CN102472214B

CN102472214B - 流体喷射器以及用于操作流体喷射器的方法和设备

Info

Publication number: CN102472214B
Application number: CN201080029734.2A
Authority: CN
Inventors: M.格兰迪
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-06-07
Also published as: KR20120095840A; KR101705521B1; EP2282043B1; US20120104112A1; EP2282043A1; US9593652B2; CN102472214A; WO2011000663A1

Abstract

一种流体喷射器包括纵轴线（L）和阀针（12），所述阀针能轴向移动且能操作在关闭位置时防止流体喷射且在其它位置时允许流体喷射。流体喷射器还包括机械地联接到阀针（12）的电枢（14）。流体喷射器还包括螺线管组件（30），所述螺线管组件包括至少第一线圈和第二线圈（34，36），且能操作经由施加到所述至少两个线圈（34，36）中的至少一个预定分组的电信号（V）磁性地致动电枢（14）。

Description

流体喷射器以及用于操作流体喷射器的方法和设备

技术领域

本发明涉及流体喷射器以及用于操作流体喷射器的方法和设备。

背景技术

流体喷射器广泛地使用，尤其是用于内燃发动机，它们可以设置在内燃发动机中以便将流体配量到内燃发动机的进气歧管中或者直接配量到内燃发动机的气缸的燃烧室中。

为了在不希望排放物生成方面增强燃烧过程，相应流体喷射器可适合于在非常高的压力下配量流体。例如，在汽油发动机的情况下，压力可以是一直到200 bar的范围，在柴油发动机的情况下，压力可以是一直到2000 bar的范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利于可靠而有效流体喷射的流体喷射器以及方法和设备。

根据第一方面，本发明的特点在于一种流体喷射器，包括纵轴线和阀针，所述阀针能轴向移动且能操作在关闭位置时防止流体喷射且在其它位置时允许流体喷射。所述流体喷射器还包括机械地联接到阀针的电枢。所述流体喷射器还包括螺线管组件，所述螺线管组件包括至少第一线圈和第二线圈，且能操作经由施加到所述至少两个线圈中的至少一个预定分组的电信号磁性地致动电枢。这允许流体喷射针对流体喷射器的当前操作状况进行非常灵活的调节。此外，这允许流体喷射器的短响应时间。流体喷射器优选适合于将流体（尤其是燃料）配量到内燃发动机中。

具体地，预定分组的数量与螺线管组件内的线圈数量相对应，且具体地为至少两个。螺线管组件还可以包括多于两个的线圈。流体（例如，柴油或汽油）在高压下供应。流体喷射器内的高流体压力通常抵消流体喷射器的快速致动时间。在包括多于一个线圈的第一预定分组上施加电信号有助于增加螺线管电感和作用于电枢上的磁力。这允许以快速的方式进行流体喷射。另一方面，如果流体喷射器内的流体压力相对低，那么电信号可施加到包括比第一分组更少线圈的第二预定分组。这减少了例如由于减少电阻引起的电阻电压降且有助于确保流体喷射器的有效操作。

同样，螺线管组件的每个线圈都可以彼此独立地施加电信号，从而允许流体喷射的灵活调节。

在根据第一方面的有利实施例中，第一和第二线圈串联地电联接。这允许流体喷射器的灵活致动。当螺线管组件包括多于两个的线圈时，所有线圈都串联地电联接。

在根据第一方面的进一步有利实施例中，流体喷射器包括至少第一、第二和第三连接器。第一连接器电联接到第一和第二线圈的公共触头。第二连接器电联接到第二线圈的另一个触头。第三连接器电联接到第一线圈的另一个触头。这允许在流体压力低时经由第一线圈致动阀针且在流体压力高时经由第一和第二线圈致动阀针。具体地，连接器的数量与螺线管组件的线圈数量相关。

根据第二和第三方面，本发明的特点在于一种操作流体喷射器的方法和相应设备，其中，确定压力，所述压力表示流体喷射器内的流体压力。所述至少两个线圈中的预定分组中的一个根据所确定压力来选择。电信号施加到所选择分组。这允许流体喷射器的可靠和有效操作。例如，如果所确定压力高，那么第一分组可以施加电信号，如果所确定压力低，那么第二分组可以施加电信号。

在根据第二和第三方面的进一步有利实施例中，如果所确定压力等于或小于预定压力阈值，那么电信号施加到第一线圈。如果所确定压力超过预定压力阈值，那么电信号施加到第一和第二线圈。第一和第二线圈可表示第一分组，第一线圈可表示第二分组。

在根据第二和第三方面的进一步有利实施例中，电信号取决于所确定压力。电信号优选为施加到螺线管组件的电压。优选地，如果压力高，那么电信号的值增加，如果压力低，那么电信号的值减小。这有助于流体喷射器的有效操作。

附图说明

本发明的示例性实施例借助于示意性附图在下文阐述。附图如下：

图1是流体喷射器，

图2是控制单元，

图3是流程图。

具体实施方式

在不同视图中出现的具有相同设计和功能的元件由相同的附图标记表示。

尤其适合于将流体（尤其是燃料）配量到内燃发动机中的流体喷射器（图1）包括装配适配器2，所述装配适配器2设计成将流体喷射器机械地和液压地联接到流体贮存器，例如燃料轨道。流体喷射器具有纵轴线L且还包括入口管4、阀主体6和壳体8。

设置阀主体6内的凹部10，所述凹部10接收阀针12且优选地接收电枢14的一部分。阀针12机械地联接到电枢14。设置入口管4的第一凹部16，所述第一凹部16与电枢14的第二凹部18液压连通。弹簧20设置在入口管4的第一凹部16和/或电枢14的第二凹部18中。优选地，弹簧20靠在通过防反弹盘22形成的弹簧座上。由此，弹簧20机械地联接到阀针12。调节管24设置在入口管4的第一凹部16中。调节管24形成弹簧20的另一个座，且在流体喷射器的制造过程期间可轴向移动以便以期望方式预加载弹簧20。

在流体喷射器的关闭位置，阀针12密封地靠在座26上且由此防止通过至少一个喷射喷嘴28的流体流。例如，喷射喷嘴28可以是喷射孔，然而，其还可以具有适合于配量流体的一些其它类型。座26可以制成阀主体6的一部分，或者还可以制成为独立部分。如果阀针12处于其它位置，那么允许流体喷射。

流体喷射器包括具有第一线圈34和第二线圈36的螺线管组件30。第一线圈34和第二线圈36优选为包覆模制（overmolded）。螺线管组件30可包括多于两个的线圈。

流体入口37设置在装配适配器2中，与过滤器38连通。调节管24设计用于使得流体朝向流体喷嘴28从中流过。为此，防反弹盘22设置有合适凹部，所述凹部与电枢14的凹部液压地连通。调节管24设置有阻尼器40，用于阻尼流体流。阻尼器40包括至少一个孔口，流体在从流体喷射器的流体入口37流向所述至少一个喷射喷嘴28时必须流经所述至少一个孔口。

流体喷射器还包括用于在外部电连接螺线管组件30（具体地，第一线圈34和第二线圈36）的连接器单元。第一线圈34和第二线圈36串联地电联接。如果多于两个的线圈可用，那么所有线圈都串联地电联接。连接器单元包括第一连接器CONN1、第二连接器CONN2和第三连接器CONN3（图2）。如果螺线管组件30包括多于两个的线圈，那么连接器单元可包括多于三个的连接器。第一连接器CONN1电联接到第一线圈34和第二线圈36的公共触头。第二连接器CONN2电联接到第二线圈36的另一个触头，第一线圈34的另一个触头电联接到第三连接器CONN3。

壳体8和电枢14形成磁路。磁路引导由螺线管组件30产生的磁场的磁通量。

图2示出了具有开关元件SW的控制单元ECU。控制单元优选为发动机控制单元，且可应用于执行操作流体喷射器的方法。具体地，控制单元ECU是用于操作流体喷射器的设备。

控制单元ECU经由开关元件SW的第一端电联接到第一连接器CONN1，且还经由开关元件SW的第二端电联接到第二连接器CONN2。控制单元ECU还可应用于经由第三连接器CONN3将流体喷射器电联接到参考电势GND。

流体喷射通过在步骤S0（图3）开始用于操作流体喷射器的方法而执行。在步骤S2，压力P与预定压力阈值P_TH（例如，80 bar）进行比较。压力P表示流体喷射器内的流体压力，例如在汽油燃烧发动机的情况下为30至220 bar。如果压力P小于或等于压力阈值P_TH，那么执行步骤S4，其中，第三连接器CONN3电联接到参考电势GND。此外，以这种方式致动开关元件SW，使得电信号V经由第一连接器CONN1施加到第一线圈34。第一线圈34表示第一线圈34和第二线圈36的预定分组中的一个。电信号V优选为供应电压。这形成作用于电枢14上的磁路，以轴向移动阀针12，从而允许流体喷射。

如果压力P超过压力阈值P_TH，那么执行步骤S6，其中，第三连接器CONN3电联接到参考电势GND。此外，以这种方式致动开关元件SW，使得电信号V经由第二连接器CONN2施加到第一线圈34和第二线圈36。第一线圈34和第二线圈36表示预定分组中的另一个。与步骤S4相比，这导致螺线管组件30的增加电感。高压力P通常抵消阀针12的快速致动。增加螺线管组件的电感通常增加作用于电枢14上的磁力以轴向移动阀针12。这有助于阀针12的快速致动，以用于喷射流体。

此外，与步骤S4中供应的电信号V的值相比，电信号V的值在步骤S6中增加。这导致供应到相应线圈的增加电流。在步骤S8，在预定时间段之后，通过相应地改变电信号V，停止或限制流体喷射。可选地，开关元件SW设定为中性位置，其中，开关元件SW既不联接到第一连接器CONN1，也不联接到第二连接器CONN2。在步骤S10，方法结束。可选地，方法以步骤S2再次开始，以便执行随后流体喷射。

Claims

1. 一种用于操作流体喷射器的方法，

其中，所述流体喷射器包括：

纵轴线（L）；

阀针（12），所述阀针能轴向移动且能操作在关闭位置时防止流体喷射且在其它位置时允许流体喷射；

机械地联接到阀针（12）的电枢（14）；

螺线管组件（30），所述螺线管组件包括至少第一线圈和第二线圈（34，36），且能操作经由施加到所述至少两个线圈（34，36）中的至少一个预定分组的电信号（V）磁性地致动电枢（14），

其中，

确定压力（P），所述压力表示流体喷射器内的流体压力；

根据所确定压力（P）来选择所述至少两个线圈（34，36）中的预定分组中的一个；

将电信号（V）施加到所选择分组。

2. 根据权利要求1所述的方法，其中，如果所确定压力（P）等于或小于预定压力阈值（P_TH），那么电信号（V）施加到第一线圈（34），其中，如果所确定压力（P）超过预定压力阈值（P_TH），那么电信号（V）施加到第一和第二线圈（34，36）。

3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，电信号（V）取决于所确定压力（P）。

4. 一种用于操作流体喷射器的设备，其中，所述流体喷射器包括：

纵轴线（L）；

机械地联接到阀针（12）的电枢（14）；

所述设备能操作：

确定压力（P），所述压力表示流体喷射器内的流体压力；

将电信号（V）施加到所选择分组。

5. 根据权利要求4所述的设备，其中，第一和第二线圈（34，36）串联地电联接。

6. 根据权利要求5所述的设备，包括至少第一、第二和第三连接器（CONN1，CONN2，CONN3），其中，第一连接器（CONN1）电联接到第一和第二线圈（34，36）的公共触头，其中，第二连接器（CONN2）电联接到第二线圈（36）的另一个触头，其中，第三连接器（CONN3）电联接到第一线圈（34）的另一个触头。