CN101166899B - 燃料喷射阀及其装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料喷射阀(1)，尤其是用于内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀，具有用于连接到燃料分配管道上的输入接管(12)、设置在输入接管(12)下游的喷嘴体(2)以及具有磁路元件(60)，该磁路元件具有电磁线圈(44)、内极(63)和外极(65，68)，以及具有衔铁(67)，该衔铁与阀针(7a)这样力锁合地连接，以致当电磁线圈(44)通电流时设置在阀针(7a)上的阀关闭体(7)从阀座面(5)抬起，其中，输入接管(12)及喷嘴体(2)作为深拉伸的构件制成，输入接管(12)及喷嘴体(2)固定在磁路元件(60)上。

Description

燃料喷射阀及其装配方法
现有技术
本发明涉及根据权利要求1的类型的燃料喷射阀及根据权利要求15的用于装配这种燃料喷射阀的方法。
例如由DE 19712922A1公知了一种尤其适用于内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀。它包括一个壳体，一个用于连接在燃料分配管道上的输入接管，一个设置在输入接管下游的阀座承载体，一个固定在阀座承载体上的带有阀座面的阀座体及一个阀关闭体，该阀关闭体可在接触在阀座面上的关闭位置与从该阀座面抬起的打开位置之间运动。输入接管和阀座承载体分别由一个板件构成，该板件通过变形应力变形并且为了形成壳体而彼此连接。
由上述文献公开的燃料喷射阀的缺点尤其在于需要大量构件和与此相关的高的制造成本及装配成本。此外该燃料喷射阀难以装配。
本发明优点
相比之下，根据本发明的具有权利要求1的特征部分的特征的燃料喷射阀及具有权利要求15的特征的用于装配这种燃料喷射阀的方法具有的优点是，该燃料喷射阀由少量组件组成，它们或者可预装配，或者可以简单方式制造和装配，其方式是，输入接管及喷嘴体实施为拉深件，它们被固定在一个磁路元件上。
通过在从属权利要求中所述的措施可得到权利要求1中给出的燃料喷射阀的有利的进一步改进。
有利地，深拉伸的构件可在其形状及构型方面任意改变，以致可实现对燃料喷射阀的安装条件的最佳适配。
此外有利的是，深拉伸的构件可简单及成本有利地制造。
另外的优点还在于，通过该简单的结构可以在燃料喷射阀的最后装配前调节动态流量。
此外有利的是，其它燃料喷射阀的部件可以无需改型而与这些深拉伸的构件组合使用。
附图
在附图中简化地示出本发明的实施例，在下面的说明中详细描述。附图示出：
图1：根据现有技术的燃料喷射阀的一个示意性剖面，及
图2：根据本发明的燃料喷射阀的一个实施例的示意性剖面。
实施例说明
为了更好地理解本发明，在下面借助图2对本发明的一个实施例进行示例性描述前，对根据现有技术的燃料喷射阀根据图1在其主要特征方面进行描述。
根据图1的燃料喷射阀1适用于混合压缩、强迫点火式内燃机，具有一个喷嘴体2。喷嘴体2以其自由端部构成燃料喷射阀1的喷射侧端部3。阀座体4具有圆锥形的阀座面5，该阀座面背离喷射侧端部3并且在该阀座面上朝向喷射侧端部3连接着一个开口6。阀座面5与阀关闭体7配合作用，在本构型中该阀关闭体至少在其与阀座面5相邻的区域中成型为部分圆锥形并且通过一体式成型上的杆7a构成空心的阀针9。阀座体7安置并固定在套管形的阀座承载体9中。阀座承载体9在其背离喷射侧端部3的端部上通过机械连接11与套管形的输入接管12连接，它与该输入接管构成一个套管形的壳体13，用于燃料的流动通道14在该壳体中轴向贯通地延伸。
横截面为圆形的阀座承载体9在其上游端部区域中在其直径方面阶梯形扩宽，由此在其下游端部区域中得到一个基本上为空心圆柱形的圆周壁区段15，在该圆周壁区段上其上游连接一个最好与壳体13的纵向中轴线16垂直布置的阶梯壁区段17和一个空心圆柱形的第二壁区段18。在阀座承载体9的下游端部区域中有一个例如由O型环19a构成的环形密封件19，用于使阀座承载体9在容纳它的容纳孔中密封。为了环形密封件19的轴向固定，在阀座承载体9上成型有两个凸缘21，22，它们相互具有轴向间距并且在它们之间容纳O型环19a，其中上游的凸缘22由一个最好折叠的外卷边构成。
输入接管12也具有圆柱形或阶梯圆柱形套管的形状，在本构型中该输入接管在其上游端部区域中在其横截面尺寸上阶梯形扩大，以容纳过滤器23。在输入接管12的下游端部上成型上一个凸缘24，它的外径大致相应于阀座承载体9的第二圆周壁区段18的外径。在上游端部区域中为输入接管12配置了一个环形密封件25，最好是一个环绕输入接管12的O型环25a，用于密封可插接到输入接管12上的、未示出的燃料管道。为了轴向固定密封环25a，输入接管12上具有两个成型上的凸缘26，27，它们相互具有轴向距离并且在它们之间容纳密封环25a，其中上游的凸缘26由外卷边构成，该外卷边需要时可以是折叠的。
阀座承载体9与输入接管12之间的机械连接11是形状锁合地作用的方式。为此在其中的一个件上可设置多个连接榫29，这些连接榫形状锁合地嵌入另一个件中或搭接该另一个件。在本构型中在阀座承载体9上成型上两个或更多如三个在圆周上分布地布置的连接榫29，它们嵌在凸缘24的具有相应横截面形状的、所属的边缘侧的开口31中并且在该其背离阀关闭体7的一侧上通过至少一个缺口敛缝或弯曲，由此形状锁合地将凸缘24从后面抓住并固定在阀座承载体9上。
阀针8与阀关闭体7以一体式圆柱形或阶梯式圆柱形套管的形式构成，具有在下游封闭的端部。该阀针在其纵向上前后相继地具有三个横截面不同大小的圆周壁区段32，33，34，它们的横截面向上游级进式增大，最好带有锥形的过渡区域35，36。中间的圆周壁区段33具有一个通过内卷边构成的内凸缘37。中间的及上游的圆周壁区段33，34具有空心圆柱形的横截面形状。
内凸缘37用作肩台面和用于设置在其上游的螺旋形压簧形式的复位弹簧38的支座，该弹簧在其上游端部区域中相对于输入接管12的在这里横截面逐渐缩小的圆周壁12a构造得直径尺寸过大并且被压入空心圆柱形的圆周壁12a中。由于尺寸过大的量而得到的复位弹簧38在圆周壁12a中的压配合这样牢固，以致在燃料喷射阀1工作中压入的弹簧端部在工作中产生的应力下的滑动被排除，但复位弹簧38可通过用一定轴向压入力推入空心圆柱形的圆周壁12a中来装配。燃料喷射阀1的打开通过阀针8抵抗复位弹簧38的弹簧力轴向运动实现。
阀座面5通过一个开口39的肩台面构成，该肩台面在一个由阀座面5向上游延伸的纵向区段a中与阀关闭体7的外表面处于滑动接触，在该部位上游发散地构成并且隔开轴向间距地在阀针8的过渡区域35前面终止。该纵向区段a构成用于阀关闭体7的轴向导向区段。为了保证该导向区域中的燃料通道，或是开口39的内表面的横截面形状、但优选部分球形的阀关闭体7的径向外壁区域中的外周面多角形地构成并在阀座体4上带有延伸在这些角之间的切向面(未示出)，或者在阀关闭体7上构造有正割面7b。在本构型中部分球形的阀关闭体7的径向赤道区域相应地多角形构成，例如六角形。
在一方面径向上由阀座承载体9的圆周壁区段18和阀针8以及另一方面由阀座承载体9的阶梯壁区段17和输入接管12的凸缘24限定边界的自由的环形室42中设有一个最好用塑料制的环形的线圈架43，在该线圈架中嵌入一个电磁线圈44，该电磁线圈使得可电磁操作阀针8。线圈架43包括一个环形的基部45，该基部贴靠在凸缘24上和圆周壁区段18上。由基部45的内圆周向下游延伸出一个带有凸缘47的、空心圆柱形的内圆周壁46，它限定一个环形室48，电磁线圈44嵌入在该环形室中并且被由非导电材料、尤其是塑料制的套管49覆盖。
线圈架43的轴向尺寸可定得这样长，使得它将填满凸缘24与阶梯壁区段17之间的距离。由此已可实现燃料喷射阀1的内室关于阀座体4与输入接管12之间的分隔接缝51的密封。最好在线圈架43的轴向端面上设置环形密封，这里是各一个密封环。在本构型中在下游端面上设有一个方形截面密封环52，它配合在线圈架43的轴向的环形突起53上。在上游，一个O型环54设置在线圈架43的上游端面的一个容纳它的环形槽55中。在线圈架43上在侧面成型上一个连接颈43a，该连接颈通过圆周壁18中的一个适配的上游出口18a向外延伸并且承载具有电接触元件43c的连接插头43b，这些接触元件与电磁线圈44相连接。
为阀针8配置一个导向区段56，该导向区段由线圈架43构成。在本构型中该导向区段56设置在上游的圆周壁区段34与基部45之间，圆周壁区段34的圆柱形外圆周面在该导向区段的最好横截面缩小的圆柱形内圆周面上滑动接触。基部45最好在其内圆周的上游区域上具有一个扩宽部，由此构成用于阀针8的上游外边缘的自由环形间隙57。在导向区段41，56之间，杆7a相对于线圈架43及相对于圆周壁区段15具有径向距离。
阀针8的长度这样长，使得当它的阀关闭体贴靠在阀座面5上时在阀针8与输入接管12的凸缘24之间存在轴向距离b，该距离相应于阀针行程。因此输入接管12、在该实施例中其凸缘24构成用于阀针8的行程运动的一个止挡58。即阀针8完全穿过电磁线圈44。因此，传导磁通的输入接管12不构成在公知的可电磁操作的阀的意义上的磁芯，而仅是一个可薄壁构造的壳体件。阀针8构成电磁线圈44的磁芯。在阀针8上施加一个专门的衔铁体是不必要的。
阀座承载体9、输入接管12及阀针8分别用由铁磁性金属、尤其是铁磁性钢制成的板成型件构成，该板成型件可通过其材料的超过流变极限的变形应力例如拉应力或压应力由毛坯或预制件变形成其最终形状，最好通过深拉伸。毛坯或预制件例如可以是平板或管段。因此阀座承载体9、输入接管12及阀针8可以分别是一体式成型的、基本相同壁厚的板件B1，B2，B3，该板件可通过公知的成型措施既简单又快速地制造并且由于在重量轻的情况下相对大的强度或稳定性而具有优点。在此也可成型上阀关闭体7上的正割面7b。但也可以，正割面7b通过去除切屑的后加工制造。
为了阀座体4的轴向固定使用了一个最好用钢制的例如罐状的喷射孔盘59，它的圆周边缘适配于阀座承载体9的内横截面尺寸并且它在一个最好轴向沉入的位置上在喷射侧端部上固定在该阀座承载体的内壁上，最好通过焊接固定。为了在轴向上固定阀座体4，该阀座体通过焊接与喷射孔盘59连接。由阀座体4和喷射孔盘59构成的阀座部分通过焊接在喷射孔盘59的区域中与阀座承载体9相连接。
阀座承载体9、输入接管12及阀针8的限定环形室42的区段在该实施例中为圆周壁区段18、阶梯壁区段17、凸缘24及阀针8的杆7a，它们构成用于电磁线圈44的磁通的导磁元件L1，L2，L3，L4。
在工作中燃料轴向流过输入接管12和阀针8的在上游敞开的杆7a。在阀关闭体7的前面，在该实施例中在圆周区段32，33之间的倾斜的过渡区域35中，在杆7a的外壁中设置透孔，燃料由这些透孔轴向继续向阀座面5方向流动。
上述根据现有技术的燃料喷射阀1的实施例在制造和个别部件的装配方面具有缺点，这些缺点可导致燃料喷射阀1制造时的高成本，低的耐久性，由此在燃料喷射阀1工作期间可能导致其损坏。
尤其是喷嘴体2与输入接管12通过夹持连接方式的连接易受干扰。如由图1中可看出的，其中各个构件的制造必需非常精确并且需要填入附加构件以密封和包封磁路的构件。
下面描述根据本发明构成的燃料喷射阀1的一个实施例，相比之下它具有非常简化的结构，以致可避开上述缺点并且用于该燃料喷射阀的制造及装配成本可显著降低，同时允许该燃料喷射阀1可靠地连接在吸管上或燃料分配管道上。
在此，本发明提出：如图2中借助根据本发明构成的燃料喷射阀1的实施例所描述的，输入接管12及喷嘴体2作为拉深件制成，它们与一个预制的磁路元件60相装配。在图2中同样的构件设有相一致的标号。对于已描述的构件放弃重复说明。
与上面所述根据现有技术的燃料喷射阀1的实施例不同，图2中所示的根据本发明的燃料喷射阀1的实施例具有一个磁路元件60，该磁路元件具有一个管状的内极63和一个外极65及一个在其中被导向的衔铁67，该衔铁与阀针7a力锁合地连接。一个壳体件68作为外极的一部分包封该磁路元件60。
在此，磁路元件60可被预制并且最终被设置输入接管12及喷嘴体2。这里在磁路元件60的输入侧端部61上首先将输入接管12装在例如内极63的一个肩台上并与磁路元件60的管状的内极63通过焊缝64焊接，最好通过激光焊接。
在此，用于相对于未进一步示出的燃料分配管道密封的密封环25a一个隔离块62保持在输入接管12上，该隔离块可以或者套装在输入接管12上并与它共同安装，由此在焊接后仅需在轴向上向下游方向将该隔离块62越过焊缝64推到其最终位置上，或者隔离块62可以以两个半壳的形式构成，它们在焊接后安装到输入接管12周围。
在磁路元件60的下游以类似方式安装喷嘴体2，其方式是，将该喷嘴体装在磁路元件60的外极65上并通过一个焊缝66与该外极连接。在这里作为焊接技术也尤其适用激光焊接。
这两个构件即输入接管12和喷嘴体2在这里被设计为拉深件。这有利地降低了成本，因为通过切削技术制造可被限制在磁路元件60的区域中的少数构件上。此外这些构件具有的优点是，重量轻并且由此不会不必要地增加总重量。
此外拉深是一种在长度和连接部几何特征方面允许大量变化和灵活性的方法。作为这方面的例子，在图2中在喷嘴体2的区域中在左边示意性示出另一变型方案并用V标记，该方案很大程度上取消了用于局部固定O型环19a的凸缘22，其方式是喷嘴体2的直径在其轴向长度上除环绕的槽69外保持恒定，在该槽中置入O型环19a。该形状可更简单地制成和成本有利地制造。
此外还可以，通过深拉伸的输入接管12和喷嘴体2可使用传统的燃料喷射阀1中的大量现有构件。
深拉伸的输入接管12的另一优点这种可能性：在通过借助套管70调整复位弹簧38的预加载力来调整动态流量后才装上该输入接管。这意味着燃料喷射阀1的更简单的可调整性，因为调整工具不需穿过输入接管12。因此所需的工具无需针对不同长度的输入接管的不同调整而改变，这允许更快地进行过程，由此也可节省成本。
本发明并不被局限于所述的实施例，例如也适合于用在自点火式内燃机中的燃料喷射阀1。

Claims (20)

1.燃料喷射阀(1)，具有用于连接到燃料分配管道上的输入接管(12)、设置在输入接管(12)下游的喷嘴体(2)以及具有磁路元件(60)，该磁路元件具有电磁线圈(44)、内极(63)和外极(65，68)，以及具有衔铁(67)，该衔铁与阀针(7a)这样力锁合地连接，以致当电磁线圈(44)通电流时设置在阀针(7a)上的阀关闭体(7)从阀座面(5)抬起，其特征在于：输入接管(12)及喷嘴体(2)作为深拉伸的构件制成，输入接管(12)及喷嘴体(2)与预制的磁路元件(60)相装配并且固定在磁路元件(60)上。
2.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于：输入接管(12)借助一焊缝(64)固定在内极(63)上。
3.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于：喷嘴体(2)借助一焊缝(66)固定在外极(65)上。
4.根据权利要求2或3的燃料喷射阀，其特征在于：所述焊缝(64，66)通过激光焊接制成。
5.根据权利要求1或2的燃料喷射阀，其特征在于：喷嘴体(2)的径向直径在其轴向长度上是阶梯式的。
6.根据权利要求5的燃料喷射阀，其特征在于：喷嘴体(2)具有一个第一凸缘(21)及一个第二凸缘(22)。
7.根据权利要求6的燃料喷射阀，其特征在于：在这些凸缘(21，22)之间设有一个环形密封件(19)。
8.根据权利要求1至3之一的燃料喷射阀，其特征在于：喷嘴体(2)的径向直径在其轴向长度上除一个槽(69)外是恒定的。
9.根据权利要求8的燃料喷射阀，其特征在于：在该槽(69)中安置一个环形密封件(19)。
10.根据权利要求1至3之一的燃料喷射阀，其特征在于：输入接管(12)具有一个凸缘(27)。
11.根据权利要求1的燃料喷射阀，其特征在于：一个隔离块(62)安置到输入接管(12)周围。
12.根据权利要求10的燃料喷射阀，其特征在于：一个隔离块(62)安置到输入接管(12)周围，并且，在凸缘(27)与隔离块(62)之间安置一个环形密封件(25)。
13.根据权利要求11或12的燃料喷射阀，其特征在于：隔离块(62)一体式地构成并且轴向可移动地安置在输入接管(12)上。
14.根据权利要求11或12的燃料喷射阀，其特征在于：隔离块(62)以两个半壳的形式构成。
15.根据权利要求1至3之一的燃料喷射阀，其特征在于：所述燃料喷射阀是用于内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀。
16.用于装配燃料喷射阀(1)的方法，该燃料喷射阀具有用于连接到燃料分配管道上的输入接管(12)、设置在输入接管(12)下游的喷嘴体(2)以及具有磁路元件(60)，该磁路元件具有电磁线圈(44)、内极(63)和外极(65)，以及具有衔铁(67)，该衔铁与阀针(7a)这样力锁合地连接，以致当电磁线圈(44)通电流时设置在阀针(7a)上的阀关闭体(7)从阀座面(5)抬起，其中，输入接管(12)及喷嘴体(2)作为深拉伸的构件制成，输入接管(12)及喷嘴体(2)固定在磁路元件(60)上，其中该方法包括以下方法步骤：
预装配磁路元件(60)，
装上喷嘴体(2)并与外极(65)焊接，
通过调整复位弹簧(38)的预加载力来调整燃料喷射阀(1)的动态流量，
在输入接管(12)上预装配隔离块(62)，及
装上输入接管(12)并与内极(63)焊接。
17.根据权利要求16的方法，其特征在于：第四方法步骤在顺序上可以更换。
18.根据权利要求16或17的方法，其特征在于：预装配隔离块(62)的方法步骤包括：在将输入接管(12)焊接在内极(63)上以前将隔离块(62)套装到输入接管(12)上，以及朝下游方向轴向移动隔离块(62)越过将输入接管(12)与内极(63)连接的焊缝(64)。
19.根据权利要求16或17的方法，其特征在于：预装配隔离块(62)的方法步骤包括在将输入接管(12)焊接在内极(63)上以后将由两个半壳组成的隔离块(62)装配到输入接管(12)上。
20.根据权利要求16或17的方法，其特征在于：所述燃料喷射阀是用于内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀。
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