CN100520050C - 电磁阀和高压燃料泵 - Google Patents

Abstract

用于计量液体流量的流量控制阀，具有阀构件(40，86，94，106，108)、止挡件(30，84，104)和电磁驱动构件(50)。阀构件(40，86，94，106，108)往复移动地布置在液体室(200)中的第一位置和第二置之间。止挡件(30，84，104)布置在液体室(200)中的第二位置处。当电磁驱动构件(50)通电时，电磁驱动构件(50)会在阀构件(40，86，94，106，108)和止挡件(30，84，104)之间生成磁引力以将阀构件(40，86，94，106，108)保持在第二位置。

Description

电磁阀和高压燃料泵

技术领域：

本发明涉及电磁阀和高压燃料泵。

背景技术

在例如日本已审的专利公布No.S50-6043和日本未经审查的专利公布NO.H10-141177和No.2002-48033中公开了燃料喷射泵中使用的电磁阀，电磁阀充当用于计量液体流量的流量控制阀，所述液体经过液体入口供给并且经过液体出口流出。在上述公布中公开的每种燃料喷射泵都包括布置在燃料泵室的燃料入口侧的流量控制阀。流量控制阀被间歇地打开和闭合以启用燃料泵室和燃料入口之间的连通。然后，电磁驱动构件通电以控制当燃料被压缩时闭合流量控制阀的阀的关闭定时，从而调节燃料泵送量。

在上述公布中公开的流量控制阀中，活动构件由于电磁驱动构件通电时生成的磁引力而移动，这样流量控制阀就会闭合或保持打开。在其中远离磁力产生源的活动构件由磁引力移动的上述结构中，需要较大的磁引力来吸引活动构件。因此，就存在需要电磁驱动构件很大并且能量消耗增加以生成磁引力的弊端。而且，在其中活动构件被从远离活动构件的位置吸引的上述结构中，磁引力需要增大，这样对电磁驱动构件通电的响应速度就需要增强以通过磁引力迅速地移动活动构件。磁引力也需要增强，这样当流量控制阀打开时，就可以增大间隙以增大通道的面积。因此，就存在需要电磁驱动构件很大并且能量消耗增加以生成磁引力的弊端。

而且，在例如日本未经审查的专利公布No.2002-521616中公开了由入口侧和出口侧之间的压差打开的常闭型电磁阀。依照日本未经审查的专利公布NO.2002-521616中图3和图4所示的控制阀(电磁阀)，阀构件由弹簧68(第一偏压构件)沿阀闭合方向偏压以闭合控制阀。而且，活动构件(移动芯)由弹簧64远离阀构件偏压。当在泵室中执行吸入冲程时，泵室中的压力会降低以变得低于燃料连接部中的压力。因此，阀构件会由其中的压差而逆着弹簧68的偏压力而从阀座上脱离。

控制单元(驱动电路)在吸入冲程结束之前开始对电磁铁通电。然后，移动芯逆着弹簧64的偏压力而向电磁铁吸引。当移动芯朝电磁铁吸引时，柱塞(阀针)会沿着阀打开方向移动以打开控制阀，这样就可以限制阀构件被坐上。

当吸入冲程结束并且泵冲程开始时，泵室中的压力就会增大。即使泵室中的压力增大时，控制阀也会被禁止闭合，因为阀构件如此前所述被禁止坐上。因此，一部分燃料就从泵室返回到燃料连接部。

当发动机高速运行时，电磁阀就需要是可高速响应的。特别地，当电磁铁通电时，阀针需要立即移动至阀打开方向。

依照日本未经审查的专利公布NO.2002-521616的图3和图4中所述的电磁阀，移动芯被弹簧64偏压以远离阀构件。因此，当电磁铁不通电时，移动芯就布置在与阀构件最远的位置上。换句话说，在移动芯和止挡件盘78u之间就存在较大的空隙。因为移动芯由弹簧64偏压以远离阀构件，并且也因为存在较大的空隙，所以就需要电流驱动向电磁铁施加较大的电流以立即移动阀针。因此，日本未经审查的专利公布NO.2002-521616中的图3和图4中描述的电磁阀就具有需要实现相当快的响应速度时用于驱动电磁铁的驱动电路的成本就会增大的缺点。

发明内容

本发明解决了上述弊病。因此，本发明的一个目的是提供一种流量控制阀，它具有最小化的电磁驱动构件，这样就可以降低功耗。

本发明的另一个目的是提供一种能够实现相当快的响应速度而不会增大其驱动电路的成本的电磁阀，并且提供一种具有电磁阀的高压泵。

为实现本发明的目的，提供了一种用于计量液体流量的流量控制阀，它具有液体入口、液体出口、液体室、阀构件、止挡件和电磁驱动构件。液体经过液体入口供给流量控制阀。液体经过液体出口从流量控制阀流出。液体室形成于液体入口和液体出口之间。阀构件布置在液体室中，这样阀构件就会依照阀构件的第一位置一侧和阀构件的第二位置一侧之间的压差而在液体室中的第一位置和第二位置之间往复地移动。而且，当阀构件远离第一位置时，阀构件可以使液体入口和液体出口之间连通。止挡件布置在液体室中的第二位置处，这样当阀构件位于充当阀打开位置的第二位置时，止挡件就会接触阀构件。当电磁驱动构件通电时，电磁驱动构件会在阀构件和止挡件之间生成磁引力以将阀构件保持在第二位置上。

为实现本发明的目的，还提供了一种燃料喷射泵，它包括上述的流量控制阀和柱塞。柱塞往复地移动以压缩经过液体入口供给液体室的燃料，并且经过液体出口泵送燃料，这样液体入口、液体出口和阀构件就布置在止挡件的第一侧上并且柱塞布置在止挡件上与止挡件的第一侧相反的第二侧上。

为实现本发明的目的，还提供了一种电磁阀，它包括液体入口、液体出口、液体通道、阀构件、第一偏压构件、阀针、电磁驱动构件和第二偏压构件。液体经过液体入口供给电磁阀。液体经过液体出口从电磁阀流出。液体通道布置于液体入口和液体出口之间。阀构件打开和闭合液体通道。第一偏压构件提供偏压力以沿着第一方向偏压阀构件，这样阀构件就会闭合液体通道。阀针可以独立于阀构件而移动，这样阀针就会与阀构件接触以限制阀构件沿第一方向的位移。电磁驱动构件包括移动芯、固定芯和线圈。移动芯可以与阀针一起移动。固定芯布置成面对着移动芯。线圈生成磁引力以将移动芯朝固定芯吸引，这样阀针就沿第二方向朝阀构件移动。第二偏压构件提供偏压力以沿第二方向偏压阀针，这样第一偏压构件的偏压力就大于第二偏压构件的偏压力。

为实现本发明的目的，还提供了一种电磁阀，它包括液体入口、液体出口、液体通道、阀构件、偏压构件和电磁驱动构件。液体经过液体入口供给电磁阀。液体经过液体出口从电磁阀流出。液体通道布置于液体入口和液体出口之间。阀构件打开和闭合液体通道。偏压构件沿着第一方向偏压阀构件，这样阀构件就会闭合液体通道。电磁驱动构件包括移动芯、固定芯和线圈。移动芯可以与阀构件一起移动。固定芯布置成面对着移动芯。线圈以移动芯向固定芯吸引的方式生成磁引力。因此，线圈生成磁引力，这样阀构件就会沿第二方向移动，这样阀构件就会打开液体通道。

为实现本发明的目的，还提供了一种高压燃料泵，它包括泵壳、柱塞和上述的电磁阀。泵壳包括燃料入口和泵室。柱塞往复移动地容纳在泵壳中，其方式为柱塞往复移动，这样柱塞就会压缩经过燃料入口供给泵室的燃料。电磁阀的液体通道是布置在燃料入口和泵室之间的燃料通道，并且电磁阀打开和闭合燃料通道。

附图说明

通过下列说明、所附权利要求书和附图将会最佳地理解本发明及其附加的目标、特征和优点，其中：

图1A是根据本发明的第一实施例的燃料供给设备的剖视图；

图1B是从图1A中止挡件的柱塞侧观察时燃料供给设备的止挡件的视图；

图2是用于显示柱塞行程、燃料供给设备的燃料入口的开—关定时以及燃料供给设备的线圈的通电定时之间关系的示意图；

图3A是显示处于图2中吸入冲程中的第一部分的燃料供给设备的视图；

图3B是显示处于图2中吸入冲程的后半部分的燃料供给设备的视图；

图3C是显示处于图2中返回冲程的燃料供给设备的视图；

图3D是显示处于图2中泵冲程的燃料供给设备的视图；

图4是用于显示柱塞行程、燃料供给设备的燃料入口的开—关定时以及燃料供给设备的线圈的通电定时之间关系的另一个示意图；

图5A是显示处于图4中吸入冲程中的第一部分的燃料供给设备的视图；

图5B是显示处于图4中吸入冲程的后半部分的燃料供给设备的视图；

图5C是显示处于图4中泵冲程的燃料供给设备的视图；

图5D是显示处于图4中泵冲程的燃料供给设备的视图；

图6是用于显示柱塞行程、燃料供给设备的燃料入口的开—关定时以及燃料供给设备的线圈的通电定时之间关系的另一个示意图；

图7A是显示处于图6中吸入冲程中的第一部分的燃料供给设备的视图；

图7B是显示处于图6中吸入冲程的后半部分的燃料供给设备的视图；

图7C是显示处于图6中返回冲程的燃料供给设备的视图；

图7D是显示处于图6中泵冲程的燃料供给设备的视图；

图8是依照第二实施例的燃料供给设备的剖视图；

图9是依照第三实施例的燃料供给设备的剖视图；

图10是依照第四实施例的燃料供给设备的剖视图；

图11是依照本发明的第五实施例的电磁阀的剖视图；

图12是依照本发明的第五实施例的高压燃料泵的剖视图；

图13是依照本发明的第五实施例的电磁阀的剖视图；

图14是依照本发明的第五实施例的电磁阀的剖视图；

图15是依照本发明的第六实施例的电磁阀的剖视图；

图16是依照本发明的第七实施例的电磁阀的剖视图；

图17A是依照本发明的第七实施例从图16中的方向Y观察的导引构件的示意图；

图17B是依照本发明的第七实施例从图16中的方向X观察的导引构件的剖视图；并且

图18是依照本发明的第八实施例的电磁阀的剖视图。

具体实施方式

(第一实施例)

下面将参照附图描述本发明的第一实施例。

图1是根据本发明的第一实施例的燃料喷射泵。燃料喷射泵10通过使用计量阀20来计量高压燃料的泵送量，计量阀20充当流量控制阀。因此，燃料喷射泵是向内燃机(例如，柴油机或汽油机)的喷油嘴供应燃料的高压供给泵。

柱塞12由外壳22支撑，其方式为柱塞12可以往复地移动，并且柱塞12可以与挺杆14一起移动。挺杆14由弹簧16的偏压力朝向凸轮2压下，其方式为挺杆14的外底面可以依照凸轮2的旋转而相对于凸轮2滑动地移动。

外壳22充当计量阀20的外壳，并且也充当形成燃料泵室200的缸筒。外壳22包括充当液体室的燃料泵室200、作为液体入口的燃料入口210和作为液体出口的燃料出口212。

计量阀20包括外壳22、止挡件30、阀构件40、弹簧42和线圈50。弹簧42充当偏压构件，并且线圈50用作电磁驱动构件。止挡件30、阀构件40和弹簧42位于燃料泵室200中。止挡件30位于阀构件40的燃料下游侧。而且，止挡件30由例如磁性材料制成，其表面镀有非磁性材料，并且它形成为板形。如图1B所示，在止挡件30的外圆周上形成四个切口。这些切口形成燃料通道(连通通道)202，它们是位于止挡件30的径向外圆周和外壳22的内圆周表面之间的液体通道。

阀构件40、弹簧42、燃料入口210和燃料出口212位于止挡件30的一侧上。柱塞12位于止挡件30的另一侧上，该侧与止挡件30的上述一侧相对。阀构件40由例如磁性材料制成，其表面镀有非磁性材料，并且它形成为杯形。阀构件40由弹簧42的偏压力朝向阀座23偏压，且阀座23位于外壳22中的燃料入口210侧上。当阀构件40坐在阀座23上时，燃料入口210闭合。当线圈50通电时，会在阀构件40和止挡件30之间生成磁引力。电控元件(ECU)70控制线圈50的通电。

燃料输送阀60位于燃料出口212中。当燃料泵室200中的压力变得大于或等于预先确定的压力时，球62逆着弹簧77的偏压力而从阀座66上脱离。然后，燃料泵室200中的燃料就经过燃料出口212泵送。

接下来将参照图1、2和3A至3D描述燃料喷射泵10的操作。

下面将描述吸入冲程。如图3A和3B所示，柱塞12依照凸轮2的旋转从上死点向下运动到下止点，这样燃料泵室200中的压力就会降低。因此，施加到阀构件40上的压差就会改变。在此会在阀构件40上游侧的燃料入口210一侧及其下游侧的燃料泵室200一侧之间生成压差。当朝阀座23移动阀构件40的力之和变得比移动阀构件40远离阀座23的反向力小时，阀构件40就脱离阀座23并且保持在止挡件30上。在此，力之和包括燃料泵室200中的燃料压力施加的力和弹簧42的偏压力。反向力是由燃料入口210一侧中的燃料压力导致的。因此，燃料就经过燃料入口210供给燃料泵室200。甚至在如图3B所示其中阀构件40保持在止挡件30上的状态下，燃料也会经过燃料通道202供给燃料泵室200中的柱塞12一侧，这是因为燃料通道202位于阀构件40和止挡件30之间的接触点的径向外侧。

基于表示凸轮2的旋转信号的信号，ECU 70在时间点(在图2中为定时Ts)处开始对线圈50通电，在此时阀构件40就会刚好在柱塞12到达下止点之前保持在止挡件30上并且与之接触。因为止挡件30与阀构件40接触，所以磁引力可以很小以保持其中阀构件40保持在止挡件30上的阀打开状态。

现在将描述返回冲程。当如图3C中所示柱塞12从下死点朝上死点上升时，燃料通道202能够使燃料泵室200中阀构件40一侧中的燃料压力增大。因此，朝阀座23施加到阀构件上的力就会增大。然而，因为线圈50通电以在止挡件30和阀构件40之间生成磁引力，所以阀构件40就保持在阀打开位置，在该位置中阀构件40保持在止挡件30上。因此，燃料入口210保持打开并且通过柱塞12的提升而压缩的泵室200中的燃料会经过燃料入口210流动到低压侧。

现在将描述泵冲程。当线圈50的通电在泵冲程中(如图2中的定时Te所示)停止时，磁引力就不会施加在阀构件40和止挡件30之间。因此，朝阀座23移动阀构件40的力之和就会变得大于移动阀构件40远离阀座23的反向力。因此，阀构件40就由压差而坐在阀座23上，并且燃料入口210闭合。在此，力之和包括燃料泵室200中的燃料压力施加的力和弹簧42的偏压力。反向力是由燃料入口210一侧中的燃料压力导致的。当柱塞12在这个状态下朝上死点提升时，燃料泵室200中的燃料就被压缩，这样燃料泵室200中的燃料压力就会增大。当燃料泵室200中的压力变得大于或等于预先确定的压力时，球62逆着弹簧77的偏压力从阀座66上脱离。然后，燃料输送阀60被打开。因此，在燃料泵室200中压缩的燃料就经过燃料出口212泵送。

而且，包括吸入冲程、返回冲程和泵冲程的上述行程进行重复，这样燃料喷射泵10就会泵送燃料。

在图2中，指示线圈50开始通电定时的定时Ts可以保持在定时T1和定时T2之间的任意位置，在定时T1处柱塞到达上死点，并且定时T2保持在吸入冲程中。

在本实施例中，止挡件30和阀构件40之间的磁引力很小。因此，例如，当线圈50在定时T1通电时，在其中阀构件40坐在燃料入口210一侧中的阀座23上时，阀构件40在下游侧朝止挡件30移动，这种移动不是由于磁引力而是由于压差。然后，阀构件40保持在止挡件30上。

定时T2是根据由于线圈50通电定时而在阀构件40和止挡件30之间生成磁引力的延迟而确定的。时间T2是最晚的定时，这可以保持阀打开状态，在该状态中阀构件40保持在止挡件30上，即使是在柱塞从下死点上升到上死点时。

图4、5A至5D、6、7A至7D是其中停止向线圈50通电的定时改变以调节燃料泵送量的实例。图4、6中指示线圈50开始充电定时的定时Ts与图2中的定时相同。

在图4中，线圈50在定时Te1处停止通电，定时Te1在柱塞12到达下止点之前到来。在此，定时Te1比图2中指示线圈50停止通电定时的定时Te更早一些。因此，就很难执行返回冲程，这样，一旦柱塞12从下止点朝上死点提升，燃料入口210就会闭合并且泵冲程就会开始。在这种情形下，燃料泵送量最大。同样，如果线圈50从开始并未通电，燃料入口210就会以与图4中相同的方式打开和闭合，这样燃料泵送量就会最大。

相反，在图6中，线圈50在定时Te2处停止通电，定时Te2晚于图2中指示线圈50停止通电定时的定时Te。因此，返回冲程就会变得更长并且泵冲程就会变得更短。因此，同图2中相比，燃料泵送量就会减小。

如上所述，用于向线圈50通电的通电定时就会受到控制，这样计量阀20的燃料入口210就打开和闭合以调节燃料泵送量。

(第二至第四实施例)

图8中显示了第二实施例。图9中显示了第三实施例。图10中显示了第四实施例。相同的数字用于相应的组成零件，它们大体上是与第一实施例相同的组成零件，并且省略了其解释。

第二至第四实施例中的燃料喷射泵就计量阀的结构而言与燃料喷射泵10不同。

在图8中所示的根据第二实施例的燃料喷射泵80中，计量阀82包括止挡件84和阀构件86。止挡件84和阀构件86分别具有朝向彼此伸出的凸起部，并且当阀构件移动时，一个凸起部可以连接到另一个凸起部上。

在图9中所示的依照第三实施例的燃料喷射泵90中，计量阀92包括阀构件94，阀构件94形成杯形并且具有面向止挡件30的凸缘96。阀构件94的凸缘96从阀构件94的开口沿径向向外延伸。由于该凸缘96，与止挡件30接触的阀构件94的接触面积就会增大，这样当阀构件94保持在止挡件30上时就会限制阀构件94倾斜。

在图10中显示的依照第四实施例的燃料喷射泵100中，计量阀102包括止挡件104，止挡件104具有凹槽部，这样凹槽部就支撑着弹簧42。阀构件包括球106和管状构件108。

依照第一至第四实施例，阀构件由于压差移动以接触下游侧上的止挡件。然后，在止挡件和与止挡件接触的阀构件之间生成磁引力，这样阀构件就保持在其中阀构件与止挡件接触的阀打开位置。因此，用作电磁驱动构件的线圈50就可以最小化并且可以降低线圈50的功耗。

而且，磁引力不需要增强，即使是在阀构件的提升量增大以增大经过燃料入口210供应的吸入燃料的数量时，因为当阀构件保持在止挡件上时会在阀构件和止挡件之间生成磁引力。

而且，计量阀的阀构件会沿阀打开方向和阀闭合方向移动，这种移动不是由于磁引力，而是由于压差。因此，同其中阀构件仅仅通过在线圈50通电之后生成的磁引力而沿阀打开和闭合方向移动的情形相比，会改进响应速度。

在第一至第四实施例中，止挡件被切削以形成燃料通道202。然而，燃料通道可以形成在外壳22的内圆周表面上。

在第一至第四实施例中，依照本发明的流量控制阀用于充当调节燃料喷射泵的燃料泵送量的计量阀。然而，如果流量控制阀调节经过燃料入口供应并且经过液体出口流出的液体流量的话，依照本发明的流量控制阀也可以用于除燃料喷射泵之外的其它目的。

(第五实施例)

图11是依照本发明的第五实施例的电磁阀37的剖视图。电磁阀37用于充当向内燃机(例如，汽油机或柴油机)的喷油嘴供应燃料的高压燃料泵的燃料计量阀。

磁轭11包括环状板部11a、底部11b、切口11c和环状接合孔11d。环状板部11a包括切口11c，切口11c位于环状板部11a的外圆周上并且位于环状板部11a的一侧上，该侧与环状板部11a的另一侧沿径向相反，底部11b形成于另一侧上。树脂罩盖21的凸起部与切口11c接合。而且在环状板部11a的中心部形成环状接合孔11d。底部11b的剖面图形成弧形，并且底部11b从环状板部11a朝固定芯36垂直地延伸。底部11b中位于固定芯36一侧上的端部与固定芯36接触。磁轭11、固定芯36、移动芯15和磁性构件38由磁性材料形成以形成磁路。

磁性构件38形成管形并且与环状板部11a的接合孔11d接合。磁性构件38包括位于其阀体19一侧上的凹槽部55。凹槽部55包括大直径部、中直径部和小直径部。中直径部具有比大直径部小的内径，小直径部具有比中直径部小的内径。大直径部、中直径部和小直径部按照该次序从磁性构件38的阀体19一侧朝到阀体19一侧相反的另一侧纵向地布置。

用作第二偏压构件的螺旋弹簧13的一个纵向端部容纳在凹槽部55的小直径部中。螺旋弹簧13朝阀构件53偏压阀针39。

阀针39形成管形并且其一个纵向端部插入阀体19的插入开口56中。

移动芯15使用位于阀体19外部的阀针39的另一个端部固定并且与阀针39一起移动。位于磁性构件38一侧的移动芯15的端部容纳在凹槽部55的大直径部中。在该特定实施例中，移动芯15和阀针39是独立地形成的。然而，移动芯15和阀针39也可以整体地形成。

固定芯36布置在移动芯15的阀构件53一侧上。固定芯36在中心具有通孔，阀针39穿入该通孔中。位于阀体19一侧上的固定芯36的端部与高压燃料泵的泵壳24接合。固定芯36和泵壳24之间的间隙由充当密封件的O型环25密封。

非磁性构件17由非磁性材料制成并且形成管形并且围绕着移动芯15和固定芯36。非磁性构件17保持在磁性构件38和固定芯36之间，其方式为非磁性构件17可以防止磁性构件38和固定芯36之间磁通的短路。

线圈18缠绕绕线管27，其方式为线圈18覆盖磁性构件38和非磁性构件17的外圆周部。树脂罩盖21罩盖着线圈18和绕线管27，并且接线端28通过插入成型形成在树脂罩盖21上。接线端28与线圈18电连接。对线圈18通电的驱动电路连接到接线端28上。电磁驱动构件包括移动芯15、固定芯36和线圈18以向阀针39施加朝向阀构件53的力。

位于固定芯36一侧上的阀体19的端部挤压装配到固定芯36中。垫圈35插入阀体19和固定芯36之间以调节移动芯15的最大位移。阀体19包括沿横向方向开口的入口29、沿纵向方向开口的出口57和容纳阀针39的一个端部的插入端口56。液体通道31提供了入口29和出口57之间的连通。入口29与高压燃料泵的燃料室41连通(参见图12)。出口57与泵室45连通(参见图12)。插入端口56与液体通道31连通。而且，阀座26位于阀体19的液体通道31中，其方式为阀构件53从出口57一侧坐在阀座26上。位于与阀体19的固定芯36一侧相反的侧上的阀体19的端部与高压燃料泵的泵壳24接合。阀体19和泵壳24之间的间隙由充当密封件的O型环32密封。阀体19和泵壳24之间的间隙可以使用压力和轴向力进行密封。

阀构件53可往复移动地容纳在液体通道31中，并且可以沿着阀针39的纵向方向移动。阀构件53并不与阀针39连接。阀构件53和阀针39彼此独立，并且可以独立于彼此往复移动。如果阀构件53与阀针39相连接，阀构件53的惯性质量就会增大。因此，当阀构件53由于泵室45和燃料室41之间的压差而从阀座上脱离时，阀构件53的响应速度将会恶化。同样，当阀构件53坐在阀座上时，阀构件53的响应速度也会恶化。相反，当阀构件53与阀针39不相连时，阀构件53的惯性质量就会减小。因此，当阀构件53从阀座上脱离或是坐在阀座上时，阀构件53的响应速度就会增强。阀构件53形成圆板形，并且包括位于外圆周上的切口33。当阀构件53朝向将从阀座26上脱离的出口57移动时，入口29就会通过切口33与出口57连通。当阀构件53坐在阀座26上时，入口29就会断开与出口57的连通。同样，液体通道31会打开和闭合。

弹簧座34形成闭合的环形槽形，并且压入阀体19的出口57中。弹簧座34包括在弹簧座34的凹槽的底部形成的孔34a，并且燃料室41中的燃料经过孔34a供给泵室45。而且，泵室45中的燃料经过孔34a返回到泵室41中。弹簧座34支撑着螺旋弹簧4的一个端部，并且位于弹簧座34中心的管状部分与阀构件53接触以调节阀构件53的提升量。

用作第一偏压构件的螺旋弹簧54由弹簧座34支撑，其方式为位于弹簧座34中心的管状部分插入螺旋弹簧54的内部。螺旋弹簧54的另一个端部与阀构件53接触。螺旋弹簧54沿阀闭合方向(第一方向)偏压阀构件53。

然后将描述螺旋弹簧54的偏压力、螺旋弹簧13的偏压力和由于线圈18通电而生成的磁力(磁引力)。

用作第一偏压构件的螺旋弹簧54的偏压力指示为F1并且用作第二偏压构件的螺旋弹簧13的偏压力指示为F2。在这种情形下，F1和F2之间的关系由下方显示的方程式1表示。

F1>F2...方程式1

当阀构件53除F1和F2之外未受力时，因为方程式1所表示的F1和F2之间的关系，阀构件53由于螺旋弹簧54的偏压力而坐在阀座26上。当线圈18通电时，会在图11中的左侧方向中生成磁力。由于线圈18的通电而生成的磁力指示为F3，F1、F2和F3之间的关系由下文所示的下面的方程式2表示。

F1<F2+F3...方程式2

当线圈18通电时，阀针39受到力F2和F3而在图11中沿着向左的方向推动。相反，阀构件53会受到力F1而沿向右方向推动。因此，当F1、F2和F3之间的关系为如方程式2表示时，阀构件53不能向后推动阀针39，因此防止阀针39被落坐。

然后将描述移动芯15的最大提升量和阀构件53的最大位移量。

图11中的L1显示了阀构件53的最大提升量。L1对应于坐在阀座26上的阀构件53和弹簧座34的管状部分的端面之间的距离。L2显示了移动芯15的最大位移量。下面将描述L2。在图11中，阀构件53坐在阀座26上，并且阀针39由螺旋弹簧13偏压以接触阀构件53。在该配置下，移动芯15和固定芯36之间的距离为L2。因为阀针39由螺旋弹簧13偏压，所以移动芯15和固定芯36之间的距离就不会扩大为大于L2。L1和L2之间的关系由如下的方程式3所表示。

L1>L2...方程式3

当线圈18通电并且移动芯15被吸引到固定芯36上时，移动芯15会朝阀体19移动L2的长度。如果L1小于L2，阀构件53就会在移动芯15接触固定芯36之前接触弹簧座34。在这种情形下，移动芯15将不会接触固定芯36，因此在移动芯15和固定芯36之间不会有空隙。然而，当L1比L2大时，移动芯15可以接触固定芯36，这样移动芯15和固定芯36之间的空隙的长度就可以为零或几乎为零。

现在将描述包括电磁阀37的高压燃料泵。

图12是包括电磁阀37的高压燃料泵58的剖视图。

高压燃料泵58的泵壳24包括燃料室41、导入通道59、凹槽部43、燃料通道44、泵室45、输送通道46和缸筒47。导入通道59与入口29连通。凹槽部43与阀体19和电磁阀37的固定芯36接合。燃料通道44与凹槽部43的底部连通。泵室45与燃料通道44连通。输送通道46与泵室45连通。缸筒47与泵室45连通。燃料室41中的燃料经过燃料入口42a供给导入通道59。

缸筒47容纳柱塞48。柱塞48往复移动地插入缸筒47中，并且可以与弹簧座49和挺杆65一起移动。挺杆65通过螺旋弹簧51的偏压力朝凸轮(未显示)压下，其方式为挺杆65依照凸轮的旋转而与凸轮一起滑动地移动。当柱塞48从上死点向下移动到下止点时，泵室45中的压力就会减小，相反，当柱塞48从下止点上升到上死点时，泵室45中的压力就会增大。

燃料输送阀52位于输送通道46中。当泵室45中的压力变得大于或等于预先确定的压力时，燃料输送阀52打开，并且输送在泵室45中压缩的燃料。

接下来将描述电磁阀37的操作。

现在将描述吸入冲程的第一部分。

当高压燃料泵58的柱塞48从上死点向下止点下落时，吸入冲程就会开始。在吸入冲程开始时，阀构件53坐在阀座26上，如图11所示。当柱塞48下降时，泵室45中的燃料压力就会降低。因此，泵室45和燃料室41中燃料压力之间的压差就会逆着螺旋弹簧54的偏压力而使阀构件53脱离阀座26。在最大距离处，阀构件53可以移动(或提升)直至其中阀构件53接触弹簧座34的点上，如图13所示。

当阀构件53被提升时，阀针39沿阀打开方向(第二方向)的位移就会摆脱阀构件53的限制。因此，阀针39就会受到螺旋弹簧13的偏压力而沿阀打开方向移动。因此，移动芯15和固定芯36之间的空隙的长度就会在线圈18通电之前变小。如上所述，存在关系L1>L2，因此阀针39就可以沿着阀打开方向移动长度L2。然后，移动芯15接触固定芯36，因此就限制了阀针39的位移。因此，移动芯15和固定芯36之间的空隙的长度就变得几乎为零，如图13所示。而且，阀针39的末端从阀座26中朝阀构件53伸出长度L2。

下面将描述吸入冲程的后半部分。

当柱塞48到达下止点时上述吸入冲程结束。驱动电路在吸入冲程就要结束之前对线圈18通电。当线圈18开始通电时，移动芯15由磁力向固定芯36拉动，这样移动芯15就接触固定芯36。此时，如上所述，移动芯15和固定芯36之间的空隙的长度就由于螺旋弹簧13的力而几乎为零。因此，在线圈18通电之后移动芯15用于接触固定芯36的时间就几乎为零。同样，在线圈18通电之后移动芯15用于结束沿阀打开方向的位移的时间几乎为零。因此，即使在高速旋转操作状态中，阀针39也可以实现足够的响应速度。

现在将描述返回冲程的第一部分。

当柱塞48从下止点向上死点上升时返回冲程开始。当返回冲程开始时，泵室45中的燃料压力就会增大。因为泵室45中的燃料压力增大，所以泵室45和燃料室41的燃料压力之间的压差就会减小。因此，阀构件53就会由于螺旋弹簧54的偏压力F1而沿阀闭合方向移动。在这种情形下，因为线圈18会在吸入冲程的后半部分通电，所以阀针39除偏压力F2之外还会受到磁力F3。因此，阀构件53不能沿阀闭合方向向后推动阀针39，因此阀针39可以防止阀构件53被就坐，如图14所示。因此，电磁阀37不会被闭合，并且当柱塞48在返回冲程的第一部分中上升时，泵室45中的燃料会返回到燃料室41中。

下面将描述返回冲程的后半部分。

驱动电路在柱塞48在返回冲程中到达上死点之前的适当定时处停止向线圈18通电。用于停止线圈18通电的定时是可以调节的，因此可以通过调节停止通电的定时来调节燃料泵送量。当停止通电时，磁力F3就会消失。阀构件53就会由于螺旋弹簧54的偏压力而坐在阀座26上。

现在将描述泵冲程。

当阀构件53坐下从而停止返回冲程时泵冲程就会开始。当泵冲程开始时，泵室45中的燃料压力会在柱塞48上升时升高，这是因为阀构件53坐在阀座26上。当燃料压力上升时，燃料输送阀52打开。因此就会泵送在泵室45中压缩的高压燃料。当柱塞48到达上死点时，泵冲程结束，并且将再次执行吸入冲程的第一部分。

(第六实施例)

现在将参照附图描述本发明的第六实施例。本实施例的电磁阀中与第五实施例的电磁阀的部件类似的类似部件将使用相同的数字指示。

图15是依照本发明的第六实施例的电磁阀的剖视图。依照第六实施例的电磁阀75的阀构件61包括阀部61a和茎部61b。阀部61a形成总体上的盘形并且茎部61b会沿阀针76的纵向方向延伸。阀构件61形成总体上的T形，如图15所示。阀构件61具有位于阀构件61一侧上的凹槽部61c，该侧与其中阀针62所在的另一侧相反。凹槽部61c容纳用作第一偏压构件的螺旋弹簧63的一端。图15显示了由螺旋弹簧63偏压并且坐在阀座66上的阀构件61。盘形的止挡件64位于阀构件61的一侧上，该侧与其中阀针62所在的另一侧相反。止挡件64支撑着螺旋弹簧63的另一端，并且调节阀构件61的提升量。止挡件64包括切口65，切口65位于即使阀构件61接触止挡件64时也不会被阀构件61盖住的位置上。

除上述点之外，依照第六实施例的电磁阀75与依照第五实施例的电磁阀37大体上相同。

(第七实施例)

现在将参照附图描述本发明的第七实施例。本实施例的电磁阀中与第五实施例的电磁阀的部件类似的类似部件将使用相同的数字指示。

图16是依照本发明的第七实施例的电磁阀的剖视图。依照第七实施例的电磁阀78包括导引构件72，导引构件72沿着阀针39的纵向方向导引阀构件71的往复移动并且形成具有底部的管形。图16中所示的导引构件72显示了沿图17A中的线XVI-XVI剖开的示意图。

图17A是显示沿着图16中的方向Y观察时导引构件72的示意图。如图17A所示，导引构件72的底壁包括沿圆周方向以相同的间隔布置的六个孔74。图17B是显示沿着图16中的方向X观察时导引构件72的示意图。导引构件72的管状部具有在管状部件中沿径向向外伸出的阶梯部73。阶梯部73的内壁具有六个凹槽部，其方式为在底壁上的相应的孔74会沿着凹槽部穿过内壁。因此，当沿着方向X观察导引构件72时，可以看到每个孔74的整体轮廓，如图17B所示。

底部呈管形的阀构件71与阶梯部73的内壁滑动地接合。阀构件71的管状部容纳用作第一偏压构件的螺旋弹簧79。阀构件71接触导引构件72的底壁，这样就可以调节阀构件71的提升。

除上述点之外，依照第七实施例的电磁阀78与依照第五实施例的电磁阀37大体上相同。

(第八实施例)

下面将参照附图描述本发明的第八实施例。本实施例的电磁阀中与第五实施例的电磁阀的部件类似的类似部件将使用相同的数字指示。

图18是依照本发明的第八实施例的电磁阀的剖视图。依照第八实施例的阀构件81对应于第五实施例中与阀针39相连的阀构件53。依照电磁阀85，当阀构件81由于压差而沿着阀打开方向移动时，移动芯15会朝着固定芯36移动。应当指出，阀构件81的响应速度由于增大的惯性质量而可能会劣于第五实施例中阀针39的响应速度，这是因为在第五实施例中阀构件81是由与阀针39相连的阀构件53形成的。然而，电磁阀85并不需要具有用作第二偏压构件的螺旋弹簧13。因此，当响应速度保持在容许范围之内时，可以使用依照第八实施例的结构来降低成本。

除上述点之外，依照第八实施例的电磁阀85与依照第五实施例的电磁阀37大体上相同。

第五至第七实施例描述了F1大于F2的情形。然而，F1可以等于F2。当F1等于F2时，阀构件53可以由于从泵室45返回燃料室41的燃料的流动而移动，从而坐在阀座上。然而，与其中螺旋弹簧54推动阀构件53的情形相比，这会花费更多的时间来使阀构件53被移动以坐在阀座上。

在依照本发明的第五至第七实施例的上述电磁阀中，用作第二偏压构件的螺旋弹簧会在吸入冲程的第一部分中沿阀打开方向推动阀针。因此，在吸入冲程的后半部分驱动电路开始对线圈18通电时，移动芯15和固定芯36之间的空隙的长度就已经设置为几乎为零。因此，移动芯15在线圈18通电后移动的距离几乎为零。因此，可以缩短移动芯15移动以接触固定芯36所需要的时间。即，可以提高阀针的响应速度。而且，越靠近目标，为向目标提供特定数量的磁力而需要施加的电流就越小。因此，当空隙的长度在驱动电路开始对线圈18通电之前减小时，就可以使用较低的电流实现用于吸引的所需磁力。因此，可以使用累积电流较慢的驱动电路例如电压驱动电路实现足够的响应速度。因此，依照第五至第七实施例的电磁阀可以实现足够的响应速度而不会增大驱动电路的成本。

而且，在依照本发明的第八实施例的电磁阀85中，当阀构件81在吸入冲程的第一部分中从阀座上脱离时，移动芯15会朝固定芯36移动。因此，在吸入冲程的后半部分驱动电路开始对线圈18通电时，移动芯15和固定芯36之间的空隙的长度就已经设置为几乎为零。因此，在线圈18通电之后移动芯15移动的距离几乎为零，并且可以缩短移动芯15移动以接触固定芯36所需的时间。即，可以提高阀构件81的响应速度。而且，越靠近目标，为向目标提供特定数量的磁力而需要施加的电流就越小。因此，当空隙的长度在驱动电路开始对线圈18通电之前减小时，就可以使用较低的电流实现用于吸引的所需磁力。因此，可以使用累积电流较慢的驱动电路例如电压驱动电路实现足够的响应速度。因此，依照第八实施例的电磁阀可以实现足够的响应速度而不会增大驱动电路的成本。

应当指出，在靠近目标越近并且施加相同数量的电流时，为向目标提供特定数量的磁力所需的线圈18的绕数就越小。因此，当空隙的长度在驱动电路开始对线圈18通电之前减小时，就可以使用较低的绕数实现用于吸引的足够的磁力。因此，在驱动电路的小型化比驱动电路成本的降低具有更高优先权时，可以通过降低绕数来使线圈最小化。在这种情形下，也会实现足够的响应速度。

在依照本发明的实施例的高压燃料泵58，可以降低驱动例如电磁阀37打开和闭合燃料通道44的驱动电流。因此，可以限制驱动电路的成本的增大。而且，当施加相同数量的电流来代替降低电流时，可以使电磁阀37和高压燃料泵58最小化。而且，无论在燃料入口42a和泵室45之间是否存在压差，电磁阀37都会由于电磁阀37的通电而迅速地保持在阀打开位置。因此，即使当凸轮按照柱塞48的往复移动的速度会增大的这种方式高速旋转来驱动柱塞48，电磁阀37也可以跟随柱塞48的往复移动的速度。因此，就可以期望地定时打开和闭合在燃料入口42a和泵室45之间的连接。

本发明的构件和零件的组合并不限于说明书的实施例和附图中所描述的组合。任意实施例中的任意构件和零件都可以进行组合。

本领域的技术人员很容易就会想到附加的优点和改进。因此本发明在其上位概念中并不限于所示和描述的具体细节、典型设备和示意性实例。

Claims (3)

1.一种电磁阀，包括：

液体入口(29)，液体经过该液体入口供给电磁阀；

液体出口(57)，液体经过该液体出口从电磁阀中流出；

布置在液体入口(29)和液体出口(57)之间的液体通道(31)；

打开和闭合液体通道(31)的阀构件(53，61，71)；

第一偏压构件(54，63，79)，提供偏压力以沿着第一方向偏压阀构件(53，61，71)，这样阀构件(53，61，71)就会闭合液体通道(31)；

独立于阀构件(53，61，71)而移动的阀针(39，76)，其中阀针(39，76)与阀构件(53，61，71)接触以限制阀构件(53，61，71)沿第一方向的位移；

电磁驱动构件(15，18，36)，包括：

与阀针(39，76)一起移动的移动芯(15)；

布置成面对移动芯(15)的固定芯(36)；以及

线圈(18)，该线圈生成磁引力以将移动芯(15)向固定芯(36)吸引，这样阀针(39，76)就沿第二方向朝阀构件(53，61，71)移动；以及

第二偏压构件(13)，该第二偏压构件提供偏压力以沿第二方向偏压阀针(39，76)，其中第一偏压构件(54，63，79)的偏压力大于第二偏压构件(13)的偏压力。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，当线圈(18)生成磁引力时移动芯(15)接触固定芯(36)。

3.一种高压燃料泵，包括：

泵壳(24)，包括燃料入口(42a)和泵室(45)；

往复移动地容纳在泵壳(24)中的柱塞(48)，其中柱塞(48)被往复地移动，这样柱塞(48)就压缩经过燃料入口(42a)供给泵室(45)的燃料；以及

依照权利要求1或2所述的电磁阀(37，75，78)，其中：

电磁阀(37，75，78)的液体通道(31)是布置在燃料入口(42a)和泵室(45)之间的燃料通道(31)；并且

电磁阀(37，75，78)打开和闭合燃料通道(31)。

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