CN101089384B - 用于内燃机的燃料喷射器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

燃料喷射器(1)包括一中空体(2)，在中空体(2)中安装有一喷射用计量阀(8)，该计量阀(8)具有一刻度管(12)，用于燃料从控制腔(11)的排出。所述刻度管(12)通常由一挡板(13)关闭，该挡板(13)由—电磁铁(17)控制，该电磁铁(17)包含一磁芯(19)和电绕组(26)，绕组(26)装在所述磁芯(19)的环形槽(24)中。绕组(26)具有一外圆柱表面(33)，与所述环形槽(24)构成一间隙(61)，以致被所述刻度管(12)流出的燃料所浸溅。特别地，绕组(26)包含一线轴(28)，该线轴(28)具有一对附件(39)，用于支撑提供电源用的插头(34)，所述磁芯(19)和所述插头(34)的至少一部分(37)包围在非磁性材料块(42)中。线轴(28)具有柱状圆拱(29)和两个平面及平行的凸缘(31，32)，其中一个凸缘(31)邻近于插头(34)的一个端部(36)，另一个凸缘(32)具有较小的直径，以便在刻度管(12)和间隙(61)之间为燃料形成一通道(63)。

Description

用于内燃机的燃料喷射器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射器及其制造方法。
本发明尤其涉及一种喷射器，其包含一中空体，在该中空体中安装有一喷射用计量阀，所述阀包含一将燃料从控制腔排出的刻度管。该管通常由一被电磁铁控制的挡板关闭，该电磁铁包含磁芯和电绕组，绕组安装在磁芯的环形槽中。
背景技术
通常，用适当的固定系统将电磁铁固定在中空体中，插入一由非磁性材料制成的块，固定系统把磁芯推向中空体的固定凸台，例如，一拧在中空体上的螺母。电气线圈盘绕多圈且电连接于电源两个插头。线圈盘绕在支撑线轴上，该线轴设有两个相等的凸缘，它们具有彼此相同且与环形槽的内径和外径相同的内径和外径。
已知的喷射器中线圈的线轴具有一对中空的附件，其中插入两个插头，这两个插头与线圈安装在一起，例如通过一个由非磁性材料制成的块或板。考虑到机械加工和组装，该块制造起来成本相对较高。
在已知的喷射器中，两个插头平行于磁芯的轴，该技术建议把磁芯和插头的一部分包围在非磁性材料制成的块中，这样构成在用于铸造块时的注入(喷射)中的插入物。在这种喷射器中，在磁芯的环形槽中的线轴的外直径限定了塑料材料的通道，塑料材料在铸造注入时会完全盖住绕组(线圈)。这样的喷射器具有如下的缺点：阻止绕组产生的热量的散发，绕组的热量产生于电磁铁的激活。实际上，绕组完全被塑料材料覆盖，大大降低了其与周围环境的热交换能力，尤其是减小了把热量传送到柴油的能力，柴油从下面处置的磁芯中流过。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃料喷射器及其相应的制造方法，它能限制成本并会消除现有技术中电磁喷射器的缺陷。
根据本发明，上述目的可通过这样一种用于内燃机的燃料喷射器(注入器)达到，该燃料喷射器包含一中空体，在中空体中安装有一喷射(注入)用计量阀，该喷射(注入)用计量阀具有一刻度管，用于燃料从控制腔的排出；所述刻度管通常由一挡板(shutter)关闭，该挡板由一电磁铁控制，该电磁铁包含一磁芯和电绕组(电线圈)，该绕组装在所述磁芯的环形槽中；其特征在于：所述绕组以可以被从所述控制腔中流出的燃料浸着的方式构成(said coil is formed in such a way as to be lapped by the fuelcoming out of said control chamber)。
本发明目的还通过一种制造用于内燃机的燃料喷射器的方法实现，该喷射(注入)器包含一中空体，在中空体中安装有一控制喷射(注入)用计量阀的电磁铁。所述电磁铁包含一磁芯、电绕组和电连接于所述绕组的两个插头；所述磁芯具有用于安装所述绕组的环形槽，具有两个用于穿过所述插头的孔；其特征在于以下步骤：
-为所述绕组设置C形横截面的线轴，所述线轴设有两附件，各附件设计用于接纳相应插头的第一端部；
-在线轴上缠绕绕组的线圈，并且把相应插头的第一端部插进各附件中；
-把带有绕组和插头的线轴插进磁芯；
-设置模具来形成由非磁性材料构成的块，以至少包围磁芯的一部分，线轴的附件的一部分，以及插头的一部分；
-在模具中设置带有线轴和插头的磁芯；
-在模具中设置磁芯以在绕组的外表面和磁芯的环形槽之间构成间隙；
-把非磁性塑料材料注入所述模具；
-将由此构成的非磁性材料块从所述磁芯和所述模具中分开。
附图说明
为了更好地理解本发明，这里结合附图描述一些优选实施例，其中：
图1是依照本发明第一实施例的燃料喷射(注入)器的局部径向截面图；
图2是图1的细节的部分剖面立体图；
图3是图1的放大横截面图，去除掉一些部分；
图4是图3的一部分，依照图1实施例的另外一种实施方式；
图5是依照注入器的另外一种实施例的图3的详细图；
图6是图5另外一种实施方式；
图7是沿图4和6中的线VII-VII的图2的剖面详细图。
具体实施方式
参照图1，标号1用来整体表示用于内燃机的燃料喷射器(注入器)，它包含一壳体，该壳体由具有轴线3的管状中空体2构成。中空体2起始于上自由端，包含两个管状延伸4和6，管状延伸4和6由垂直于轴3的内凸台(shoulder)7分界(radiused)并且内径收缩。管状延伸6安装有注入用计量阀8，通过螺母9，计量阀8被阻隔在管状延伸6的凸台10。
计量阀8包含一控制腔11，控制腔11具有一刻度管12，用于在压力作用下把燃料从控制腔11排出。刻度管12通常由挡板(shutter)/阀门13关闭，挡板(shutter)/阀门13由螺旋弹簧16压在相对的表面14上，弹簧16将会在后面作更为详尽的介绍。刻度管12在制动器的相反作用下打开，制动器由电磁铁17组成，电磁铁17作用于盘状电枢(armature)18上，盘状电枢(armature)18固定于挡板(shutter)13。电磁铁17和电枢18装在中空体2的管状延伸4中。
电磁铁17包含一螺旋管形磁芯19，磁芯19具有一轴向通孔21，轴向通孔21中安装的是弹簧16。磁芯19包含一圆柱状部分20和一凸缘22，通过间隔环23，磁芯19的凸缘22置于凸台(shoulder)7上。此外，磁芯19还具有一用于安装电绕组26的环形槽24。环形槽24(图3)具有一内圆柱体表面25和一外圆柱体表面30。
绕组26由一系列缠绕在横截面为C形的线轴28(见图2)的线圈27构成，线轴28由绝缘塑料材料制成。特别地，线轴28由柱状圆拱(cylindricalrib)29和两个平面凸缘31、32构成，柱状圆拱29的内径大致与槽24的内圆柱表面25的直径相同。线圈27设置为限定绕组26的外表面33，该表面近似为圆柱状。
电磁铁17进一步包含两个插头34，用于为绕组26提供电源，绕组26与轴3平行，且彼此横向以一定的距离间隔。每个插头34具有一第一端部36，该端部36以已知方式电连接至绕组26的相应终端。每个插头34进一步包含一中心部分37和第二端部38，使用时，第二端部38凸出超过中空体2的管状延伸4(图1)。第一端部36插入相应的附件39中(图2和3)，附件39形状象套管，它与线轴28的凸缘32制成一体。最好是，两个附件39径向彼此相对，均插入相应的通孔41中，通孔41加工在磁芯19的环形槽24上。
电磁铁17进一步包含一由非磁性塑料材料制成的单块(monolighicblock)42，嵌入在其中的是磁芯19的圆柱部分20，以及插头34的中间部分37。最好地，非磁性材料是用玻璃纤维加强的聚酰胺，例如“Zytel”或“Stanyl”。尤其地，块42具有一第一部分43，第一部分43包着磁芯19的圆柱部分20，且它置于磁芯的凸缘22上。部分43具有略小于管状延伸4的内径(见图1)的外径，部分43的外径通过插入的气密密封垫44与管状延伸4的内径耦合。
块42还包含一第二部分46，第二部分46具有一外径，小于部分43的外径，通过与轴3垂直的环形凸台(shoulder)47分界(rediused)。部分46凸出到管状延伸4的外面，凸台47与所述延伸4的上端边缘48预设一定量的距离。部分46具有两个轴向盲孔，这两个盲孔设在与相应的插头34的部分38相应的位置。块42进一步包含一贯通中心槽50，它与磁芯的槽21一起构成一排泄管，用于把燃料从刻度管12排出。槽50装有弹簧16的一部分且具有一凸台(shoulder)55，凸台(shoulder)55上装载的是弹簧16。
块42的凸台47限定一压缩弹簧51的放置面，压缩弹簧51通常为贝勒维尔圈弹簧或crinckle圈弹簧，它由上边向下的杯子状的环形螺母52压向该凸台47。特别地，环形螺母52具有内螺线侧壁53，它拧在管状延伸4的外螺线上。环形螺母52进一步具有一环形端壁54，它具有径向游间地(which surrounds with radial play the portion 46 of the block 42)包围块42的部分46，在使用时置于管状延伸(tubular stretch)4的上边缘48上。环形壁54为弹簧51限定了一径向相反表面。
每个插头34的端部部分38设计用于与相应的终端56电接触。这两个终端56装在两相应的终端块57中，终端块57装在电绝缘帽或盖58中。在使用中，每个插头34的端部部分38从块42的相应盲轴孔49凸出，插头34的端部部分38周围安装有气密密封垫59。接下来，安装在插头34的端部部分38上的是两终端块57，盖58安装在中空体2的管状延伸4上。
根据本发明，绕组26以这样的方式构成，从刻度管12中流出的燃料会浸到绕组26的外表面33。特别地，绕组26的外表面33与环形槽24的外表面30构成一间隙61，所述燃料从该间隙进入。
根据图1一4的实施例，磁芯19的每个孔41具有的直径大于相应附件39的外表面的直径，以形成另外一个间隙(gap)62。在塑料材料注入形成块42的过程中，在每个间隙62集成构成的是套管60，套管60包围着相应的附件39。但是，这样的非磁性材料并不穿入间隙61，这样绕组26的表面33保持暴露。尤其是，根据图1-3的另外一种实施方式，线轴28的凸台具有一比环形槽24的外表面30的外直径小的外直径，这样，它为浸到绕组26的表面33的燃料构成一环形通道63。
在图4所述的变换实施例中，线轴28的凸缘32′直径大致与上凸缘31的直径和环形槽24的外表面的直径相同。但是，凸台32′至少设有两个凹陷64(图7中有多个凹陷)，为浸到(lap)绕组26的表面33的燃料形成许多数量的通道66。
根据图5和6的实施例，磁芯19的孔41具有大致与线轴28的附件39的外直径相同的直径，附件39插进孔41中。此时，块42的非磁性材料只包围从磁芯19凸出的附件39的一部分67。在图5所示的变换实施例中，线轴28的凸缘32具有比外环形表面30的直径要小的直径，这样，为油料构成一环形通道63，如图3所示。在图5所示的实施例的变换方式中，在图6和7中说明，凸台32′具有一系列凹陷64，因此构成一系列通道66，如同图4中所示。
喷射(注入)器1可以用一种制造方法制造，该方法中包括把块42的非磁性材料注入到模具中，其中磁芯19和绕组26早已设好，以便包围磁芯19的柱体部分20、插头34的中心部分37和至少包围线轴28的附件39的凸出部分67。该制造方法包括以下步骤：
-为绕组26设置具有C形横截面的线轴28，线轴28具有两个附件39，各附件39设计用于安装相应插头34的第一端部36；
-在线轴28上缠绕绕组26的线圈27，并且把相应插头34的第一端部部分36插进各附件39中；
-把带有绕组26和插头34的线轴28插进磁芯19；
-设置模具来形成由非磁性材料构成的块42，以至少包围磁芯19的一部分，线轴28的附件39的一部分，以及插头34的一部分；
-在模具中设置带有线轴28和插头34的磁芯19；
-在模具中设置磁芯以在绕组26的外表面33和磁芯19的环形槽24之间形成间隙61；
-把非磁性材料注入所述模具；
-把这样构成的非磁性材料块42从所述磁芯和所述模具中分开。
接下来，进行后面的进一步步骤：
-联结块42和压缩弹簧51；
-把联结后的块42插进注入器1的中空体2的管状延伸4中；
-用环形螺母52通过压缩弹簧51把块42锁在所述管状延伸4中。
由前所述，可以看到依照本发明的喷射(注入)器1和其相应的制造方法与现有技术相比具有明显的优点。尤其是，从刻度管12中流出的燃料通过连续地浸泡绕组26的外表面33，迅速地散去线圈27中电流流动产生的热量，以使喷射(注入)器1的使用寿命得到很大地提高。此外，该制造方法使得燃料流向绕组26和环形槽24间的间隙61的通道63、66能够很容易地获得，简化了喷射(注入)器1的各元件的组装。
在不超出权利要求保护的范围的条件下，可以对上述燃料注入器及其相应的制造方法进行修改和改进。例如，非磁性材料块42可以采用不同的形状，或者用允许插头34安装到磁芯19和磁芯19安装到中空体2的管状延伸4中的两个或多个部分来代替。

Claims (7)

1.用于内燃机的燃料喷射器(1)，其包括一中空体(2)，在中空体(2)中安装有一喷射用计量阀(8)，所述的计量阀(8)具有一刻度管(12)，用于燃料从控制腔(11)的排出；所述刻度管(12)由一挡板(13)关闭，该挡板(13)由一电磁铁(17)控制，该电磁铁(17)包含一磁芯(19)和电绕组(26)，所述绕组(26)由装在所述磁芯(19)的环形槽(24)中的一线轴(28)承载；所述线轴(28)具有基本柱状圆拱(29)和两个彼此平行的基本为平面的凸缘(31，32；31，32′)，以致形成一C形横截面，该线轴(28)具有一对附件(39)，所述附件(39)装在其中一个所述凸缘(31，32；31，32′)上，用于支撑提供电源用的一对插头(34)；所述绕组(26)具有一基本为圆柱状的外表面(33)，其特征在于：所述磁芯(19)和所述插头(34)的至少一部分(37)包围在非磁性材料块(42)中，所述绕组(26)的外表面(33)与所述环形槽(24)的外表面(30)构成第一间隙(61)，使所述绕组的外表面(33)被流出所述控制腔(11)的燃料浸到，所述附件(39)设计用于插进所述磁芯(19)的两个相对的孔(41)中，所述孔(41)与所述附件(39)形成第二间隙(62)，所述块(42)与所述磁芯(19)铸造在一起，以便填充所述第二间隙(62)，以包围所述附件(39)的从所述孔(41)中凸出的至少一部分(67)。
2.如权利要求1所述的喷射器，其特征在于：所述凸缘(31，32)中的一个凸缘(32)直径小于安装着所述附件(39)的另一个凸缘(31)的直径，这样构成一环形通道(63)，用于所述燃料流向所述第一间隙(61)。
3.如权利要求1所述的喷射器，其特征在于：所述凸缘(31，32′)中的一个(32′)至少具有两个圆形凹陷(64)，以致为流向所述第一间隙(61)的燃料构成相应通道(66)。
4.如权利要求2所述的喷射器，其特征在于：所述磁芯(19)和所述块(42)与相应的中心槽(21，50)这样构成，中心槽(21，50)与所述第一间隙(61)连通，从所述刻度管(12)中流出的燃料通过所述中心槽排出。
5.如权利要求1所述的喷射器，其特征在于：所述附件(39)具有一外表面，附着在相应孔(41)的表面，以便所述块(42)仅包围所述附件(39)的所述部分(67)。
6.如权利要求1所述的喷射器，其特征在于：所述块(42)包括两个平行的圆柱孔(49)，每个平行的圆柱孔(49)设在与相应插头(34)的端部部分(38)相应的位置，每个所述插头(34)分别设有密封垫(44)，设在所述端部部分(38)和所述块(42)的相应的平行的圆柱孔(49)之间。
7.如权利要求1所述的喷射器，其特征在于：通过环形螺母(52)把所述块(42)拧在所述中空体(2)上，压缩弹簧(51)设置于所述环形螺母(52)和所述中空体(2)之间。 
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