CN110214225A - 用于用来喷射液态的和/或气态的燃料的燃料喷射器的电磁阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于用来将液态的和/或气态的燃料喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器的电磁阀装置（1），该电磁阀装置：具有第一磁执行器（20）和第二磁执行器（24）；具有属于所述第一磁执行器（20）的能纵向移动的第一衔铁（13）和属于所述第二磁执行器（24）的能纵向移动的第二衔铁（15）。在此，与所述第一衔铁（13）作用连接的阀元件（36）与第一密封面座（28）共同作用并且与所述第二衔铁（24）作用连接的第二阀元件（37）与第二密封面座（32）共同作用，使得用于第一燃料的第一流出横截面能够朝第一控制室（16）中关闭并且用于第二燃料的第二流出横截面能够朝第二控制室（18）中关闭。除此以外，所述第一衔铁（13）在所述第二衔铁（15）的凹部（26）中被接纳并且导引，并且所述第一密封面座（28）构造在所述第二衔铁（15）上。

Description

用于用来喷射液态的和/或气态的燃料的燃料喷射器的电磁 阀装置

技术领域

本发明涉及一种电磁阀装置，该电磁阀装置优选地用在燃料喷射器中，所述燃料喷射器用于将液态的和/或气态的燃料喷射到内燃机的燃烧室中。

背景技术

从未预先公开的文献DE 10 2016 205 361中已知一种用于燃料喷射阀的执行器组件，所述燃料喷射阀用于将气态的和/或液态的燃料喷射到内燃机的燃烧室中。为了控制能往复运动的第一阀针，所述致动器组件包括具有环形的电磁线圈的磁执行器，其中通过其运动能够释放并且能够闭锁（verschliessen）至少一个用于气态的燃料的喷射口。为了控制另一个能往复运动的阀针，所述致动器组件包括另一个执行器，其中其运动能够释放并且能够闭锁至少一个用于液态的燃料的喷射口。除此以外，另一个执行器相对于所述磁执行器的纵轴线同轴地布置。

通过所述两个执行器的这种同轴布置，能够实现喷射器的细长且紧凑的结构。由于执行器组件更近地布置在阀针处，而能实现高动力。

类似于前面所提到的现有技术，本发明的任务是，在燃料喷射器中布置两个能独立地切换的阀，使得相应的阀座靠近喷嘴来布置并且因此靠近相应的、用于气态的和液态的燃料的控制室来布置，这能够实现短的控制线并且因此实现相应的喷嘴针的快速切换。

发明内容

该任务通过具有权利要求1的特征性特征的、按本发明的用于燃料喷射器的电磁阀装置来解决，所述燃料喷射器用于将液态的和/或气态的燃料喷射到内燃机的燃烧室中。在此，按本发明的电磁阀装置具有第一磁执行器和第二磁执行器，其中为第一磁执行器分配了能纵向移动的第一衔铁并且为第二磁执行器分配了能纵向移动的第二衔铁。此外，与第一衔铁作用连接的第一阀元件与第一密封面座共同作用并且与第二衔铁作用连接的第二阀元件与第二密封面座共同作用，使得第一流出横截面（Abtsrömquerschnitt）能够朝用于对第一燃料的喷射进行控制的第一控制室关闭（absteuerbar）并且第二流出横截面能够朝用于对第二燃料的喷射进行控制的第二控制室关闭。根据本发明，第一衔铁在第二衔铁的凹部中被接纳和导引，并且第一密封面座构造在第二衔铁上。

由于第一阀元件和第二阀元件的同心的并且节省位置的布置，第一流出横截面和第二流出横截面彼此靠近地布置，其中能够进行第一阀元件和第二阀元件的独立的切换。

在本发明构思的第一种改进方案中，有利地规定，电磁阀装置包括阀体，第二密封面座构造在所述阀体中。因此，实现了电磁阀装置的节省位置的并且紧凑的结构，这实现了在燃料喷射器中的容易且成本低廉的安装。

在另一种有利的设计方案中，第一阀元件包括第一球阀和第一球阀引导件。第二阀元件有利地包括第二球阀和第二球阀引导件。通过球阀的使用，确保了相对于由于燃料中所存在的颗粒引起的颗粒磨损的坚固性。此外，球阀的使用确保了第一球阀与第一密封面座之间以及第二球阀与第二密封面座之间的高密封性。除了球阀的有利的制造之外，所述球阀在其结构中相对于角度误差和径向偏移也是稳健的。作为替代方案，也能够取代球阀而使用锥形阀。

在本发明的另一种有利的设计方案中规定，第二球阀的在第二密封面座上的圆形的座直径大于第一球阀的在第一密封面座上的圆形的座直径。对于具有两个同心的喷嘴针的燃料喷射器来说，用于外喷嘴针的控制室直径（用于控制第二燃料的喷射）大于用于内喷嘴针的控制室直径（用于控制第一燃料的喷射）。因此，由于第二控制室比第一控制室大，较大的第二流出横截面通过第二球阀来关闭，这引起较大的第二球阀。

在本发明构思的一种有利的改进方案中规定，第一衔铁和第二衔铁彼此同轴地布置并且因此具有相同的纵轴线，其中第一阀元件和第二阀元件沿着运动方向布置在第一衔铁和第二衔铁之后。由于这种紧凑的结构形式，能够为第二衔铁的行程运动来使用第一磁执行器和第二磁执行器。

在另一种有利的设计方案中存在着第一闭锁弹簧，该第一闭锁弹簧向第一衔铁加载朝第一阀元件的方向的力。由此，第一球阀的在第一密封面座上的密封性得到保障，所述第一密封面座构造在第二衔铁上。有利地存在着第二闭锁弹簧，该第二闭锁弹簧向第二衔铁加载朝第二阀元件的方向的力。因此，第二球阀的在第二密封面座上的密封性也得到保证，所述第二密封面座构造在阀体上，其中由于第一衔铁在第二衔铁中的相互导引而不仅由第一闭锁弹簧而且由第二闭锁弹簧向所述第二衔铁加载朝第二阀元件的方向的力。

在本发明构思的另一种有利的设计方案中规定，在阀体中构造了第一输入管路、第二输入管路、第一回流管路和第二回流管路，通过这些管路液压液体能够从第一控制室或者第二控制室2引导至第一密封面座或者第二密封面座。有利地在第二衔铁中构造了横向孔、节流阀和纵向孔，其中由此第一密封面座与第一输入管路相连接。有利地在电磁阀装置中构造了环形室，其中横向孔构造在环形室中并且与第一输入管路相连接。通过这种结构，以紧凑且简单的方式建立第一控制室与第一密封面座之间或第二控制室与第二密封面座之间的连接，通过所述连接能够引导液压液体。

在一种有利的改进方案中，第一磁执行器包括第一电磁线圈和第一磁芯，其中在第一磁芯与第一衔铁之间布置有第一中间盘，该第一中间盘构造为用于第一衔铁的行程止挡。第二磁执行器有利地包括第二电磁线圈和第二磁芯，其中在第二磁芯与第二衔铁之间布置有第二中间盘，该第二中间盘构造为用于第二衔铁的行程止挡。作为替代方案，布置在第一磁芯或第二磁芯中的套筒也能够有利地构造为用于第一衔铁或第二衔铁的行程止挡。通过第一中间盘和第二中间盘或套筒的使用，避免了第一磁芯与第一衔铁之间以及第二磁芯与第二衔铁之间的直接接触，从而实现了第一磁执行器和第二磁执行器的无干扰的工作原理。

在本发明构思的另一种有利的设计方案中规定，按本发明的电磁阀装置能够用于用来将液态的和/或气态的燃料喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器并且由于其紧凑的结构而有助于有效的且得到优化的喷射过程。

附图说明

在附图中，示出了按本发明的用于用来喷射气态的和/或液态的燃料的燃料喷射器的电磁阀装置的一种实施例。在附图中：

图1以纵剖面示出了按本发明的电磁阀装置的一种实施例，该电磁阀装置具有第一阀元件和第二阀元件，

图2以纵剖面示出了按本发明的电磁阀装置的实施例的、在第一阀元件和第二阀元件的区域中的放大的截取部分。

具体实施方式

图1示出了按本发明的电磁阀装置1的一种实施例，所述电磁阀装置用于用来喷射液态的和/或气态的燃料的燃料喷射器。电磁阀装置1包括第一磁执行器20、第二磁执行器24、能纵向移动的第一衔铁13和能纵向移动的第二衔铁15以及阀体3，其中阀体3构成燃料喷射器壳体的一部分。在此第一磁执行器20与第一衔铁13共同作用并且第二磁执行器24与第二衔铁15共同作用。此外，第一磁执行器20包括第一电磁线圈17和第一磁芯19。在第一磁芯19和第一衔铁13之间布置有第一中间盘34，该第一中间盘构造为用于第一衔铁13的行程止挡。第二磁执行器24包括第二电磁线圈21和第二磁芯23。在第二磁芯23和第二衔铁15之间布置有第二中间盘35，该第二中间盘构造为用于第二衔铁15的行程止挡。第一磁执行器20、第二磁执行器24、第一衔铁13和第二衔铁15彼此同轴布置，也就是说，它们拥有相同的纵轴线22。

在第一磁芯19中布置有第一闭锁弹簧（Schließfeder）25，该第一闭锁弹簧一方面支撑在第一磁芯（Magnetkern）19上并且另一方面支撑在第一衔铁13上，由此第一衔铁13加载朝阀体3的方向的力。在第二磁芯23中布置有第二闭锁弹簧27，其中，该第二闭锁弹簧支撑在第二磁芯23和第二衔铁15之间，使得第二衔铁15加载朝阀体3的方向的力。

图2示出了按本发明的电磁阀装置1的实施例的、在阀体3的区域中的放大的截取部分。第二衔铁15被接纳在阀体3的凹部38中。在第二衔铁15中构造了凹部26，第一衔铁13以其背离第一磁执行器20的端部在所述凹部中被接纳和引导。此外，在凹部26中在第一子腔室39中布置有第一阀元件36，该第一阀元件包括第一球阀5和第一球阀引导件9。第一阀元件36在此与第一衔铁13作用连接。

构造在第二衔铁15中的节流阀33将第一子腔室39与构造在阀体3中的第一回流管路12连接起来。

在切断第一电磁线圈17并且切断第二电磁线圈21时，第一衔铁13由于第一闭锁弹簧25而将第一球阀5挤压到第一密封面座28上，该第一密封面座构造在第二衔铁15中。通过借助于第一球阀5对第一密封面座28进行密封，来阻止第一子腔室39与第二衔铁15中的纵向孔31之间的连接。纵向孔31以其背向密封面座28的端部汇入到在第二衔铁15中构造的环形室30中，在该环形室中构造了横向孔29。这个横向孔29将环形室30与构造在阀体3中的第一输入管路8连接起来。

在阀体3的柱形的凹部38中，通过第二衔铁15限定了（begrenzen）第二子腔室40，在所述第二子腔室中布置有包括第二球阀7和第二球阀引导件11的第二阀元件37。在通过第二衔铁15并且额外地通过第一衔铁13切断第一电磁线圈17并且切断第二电磁线圈21时，由于第二闭锁弹簧27和第一闭锁弹簧25而将所述第二球阀7挤压到在阀体3中构造的第二密封面座32上，从而阻止了第二子腔室40与在阀体3中构造的第二输入管路10之间的连接。第二环形室40此外与第二回流管路14相连接。

在这种实施例中，第二球阀7的在密封面座32上的圆形的座直径大于第一球阀5的在第一密封面座28上的圆形的座直径。

第一输入管路8和第二输入管路10分别汇入到优选用于将第一燃料喷射到内燃机的燃烧室中的第一控制室16和优选用于将第二燃料喷射到内燃机的燃烧室中的第二控制室18中。第一控制室16和第二控制室18填充有液压液体。在此，第一燃料例如能够对应于液态的燃料并且第二燃料能够对应于气态的燃料。也可能的是，第二燃料同样为液态。此外，液压液体能够对应于液态的燃料。

实施例的作用原理：如果给第一电磁线圈17通电，那就产生磁场，由此第一衔铁13获得朝第一磁芯19的方向的磁力。此外，液压力通过纵向孔31作用于第一阀元件36。如果磁力和液压力超过第一闭锁弹簧25的力，第一衔铁13就朝第一磁芯19的方向执行行程运动，直到第一衔铁13贴靠在第一中间盘34的第一行程止挡上。然后，第一球阀5从第一密封面座28提起（abheben）并且将来自第一控制室16的第一流出横截面经由第一输入管路8、横向孔29并且因此对于环形室30来说、经由纵向孔31释放到第一子腔室39中。液压液体能够通过第一回流管路12被从第一子腔室39中排出（ableiten）。通过关闭来自第一控制室16的第一流出横截面来降低作用于比如第一喷嘴针的液压力，从而开始将第一燃料喷射到内燃机的燃烧室中的喷射过程。

为了关闭所述阀而中断第一电磁阀17的通电，使得第一闭锁弹簧25的作用于第一衔铁13的闭合力与作用于第一阀元件36的磁力和液压力相比占优势并且第一衔铁13执行朝阀体3的方向的行程运动。第一球阀5运动到第一密封面座28并且与其一起对第一子腔室39与纵向孔31之间的连接进行密封，从而不再有第一流出横截面能够从第一控制室16中流出。

除了第二闭锁弹簧27的力之外，第一闭锁弹簧25的力也借助于被接纳在第二衔铁15中的第一衔铁13作用于第二衔铁15。因此，为了打开第二阀元件37，不仅给第一电磁线圈17通电而且给第二电磁线圈21通电，以用于产生足够高的磁场，使得这些磁力与第二输入管路10的作用于第二阀元件37的液压力一起大于第一闭锁弹簧25和第二闭锁弹簧27的力。如果前面所描述的、作用于第二衔铁15的打开力占优势，那么所述第二衔铁就执行朝第二磁芯23的方向的行程运动，直到第二衔铁15贴靠在第二中间盘35的第二行程止挡上。然后，第二球阀7从第二密封面座32上提起，并且将来自第二控制室18的第二流出横截面经由第二输入管路10排放（abgeben）到第二子腔室40中。这个第二子腔室40与第二回流管路14相连接。通过关闭来自第二控制室18的第二流出横截面来降低比如作用于第二喷嘴针的液压力，从而开始将第二燃料喷射到内燃机的燃烧室中的喷射过程。

为了关闭所述阀而中断第一电磁线圈17和第二电磁线圈21的通电，使得第一闭锁弹簧25和第二闭锁弹簧27的作用于第二衔铁15的闭合力与作用于第二阀元件37的磁力和液压力相比占优势并且第二衔铁15朝阀体3的方向执行行程运动。第二球阀7运动到第二密封面座32并且与其一起对第二子腔室40和第二输入管路10之间的连接进行密封，从而不再有第二流出横截面能够从第二控制室18中流出。

根据第一电磁线圈17和第二电磁线圈21的通电的强度，能够单独地打开第一阀元件36和第二阀元件37，但是也能够将它们同时打开并且部分打开。

在第一阀元件36单独打开的情况下，当第一阀元件36打开时，第一闭锁弹簧25的、借助于第一衔铁13作用于第二阀元件37的力取消。这种缺失的闭合力被液压液体的、在打开第一阀元件36之后在第一密封面座28与节流阀33之间形成的背压所取代。因此，节流阀33防止立即流出到第一回流管路12中。对于较低压力的应用来说或者通过对于第二阀元件37的、在第二密封面座32上的较小的座直径的选择，能够如此设计第二闭锁弹簧27，使得这种闭合力单独地足以用于将第二阀元件37保持闭合状态。在这种情况下能够取消节流阀33。

为了打开第二阀元件37，不仅给第一电磁线圈17通电而且给第二电磁线圈21通电，以用于克服第一闭锁弹簧25和第二闭锁弹簧27的力的总和并且因此将第二电磁线圈21的磁力保持低的水平。然而，不得将第一电磁线圈17的通电选择得如此之高，以至于第一阀元件36同样打开。因此，有利的是，首先给第二电磁线圈21通电并且在稍后的时刻给第一电磁线圈17通电，从而已经进行了第二电磁线圈21的磁场形成并且仍然进行第一电磁线圈17的磁场形成。因此，第二阀元件37在达到必要的磁力之后立即打开，从而不必进行第一电磁线圈17的完整的磁场形成。

在这种实施例中，第一衔铁13和第二衔铁15的行程止挡分别在第一中间盘34和第二中间盘35上进行。然而，行程止挡也能够直接在第一磁芯19上并且在第二磁芯23上进行，从而能够取消中间盘34、35。作为替代方案，行程止挡也能够构造在布置在第一磁芯19或第二磁芯23内部的套筒上。除此以外，也能够实现由已经提到的实施方式构成的组合。

此外，能够如此实现用于第二衔铁15的行程止挡，使得该第二衔铁在到达行程止挡处时通过第一阀元件36将力传递到第一衔铁13上。

Claims (14)

1.用于用来将液态的和/或气态的燃料喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器的电磁阀装置（1）：具有第一磁执行器（20）和第二磁执行器（24）；具有属于所述第一磁执行器（20）的能纵向移动的第一衔铁（13）和属于所述第二磁执行器（24）的能纵向移动的第二衔铁（15），其中与所述第一衔铁（13）作用连接的阀元件（36）与第一密封面座（28）共同作用并且与所述第二衔铁（24）作用连接的第二阀元件（37）与第二密封面座（32）共同作用，使得第一流出横截面能够朝用于对第一燃料的喷射进行控制的第一控制室（16）关闭并且第二流出横截面能够朝用于对第二燃料的喷射进行控制的第二控制室（18）关闭，其特征在于，所述第一衔铁（13）在所述第二衔铁（15）的凹部（26）中被接纳并且导引，并且所述第一密封面座（28）构造在所述第二衔铁（15）上。

2.根据权利要求1所述的电磁阀装置（1），其特征在于，所述电磁阀装置（1）包括阀体（3），所述第二密封面座（32）构造在所述阀体中。

3.根据权利要求1或2所述的电磁阀装置（1），其特征在于，所述第一阀元件（36）包括第一球阀（5）和第一球阀引导件（9）。

4.根据权利要求3所述的电磁阀装置（1），其特征在于，所述第二阀元件（37）包括第二球阀（7）和第二球阀引导件（11）。

5.根据权利要求4所述的电磁阀装置（1），其特征在于，所述第二球阀（7）的、在第二密封面座（32）上的圆形的座直径大于所述第一球阀（5）的、在第一密封面座（28）上的圆形的座直径。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀装置（1），其特征在于，所述第一衔铁（13）和所述第二衔铁（15）彼此同轴地布置并且因此具有相同的纵轴线（22），其中所述第一阀元件（36）和所述第二阀元件（37）沿着运动方向布置在所述第一衔铁（13）和第二衔铁（15）之后。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀装置（1），其特征在于，存在着第一闭锁弹簧（25），其中所述第一闭锁弹簧（25）朝所述第一阀元件（36）的方向向所述第一衔铁（13）加载力。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀装置（1），其特征在于，存在着第二闭锁弹簧（27），其中所述第二闭锁弹簧（27）朝所述第二阀元件（37）的方向向所述第二衔铁（15）加载力。

9.根据权利要求2所述的电磁阀装置（1），其特征在于，在所述阀体（3）中构造了第一输入管路（8）、第二输入管路（10）、第一回流管路（12）和第二回流管路（14），通过这些管路液压液体能够从所述第一控制室（16）或所述第二控制室（18）引导至所述第一密封面座（28）或者所述第二密封面座（32）。

10.根据权利要求9所述的电磁阀装置（1），其特征在于，在所述第二衔铁（15）中构造了横向孔（29）、节流阀（33）和纵向孔（31），其中由此所述第一密封面座（28）与所述第一输入管路（8）相连接。

11.根据权利要求10所述的电磁阀装置（1），其特征在于，在所述电磁阀装置（1）中构造了环形室（30），其中所述横向孔（29）构造在环形室（30）中并且与所述第一输入管路（8）相连接。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀装置（1），其特征在于，所述第一磁执行器（20）包括第一电磁线圈（17）和第一磁芯（19），其中在所述第一磁芯（19）和所述第一衔铁（13）之间布置有第一中间盘（34），所述第一中间盘（34）构造为用于所述第一衔铁（13）的第一行程止挡。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀装置（1），其特征在于，所述第二磁执行器（24）包括第二电磁线圈（21）和第二磁芯（23），其中在所述第二磁芯（23）和所述第二衔铁（15）之间布置有第二中间盘（35），所述第二中间盘（35）构造为用于所述第二衔铁（15）的第二行程止挡。

14.用于将液态的和/或气态的燃料喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器，具有根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀装置（1）。