CN1138915C - 喷油阀 - Google Patents
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Abstract
一个喷油阀，它具有一个在全部长度上伸展的金属基体，该基体又由一个铁心/内极(2)和一个阀壳体(14)组成。该内极(2)通过挤压制造并且具有一个阀入口管、电磁回路的铁心(2)，一个磁节流点(8)和一个对衔铁(22)导向的部分。相反，阀壳体(14)通过深拉伸制造。阀壳体(14)除了作为壳体外还被用作阀座支架。在阀壳体(14)和内极(2)之间形成一个中间腔(15)，其中安置一个借助于一个密封圈(37)密封从而保持干燥的电磁线圈(1)。该喷油阀特别适合于在混合压缩、强迫点火内燃机喷油装置中使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷油阀。
背景技术
由DE-OS 195 03 821已公知一种可由电磁操作的喷油阀，在该喷油阀中一件或两件地构造了阀的一个金属基体而没有非磁性的中间部件。在此，该基体具有入口管、磁性的内极(铁芯)和阀座支架。此外，该基体还起到对一个衔铁的导向作用，通过该衔铁可操作一个与一个阀座配合作用的阀关闭体。除此之外，该基体还具有一个磁节流点(Drosselstelle)，该节流点具有一个比处于上游的铁芯和在下游紧接着的阀座支架的壁厚明显小的壁厚。
此外，由DE-OS 195 37 382还公知一种可由电磁操作的喷油阀，在该喷油阀中设置了一个内铁芯和一个外磁铁壳体。在此，将该磁铁壳体这样实施成台阶状，使得在铁芯和磁铁壳体之间形成一个用来容纳一个电磁线圈的线圈腔，在此，该线圈腔一方面在电磁线圈的上面被一个封盖元件而另一方面在电磁线圈的下面被一个非磁性的中间部件所封闭。这样，为了使电磁回路闭合或者为了防止磁短路及为了界限线圈腔，除了铁芯和磁铁壳体之外，还必需另外两个结构部件。
发明内容
本发明的目的是，提供一种喷油阀，其结构部件数量少，可简单及成本低地被制造，并且不会因此影响阀的功能。
按照本发明，提出了一种喷油阀，它具有一个阀纵轴线，具有一个电磁回路，该电磁回路至少具有一个电磁线圈、一个金属内极、一个金属阀壳体和一个衔铁，其中，内极和阀壳体被如此成形，使得阀壳体至少部分地在径向有一定距离地环绕内极，从而在二者之间构成一个电磁线圈被置入其中的中间腔，该电磁线圈在圆周方向完全被阀壳体所包围，并且在此，一个与固定的阀座面配合作用的阀关闭体可由衔铁操作，其中，内极和阀壳体一起沿着轴向在电磁线圈的上面和下面限制出该中间腔，在此，不仅是在电磁线圈的上面还是在其下面，都存在在内极和阀壳体之间的金属接触，并且该内极和该阀壳体至少在这两个接触区域中的一个区域内彼此固定连接。
根据本发明的喷油阀的优点是，可特别简单而又节约费用地制造，并且不会因此而影响阀的功能。按有利方式如此构造内极和阀壳体，使得该阀壳体至少部分地在径向有一定距离地环绕内极，从而在这二者之间形成一个在其中装入电磁线圈的中间腔。电磁线圈被安全可靠地置入，因为它在圆周方向完全被阀壳体所包围，并且该中间腔在轴向上在电磁线圈上面和下面通过阀壳体和内极的金属接触而被限制。这个阀壳体和内极的直接金属接触以及与此相联系的封闭的线圈腔就使得不再需要进一步的中间结构部件，从而节约费用、节省材料和减少了结构部件数量。这种结构就使得在保持所必要的软磁性性质的条件下能够有尽可能多的选择制造内极和阀壳体的材料可能性。
喷油阀的内极可以有利的方式借助于挤压来制造，这可特别有利地作为冷成形来实施。具有小的抗拉强度的钢(非合金钢)与具有大的抗拉强度的钢(高合金钢)一样适于冷挤压。非合金钢在冷挤压后完全能达到合金钢在退火状态下的强度值(挤拉强度，硬度)。由于内极的磁性，接着对相应地被挤压的内极坯件进行退火会是适宜的。对抗拉强度的考虑是不必要的，因为总会达到所要求的强度性能。通过挤压来制造内极的一个大的优点是，它比公知的车削件需要较少的材料，由此就产生明显的费用优点。
特别费用合理的是，除了挤压制造的内极外还设置了用深拉伸方法制造的阀壳体。该阀壳体与内极固定连接并与其一起形成一个在阀的全部轴向长度上伸展的金属基体。
由于阀壳体和内极的金属接触，特别有利的是，在内极上设置一个磁节流点使得磁回路通过阀壳体、内极和衔铁并环绕该磁节流点而闭合。这样可不再需要非磁性的中间部件。借助于一个设置在内极和阀壳体之间的密封圈将线圈腔密封，电磁线圈由于密封而干燥地放置，该密封圈被安置在电磁线圈的一侧上，该侧轴向上位于阀壳体和内极的固定连接的对面。
附图说明
在附图中以简化的方式示出本发明的实施例，并在下面说明中对其作进一步的讨论。
图1示出一个喷油阀的第一个实施例，
图2示出一个喷油阀的第二个实施例。
具体实施方式
在图1中作为例子示出了形式上为混合压缩、强迫点火内燃机喷油装置喷油阀的可电磁操纵的阀，它具有一个被一个电磁线圈1环绕的、用作燃料入口管的、管形的由挤压制成的、作为所谓内极的铁芯2。一个由塑料制成的线圈体3容纳电磁线圈1的绕组。铁芯2的壁厚在电磁线圈1的轴向伸展延范围具有变薄部分。从铁芯2的起止挡面6作用的一个台肩5起，向下游方向连接着一个薄壁的磁节流点8。该节流点8也是管形的，但是其壁厚大大小于处于节流点8的上游和下游的铁芯2的壁厚，并且在轴向上看该节流点8成为一个纵向伸展的上铁芯部分9到一个比较说来长度短的下铁芯端部10的过渡段，特别地，该上铁芯部分9构成该入口管。
薄壁的磁节流点8的壁厚在0.2到0.5mm之间，而铁芯2的在上游和下游的接续部分的壁厚应在例如1到3.5mm之间的量级即比节流点8的壁厚大5到20倍，以便得到一个最佳的磁通量。铁芯2在节流点8之前和之后的环形横截面积在例如20到30mm2之间的量级。给出这些数据只是用来更好地理解本发明，但对本发明未施加任何限制。
铁芯2的3个基本段9，8，和10都是以与阀纵轴线12同心的方式构成。在大多数现有技术公知的喷油阀中在磁节流点8的区域设置了一些金属的、非磁性的中间部件，这些中间部件将铁芯2与在其下游紧接着的被用作为阀座支架的连接件磁分离，但是，在本喷油阀中可以不用这些中间部件。
铁芯或入口管2是通过挤压制成的。在挤压时凸模和凹模形成一个模具间隙(Formspalt)。凸模挤压工件材料通过该模具间隙，在此，相应的横截面被成形。铁芯2的挤压是例如通过相应钢材的冷成形而进行的。对于从抗拉强度为350N/mm2的非合金钢种到抗拉强度为800N/mm2的高合金钢种都能够进行冷挤压。在铁芯2的挤压之后将其例如退火并通过切削精加工生产出所希望的轮廓。
喷油阀具有一个同样也与阀纵轴线12同心的、薄壁套筒状、主要通过深拉伸而制成的并用作为壳体、磁回路的一部分和阀座支架的阀壳体14，该阀壳体14作为具有比铁芯2大的直径的结构部件至少分段方式径向环绕铁芯2。这样，例如电磁线圈1与其线圈体3一起被置入到一个专门为此设置的在阀壳体14和铁芯2之间的环形中间腔15中。一个纵向孔18伸展在例如被作成多台阶的阀壳体14内，至少铁芯端部10被如此导入到该纵向孔18中，使得铁芯端部10紧靠在阀壳体14的内壁上。铁芯端部10用来将磁通量从阀壳体14经过一个径向的空气间隙传送到衔铁22上。
此外在纵向孔18中安置了一个阀针19，该阀针19装备上一个例如管形的连接件20，在此，在该连接件20的上游端固定上一个衔铁22，而在该连接件20的下游端固定上一个球形的阀关闭体23。在这个例如通过焊接而与连接件20连接的阀关闭体23的外轮廓上设置了例如5处削平24以便燃料经其流过。
喷油阀被以周知的方式电磁地操作。由电磁线圈1、铁芯2、阀壳体14和衔铁22组成的电磁回路用来轴向移动阀针19并从而克服一个复位弹簧25的力而打开喷射阀或者用于关闭喷射阀。衔铁22也是通过一个焊缝与连接件20的背离阀关闭体23的端部连接并相对于铁芯部件9及铁芯2的止挡面6对准。在阀壳体14的位于下游的背离铁芯2的端部，一个圆柱形的阀座体29例如通过焊接而被密封地安置在纵向孔18中，该阀座体29具有一个阀座面30。
阀座体29的一个导向孔32用来在阀针19沿着阀纵轴线12运动时对阀关闭体23的导向。在衔铁22的外圆周上设置了例如一个导向面36，该导向面36例如通过车削加工制成并也被用来对阀针19在节流点8范围内相对于铁芯2的轴向导向。该至少一个的导向面36可以被实施成例如一个环绕走向的、连续的导向环或在外圆周上彼此之间有一定距离构成的多个导向面。
球形的阀关闭体23与阀座体29的沿流动方向截锥形收缩的阀座面30配合作用。阀座体29在其离开阀关闭体23的端面上与一个被构造为碗形的喷射孔板34固定连接。该喷射孔板34具有至少一个、例如4个通过腐蚀或冲压而成形的喷射孔35。
阀座体29的推入深度决定了阀针19行程的大小。在此，阀针19在电磁线圈1未被激发时的一个终端位置由阀关闭体23座置到阀座体29的阀座面30上来确定，而阀针19在电磁线圈1被激发时的另一个终端位置由衔铁22靠置到铁芯2的台肩5的例如渗铬硬化的止挡面6上而给出。
在阀壳体14和铁芯2之间的中间腔15中，在线圈体3的下面安置一个例如以O形环的形式构成的密封圈37，该密封圈37起到对线圈腔密封的作用。用来容纳密封圈37的环形室由线圈体3的下侧面、在此区域被作成台阶式的并向下游方向直径变小的阀壳体14的内壁和被用来在内侧对衔铁进行导向的铁芯端部10的外圆周限制而成。
一个被推入到铁芯2的与阀纵轴线12同心的通流孔38中的调节套筒39用来调节靠置在调节套筒39上的复位弹簧25的偏压，该调节套筒39例如由弹簧钢板弯卷而成，而该复位弹簧25又以其相反的那个端面支撑在阀针19的连接件20上。一个燃料过滤器40在铁芯2进口侧的端部伸入到铁芯2的通流孔38中，并且用来过滤出那些由于其大小而能导致喷射阀堵塞和损坏的燃料成分。
铁芯(内极，入口管)2大体上处于一个径向向外突出的凸缘41之上，该凸缘41在上面将容纳电磁线圈1的中间腔15封闭，并由一个塑料压力包封件42所环绕封闭。例如一个同时被压铸而成的电插接件43是这个塑料压力包封件42的一部分，该电插接件43例如直接在铁芯2的凸缘41的上面和阀壳体14的朝向喷射阀进口侧端部的上端部之上向外伸出。两个金属接触件44是由塑料制成的电插接件43的零件，这些接触件44直接与电磁线圈1的绕组相连。接触件44从线圈体3出发经过凸缘41上的一个槽47而伸入电插接件43。接触件44由塑料包封地位于这个槽47中，因为塑料压力包封件42一直伸展到在阀壳体14和铁芯2之间的容纳电磁线圈1的中间腔15中，所以，这个中间腔15另外为了线圈体3尽可能由塑料喷射。在电插接件43的附近，阀壳体14通过多个设置在外圆周上的例如由激光产生的焊点45而被固定在铁芯2的凸缘41上。这个固定连接不必满足密封功能。然而，也可设置一个环绕的连续焊缝45。
深拉伸的阀壳体14在其下游的端部附近具有一个通过折叠形成的垂直于阀壳体14的轴向延伸的、向外伸出的、环绕的环形凸起49，而阀壳体14直接在其下游的端部具有一个向外伸出的、为法兰状的凸缘50。环凸起49和支脚50与阀壳体14的外壁一起在这个区域共同构成一个环形槽51，在该槽51中安置了一个密封圈52以用于对于一个阀容纳件的密封。
在接着的图2的第二个实施例中，与在图1中所示同样位置以及起同样作用的部件还是被用同样的参考标号标记。与第一个实施例的主要差别在于，一个构成代表内极的铁芯2、磁节流点8和阀座支架14’的阀管55可通过挤压制成，而阀壳体14与一个阀入口管56一起以单件的形式作为深拉伸部件构成。
根据图2的喷油阀也具有由电磁线圈1所环绕的、管形的且挤压制成的铁芯2，但是与在图1所示的该铁芯2被直接用作燃料入口管的例子不同，这里它是与在下游的阀座支架14’一起一体地构成，二者共同构成被标记为阀管55的结构部件。从铁芯的起到止挡面6作用的突肩5起沿流动的下游方向连接了薄壁的磁节流点8。于是，在轴向上看，这个其内壁大大薄于处于节流点8的上游和下游阀管55的壁厚的磁节流点8构成了从铁芯2到阀座支架14’的过渡段。挤压制成的阀座支架14’在其下游端部附近具有一个环形槽51，在该槽51中安置一个密封圈52以用来进行相对于一个阀容纳件的密封。
喷油阀具有一个与阀纵轴线12同心的、薄壁套筒状、主要通过深拉伸而制成的并用作为壳体、磁回路的一部分和阀入口管56的阀壳体14，该阀壳体14作为具有比阀管55直径大的结构部件至少分段方式径向环绕阀管55。这样，电磁线圈1与其线圈体3一起被置入在阀壳体14和阀管55之间的一个专门为此设置的环形的中间腔15中。一个通流孔38伸展在阀壳体14的阀入口管56中，至少上铁芯端部9被如此导入到该通流孔38中，使得上铁芯端部9紧靠在阀入口管56的内壁上。
另一方面，阀管55又具有一个内纵向孔18，燃料流经该纵向孔18。在该纵向孔18中安置了一个阀针19，该阀针19至少由衔铁22和固定在其下游端部上的球形阀关闭体23所构成。阀针19比在第一个实施例中短，因为这里已不使用连接件20。
在本实施例中，为得到干燥的电磁线圈1而对线圈室进行密封所需的、例如以O形环形式构成的密封圈37未被安置在中间腔15中，而是座落在阀壳体14和阀管55之间，更确切地说，是在阀入口管56和铁芯2的上铁芯部分9之间。为此，在铁芯2的外圆周上设置用来容纳密封圈37的、环绕的环形槽58。
阀入口管56作为阀壳体14的部件，尽可能地被塑料压力包封件42所环绕。一个同时压铸而成的电插接件43是这个塑料压力包封件42的一部分，该电插接件43例如直接在阀壳体14的径向突肩59的上面径向向外伸出。借助这个径向突肩59就使得阀壳体14在电磁线圈1的伸展区域内的直径大于它在阀入口管56区域内的直径，由此就最终地形成了用来容纳电磁线圈1的中间腔15。作为由塑料制成的电插接件43的零件还有例如两个金属接触件44，这些接触件44直接与电磁线圈1的绕组相连。接触件44从线圈体3出发经过径向突肩59上的一个槽47而伸入到电插接件43中。
在中间腔15下面的阀座支架14’的区域，阀壳体14通过多个设置在外圆周上的例如由激光焊接产生的焊点45’或者通过一个连续的环绕焊缝而被固定在阀管55上。这个固定连接不必满足密封功能。
Claims (14)
1.一种喷油阀，它具有一个阀纵轴线(12)，具有一个电磁回路，该电磁回路至少具有一个电磁线圈(1)、一个金属内极(2)、一个金属阀壳体(14)和一个衔铁(22)，其中，内极(2)和阀壳体(14)被如此成形，使得阀壳体(14)至少部分地在径向有一定距离地环绕内极(2)，从而在二者(2，14)之间构成一个电磁线圈(1)被置入其中的中间腔(15)，该电磁线圈(1)在圆周方向完全被阀壳体(14)所包围，并且在此，一个与固定的阀座面(30)配合作用的阀关闭体(23)可由衔铁(22)操作，其特征为，内极(2)和阀壳体(14)一起沿着轴向在电磁线圈(1)的上面和下面限制出该中间腔(15)，在此，不仅是在电磁线圈(1)的上面还是在其下面，都存在在内极(2)和阀壳体(14)之间的金属接触，并且该内极(2)和该阀壳体(14)至少在这两个接触区域中的一个区域内彼此固定连接。
2.按照权利要求1所述的喷油阀，其特征为，内极(2)通过挤压制造。
3.按照权利要求1或2所述的喷油阀，其特征为，阀壳体(14)通过深拉伸制造。
4.按照权利要求1或2所述的喷油阀，其特征为，内极(2)被构造得具有一个薄壁的磁节流点(8)，并且无论向上游方向还是向下游方向都与该节流点(8)连接着其壁厚明显大于节流点(8)的壁厚的部分。
5.按照权利要求4所述的喷油阀，其特征为，节流点(8)的壁厚在0.2到0.5mm之间。
6.按照权利要求4所述的喷油阀，其特征为，节流点(8)被构造在内极(2)的一个轴向延伸部分内，该延伸部分由中间腔(15)与阀壳体(14)隔开。
7.按照权利要求1或2所述的喷油阀，其特征为，内极(2)被如此成形，使得它被用作电磁回路的铁芯、阀入口管和衔铁导向件。
8.按照权利要求1或2所述的喷油阀，其特征为，内极(2)作为阀管(55)被如此成形，使得它被用作电磁回路的铁芯、阀座支架(14’)和衔铁导向件。
9.按照权利要求1或2所述的喷油阀，其特征为，阀壳体(14)同时也被构造为阀座支架。
10.按照权利要求1或2所述的喷油阀，其特征为，阀壳体(14)同时也被构造为阀入口管(56)。
11.按照权利要求1或2所述的喷油阀，其特征为，容纳电磁线圈(1)的中间腔(15)借助于一个设置在内极(2)和阀壳体(14)之间的密封圈(37)被密封。
12.按照权利要求1所述的喷油阀，其特征为，内极(2)和阀壳体(14)一起共同在阀的全部轴向长度上伸展。
13.按照权利要求1所述的喷油阀，其特征为，内极(2)被构造得在电磁线圈(1)的上面具有一个在径向上向外伸出的凸缘(41)，该凸缘(41)具有一个槽(47)，接触件(44)穿过该槽(47)从电磁线圈(1)通到一个电插接件(43)中。
14.按照权利要求1所述的喷油阀，其特征为，阀壳体(14)被构造得在电磁线圈(1)的上面具有一个径向突肩(59)，该径向突肩(59)具有一个槽(47)，接触件(44)穿过该槽(47)从电磁线圈(1)通到一个电插接件(43)中。
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