CN113015847A - 用于配量流体的阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于配量流体的阀(1)、尤其用作将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射阀，其包括阀针(15)和电磁促动器(2)，所述电磁促动器具有电磁线圈(3)和布置在所述阀针(15)上的衔铁(4)，其中，所述电磁线圈(3)缠绕到线圈支架(63)上。所述线圈支架(63)至少基本上由至少一种金属材料构成。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于配量流体的阀、尤其是用于内燃机的燃料喷射阀。本发明尤其涉及用于机动车的燃料喷射装置的喷射器领域，其中，优选将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中。
背景技术
由DE 103 60 330A1已知一种用于内燃机的燃料喷射装置的燃料喷射阀。该已知的燃料喷射阀包括阀针和与该阀针连接的衔铁，所述阀针与阀座面共同作用形成密封座，所述衔铁被复位弹簧朝关闭方向加载并且与电磁线圈共同作用。电磁线圈被封装在线圈壳体中并且缠绕到线圈支架上，该线圈支架贴靠在内极上。在电磁线圈上设置有电插头触点，该电插头触点被注射在内极上的塑料外壳包围。
发明内容
根据本发明的具有权利要求1特征的阀具有以下优点：能够实现改善的构型和工作方式。尤其可以改善喷射特性。
通过在从属权利要求中所列举的措施，可以实现在权利要求1中所说明的阀的有利扩展方案。
在阀的一个优选构型中，设置具有与阀针连接的衔铁的电磁促动器，其中，衔铁不与阀针固定连接，而是活动地支承在两个设置在阀针上的止挡件之间。在此，在衔铁和两个止挡件之间预给定一轴向间隙，该轴向间隙称为衔铁自由行程。通过衔铁自由行程弹簧，衔铁可以在静止状态下保持在其燃烧室侧的止挡件上，从而在接下来操控促动器并且在此操纵衔铁时优选提供整个衔铁自由行程作为加速路段。
该具有衔铁自由行程的构型具有多个优点。通过在打开时产生的衔铁脉冲，在相同磁力的情况下即使在更高的燃料压力时也可以可靠地打开阀针，这构成机械的增强。此外，运动的质量可以被脱耦，使得止挡力被分成两个脉冲，由此得到较小的座磨损。此外，在高动态的阀中，通过质量的脱耦可以实现较小的回弹倾向。
阀优选用于配量液态流体、尤其是液态燃料。汽油或含有汽油的混合物尤其合适作为燃料。在此，术语燃料通常可以理解为，燃料尤其也可以具有一定水成分。根据燃料所说明的构型和优点相应地也在流体的情况下得出。燃料优选被直接喷射到内燃机的燃烧室中。燃料可以通过流入接管被供应，其中，燃料首先通过流入通道被引导并且然后进入到衔铁室中。在燃料被引导通过衔铁室之后，该燃料进一步到达密封座，该密封座构造在能够被阀针操纵的阀关闭体与阀座面之间。
在根据权利要求2的有利扩展方案中，设置一壳体部件，该壳体部件例如可以与流入接管连接。流入通道则可以区段地延伸穿过流入接管并且区段地延伸穿过壳体部件。引导通过流入通道的液态燃料构成热沉。通过导热良好的线圈支架，在运行中在电磁线圈上出现的热可以被导出至该热沉。
因此，即使在磁线圈上产生呈热量形式的显著的损耗能量的情况下，也可以防止功能性的损害。尤其可以防止电磁线圈的金属线的绝缘漆熔化。此外，电磁线圈通常部分地被塑料包围、尤其被塑料注塑包封件包围。因为热量可以通过线圈支架被导出，所以也可以防止这种塑料例如由于提前老化而损坏。因此，可以在使用寿命期间确保电磁线圈的密封，使得尤其没有水可以渗入到电磁线圈处。因此，得到相对于可能的腐蚀和/或相对于冻结损坏的有利保护。
因此，一方面在使用寿命期间保持促动器的功能性。另一方面，通过线圈支架的散热在各应用情况下当然也能够实现电磁线圈的更强的负载。例如可以用较大电流激励电磁线圈，以便实现较大的磁力。由此可以进一步提高磁力并且因此进一步提高作用到阀针上的打开力。这尤其能够实现更高的系统压力、尤其是更大的燃料压力。
根据权利要求3可以实现壳体部件的有利构型。在此，内极可以与流入接管连接。流入通道可以延伸穿过流入接管和内极并且通向衔铁室中。附加地，阀针可以在内极中被引导。根据权利要求4和/或权利要求5的扩展方案能够有利地实现线圈支架与壳体部件之间的热接触。然而，在一个修改的构型中，也可以考虑线圈支架在壳体部件上的间接贴靠，例如通过导热器件。根据权利要求6的有利扩展方案，不但可以实现线圈支架的可靠固定，而且可以实现有利的热过渡。
根据权利要求7的有利扩展方案，热量也可以从线圈支架通过多于一个壳体部件被导出到流体上。在此，必要时也可以首先将热量从壳体部件输出到另一壳体部件上并且然后输出给流体、尤其是燃料。
根据权利要求8可以实现壳体部件、尤其是另一壳体部件的有利构型。相应于根据权利要求9的扩展方案，在此也可以在燃料被引导通过衔铁室时将热量导出到燃料上。在权利要求10中给出线圈支架的有利实现方式。由此能够实现，将电磁线圈的损耗热量有效地输出给较冷的燃料。此外，电磁线圈可以部分地被塑料注塑包封件包围。这种塑料注塑包封件通常具有高的热传递阻力。然而，通过所提出的线圈支架可以导出损耗能的量并且因此防止塑料注塑包封件的损坏。在此，线圈金属线以合适的方式缠绕到金属的线圈支架上。随后，例如可以实现由塑料构成的注塑包封件，该注塑包封件可以注射到金属的线圈支架上。通过金属的线圈支架保留到燃料的热桥，这导致有效的线圈冷却。线圈支架可以关于各接触部件、尤其是内极和/或分隔环被调整。
附图说明
在下面的说明书中参照附图详细地阐述本发明的优选实施例。附图示出了：
图1相应于本发明的有利构型的阀的局部示意的截面图。
具体实施方式
图1以局部的示意性截面图示出相应于一个优选构型的用于配量流体的阀1。阀1尤其可以构造为燃料喷射阀1。一个优选的应用情况是燃料喷射装置，在该燃料喷射装置中，这种燃料喷射阀1构造为高压喷射阀1并且用于将燃料直接喷射到内燃机的配属的燃烧室中。阀1的构型特别适用于液态流体、尤其是液态燃料如汽油或柴油，其中，也可以使用具有至少一种燃料和可能水成分的液态混合物。
阀1具有电磁促动器2，该电磁促动器包括电磁线圈3、衔铁4和内极5。在电磁线圈3通电时，电磁回路6通过内极5闭合，由此朝沿着壳体(阀壳体)9的纵轴线8的打开方向7操纵衔铁4。在此，壳体9包括阀座体10和壳体部件11至14。在该实施例中，壳体部件13构成内极5。
衔铁4布置在阀针15上，其中，在该构型中实现衔铁4在阀针15上的活动支承。为此，在阀针15上设置有止挡件16、17，这些止挡件位置固定地布置在阀针15上。止挡件16、17可以构造为与阀针15连接的构件16、17和/或与阀针15一体地构型。在止挡件16、17上形成面向衔铁4的止挡面18、19，这些止挡面相对于阀针15相应地位置固定地布置。
对于衔铁4预给定衔铁自由行程20。在操纵衔铁4时，衔铁4首先移过衔铁自由行程20，直至衔铁4止挡在止挡面19上。随后，衔铁4朝打开方向7带动阀针15。由此提供较大的打开脉冲，用于打开阀1。在阀1打开时，与阀针15连接的阀关闭体21从在阀座体10上形成的阀座面22抬起，使得在阀关闭体21和阀座面22之间形成的密封座23被打开。然后，燃料可以从阀壳体9的壳体部件11的内室24通过构造在阀座体10中的喷嘴孔25、26喷射到内燃机的燃烧室或类似结构中。
在打开阀1时，衔铁4则止挡在止挡面27上，该止挡面在该构型中构型在壳体部件13、即内极5上。止挡面27限制衔铁4相对于阀壳体9的运动。为了关闭阀1，电磁线圈3被断电，使得阀针15又被关闭弹簧(复位弹簧)30调节到在图1所示的初始位态中。在此，衔铁4被阀针15通过止挡件17逆着打开方向7携动。在关闭状态下，在图1中所示的衔铁4的初始位态通过衔铁自由行程弹簧31来保证，在该初始位态下，衔铁4贴靠在止挡面18上。
因此，阀针15可以由促动器2抵抗复位弹簧30的力被操纵，以便打开阀1。在此，进行对阀针15的引导。阀针引导部32设置在阀座体10上。此外，例如借助止挡件17可以进行另一引导，该止挡件在壳体部件13、即内极5的孔33中被引导。在阀针引导部32上设置有多个贯通开口34，其中，在图1中示例性地标出贯通开口34。在同样用作阀针引导部的止挡件17上设置有多个贯通开口35，其中，在图1中示例性地标出贯通开口35。
阀1具有与壳体9连接的流入接管40。流入接管40具有轴向孔41。阀1具有流入通道42，该流入通道区段地由孔41并且区段地由孔33构成。经由流入接管40供应的燃料通过流入通道42流到衔铁室43中，其中，燃料在贯通开口35处通过止挡件17。燃料可以经由多个构造在衔铁4中的衔铁孔44和环形间隙45通过衔铁室43，其中，环形间隙45在衔铁4和壳体9的内侧(内壁)46之间形成。在衔铁室43之后，燃料进入到内室24中。因此，在密封座23打开时，燃料可以被补充，如通过流动箭头50至53所示的那样，其中，示例性地标出流动箭头50至53。因此，燃料尤其沿着壳体部件13的孔33和壳体9的内侧46被引导。
与壳体部件11连接的壳体部件12构造为分隔环60。在此，限界衔铁室43的内侧46部分地在分隔环60上形成。在分隔环60和内极5之间产生热接触61，该热接触例如可以通过优选圆柱外周面状地构造的接触面62实现。电磁线圈3缠绕到线圈支架63上。线圈支架63至少基本上由一种或多种具有高导热性的金属材料构成。线圈支架63、分隔环60和内极5这样地构型并且相对彼此布置，使得在线圈支架63和内极5之间或者在线圈支架63和分隔环60之间形成热接触64、65。热接触64、65例如可以通过接触面66、67实现，所述接触面分别优选圆柱外周面状地构造。接触面62、66、67关于纵轴线8在轴向上以及优选完全在周向上延伸。线圈支架63在该实施例中部分地套装到内极5上并且部分地套装到分隔环60上。在此，线圈支架63可以压紧到内极5和/或分隔环60上。这构成一种可能性，以便在线圈支架63与内极5或者分隔环60之间建立直接接触。然而，在修改的构型中也可以使用具有高导热性的接触器件。
在电磁线圈3通电时产生的损耗热至少基本上被线圈支架63吸收并且通过内极5和分隔环60导出到用作热沉的流体上。在此，在流入通道42的区域中和在衔铁室43的区域中发生到流体上的热传递。
因为线圈支架63在周向上包围内极和分隔环60，所以产生大的接触面66、67，这些接触面能够实现优化的散热。通过将线圈支架63压紧到内极5和/或分隔环60上，可以避免另一接触面，使得减小线圈支架63与流体之间的有效热阻。因为流体相应于阀1的操纵而流过壳体9，所以相应于阀针15的操纵而产生用作冷却介质的燃料的有利补充。用于电磁线圈3的塑料注塑包封件68注射到线圈支架63上。
本发明不限于所描述的实施方式。
Claims (10)
1.一种用于配量流体的阀(1)、尤其是用于将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射阀，其具有阀针(15)和电磁促动器(2)，所述电磁促动器具有电磁线圈(3)和布置在所述阀针(15)上的衔铁(4)，其中，所述电磁线圈(3)缠绕到线圈支架(63)上，
其特征在于，
所述线圈支架(63)至少基本上由至少一种金属材料构成。
2.根据权利要求1所述的阀，
其特征在于，
设置至少一个壳体部件(12,13)，所述线圈支架(63)至少部分套装到所述壳体部件上，
设置流入通道(42)，流体在运行中被引导通过所述流入通道，并且所述线圈支架(63)套装到所述壳体部件(12,13)上，使得在运行中能够通过被引导通过所述流入通道(42)的流体实现所述线圈支架(63)的经由所述壳体部件(12,13)获得的冷却。
3.根据权利要求2所述的阀，
其特征在于，
至少一个壳体部件(13)构造为所述促动器(2)的内极(5)，和/或
所述线圈支架(63)在周向上包围所述壳体部件(13)，和/或
所述流入通道(42)至少区段地构造在所述壳体部件(13)中。
4.根据权利要求2或3所述的阀，
其特征在于，
所述线圈支架(63)在接触面(66)上直接贴靠在所述壳体部件(13)上。
5.根据权利要求4所述的阀，
其特征在于，
所述接触面(66)沿着纵轴线(8)并且在周向上绕着所述纵轴线(8)延伸，和/或
所述接触面(66)至少部分地圆柱外周面状地构型。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的阀，
其特征在于，
所述线圈支架(63)压紧或焊接到所述壳体部件(12,13)上。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的阀，
其特征在于，
设置另一壳体部件(12)，所述线圈支架(63)至少部分地套装到所述另一壳体部件上，并且所述另一壳体部件(12)区段地在周向上包围所述壳体部件(13)，使得在运行中能够通过被引导通过所述流入通道(42)的流体实现所述线圈支架(63)的经由所述壳体部件(13)和所述另一壳体部件(12)获得的冷却。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的阀，
其特征在于，
至少一个壳体部件(12)至少部分地构造为分隔环(60)。
9.根据权利要求8所述的阀，
其特征在于，
在至少部分地构造为分隔环(60)的壳体部件(12)上形成限界衔铁室(43)的内壁(46)，其中，流体在运行中被引导通过所述衔铁室(43)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的阀，
其特征在于，
所述线圈支架(63)至少基本上由优选具有高导热性的非铁磁材料构成，和/或
所述线圈支架(63)至少部分地由铜基金属材料和/或至少部分地由铝基金属材料构成，和/或
所述电磁线圈(3)部分地被与所述线圈支架(63)连接的塑料注塑包封件(68)包围。
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