。在衔铁和阀杆之间以及在衔铁和芯之间的同轴度的任何变化能够导致不期望的侧向负荷，所述侧向负荷能够引起阀构件和阀座在入口阀的使用寿命期间的过度磨损。因为入口阀经受非常高的燃料压力，所以这样的磨损能够严重地损害阀的性能和可靠性。因此，入口阀必须用在零部件的尺寸和同轴度中的非常严格控制的公差来制造，这增加了制造复杂性和成本。
[0013]针对此背景，需要提供一种基本上克服或缓解了上述问题中的至少某些问题的用于高压燃料泵的泵压头的电子可控的入口阀组件。
【发明内容】
[0014]从一个方面，本发明涉及用于高压燃料泵的入口阀组件，其包括:入口阀构件，其能在打开位置和关闭位置之间移动，以控制从低压燃料源到燃料泵的增压室的燃料流动；布置成沿打开方向给阀构件施加第一力的第一偏置弹簧；布置成沿关闭方向给阀构件施加第二力的第二偏置弹簧；以及致动器布置，其能操作以从阀构件移除第一力，从而允许阀构件移动到它的关闭位置中。
[0015]在此布置中，致动器布置不直接作用在阀构件上。相反，通过从阀构件移除第一力以允许相对的第二弹簧关闭阀构件，该阀构件的关闭被间接地实现。以此方式，致动器布置不需要被固定地连接到阀构件，从而允许更大的尺寸变化公差，并且特别是允许阀构件和致动器布置的同轴度的更大的变化。作为结果，阀组件的部件的尺寸公差不再那么关键，并且因此能够降低制造阀组件的成本和复杂性。
[0016]优选地，所述致动器布置是电磁致动器，所述电磁致动器包括:芯构件；螺线管线圈；以及能响应于线圈通电而朝向芯构件移动的衔铁。因为致动器布置的操作不直接与阀构件的运动相联系，所以阀构件或其相关联的座表面在使用中的磨损不会改变衔铁的运动范围(并且特别是衔铁和芯构件之间的距离)，尽管这样的磨损可以改变阀构件本身的运动范围。以此方式，阀组件在其使用寿命期间更少可能地遭受性能退化和不可靠操作。
[0017]所述致动器布置优选地能操作，以便朝向芯构件缩回第一偏置弹簧。例如，致动器布置在线圈通电时可以压缩衔铁和芯构件之间的第一偏置弹簧。
[0018]在一个实施例中，衔铁与阀构件被环状空隙分隔。有利的是，所述环状空隙确保了衔铁不会沿径向方向约束阀构件，从而允许零部件之间的轴向错位和同轴度变化的较大公差。
[0019]第一弹簧优选地将衔铁偏置成与阀构件接合。例如，衔铁可以与阀构件的套环接合。衔铁可以是大致管状的，其中向内指向的凸缘在一端处与套环接合。套环优选地被压配合或卷曲到阀构件上。
[0020]在一种布置中，套环包括用于第二弹簧的弹簧座。可替代地或附加地，套环可以包括用于限制阀构件的打开运动的提升限制器。在其它布置中，可以提供单独的弹簧座和/或提升限制器。
[0021]套环优选地由非磁性材料形成。以此方式，当线圈被通电