CN103764995A - 阀组件和喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于喷射阀的阀组件，包括：具有中心纵轴线（L）的阀主体（14），阀主体（14）具有带有流体入口部分（42）和流体出口部分（40）的空腔（18）、和腔室（26），电磁致动器单元（36）设置在腔室（26）中；以及阀针（20），所述阀针（20）能在空腔（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（40）的流体流，且在其它位置释放通过流体出口部分（40）的流体流。阀针（20）设计成由电磁致动器单元（36）致动。波纹管（46）设置在阀主体（14）和阀针（20）之间，且密封地联接到阀主体（14）和阀针（20）。波纹管（46）设计成防止所述空腔（18）和腔室（26）之间的流体流。此外，本发明涉及包括阀组件（12）的喷射阀（10）。

Description

阀组件和喷射阀

技术领域

本发明涉及用于喷射阀的阀组件以及喷射阀。

该专利申请要求欧洲专利申请N0.11180803.6的优先权，所述欧洲专利申请的公开内容作为参考引入。

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。

用于内燃发动机的喷射阀包括致动器单元。为了喷射燃料，致动器单元被激励，从而允许通过喷射阀的流体出口部分的流体流。

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。在汽油发动机的情况下，压力可以是例如一直到200 bar的范围。在柴油发动机的情况下，压力可以是超过2000 bar的范围。在这种高压下流体喷射必须非常精确地执行。

发明内容

本发明的目的是形成制造简单且利于喷射阀的可靠和精确功能的用于喷射阀的阀组件以及喷射阀。

这些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、和腔室，电磁致动器单元设置在所述腔室中；以及阀针，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。所述阀针设计成由电磁致动器单元致动。波纹管设置在阀主体和阀针之间，且密封地联接到阀主体和阀针。所述波纹管设计成防止所述空腔和腔室之间的流体流。

这具有如下益处：设置电磁致动器单元的腔室可以保持没有流体。因而，可避免电磁致动器单元内的粘附影响。籍此，可以非常快地进行阀针的关闭和/或打开过程。此外，由于腔室可以保持没有流体，电磁致动器单元可以具有高的稳定性和长的寿命时间。

在有利实施例中，所述阀组件具有波纹管相对于阀主体的接触表面。所述接触表面设计成将波纹管密封地联接到阀主体且具有带有直径的圆形形状。密封表面设置在阀主体的空腔的内表面处。密封表面设计成在阀针的关闭位置将阀针和阀主体密封地联接，且具有带有外直径的圆形形状。接触表面的直径等于密封表面的外直径。这具有如下益处：阀针可以处于液压平衡。因而，在阀组件操作期间，打开阀针需要的力可独立于流体压力。

在另一有利实施例中，所述电磁致动器单元包括能在腔室内轴向移动的电枢。电枢包括永磁材料。籍此，可获得由电磁致动器单元对阀针的打开和关闭过程的非常精确控制。具体地，电枢的移动和因而阀针的打开和关闭可以借助于改变通过电磁致动器单元的电流的方向来实现。因而，可获得电磁致动器单元的操作的低能量消耗。此外，设置电枢的腔室由于波纹管而可以保持没有流体。因而，永磁电枢的磁性特性可以保持独立于流体的物理和化学特性。

在另一有利实施例中，所述阀主体包括铁磁材料。籍此，在喷射阀关闭期间阀针的反弹可以避免。因而，喷射阀的打开和关闭性能的非常好的控制是可能的。

根据第二方面，本发明特点在于一种喷射阀，具有根据本发明第一方面的阀组件。

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以纵向截面图示出了具有阀组件的喷射阀，和

图2以纵向截面图示出了根据图1的阀组件的细节II。

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附图标记表示。

图1示出了用作内燃发动机的燃料喷射阀的喷射阀10。特别适合于将燃料配量到内燃发动机的喷射阀10具体地包括阀组件12。

阀组件12包括具有中心纵轴线L的阀主体14。空腔18设置在阀主体14中。空腔18接纳阀针20。电枢22和弹簧24设置在阀主体14中成形的腔室26中。电枢22能在腔室26中轴向移动。电枢22固定地联接到阀针20的端部部段30。弹簧24机械地联接到阀针20。弹簧24朝向喷射阀10的喷射喷嘴34在阀针20上施加力。

在阀针20的关闭位置，其密封地安置在座板32上，籍此防止通过至少一个喷射喷嘴34的流体流。喷射喷嘴34可以是例如喷射孔。然而，其还可以是适合于配量流体的一些其它类型。

阀组件12设置有电磁致动器单元36，电磁致动器单元36包括电枢22和线圈38。线圈38设置在腔室26中。阀主体14和电枢22形成电磁致动器单元36（图1）的磁路M。

空腔18包括流体出口部分40和流体入口部分42。流体出口部分40设置在座板32附近。流体出口部分40液力地联接到流体入口部分42。

所示喷射阀10是向内打开类型。在可选实施例中，喷射阀10可以是向外打开类型。

波纹管46设置在空腔18中。波纹管46设置在阀针20和阀主体14之间。在所示实施例中，波纹管46与阀针20同轴地设置。波纹管46具有与阀主体14接触的接触表面48。接触表面48设计成将波纹管46密封地联接到阀主体14。在所示实施例中，接触表面48具有带有直径D1（图1）的圆形形状。此外，波纹管46密封地联接到阀针20。由于波纹管46密封地联接到阀主体14和阀针20，可防止空腔18和腔室26之间的流体流。此外，波纹管46以如下方式形成和设置，使得阀针20能经由电枢22由致动器单元36致动。

在图2中可以看出，空腔18具有带有密封表面52的内表面50密封表面52设计成在阀针20的关闭位置将阀针20和阀主体14密封地联接。密封表面52具有带有外直径D2的圆形形状。优选地，接触表面48的直径D1等于密封表面52的外直径D2。

在下文将详细描述喷射阀10的操作：

燃料从入口管54引导到阀主体14中的流体入口部分42，且然后朝向流体出口部分40引导。

在阀针20的关闭位置，阀针20防止通过阀主体14中的流体出口部分40的流体流。在阀针20的关闭位置以外，阀针20允许通过喷射喷嘴34的流体流。

在具有线圈38的电磁致动器单元36被激励时的情况下，线圈38可在电枢22上施加电磁力。喷射阀10的功能的如下说明与包括永磁材料的电枢22有关。

如果电流以第一方向施加通过线圈38，永磁电枢22可由线圈38吸引且以轴向方向远离流体出口部分40移动。电枢22带动阀针20。由于波纹管46的弹性，阀针20能够以轴向方向移动离开关闭位置。在阀针20的关闭位置之外，在阀主体14和阀针20之间在喷射阀10的背离致动器单元36的轴向端部处的间隙形成流体路径且流体可以通过喷射喷嘴34。

在电流以与第一方向相反的第二方向施加通过线圈38的情况下，永磁电枢22可以由线圈38排斥。电枢22和弹簧24可推动阀针20以轴向方向移动到其关闭位置。阀针20是否处于其关闭位置取决于阀针20上由致动器单元36引起的力和阀针20上由弹簧24引起的力之间的力平衡。

波纹管46具有如下益处：其中设置电磁致动器单元36的腔室26可以从阀主体14的空腔18液力地分开。因而，腔室26可保持没有流体。因而，设置在腔室26中的电枢22可以不与流体接触。因而，可避免电枢22和线圈38之间的粘附影响。因此，可以非常快地实现阀针20的关闭过程。此外，由于腔室26没有流体，电枢22可以实施为永磁体。电枢22实施为永磁体允许对喷射阀10的打开和关闭过程的非常好的控制。具体地，通过线圈38的电流可以颠倒以实现相应打开和关闭过程。这使之可以将操作喷射阀10所需的能量保持非常小。

具体地，如果接触表面48的直径D1等于密封表面的外直径D2，阀针20可以被液力地平衡。由于液力平衡，将阀针20带到释放通过流体出口部分40的流体流的位置所需的力独立于喷射阀10的操作压力。

如果阀主体14包括具有铁磁属性的材料，包括永磁材料的电枢22可以由阀主体14吸引，从而可避免在喷射阀10关闭期间阀针20的反弹。籍此，可以获得阀针20移动的良好控制，且因而，操作喷射阀10所需的能量可保持小。

本发明并不限于基于所述示例性实施例说明的特定实施例，而包括不同实施例的要素的任何组合。此外，本发明包括权利要求的任何组合以及权利要求公开的特征的任何组合。

Claims (5)

1. 一种用于喷射阀的阀组件（12），包括：

－具有中心纵轴线（L）的阀主体（14），所述阀主体（14）具有：

带有流体入口部分（42）和流体出口部分（40）的空腔（18）；和

腔室（26），电磁致动器单元（36）设置在所述腔室（26）中；以及

－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（40）的流体流，且在其它位置释放通过流体出口部分（40）的流体流，其中，所述阀针（20）设计成由电磁致动器单元（36）致动；

其中，波纹管（46）设置在阀主体（14）和阀针（20）之间，密封地联接到阀主体（14）和阀针（20），且设计成防止所述空腔（18）和腔室（26）之间的流体流。

2. 根据权利要求1所述的阀组件（12），包括：

波纹管（46）相对于阀主体（14）的接触表面（48），所述接触表面（48）设计成将波纹管（46）密封地联接到阀主体（14）且具有带有直径（D1）的圆形形状；和

设置在空腔（18）的内表面（50）处的密封表面（52），密封表面（52）设计成在阀针（20）的关闭位置将阀针（20）和阀主体（14）密封地联接，且具有带有外直径（D2）的圆形形状；

其中，接触表面（48）的直径（D1）等于密封表面（52）的外直径（D2）。

3. 根据权利要求1或2所述的阀组件（12），其中，所述电磁致动器单元（36）包括能在腔室（26）内轴向移动的电枢（22），其中，电枢（22）包括永磁材料。

4. 根据前述权利要求中任一项所述的阀组件（12），其中，所述阀主体（14）包括铁磁材料。

5. 一种喷射阀（10），包括根据前述权利要求中任一项所述的阀组件（12）。

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