CN102792004A

CN102792004A - 喷射阀的阀组件、喷射阀以及组装喷射阀的阀组件的方法

Info

Publication number: CN102792004A
Application number: CN2011800142276A
Authority: CN
Inventors: L.德尔弗拉特; I.伊佐; L.马泰乌奇; M.奥梅里
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: CN102792004B; KR20130016298A; EP2366888A1; WO2011113746A1; US20130193239A1; US9046066B2; KR101857463B1

Abstract

喷射阀的阀组件、喷射阀以及组装喷射阀的阀组件的方法。本发明涉及用于喷射阀（10）的阀组件（11）和组装阀组件（11）的方法。阀组件（11）包括具有中心纵轴线（L）的阀主体（12）。阀主体（12）包括：带有流体入口部分（21）和流体出口部分（19）的空腔（18）；设置在远离流体出口部分（19）的轴向端部处的端部部分（13）；以及设置在阀主体（12）的面向流体出口部分（19）的轴向端部处的座（32）。阀针（20）能在空腔（18）内轴向移动，在关闭位置防止通过流体出口部分（19）的流体流，且在其它位置释放通过流体出口部分（19）的流体流。阀针（20）包括：远离所述流体出口部分（19）且面向端部部分（13）的轴向端部（20a）；和在关闭位置时靠在阀主体（12）的座（32）上的座部分（34）。座部分（34）和阀主体（12）的座（32）之间的接触区域具有第一外直径（D1）。阀组件（11）包括设计成致动阀针（20）的电磁致动器单元（36）。波纹管装置（24）包括波纹管（24a）和端部部分（24b），波纹管（24a）在联接区域（25）中固定地联接到端部部分（24b）。联接区域（25）具有第二外直径（D2）。第一外直径（D1）等于第二外直径（D2）。

Description

喷射阀的阀组件、喷射阀以及组装喷射阀的阀组件的方法

技术领域

本发明涉及喷射阀的阀组件、喷射阀以及组装喷射阀的阀组件的方法。

背景技术

喷射阀广泛地使用，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。

喷射阀以各种形式制造以便满足各种内燃发动机的各种需要。因而，例如，其长度、其直径以及负责流体配量方式的喷射阀各种元件可以在宽范围内变化。除此之外，喷射阀可容纳致动器，用于致动喷射阀的针，例如，致动器可以是电磁致动器或压电致动器。

为了在不希望排放物生成方面增强燃烧过程，相应喷射阀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

本发明的目的是形成利于喷射阀的可靠和精确功能的喷射阀的阀组件、喷射阀以及组装喷射阀的阀组件的方法。

该目的通过独立权利要求的特征实现。本发明的有利实施例在从属权利要求中给出。

根据第一方面，本发明特点在于一种用于喷射阀的阀组件，包括阀主体，所述阀主体具有中心纵轴线。所述阀主体包括：带有流体入口部分和流体出口部分的空腔；设置在远离所述流体出口部分的轴向端部处的端部部分；以及设置在面向所述流体出口部分的轴向端部处的针座。所述阀组件包括阀针，所述阀针能在所述空腔内轴向移动，所述阀针在关闭位置防止通过流体出口部分的流体流，且在其它位置释放通过流体出口部分的流体流。所述阀针包括：远离所述流体出口部分且面向阀主体的端部部分的轴向针端部；和在关闭位置时靠在阀主体的针座上的座部分，所述座部分和阀主体的座之间的接触区域具有第一外直径。所述阀组件包括设计成致动阀针的电磁致动器单元。波纹管装置包括波纹管和端部部分。所述波纹管在联接区域中固定地联接到波纹管装置的端部部分。所述波纹管固定地联接到阀针的轴向端部，且波纹管装置的端部部分在联接区域中固定地联接到阀主体的端部部分。所述波纹管装置将阀主体与阀针密封地联接，所述联接区域具有第二外直径。所述第一外直径等于所述第二外直径。

这具有这样的益处：由于电磁致动器的部件的低成本且由于低报废成本，阀组件的低成本是可能的。此外，由于相等的直径，作用于阀针上和作用于波纹管上的液压力平衡，与流体压力无关。因而，所喷射流体的喷流的高稳定性是可能的。

根据第二本发明，本发明特征在于具有阀组件的喷射阀。

根据第二本发明，本发明特征在于用于组装喷射阀的阀组件的方法。所述方法包括以下步骤：提供阀筒和阀针，所述阀筒包括空腔；将阀针设置在阀筒的空腔中；提供电枢且将电枢联接到阀针；提供参考电磁致动器且将参考电磁致动器联接到阀筒；致动参考电磁致动器以引起阀针的轴向移动且确定阀针的轴向移动的升程；将电枢固定地联接到阀针；以及将参考电磁致动器从阀筒断开联接。所述参考电磁致动器是可以用于以可复制的方式确定一系列阀组件的阀针的升程的致动器。阀针的轴向移动的升程是由喷射阀的阀组件喷射的流体量的重要参数。该方法具有这样的益处：可以在不使用阀组件的电磁致动器单元的情况下确定阀针的轴向移动的升程。因而，在阀组件的电磁致动器单元方面的报废成本可以保持低。

在本发明的第三方面的有利实施例中，在参考电磁致动器从阀筒断开联接之后，容纳线圈的壳体固定地联接到阀筒。壳体和线圈是电磁致动器单元的一部分。这具有这样的益处：电磁致动器单元的壳体和线圈可以在组装过程结束时联接到阀主体。因而，在阀组件的组装过程期间在电磁致动器方面的低报废成本是可能的。

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：

图1以纵向截面图示出了具有阀组件的喷射阀，

图2以纵向截面图示出了阀组件的一部分，

图3以纵向截面图示出了阀组件的一部分，

图4和4a示出了阀组件的一部分，

图5以纵向截面图示出了阀组件的一部分，

图6和6a以纵向截面图示出了阀组件的一部分，

图7以纵向截面图示出了阀组件的一部分，

图8以纵向截面图示出了阀组件的一部分，

图9以纵向截面图示出了阀组件的一部分，

图10以纵向截面图示出了阀组件的一部分，

图11以纵向截面图示出了阀组件的一部分，以及

图12以纵向截面图示出了阀组件的一部分。

在不同视图中出现的具有相同设计和功能的元件由相同附图标记表示。

具体实施方式

喷射阀10特别适合于将燃料配量到内燃发动机，具有向外开口类型且包括阀组件11。

阀组件11包括具有中心纵轴线L的阀主体12。阀主体12具有设置在阀主体12的轴向端部处的端部部分13。阀主体12具有阀筒14、阀帽15和部分地设置在阀筒14周围的壳体16。阀组件11包括固定地联接到阀主体12的入口管17。具体地，入口管17固定地联接到阀帽15。

阀主体12具有空腔18。在空腔18的一个自由端部上，形成流体出口部分19，其根据阀针20的轴向位置关闭或打开。阀针20设置在空腔18中且能在空腔18中轴向移动。阀针20具有远离流体出口部分19且面向阀主体12的端部部分13的轴向端部20a。

喷射阀10还具有流体入口部分21，所述流体入口部分21液压地联接到空腔18和未示出的燃料连接器，所述燃料连接器联接到入口管17。

空腔18容纳电枢22，电枢22能在空腔18中轴向移动。电枢22固定地联接到阀针20。电枢22具有孔23，孔23以轴向方向延伸且允许通过电枢22的流体流（图4a）。

在阀针20和阀主体12之间设置波纹管装置24，所述波纹管装置24具有波纹管24a和端部部分24b。波纹管装置24的波纹管24a在联接区域25固定地联接到波纹管装置24的端部部分24b。波纹管装置24将阀主体12与阀针20密封地联接，从而可以阻止空腔18和环境之间的流体流。标定弹簧26设置在波纹管装置24内。标定弹簧26机械地联接到阀针20的轴向端部20a。阀针20形成标定弹簧26的第一座。活塞28部分地设置在波纹管装置24内且形成标定弹簧26的另一座。在喷射阀10的制造过程期间，活塞28可以轴向移动到波纹管装置24中，以便以期望方式预加载标定弹簧26。籍此，标定弹簧26在阀针20上朝向喷射开口30施加力。

阀主体12具有座32，所述座32设置在阀主体12的面向流体出口部分19的轴向端部处。在阀针20的关闭位置，阀针20的座部分34密封地靠在座32上，籍此防止通过喷射开口30的流体流。座部分34和阀主体12的座32之间的接触区域限定第一外直径D1。波纹管装置24的端部部分24b和波纹管24a之间的联接区域25具有第二外直径D2。第一外直径D1等于第二外直径D2。由于直径D1、D2相等，因而对于每一个压力阀针都被液压平衡。因而，喷射阀10的动态性能可以独立于流体压力。从而，喷射流体的喷流的高稳定性是可能的。如果喷射阀10在内燃发动机中使用，那么喷射流体的喷流的高稳定性允许在内燃发动机的燃烧室中进行分层燃烧。

压力平衡阀的另一益处在于，在操作压力方面没有工作上限。因而，操作压力的唯一上限与阀结构阻力有关。

阀组件11包括电磁致动器单元36。致动器单元36包括线圈38，线圈38优选设置在壳体16内且被包覆模制。此外，致动器单元36包括电枢22。阀主体12、壳体16和电枢22的一部分形成电磁电路。电磁致动器单元36可以用低成本制造。此外，电磁致动器单元36不需要热补偿器，因为电磁致动器单元36的部件可具有类似的热膨胀系数。环形元件40设置在空腔18中径向位于筒14和壳体16之间且轴向位于线圈38和电枢22之间。环形元件40固定地且密封地联接到筒14和壳体16。环形元件40包括非磁性材料。电枢支撑弹簧42设置在空腔18中轴向位于环形元件40和电枢22之间。优选地，电枢支撑弹簧42是贝氏弹簧。电枢支撑弹簧42具有孔，所述孔允许以轴向方向通过电枢支撑弹簧42的流体流。电枢支撑弹簧42由环形元件40支撑。

随后，根据图2至7详细描述组装阀组件11的方法。

提供阀筒14和环形元件40。环形元件40沿焊接线44（图2）焊接到阀筒14上。随后，壳体16和线圈38被提供且固定地联接到筒14和环形元件40。优选地，壳体16钎焊到环形元件40以获得密封联接（图3）。随后，阀针20被提供且插入到筒14中，电枢支撑弹簧42和电枢22联接到环形元件40。随后，线圈38被电致动且确定阀针20的升程Z。电枢22固定地联接到阀针20，优选通过压接（图4）。随后，波纹管装置24固定地联接到阀针20的轴向端部20a，优选通过压配合且沿周向线46钎焊（图5）。随后，阀帽15沿周向线48钎焊到壳体16且沿周向线52固定地联接到波纹管装置24的端部部分24b。入口管17沿周向线50固定地联接到阀帽15（图6、6a）。根据图7，随后，阀组件11被包覆模制且电连接器56固定地联接到阀组件11。最后，执行标定过程，通过由活塞28压缩标定弹簧26，直到喷射期望量的燃料。在标定过程之后，活塞28固定地联接到波纹管装置24的端部部分24b，优选通过沿周向线54钎焊（图1）。

随后，详细描述组装阀组件11的另一方法（参见图8至12）：

阀筒14和环形元件40被提供且彼此固定地联接。阀针20设置在阀筒14中，电枢22和电枢支撑弹簧42联接到阀针20（图8）。随后，参考电磁致动器60被提供且联接到阀筒14和环形元件40（图9）。参考电磁致动器60具有以可复制方式确定生产过程中一系列阀组件的阀针的升程的任务。参考电磁致动器60被电致动以引起阀针20的轴向移动且确定阀针20的轴向移动的升程Z（图9）。参考电磁致动器60与筒14断开联接，且波纹管装置24固定地联接到阀针20的轴向端部20a（图10）。随后，阀帽15固定地联接到环形元件40和波纹管装置24的端部部分24b（图11）。随后，容纳线圈38的壳体16固定地联接到阀帽15和阀筒14。然后，阀组件11被包覆模制且电连接器56联接到阀组件11（图12）。最后，执行标定过程，如上文针对根据图1至7的过程所述。

随后，根据图1a描述喷射阀10的功能：

加压流体通过入口管17流向阀主体12内的流体入口部分21。流体穿过电枢22和电枢支撑弹簧42。随后，流体以朝向流体出口部分19的方向在筒14和阀针20之间流动（根据箭头F的流体方向）。线圈38的电致动产生以朝向筒14的方向作用于电枢22上的电磁力。线圈38的电致动引起筒14、壳体16和电枢22内的电磁通量（根据箭头M的磁通量方向）。由于环形元件40是非磁性材料，因而由线圈38产生的磁通量集中于电枢22。因而，电枢22在朝向筒14的方向接收大的力，且电枢22以朝向筒14的方向移动，直到与筒14接触。由于阀针20固定地联接到电枢22，因而阀针20以向外方向推动。因而，流体可以从流体出口部分19流经喷射开口30。

Claims

1. 一种用于喷射阀（10）的阀组件（11），包括：

－阀主体（12），所述阀主体（12）具有中心纵轴线（L），所述阀主体（12）包括：

――带有流体入口部分（21）和流体出口部分（19）的空腔（18）；

――设置在远离所述流体出口部分（19）的轴向端部处的端部部分（13）；以及

――设置在所述阀主体（12）的面向所述流体出口部分（19）的轴向端部处的座（32）；

――阀筒（14）和壳体（16）；

－阀针（20），所述阀针（20）能在所述空腔（18）内轴向移动，所述阀针（20）在关闭位置防止通过流体出口部分（19）的流体流，且在其它位置释放通过流体出口部分（19）的流体流，所述阀针（20）包括：

――远离所述流体出口部分（19）且面向阀主体（12）的端部部分（13）的轴向针端部（20a）；和

――在关闭位置时靠在阀主体（12）的座（32）上的座部分（34），所述座部分（34）和阀主体（12）的座（32）之间的接触区域具有第一外直径（D1）；

－电磁致动器单元（36），所述电磁致动器单元（36）设计成致动阀针（20）且包括电枢（22）；

－环形元件（40），所述环形元件（40）设置在空腔（18）中径向位于筒（14）和壳体（16）之间且轴向位于线圈（38）和电枢（22）之间；

－电枢支撑弹簧（42），所述电枢支撑弹簧（42）设置在空腔（18）中轴向位于环形元件（40）和电枢（22）之间；

－波纹管装置（24），所述波纹管装置（24）包括波纹管（24a）和端部部分（24b），所述波纹管（24a）在联接区域（25）中固定地联接到端部部分（24b）；

其中，所述波纹管（24a）固定地联接到阀针（20）的轴向端部（20a），且波纹管装置（24）的端部部分（24b）固定地联接到阀主体（12）的端部部分（13），所述波纹管装置（24）将阀主体（12）与阀针（20）密封地联接，所述联接区域（25）具有第二外直径（D2），所述第一外直径（D1）等于所述第二外直径（D2）。

2. 一种喷射阀（10），具有根据权利要求1所述的阀组件（11）。

3. 一种用于组装喷射阀（10）的阀组件（11）的方法，所述方法包括以下步骤：

提供阀筒（14）和阀针（20），所述阀筒（14）包括空腔（18）；

将阀针（20）设置在阀筒（14）的空腔（18）中；

提供电枢（22）且将电枢（22）联接到阀针（20）；

提供参考电磁致动器（60）且将参考电磁致动器（60）联接到阀筒（14）；

致动参考电磁致动器（60）以引起阀针（20）的轴向移动且确定阀针（20）的轴向移动的升程（Z）；

将电枢（22）固定地联接到阀针（20）；以及

将参考电磁致动器（60）从阀筒（14）断开联接。

4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在参考电磁致动器（60）从阀筒（14）断开联接之后，将容纳线圈（38）的壳体（16）固定地联接到阀筒（14），其中，所述壳体（16）和线圈（38）是电磁致动器单元（36）的一部分。

5. 根据权利要求3和4中任一项所述的方法，其特征在于，在阀筒（14）被提供之后，环形元件（40）固定地联接到阀筒（14）。

6. 根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，在阀针（20）设置在阀筒（14）的空腔（18）中之后，电枢支撑弹簧（42）联接到阀针（20）。

7. 一种用于组装喷射阀（10）的阀组件（11）的方法，所述方法包括以下步骤：

将容纳线圈（38）的壳体（16）固定地联接到阀筒（14），其中，所述壳体（16）和线圈（38）是电磁致动器单元（36）的一部分；

将阀针（20）设置在阀筒（14）的空腔（18）中；

提供电枢（22）和电枢支撑弹簧（42）且将电枢（22）和电枢支撑弹簧（42）联接到阀针（20）；

致动电磁致动器单元（36）以引起阀针（20）的轴向移动且确定阀针（20）的轴向移动的升程（Z）；

将电枢（22）固定地联接到阀针（20）；以及

将波纹管装置（24）固定地联接到阀针（20）。