CN103590871B - 密封式电枢球管组件 - Google Patents

Abstract

一种喷射器，具有管，该管被附接到电枢上。该喷射器包括螺线管部分以及由该螺线管部分控制的阀门部分。该电枢包括小直径部分。该喷射器还包括：具有空腔的管，该管的第一端被连接到该小直径部分上；以及球，该球被连接到该管的第二端上，使得该球选择性地与该阀座接触。密封焊接件将该球连接到该第二端上，并且所述至少一个热影响区带定位为邻近该密封式焊接件。涂层基本上围绕该热影响区带以及该球的至少一部分，使得该涂层防止该热影响区带暴露给柴油排气流体并且因此防止随后的腐蚀。

Description

密封式电枢球管组件

技术领域

本发明总体上涉及喷射器，并且更确切地说，涉及一种减小由于暴露给柴油排气流体（DEF）和浓缩柴油排气系统气体引起的腐蚀的处理过的阀门。

背景技术

喷射器是用于将燃料喷射到内燃发动机的汽缸中、以及将柴油排气流体（DEF）喷射到排气流动路径（更具体的说是排气管）中的一种通常使用的装置。虽然DEF自身没有腐蚀性，但DEF具有由其导电性引起的支持腐蚀反应的能力。DEF以及浓缩的柴油排气系统气体支持对该喷射器中不锈钢部件的电化学腐蚀。

某些类型的喷射器具有球，该球是阀门的一部分，并且该球取决于阀门是否打开或关闭而选择性地接触阀座。喷射器可以包括螺线管部分，该螺线管部分致动该阀门。这些喷射器的不同部分（如该球、以及用来将球连接到螺线管部分上的部件）在操作过程中暴露于DEF。球典型地被焊接到部件上，该部件将球连接到螺线管部分上，并且螺线管部分的运动控制着球的运动。球选择性地与阀座接触以便使阀门在打开位置与关闭位置之间改变。

在一种喷射器应用中，所希望的是具有使耐用性最大化的硬质球。在多数情况下，使用淬硬440C不锈钢，这是因为这种不锈钢坚硬、耐腐蚀并且是可焊接的。已知焊接淬硬440C产生已知为热影响区带（HAZ）的区域。在这个区域中，由于保护性铬到碳的迁移而使耐腐蚀性减小。当这种铬迁移发生时，暴露的表面具有的铬缺乏，而铬是防腐蚀的关键成分。低碳材料不会以此方式受到影响，但碳是在钢中提供所希望的440C硬化能力的成分。

使用具有440C硬度的钢球被广泛地用于汽油喷射器而没有腐蚀问题，但当与DEF一起使用时，则很可能在HAZ中出现腐蚀。已经作出尝试来通过用薄的保护性涂层对球进行涂覆来使腐蚀问题最小化。使用这种方法不能使球始终得到完全覆盖，这是因为并不是球的整个区域在涂覆过程中都暴露给碳。在此情况下的防腐蚀因此是不可预知的。

因此，对于一种具有焊接到管上的球的、对于DEF以及浓缩的柴油排气系统气体是耐腐蚀的喷射器存在着需要。更具体的说，对于抵抗或者至少减小来自DEF以及浓缩的柴油排气系统气体的腐蚀的、用作螺线管喷射器的一部分的一种球与管组件也存在着需要。

发明概述

本发明的一个实施例是一种喷射器，该喷射器具有附接到电枢上的管。该喷射器包括螺线管部分以及由该螺线管部分控制的阀门部分。该电枢包括小直径部分。该喷射器还包括：具有空腔的管，该管的第一端被连接到小直径部分上；以及球，该球被连接到该管的第二端上，使得该球选择性地与阀座接触。焊接件将该球连接到该第二端，并且至少一个热影响区带定位为邻近该焊接件。涂层基本上围绕该热影响区带以及该球的至少一部分，使得该涂层防止该热影响区带暴露给柴油排气流体。

在一个实施例中，下部壁部分被形成为该管的一部分，这个下部壁部分与球的至少一部分接触，使得该下部壁部分基本上与球的形状的至少一个部分相匹配。多个出口孔口被形成为该管的一部分，所述多个出口孔口允许柴油排气流体穿过该空腔并且离开该管，并且然后传送到该球的由涂层围绕的部分的周围。柴油排气流体穿过电枢、管的空腔、并且流出所述多个出口孔口、环绕该球、并且经过阀座。

在此设计中，球的顶部被密封而免于任何暴露，从而由于含水环境的完全消除而减小任何腐蚀的可能性。通过本发明确保了防腐蚀。

在另一个实施例中，多个上部出口孔口被形成为电枢的一部分。柴油排气流体穿过上部出口孔口、环绕该管的外侧、并且环绕该第一阀门构件并且经过该第二阀门构件，从而离开该阀门部分。在这个实施例中，在电枢与球之间可以使用固体连接。此方法的一个优点是成本较少、以及管固有的定中心能力和确实的保护。使用封闭的管或密封的管，球的顶部不再暴露给含水环境。这种密封管的方法的另一个益处是在喷射器中存在较小的流体体积以及较小体积的滞留流体。已知的是滞留流体对于耐腐蚀是有害的。

在后一情况下，电枢必须经由多个有角度的孔或垂直的孔将流体流再次引导到电枢的外部。然后应用保护性涂层来用于其余热影响区带的主动耐腐蚀。被附接到球上的管是奥氏体钢，该奥氏体钢在焊接时由于高铬和低碳而具有远远大于440C的耐腐蚀性。奥氏体钢球可解决这种腐蚀问题，但对于经受住与阀座连续碰撞而言并不是足够硬的。

就封闭端或密封管而言，密封管具有的第二益处是使滞留流体区域最小化、减小暴露给DEF的表面面积、并且减少运动质量（通过用空气来替代流体）。此外，通过较小的内部容积，当使用在清除式SCR系统上时就有较少的流体需要清除。从制造的观点出发，密封管在焊接操作过程中提供了多个优点。球是通过使用真空而被保持在位。通过封闭端部的管，球必须通过额外的臂或重力而保持在位。

在另外的实施例中，可以使用带有球形半径的实心销来代替这个球。在另一个实施例中，可在管内的球上放一滴环氧树脂以便形成对于DEF的阻挡层。在又一个实施例中，可将塞子密封地焊接在管内以便使管内的区域保持干燥。

本发明的其它应用领域将在下文中提供的详细说明中变得明显。应当理解的是，详细描述和具体示例，虽然指示本发明的优选实施例，但只是为了说明的目的，而不是为了限制本发明的范围。

附图简要说明

将从详细说明和附图中更充分地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明实施例的喷射器的截面侧视图，该喷射器具有密封式电枢球管组件；

图2是根据本发明实施例的连接到管上的球的放大截面视图，这个球是密封式电枢球管组件的一部分；

图3是根据本发明实施例的喷射器的一部分的放大截面侧视图，该喷射器具有密封式电枢球管组件；

图4是根据本发明实施例的连接到具有球的管上的电枢的放大截面侧视图，这个管是密封式电枢球管组件的一部分；并且

图5是根据本发明实施例的连接到管上的球的放大截面侧视图，这个球是密封式电枢球管组件的一部分。

优选实施例的详细说明

对一个或多个优选实施例的以下说明本质上是示意性的，并且并不意在限制本发明、其应用或用途。

根据本发明实施例的燃料喷射器总体以10示出。喷射器10包括螺线管部分（总体以12示出）、以及阀门部分（总体以14示出）。螺线管部分12包括螺线管，该螺线管具有线圈16，该线圈与连接器18处于电联通。线圈16至少部分地包围极靴20，并且还至少部分地包围电枢22。电枢22相对该极靴20是可移动的，并且极靴20和电枢22二者各自分别具有空腔24A和24B。弹簧26被部分地置于每个空腔24A、24B中，该弹簧使电枢22偏置远离该极靴20并且使该阀门部分14朝向关闭位置偏置。

阀门部分14包括管28，该管被连接到电枢22上，如图1所示，该管将螺线管部分12连接到阀门部分14上。电枢22包括小直径部分30，这个小直径部分延伸进入管28的总体以32示出的空腔中。电枢22的小直径部分30包括孔口30A，这个孔口允许柴油排气流体穿过电枢22。如图1所示，管28的总体以36示出的第一端通过使用焊接件34而被连接到这个小直径部分30上。在此实施例中，总体以38示出的第二端是封闭端并且包括第一阀门构件，该第一阀门构件在此实施例中是球40。球40选择性地接触第二阀门构件，这个第二阀门构件在此实施例中是阀座42。球40还通过密封焊接件44而连接到管28的端部38上。管28的空腔32被定位在球40与电枢22之间。

阀门部分14还包括阀体46，阀体也被连接到螺线管部分12上，在图1中清楚可见。如图2所示，在阀体46中安置的该阀座42是安装在阀体46的下部端部中的。球40的运动是由引导件50来控制。这个引导件50包括引导孔口52，球40移动经过这个引导孔口，并且该引导件还包括流体流过的多个侧孔口54。阀座42包括圆锥形部分56，当阀门处于关闭位置时球40停放在该圆锥形部分上。阀座42还包括中央孔口58，当流体离开这个喷射器10时流体穿过这个中央孔口。极靴20的环绕部分是上部阀体60，该上部阀体能够接纳流体。

在喷射器10的操作过程中，阀门（并且更确切地说是管28和球40）由该回复弹簧26偏置而与阀座42接触，并且因此使阀门保持在关闭位置中。当线圈16被通电时，电枢22被拉向该极靴20。线圈16的通电产生了足够的力使电枢22克服该回复弹簧26的力而运动并且朝向该极靴20移动。因管28连接到电枢22上，并且球40连接到管28上，电枢22朝向极靴20的运动使球40移动而远离阀座42，从而将该阀门打开。当阀门处于打开位置时，流体从上部阀体60、经过极靴20的空腔24A、电枢22（更确切地说是空腔24B、以及小直径部分30的孔口30A）、经过管28的内部并且从形成为管28的一部分的多个出口孔口62流出。在流体从出口孔口62流出之后，流体穿过侧孔口54，并且流出中央孔口58。一部分流体还可以传送到球40的周围并且经过该引导孔口52，这取决于球40的位置。

当线圈16不再被通电时，该回复弹簧26迫使电枢22远离极靴20，并且使电枢22、管28以及球40移动，使得球40被放置靠在阀座42的圆锥形部分56上，从而将该阀置于关闭位置。螺线管部分12还包括外壳64，该外壳至少部分地环绕该线圈16以及下部阀体46。外壳64的环绕部分是密封件，该密封件在此实施例中是O型环66。存在相对应的密封件，在此实施例中是第二O型环68。O型环66和第二O型环68均起到密封该喷射器10的作用并且确保流体被正确地引导经过喷射器10。

在图1和图2所示的实施例中，如以上提及的，球40是通过使用密封焊接件44而被附接到第二端38上。管28的第二端38具有下部壁部分70，这个下部壁部分基本上与球40的表面的轮廓相匹配。

在产生焊接件44的过程中，存在着几个区带会受到焊接过程中产生的热量的影响。这些区带称为热影响区带72。为防止球40在焊接件44的区域中腐蚀，球40包括一个涂层74，这个涂层防止球40腐蚀。更确切地说，涂层覆盖暴露的热影响区带72，从而防止在产生焊接件44的焊接过程中由于铬的迁移而可能导致的腐蚀。

在操作中，螺线管部分12被用于使阀门部分14在打开位置与关闭位置之间致动。如以上提及的，当阀门部分14处于打开位置时，球40被移动远离阀座42。从管28流出的流体从出口孔口62中流出，并且环绕该球40。DEF因涂层74而不与热影响区带72发生接触。

图3至图5示出了本发明的可选实施例，其中同样的数字表示同样的元件。在此实施例中，管28是开放管28并且第二端38是开放端，其中该第二端38不具有下部壁部分70，而球40仍通过使用密封焊接件44而连接到第二端38上，并且该第二端也包括涂层74。此实施例不同于先前实施例之处还在于，管28不具有出口孔口62，而是存在形成为电枢22的一部分的多个上部出口孔口76。在图3至图5所示的实施例中，将电枢22的小直径部分30连接到管28上的焊接件34是密封焊接件34。电枢22的小直径部分30在此实施例中是实心体、并且不具有孔口30A，并且因此柴油排气流体不是如在先前实施例中那样穿过电枢22，而是从上部出口孔口76中流出并且环绕该管28的外侧。密封焊接件34在此实施例中防止流体在操作中泄漏进入管28中。当阀门处于打开位置时，柴油排气流体然后经过侧孔口54，并且流出中央孔口58。柴油排气流体的流动路径由这些箭头48示出。

涂层74保护热影响区带72免于暴露给柴油排气流体。然而，在图3至图5示出的实施例中，不存在下部壁部分70。下部壁部分70对于保护该球40（或者暴露给管28的内侧的热影响区带72）而言不是必须的，这是因为柴油排气流体是围绕该管28的外侧流动的。由于柴油排气流体的流动在管28的外侧，涂层74保护热影响区带72暴露给管28的外侧区域的区域免于暴露给柴油排气流体。

本发明的描述本质上仅是示例性的，因此，不脱离本发明的主旨的变体也意在本发明的范围之内。此类变体不被视为偏离本发明的精神和范围。

Claims (17)

1.一种阀门组件，该阀门组件包括：

阀门，该阀门可操作以用于在打开位置与关闭位置之间变化；

管；

第一阀门构件，该第一阀门构件被焊接到该管的第一端部上；

第二阀门构件，该第一阀门构件选择性地与该第二阀门构件接触；

至少一个热影响区带，所述至少一个热影响区带位于该第一阀门构件的一部分上；以及

涂层，该涂层至少部分地围绕该第一阀门构件从而使得该涂层覆盖该热影响区带，该涂层保护该第一阀门构件免于柴油排气流体的腐蚀，且防止在焊接过程中由于铬的迁移而导致的腐蚀。

2.如权利要求1所述的阀门组件，其中，阀门组件还包括将该第一阀门构件连接到该管上的密封焊接件，其中，热影响区带基本上围绕该密封焊接件。

3.如权利要求1所述的阀门组件，其中，阀门组件还包括：

喷射器主体；

连接到该管上的螺线管部分，该螺线管部分是该喷射器主体的一部分；以及

连接到该管以及该螺线管部分上的阀门部分，该阀门部分是该喷射器主体的一部分并且由该螺线管部分来控制；

其中，该第一阀门构件是该阀门部分的一部分，并且该第二阀门构件是该阀门部分的一部分。

4.如权利要求1所述的阀门组件，其中，阀门组件还包括：

具有小直径部分的电枢，该管的第二端部连接到该小直径部分上；以及

形成为该管的一部分的空腔；

其中，该空腔位于该电枢与该第一阀门构件之间。

5.如权利要求4所述的阀门组件，其中，阀门组件还包括：

在该管的所述第一端部上形成为该管的一部分的下部壁部分，该下部壁部分与该第一阀门构件的至少一部分接触，使得该下部壁部分基本上与该第一阀门构件的形状的至少一部分相匹配，该下部壁部分设置在所述空腔和第一阀门构件之间；以及

形成为该管的一部分的多个出口孔口，所述多个出口孔口允许柴油排气流体离开该管并且传送到该第一阀门构件的周围；

其中，该柴油排气流体经过该电枢、该管的空腔、并且流出所述多个出口孔口，环绕该第一阀门构件、并且经过该第二阀门构件。

6.如权利要求4所述的阀门组件，其中，阀门组件还包括形成为该电枢的一部分的多个上部出口孔口，其中，柴油排气流体穿过上部出口孔口、环绕该管的外侧、并且环绕该第一阀门构件并且经过该第二阀门构件，所述管和第一阀门构件协作以防止流体通过管的第一端部与热影响区带接触。

7.一种阀门组件，该阀门组件包括：

阀门，该阀门可操作以用于在打开位置与关闭位置之间变化；

管；

第一阀门构件，该第一阀门构件被连接到该管的第一端部上；

第二阀门构件，该第一阀门构件选择性地与该第二阀门构件接触；

至少一个热影响区带，所述至少一个热影响区带位于该第一阀门构件的一部分上，所述管和第一阀门构件协作以防止流体通过管的第一端部与热影响区带接触；

具有小直径部分的电枢，该管的第二端部连接到该小直径部分上；

形成为该管的一部分的空腔，其中，该空腔位于该电枢与该第一阀门构件之间；

形成为该电枢的一部分的多个上部出口孔口，其中，柴油排气流体穿过上部出口孔口、环绕该管的外侧、并且环绕该第一阀门构件并且经过该第二阀门构件，

其中，该电枢防止该柴油排气流体进入该空腔中。

8.如权利要求1所述的阀门组件，其中，该第一阀门构件是球。

9.如权利要求1所述的阀门组件，其中，该第二阀门构件是阀座。

10.一种密封式电枢球管组件，包括

电枢；

连接到该电枢上的管；

球，该球通过使用焊接件而被连接到该管的端部上；

阀座，该球选择性地与该阀座接触；

至少一个热影响区带，所述至少一个热影响区带邻近该焊接件定位在该球的一部分上，所述管和球协作以防止流体通过管的端部与热影响区带接触；以及

至少部分地围绕该球的涂层，从而使得该涂层覆盖该热影响区带，进而该涂层保护该球的具有热影响区带的部分免于腐蚀；

其中，通过使用该管以及该电枢，该球可朝向该阀座和远离该阀座移动。

11.如权利要求10所述的密封式电枢球管组件，还包括：

喷射器；

具有该电枢的螺线管部分，该螺线管部分是该喷射器的一部分；以及

由该螺线管部分控制的阀门部分，该阀门部分是该喷射器的一部分，该球以及该阀座是该阀门部分的一部分；

其中，该管被连接到该螺线管部分和该阀门部分上。

12.如权利要求10所述的密封式电枢球管组件，还包括：

在该管的所述端部上形成为该管的一部分的下部壁部分，该下部壁部分与该球的至少一部分接触，使得该下部壁部分基本上与该球的形状的至少一部分匹配；

形成为该管的一部分的空腔，该下部壁部分设置在所述空腔和球之间；以及

形成为该管的一部分的多个出口孔口，所述多个出口孔口允许柴油排气流体离开该管并且传送到该球的由涂层围绕的部分的周围；

其中，该柴油排气流体穿过该电枢、该管的空腔、并且流出所述多个出口孔口、环绕该球、并且经过该阀座。

13.如权利要求10所述的密封式电枢球管组件，还包括形成为该电枢的一部分的多个上部出口孔口，其中，柴油排气流体穿过上部出口孔口、环绕该管的外侧、并且环绕该球并且经过该阀座。

14.如权利要求10所述的密封式电枢球管组件，其中，该焊接件还包括密封焊接件。

15.一种密封式电枢球管组件，包括：

喷射器；

螺线管部分，该螺线管部分是该喷射器的一部分；

由该螺线管部分来控制的阀门部分，该阀门部分是该喷射器的一部分；

电枢，该电枢具有小直径部分；

管，该管具有空腔，并且该管的第一端被连接到该小直径部分上；

连接到该管的第二端上的球，该球选择性地与阀座接触；

密封焊接件，该密封焊接件将该球连接到该第二端上；

至少一个热影响区带，所述至少一个热影响区带定位为邻近该密封焊接件，所述管和球协作以防止流体通过管的端部与热影响区带接触。

16.如权利要求15所述的密封式电枢球管组件，还包括：

在该管的所述端部上形成为该管的一部分的下部壁部分，该下部壁部分与该球的至少一部分接触，从而使得该下部壁部分基本上与该球的形状的至少一部分匹配；

空腔，该空腔形成为该管的一部分，该下部壁部分设置在所述空腔和球之间；以及

形成为该管的一部分的多个出口孔口，所述多个出口孔口允许柴油排气流体离开该管并且传送到该球的由涂层围绕的部分的周围；

其中，该柴油排气流体穿过该电枢、该管的空腔、并且流出所述多个出口孔口、环绕该球、并且经过该阀座。

17.如权利要求15所述的密封式电枢球管组件，还包括形成为该电枢的一部分的多个上部出口孔口，其中，柴油排气流体穿过上部出口孔口、环绕该管的外侧、并且环绕该球并且经过该阀座，从而离开该阀门部分。