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CN111356832A - 用于机动车的喷射设备、尤其是用于燃料喷射系统的振动阻尼组件，和具有这样的振动阻尼组件的喷射设备 - Google Patents

用于机动车的喷射设备、尤其是用于燃料喷射系统的振动阻尼组件，和具有这样的振动阻尼组件的喷射设备 Download PDF

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CN111356832A CN201880074057.2A CN201880074057A CN111356832A CN 111356832 A CN111356832 A CN 111356832A CN 201880074057 A CN201880074057 A CN 201880074057A CN 111356832 A CN111356832 A CN 111356832A
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的喷射设备(2)的振动阻尼组件(1)，其包括能被主动操控的致动器元件(3)，所述致动器元件布置在所述喷射设备(2)的部件(5、5’)上。在此，所述致动器元件(3)如此布置在所述部件(5、5’)上，使得在所述喷射设备(2)运行时，借助于对所述致动器元件(3)的主动操控来实现所述喷射设备(2)的减振。

Description

用于机动车的喷射设备、尤其是用于燃料喷射系统的振动阻 尼组件，和具有这样的振动阻尼组件的喷射设备
技术领域
本发明涉及一种用于机动车喷射设备、尤其是用于燃料喷射设备的振动阻尼组件，其中，至少一个计量阀与引导流体的部件连接。本发明专门涉及用于混合气压缩式的外源点火式内燃机的燃料喷射设备的领域。
背景技术
US 2010/0071664 A1公开了一种用于降低燃料喷射设备的噪声的装置。在此，由于燃料轨的振动而产生的噪声被降低。为此设置有绝缘元件，其例如布置在保持装置与汽缸盖之间或者在杯体与汽缸盖之间。绝缘装置能够由橡胶、弹性体、合成聚合物或者类似物构成。通过所述绝缘装置阻尼传递到汽缸盖上的振动。
现今，降低发动机噪声不仅仅在能够从车辆内部空间感知到的噪声方面是重要的。在销售范畴内，当发动机处于空转时，顾客尤其能够在发动机盖打开的情况下认为特定的发动机噪声是不希望的。这尤其涉及燃料喷射阀被悬挂的情况下的金属接触面。此外能够认为，随着燃料压力升高，至少在主观上认为这样的不希望的噪声更响。
发明内容
具有权利要求1特征的本发明振动阻尼组件和具有权利要求10特征的本发明喷射设备具有如下优点：能够改善噪声的降低。尤其，与如能通过被动的绝缘元件实现的用于振动阻尼的被动措施不同，能够在其他频率范围和/或在更宽的频率范围中实现阻尼。
通过在从属权利要求中列举的措施实现在权利要求1中给出的振动阻尼的有利扩展方案和在权利要求10中给出的喷射设备的有利扩展方案。
布置有能被主动操控的致动器元件的部件能够构型为引导流体的部件、计量阀、保持装置、附装件或者喷射设备的其他构件。在此，也能够设置多个能被主动操控的致动器元件，所述致动器元件不一定布置在单个部件上。由此，就对应的应用情况而言能够在给定的花费方面、尤其是在制动器元件的数量和与此有关的对控制装置的要求方面实现优化的减振。例如，在喷射设备具有多个计量阀的情况下，每个计量阀都能够配属有一个能被主动操控的致动器元件。尤其，可以将能被主动操控的致动器元件安装到每个用于计量阀的悬挂装置中。
所述振动阻尼组件和所述喷射设备专门适合应用于燃料喷射、尤其是汽油直喷。引导流体的部件则构造为引导燃料的部件。计量阀则构造为燃料喷射阀。但是，根据这种优选应用所给出的优点和扩展方案也能够以相应的方式普遍应用在喷射设备中和用于机动车喷射设备的振动阻尼组件中。
为此，引导燃料的部件优选构造为燃料分配器、尤其构造为燃料分配条。这样的燃料分配器一方面能够用于将燃料分配到多个燃料喷射阀、尤其高压喷射阀上。另一方面，该燃料分配器能够用作用于燃料喷射阀的共用燃料存储器。燃料喷射阀优选通过相应的悬挂装置与燃料分配器连接。在运行时，所述燃料喷射阀将燃烧过程所需的燃料在高压下喷射到对应的燃烧室中。在此，燃料被高压泵压缩并且以流量受控的方式经由高压管路被输送到燃料分配器中。
被动式振动阻尼系统在其作用范围内通常只能够调节到特定的频率范围上，这可以通过结构上的或者材料技术上的措施实现，而具有一个或者多个能被主动操控的致动器元件的振动阻尼组件尤其能够在宽的频率范围内实现有效的振动阻尼。在此，根据在权利要求2中给出的扩展方案，例如能够以有利的方式实现主动调节，其中，能够以有利的方式使刚度变化和/或路径变化适配于当前存在的运行状况。因此，例如在内燃机的燃烧运行中能够实现有效的振动阻尼。在此，所述致动器元件例如能够实现为压电元件。此外，主动式构型的振动阻尼组件不仅能够用于减少振动并从而减少与此有关的声音辐射，而且还能够检测当前的系统状态。例如，能够识别例如由于保持装置失灵而导致的系统刚度的降低。例如，也能够检测主动元件、尤其计量阀的改变，例如磨损。因此，借助于控制装置也能够识别出现的故障。因此，在操控方面还得到在根据权利要求3的扩展方案中的优点。
根据权利要求4至8能够有利地布置至少一个能被主动操控的致动器元件。在此，相应于到弹簧-质量阻尼器系统中的并联式、串联式和/或完全的集成，能够实现减振。
借助根据权利要求9的有利扩展方案尤其能够实现用于具有燃料分配器、尤其是燃料分配条的燃料喷射设备的振动阻尼组件。
因此，尤其能够实现主动的振动调节，其与传统的被动措施相比能够更有针对性地和更有效地阻尼声音辐射，其中，必要时附加地还能够实现对结构的监视并因此能够在可能的失效方面实现及早识别。由此，也能够设想在运行时进行智能的声式监视和/或负荷数据检测，由此，用于继续开发本设计的应用方案也是可能的。此外能够设想，以这种方式有针对性地抑制与设计相关的振动负荷。
附图说明
在下面的说明书中参考附图详细阐述本发明的优选实施例，在附图中，相应的元件设有一致的附图标记。附图：
图1以示意图示出相应于可能的第一构型的振动阻尼组件，其中，能被主动操控的致动器元件并联地集成到弹簧-质量阻尼系统中，
图2以示意图示出相应于可能的第二构型的振动阻尼组件，其中，能被主动操控的致动器元件串联地集成到弹簧-质量阻尼系统中，
图3以示意图示出相应于可能的第三构型的振动阻尼组件，其中，能被主动操控的致动器元件以完全的方式集成到弹簧-质量阻尼系统中，
图4以根据振动阻尼组件的可能的第一构型的局部示意图示出用于喷射设备的实施例，
图5以根据振动阻尼组件的可能的第二构型的局部示意图示出用于喷射设备的实施例，
图6以根据振动阻尼组件的可能的第三构型的局部示意图示出用于喷射设备的实施例。
具体实施方式
图1以示意图示出相应于可能的第一构型的、用于机动车的喷射设备(图4)的振动阻尼组件1。在这个构型中，振动阻尼组件1的能被主动操控的致动器元件3并联地集成到弹簧-质量阻尼系统4中。
弹簧-质量阻尼系统4具有部件5、弹簧6、和阻尼器7，该部件具有质量m，该弹簧具有弹簧常数k，该阻尼器具有阻尼d。在所述第一构型中，致动器元件3与弹簧6和阻尼器7并联地布置在部件5与固定支座8之间。振动阻尼组件1还具有控制装置9，该控制装置用于操控致动器元件3。
致动器元件3能够构型为压电元件3。也能够设想感应式构型或者电容式构型或者以其他作用机理工作的构型，在施加外部信号时所述构型能够实现主动的力变化或者路径变化。例如，能够由致动器元件3将力FA引入到弹簧-质量阻尼系统4中。在运行参量、例如压力p(图4)方面，能够实现主动调节。因此能够实现主动的减振。
图2以示意图示出相应于可能的第二构型的振动阻尼组件1，其中，能被主动操控的致动器元件3串联地集成到弹簧-质量阻尼系统4中。在这个构型中，设置有具有质量m1的部件5和具有质量m2的部件5’，在这两个部件之间设置有能被主动操控的致动器元件3，该致动器元件能够将力FA引入到弹簧-质量阻尼系统4中。部件5’经由弹簧6和与弹簧6并联布置的阻尼器7与固定支座8连接。
图3以示意图示出相应于可能的第三构型的振动阻尼组件1，其中，能被主动操控的致动器元件3以完全的方式集成到弹簧-质量阻尼系统4中。在此，致动器元件3划分为力部分3A和具有质量m2的质量部分3B。质量部分3B在示意图中表示致动器元件3的自身质量m2。力部分3A在示意图中表示由致动器元件3施加的力FA。致动器元件3的力部分3A布置在质量部分3B与具有质量m1的部件5之间。部件5经由弹簧6和与弹簧6并联相连的阻尼器7与固定支座8连接。
显而易见的是，在图1至3中示出的弹簧-质量阻尼系统4能够理解为简化模型。尤其，在对应的应用情况下能够有意义的是，将多个能被主动操控的致动器元件3集成到弹簧-质量阻尼系统4中。在此，质量m、m1、m2的进一步划分和弹簧6和阻尼器7的相应的进一步划分能够是有意义的。相应地，将根据图4至6说明的实施例配属于根据图1至3说明的弹簧-质量阻尼系统4，能够理解为在模型方面的简化。
图4以根据振动阻尼组件1的根据图1说明的可能的第一构型的局部示意图示出用于喷射设备2的实施例。在这个实施例中，喷射设备2装配在机动车内燃机的汽缸盖10上，该汽缸盖在这里是固定支座8。喷射设备2具有引导流体的部件11，该部件构型为燃料分配器11。输入管路12附接在燃料分配器11上，通过该输入管路将燃料引导到燃料分配器11的内部空间11’(图6)中。在燃料分配器11上设置有接头件13、14。燃料喷射阀16的接头短管15插入到接头件13中。此外，燃料喷射阀18的接头短管17插入到接头件14中。燃料喷射阀16、18此外还插入到汽缸盖10的适合的孔19、20中。
在这个实施例中，具有质量m的部件5基本上通过燃料分配器11、接头件13、14和燃料喷射阀16、18来实现。在此，质量m经由保持装置21、22与汽缸盖10连接。此外，喷射设备2以简化的方式通过具有弹簧常数k的弹簧6和具有阻尼d的阻尼器7来说明。能被主动操控的致动器元件3布置在质量m与保持装置22之间。例如，致动器元件3能够以适合的方式与燃料分配器11连接。致动器元件3也能够集成到保持装置22中或者布置在保持装置22与汽缸盖10之间。
控制装置9能够集成到喷射设备2的喷射控制器25中。喷射控制器25例如能够借助于安装在燃料分配器11上的压力传感器26检测燃料分配器11内部的压力p。此外，喷射控制器25与燃料喷射阀16、18连接，以便操控燃料喷射阀16、18用以喷射燃料。电导线27能够集成到电缆束28中，致动器元件3经由该电导线与喷射控制器25连接，经由该电缆束也为燃料喷射阀16、18和构造为高压传感器的压力传感器26供电。由例如在喷射控制器25上可供使用的适合并且现有的计算机容量来承担用于进行调节的算法和该算法到当前的系统状态上的应用。
在这个实施例中，喷射控制器25优选构造为发动机控制器25，在该发动机控制器中整合了大量功能。优选所有能够用于主动调节的相应信息汇总在发动机控制器25中。其中包括例如燃料分配器11中的压力p、发动机曲轴的转速以及关于喷射阀16、18的喷射过程的信息。因此，能够检测一个或者多个运行参量，尤其是压力p、发动机曲轴的转速以及关于喷射阀16、18的喷射过程的信息，并且所述一个或多个运行参量能够被控制装置9用于操控至少一个致动器元件3。
致动器元件3具有适合的形状。例如，致动器元件3能够构型有矩形轮廓。尤其，致动器元件3能够以立方体的形状构型。致动器元件3也能够以其他方式、尤其柱形地构型。
图5以根据振动阻尼组件1的根据图2说明的可能的第二构型的局部示意图示出用于喷射设备2的实施例。在这个实施例中，来自箱30的燃料通过泵组件31被输送到燃料分配器11中。燃料喷射阀16的接头短管15布置在燃料分配器11的接头件13中。在此，在接头短管15与接头件13之间借助于密封环32实现密封。在此，密封环32支撑在接头短管17的凸缘33处。此外，在接头件13上设置有凸缘34，在该凸缘上构造有凸肩35。在凸肩35与接头件13的面向凸肩35的端侧36之间布置有致动器元件3。致动器元件3在此例如能够构型为具有矩形轮廓的环形致动器元件3。
在这个实施例中，在图2中示出的弹簧-质量阻尼系统4的部件5通过具有接头短管15的燃料喷射阀16构成。部件5’通过燃料分配器11和接头件13构成。显而易见的是，能够在简化并且具体的示意图的意义上理解部件5、5’的划分，因为在这里以简化的方式通过两个质量m1、m2、弹簧常数k、阻尼d以及集成在其中的致动器元件3对喷射设备2建模。例如能够认为，燃料喷射阀16与汽缸盖10之间不存在直接接触。然后，例如通过保持装置37并且通过燃料的压力p来保持燃料喷射阀16。燃料分配器11以适合的方式与汽缸盖10连接(图4)，该汽缸盖能够是固定支座8。
图6以根据振动阻尼组件1的根据图3说明的可能的第三构型的局部示意图示出用于喷射设备2的实施例。在这个实施例中，致动器元件3安装在燃料分配器11的外侧38上。质量部分3B在此通过致动器元件3的自身质量m2实现。然而也能够设想，以适合的方式增大致动器元件3的自身质量，例如通过致动器元件3的壳体构件或者附加质量。
此外能够有利的是，在燃料分配器11上布置多个致动器元件3，所述多个致动器元件例如沿着燃料分配器11的管形基体39的纵轴线11”(图4)布置。燃料分配器11能够以适合的方式与汽缸盖10连接，该汽缸盖是固定支座8。
在喷射设备2中能够实现提到的用于布置致动器元件3的可能性中的一个或者多个可能性。在此，能够以适合的方式组合用于借助致动器元件3影响弹簧-质量阻尼系统4的不同原理。原则上，可以在喷射设备2的多个或者所有耦合接点处通过至少一个致动器元件3影响弹簧-质量阻尼系统4，在所述多个或者所有耦合接点处传递结构振动。致动器元件3例如也能够布置在保持装置22与汽缸盖10之间。此外，致动器元件3能够直接布置在辐射声音的表面上，如根据管形基体39的外侧38所说明的那样。
本发明不限于所述实施方式。

Claims (10)

1.用于机动车的喷射设备(2)的振动阻尼组件(1)，该振动阻尼组件具有至少一个能被主动操控的致动器元件(3)，所述致动器元件布置在所述喷射设备设备(2)的部件(5、5’)上，其中，所述致动器元件(3)如此布置在所述部件(5、5’)上，使得在所述喷射设备(2)运行时借助于对所述致动器元件(3)的主动操控来实现所述喷射设备(2)的减振。
2.根据权利要求1所述的振动阻尼组件，其特征在于，设置有控制装置(9)，其在所述喷射设备(2)运行时用于主动操控所述致动器元件(3)，并且所述控制装置(9)如此构型，使得在所述喷射设备(2)运行时借助于对所述致动器元件(3)的主动操控来实现所述喷射设备(2)的减振，所述减振能够阻尼所述喷射设备(2)的声音辐射和/或减少所述喷射设备(2)的至少一个振动负荷。
3.根据权利要求2所述的振动阻尼组件，其特征在于，设置有用于所述喷射设备(2)的喷射控制器(25)，所述喷射控制器用于操控所述喷射设备(2)的至少一个计量阀(16、18)和/或用于检测所述喷射设备(2)的至少一个运行参量(p)，所述控制装置(9)集成到所述喷射控制器(25)中，并且所述控制装置(9)根据对所述计量阀(16、18)的操控和/或所述喷射设备(2)的运行参量(p)来操控所述致动器元件(3)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的振动阻尼组件，其特征在于，能被主动操控的致动器元件(3)布置在引导流体的部件(11)的接头件(13、14)与计量阀(16、18)的接头短管(15、17)之间。
5.根据权利要求4所述的振动阻尼组件，其特征在于，所述计量阀(16、18)的所述接头短管(15、17)借助于所述能被主动操控的致动器元件(3)悬挂在所述引导流体的部件(11)的所述接头件(13、14)上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的振动阻尼组件，其特征在于，能被主动操控的致动器元件(3)自由地布置在引导流体的部件(11)的外侧(38)上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的振动阻尼组件，其特征在于，能被主动操控的致动器元件(3)布置为支撑在引导流体的部件(11)的外侧(38)上和/或支撑在所述喷射设备(2)的保持装置(22)上或者保持装置中。
8.根据权利要求7所述的振动阻尼组件，其特征在于，所述能被主动操控的致动器元件(3)支撑在与固定支座(8)连接的保持装置(22)上或者支撑在固定支座(8)上。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的振动阻尼组件，其特征在于，所述引导流体的部件(11)构造为流体分配器(11)，所述流体分配器用于存储所述流体和/或将所述流体分配到多个计量阀(16、18)上。
10.喷射设备(2)，其尤其用于混合气压缩式的外源点火式内燃机，所述喷射系统具有至少一个引导流体的部件(11)、至少一个构造为计量阀(16、18)的部件(5)和根据权利要求1至9中任一项所述的振动阻尼组件(1)。
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