CN101275528B - 用于内燃机的燃料配量的电磁阀 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机内的燃料的配量的电磁阀(1)。该电磁阀(1)设置有：圆柱形管状阀体(5)；闭塞体(9)，该闭塞体设置在管状阀体(5)内，并且在打开位置和关闭位置之间可移动；以及电磁促动器(13)，用于移动闭塞体(9)，该电磁促动器包括：设置在管状阀体(5)外的线圈(14)；固定磁极(16)，该固定磁极设置在管状阀体(5)内；可移动保持器(17)，该可移动保持器设置在管状阀体(5)内机械地连接到闭塞体(9)，并且当线圈(14)被激励时适于被磁极(16)磁性地吸引；管状磁衔铁(18)，该管状磁衔铁在线圈(14)周围被设置在管状阀体(5)的外部；以及磁性垫圈(20)，该磁性垫圈具有环形形状，在管状阀体(5)和管状磁衔铁(18)之间布置在线圈(14)上方，用于引导线圈(14)周围的磁流的闭合。

Description

用于内燃机的燃料配量的电磁阀
技术领域
本发明涉及用于内燃机内的燃料配量(dosage)的电磁阀。
本发明有利地适用于燃料泵的流率的控制(配量)的滑阀，下面将明确参考该滑阀进行说明，然而并不失一般性。
背景技术
在共轨型的现代内燃机中，高压泵通过低压泵从油箱接受燃料流，并且将燃料供给到液压连接到多个喷射器的共同轨道。通过改变高压泵的即时流率或者通过总是供给共同轨道过量的燃料并且通过控制阀将过量燃料从共同轨道自身排出，在共同轨道内的燃料的压力必须恒定地控制为发动机状态的函数。一般而言，改变高压泵的即时流率的方案是优选的，这是由于它显示了无疑更加高的能量效率，并且不会引起燃料的过热。
在专利申请EP1612402A1中所公开的类型的解决方案被提议用来改变高压泵的即时流率，该申请涉及一种高压泵，该高压泵包括通过相应的吸入和排出冲程被往复促动的多个泵元件，并且其中，每个泵元件设置有通过低压泵供给的与吸入通道连通的相对应的吸入阀；在吸入通道上设置有滑阀，与每个泵元件的吸入步骤中的初始部分同步地斩波控制该滑阀。换言之，滑阀是打开/关闭类型(开/关类型)的阀，该阀通过改变打开和关闭间隔之间的比率被驱动，从而改变高压泵的即时流率。通过这种方式，滑动泵总是呈现不会确定显著的局部压力损失(局部负荷的损失)的宽的有效通道部分。
在专利申请EP06425612.6中，提出了一种用于燃料泵的流率的滑阀，该滑阀设置有：圆柱形管状阀体，该阀体在顶部闭合，显示有圆柱形座，该座在其下部用作燃料的通道，并且包括多个径向通孔，以允许燃料进入圆柱形座内；下盘，该下盘在径向孔的下方设置在圆柱形管状阀体内，并且显示有限定燃料出口的中心通孔；以及圆柱形闭塞体，该闭塞体与下盘相连并且在打开位置和关闭位置之间可移动，在该打开位置，出口与径向孔连通，在该关闭位置，出口与径向孔隔断。
电磁促动器被设置，用于逆着弹簧的偏压将闭塞体从关闭位置移动到打开位置。电磁促动器包括在外部布置在管状阀体周围的线圈；固定磁极，该磁极设置在管状阀体内；可移动保持器，该保持器机械地连接到闭塞体并且当线圈被激励时适于被磁极磁性地吸引；管状磁衔铁，设置在管状阀体的外部并且包括用于在内部容纳线圈的环形座；以及环形磁性垫圈，设置在线圈上面，用于引导线圈自身周围的磁流的闭合。
线圈通过管状磁衔铁和垫圈保持在适当的位置，管状磁衔铁和垫圈通过干涉驱动被锁定在管状阀体上。然而，管状磁衔铁的干涉驱动发生在管状阀体的布置在可移动保持器附近的区域内；因此，通过管状磁衔铁的干涉驱动效应，管状阀体可以局部地遭受变形，改变可移动保持器的冲程，并且因此以不可接受的方式改变滑阀的性能。具体而言，已经发现的是，要在管状阀体上实现管状磁衔铁的干涉驱动，需要保持管状磁衔铁静止并且轴向地猛推管状阀体；由于很容易确定管状体的局部变形，因此在管状阀体上的这种轴向推动特别地不好。
通过焊接将管状磁衔铁锁定到管状阀体已经被提议，用来试图克服上面提到的缺陷；然而，焊接的实施显著地增大了滑阀的组装成本，并且进一步地引起材料的局部收缩，这确定可移动保持器的冲程改变。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于内燃机内的燃料配量的电磁阀，该种电磁阀克服了上述的缺陷，并且，特定地，制造简单并且成本低廉。
根据本发明，提供了一种用于内燃机内的燃料配量的电磁阀，该电磁阀包括：
圆柱形管状阀体；
闭塞体，该闭塞体设置在管状阀体内，并且在打开位置和关闭位置之间可移动；以及
电磁促动器，用于移动闭塞体，该电磁促动器包括设置在管状阀体外的线圈；固定磁极，该固定磁极设置在管状阀体内；可移动保持器，该可移动保持器设置在管状阀体内机械地连接到闭塞体，并且当线圈被激励时适于被磁极磁性地吸引；管状磁衔铁，该管状磁衔铁在线圈周围被设置在管状阀体的外部；以及磁性垫圈，该磁性垫圈具有环形形状，在管状阀体和管状磁衔铁之间布置在线圈上方，用于引导线圈周围的磁流的闭合；
所述电磁阀的特征在于
所述磁性垫圈显示了径向贯通狭缝，从而具有径向变形的能力；以及
所述管状磁衔铁通过确定磁性垫圈的径向变形的干涉驱动，被锁定到磁性垫圈。
附图说明
现在将参考附图对本发明进行说明，图中示出了本发明的非限制性实施例，其中：
图1是根据本发明制作的电磁阀的概略侧剖视图；
图2是图1中的电磁阀的磁性垫圈的透视图；
图3是图2中的磁性垫圈的平面图；
图4是图2中的磁性垫圈的建设性变形的透视图；
图5是图4中的磁性垫圈的平面图；
图6是图1中的电磁阀的闭合体的透视图；
图7是图6中的闭合体的平面图；以及
图8、9和10是图1中的电磁阀在三个连续的组装步骤期间的三个侧剖面图。
具体实施方式
图1中，标记1表示用于内燃机内的燃料配量的电磁阀的整体。电磁阀1大体显示为围绕着纵向轴线2呈圆柱形对称，通过环形室3径向地(即，垂直于纵向轴线2)接受燃料，并且从下出口4轴向地(即，与纵向轴线2同轴地)供给燃料。
电磁阀1包括圆柱形管状阀体5，该阀体在顶部闭合，通过拉制铁磁钢制造，并且示出了圆柱形座6，该圆柱形座在其下部用作燃料的通道。在环形室3，管状阀体5包括多个径向通孔7，该通孔的作用是允许燃料进入圆柱形座6内。
下盘8设置在圆柱形座6内并且在径向孔7下面，下盘8侧向焊接到管状阀体5并且显示了限定出口4的中心通孔。圆柱形闭塞体9连接到下盘8，该圆柱形闭塞体9可以在打开位置和关闭位置之间移动，在该打开位置，出口4与径向孔7连通，在该关闭位置，出口4与径向孔7隔断。
直径略大于出口4的直径的内圈10和设置在圆柱形闭塞体9的外边沿的外圈11，从圆柱形闭塞体9的下表面(设置为面对着闭合盘8)突起地升起。内圈10限定了密封元件，当闭塞体9布置在靠在下盘8上的关闭位置时，该密封元件适于将出口4和径向孔7隔断。
闭塞体9通过弹簧12被保持在停靠着下盘8的关闭位置，该弹簧被压缩在闭塞体9的上表面和管状阀体5的上壁之间。另外，设置有电磁促动器13，该促动器被电子控制单元(未示出)驱动，从而逆着弹簧12的偏压，将闭塞体9从关闭位置移动到打开位置。
电磁促动器13包括：线圈14，该线圈布置成在外部围绕着管状阀体5并且被装入塑料材料的环形棘轮15内；固定磁极16，由铁磁材料制作并且布置在线圈14处的管状阀体5内；以及可移动保持器17，该可移动保持器设置在管状阀体5内，示出为圆柱形管状形状，由铁磁材料制作，机械地连接到闭塞体9，并且当线圈14被激励时(即电流流过线圈)，适于被磁极16磁性地吸引。另外，电磁促动器13包括管状磁衔铁18，该管状磁衔铁由铁磁材料制作，设置在管状阀体5外部并且包括环形座19以在内部容纳线圈14；以及具有环形形状的磁性垫圈20，该磁性垫圈由铁磁材料制作并且设置在线圈14的上方，用于引导围绕着线圈14自身的磁流的闭合。
保持器17显示为管状形状，并且在下部在闭塞体9自身的外边沿焊接到闭塞体9。优选地，弹簧12设置成通过保持器17的中心通孔21，并且在其上端被容纳销22接合，该容纳销从磁极16延伸。
闭合体23(在图6和7中示出了更多的细节)被提供，该闭合体23被设置成与磁衔铁18接触并且支撑电连接器24(在图6和7中显示出)和组装凸缘25，该电连接器将线圈14电连接到电子控制单元(未示出)，该组装凸缘在管状阀体5外侧侧向伸出，并且显示了一对通孔26，电磁阀的装配螺丝(未示出)布置成穿过该通孔。根据优选实施例，闭合体23制成模制的塑料材料，并且其中结合磁性垫圈20(该磁性垫圈焊接到组装凸缘25)，并使线圈14与其棘轮15结合在一起；换言之，线圈14和它的棘轮15、磁性垫圈20、组装凸缘25和电连接器24的金属触头一起在闭合体23的制造期间被模制在一起。
根据优选实施例，保持器17的外圆柱形表面和保持器17的上环形表面被铬层覆盖；必须注意的是，铬是非磁性金属并且显示低滑动摩擦系数(比钢的一半小)。在保持器17的上环形表面的铬层的作用是通过在保持器17和磁极16之间一直保持最小的气隙，而避免保持器17磁性附着到磁极16。在保持器17的外圆柱形表面的铬层的作用是有助于保持器17相对于管状阀体5的滑动，而且还使得侧气隙均匀(通过将保持器17和环形体5之间的气隙总是保持最小)，从而避免侧部磁附着并且平衡径向磁力。
根据优选实施例，闭塞体9显示有多个通孔27，该通孔设置在内圈10和外圈11之间，并且主要用于避免在闭塞体9移动期间燃料的脉动现象(pumping phenomena)。另外，通孔27允许燃料在保持器17的中心通孔21和在磁极16中获得的容纳腔22内的一定流动，从而允许整个保持器17的充分冲洗。在这一点上，必须注意的是，外圈11的存在意味着在燃料流向出口4期间有局部的小载荷损失，并且该局部的小载荷损失促进了小燃料流均匀地沿着保持器17的侧表面并且通过孔27，以提高保持器17的冲洗。
根据本发明的优选实施例，闭塞体9由弹性钢制作并且显示了减小的厚度，从而能够在中心弹性变形；在这一点上，必须注意的是，闭塞体9只在其外边沿焊接到保持器17，因此，它能够在中心弹性变形。闭塞体9的这种弹性可变形能力允许恢复可能的间隙或者结构误差，而不会损害闭塞体9本身的最佳的密封。另外，当闭塞体9从打开位置移动到关闭位置时，弹簧12将闭塞体9朝着下盘8推动，直到引起闭塞体9自身碰击到下盘8；由于闭塞体9的中心挠性，闭塞体9对下盘8的冲击被外圈11吸收，并且不被内圈10吸收，内圈需要显示高的平面性以确保最佳的密封。换言之，在闭塞体9冲击下盘8时，闭塞体9在中心弹性地变形，由此使内圈10稍微升起，由此，内圈不需要吸收由于冲击所引起的能量。
两个弹性材料的环形衬垫28布置在管状阀体5周围，该衬垫由塑料环形间隔件保持在适当的位置。另外，另一塑料环形间隔件30(在任何情况下是可任选的)插在上环形衬垫28和管状磁衔铁18之间。根据优选实施例，环形间隔件29还起到过滤器的作用，用于过滤流过径向开口7的燃料；特别地，环形间隔件29的侧表面由有孔的网形成。
根据图2中所示的，磁性垫圈20示出了径向贯通狭缝31，从而能够径向变形。根据图2-5中所示出的实施例，除了径向狭缝31外，磁性垫圈20还显示凹口32，线圈14的终端穿过该凹口；可选地，磁性垫圈20可以不具有凹口32，并且线圈14的终端穿过径向狭缝31。
管状磁衔铁18通过确定磁性垫圈20的径向变形的干涉驱动，而被锁定到磁性垫圈20；磁性垫圈20还通过确定磁性垫圈20的径向变形的干涉驱动，而被锁定到管状阀体5。
根据优选实施例，磁性垫圈20初始显示了比管状阀体5的外直径大的内直径并且初始显示了比管状阀磁衔铁18的内直径大的外直径；在组装期间，磁性垫圈20布置在管状阀体5周围，并且在磁性垫圈20周围由力推动管状磁衔铁18，使得磁性垫圈20径向变形，由此变紧。通过这种方式，同时获得磁性垫圈20到管状阀体5的锁定和磁衔铁18的磁性垫圈20的锁定。
根据可选实施例，磁性垫圈20初始示出了比管状阀体5的外直径小的内直径，并且初始显示了比管状磁衔铁18的内直径小的外直径；在组装期间，磁性垫圈20被设置在管状磁衔铁18内，并且在管状阀体5周围由力推动，使得磁性垫圈20径向变形，由此变宽。还是通过这种方式，同时获得磁性垫圈20到管状阀体5的锁定和磁衔铁18的磁性垫圈20的锁定。
换言之，电磁阀1的组装提供：由隔离件29所分离的衬垫28被插在管状阀体5周围，隔离件30插在管状阀体5周围，并且由此磁衔铁18插在管状阀体5周围。在这时，设置有连接器24和凸缘25并且内部结合磁性垫圈20和线圈14的闭合体23与其棘轮15一起插在管状阀体5周围。最后，通过夹住凸缘25的边沿，将闭合体23保持静止，磁衔铁18被向上驱动预设的冲程(例如等于2mm)，从而确定磁性垫圈20到管状阀体5的锁定和磁性垫圈20到磁衔铁18的锁定。磁性垫圈20被焊接到凸缘25并且结合在闭合体23内，磁衔铁18的磁性垫圈20的锁定也确定闭合体23到磁衔铁18的锁定。
必须注意的是，为了将磁性垫圈20更容易地插入磁衔铁18内，磁衔铁18自身的上部显示圆锥形的张开。
上述的电磁阀1显示了很多优点，因为它易于制造并且成本低廉，同时允许将磁性垫圈20锁定到管状阀体5和将磁性垫圈20锁定到磁衔铁18，而不引起管状阀体5任何不希望的变形。这样的结果是通过以下获得的：干涉驱动确定磁衔铁18的变形远离可移动保持器17，以及干涉驱动通过在磁衔铁18上锁定凸缘25和推动获得，因此不向管状阀体5施加任何轴向应力。
另外，由于磁性垫圈20牢固地夹在管状阀体5周围并且磁衔铁18牢固地夹在磁性垫圈20周围，因此完全消除了磁性垫圈20和管状阀体5之间和磁衔铁18和磁性垫圈20之间的可能不希望的气隙。
必须注意的是，电磁阀1的上述建设性结构可以无差异地应用于燃料泵的流率的电磁滑阀和电磁燃料喷射器。

Claims (18)

1.一种电磁阀(1)，用于内燃机内的燃料的配量；该电磁阀(1)包括：
圆柱形管状阀体(5)；
闭塞体(9)，该闭塞体布置在所述管状阀体(5)内，并且在打开位置和关闭位置之间可移动；以及
电磁促动器(13)，用于移动所述闭塞体(9)，并且包括：布置在所述管状阀体(5)外的线圈(14)；固定磁极(16)，该固定磁极布置在所述管状阀体(5)内；可移动保持器(17)，该可移动保持器布置在所述管状阀体(5)内机械地连接到所述闭塞体(9)，并且当所述线圈(14)被激励时适于被所述磁极(16)磁性地吸引；管状磁衔铁(18)，该管状磁衔铁在所述线圈(14)周围布置在所述管状阀体(5)的外部；以及磁性垫圈(20)，该磁性垫圈具有环形形状，在所述管状阀体(5)和所述管状磁衔铁(18)之间布置在所述线圈(14)上方，用于引导所述线圈(14)周围的磁流的闭合；
所述电磁阀(1)的特征在于
所述磁性垫圈(20)显示了径向贯通狭缝(31)，从而具有径向变形的能力；以及
所述管状磁衔铁(18)通过确定所述磁性垫圈(20)的径向变形的干涉驱动，被锁定到所述磁性垫圈(20)。
2.如权利要求1所述的电磁阀(1)，其中，所述磁性垫圈(20)通过确定所述磁性垫圈(20)的径向变形的干涉驱动，被锁定到所述管状阀体(5)。
3.如权利要求2所述的电磁阀(1)，其中，所述磁性垫圈(20)初始显示出比所述管状阀体(5)的外直径大的内直径，并且初始显示出比所述管状阀磁衔铁(18)的内直径大的外直径；在组装期间，所述磁性垫圈(20)布置在所述管状阀体(5)周围，并且所述管状磁衔铁(18)在所述磁性垫圈(20)的周围由力推动，使得所述磁性垫圈(20)径向变形，由此变紧。
4.如权利要求2所述的电磁阀(1)，其中，所述磁性垫圈(20)初始显示出比所述管状阀体(5)的外直径小的内直径，并且初始显示出比所述管状阀磁衔铁(18)的内直径小的外直径；在组装期间，所述磁性垫圈(20)被布置在所述管状磁衔铁(18)内，并且在所述管状阀体(5)周围由力推动，使得所述磁性垫圈(20)径向变形，由此变宽。
5.如权利要求1所述的电磁阀(1)，包括闭合体(23)，该闭合体布置成与所述磁衔铁(18)接触，并且支撑所述线圈(14)的电连接器(24)和组装凸缘(25)。
6.如权利要求5所述的电磁阀(1)，其中，所述闭合体(23)由模制的塑料制成，并且内部结合所述磁性垫圈(20)和所述线圈(14)。
7.如权利要求6所述的电磁阀(1)，其中，所述组装凸缘(25)被焊接到所述磁性垫圈(20)。
8.如权利要求1所述的电磁阀(1)，其中，所述阀体(5)在顶部闭合，显示出圆柱形座(6)，该圆柱形座在其下部用作燃料通道，并且包括多个径向通孔(7)，该径向通孔允许燃料进入所述圆柱形座(6)内；设置了下盘(8)，该下盘在所述径向孔(7)的下面布置在所述圆柱形管状阀体(5)内，并且显示出中心通孔，该中心通孔限定燃料的出口(4)；所述闭塞体(9)显示为圆柱形形状，连接到所述下盘(8)并且在所述打开位置和所述关闭位置之间可移动，在该打开位置，所述出口(4)与所述径向孔(7)连通，在该关闭位置，所述出口(4)和所述径向孔(7)隔断。
9.如权利要求8所述的电磁阀(1)，其中，内圈(10)从所述圆柱形闭塞体(9)的布置成面向所述闭合盘(8)的下表面突出地升起，该内圈具有比所述出口(4)大的直径，并且限定密封元件，当所述闭塞体(9)布置在停靠所述下盘(8)的所述关闭位置时，用于将所述出口(4)和所述径向孔(7)隔断。
10.如权利要求9所述的电磁阀(1)，其中，外圈(11)从所述圆柱形闭塞体(9)的布置成面向所述闭合盘(8)的下表面突出地升起，该外圈布置在所述圆柱形闭塞体(9)的外边沿。
11.如权利要求10所述的电磁阀(1)，其中，所述闭塞体(9)显示出多个通孔(27)，该些通孔设置在所述内圈(10)和所述外圈(11)之间。
12.如权利要求8所述的电磁阀(1)，包括弹簧(12)，该弹簧被压缩在所述闭塞体(9)的上表面和所述管状阀体(5)的上壁之间，用于将所述闭塞体(9)保持在停靠所述下盘(8)的所述关闭位置。
13.如权利要求1所述的电磁阀(1)，其中，所述保持器(17)的上环形表面由铬层覆盖。
14.如权利要求1所述的电磁阀(1)，其中，所述保持器(17)的外圆柱形表面(26)由铬层(28)覆盖。
15.一种组装方法，用于组装内燃机内的燃料配量用的电磁阀(1)；该电磁阀(1)包括：
圆柱形管状阀体(5)；
闭塞体(9)，该闭塞体布置在所述管状阀体(5)内，并且在打开位置和关闭位置之间可移动；以及
电磁促动器(13)，用于移动所述闭塞体(9)，该电磁促动器包括：布置在所述管状阀体(5)外的线圈(14)；固定磁极(16)，该固定磁极布置在所述管状阀体(5)内；可移动保持器(17)，该可移动保持器布置在所述管状阀体(5)内机械地连接到所述闭塞体(9)，并且当所述线圈(14)被激励时适于被所述磁极(16)磁性地吸引；管状磁衔铁(18)，该管状磁衔铁在所述线圈(14)周围被布置在所述管状阀体(5)的外部；以及磁性垫圈(20)，该磁性垫圈具有环形形状，在所述管状阀体(5)和所述管状磁衔铁(18)之间布置在所述线圈(14)上方，用于引导所述线圈(14)周围的磁流的闭合；
该组装方法包括以下步骤：
在所述磁性垫圈(20)上获得径向贯通狭缝(31)，从而赋予所述磁性垫圈(20)径向变形的能力；
通过确定所述磁性垫圈(20)的径向变形的干涉驱动，将所述管状磁衔铁(18)锁定到所述磁性垫圈(20)。
16.如权利要求15所述方法，还包括以下步骤：通过确定所述磁性垫圈(20)的径向变形的干涉驱动，将所述磁性垫圈(20)锁定到所述管状阀体(5)。
17.如权利要求16所述方法，其中，所述磁性垫圈(20)初始显示出比所述管状阀体(5)的外直径大的内直径，并且初始显示出比所述管状阀磁衔铁(18)的内直径大的外直径；在组装期间，所述磁性垫圈(20)布置在所述管状阀体(5)周围，并且所述管状磁衔铁(18)在所述磁性垫圈(20)周围由力推动，使得所述磁性垫圈(20)径向变形，由此变紧。
18.如权利要求16所述方法，其中，所述磁性垫圈(20)初始显示出比所述管状阀体(5)的外直径小的内直径，并且初始显示出比所述管状磁衔铁(18)的内直径小的外直径；在组装期间，所述磁性垫圈(20)被布置在所述管状磁衔铁(18)内，并且在所述管状阀体(5)周围由力推动，使得所述磁性垫圈(20)径向变形，由此变宽。
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