阀装置.pdf

一种用于将储液器燃料系统的储液器容积内的燃料的压力限制到预定阈值水平的阀装置（28），该阀装置（28）包括：用于与低压排出管连通的阀出口（64，66）；设置有用于从储液器容积接收燃料的阀壳体孔的阀壳体（30）；以及具有关闭位置的阀构件（50），在该关闭位置中该阀构件与由阀壳体孔（48）所限定的阀座（56）接合从而防止燃料从储液器容积流动到阀出口（64，66）。该阀装置还包括：用于将阀构件（50）朝向阀座（56）推动的偏置装置（70）；用于一旦阀构件（50）从阀座（56）提起则在阀打开运动的第一阶段期间限制储液器容积与阀出口（64，66）之间的燃料流动的第一限流装置（80）；在接在第一阶段之后的阀打开运动的第二阶段期间有效地提供比在第一阶段期间更大限制的第二限流装置（82）；和在接在第二阶段之后的阀打开运动的第三阶段期间取决于阀构件（50）的打开运动的程度有效地提供对燃料流量的可变限制的第三限流装置（84）。第一、第二和第三限流装置（80，82，84）被限定在阀构件（50）与阀壳体孔（48）之间。

权利要求书
1.   一种用于将储液器燃料系统的储液器容积内的燃料的压力限制到预定阈值水平的阀装置（28），所述阀装置（28）包括：
阀出口（64，66），所述阀出口（64，66）与低压排出管连通；
阀壳体（30），所述阀壳体（30）设置有用于接收来自所述储液器容积的燃料的阀壳体孔（48）；
阀构件（50），所述阀构件（50）包括可滑动地被接纳在壳体孔（48）的第一部分中的球（50），所述构件（50）具有关闭位置，在该关闭位置中所述构件（50）与由所述阀壳体孔所限定的阀座（56）接合以防止燃料从所述储液器容积流动到所述阀出口（64，66）；
偏置装置（70），用于将所述阀构件（50）朝向所述阀座（56）推动；
第一限流装置（80），所述第一限流装置（80）用于一旦所述阀构件（50）从所述阀座（56）升起，则在阀打开运动的第一阶段期间限制燃料在所述储液器容积和所述阀出口（64，66）之间的流动；
第二限流装置（82），所述第二限流装置（82）在接在所述第一阶段之后的阀打开运动的第二阶段期间是有效的以便提供比在所述第一阶段期间更大的限制；及
第三限流装置（84），所述第三限流装置（84）在接在所述第二阶段之后的阀打开运动的第三阶段期间是有效的，以便根据所述阀构件（50）的打开运动的程度而提供对燃料流量的可变限制，
其中所述第一、第二和第三限流装置（80，82，84）的每个限流装置被限定在所述球（50）与所述阀壳体孔（48）的所述第一部分之间。

2.   如权利要求1所述的阀装置（28），其中所述第三限流装置（84）提供比所述第一限流装置（80）或所述第二限流装置（82）低的燃料流量限制。

3.   如权利要求1或权利要求2所述的阀装置（28），其中当在储液器容积内的燃料的压力达到预定的阈值水平时，开始阀打开运动的第一阶段。

4.   如权利要求1至3中任一项所述的阀装置（28），其中所述第三流量限制（84）被布置为在允许高压燃料与所述球（50）的比所述球（50）就坐时大得多的表面积接触的位置中，因此所述球（50）在显著低于球（50）最初打开时的预定阈值水平的压力下保持打开。

5.   如权利要求1至4中任一项所述的阀装置（28），其中所述阀座（56）位于由所述阀壳体孔所限定的第一圆锥形部（54）上。

6.   如权利要求1至5中任一项所述的阀装置（28），其中所述第一限流装置（80）被限定在所述阀构件（50）与所述阀座（56）之间。

7.   如权利要求6所述的阀装置（28），其中所述第三限流装置（84）由第二圆锥形部（58）所限定，所述第二圆锥形部（58）由所述阀壳体孔所限定。

8.   如权利要求7所述的阀装置（28），其中所述第一和第二圆锥形部（54，58）在这两者之间限定中间部（60），其中所述中间部（60）与所述阀构件（50）合作以限定所述第二限流装置（82）。

9.   如权利要求8所述的阀装置（28），其中所述中间部（60）布置成具有锥形，以便当所述阀构件（50）离开所述第一圆锥形部（54）朝向所述第二圆锥形部（58）移动时限制的水平增加。

10.   如权利要求1至9中任一项所述的阀装置（28），其中所述阀装置（28）还包括位于所述偏置装置（70）和所述阀构件（50）之间的活塞构件（72）。

11.   如权利要求10所述的阀装置（28），其中所述阀构件（50） 与所述活塞构件（72）可共同地形成为整体部件。

12.   如权利要求10或权利要求11所述的阀装置（28），还包括用于限制所述活塞构件（72）的运动范围的装置（78）。

13.   如权利要求10至12中任一项所述的阀装置（28），其中所述活塞构件（72）设置有延伸部（76），所述延伸部（76）与所述阀构件（50）合作以帮助所述阀构件（50）的定位和/或保持。

14.   如权利要求13所述的阀装置（28），其中所述延伸部（76）的端面是凹形的以便帮助所述阀构件（50）的定位和/或保持。

15.   一种包括如权利要求1至14中任一项所述的用于将燃料系统的储液器容积内的燃料的压力限制到预定的阈值水平的阀装置（28）的高压共轨燃料系统。

说明书阀装置
技术领域
本发明涉及一种使用于内燃发动机的燃料系统的阀装置。具体地，但不排他地，本发明涉及一种用于限制共轨燃料系统的储液器容积（共轨）中的燃料压力的阀装置。
背景技术
在柴油发动机的共轨燃料系统中，高压燃料泵以相对低的压力（例如传送压力）接收来自低压泵的燃料并且将燃料增压到适合于喷射的高水平。高压燃料泵将增压燃料提供至被称为共轨的燃料储液器容积，从该共轨中将增压燃料输送至该系统的下游燃料喷射器。
通常设置具有压力限制阀或安全阀的共轨，该阀在共轨中的燃料压力超过预定的安全水平（被称为阈值压力水平）的情况下可操作地打开。如果共轨燃料系统中发生故障那么压力限制阀起效，并且提供一装置，过度增压的燃料可以通过该装置泄漏到低压以避免泵部件或者共轨燃料系统中的任何其它部件（包括例如共轨、高压管、压力传感器或喷射器）发生破裂和故障的危险。
图1中示出了一种用于执行前述功能的已知压力限制阀装置。该阀装置包括限定进口通道12的第一阀壳体10和限定出口通道16的第二阀壳体14。进口通道12与在共轨（未图示）内高压下的燃料连通，出口通道16与低压燃料排出管（未图示）连通。采用球阀形式的阀构件18可与阀座20接合从而控制共轨与低压排出管之间的连通。阀座20为球形的形式并且限定容纳就坐的球18的阀座区。弹簧22经由邻接构件24作用于球阀18，该邻接构件24被可滑动地接纳在由第二阀壳体14所限定的孔26中并且用于推动球阀18抵靠在阀座20上。弹簧22抵抗进口通道12内的燃料压力而作用，因此抵抗在共轨内的燃料压力。
当处于就坐的位置（即，球阀关闭）时，共轨内的燃料不能经过阀座20流到低压排出管。为了使泵正确地运行，球阀18在整个泵使用寿命期间保持就坐状态并且在共轨中从不超过阈值压力水平。然而，在共轨燃料系统中的故障导致使共轨内的燃料压力增加超过阈值压力水平的情况下，在打开方向（即，对抗弹簧力）上作用于球阀18上的力足以将球阀18从阀座20提升起。在这种情况下，共轨内的燃料能够经过出口通道16流动到低压排出管，因此缓解在共轨内的高燃料压力。阀打开时的阈值压力水平由弹簧力与阀座20的面积之比确定。从US2008/0047621中获知另一种压力限制器。
如果超过阈值压力，则导致球阀18提起，则在球阀18与阀座20之间形成限制。将球阀保持打开所需的压力等于弹簧力除以压力所作用的新表面积。该新表面积是球阀18的暴露表面与邻接构件24的组合，该组合可以近似为孔26的横截面积。因为此面积远大于阀座面积，所以将球阀保持打开所需的压力或者调节压力低于最初打开球阀所需的压力。然而，由于在球阀18与阀座20之间的限制，施加在球阀18的表面和邻接部件24上的压力显著地低于在共轨内的燃料压力。因此，图1中的阀装置的调节压力并非远低于打开压力。图2中图示说明了此效果。
这样的效果是燃料以相对高的压力，因此在高流率下，流动经过阀装置。这意味着如果球阀打开达多于数分钟的时间，则有可能发生对共轨系统或对球阀本身的损坏。通过多个机制中的一个机制可能引起损坏：（1）高的压力和流率导致在球阀附近的非常高的温度；（2）高压与高流率的组合导致对球阀和活塞的直接腐蚀；和（3）高压可导致由于疲劳、在部件中形成裂纹所造成的损坏。
期望在现代柴油发动机中对于共轨系统提供“跛行回家”模式，其中在导致系统中高压的泵故障的情况下该系统能够令人舒适地操作相当长的时间段。例如图1中所示的阀装置不适合于此要求，因为它们仅可以在短时间内有效地操作。
通过本发明的背景技术，授予Nippondenso有限公司的专利US 5,295,469公开了一种提供跛行回家模式的压力限制阀。然而，在本专利中所描述的装置具有以下的缺点：活塞构件必须形成有槽以便产生跛行回家效果。活塞构件中的槽也需要与阀壳体中的环形槽连通，因此与制造阀的各部件有关的公差将是相对严格的。因此，该阀装置难以制造并且是昂贵的。
本发明的一个目的是提供一种使用于高压燃料系统中的改进的阀装置，该改进的阀装置克服或减少现有技术中已知的前述缺点。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于将储液器燃料系统的储液器容积内的燃料压力限制到预定阈值水平的阀装置；该阀装置包括：与低压排出管连通的阀出口、设置有用于接收来自储液器容积的燃料的阀壳体孔的阀壳体、和具有关闭位置的阀构件，在该关闭位置中，阀构件与由阀壳体孔所限定的阀座接合以防止燃料从储液器容积流动到阀出口。该阀装置还包括用于将阀构件朝向阀座推动的偏置装置。一旦将阀构件从阀座提起，在阀打开运动的第一阶段期间，第一限流装置限制燃料在储液器容积与阀出口之间的流动。在接在第一阶段之后的阀打开运动的第二阶段期间，第二限流装置是有效的，以提供比第一阶段期间更大的限制。在接在第二阶段之后的阀打开运动的第三阶段期间，第三限流装置是有效的，以便根据阀构件的打开运动的程度提供对燃料流量的可变限制，其中第一、第二和第三限流装置中的每个限流装置被限定在阀构件与阀壳体孔之间。
例如，第三阶段紧接在第二阶段之后，并且第二阶段紧接在第一阶段之后。
在一个具体实施例中，阀装置具有在用于限制在燃料系统的共轨内的燃料压力的共轨燃料系统中的用途。
本发明提供以下的益处：借助于第三限流装置的可变限制，可以将共轨中的燃料压力调节在明显低于阀装置的打开压力的压力。这通过将压力降低并调节到更安全的工作水平，因此降低损坏燃料系统的部件的危险，而允许燃料系统在发生导致高燃料压力的故障的情况下继续操作达长时间。此外，因为第一、第二和第三限流装置都是由阀构件和阀壳体孔所限定，所以本发明提供一种较为简单因此更易于制造的阀装置。
第三限流装置可提供比第一限流装置或者第二限流装置低的限制，以便在阀打开运动的第三阶段期间更有效地排出燃料，从而更迅速地降低共轨中的压力。
优选地，当储液器容积内的燃料压力达到预定的阈值水平时，启动阀打开运动的第一阶段。这使阀装置能够使用于减压用途，其中阀装置用于防止储液器容积的压力超过预定的阈值水平。
由第三限流装置所提供的可变限制优选地布置成将储液器容积中的燃料压力调节在低于预定阈值水平的水平。在共轨燃料系统应用中，这提供以下优点：在发生导致过度高燃料压力的故障的情况下，在没有损坏共轨燃料系统的各部件的危险的情况下，共轨燃料系统可继续操作达长时间。
阀座可位于由阀壳体孔所限定的第一圆锥形部上。圆锥形部是确保阀构件与阀座良好地接触从而有效地密封的有效方法。
第一限流装置可被限定在阀构件与阀座之间。这意味着一旦阀构件打开则形成第一限制。
第三限流装置可由第二圆锥形部所限定，该第二圆锥形部是由阀壳体孔所限定。由于圆锥形部的形状，第三限流装置提供对燃料流量的可变水平的限制。
阀装置可布置成使得第一和第二圆锥形部在这两者之间限定中间部，其中该中间部与阀构件合作而限定第二限流装置。
中间部可布置成具有锥形，以便当阀构件从第一圆锥形部朝向第二圆锥形部移动时增加限制的水平。该特征帮助使阀构件在第一限流装置与第三限流装置之间转换。
阀装置还可包括活塞构件，该活塞构件位于偏置装置与阀构件之间。该装置使简单的制造成为可能。
在另一个实施例中，阀构件和活塞构件可一起形成整体部件，这有助于形成经过阀构件的燃料的稳定流动。
阀装置还可包括限制活塞构件的运动范围的装置。该特征提供提供以下优点：防止阀构件在阀打开运动的第二阶段之后超程，而且也防止第三限流装置变得如此宽使得它提供对燃料流量的不可接受的低水平的限制。
活塞构件可设置有延伸部，该延伸部与阀构件合作而帮助阀构件的定位和/或保持。
在另一个实施例中，延伸部的端面是凹形的，以帮助阀构件的定位和/或保持。
根据本发明的第二方面，提供一种高压共轨燃料系统，该高压共轨系统包括根据本发明第一方面的阀装置，该阀装置用于调节燃料系统的共轨中的燃料压力。
应当理解的是，本发明的第一方面的优选和/或可选的特征同样可以单独地或者以适当的组合并入本发明的第二方面。
附图说明
为了更容易地理解本发明，现在将参照附图来描述本发明的优选的非限制性实施例，其中：
图1示出了已知的限压阀装置。
图2是示出图1中的限压阀装置的性能特征的图表。
图3是示出本发明的阀装置的性能特征的图表。
图4是本发明的第一实施例的剖视图。
图5是图4中的阀装置的一部分的放大视图，示出了在阀打开运动的第一阶段期间的第一和第二限制。
图6是在阀打开运动的第二阶段期间的、图5中的第一和第二限制的放大视图。
图7是图4中的阀装置的一部分的放大视图，显示在阀打开运动的第三阶段期间的第三限制。
图8是图7中的第三限制的放大视图。
具体实施方式
本发明的一个目的是提供一种阀装置，其中阀构件可操作地调节内燃发动机的共轨燃料系统的储液器容积或共轨中的燃料压力。该阀装置构造成将在共轨内的燃料压力调节在显著低于阀构件打开时的预定阈值水平的水平。图3示出了本发明的阀装置的性能特征，其中储液器容积中的燃料压力最初升高，直到燃料压力达到阀构件打开的水平。一旦阀构件打开，共轨中的压力迅速地降低，因为过量的燃料经过阀构件被排出。然后压力稳定于在本实例中是阀构件最初打开的水平的大约一半的水平，然后将压力调节到此水平。如果储液器中的压力进一步下降（未图示），那么阀构件将会关闭，并且该过程将会重新开始。
此装置提供以下的本发明的明显益处：调节压力处于显著低于阀构件打开时的预定阈值水平的水平，因此处于在没有损坏任何部件的任何危险的情况下阀装置和共轨可以继续操作的水平。
图4示出了本发明的阀装置28的第一实施例，其中阀装置具有第一阀壳体30和第二阀壳体32，这两个阀壳体均被容纳在主阀壳体34中。主阀壳体34设置有主阀壳体孔36，第一和第二阀壳体12，14容纳在该主阀壳体孔36内。在主阀壳体孔36的一端设置开口，以便限定从共轨的供给通道38，以提供共轨与主阀壳体孔36之间的连通。第一阀壳体30和与第一阀壳体30相邻的第二阀壳体32的一部分均具有小于主阀壳体孔36的直径的直径，因此在第一和第二阀壳体12，14与主阀壳体孔36的表面之间存在空间，该空间限定环形室40。主阀壳体34还设置有第二孔，该第二孔从主阀壳体孔36侧向延伸并且限定通向低压排出管(未图示)的流道42。流道42与环形室40连通。第二阀壳体32与主阀壳体34之间螺纹连接，并且第二阀壳体32设置有用于接收O形圈的外部槽44，该O形圈形成防止第二阀壳体32与主阀壳体34之间的泄漏的密封。
采用球形式的阀构件50被容纳在第一阀壳体30内，并且可与阀座56接合以控制共轨与流道42之间的燃料流。
第一阀壳体30布置成与主阀壳体孔36的内面邻接，从而形成防止共轨与低压排出管之间的连通的密封46，使得当球50未就坐时在这两者之间的唯一路径经过球50。
第一阀壳体30设置有具有圆形截面的第一阀壳体孔48，该孔48延伸经过整个第一阀壳体30从而在一端与供给通道38连通并且在另一端接收球50。第一阀壳体孔48被划分为具有变化直径的四个部分：在其中可滑动地接收球50的第一部分；具有小于第一部的直径并且限定阀进口52的第二部分，该阀进口52当高压燃料从共轨向球50流动时使高压燃料节流；具有大于阀进口52的直径的第三部分；和具有大于第三部的直径的第四部分，使得第三部分与第四部分合作以将燃料朝向阀进口52汇集。第一阀壳体孔48的第一部分具有两端，一端限定用于接收球50的开口，另一端限定第一部分与阀进口52之间的界面。该界面端被倒角以形成截锥形部分，该截锥形部分限定第一圆锥形部54，球50与该第一圆锥形部54接合以限定阀座56。当球50与阀座56接合时，被称为处在关闭位置。第一部分的开口具有边缘，该边缘被倒角或倒圆到一半径，从而形成限定第二圆锥形部58的另一个截锥形部分。中间部60被限定在第一和第二圆锥形部54，58之间，在本实施例中该中间部形成锥形使得中间部60的直径朝向第二圆锥形部58减小。
第二阀壳体32设置有具有圆形截面的孔62。第一阀壳体30被接纳在第二阀壳体孔62内，使得第一阀壳体孔48和第二阀壳体孔62大体上同心地对准。第二阀壳体32还包括一对阀出口64，66，这些阀出口彼此相反地布置并且在远离第二阀壳体孔62的方向上侧向地延伸，用于与环形室40连通，因此与流道42的连通到低压排出管。当球50处在关闭位置时，防止燃料从共轨流动到低压排出管。
第二阀壳体孔62和第一阀壳体30一起限定用于接纳弹簧70的室68，弹簧70的一端与室68的封闭端邻接并且弹簧70的另一端与可滑动地被接收在室68内部的活塞72邻接。弹簧70提供用于朝向阀座56推动球50的偏置力。在弹簧70与球50之间设置活塞72；该活塞72具有设有用于在一端接纳弹簧70的凹槽74的接触面、和从另一端延伸出的延伸部76，该延伸部76在其端部设置有球50就坐在其中的凹面。因此，将偏置力从弹簧70经过活塞72传递至球50。
第二阀壳体孔62设置有将第二阀壳体孔62划分为不同直径的两个部分的阶梯部。活塞72被接收在具有较大直径的部分中，并且具有与此部分匹配的直径以便在孔62内部引导活塞72的运动。因此，活塞72的直径大于第二阀壳体孔62的另一部分，使得该阶梯部起机械止挡78的作用，该止挡限制活塞72的运动范围，因此限定活塞72的最大行程。
确保低于球50从阀座56提起时的预定阈值水平的调节压力由此提供“跛行回家模式”的前述效果，是通过包括阀打开运动的第一、第二和第三阶段的三阶段打开过程的实施而实现。阀打开运动的各阶段具有各自的限流装置，这些限流装置可被称为第一、第二和第三流量限制，如图5至图8中所示。
当在阀打开运动的第一阶段期间球50最初地打开时，即紧接在球50移动离开其阀座之后，形成第一流量限制。在阀打开运动的第一阶段期间，当阀进一步打开时第一流量限制逐渐变得限制性减小，直到到达当第二流量限制比第一流量限制更加限制性时的点；这是阀打开运动的第二阶段开始的点。当阀进一步打开时第二流量限制不显著地改变，因此第二流量限制充当使阀迅速地从阀打开运动的第一阶段移动到阀打开运动的第三阶段的过渡阶段。一旦阀达到阀打开运动的第三阶段，则形成第三流量限制。第三流量限制提供可变水平的限制，该可变水平限制的限制性明显地小于第一或者第二流量限制。这允许通过第三流量限制的相对高的燃料流率，这意味着过量的燃料被迅速地排出，因此更有效地降低燃料压力。第三流量限制布置成处在允许高压燃料与球50的比当球50就坐时大得多的表面积接触的位置，因此在显著低于球50最初打开时的预定阈值水平的压力下球50保持打开。
在使用中，当球50就坐抵靠着阀座56时，在共轨内的燃料不能流动经过第一阀壳体孔48、经过球50流到流道42再流到低压排出管。阀座56限定阀座面积，该阀座面积略大于阀进口52的横截面积。如果在共轨内的燃料压力超过预定的阈值水平，那么由燃料施加在球50上的力足以克服来自弹簧70的偏置力。因此，球50从阀座56升起，这限定在球50与阀座56之间的间隙，并且开始阀打开运动的第一阶段，如图5中所示。球50从阀座56升起的预定阈值水平由偏置力与阀座面积之比确定。
应注意的是，当球50处在关闭位置时，活塞72并不完全地堵塞阀出口64，66; 因此一旦球50从阀座56升起，那么存在用于燃料从共轨到低压排出管的流道。
如图5中所示，在阀打开运动的第一阶段期间，第一流量限制80被限定在球50与第一阀壳体孔48的第一圆锥形部54之间。由于第一圆锥形部54的形状，第一流量限制80的位置远离阀进口52，并且大体上和球50与第一圆锥形部54接触的位置一致。因此，在阀打开运动的第一阶段期间，燃料压力作用于与阀座面积大致相同的球50的表面积上。因此，当第一限制正在控制燃料流量时，球50关闭时的压力非常类似于球50最初提起时的预定阈值水平。
如果球保持在阀打开运动的第一阶段，作为低燃料流率的结果，球50以与普通压力限制阀类似的方式动作；阀装置以前述的方式将压力调节到类似于预定阈值水平的水平。
如果经过球50的流率增加，球50继续远离阀座56升起，因此球50将立即到达其中球50与座56之间的间隙大于球50与第一阀壳体孔48的中间部60之间的间隙的位置。这开始阀打开运动的第二阶段，如图6中所示。
在这一点上，由球50与第一阀壳体孔48的中间部60之间的间隙所限定的第二流量限制82比第一流量限制80占优势。因此，在到达第二流量限制82之前，已进入第一阀壳体孔48的燃料压力不会下降。这意味着球50的总表面积的几乎一半暴露于高压燃料。因为此面积远大于阀座面积，所以由燃料压力施加到球50上的力远大于来自弹簧70的偏置力。此效果被中间部60的锥形增强；当球50进一步移动远离阀座56时，球50与中间部60之间的间隙在尺寸上减小，因此第二流量限制82变得越来越具有限制性，这意味着更多的压力施加到球50上。因此，一旦第二流量限制82被启动，球50和活塞72迅速地运动远离阀座56，直到球50到达第一阀壳体孔48的中间部60展开进入第二圆锥形部58的点。这开始阀打开运动的第三阶段，其中在球50与第二圆锥形部58之间限定第三流量限制84，如图7和图8中所示。
一旦球50已达到阀打开运动的第二阶段，则在阀运动的第二阶段期间由偏置力与球50的暴露表面积的比来定义关闭压力，所述球50的暴露表面积可以近似为第一阀壳体孔48的中间部60的横截面积。弹簧70将不能够将球50向回推动经过第二流量限制82直到燃料压力下降到关闭压力。
随着球50将简单地继续被推离阀座56直到中间部60展开进入第一阀壳体孔48的第二圆锥形部58，阀装置28并不对第一阀壳体孔48的中间部60的长度过度地敏感。虽然当活塞72进一步压缩弹簧70时由弹簧70所施加的反作用力增大，但在阀打开运动的第二阶段期间由共轨中的燃料压力施加在活塞72上的力是相当地大的，因此来自弹簧70的反作用力的增加变化很少。本发明的此特征允许中间部60采用一系列的长度，因此针对阀装置28的预期用途而使长度优化。此外，中间部60的长度的灵活性减少对制造公差的依赖，这意味着阀装置28可相对简单且廉价地制造。
由于第二圆锥形部58的形状，球50与第二圆锥形部58之间的间隙的尺寸根据球50的位置发生变化；当球50进一步运动而远离阀座56时，间隙的尺寸增加。因此，第三流量限制84提供可变水平的限制。以这种方式调节在阀打开运动的第三阶段期间的燃料压力；如果压力增加，那么球50将被进一步推离阀座56，这增加球50与第二圆锥形部58之间的间隙的尺寸，因此允许以降低燃料压力的较高流率而排出燃料。如果燃料压力减小，球50与第二圆锥形部58之间的间隙的尺寸也减小，由此降低流率从而增加压力的提高。
第二圆锥形部58的形状被设计成根据球50的位置而形成最佳范围的燃料流量限制。
调节的过程以此方式继续直到燃料压力下降到来自弹簧70的偏置力能够推动活塞72和球50回到其中球50就坐在阀座56中的关闭位置的关闭压力。
当球50最初从阀座56中提起时，利用燃料的压力将球保持在活塞72的延伸部76的凹面内的适当位置中。该凹面用作将球50朝向延伸部76的中心引导，使得球50当其关闭时处于正确位置。当球50和活塞72达到阀打开运动的第三阶段时，随着球50移动远离阀座56，由第三流量限制84所提供的限制水平减小。因此，随着球50移动远离阀座56，由燃料施加在球50上将其保持在适当位置的压力减小。由于此原因，设置机械止挡78，用以确保球50不离开阀座56而移动得太远，移动得太远可能会使球通过从活塞72的延伸部76掉落而移出适当位置。
除此以外，如果允许球50继续移动远离阀座56，那么也许由于接着阀打开运动的第二阶段之后的溢出，最终第三限制将会变得如此宽使得它对燃料流量的限制水平将会是可忽略的。在这种情况下，当燃料通过球50时燃料的压力不下降，因此如果燃料不足够迅速地经过流道42被排出至低压排出管，那么活塞72的整个表面会暴露于高压。因为活塞72具有显著大于球50的直径的直径，所以需要低得多的压力作用于活塞72的表面以对抗偏置力。因此，关闭压力将会显著地降低，并且可能是不可接受地低。可考虑此来调节机械止挡78的位置。
在本发明的另一个实施例中，活塞72和球50可一起形成为单个整体部件。
本领域技术人员应当理解的是，可以在不背离所附权利要求的范围的情况下将本发明修改成采用对本文中所描述形式的许多替代形式。