CN112867862A

CN112867862A - 用于流体喷射阀的调节过滤器以及流体喷射阀

Info

Publication number: CN112867862A
Application number: CN201880098404.5A
Authority: CN
Inventors: I·伊措; F·帕奇尼; F·法拉希
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2021-05-28
Anticipated expiration: 2038-10-02
Also published as: EP3861208A1; WO2020069726A1; US20210355899A1; CN112867862B

Abstract

提供了一种用于流体喷射器阀（100）的调节过滤器（102'、102''），所述调节过滤器包括：细长过滤器套筒（122），所述细长过滤器套筒具有进口（124）和出口（126），所述过滤器套筒（122）被成形为提供具有所述进口（124）的过滤器接收部段（130）、压配合部段（132）以及具有所述出口（126）和包围所述出口的弹簧接合表面（136）的定心部段（134），其中，所述压配合部段（132）布置在所述过滤器接收部段（130）和所述定心部段（134）之间；以及过滤器插入件（142），所述过滤器插入件布置在所述过滤器接收部段（130）中。所述过滤器接收部段（130）具有小于所述压配合部段（132）的外直径的外直径，并且所述定心部段（134）具有小于所述压配合部段（132）的所述外直径的外直径。

Description

用于流体喷射阀的调节过滤器以及流体喷射阀

技术领域

本发明涉及一种用于流体喷射阀的调节过滤器以及流体喷射阀。

背景技术

流体喷射阀被广泛使用，特别是用于内燃机，其中，它们可以被布置，以将流体以燃料的形式定量供给到内燃机的进气歧管中或直接定量供给到内燃机的缸的燃烧室中。

流体喷射阀以各种形式制造，以满足各种内燃机的不同需求。例如，喷射阀的长度、直径和负责流体的定量供给方式的各种元件可以改变。流体喷射阀还可以容纳用于致动喷射阀的针的致动器。例如，致动器可以是电磁致动器或压电致动器。

为了加强燃烧过程并且减少不期望排放，喷射阀可以适合用于在高压下定量供给流体。例如，在不同类型的汽油发动机的情况下，压力可以为约250巴、约350巴、约500巴或约800巴，并且在柴油发动机的情况下，压力可以为约2000巴。

燃料喷射阀通常包括用于过滤燃料以保持燃料中可能的杂质远离针和喷射喷嘴的燃料过滤器以及用于调节喷射阀的最大校准弹簧负载的调节构件。

包括多个部件的所谓的调节燃料过滤器组件可以用于提供过滤功能和调节功能两者，以用于调节喷射阀的最大校准弹簧负载。国际专利申请WO 2014/195064 A1公开了包括燃料过滤器组件的燃料喷射器阀的示例。然而，制造和组装这样的调节燃料过滤器组件是相当复杂的，并且因此是昂贵的。

因此，希望提供一种用于喷射阀的调节流体过滤器以及喷射阀，这种调节流体过滤器易于制造并且易于组装到喷射阀中。

发明内容

本发明提供了一种用于流体喷射器阀的调节过滤器，该流体喷射器阀可以是用于内燃机的燃料喷射器阀。调节过滤器包括细长过滤器套筒，该细长过滤器套筒具有进口和出口。过滤器套筒被成形为提供三个部段，即具有进口的过滤器接收部段、压配合部段以及具有出口和包围出口的弹簧接合表面的定心部段。压配合部段布置在过滤器接收部段和定心部段之间。调节过滤器还包括过滤器插入件，该过滤器插入件布置在过滤器套筒的过滤器接收部段中。过滤器接收部段和定心部段具有小于压配合部段的外直径的外直径。

细长过滤器套筒可以是大体圆柱形的，并且具有三个部段，其具有大体上平行于圆柱体的纵向轴线延伸的壁。三个部段具有不同的外直径和内直径，并且在过滤器套筒中整体形成。过滤器套筒的壁厚度贯穿其长度可以大体上相同。弹簧接合表面可以从限定定心部段的壁朝向纵向轴线径向延伸，并且可以大体上垂直于纵向轴线。弹簧接合表面形成用于调节过滤器的基部，并且包括开口，该开口与提供燃料出口的纵向轴线对准。

过滤器套筒的中央压配合部段具有外直径，该外直径大于过滤器套筒的两个相邻部段（即过滤器接收部段和定心部段）的外直径。这种形状使定心部段能够执行其将燃料喷射器阀内的调节过滤器轴向对准的功能，使得当压配合部段通过压配合连接接合到燃料喷射器阀时，过滤器更准确地轴向对准。这使得调节过滤器能够提供良好的过滤和用于与定心部段的弹簧接合表面接合的弹簧的精确张力，同时也易于插入流体喷射器阀中。较窄的上部过滤器接收部段也有助于调节过滤器在燃料喷射器阀中的正确轴向定位，并且简化了过滤器在喷射器阀中的组装。

过滤器套筒的形状使过滤器套筒能够通过深拉制造，并且使过滤器套筒能够由单件形成精确的尺寸。因此，过滤器套筒的三个部段是整体的。以这种方式，过滤器套筒可以同时是机械稳健的并且有成本效益地且精确地制造的。换句话说，过滤器套筒特别是一件式部件，优选地是一件式、特别是深拉的金属部件。在目前的情况下，表述“一件式”是指过滤器套筒不是由在过滤器套筒的制造期间相互连接的多个部件组装。更确切地说，过滤器套筒是单个工件或由单个工件制成。

过滤器接收部段通过肩部联结到压配合部段，该肩部从细长过滤器套筒的纵向轴线朝向压配合部段径向向外延伸。压配合部段通过肩部连接到定心部段，该肩部朝向过滤器套筒的纵向轴线并且朝向较窄的定心部段径向向内延伸。

根据应用，过滤器插入件可以包括不同的过滤介质。在有利的实施例中，过滤器插入件由金属构成。在该实施例中，整个调节过滤器优选地由一种或多种金属和/或合金制成。优选地，调节过滤器由过滤器套筒和过滤器插入件构成，两者都是金属部件，即由一种或多种金属和/或合金构成。在这种情况下，它特别不含任何塑料部件。以这种方式，故障的风险，特别是在高燃料压力下，可能特别小。

在一些实施例中，过滤器插入件包括网，诸如金属网，例如不锈钢网。网的网大小可以用每英寸的孔数量来描述，其中，更细的网每英寸具有更多的且因此更小的孔。例如，金属网可以具有每英寸100个孔到500个孔之间的网大小。在一些实施例中，过滤器插入件包括两个或两个以上的金属网层，该金属网层具有不同的网大小，以改善从流体进行的不同大小的颗粒的过滤，并且防止或至少减缓过滤器的阻塞。在一个实施例中，过滤器插入件包括：包括第一网大小的至少一个金属网层和包括第二网大小的至少一个金属网层，凭此，第二网大小小于第一网大小。不同网大小的网层可以用于为不同大小的颗粒提供过滤。例如，具有较大的开口的金属网层可以被定位在过滤器插入件中并且定位在位于具有较小的开口的金属网层上游的过滤器套筒中，使得大颗粒首先通过金属网层去除，并且任何剩余的小颗粒通过第二金属网层从流体去除。

在一些实施例中，网大小可以被选择，以便对通过喷射器阀和过滤器的流体中的压力波动产生阻尼效果。在一些实施例中，网大小和形成网的金属丝的直径被选择，以增加网和过滤器插入件的强度。

在一些实施例中，过滤器插入件包括定位在第一保护网和第二保护网之间的过滤网。过滤网具有比第一保护网和第二保护网的网大小小的网大小。在这些实施例中，第一保护网和第二保护网可以具有适合用于减弱流体中的压力波动的网大小。在一些实施例中，保护网可以没有显著的过滤效果，但是也提供了机械加强效果。过滤网具有适合用于过滤的网大小，例如每英寸200个到500个孔。三个网的这种夹层结构也可以用于增加过滤网的机械强度，并且因此增加过滤器插入件，并且可以用于简化过滤器插入件在过滤器套筒中的插入。例如，第一保护网和第二保护网可以具有包括限定合适的孔的金属丝的网，与过滤网相比，该网具有较大的直径和较高的机械强度，并且为定位在它们之间的较精细的过滤网提供机械支撑。

在一些实施例中，提供了三个以上的网。网的堆叠可以包括保护网和过滤网，凭此，过滤网与保护网交替。

在其它实施例中，过滤器插入件可以包括多孔材料，诸如部分金属，例如金属海绵，或可以包括压实金属丝。

过滤器插入件可以通过压配合与过滤器套筒的过滤器接收部段的内表面接合。在一些实施例中，一个或多个突起定位在过滤器套筒的过滤器接收部段的内表面上，以用于与过滤器插入件接合。例如，过滤器插入件可以通过过滤器插入件与突起之间的压配合连接与过滤器接收部段的内表面接合。这个实施例特别适合用于包括一个或多个金属网层的过滤器插入件，因为金属网式过滤器插入件的周边边缘可以被压到突起上，以将过滤器插入件压配合到由过滤器接收部段的内表面限定的体积中。

在其它实施例中，过滤器插入件可以焊接到过滤器接收部段的内表面。

过滤器套筒和过滤器插入件可以与由流体喷射器阀所喷射的流体相容的材料制成。在流体为燃料（诸如汽油或柴油）的实施例中，过滤器套筒和过滤器插入件可以由不锈钢制成。例如，金属网可以是不锈钢网。

在一些实施例中，过滤器套筒的压配合部段和定心部段的长度之间的关系被选择，以便进一步改善调节过滤器在燃料喷射器阀中的轴向对准。在一些实施例中，压配合部段具有长度L₁，并且定心部段具有长度L₂。L₂可以在L₁的长度的一半和L₁的长度之间变化，即L₁/2≤L₂≤L₁。

本发明还提供了一种流体喷射器阀，该流体喷射器阀包括根据本文中所描述的任何一个实施例所述的调节流体过滤器。在一些实施例中，流体喷射器阀是燃料喷射器阀，并且调节流体过滤器是调节燃料过滤器。

在一些实施例中，流体喷射器阀进一步包括阀体、阀针和用于致动阀针的致动器组件。过滤器套筒的压配合部段的至少一部分通过压配合连接与阀体的内表面接合，以便在流体喷射阀的流体路径中接合调节过滤器，特别是在阀针和喷射器喷嘴的上游。

在一些实施例中，致动器组件包括电磁致动器，该电磁致动器包括磁极片和激励线圈。过滤器套筒的压配合部段可以通过压配合连接与极片的内表面接合。

在一些实施例中，流体喷射器阀进一步包括校准弹簧。校准弹簧的一端与过滤器套筒的弹簧接合表面接触。过滤器套筒的弹簧接合表面大体上垂直于过滤器套筒的纵向轴线，并且提供水平表面，以用于与弹簧接合。弹簧可以具有大于燃料出口的直径的内直径和小于弹簧接合表面的外直径的外直径。在一些实施例中，弹簧接合表面与定心部段的外壁之间的肩部的角度被选择来避免机械力沿过滤器套筒的外部壁从校准弹簧到过滤器插入件的传递，以便避免机械应力和对过滤器插入件的可能损坏。

本发明还提供了一种用于流体喷射器阀的调节过滤器的过滤器插入件。过滤器插入件包括定位在第一保护网和第二保护网之间的过滤网，过滤网具有小于第一保护网和第二保护网的开口。

第一保护网和第二保护网以及过滤网可以包括不锈钢，并且可以在周边处联结，以形成可以更容易插入调节流体过滤器中的过滤器插入件。过滤网可以具有每英寸400个到600个孔的网大小，并且第一保护网和第二保护网可以具有每英寸100个到200个孔的网大小。

附图说明

本发明的实施例现在将在下面参照附图进行解释。

图1图示了具有调节燃料过滤器的流体喷射阀的横截面图。

图2a图示了根据本发明的第一实施例的具有调节燃料过滤器的流体喷射阀的横截面图。

图2b图示了图2a的调节燃料过滤器的过滤器套筒的三维立体图。

图3a图示了根据本发明的第二实施例的具有调节燃料过滤器的流体喷射阀的横截面图。

图3b图示了图3a的过滤器插入件和过滤器套筒之间的连接压配合连接的放大的横截面图。

图3c图示了根据实施例的网式过滤器插入件的横截面图。

不同的附图中出现的相同设计和功能的要素由相同的附图标记标识。

具体实施方式

图1图示了具有不是所要求保护的发明的一部分的示例性调节过滤器102的示例性流体喷射阀100的横截面图和放大图。流体喷射阀100特别适合用于将燃料定量供给到车辆的内燃机中，即，它是燃料喷射阀。

燃料喷射阀100包括具有中央纵向轴线L的阀体104。燃料喷射阀100具有沿纵向轴线L从燃料进口108延伸到燃料出口110的内部空腔106。内部空腔106将燃料进口108液压连接到燃料出口110。

燃料喷射阀100包括可以由电磁致动器114致动的阀针112。阀针112布置在内部空腔106中的阀体104内。阀针112沿喷射阀100的纵向轴线L布置，并且可通过电磁致动器的操作沿纵向轴线L在阀体104内移动。阀针112可以沿纵向轴线L移动，以在闭合位置中阻止燃料流通过燃料出口110，并且在另外的打开位置中释放燃料流通过燃料出口110。

电磁致动器114包括磁极片116和可激励的线圈118。极片116相对于阀体104在位置上固定。内部空腔106至少由阀体104和极片116限定。替代地，极片116可以与阀体104成为整体。过滤器102至少部分地布置在极片116中。喷射阀100的纵向轴线L与过滤器102的纵向轴线对准。

在操作中，燃料由燃料泵（例如通过燃料轨道）提供给燃料喷射阀100的燃料进口108，并且进入内部空腔106。从燃料进口106，燃料流进入调节过滤器102，当进入的燃料通过过滤器102时，该调节过滤器过滤进入的燃料。在通过过滤器102之后，燃料流进一步通过内部空腔106。当阀针112远离闭合位置位移时，燃料可以通过燃料出口110离开喷射阀100。

调节过滤器102用于过滤进入的燃料，并且还用于与校准弹簧120协作，该校准弹簧布置在调节过滤器102和阀针112之间。校准弹簧120机械联接到阀针112和调节过滤器102，以在纵向轴线L的方向上将力施加到阀针112上。

当制造喷射阀100时，执行校准程序，其中，调节燃料过滤器102沿喷射器阀100的纵向轴线L轴向移动，以便在纵向轴线L的方向上将力施加到校准弹簧120和阀针112上。这是用期望量的弹簧力来预加载弹簧120。因此，可以更精确地校准阀针112的最大针升程量，并且校准电磁致动器与校准弹簧之间的力平衡。

图2a图示了根据本发明的第一实施例的调节燃料过滤器102'的横截面图，并且图2b图示了根据本发明的第一实施例的调节燃料过滤器102'的三维立体图。调节过滤器102'可以用于流体喷射器阀中，诸如图1中所图示的燃料喷射器阀100中。

调节过滤器102'包括细长过滤器套筒122，该细长过滤器套筒具有进口124和出口126。过滤器套筒122具有大体上圆柱形的形式，这种形式具有纵向轴线128。过滤器套筒122被成形为提供相对于纵向轴线128同心布置的三个部段。过滤器套筒122包括：过滤器接收部段130，该过滤器接收部段包括进口124；压配合部段132，该压配合部段与喷射器阀100的阀体104形成压配合连接；以及定心部段134，该定心部段具有出口126和大体上垂直于纵向轴线128延伸的弹簧接合表面136。压配合部段132布置在过滤器接收部段130和定心部段134之间。过滤器套筒122的压配合部段130具有外直径，该外直径大于过滤器接收部段130和定心部段134两者的外直径。定心部段134和过滤器接收部段130的外直径可以彼此不同。在一些实施例中，诸如图2和图3中所图示的实施例，过滤器接收部段130具有比定心部段130和压配合部段132小的外直径。

过滤器套筒122包括第一肩部138，该第一肩部在过滤器接收部段130和压配合部段132之间从纵向轴线128径向延伸。过滤器套筒122包括第二肩部140，该第二肩部从压配合部段130径向延伸到定心部段134。弹簧接合表面136与弹簧接触。

过滤器套筒122例如通过深拉被成形为提供在过滤器套筒122中整体形成的三个部段130、132和134。三个部段130、132和134相对于纵向轴线128同心布置，并且由大体上平行于纵向轴线128延伸的壁限定。三个部段130、132和134具有不同的外直径和内直径。过滤器套筒122的壁厚度贯穿其长度可以大体上相同。

压配合部段132具有长度L₁，并且定心部段134具有长度L₂，这些长度被选择以便增加过滤器套筒与燃料喷射器阀100的纵向轴线L的轴向对准。在一些实施例中，L₁/2≤L₂≤L₁。

过滤器套筒122的形状使得定心部段134能够执行其将燃料喷射器阀内的调节过滤器102'准确地轴向对准的功能，使得当压配合部段132通过压配合连接接合到燃料喷射器阀100时，过滤器102'与燃料喷射器阀100的纵向轴线L更准确地轴向对准。这使得调节过滤器102'能够提供良好的过滤和用于校准弹簧的精确张力，该校准弹簧与定心部段134的弹簧接合表面136接合，并且易于插入流体喷射器阀100中。较窄的上部过滤器接收部段130也有助于调节过滤器102'在燃料喷射器阀100中的正确轴向定位，并且简化了调节过滤器102'在喷射器阀100中的组装。

调节过滤器102还包括过滤器插入件142，该过滤器插入件包括用于过滤燃料的过滤器。过滤器插入件定位在压配合部段132上游的过滤器接收部段130中。过滤器插入件142可以包括多孔金属，诸如金属海绵或压实金属丝。在一些实施例中，过滤器插入件142包括金属网，并且在一些实施例中，包括可以具有不同的网大小的两层或两层以上的金属网。

图3a图示了根据本发明的第二实施例的调节过滤器102''，其包括被成形为提供三个部段130、132、134的过滤器套筒122，如图2a和图2b中所图示。第二实施例的调节过滤器102''在过滤器插入件142的形式上不同。在第二实施例中，过滤器插入件142包括金属网式过滤器144，该金属网式过滤器包括三个网层，如图3c中所图示。网式过滤器144定位在过滤器接收部段130内，并且与过滤器套筒122的内部侧壁146接合。网式过滤器144通过压配合连接与过滤器接收部段130中的过滤器套筒122的内部侧壁146接合，以将网式过滤器144固定在调节过滤器102''中。

如图3b中所图示的，网式过滤器144可以与突起148接合，该突起从过滤器套筒122的内部侧壁146径向向内突出。通过在网式过滤器144通过燃料进口124插入之后将金属网144特别是网状过滤器144的周边压到突起148上，网式过滤器144的周边可以与突起机械接合。在插入位置中，金属网144的周边可以具有起伏的形式，其中，峰定位在突起148上方，并且谷定位在突起148之间。

网式过滤器144可以包括可以具有不同的网大小的两个或两个以上的网层。网大小可以在每英寸200个到500个孔的范围内。与具有较大的孔大小的网相比，具有较小的孔大小的一层网可以用于增加过滤器的过滤能力并且去除较小的颗粒。

在图3c中所图示的实施例中，网式过滤器144包括三个网层，即，中央过滤网层150和两个外部保护网层152、154。网层可以在周边处联结以形成单个单元。保护网层152、154可以具有比过滤网层150大的网大小。保护网层152、154可以为过滤网层150提供结构支撑，并且也可以具有被选择来提供阻尼功能的网大小。在一些实施例中，过滤网层150可以具有每英寸约400个到600个孔（例如每英寸500个孔）的网大小，并且保护网层152和154可以具有每英寸约100个到200个孔的网大小。

如在图3c的横截面图中能够看到的，相邻的网层150、152、154相对于彼此偏移。例如，延伸到图的平面中的过滤网层150的金属丝156布置在延伸到图的平面中的相邻的保护网层152、154的金属丝158之间，并且可选地，布置为与其成倾斜的角度。

在一些实施例中，网式过滤器144可以包括三个以上的层。在一些实施例中，在流体流的方向上，即从进口124到出口126，网层的孔越来越小，以便在流体流的方向上从流体过滤越来越小的颗粒。

这种多层网式过滤器插入件144的另一优点在于，过滤器插入件144也具有阻尼性能。由于具有较大网大小的一层或多层网，在燃料通过时燃料的压力脉动和压力下降显著减小和最小化。这可以有助于改善被喷射到燃烧室的燃料中的燃料喷洒模式或分布，并且减少燃料消耗和/或改善燃烧效率。

总的来说，提供了一种用于流体喷射器阀特别是燃料喷射器阀的调节过滤器，该调节过滤器易于制造、插入和定位在喷射器阀中，以便提供校准弹簧的有效率且可靠的过滤和加载。

Claims

1. 一种用于流体喷射器阀（100）的调节过滤器（102'、102''），所述调节过滤器包括：

细长过滤器套筒（122），所述细长过滤器套筒具有进口（124）和出口（126），所述过滤器套筒（122）被成形为提供具有所述进口（124）的过滤器接收部段（130）、压配合部段（132）以及具有所述出口（126）和包围所述出口的弹簧接合表面（136）的定心部段（134），其中，所述压配合部段（132）布置在所述过滤器接收部段（130）和所述定心部段（134）之间，以及

过滤器插入件（142），所述过滤器插入件布置在所述过滤器接收部段（130）中，

其中，所述过滤器接收部段（130）具有小于所述压配合部段（132）的外直径的外直径，并且所述定心部段（134）具有小于所述压配合部段（132）的所述外直径的外直径。

2.根据权利要求1所述的调节过滤器（102''），其中，所述过滤器插入件（142）包括金属网（144）。

3.根据权利要求2所述的调节过滤器（102''），其中，所述过滤器插入件（142）包括：包括第一网大小的至少一个金属网层（152）；以及包括第二网大小的至少一个金属网层（150），所述第二网大小小于所述第一网大小。

4.根据权利要求2或权利要求3中的一项所述的调节过滤器（102''），其中，所述过滤器插入件（142）包括过滤网（150），所述过滤网定位在第一保护网和第二保护网（152、154）之间，所述过滤网（150）具有比所述第一保护网和所述第二保护网（152、154）小的开口。

5.根据权利要求1所述的调节过滤器（102''），其中，所述过滤器插入件（142）包括多孔金属、金属海绵或压实金属丝。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的调节过滤器（102'、102''），其中，所述过滤器插入件（142）通过压配合连接与所述过滤器接收部段（130）的内表面（146）接合。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的调节过滤器（102'、102''），所述调节过滤器进一步包括一个或多个突起（148），所述突起在所述过滤器套筒（122）的所述过滤器接收部段（130）的内表面（146）上。

8.根据权利要求7所述的调节过滤器（102'、102''），其中，所述过滤器插入件（142）通过所述过滤器插入件（142）与所述突起（148）之间的压配合连接与所述过滤器接收部段（130）的所述内表面（146）接合。

9.根据权利要求1至5中的一项所述的调节过滤器（102'、102''），其中，所述过滤器插入件（142）被焊接到所述过滤器接收部段（130）的内表面（146）。

10.根据权利要求1至9中的一项所述的调节过滤器（102'、102''），其中，所述过滤器套筒（122）和所述过滤器插入件（142）由不锈钢制成。

11.根据权利要求1至10的任一项所述的调节过滤器（102'、102''），其中，所述压配合部段（132）具有长度L₁，并且定心部段（134）具有长度L₂，其中，L₁/2≤L₂≤L₁。

12.一种流体喷射器阀（100），所述流体喷射器阀包括：

根据权利要求1至11中的一项所述的调节过滤器（102'、102''）。

13.根据权利要求11所述的流体喷射器阀（100），所述流体喷射器阀进一步包括：

阀体（104）；

阀针（112），以及

致动器组件（114），所述致动器组件用于致动所述阀针（112），

其中，所述过滤器套筒（122）的所述压配合部段（132）的至少部分通过压配合连接与所述阀体（104）的所述内表面接合。

14.根据权利要求13所述的流体喷射器阀（100），其中，所述致动器组件包括电磁致动器（114），所述电磁致动器包括磁极片（116）和可激励的线圈（118），其中，所述过滤器套筒（122）的所述压配合部段（132）通过压配合连接与所述极片（116）的内表面接合。

15.根据权利要求12至14中的一项所述的流体喷射器阀（100），所述流体喷射器阀进一步包括校准弹簧（120），其中，所述校准弹簧（120）的一端与所述过滤器套筒（122）的所述弹簧接合表面（136）接触。