CN108368807A - 阀组件和流体喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明详述了一种用于流体喷射阀（1）的阀组件（10）。其包括：阀体（20）、包括盘元件（32）的阀针（30）、以及用于仅借助于液压相互作用来使阀针（30）在打开方向（D）上轴向地位移的驱动装置（40）。驱动装置（40）能够相对于阀体（20）和阀针（30）轴向地移动。盘元件（32）和驱动装置（40）具有联接表面（321、401），联接表面（321、401）具有为阀体（20）的腔体（22）的横截面面积的至少35%的重叠面积。驱动装置（40）的联接表面（401）可操作以按照形状配合连接而与盘元件（32）的联接表面（321）接合以用于朝向关闭位置推动阀针（30）。

Description

阀组件和流体喷射阀

技术领域

本公开内容涉及用于流体喷射阀的阀组件并且涉及包括该阀组件的流体喷射阀。

背景技术

例如，EP 2365205 A1公开了一种具有阀针和电枢的喷射阀，电枢借助于阀针和电枢的重叠径向表面之间的吸力来使阀针移动。

常规的喷射阀通常具有多个部件之间（例如，涉及电枢、极片、阀针等）的长公差链的缺点，这可能产生由喷射阀喷射的流体量的不期望的大的部件间和喷射间的可变性。特别地，复杂的公差链可能以不可预测的方式相应地影响电枢与阀针或者极片的表面之间的液压阻尼。

发明内容

本公开内容的目标是详述一种用于流体喷射阀的改进型阀组件。该目标由具有独立权利要求的特征的阀组件实现。在从属权利要求、以下描述和附图中详述了阀组件和具有阀组件的流体喷射阀的有利实施例和改进例。

根据第一方面详述了一种用于流体喷射阀的阀组件。根据第二方面详述了包括阀组件的流体喷射阀。流体喷射阀特别地是燃料喷射阀。燃料喷射阀优选地被构造用于将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中。

阀组件包括阀体，该阀体具有纵向轴线并且包括腔体。阀组件进一步包括阀针，该阀针容纳在腔体中。阀针可操作以在关闭位置中密封阀体的流体出口端。阀针能够相对于阀体在打开方向上远离关闭位置轴向地移动以用于解封流体出口端。

另外，阀组件包括驱动装置。该驱动装置定位在腔体中以用于使阀针轴向地位移。驱动装置能够相对于阀体轴向地移动。驱动装置也能够相对于阀针轴向地移动。

阀针包括盘元件。盘元件和驱动装置具有相互面对且径向延伸的联接表面。每个联接表面优选地是平坦表面。联接表面可以有利地是共面的。

优选地，联接表面具有（特别地在沿着纵向轴线的顶视图中）为腔体的横截面面积的至少35%（优选地为至少40%）的重叠面积。在一个实施例中，重叠面积具有为腔体的横截面面积的90%或者更小的值。横截面面积特比地要被理解为在联接表面之间平面中或者包括联接表面中的一个的平面中的腔体的横截面面积，该平面特别地垂直于纵向轴线。

在重叠面积的内轮廓与外轮廓之间，联接表面优选地无孔。以此方式，流体仅能够在径向方向上从内轮廓和/或外轮廓流到联接表面之间的轴向间隙中。

驱动装置被构造和设置用于：当驱动装置在打开方向上位移时，仅借助于联接表面之间的液压相互作用来带动盘元件以用于使阀针在打开方向上位移。换言之，当驱动装置在打开方向上移动时，其联接表面移动远离盘元件的联接表面移动以使得其创建吸力（有时也被称为“液压吸附”），该吸力作用在盘元件的联接表面上以用于使盘元件在打开方向上移动。

驱动装置的联接表面还可操作以按照形状配合连接而与盘元件的联接表面接合以用于朝向关闭位置推动阀针。然而，阀针优选地不能操作以限制驱动装置相对于阀针在打开方向上的轴向位移。

借助于驱动装置和盘元件的联接表面，能够在打开瞬态（transient）期间实现阀组件的特别有利的行为。特别地，能够实现与时间相关的阀针的速度，该速度不同于在打开瞬态期间与时间相关的驱动装置的速度。在常规的燃料喷射阀中，例如，由于电枢撞击极片，所以可能出现取决于阀打开时间的非线性的流率。由于主题阀组件的特殊设计（特别是关于联接表面），所以这种非线性可以特别小或者完全被避免。有利地，以此方式能够实现特别精确且可再现的流率。

在一个实施例中，阀针没有在打开方向上延伸超出盘元件的联接表面。在另一个实施例中，驱动装置没有在与打开方向相反的方向上轴向地延伸超出其联接表面。换言之，在向内打开的阀的情况下，盘元件的联接表面表示阀针的端部表面，该端部表面限定远离流体出口端的阀针的轴向端，和/或驱动装置的联接表面表示驱动装置的端部表面，该端部表面限定面向流体出口端的驱动装置的轴向端。在有利实施例中，在驱动装置与阀针之间没有轴向重叠。有利地，以此方式能够实现联接表面的特别精确的平行定向和/或特别大的重叠面积和/或联接表面的特别容易的对齐。

在一个实施例中，阀针包括轴，并且盘元件被固定至远离流体出口端的轴的轴向端。在一个改进例中，轴在远离流体出口端的轴向方向上没有从盘元件上突出。以此方式，能够实现特别短的阀针，从而有助于阀组件的有利的小尺寸。阀针的一部分可能干扰盘元件和驱动装置的联接表面之间的联接的风险特别小。

在一个实施例中，阀针包括轴，并且进一步包括第一止动件和第二止动件。第一止动件在远离流体出口端的阀针的轴向端处固定至轴。第二止动件在第一止动件与邻近于流体出口端的阀针的轴向端之间固定至轴。第一止动件或者第二止动件相应地“固定至轴”要被理解为包括第一止动件或者第二止动件相应地与轴是一体式的实施例。然而，优选的是，第一止动件和第二止动件中的至少一个是单独部件，该单独部件在组装期间（特别是在盘元件移动经过轴之后）附接至轴。

盘元件能够相对于轴轴向地位移并且轴向地定位在这些止动件之间。盘元件可操作以按照形状配合和/或力配合连接而与第一止动件接合以用于使轴在打开方向上移动。盘元件可操作以按照形状配合和/或力配合连接而与第二止动件接合以用于使轴朝向关闭位置移动。以此方式，由于阀针在打开瞬态和/或关闭瞬态结束时在硬止动件上的冲击而引起的动量传递可以特别小。

在一个改进例中，当阀组件处于关闭构造中时，盘元件与第一止动件间隔分开。以此方式，能够实现盘元件的自由提升，以使得在打开瞬态开始时盘元件被加速并且在打开方向上移动，同时阀针的轴仍静置在关闭位置中。以此方式，能够在轴的打开瞬态开始时实现从盘元件至轴的特别大的动量传递。这对于在大的流体压力（诸如，300巴及以上，例如，在350巴与500巴之间）下操作的阀组件（特别是向内打开的阀组件）是有利的。

在一个实施例中，阀组件包括阀弹簧，该阀弹簧可操作以朝向关闭位置偏压阀针。优选地，阀组件还包括维持弹簧，该维持弹簧被构造和设置成在轴向方向上朝向驱动装置的联接表面偏压盘元件的联接表面。以此方式，当阀组件静置在完全打开构造中时，联接表面可以可靠地保持在形状配合连接中，在该完全打开构造中，驱动装置特别地不能操作以在打开方向上在阀针上施加力。

在一个实施例中，阀组件或者流体喷射阀相应地包括致动器组件。在一个改进例中，致动器组件是压电致动器组件。在这种情况下，驱动装置优选地机械地连接至（例如，刚性地固定至）压电堆。

在另一个改进例中，致动器组件是电磁致动器组件。电磁致动器组件包括静置的极片和可移动电枢。在该实施例中，驱动装置可以有利地包括电枢或者由电枢组成。具体地，电枢优选地定位在阀体内并且能够以往复方式相对于阀体轴向地移动。有利地，与常规阀组件相反，主题阀组件的阀针没有通过与极片滑动接触而被轴向地导向。这有利地减小了公差链的复杂性。

在一个实施例中，阀组件进一步包括用于轴向地导向驱动装置的导向套筒。特别地，导向套筒可操作以轴向地导向电枢。有利地，极片可以具有中央轴向开口，导向套筒容纳在该中央轴向开口中、固定至极片，并且伸出超出开口进入电枢的中央孔口中。以此方式，对驱动装置/电枢的轴向导向独立于阀针。特别地，阀针不用于轴向地导向电枢。因此，避免了电枢与阀针之间的轴向导向公差，如若不然这具有干涉联接表面的共面定向的风险。

在有利改进例中，导向套筒和驱动装置被成形和设置为使得驱动装置（特别是其联接表面）能够相对于纵向轴线偏斜。以此方式，能够容易地实现盘元件和驱动装置的联接表面的特别精确的共面定向。

在一个实施例中，驱动装置包括上保持器元件、下保持器元件以及电枢。下保持器元件包括驱动装置的联接表面并且例如通过按压配合连接和/或焊接联接而刚性地固定至上保持器元件。电枢相对于保持器元件具有轴向游隙。电枢可操作以按照形状配合和/或力配合连接而与上保持器元件接合以用于使上保持器元件和下保持器元件在打开方向上位移，并且其可操作以按照形状配合和/或力配合连接而与下保持器元件接合以用于使上保持器元件和下保持器元件在与打开方向相反的轴向方向上位移。在一个改进例中，阀组件进一步包括电枢弹簧，该电枢弹簧被构造和设置成远离上保持器元件偏压电枢。因此，当致动器组件断电时，电枢特别地离开与上保持器元件的接触。以此方式，能够实现电枢的自由提升，以使得在打开瞬态开始时电枢被加速并且在打开方向上移动，同时保持器元件仍静置。以此方式，能够在打开瞬态开始时实现从电枢向保持器元件并且进而向阀针的特别大的动量传递。

在一个实施例中，导向套筒径向地定位在上保持器元件与电枢之间，特别地用于轴向地导向上保持器元件和/或电枢。导向套筒和保持器元件能够容易地成形以便使得避免在相对轴向移动期间阻塞元件。例如，上保持器元件可以具有凸形弯曲（例如，球形）的外表面，该外表面与导向套筒的内周向表面滑动接触。优选地，导向套筒、上保持器元件以及电枢被成形和定位成使得导向套筒轴向地导向电枢和上保持器元件两者。例如，电枢的中央孔口的周向表面与导向套筒的外周向表面滑动接触，并且上保持器元件的弯曲表面与导向套筒的内周向表面滑动接触。有利地，以此方式能够利用比较少的部件数量实现对电枢和上保持器元件两者的特别精确地导向。以此方式能够实现电枢和驱动装置的联接表面相对于纵向轴线的不同偏斜角。有利地，能够实现下保持器元件和盘元件的联接表面的特别精确的平行延伸，同时，在阀组件的完全打开构造中接触的电枢和极片的相互面对的端部表面也可以特别精确地平行于彼此延伸，但不需要精确地平行于联接表面。

附图说明

阀组件和流体喷射阀的其它优点、有利实施例和改进例将从以下结合示意性附图描述的示例性实施例中变得明显。

在附图中：

图1A示出了具有根据第一实施例的阀组件的燃料喷射阀的一部分的纵向截面图；

图1B在纵向截面图中示出了根据第一实施例的阀组件的细节；

图1C示出了根据第一实施例的阀组件的横截面图；

图2示出了在根据第一实施例的阀组件的打开瞬态过程中的与时间相关的电枢位置、阀针位置、以及在电枢和阀针上的力的示意性表示；

图3A示出了具有根据第二示例性实施例的阀组件的燃料喷射阀的一部分的纵向截面图；

图3B示出了根据第二实施例的阀组件的第一横截面图；

图3C示出了根据第二示例性实施例的阀组件的第二横截面图；

图4A示出了具有根据第三示例性实施例的阀组件的燃料喷射阀的一部分的纵向截面图；

图4B示出了根据第三示例性实施例的阀组件的第一横截面图；

图4C示出了根据第三示例性实施例的阀组件的第二横截面图；

图5A示出了具有根据第四示例性实施例的阀组件的燃料喷射阀的一部分的纵向截面图；

图5B示出了根据第四示例性实施例的阀组件的第一横截面图；以及

图5C示出了根据第四实施例的阀组件的第二横截面图。

在示例性实施例和附图中，相似的、相同的或者作用相似的元件设置有相同的附图标记。在一些附图中，可以省略个别附图标记以提高附图的清晰度。

具体实施方式

图1A示出了流体喷射阀1的纵向截面图，在当前实施例中，流体喷射阀1是被构造为将汽油直接喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射阀。在图1A中仅示出了流体喷射阀1的中央部分，流体喷射阀1的流体入口端和流体出口端24在图1A所描绘的范围之外。

流体喷射阀1包括阀组件10。在图1B中以更大的比例示出了阀组件10的细节。阀组件10包括阀体20、阀针30以及驱动装置40。

阀体20具有纵向轴线L。阀体20包括腔体22，腔体22使流体喷射阀1的流体入口端与阀体20的流体出口端24液压地连接。

阀针30容纳在腔体22中。阀针30可操作以在关闭位置中密封阀体20的流体出口端24。阀针30能够相对于阀体20在打开方向D上远离关闭位置轴向地移动以用于解封（unsealing）流体出口端24。阀组件10是向内打开的阀组件，即，打开方向D是从阀体20的流体出口端24指向流体入口端，以使得与阀组件10的阀座密封接触的阀针30的密封元件在轴向方向上朝向流体入口端移动以用于解封流体出口端24。

在当前实施例中，驱动装置40由电磁致动器组件50的电枢54表示。电枢54定位在阀体20的腔体22中。电磁致动器组件50进一步包括静止极片52，静止极片52在腔体22内固定至阀体20。电磁致动器组件50进一步包括线圈56和磁性线圈壳体58，线圈56在阀体20周围周向地延伸，线圈56定位在磁性线圈壳体58中。线圈壳体58表示致动器组件50的磁轭。

驱动装置40轴向地定位在阀针30与极片52之间。在当前实施例中，其既不与极片52轴向重叠也不与阀针30轴向重叠。在当前背景下，“轴向重叠”应理解为意指在垂直于纵向轴线L的侧视图中重叠。

驱动装置40（即，电枢54）借助于导向套筒70被轴向地导向，导向套筒70从极片52的中央开口520突出并且被按压配合到极片52的中央开口520中。具体地，导向套筒70轴向伸出到电枢54的中央孔口540中。导向套筒70的外周向表面和电枢54的中央孔口540的周向表面滑动机械接触以用于轴向地导向电枢54。

除了盘元件32之外，阀针30具有轴34。轴34从阀针30的密封元件延伸至远离流体出口端24的轴向端。当阀针30处于关闭位置时，密封元件与阀组件10的阀座密封机械接触。密封元件可以与轴34是一体式的或者密封元件可以固定至轴34。密封元件没有定位在图1A中示出的阀组件10的部分中，以使得密封元件在该附图中不可见。盘元件32定位在并且被固定至远离流体出口端24的轴34的轴向端。例如，盘元件32借助于按压配合连接C固定至轴34。在轴34与盘元件32之间的界面处，流体通道36设置在阀针30中，流体通道36允许流体在轴向方向上流过盘元件32。

盘元件32具有联接表面321。盘元件32的联接表面321是在径向方向上延伸的平坦表面（即，其垂直于纵向轴线L），并且背离流体出口端24。盘元件32的联接表面321与驱动装置40的联接表面401共面。驱动装置40的联接表面401朝向盘元件32的联接表面321（即，在当前实施例中朝向流体出口端24）。

图1C示出了在盘元件32的联接表面321的平面（即，在图1B中指示的平面C-C）中的阀组件10的横截面图。

盘元件32和驱动装置40的联接表面321、401侧向地（即，在沿着纵向轴线的顶视图中）重叠。在图1C中，相应地用虚线指示了盘元件32和驱动装置40的联接表面321、401的重叠面积的内轮廓。重叠面积的外轮廓与盘元件32的联接表面321的外轮廓一致。在当前实施例中，该重叠面积在盘元件32的联接表面321的平面中具有腔体22的横截面面积的大约42%的值。

驱动装置40以及因此电枢54在朝向流体出口端24的轴向方向上由驱动装置40的联接表面401界定。盘元件32的联接表面321在远离流体出口端的轴向方向上界定盘元件32和阀针30。阀针30在打开方向D上没有延伸超出盘元件32的联接表面321。驱动装置40在与打开方向D相反的轴向方向上没有轴向延伸超出其联接表面401。

阀组件10进一步包括阀弹簧60，阀弹簧60抵靠驱动装置40放置（在当前实施例中抵靠电枢54放置），并且在相对的轴向端上抵靠校准管62放置。校准管62按压配合到极片52的中央开口520中。在组装阀组件10期间，校准管62能够相对于极片52轴向地位移以用于设定阀弹簧60的预载荷。当阀组件10处于关闭构造时，驱动装置40（即，在当前实施例中为电枢54）的联接表面401借助于阀弹簧60压靠阀针31的盘元件32的联接表面321。以此方式，驱动装置40的联接表面401也可操作以按照形状配合连接与盘元件32的联接表面321接合以用于朝向关闭位置推动阀针30。

另外，阀组件10包括维持弹簧64，维持弹簧64在其相对轴向端上抵靠盘元件32和阀体20放置以用于在轴向方向上朝向驱动装置40的联接表面401偏压盘元件32的联接表面321（即，在打开方向D上偏压阀针）。有利地，维持弹簧64的弹簧率和预载荷以及阀弹簧60的弹簧率和预载荷被选择为使得阀弹簧60的弹簧力大于维持弹簧64的弹簧力，以用于在致动器组件50断电时将阀组件10牢固地保持在关闭构造中。

驱动装置40和阀针30能够相对于彼此轴向地位移。驱动装置40被构造和设置用于：当驱动装置40在打开方向D上位移时，仅借助于联接表面321、401之间的液压相互作用来带动盘元件32以便使阀针30在打开方向D上位移。与此同时，阀针30不能操作以限制驱动装置40相对于阀针30在打开方向D上的轴向位移。

现在结合图2中呈现的示意图来描述根据第一示例性实施例的阀组件10的打开瞬态。当打开瞬态是连续移动时，为了简单起见，在图2中将其表示为时间步骤序列TS。在图2中给予随后的时间步骤TS无量纲数。图2示出了（以定性方式，在图2中示出的图的纵坐标上仅给出无量纲单位）与时间相关的电枢位置Ha、阀针位置Hn、电枢54上的总的力Fta、盘元件32上的总的力Ftd、以及电枢54的速度（va）与盘元件32的速度（vn）的差值va-vn。

当致动器组件50未通电时，预加载的阀弹簧60按压电枢54的联接表面401抵靠阀针30的盘元件32的联接表面321，以使得阀针30的密封元件压靠阀组件10的阀座并且流体出口端24被密封。当致动器组件50未通电时，由维持弹簧64在打开方向D上传递至盘元件32的弹簧力小于由阀弹簧60实现的且由驱动装置40在相对方向上传递至盘元件32的力。以此方式，即使在没有有助于关闭阀的液压压力的情况下，也能够保证阀组件10的所谓的“常闭”构造。这与图2中被标记为“0”的时间步骤TS相对应。

当致动器组件50通电以用于使阀针30移动远离关闭位置时，操作电流被馈送至线圈56以用于产生磁场。这与时间步骤TS 1相对应。磁场朝向极片52吸引电枢54，其由电枢54上的总的力Fta表示。

在关闭构造中，在电枢54与极片52之间存在轴向间隙；更加具体地，该间隙特别地由电枢54和极片52的相互面对的端部表面限定。由于磁场产生的力，电枢54被加速并且朝向极片52位移，其由在时间步骤TS 0和1之间的电枢位置Ha的变化表示。

电枢54上的磁力的快速增加实现电枢54与盘元件32之间的差异速度va-vn的快速增加，盘元件32由于其惯性以及作用在阀针30的密封元件上的流体压力而趋于保持静止。然而，电枢54与盘元件32之间的增加的差异速度va-vn还导致作用在盘元件32上的液压吸附力。“液压吸附力”特别地通过联接表面321、401的连接而借助于其之间的流体来实现（即，通过粘着力和附着力）。液压吸附允许在打开方向D上将力从驱动装置40的联接表面401传递至盘元件32的联接表面321上。

在液压吸附力已经增加至克服惯性和作用在密封元件上的流体压力之后，驱动装置40仅借助于联接元件321、401之间的液压吸附力而在打开方向D上带动盘元件32，从而引起阀针30的位置Hn的位置变化。

当驱动装置40和盘元件32移动时，电枢54进一步被加速（与时间步骤TS 1和2之间的电枢54上的增加的总的力Fta相对应），以使得电枢54的速度增加。然而，流体连续地进入联接表面321、401之间。由于联接表面321、401之间的增加的距离，液压吸附力减小。因此，阀针30没有被加速，而是以恒定的或者甚至是减小的加速度在打开方向上进一步移动，该加速度与阀针30上的总的力Ftd相对应。

当电枢54进一步靠近极片52时，电枢54和极片52的端部表面之间的间隙减小至如下大小：该大小使得能够借助于靠近的端部表面之间的流体进行电枢54的液压阻尼。电枢54与极片52之间的液压阻尼的相互作用导致电枢速度减小至与盘元件32的速度相同的值。因此，联接表面321、401以相同的速度行进，以使得不会经由联接表面321、401之间的间隙中的流体发生力传递。这与时间步骤TS 3相对应，其中，电枢40和盘元件32的速度差值va-vn为零。

随后，在时间步骤TS 4中，电枢54被进一步阻尼，直到其在时间步骤TS 5中撞击极片52。在该时间段期间，具有盘元件32的阀针30（由于惯性和维持弹簧64的弹簧力）比电枢54更快地朝向极片52移动，其与速度差值va-vn的负值相对应。这实现了联接表面321、401之间的间隙宽度的减小。流体被挤压出间隙，因而实现盘元件32的移动的液压阻尼。

当电枢54在时间步骤TS 5中撞击极片52时，由于电枢54在与极片52接触时的突然停止而实现的阻尼力的强烈增加，盘元件32强烈地减速。阀针30继续其朝向极片52的强烈的阻尼移动（由其惯性和维持弹簧64的弹簧力驱动），直到联接表面321、401之间的间隙再次完全关闭；这与时间步骤TS 6相对应。

图3A、图3B和图3C示出了根据第二示例性实施例的具有阀组件10的流体喷射阀1。图3A在相对于阀体20的纵向轴线L的纵向截面图中示出了流体喷射阀1。图3B示出了在图3A中指示的平面B-B中的横截面图，以及图3C示出了在图3A中指示的平面C-C中的横截面图。

第二实施例的阀组件10和流体喷射阀1大体上与第一实施例的流体喷射阀1和阀组件10相对应。然而，在当前实施例中，阀针30的盘元件32没有刚性地固定至阀针30的轴34。

相反，阀针30包括在远离流体出口端24的轴34的轴向端处的第一止动件38。在当前实施例中，第一止动件38与轴34是一体式的并且由侧向地突出超出轴34的轴环表示。

此外，阀针30包括第二止动件39，第二止动件39在第一止动件38与邻近于流体出口端24的阀针30的轴向端之间固定至轴34。第二止动件39由环元件表示，轴34延伸通过该环元件并且该环元件借助于按压配合连接和/或焊接连接刚性地固定至轴34。

盘元件32轴向地定位在止动件38、39之间。轴34轴向地延伸通过盘元件32，并且盘元件32能够相对于轴34轴向地位移。特别地，盘元件32在止动件38、39之间具有轴向游隙。轴34与盘元件32的导向部分G滑动接触，导向部分G在周向方向上定位在流体通道36之间。

盘元件32与第一止动件38和第二止动件39侧向地重叠，以使得其可操作以按照形状配合和/或力配合连接而与第一止动件38和第二止动件39接合。在当前实施例中，盘元件32和第一止动件38具有相互面对的倾斜或弯曲的表面（特别地相应地为锥形表面和球形表面），该表面可操作以按照形状配合和力配合连接而接合在远离第二止动件39的盘元件32的一侧上。盘元件32和第二止动件39被构造为借助于盘元件32和第二止动件39的相应的径向延伸止动表面而按照形状配合连接而接合。盘元件32的止动表面特别地是在远离联接表面321的盘元件32的一侧上平行于联接表面321的表面。

第二止动件39的止动表面优选地是包括第二止动件39的外圆周的环形表面。其优选地围住一凹槽以用于在该凹槽的区域中在盘元件32与第二止动件39之间建立轴向间隙。第二止动件39还具有从凹槽延伸至背离盘元件32的第二止动件39的一侧的轴向孔。以此方式，第二止动件39与盘元件32之间的液压吸附特别小。

借助于与第一止动件38的形状配合和力配合连接，盘元件32可操作以使轴34在打开方向上移动。借助于与第二止动件39的形状配合连接，盘元件32可操作以使轴34朝向关闭位置（即，在轴向方向上与打开方向D相反）移动。

当阀组件10处于关闭构造中时，阀弹簧60按压盘元件32抵靠第二止动件39，弹簧力经由驱动装置40和盘元件32的联接表面321、401被传递至盘元件32。以此方式，在第一止动件38与盘元件32之间建立了间隙。

当致动器组件50通电时（以使得驱动装置40使盘元件32在打开方向D上移动，如结合第一实施例详细描述的），盘元件32相对于轴34轴向地移动直到盘元件32与第一止动件38之间的间隙关闭。在盘元件32的该行进期间，轴34通过将阀针30的密封元件按压到阀组件10的阀座上的腔体22中的流体的液压力而保持就位。

当盘元件32撞击第一止动件38时，大的动量经由轴34被传递至密封元件，从而使密封元件位移离开与阀座的接触以便打开流体出口端24。随后，轴34（以及被固定至轴的密封元件）与盘元件32一起在打开方向D上移动，如结合第一实施例详细地描述的。

当盘元件32的联接表面321在打开瞬态结束时撞击驱动装置40的联接表面401时（如结合第一实施例详细地描述的），阀针30的其余部分仍能够在打开方向D上进一步移动直到盘元件32与第二止动件39的止动表面接触。这可以有助于更进一步地阻尼阀针30的冲击。

图4A、图4B和图4C示出了根据第三示例性实施例的具有阀组件10的流体喷射阀1。图4A在关于阀体20的纵向轴线L的纵向截面图中示出了流体喷射阀1。图4B示出了在图4A中指示的平面B-B中的横截面图，并且图4C示出了在图4A中指示的平面C-C中的横截面图。

第三实施例的阀组件10和流体喷射阀1大体上与第一实施例的阀组件10和流体喷射阀1相对应。

然而，在当前实施例中，除了电枢54之外，驱动装置40还包括上保持器元件42和下保持器元件44。阀弹簧60抵靠校准管62并且在其相对轴向端上抵靠上保持器元件42放置。

上保持器元件42设置在电枢54的中央孔口540中。导向套筒70也容纳在电枢54的中央孔口540中。导向套筒70和上保持器元件42轴向地重叠并且被定位成使得导向套筒70在径向向外方向上跟随上保持器元件42。上保持器元件42的外周向表面的弯曲部分与导向套筒70的内周向表面滑动机械接触以用于轴向地导向上保持器元件。电枢54借助于导向套筒70的外周向表面与电枢54的中央孔口540的周向表面之间的滑动机械接触而被轴向地导向。

下保持器元件44具有套筒部分和盘部分。盘部分轴向地定位在阀针30的盘元件32与电枢54之间。套筒部分从盘部分延伸到电枢54的中央孔口540中。上保持器元件42也成套筒形并且围绕下保持器元件44的套筒部分周向地延伸。上保持器元件42和下保持器元件44刚性地固定至彼此。具体地，在下保持器元件44的套筒部分与上保持器元件42之间建立了按压配合连接和/或焊接连接。

电枢54能够相对于保持器元件42、44轴向地位移，即，电枢54相对于保持器元件42、44具有轴向游隙。

电枢54（特别是中央孔口540的底表面）与上保持器元件42侧向地重叠。此外，电枢54（特别是远离极片52的电枢54的底表面）与下保持器元件44侧向地重叠。以此方式，电枢54可操作以按照形状配合和/或力配合连接而与上保持器元件42和下保持器元件44接合。

电枢54和第一保持器元件42具有相互面对的倾斜或弯曲的表面（特别地相应地为锥形表面和球形表面），该表面可操作以按照形状配合和力配合连接而接合。在当前实施例中，电枢54和下保持器元件44被构造为借助于电枢54和下保持器元件44的相应接合表面按照形状配合连接而接合。电枢54的接合表面特别地是电枢54的底表面。下保持器元件44具有面向电枢54的底表面的包括台阶的表面。下保持器元件44的接合表面是所述表面的在该台阶的径向内侧的部分。被设置为径向地在台阶外侧的所述表面的部分被定位成进一步远离电枢54的底表面。以此方式，在径向外侧部分与电枢的底表面之间建立了轴向间隙。优选地，该间隙的间隙宽度至少与在阀组件10的关闭构造中电枢54与极片52相距的距离一样大。例如，该间隙宽度具有至少200μm、优选地为500μm或者更大的值。台阶与下保持器元件44的外圆周相距的距离优选地为所述外圆周与纵向轴线L相距的距离的至少一半。以此方式，能够实现电枢54与下保持器元件44之间的特别小的液压吸附力。此外，保持器元件42、44和电枢54能够以此方式相对于彼此偏斜一定程度。

借助于与上保持器元件42的形状配合和力配合连接，电枢54可操作以使保持器元件42、44在打开方向D上移动。借助于与下保持器元件44的形状配合连接，电枢54可操作以使保持器元件42、44在与打开方向D相反的轴向方向上移动。

阀组件10进一步包括电枢弹簧66，电枢弹簧66设置在电枢54的中央孔口540中并且在相对的轴向端上抵靠导向套筒70和电枢54放置以使得其被预加载。电枢弹簧66围绕上保持器元件42周向地延伸。

以此方式，当致动器组件50未通电时，电枢弹簧66被构造和设置成偏压电枢54而离开与上保持器元件42的接触。当阀组件10处于关闭构造中时，电枢弹簧66按压电枢54抵靠下保持器元件44。以此方式，在上保持器元件42与电枢54的中央孔口540的底表面之间建立了间隙。

当致动器组件50通电以使得由线圈56产生的磁力使电枢54在打开方向D上移动时（如结合第一实施例详细地描述的），电枢54相对于上保持器元件42轴向地移动直到上保持器元件42与中央孔口540的底表面之间的间隙被关闭。在电枢54的该行进期间，上保持器元件42通过阀弹簧60的弹簧力保持就位，从而将刚性地固定至彼此的保持器元件42、44按压到盘元件32的联接表面321上。

当电枢54撞击上保持器元件42时，大的动量被传递至保持器元件42、44。以此方式，同样能够经由驱动装置40和盘元件32的联接表面321、401来实现将大的动量传递至阀针30，如结合第一实施例详细地描述的。以此方式，使密封元件位移而离开与阀座的接触以便打开流体出口端24。随后，电枢54和保持器元件42、44在打开方向D上一起移动直到电枢54撞击极片52。

当电枢54在打开瞬态结束时撞击极片52时，保持器元件42、44仍能够进一步在打开方向D上移动直到下保持器元件44与电枢54的底表面接触。这可以有助于在打开瞬态结束时更进一步地阻尼驱动装置40在极片52上的冲击。

图5A、图5B和图5C示出了根据第四示例性实施例的具有阀组件10的流体喷射阀1。图5A在关于阀体20的纵向轴线L的纵向截面图中示出了流体喷射阀1。图5B示出了在图5A中指示的平面B-B中的横截面图，并且图5C示出了在图5A中指示的平面C-C中的横截面图。

第四实施例的阀组件10和流体喷射阀1大体上与第三实施例的阀组件10和流体喷射阀1相对应。

然而，在当前实施例中，下保持器元件44不具有延伸到电枢54的中央孔口540中的套筒部分。相反，上保持器元件42轴向地突出超出电枢54以使得其具有设置在电枢54的下游的端部部分。上保持器元件42的该端部部分与下保持器元件44轴向地重叠，并且在所述端部部分与下保持器元件44之间建立了按压配合连接和/或焊接连接。

当上保持器元件42在第三实施例中在下保持器元件44的套筒部分周围周向地延伸时，根据当前实施例的上保持器元件42的端部部分移动到下保持器元件44的中央孔中。此外，该端部部分具有多个槽，该多个槽在径向方向上穿过端部部分。槽的至少一部分在轴向方向上突出超出下保持器元件44。以此方式，能够实现流体路径的特别大的液压直径。

尽管未在各个实施例中明确地提到，但也能设想将具有盘元件32（其能够相对于阀针30的轴34轴向地位移）的第二实施例与第三实施例和第四实施例中的任一个进行组合，从而产生下述阀组件10：该阀组件10具有阀针30，阀针30包括第一止动件38和第二止动件39、在第一止动件38和第二止动件39之间具有轴向游隙的盘元件32，以及额外地，阀组件10具有驱动装置40，除了电枢54之外，驱动装置40还包括上保持器元件42和下保持器元件44，电枢54相对于上保持器元件42和下保持器元件44具有轴向游隙。

本发明不限于基于在这些示例性实施例的基础上进行描述而产生的特定实施例。相反，本发明包括不同实施例的各个元件的任意组合。此外，本发明包括权利要求的任意组合以及由权利要求公开的各个特征的任意组合。

Claims (14)

1.一种用于流体喷射阀（1）的阀组件（10），所述阀组件（10）包括：

- 阀体（20），所述阀体（20）具有纵向轴线（L）并且包括腔体（22），

- 阀针（30），所述阀针（30）容纳在所述腔体（22）中，所述阀针（30）可操作以在关闭位置中密封所述阀体（20）的流体出口端（24），并且能够相对于所述阀体（20）在打开方向（D）上远离所述关闭位置轴向地移动以用于解封所述流体出口端（24），以及

- 驱动装置（40），所述驱动装置（40）定位在所述腔体（22）中以用于使所述阀针（30）轴向地位移，所述驱动装置（40）能够相对于所述阀体（20）和所述阀针（30）轴向地移动，

其中，

- 所述阀针（30）包括盘元件（32），

- 所述盘元件（32）和所述驱动装置（40）具有相互面对且径向延伸的联接表面（321、401），所述联接表面（321、401）具有为所述腔体（22）的横截面面积的至少35%的重叠面积，

- 所述驱动装置（40）被构造和设置用于：当所述驱动装置（40）在所述打开方向（D）上位移时，仅借助于所述联接表面（321、401）之间的液压相互作用来带动所述盘元件（32）以用于使所述阀针（30）在所述打开方向（D）上位移；所述驱动装置（40）的所述联接表面（401）可操作以按照形状配合连接而与所述盘元件（32）的所述联接表面（321）接合以用于朝向所述关闭位置推动所述阀针（30）。

2.根据前述权利要求所述的阀组件（10），其中，所述阀针（30）不能操作以限制所述驱动装置（40）相对于所述阀针（30）在所述打开方向（D）上的轴向位移。

3.根据前述权利要求中任一项所述的阀组件（10），其中，所述阀针（30）没有在所述打开方向（D）上延伸超出所述盘元件（32）的所述联接表面（321）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的阀组件（10），其中，所述驱动装置（40）没有在与所述打开方向（D）相反的方向上轴向地延伸超出其联接表面（401）。

5.根据权利要求3和4所述的阀组件（10），其中，所述驱动装置（40）和所述阀针（30）没有轴向重叠部。

6.根据前述权利要求中任一项所述的阀组件（10），其中，所述阀针（30）包括轴（34），并且所述盘元件（32）被固定至远离所述流体出口端（24）的所述轴（34）的轴向端。

7.根据前述权利要求1至5中任一项所述的阀组件（10），其中，所述阀针（30）包括：

- 轴（34），

- 第一止动件（38），所述第一止动件（38）在远离所述流体出口端（24）的所述阀针（30）的轴向端处固定至所述轴（34），以及

- 第二止动件（39），所述第二止动件（39）在所述第一止动件（38）与邻近于所述流体出口端（24）的所述阀针（30）的轴向端之间固定至所述轴（34），

以及其中，所述盘元件（32）：

- 能够相对于所述轴（34）轴向地位移并且轴向地定位在所述止动件（38、39）之间，

- 可操作以按照形状配合和/或力配合连接而与所述第一止动件（38）接合以用于使所述轴（34）在所述打开方向（D）上移动，以及

- 可操作以按照形状配合和/或力配合连接而与所述第二止动件（39）接合以用于使所述轴（34）朝向所述关闭位置移动。

8.根据前述权利要求中任一项所述的阀组件（10），所述阀组件（10）进一步包括阀弹簧（60）和维持弹簧（64），所述阀弹簧（60）可操作以朝向所述关闭位置偏压所述阀针（30），所述维持弹簧（64）被构造和设置成在轴向方向上朝向所述驱动装置（40）的所述联接表面（401）偏压所述盘元件（32）的所述联接表面（321）。

9.根据前述权利要求中任一项所述的阀组件（10），所述阀组件（10）进一步包括电磁致动器组件（50），所述电磁致动器组件（50）包括静止的极片（52）和可移动电枢（54），其中，所述驱动装置（40）包括所述电枢（54）或者由所述电枢（54）组成。

10.根据前述权利要求所述的阀组件（10），所述阀组件（10）进一步包括用于轴向地导向所述驱动装置（40）或者所述电枢（54）的导向套筒（70），其中，所述极片（52）具有中央轴向开口（520），所述导向套筒（70）容纳在所述开口（520）中、固定至所述极片（52）、并且突出超出所述开口（520）进入所述电枢（54）的中央孔口（540）中。

11.根据前述权利要求9至10中任一项所述的阀组件（10），其中，

- 所述驱动装置（40）包括上保持器元件（42）、下保持器元件（44）和所述电枢（54），

- 所述下保持器元件（44）包括所述驱动装置（40）的所述联接表面（401）并且刚性地固定至所述上保持器元件（42），

- 所述电枢（54）相对于所述保持器元件（42、44）具有轴向游隙，所述电枢（54）可操作以按照形状配合和/或力配合连接而与所述上保持器元件（42）接合以用于使所述上保持器元件（42）和所述下保持器元件（44）在所述打开方向（D）上位移，并且所述电枢（54）可操作以按照形状配合和/或力配合连接而与所述下保持器元件（44）接合以用于使所述上保持器元件（42）和所述下保持器元件（44）在与所述打开方向（D）相反的轴向方向上位移。

12.根据前述权利要求所述的阀组件（10），所述阀组件（10）进一步包括电枢弹簧（66），所述电枢弹簧（66）被构造和设置成偏压所述电枢（54）使其离开与所述上保持器元件（42）的接触。

13.根据权利要求10和前述权利要求11至12中任一项所述的阀组件（10），其中，所述导向套筒（70）径向地定位在所述上保持器元件（42）与所述电枢（54）之间。

14.一种流体喷射阀（1），所述流体喷射阀（1）包括根据前述权利要求中任一项所述的阀组件（10）。