CN101326391B - 用于给机动车中辅助加热装置供给燃料的燃料阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于给机动车中辅助加热装置供给燃料的燃料阀(10)，其具有一励磁线圈(12)、一衔铁(14)及一弹簧(16)，其中，该弹簧可通过向该励磁线圈施加一操作电压及由此产生的致使该衔铁运动的磁力被压缩，并且在该励磁线圈上施加有一最大残余电压的情况下，该弹簧在伸展时克服该磁力，其特征在于，一弹簧力-行程特性曲线(FWK)被适配使得对于所有相关的行程值，该弹簧力-行程特性曲线位于一在施加有操作电压时的磁力-行程特性曲线(MWKA)与一在施加有最大残余电压时的磁力-行程特性曲线(MWKR)之间。

Description

用于给机动车中辅助加热装置供给燃料的燃料阀
本发明涉及用于对机动车中的一个辅助加热装置供给燃料的一种燃料阀，该燃料阀具有一个励磁线圈，具有一个衔铁并具有一个弹簧，其中，可通过向该励磁线圈施加操作电压及由此产生的致使该衔铁运动的磁力使该弹簧被压缩，并且在该励磁线圈上施加有一个最大残余电压的情况下，该弹簧在伸展时克服该磁力。
所述类型的燃料阀特别用于为具有雾化燃烧器的固定加热器供应燃料。所述燃料阀用于在燃料系统中始终获得确定的条件，确切地说是通过对一个励磁线圈供应电流将该阀打开并通过将该线圈电流切断借助弹簧力使该阀再次关闭。
然而，在所述类型的燃料阀中，存在关于运行的可靠性的问题。因为在高温时该励磁线圈的电阻增加，在一个给定的电压下将流过一个减小的线圈电流，这就造成该磁力的下降。这样可产生的结果是，尽管在该励磁线圈施加了一个电压，却不能克服保持该阀关闭的弹簧力。因此该阀不能打开。在当阀应该被再次关闭时的相反的情况下，还可以观察到其他的问题。在普及的系统中，通常是，在控制装置的对电磁阀进行致动的控制输出端上存在一个例如0.4伏的残余电压，典型地该残余电压可以导致直至5mA的范围中一个电流消耗。因此，用于触发该阀的关闭过程的磁力不会降为零而是保持为与所述线圈电流对应的一个值。因此，有时会有可能使弹簧力不足以克服该剩余磁力。
本发明的目的在于克服现有技术中上述的问题，尤其是提供在所有情况下均能可靠运行的一种燃料阀。
所述目的通过独立权利要求的这些特征来实现。
本发明的有利的实施方案在从属权利要求中给出。
本发明这样建立于相应属类的燃料阀上，即，这样适配一个弹簧力-行程特性曲线，使得对于所有相关的行程值，该弹簧力-行程-特性曲线都位于在施加有操作电压时的磁力-行程特性曲线与在施加有最大残余电压时的磁力-行程特性曲线之间。以此方式，它确保该燃料阀在所有相关的情况下都能够可靠地打开并且可靠地关闭。
在此背景中，同样地提出：在最大可允许的温度下，该弹簧力-行程特性曲线位于在施加有操作电压时的磁力-行程特性曲线与在施加有最大残余电压时的磁力-行程特性曲线之间。因为与燃料阀的打开有关的这些问题特别发生在高温下，对该弹簧力-行程特性曲线的适配必须考虑这些最大允许出现的温度。
对该弹簧力-行程特性曲线的适配能够以不同方式进行，对它们中的某些以举例的方式提出：
可以提出，借助一个弹簧来实现该弹簧力-行程特性曲线的适配，该弹簧在不同的圈区域(Windungsbereichen)中有不同的弹性常数。
还可以提出是，借助一个弹簧来实现该弹簧力-行程特性曲线的适配，该弹簧在不同的圈区域中有不同的圈导程。
根据本发明的一个同样适宜的实施方案，可以提出借助一个弹簧来实现该弹簧力-行程特性曲线的适配，该弹簧在不同的圈区域中有不同的材料厚度。
还可以借助一个弹簧来实现该弹簧力-行程特性曲线的适配，该弹簧在不同的圈区域中有不同的材料刚度。
还可以提出，借助一个弹簧来实现该弹簧力-行程特性曲线的适配，该弹簧在不同的圈区域中由不同的材料构成。
还可以借助多个弹簧来实现该弹簧力-行程特性曲线的适配，这些弹簧在不同行程范围中单独地或共同地作用在该衔铁上。
本发明是基于以下的认识，即通过使弹簧力-行程特性曲线与磁力-行程特性曲线相适配，可以克服在所有出现的温度情况下与燃料阀的打开和关闭相关的问题。在此，结合一个“在无电流状态中关闭”的燃料阀来解释本发明。因此该阀的打开是通过给该励磁线圈提供电流来发生的，而该阀的关闭是通过切断或减小电流而发生的。然而，本发明并不局限于此。关于不同的应用，也使用“在无电流状态中打开”的阀。在这方面，本发明也可以有利地得到应用。
现在以优选实施例为基础参照附图，通过举例的方式更详细地对本发明进行说明。附图中示出：
图1为一个燃料阀的剖面图，其中使用了本发明，以及
图2为一个力/行程曲线图，用于解释本发明。
图1示出一个燃料阀的剖面图，其中应用了本发明。图示的燃料阀10具有一个壳体20，在该壳体中设置有一个励磁线圈12、一个衔铁14以及一个弹簧16。壳体20上还设置了一个燃料供应管接头18。通过电压供给装置22、24、26可以给该励磁线圈12提供一电压。该燃料阀10具有一个燃料输出口28，通过该燃料输出口可以将燃料引导到燃料消耗装置上。该燃料输出口28通过一个细的燃料管路30连接到一个阀座32上。所述阀座可通过连接到衔铁14上的一个弹性体密封件34进行密封。燃料从该燃料供应管接头18经由一个阶梯状直径的燃料管路36到达一个横向孔38，该燃料管路在衔铁14的区域中被弹簧16包围，经过该横向孔被供应的燃料可以进入通过所述弹性体密封件34密封所述阀座32的区域中。
所展示的燃料阀运作如下。在示出的状态中，弹簧16将带有弹性体密封件34的衔铁14压在该阀座32上。因此该燃料阀10被关闭。如果该弹簧力(FF)超过该磁力(Fmagn)减去燃料质量流穿过该阀的压力(FP)以及由该衔铁在阀中运动产生的摩擦力(FR)：Fmagn＝FF+FP+FR，则达到所述状态。特别是在该励磁线圈12的无电流状态或者如果仅有低电流流过该励磁线圈12时取得该燃料阀的这种关闭状态。为了打开燃料阀10，将流过该励磁线圈12的电流增大，从而磁力Fmagn增加。如果该磁力Fmagn超过根据上述力等式的反力，于是该弹性体密封件34从该阀座32上抬起，并且由该横向孔38流出的燃料可以经由管路30流到燃料输出口28上。如果要将该燃料阀10再次关闭，那么将通过该励磁线圈12的电流减小，例如到零或一个低的值。由此为了密封的目的该弹簧力可以将带有弹性体密封件34的衔铁压靠在该阀座32上。
图2示出用于解释本发明的一个力/行程曲线图。在力/行程曲线图中展示了不同的曲线和区域。该阴影线的区域示出一个常规弹簧的力/行程变化，该常规弹簧被用于图1所展示的相关的一个燃料阀10中。该力/行程变化是线性的并且发散在由阴影表示的区域上。曲线MWKA示出了施加有操作电压时的磁力-行程特性曲线的典型的变化曲线。这些曲线MWKR表示施加有残余电压时的典型的磁力-行程特性曲线，在燃料阀的再关闭的情况下，该残余电压也可能施加在该励磁线圈上。该曲线图的关键区域位于小行程值处及位于中等行程值的非关键区域的另一侧的大行程值处。例如，如果假设在0.3毫米的行程值上该燃料阀是关闭的，于是可以看到阴影线的区域、这就是说常规弹簧的可能产生的力部分地位于这些MWKA曲线之上。这意味着，该磁力不足以对抗该弹簧力来使该衔铁运动。如果再观察行程值为零的区域，它对应于该燃料阀的完全打开的状态，那么在此还看到，当对应于该MWKR曲线施加有残余电压时，对应于该常规弹簧的该阴影线的区域的一部分位于这些MWKR曲线之下。因此该弹簧力可能不足以克服对应于该MWKR曲线的剩余磁力。
在本发明的基础上，当该燃料阀关闭时以及同样当该燃料阀打开时的这些问题均被克服。在根据本发明的燃料阀中，所述弹簧力-行程特性曲线例如是按照曲线FWK变化。该曲线在所有的行程值上都位于曲线MWKA与MWKR之间，这样在对应于完全关闭的燃料阀的行程值(0.3毫米)以及对应于完全打开的电磁阀的行程值(0)上不再能够发生所讨论的无功能性。
在以上说明中、附图中以及权利要求书中披露的本发明的这些特征本质上既可以单独地也可以任意组合地用于实现本发明。
参考标号列表
10燃料阀                     30燃料管路
12励磁线圈                   32阀座
14衔铁                       34弹性体密封件
16弹簧                       38横向孔
18燃料供应管接头
20壳体
22电压供给装置
24电压供给装置
26电压供给装置
28燃料输出口

Claims (8)

1.用于将燃料供给机动车中一辅助加热装置的燃料阀(10)，具有一励磁线圈(12)、一衔铁(14)及一弹簧(16)，其中，该弹簧可通过向该励磁线圈施加一操作电压及由此产生的致使该衔铁运动的磁力被压缩，并且在该励磁线圈上施加有一最大残余电压的情况下，该弹簧在伸展时克服通过该残余电压产生的磁力，其特征在于，一弹簧力-行程特性曲线(FWK)被适配，使得对于所有相关的行程值，该弹簧力-行程特性曲线位于一在施加有操作电压时的磁力-行程特性曲线(MWKA)与一在施加有最大残余电压时的磁力-行程特性曲线(MWKR)之间。
2.如权利要求1所述的燃料阀，其特征在于，在一最大允许的温度下，所述弹簧力-行程特性曲线(FWK)位于一在施加有操作电压时的磁力-行程特性曲线(MWKA)与一在施加有最大残余电压时的磁力-行程特性曲线(MWKR)之间。
3.如权利要求1或2所述的燃料阀，其特征在于，所述弹簧力-行程特性曲线(FWK)的适配通过一在不同的圈区域中具有不同的弹性常数的弹簧实现。
4.如权利要求1或2所述的燃料阀，其特征在于，所述弹簧力-行程特性曲线(FWK)的适配通过一在不同的圈区域中具有不同的圈导程的弹簧实现。
5.如权利要求1或2所述的燃料阀，其特征在于，所述弹簧力-行程特性曲线(FWK)的适配通过一在不同的圈区域中具有不同的材料厚度的弹簧实现。
6.如权利要求1或2所述的燃料阀，其特征在于，所述弹簧力-行程特性曲线(FWK)的适配通过一在不同的圈区域中具有不同的材料刚度的弹簧实现。
7.如权利要求1或2所述的燃料阀，其特征在于，所述弹簧力-行程特性曲线(FWK)的适配通过一在不同的圈区域中由不同的材料构成的弹簧实现。
8.如权利要求1或2所述的燃料阀，其特征在于，所述弹簧力-行程特性曲线(FWK)的适配通过多个在不同的行程范围中单独或共同作用在所述衔铁上的弹簧实现。
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