CN100368680C - 燃料喷射装置的电磁致动阀 - Google Patents

Abstract

一种燃料喷射装置的电磁致动阀，包括：具有励磁线圈的定子；和能往复运动的电枢，该电枢与该定子一起在彼此面对的该电枢的一个表面和该定子的一个表面之间形成了一个磁路，并且该电枢通过往复运动打开和闭合底座部分，该底座部分形成于电磁致动阀中；一个整体元件，其提供了用于将该定子保持在该定子轴向方向上的保持装置以及用于当该定子吸引该电枢时停止该电枢的止动装置；该整体元件是止动件，其装配入该定子并且在与该电枢相反的一侧上形成有小直径部分、相对该小直径部分径向向外突出的大直径部分、以及位于该小直径部分和该大直径部分之间的阶梯式表面；所述止动装置由电枢一侧的上大直径部分的端面提供，所述保持装置由阶梯式表面提供。

Description

燃料喷射装置的电磁致动阀

技术领域

本发明涉及燃料喷射装置的电磁致动阀，其将高压燃料喷射入发动机的气缸中。

背景技术

通常，燃料喷射装置(喷嘴)设置为使得该燃料喷射装置可将从燃料供应泵供给的高压燃料喷射入发动机的气缸中。常规的燃料喷射装置包括燃料供应部件、置于该燃料喷射装置主体内部的针阀部件、置于该针阀部件尖端上的喷嘴部件以及用于致动该针阀部件的电磁致动阀。该电磁致动阀致动该针阀部件以从该喷嘴部件喷射出高压燃料。

未审的日本专利申请公开No.2002-147310(第2至5页和图1)公开了一种用于致动针阀部件的电磁致动阀70。图4所示的电磁致动阀70置于喷射器主体3的上部3a中。电磁致动阀70包括机架71、包括一个励磁线圈72的定子73、置于定子73周围以保持定子73的壳体74、可沿着一个接近或远离定子73的方向移动的电枢75，以及装配在定子73内部并可与电枢75相接触的止动件76。

定子73形成为圆柱形状。管状的止动件76装配在定子73的内部。电枢75设置为沿着轴向面对定子73。定子73在电枢75侧的端面形成了吸引面73a。电枢75形成有与吸引面73a相面对的吸引面75a以及由阀体78可滑动地保持的轴部分75b。因而，电枢75具有如图4所示的T形纵向截面。轴部分75b与定子73相对的端面面对着阀体78的阀座。在轴部分75b的这个端面周围设有底座部分77。如果电枢75的吸引面75a朝着定子73的吸引面73a移动，底座部分77打开。因而，施加在置于如图4所示电磁致动阀70下面的针阀部件(未示出)上的压力就释放从而打开喷嘴部件(未示出)。

机架71保持定子73的一个端面。壳体74的阶梯式保持部分74a保持定子73另一端面的外边缘。因而，确定了定子73的轴向位置。在电枢75的上表面(吸引面75a)上如此地形成有一个凸起75c以使得该凸起75c能与装配在定子73内部的止动件76的端面相接触。因而，当励磁线圈72被激励并且电枢75朝着定子73移动时，能阻止定子73的吸引面73a和电枢75的吸引面75a之间的直接接触。

近年来，为了保护环境，已经发起了降低二氧化碳排放和净化车辆排放的废气。尤其，已经形成了改进与例如多次喷射等柴油机相关技术或增大燃料喷射压力的要求。于是需要喷射器的一种快速响应电磁致动阀以实现上述技术中的改进。由于需要一种快速响应的定子，于是已经使用一种压制粉末型定子用作定子。然而，压制粉末型定子的强度和刚度很低并且压制粉末型定子很脆，因为压制粉末型定子通过压缩铁粉而形成以主要地保持机械结合。因此，止动件76置于某一位置以使得止动件76能容纳电枢75在工作中的震动。

在上述结构中，用于保持定子73的元件(壳体74)和用于阻挡电枢75的止动器(止动件76)都是必要的。因此增加了成本。

由于在发动机上的可装配性，燃料喷射装置的大小(具体地，径向大小)受到限制。另外，壳体74绕着定子73布置，止动件76装配在定子73内部。因此，减小了普通定子73的吸引面73a的大小。于是，也减小了磁极的面积并且弱化了磁气特性。

发明内容

因此，本发明的一个目的是通过增加激励电流和通过改进定子的磁气特性提供燃料喷射装置的快速响应电磁致动阀。

根据本发明的一个方面，提供了一种燃料喷射装置的电磁致动阀，该电磁致动阀包括：一个包括一个励磁线圈的定子；和一个能沿着一个接近或远离该定子的方向往复运动的电枢，其中该电枢与该定子一起在彼此面对的该电枢的一个表面和该定子的一个表面之间形成了一个磁路，并且其中该电枢通过往复运动打开和闭合一个底座部分，该底座部分形成于电磁致动阀中，  一个整体元件，其提供了用于将该定子保持在该定子轴向方向上的保持装置以及用于当该定子吸引该电枢时停止该电枢的止动装置；其特征在于：该整体元件是一个止动件，其装配入该定子并且在与该电枢相反的一侧上形成有一个小直径部分、一个相对该小直径部分径向向外突出的大直径部分以及一个位于该小直径部分和该大直径部分之间的阶梯式表面；所述止动装置由电枢一侧的上大直径部分的端面提供，所述保持装置由阶梯式表面提供。因而，可降低部件的数目以及成本。

由于保持件和止动件由整体元件所提供，可增加定子一个磁极的面积。因而，可改进磁特性。于是，可提供燃料喷射装置的一种快速响应的电磁致动阀。

附图说明

从对于下述构成本申请一部分的详细说明、所附权利要求以及附图的研究中，可以理解到具体实施例的特点和优点，以及操作方法和相关部件的功能。在附图中：

图1为纵向横截面视图，其示出了具有根据本发明第一具体实施例的电磁致动阀的喷射器；

图2为纵向横截面视图，其示出了根据第一具体实施例的电磁致动阀的基本部分；

图3为纵向横截面视图，其示出了具有根据本发明第二具体实施例的电磁致动阀的基本部分；和

图4为纵向横截面视图，其示出了相关技术的电磁致动阀的基本性部分。

具体实施方式

(第一具体实施例)

参考图1，示出了根据本发明第一具体实施例的燃料喷射装置(喷射器)1。

图1所示喷射器1包括喷射器主体3、电磁致动阀10、燃料供给部件25、针阀部件30和喷嘴部件40。喷射器主体3形成为圆柱形状。电磁致动阀10置于图1中喷射器主体3之上。高压燃料从燃料供应泵通过共轨供给至燃料供应部件25。针阀部件30置于喷射器主体3中。喷嘴部件40置于针阀部件30的尖端处。

第一具体实施例的电磁致动阀10包括机架11、锁紧螺母12、圆柱形定子14、圆柱形止动件15、电枢16以及板19，如图2所示。电磁致动阀10形成有底座部分18。机架11置于图2中喷射器主体3之上。锁紧螺母12将机架11和喷射器主体3的上部3a连接起来。定子14与机架11的下表面相接触并且包括有励磁线圈13。定子14的下表面提供了吸引面14a。止动件15装配在定子14内部。电枢16置于定子14之下以使得电枢16能接近或远离定子14。电枢16形成有与定子14的吸引面14a相面对的吸引面16a以及在阀体17内部可滑动的轴部分16b。轴部分16b的直径比吸引面16a的直径小。底座部分18形成于电枢16的轴部分16b的下端部分和阀体17之间以打开和闭合油路17a。板19置于图2中阀体17下面并且形成有压力腔19a。

包括在定子14中的励磁线圈13通过一根与置于连接器23内的端子20相连接的导线20a接受激励电流。装配在定子14内部的止动件15的外周边表面下部在径向上向外突出以形成如图2所示的大直径部分15a。因而，在大直径部分15a和图2中止动件15的形成于大直径部分15a之上的小直径部分15b之间形成了台阶。这个台阶提供了用于保持定子14的保持面15c。定子14的内周边表面下部提供了大直径孔部分14b，其与止动件15的大直径部分15a相配合。

止动件15安装在定子14中并且定子14由机架11固定。因而，定子14在轴向上固定于机架11的下表面和止动件15的保持面15c之间。定子14的外周边表面适合于喷射器主体3的上部3a的内周边表面。喷射器主体3上部3a的壁比喷射器主体3下部3b的壁薄。于是，可形成宽的吸引面14a。

图2中用于使电枢16向下偏的螺旋弹簧21置于止动件15内部。燃料排放通道22形成为从止动件15的内部向上延伸。

突出环16c形成为从吸引面16a突出并面对止动件15的大直径部分15a。当电枢16由于励磁线圈13的激励而向上移动时，突出环16c与止动件15的下表面相接触。因而，限制了电枢16的移动。

锁紧螺母12形成有内螺纹部分，其与形成于喷射器主体3的上部3a上的外螺纹部分相螺旋。因而，锁紧螺母12连接至喷射器主体3的上部3a。阀体17在其外周边表面上形成有外螺纹部分，其螺旋入形成于喷射器主体3的内周边表面上的内螺纹部分。因而，阀体17连接至喷射器主体3。阀体17形成有油路17b，当电枢16打开底座部分18时，燃料通过该油路从压力腔18a排放至排放通道22。

燃料供应部件25形成为从喷射器主体3在上部3a附近突出。燃料供应部件25形成有燃料供应孔26和从燃料供应孔26引出的燃料通道27。燃料通道27分成了形成于喷射器主体3内部的燃料通道28以及与压力腔19a相通的燃料通道29。

针阀部件30形成于电磁致动阀10之下以使得针阀部件30沿着喷射器主体3的下部延伸。针阀部件30包括喷射器主体3和喷嘴体32并且形成有插孔3b。喷嘴体32通过锁紧螺母31连接至喷射器主体3的下部。插孔3b形成为在喷射器主体3中在轴向上从板1 9向下延伸。插孔3b内布置有控制销33、一部分的针34和环形件35。针34与控制销33一起轴向移动同时与控制销33的下端相接触。环形件35围绕着控制销33的下部和针34的上部相接触的接触空间。

针34  滑动地置于形成于喷嘴体32中的针插孔32a中。针34的小直径部分34a的上端与控制销33相接触。喷嘴部件40置于喷嘴体32的下端部分。喷嘴部件40形成有设置于喷嘴体32和针34的下端部分之间的底座部分41，以及喷射孔42。用于存储燃料的燃料贮槽32b形成于针插孔32a的中间部分里。喷射器主体3形成有平行于插孔3b的燃料通道28以使得燃料通道28与燃料贮槽32b相通。喷射器主体3形成有用于返回燃料的泄漏通道36。

以下，将解释喷射器1和电磁致动阀10的操作。

将要供应入发动机气缸的燃料通过压力聚集管和燃料供应孔26从燃料供应泵供给入喷射器1。燃料通过燃料通道27和燃料通道29供应至压力腔19a。同时，燃料通过燃料通道27和燃料通道28供应至燃料贮槽32b。

当燃料在压力腔19a中高压处聚集时，电枢16的轴部分16b的下端由于螺旋弹簧21的偏转力而达到阀体17的油路17a并且闭合底座部分18。压力腔19a中的燃料压力和置于喷射器主体3的插孔3b中的螺旋弹簧37克服了燃料贮槽32b中的燃料压力。于是，控制销33向下移动并压下针34从而阻塞喷射孔42。

如果向励磁线圈13提供电流，励磁线圈13被激励并在定子14的吸引面14a和电枢16的吸引面16a之间形成磁路。因而，电枢16朝着定子14逆着螺旋弹簧21的偏转力向上移动。如果电枢16的突出环16c接触到止动件15的下表面，电枢16就停止向上移动。

因而，底座部分18被打开，并且压力腔19a中的燃料通过底座部分18、油路17b和排放通道22排放至外面。由于压力腔19a中的燃料压力降低，燃料贮槽32b中的燃料压力克服压力腔19a中的燃料压力和螺旋弹簧37的偏转力并迫使控制销33和针34向上。因而，喷射孔42被打开并且高压燃料从喷嘴部件40喷射出去。

如上所述，在根据第一具体实施例的电磁致动阀10中，定子14的外周边表面装配于喷射器主体3的上部3a的内侧。定子14的内周边表面具有台阶，并且具有阶梯式支持面15c的止动件15装配入定子14。因此，定子14在轴向上固定于机架11的下表面和止动件15的保持面15c之间。另外，省略了装配于定子14的外周边表面的壳体。因此，定子14的外径可对应地增大。因而，吸引面14a的面积可扩大并且磁极的面积可扩大。因而，可以改进定子14的吸引面14a和电枢16的吸引面16a之间的磁特性。因而，可提供喷射器1的快速响应电磁致动阀10。另外，由于省略了壳体，可降低成本。

(第二具体实施例)

以下，将基于图3说明根据本发明第二具体实施例的电磁致动阀50。图3所示的电磁致动阀50包括连接器元件51、机架52、壳体53、锁紧螺母56、圆柱形定子55、电枢57以及板60。电磁致动阀50形成有底座部分59。图3中，连接器元件51置于喷射器主体3之上。图3中，机架52置于连接器元件51的下面。壳体53装配于机架52的外周边表面。锁紧螺母56将壳体53和喷射器主体3的上部3a连接起来。定子55与机架52的下表面相接触并且包括有励磁线圈54。定子55的下表面提供了吸引面55a。图3中，电枢57置于定子55下面以使得电枢57能接近或远离定子55。电枢57形成有与定子55的吸引面55a相面对的吸引面57a以及在阀体58内部可滑动的轴部分57b。轴部分57b的直径比吸引面57a的直径小。底座部分59形成于电枢57的轴部分57b的下端部分和阀体58之间以打开和闭合油路58a。板60置于阀体58下面并且形成有压力腔60a。

壳体53适合于机架52和定子55的外周边表面。用于锁紧机架52上表面外边缘的上锁紧部分53a和用于锁紧定子55下表面(吸引面55a)外边缘的下锁紧部分53b形成于机架52内周边表面之上。由锁紧螺母56锁紧的外锁紧部分53c形成于机架52外周边表面之上。壳体53的下端部分从下锁紧部分53b向下延伸以覆盖电枢57和阀体58的上部。下锁紧部分53b的上表面提供了用于保持定子55的保持面，下锁紧部分53b的下表面提供了用于阻挡电枢57的止动面。

通过将定子55安装至机架52和壳体53，定子55在轴向上被固定于机架52的下表面和壳体53的下锁紧部分53b之间。用于使电枢57向下偏的螺旋弹簧62径向地置于定子55内部，并且取消了第一具体实施例中的止动件。因而，定子55的内径可降低并且吸引面55a可对应地扩大。

突出环57c形成于电枢57的吸引面57a的外边缘上以使得突出环57c从吸引面57a向上突出并面对壳体53的下锁紧部分53b。如果电枢57由于励磁线圈54的激励而向上移动时，突出环57c与下锁紧部分53b的下表面相接触。因而，限制了电枢57的移动。

包括在定子55中的励磁线圈54通过一根与置于连接器元件51内的端子61相连接的导线61a接受激励电流。机架52形成有燃料排放通道63。

锁紧螺母56形成有内螺纹部分，其与形成于喷射器主体3的上部3a上的外螺纹部分相螺旋。因而，锁紧螺母56与喷射器主体3的上部3a相连接。阀体58在其外周边表面上形成有外螺纹部分，其螺旋入形成于喷射器主体3的内周边表面上的内螺纹部分。因而，阀体58连接至喷射器主体3。阀体58形成有油路58b，当电枢57打开底座部分59时，燃料通过该油路从压力腔60a排放至排放通道63。

设置于图3中电磁致动阀50之下的燃料供应部件、针阀部件和喷嘴部件与第一具体实施例中的相同。

在第二具体实施例的电磁致动阀50中，如果燃料在压力腔60a中高压处聚集时，电枢57的轴部分57b的下端由于螺旋弹簧62的偏转力而达到阀体58的油路58a并且闭合底座部分59。压力腔60a中的燃料压力和置于喷射器主体3的插孔3b中的螺旋弹簧37克服了燃料贮槽32b中的燃料压力。于是，控制销33向下移动并压下针34从而阻塞喷射孔42。

如果向励磁线圈54提供电流，励磁线圈54被激励并在定子55的吸引面55a和电枢57的吸引面57a之间形成磁路。因而，在图3中，电枢57朝着定子55逆着螺旋弹簧62的偏转力向上移动。如果电枢57的突出环57c接触到壳体53的下锁紧部分53b的下表面，电枢57就停止向上移动。

因而，底座部分59被打开，并且压力腔60a中的燃料通过油路58b和排放通道63从底座部分59排放至外面。由于压力腔60a燃料压力降低，燃料贮槽32b中的燃料压力克服压力腔60a中的燃料压力和螺旋弹簧37的偏转力并迫使控制销33和针34向上移动。因而，喷射孔42被打开并且高压燃料从喷嘴部件40喷射出去。

如上所述，在根据第二具体实施例的电磁致动阀50中，定子55的外周边表面装配于壳体53内部并且螺旋弹簧62插入定子55。因此，定子55在轴向上固定于机架52的下表面和壳体53的下锁紧部分53b之间。另外，在定子55内部没有装配止动件。因此，能降低定子55的内径并扩大吸引面55a。因而，可增大磁极的面积并且可相应地提高设置于定子55的吸引面55a和电枢57的吸引面57a之间的磁特性。因而，可提供喷射器1的快速响应电磁致动阀50。另外，通过取消止动件，可降低成本。

如果在轴向上保持定子的元件提供了用于限制电枢移动的部分，电磁致动阀的结构并不限于上述具体实施例的结构。这是因为如果在轴向上保持定子的元件提供了用于限制电枢移动的部分，定子的吸引电枢的吸引面可扩大并且磁极的面积可扩大。而且在这种情况下，可改进磁特性。例如，当励磁线圈置于定子内部时，覆盖励磁线圈的连接器的塑料部分可从定子之下的位置锁紧定子，并且当机架是整体的时，机架可从定子之上的位置锁紧定子。另外，连接器元件的塑料部分可延伸至励磁线圈之下的位置以形成用于阻挡电枢的止动件。因而，可取消壳体和止动件，并且定子的吸引面可进一步扩大。

在轴向上保持定子的下锁紧部分可形成于喷射器主体上以使得下锁紧部分具有用于阻挡电枢移动的止动器的功能，该止动器代替在第二具体实施例的壳体上形成下锁紧部分。

本发明不限于所公开的具体实施例，而是可以在不背离本发明范围之下以很多其它方式实施，如所附权利要求所限制的。

Claims (2)

1.一种燃料喷射装置(1)的电磁致动阀(10，50)，该电磁致动阀(10，50)包括：

一个包括一个励磁线圈(13，54)的定子(14，55)；和

一个能沿着一个接近或远离该定子(14，55)的方向往复运动的电枢(16，57)，其中该电枢(16，57)与该定子(14，55)一起在彼此面对的该电枢(16，57)的一个表面(16a，57a)和该定子(14，55)的一个表面(14a，55a)之间形成了一个磁路，并且其中该电枢(16，57)通过往复运动打开和闭合一个底座部分(18，59)，该底座部分(18，59)形成于电磁致动阀(10，50)中，

一个整体元件，其提供了用于将该定子(14，55)保持在该定子(14，55)轴向方向上的保持装置以及用于当该定子(14，55)吸引该电枢(16，57)时停止该电枢(16，57)的止动装置；其特征在于：

该整体元件是一个止动件(15)，其装配入该定子(14)并且在与该电枢(16)相反的一侧上形成有一个小直径部分(15b)、一个相对该小直径部分(15b)径向向外突出的大直径部分(15a)以及一个位于该小直径部分(15b)和该大直径部分(15a)之间的阶梯式表面(15c)；

所述止动装置由电枢(16)一侧上的大直径部分(15a)的端面提供，

所述保持装置由阶梯式表面(15c)提供。

2.如权利要求1所述的电磁致动阀(10，50)，其还包括：

一个用于在轴向上固定该定子(14，55)的机架(11，52)；和

一个用于将该机架(11，52)连接至燃料喷射装置(1)主体(3)的锁紧螺母(12，56)。

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