CN117795187A - 燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

一种电磁燃料喷射阀，包括动铁芯和阀构件之间的联接件，该联接件允许阀构件和动铁芯在阀构件的打开和关闭方向上进行有限的相对运动。喷射器主体包括非磁性部分，以集中通过动铁芯和磁极的磁通量和吸引力。模块化动力组降低了组装成本，包括可防止环境潮湿和腐蚀的塑料封装线圈。阀座包括阀密封件，当燃料喷射阀处于打开位置时，该阀密封件可改善流经阀构件的燃料流。

Description

燃料喷射器

背景技术

本公开涉及一种燃料喷射器。更具体地说，是一种用于在机动车内燃机中喷射燃料的燃料喷射器。

一种用于向内燃机喷射燃料的燃料喷射器包括阀，该阀通过电动致动器抵抗关闭弹簧的作用来驱动。所公开的燃料喷射器包括一些改进，这些改进促进了电磁致动阀中阀的快速打开和关闭，同时避免了阀构件的不稳定性，而这种不稳定性可能会导致意外的燃料输送。

发明内容

所公开的燃料喷射器使用电磁燃料喷射阀控制向内燃机喷射燃料。燃料喷射器的主体是金属燃料管，其中包含阀的燃料处理部件，并限定了从入口到燃料喷射器尖端的燃料流动路径，燃料喷射器尖端可伸入发动机气缸。阀构件与轴向延伸的阀针和电磁铁(solenoid)的动铁芯(armature)相连，电磁铁在发动机控制系统的控制下打开阀。电磁铁包括固定在燃料喷射器主体上的磁极、连接到阀针的电磁铁和围绕燃料喷射器主体的线圈，线圈产生通过磁极和动铁芯的磁通量，以将动铁芯吸引到磁极上并打开阀。

在所公开的燃料喷射器的一个实施例中，阀针轴向延伸穿过动铁芯，动铁芯在固定到阀针上的第一动铁芯止动件和第二动铁芯止动件之间联接到阀针。止动件沿阀针方向彼此间隔的轴向距离大于致动器与止动件接触处的致动器的轴向长度，从而允许动铁芯与阀针之间的有限的相对运动。动铁芯的一个实施例限定了围绕阀针形成的轴向凹槽和偏压在轴向凹槽底部和第一(上)动铁芯止动件之间的动铁芯弹簧，该动铁芯弹簧使动铁芯向第二(下)动铁芯止动件偏压，从而在动铁芯和第一(上)动铁芯止动件之间形成间隙。阀关闭弹簧(复位弹簧)抵在第一(上)动铁芯止动件的上表面上，使阀针向阀关闭位置偏压，阀构件与阀密封件接触，以关闭燃料喷射阀。阀针通过阀关闭弹簧(复位弹簧)保持在关闭位置，同时动铁芯被偏压朝向第二(下)动铁芯止动件，并与第一(上)动铁芯止动件间隔开。第一(上)动铁芯止动件位于动铁芯和磁极之间，而第二(下)动铁芯止动件布置在动铁芯和阀构件之间。

动铁芯具有第一位置和第二位置，当阀针处于关闭位置时，动铁芯在第一位置与磁极轴向间隔开，以在动铁芯和磁极之间限定第一轴向间隙；当阀针处于打开位置时，动铁芯在第二位置与磁极接触。第一(上)和第二(下)动铁芯止动件固定在阀针的固定位置上，动铁芯可相对于阀针在第一动铁芯止动件和第二动铁芯止动件之间轴向移动，并被动铁芯和第一(上)动铁芯止动件之间的动铁芯弹簧向第二(下)动铁芯止动件偏压，以在阀处于关闭位置时在动铁芯和第一(上)动铁芯止动件之间形成第二轴向间隙。复位弹簧与第一(上)动铁芯止动件的上表面接触，用于使阀针偏离磁极并朝向关闭位置。所公开的动铁芯和阀针之间的联接将动铁芯和阀针在燃料喷射阀打开和关闭方向上的动量变化和冲击进行分隔。所公开的阀针、动铁芯、动铁芯止动件和动铁芯弹簧的配置使动铁芯的质量与阀针分离，以减少从动铁芯到阀针的冲击和动量变化的传递，从而减少阀构件的意外运动(弹跳)，并减少相关的意外燃料供给。除了所公开的燃料喷射器的其他方面外，所公开的动铁芯和阀针之间的联接具有创造性意义，其可与所公开的燃料喷射器的其他方面中的一些、全部结合使用或不结合使用。

所公开的动铁芯和阀针之间的联接可进一步具体化，其中动铁芯限定了轴向凹槽，动铁芯弹簧位于轴向凹槽中，并在轴向凹槽的底部和第二动铁芯止动件的下表面之间偏压。动铁芯的一个实施例可以限定至少一个燃料流动通道，该燃料流动通道在轴向凹槽和动铁芯与阀构件之间的区域之间连通。第一(上)动铁芯止动件的一个实施例可以径向跨过轴向凹槽，并包括凸缘上的至少一个凹口，以允许从第一(上)动铁芯止动件与磁极之间的区域与轴向凹槽的流体连通。至少一个凹口、轴向凹槽和至少一个燃料流动通道允许流体从第一(上)动铁芯止动件和磁极之间的区域到动铁芯和阀构件之间的区域的流体连通，例如沿朝向燃料喷射器喷嘴尖端的燃料流动方向。动铁芯的一个实施例可以限定第一动铁芯止动件和第二动铁芯止动件都包括限定至少一个凹口的周边。第一(上)动铁芯止动件的一个实施例可包括径向突出的凸缘，该凸缘沿轴向置于磁极和动铁芯之间，其中动铁芯和磁极之间的距离大于凸缘的轴向厚度，从而允许在动铁芯接触磁极后阀针沿打开方向进行有限的轴向运动，尽管阀针的这种轴向运动受到阀关闭弹簧(复位弹簧)的抵抗，并且可能不会实际发生。所公开的布置将动铁芯与磁极的冲击与阀针分离，因此来自动铁芯的冲击和动量变化产生的能量不会直接传递到阀针上。所公开的动铁芯与阀针之间的联接进行的改进可根据需要选择，以用于燃料喷射器中。

本公开的另一方面涉及磁路的改进，该磁路将磁力施加到动铁芯上，使动铁芯向磁极移动，并抵抗阀关闭弹簧(复位弹簧)的偏置作用打开燃料喷射阀。阀体包括磁性上部、非磁性中间部分和磁性下部。该上部、中间部分和下部整体连接以限定阀体的连续圆柱形侧壁。动铁芯和磁极布置在阀体中，动铁芯和线圈之间的轴向间隙由阀体的非磁性中间部分包围。线圈围绕阀体的非磁性中间部分，并且当通电时产生穿过磁极和动铁芯的磁通量，将动铁芯吸引到磁极上。动铁芯联接到阀针，当动铁芯被磁力吸引到磁极上时，将阀针移向打开位置。由于磁通量将沿着阻力最小的路径流动，阀体的非磁性部分迫使磁通量流经磁极和动铁芯而不是流经阀体，这就提高了线圈通电时动铁芯上的力。燃料喷射器实施例中公开的磁路使燃料喷射器更加节能，并提高了燃料喷射器的打开速度。所公开的磁路可以独立于所公开的动铁芯和阀针之间的联接以及所公开的燃料喷射器的其他方面来使用。除了其他公开的改进之外，所公开的对电磁燃料喷射阀中磁路的改进具有创造性意义，并且可以除了所公开的燃料喷射器的其他方面之外并入燃料喷射器中。

根据所公开的燃料喷射器的另一个方面，模块化动力组将线圈固定到阀体上，并完成引导磁通量通过电磁燃料喷射阀的磁极和动铁芯的磁路。模块化动力组的实施例包括线圈组件，其包括环形线圈，具有从环形线圈延伸到电连接器的导体，环形线圈嵌入至包围导体并至少部分形成电连接器的塑料中。第一磁通垫圈在线圈的一个轴向端围绕阀体，圆柱形壳体与第一磁通垫圈接触并向外围绕线圈，第二磁通垫圈与圆柱形壳体接触并在线圈的第二轴向端围绕阀体的大部分周向延伸，以形成磁路的径向外侧部分，用于线圈通电时产生磁通量。第一磁通垫圈、圆柱形壳体和第二磁通垫圈形成延伸穿过动铁芯和磁极的磁路的一部分。线圈通电时在磁路中产生磁场，磁场将动铁芯吸引到磁极上，使阀针向打开位置移动。除了燃料喷射器的其他公开方面之外，模块化动力组有创造性意义，可以与所公开的其他改进措施分开集成到燃料喷射器中。

燃料喷射器的模块化动力组的实施例可以进一步具体化，其中阀体与入口连接以形成密封的燃料管，入口包括与线圈组件配合的特征，以将线圈组件保持到燃料喷射器上。动铁芯的实施例可以包括第一磁通垫圈、圆柱形壳体和第二磁通垫圈，它们在组装到阀体后相互焊接在一起。在一个实施例中，第二磁通垫圈被槽中断，导体通过槽轴向延伸至电连接器。这样就可以在线圈组件插入阀体和圆柱形壳体之间限定的环形空间后安装第二磁通垫圈。

本公开的另一方面涉及一种改进的阀座构造。燃料喷射器包括阀针，该阀针与球形阀构件相连，并可在关闭位置和打开位置之间沿纵向轴线移动。阀座限定了阀密封件，当阀针处于关闭位置时，阀密封件与球形阀构件的外表面接触。阀密封件包括围绕燃料囊的环形锥形表面。球形阀构件的外表面沿着阀密封件与外表面相切的线与阀密封件接触。锥形表面径向向内延伸至燃料囊的第一距离，并沿径向向外延伸至与第一距离大致相等的第二距离。锥形阀密封表面可包括限定阀密封件的外边界的后切口。球形阀构件与锥形阀密封件之间的环形接触线的位置可通过改变阀密封件内外边界的角度和径向位置来调整。阀座的实施例可包括引导表面，用于引导球形阀构件在打开和关闭位置之间的轴向运动，以保持阀构件与阀密封件之间的对准。引导表面可以是与燃料喷射器纵向轴线同心的圆柱体的一部分。改进的阀座构造本身就具有创造性意义，并且可以独立于所公开的燃料喷射器的其他方面而使用。

附图说明

图1是根据本公开各方面绘制的燃料喷射器实施例的纵向剖视图；

图2是图1剖视图的放大部分；

图3是图1和图2中燃料喷射器的局部分解透视图；

图4是处于装配状态的图3的燃料喷射器的外部透视图；

图5是图4的燃料喷射器的放大局部剖视图，示出了线圈组件与燃料模块入口端之间的连接；

图6是根据本公开各方面绘制的燃料喷射器的阀体的纵向剖视图；

图7是包含组装状态下的图6的阀体的燃料模块的纵向剖视图，示出了内部部件；

图8是与图1-图8所示的燃料喷射器的实施例相匹配的阀座和球形阀构件的放大透视剖面图；

图9是图8中阀座的仰视透视图；

图10是图8中阀座和球形阀构件的放大局部剖视图；

图11是图8中阀座和球形阀构件的透视剖面图；

图12是根据本公开各方面的组装到阀针上的动铁芯的纵向剖视图；

图13是图12中动铁芯/阀针组件的俯视透视图；

图14是图12中动铁芯/阀针组件的局部仰视透视图；

图15是阀体的纵向剖视图，该阀体与产生磁力以打开阀的部件功能性结合；

图16是本公开的燃料喷射器的实施例的一部分的纵向放大剖视图，示出了在阀初始打开阶段动铁芯和阀针相对于磁极的位置；以及

图17是本公开的燃料喷射器的实施例的一部分的纵向放大剖视图，示出了在阀完全打开阶段动铁芯、阀针和阀构件相对于磁极和阀座的位置。

具体实施方式

参见图1-图7，电磁驱动燃料喷射器10分配一定量的燃料，这些燃料将在内燃机(未显示)中燃烧。燃料喷射器10在入口端12和喷射端14之间沿着纵向轴线A-A延伸，并且包括燃料管组件16和动力组组件18。燃料管组件16包含燃料喷射器10的“湿”部分，执行流体处理功能，例如，限定从入口端12到喷射端14的燃料流动路径，允许或禁止燃料从燃料喷射器10的喷射端14流出。动力组组件18将电信号转换为用于打开燃料管组件16中的阀的驱动力，以允许燃料从燃料喷射器10的喷射端14流出。

图1和图2是根据本公开的各方面所公开的燃料喷射器10的实施例的剖视图。燃料管组件16包括入口20，入口具有连接到燃料分配器管路(未显示)的密封连接件。密封连接件包括O形环22和支撑垫圈24，它们与燃料分配器管路上的联接器配合以压缩O形环22，从而形成能够承受350巴至1000巴燃料压力的密封连接件。从密封连接件处，入口20延伸至环形开口第二端26，该环形开口第二端26容纳于阀体30的开口上端28内。阀体30从与入口20的连接处延伸到另一端，该另一端包括与阀座34连接的尖端32。阀座34包括朝内的阀密封件36，该阀密封件36与连接在阀针40一端的阀构件38配合。阀座34限定了多个燃料喷射孔42，这些喷射孔42与阀密封件36界定的燃料囊44连通。当阀构件38偏置至与阀密封件36接触时，阀构件38上方燃料管组件16中的加压燃料被阻止进入燃料囊44并从燃料喷射孔42流出，当阀构件38如图10和图17所示远离阀密封件36移动时，燃料从阀构件38和阀密封件36之间通过，穿过燃料囊44并从燃料喷射孔42流出。在使用中，燃料喷射器10的尖端32延伸穿过内燃机(未示出)的气缸盖，将阀座34及其燃料喷射孔42定位在内燃机的气缸中，这在本领域是众所周知的。阀座34上方的尖端32上的凹槽46支撑压缩密封件48，该压缩密封件与气缸盖(未显示)中的孔配合，以将加压气体容纳在发动机气缸内。

如图7所示，燃料管组件16包括入口20、阀体30和阀座34，它们形成将燃料喷射器10的燃料处理部件包围起来的密封外壳。入口20的下端26容纳于阀体30的上端28内，并通过焊缝50连接。阀座34围绕阀体30的尖端32的下端，并通过焊缝52连接。焊缝50和52可以是围绕相应的接缝延伸的激光焊缝，以形成密封的燃料管组件16。燃料管组件16限定了从入口20延伸至燃料喷射孔42的燃料流动路径。磁极54和动铁芯56布置在燃料管组件16内，使得来自动力组组件18的磁力将动铁芯56吸向磁极54。动铁芯56与阀针40相连，当动铁芯56被吸引到磁极54时，使阀构件38远离阀密封件36移动。根据本公开的各个方面，在入口20插入阀体30并焊接到阀体30上之前，附接有动铁芯56的阀针40和磁极54已装配到阀体30中。

阀体30与入口20连接的上阀体58由磁性钢制成，包括尖端32的下阀体60也由磁性钢制成。如图6所示，阀体30的中间部分62由非磁性金属制成，并与上阀体58和下阀体60一体连接。根据本公开的各个方面，上阀体58、非磁性中间部分62和下阀体60之间的整体连接是在阀体30加工成最终形状之前形成的，这样就形成了围绕磁极54和动铁芯56的无缝、无泄漏的管状阀体30，其中阀体30的磁性和非磁性部分精确对齐。当阀处于关闭位置时，阀体30的非磁性中间部分62位于围绕磁极54的下端面66和动铁芯56的上端面68之间的间隙64并与之轴向重合的位置。如图2所示，阀体30的中间部分62的非磁性材料在该位置迫使来自电磁线圈70的磁通量完全通过动铁芯56和磁极54，从而当线圈70通电时施加到动铁芯56上的力可最大化。集中通过磁极54和动铁芯56的磁通量可获得极佳的磁反馈，从而对阀针40和阀构件38进行弹道控制。

图2示出了所公开的燃料喷射器10的实施例中的磁路72。动力组组件18包括环形线圈70，该线圈包括延伸至连接器76的导体74。连接器76将线圈70电连接到控制系统(未显示)，该控制系统向线圈70供电以产生施加到动铁芯56上的磁力，从而移动动铁芯56、阀针40和阀构件38使燃料流经燃料喷射器10。控制系统可以是发动机控制单元(ECU)，用于协调通过内燃机燃料喷射器的燃料流与发动机的其他部件。这种控制系统的配置和操作对于本领域的技术人员来说是很容易理解的，因此不再进一步描述。

线圈70沿径向环绕阀体30的非磁性中间部分62和磁极54下端面66与动铁芯56上端面68之间的间隙64定位。从图3和图4中可以最佳地看到，动力组组件18是模块化的，包括少量组装到燃料管组件16的外部的价格低廉的部件。线圈70绕在线轴71上，并由注塑塑料包围，形成图3所示的线圈组件78。线圈组件78包括将线圈70连接到插头连接器76的导体74。插头连接器76的形式可根据需要改变以兼容不同的电气连接系统。动力组组件18还包括下磁通垫圈80、圆柱形壳体82和带槽的上磁通垫圈84，它们与阀体30的磁性部分58，60、磁极54和动铁芯56一起形成如图2所示的磁路72。磁通垫圈80、84和圆柱形壳体82是磁性材料的基本形状，其可以廉价地大量生产。根据本公开的各个方面，线圈组件78不包含完成图2所示磁路的任何磁性部件，这使得带有不同插头连接器76的线圈组件可以很容易地以低成本集成到燃料喷射器中以兼容不同的连接系统。

参照图3和图5，模块化动力组组件18的实施例按如下方式装配到燃料管组件18上：将下磁通垫圈80和圆柱形壳体82布置在阀体30上，下磁通垫圈80与阀体30上的环形肩部86接触并焊接在适当位置。如图5所示，线圈组件78的线圈70插入壳体82和阀体30之间，并朝向下磁通垫圈80轴向移动，以使入口20上的倒钩88与注塑成型塑料线圈组件78内侧的互补卡扣90相接合。这种卡接扣合连接将线圈组件78固定在燃料管组件16上，同时将上磁通垫圈84横向插入壳体82上端由线圈组件78限定的互补槽中并焊接固定。上磁通垫圈84将线圈70固定在其下方的适当位置，同时保持线圈组件78的上部向上轴向加载倒钩88和卡扣90。这种构造将线圈组件78牢固地固定在燃料管组件16上，并允许入口20支撑线圈组件78和插头连接器76的上端。如图4所示，完成这些装配步骤后，动力组组件固定在燃料管组件16上的装配位置。下磁通垫圈80在肩部86焊接到下阀体60，壳体82焊接到下磁通垫圈80，上磁通垫圈84焊接到壳体82的上端，以确保没有气隙中断磁路72。根据本公开的各个方面，作为组装燃料喷射器10的最后一步，动力组组件18安装到燃料喷射器10上。

图12-图14示出了根据本公开各方面的连接到动铁芯56的阀针40和阀构件38的实施例。动铁芯56限定了轴向凹槽92和从凹槽92到动铁芯56下方区域的至少一个燃料流动通道94。在燃料喷射器10使用期间，燃料流动通道94允许燃料流经动铁芯56。两个基本相同的动铁芯止动件96a、96b限制动铁芯56在止动件96a、96b之间沿阀针40的移动，但如下文所述，动铁芯56的质量与阀针40并不直接相连。动铁芯止动件96a、96b的外围包括凹口98，使得上动铁芯止动件96a允许燃料流入凹槽92并通过燃料流动通道94。凹口98不会影响下动铁芯止动件96b的功能，因此可以在动铁芯56的上方和下方使用相同的部件以降低成本。动铁芯止动件96a、96b焊接在阀针40上的位置，允许动铁芯56和阀针40之间少量的相对轴向移动。螺旋弹簧100放置在动铁芯56的轴向凹槽92中，并偏置在上动铁芯止动件96a和凹槽92的底部之间，使动铁芯56偏离上动铁芯止动件96a并抵靠在下动铁芯止动件96b中。如图1和图12所示，在这种布置下，当阀关闭时动铁芯56和上动铁芯止动件96a之间保持轴向间隙102。图12中所示出的上动铁芯止动件96a和动铁芯56的相对位置对应于线圈70未通电，且弹簧100使动铁芯56偏离上动铁芯止动件96b从而打开间隙102的状态。当线圈70通电时，轴向间隙102允许动铁芯56朝磁极54快速加速一段由间隙102确定的预定距离，然后动铁芯的肩部57接触到上动铁芯止动件96a的凸缘95，从而导致阀针40和阀构件38移动远离阀密封件36。在打开燃料喷射器阀的初始阶段，施加在动铁芯56上的磁力会压缩动铁芯弹簧100以关闭间隙102。加速的动铁芯56的动能和动铁芯56与磁极54之间的间隙64的变窄使阀针40和阀构件38迅速移动远离阀密封件36，从而开始喷射燃料。

由动铁芯56的上端面68和磁极54的下端面66之间的轴向间隙64减去动铁芯和上动铁芯止动件之间的间隙102确定阀针40和阀构件38的升程或冲程。在所公开的燃料喷射器的实施例中，间隙64至少是间隙102的两倍。在根据本公开内容的燃料喷射器的其他实施例中，间隙64与间隙102之比可以在2:1至4:1之间。保持间隙102相对于间隙64较小，可使动铁芯56仅抵抗动铁芯弹簧100的偏压而加速，而不会明显延迟燃料喷射器阀的打开。如图16所示，在阀打开过程中，动铁芯56开始向磁极54移动，关闭间隙102并接触上动铁芯止动件96a。在图16中，动铁芯弹簧100被压缩，动铁芯的肩部57和上动铁芯止动件96a的凸缘95之间的间隙102关闭，动铁芯56的下端和下动铁芯止动件96b之间的间隙103打开，动铁芯56的上端面68和磁极54的下端面66之间的间隙64变窄，但阀针40尚未开始沿打开方向移动。如图17所示，当间隙102闭合后，动铁芯56与上动铁芯止动件96a接触，并开始抵抗阀关闭弹簧104的偏压移动阀针40，直到动铁芯56的上端面68接触到磁极54的下端面66。如图17所示，当动铁芯56的上端面68接触到磁极54的下端面66时，压缩动铁芯56内部的螺旋弹簧100，动铁芯56和上动铁芯止动件96a之间的间隙102关闭，动铁芯56和下动铁芯止动件96b之间存在间隙103。显然，间隙102和间隙103大致相等，当间隙102打开时，间隙103关闭，反之亦然。

如图2所示，上动铁芯止动件96a包括径向凸出的凸缘95，该凸缘95位于磁极的下端面66和动铁芯56的环形肩部57之间。如图12所示，上动铁芯止动件96a上的凸缘95的轴向厚度55可以小于肩部57与动铁芯56上端面68之间的轴向距离53，从而允许阀针40(具有动铁芯止动件96a、下动铁芯止动件96b和阀构件38)保持沿打开方向移动，直到动铁芯56和下动铁芯止动件96b之间的间隙103闭合。在一个实施例中，轴向厚度55和轴向距离53之间的差值大于间隙103，因此凸缘95的上端面永远不会撞击到磁极54的下端面66。动铁芯56与磁极54的下端面66接触后突然停止，但由于阀针40和动铁芯56之间允许在止挡件96a和96b之间有相对运动，因此这种突然变化不会直接反映到阀针40上。动铁芯56的质量与阀针40分离，限制了动铁芯56的方向/动量突变对于阀针40和阀构件38的能量传递，从而最大限度地减少了喷射开始和结束时的意外燃料添加。换句话说，所公开的动铁芯56和阀针40之间的连接通过允许动铁芯56和阀针40中的每一个相对于彼此进行有限运动，从而促进阀针和阀构件在打开或关闭后的稳定，以增加喷射事件的线性部分。在所公开的燃料喷射器10中，动铁芯56和阀针40的冲击在阀的打开和关闭方向上都是相互分离的。

阀构件38可以是焊接在阀针40与动铁芯56相对的一端的球状体。当线圈70未通电时，阀关闭弹簧104偏置在上动铁芯止挡件96a上，使阀针40和阀构件38向阀座34和关闭位置偏压。在关闭位置，阀构件38的外表面与阀密封件36接触，阻止燃料流经燃料喷射器10。当阀针40和阀构件38处于关闭位置时，如图12中所示，动铁芯肩部57和上动铁芯止动件96a的凸缘95之间存在间隙102，这是因为动铁芯止动件96a、96b的朝向表面之间的距离略大于动铁芯56下表面和肩部57之间的轴向长度。动铁芯止动件96a、96b与动铁芯56轴向长度的差值是间隙102、103的轴向尺寸。阀关闭弹簧104的力作用在上动铁芯止动件96a的凸缘95顶部，将阀构件38保持抵靠在阀密封件36上，但动铁芯56在动铁芯弹簧100的作用下偏离上动铁芯止动件96a的凸缘95，以打开间隙102。当被磁极54吸引时，动铁芯56可返回到偏向下动铁芯止动件96b并与上动铁芯止动件96a相隔的位置。根据本公开的各个方面，复位弹簧104的弹簧刚度和力大于动铁芯弹簧100的弹簧刚度和力。

图8-图11示出了根据本公开的各个方面的阀座34。阀座34包括多个围绕阀构件38排列的引导表面106，以用于引导阀构件38的轴向运动。在阀构件38下方，阀座34包括围绕燃料囊44的阀密封件36。燃料囊44与多个燃料喷射孔42连通，喷射孔42的数量和构造可以改变，以便在喷射过程中提供所需的燃料流动特性。所公开的阀座34限定了围绕燃料喷射器10的纵向轴线A-A布置的五个燃料喷射孔42，但这只是燃料喷射孔的可能布置方式的一个示例。阀密封件36是环形圆锥表面，在燃料喷射器10关闭时，该环形圆锥表面与阀构件38接触。阀构件38的球形外表面将沿着环形接触线接触锥形阀密封件36，其中锥形阀密封件36与阀构件38外表面相切。如图10所示，环形阀密封件36具有由后切口108限定的有限径向范围。与阀密封件36的表面径向向外延伸到阀构件38外表面与阀密封件36之间的环形接触之外很大一段距离的情况相比，后切口108使阀构件38与阀密封件36之间的燃料流更快地达到峰值流量。后切口108还可将密封件36的压力降至最低。图10示出了与阀密封件36分离的处于打开位置的阀构件。

参照图1和图2，在动铁芯/阀针组件插入下阀体60之后，将磁极54压入配合到上阀体58。通过设定动铁芯上端面68与磁极下端面66之间的间隙64的轴向尺寸磁极54的下端面66相对于处于关闭位置的动铁芯56的上端面68的位置，限定了阀针40和阀构件38的升程或冲程。磁极54压入上阀体58，直到间隙64达到预定的轴向距离。阀针的行程等于磁极54和动铁芯56之间的轴向间隙64减去动铁芯56和上动铁芯止动件96a之间的轴向间隙102。当通过将磁极54按压到位来校准阀针冲程后，将阀关闭弹簧104插入磁极54的中心，使其搁置在上动铁芯止动件96a的顶部。然后将金属过滤管110插入磁极54的中心开口并压配合以使阀关闭弹簧104达到所需的关闭力。相对于上阀体58而移动磁极54所需的力非常大，使得当阀冲程设定后，磁极54将保持在校准位置。移动过滤管110相对于磁极54所需的力相对较小，使得调整阀关闭弹簧104的预加载力不会干扰磁极54的位置。过滤管110的上端压接在过滤器112和噪音孔板114上。过滤器112可防止微粒进入燃料喷射器10堵塞燃料喷射孔42或滞留在阀构件38和阀密封件36之间。孔板114限定了中心孔116，该中心孔116允许燃料流向阀座34，但减少了阀构件38在打开和关闭上游燃料系统时所产生的液压波的反射。过滤器112和孔板114可以用如尼龙等成本低廉的塑料制造，在装配过程中由金属过滤管110包围和保护。根据本公开的各个方面，在如上所述校准了阀的冲程和关闭力之后，将入口20插入并焊接到阀体30上。

Claims (15)

1.一种用于在内燃机中喷射燃料的燃料喷射器，所述燃料喷射器包括:

阀，具有阀针，所述阀针与阀构件相连并且能够沿着打开位置和关闭位置之间的纵向轴线移动，以打开和关闭所述阀；

致动器，包括动铁芯和磁极，其中所述动铁芯能够轴向移动并联接到所述阀针，以在所述动铁芯向所述磁极移动时，使所述阀针向打开位置移动，所述动铁芯具有第一位置和第二位置，当所述阀针处于关闭位置时，所述动铁芯在第一位置与磁极轴向间隔，以限定第一轴向间隙，并且当阀针处于打开位置时，所述动铁芯在第二位置与磁极接触，所述动铁芯通过所述动铁芯和所述阀构件之间的第一动铁芯止动件和所述动铁芯和所述磁极之间的第二动铁芯止动件联接到所述阀针，所述第一动铁芯止动件和所述第二动铁芯止动件固定在所述阀针的固定位置，所述动铁芯能够相对于所述阀针在所述第一动铁芯止动件和所述第二动铁芯止动件之间轴向移动，并被所述动铁芯和所述第二动铁芯止动件之间的动铁芯弹簧偏压向所述第一动铁芯止动件，以在所述阀处于关闭位置时在所述动铁芯和所述第二动铁芯止动件之间限定第二轴向间隙；

阀关闭弹簧，其与所述第二动铁芯止动件的上表面接触，用于将所述阀针偏压远离磁极并朝向关闭位置；

其中，所述阀关闭弹簧的偏置力大于动铁芯弹簧的偏置力，并且所述动铁芯朝向磁极的移动，在动铁芯接触第二动铁芯止动件以压缩复位弹簧使所述阀针向打开位置移动之前，压缩动铁芯弹簧以关闭第二轴向间隙。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述动铁芯限定轴向凹槽，并且所述动铁芯弹簧位于所述轴向凹槽中，并且在所述轴向凹槽的底部和第二动铁芯止动件的下表面之间偏压。

3.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第一轴向间隙至少是所述第二轴向间隙的两倍。

4.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，关闭所述第二轴向间隙打开了所述动铁芯和第一动铁芯止动件之间的第三轴向间隙，所述第三轴向间隙允许所述阀针在动铁芯接触磁极后继续沿打开方向移动，直到所述动铁芯接触动铁芯止动件的下表面。

5.根据权利要求2所述的燃料喷射器，其中，所述动铁芯限定了至少一个燃料流动通道，所述通道在所述轴向凹槽和动铁芯与阀构件之间的区域之间连通。

6.根据权利要求5所述的燃料喷射器，其中，所述第二动铁芯止动件包括径向突出的凸缘，所述凸缘跨越所述轴向凹槽并限定至少一个凹口，所述凹口允许从所述第二动铁芯止动件和所述磁极之间的区域与所述轴向凹槽流体连通，所述至少一个凹口、轴向凹槽和至少一个燃料流动通道允许从所述第二动铁芯止动件和所述磁极之间的区域与所述动铁芯和所述阀构件之间的区域流体连通。

7.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第二动铁芯止动件包括径向突出的凸缘，所述轴向凹槽包括限定在动铁芯肩部和动铁芯上端面之间的环形周边部分，所述凸缘径向延伸至超过所述肩部，并轴向置于肩部和磁极之间。

8.根据权利要求7所述的燃料喷射器，其中，所述轴向凹槽的周边部分在所述肩部和所述动铁芯的上端面之间具有轴向深度，并且所述凸缘具有小于所述轴向深度的轴向厚度。

9.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述动铁芯在所述第一动铁芯止动件和第二动铁芯止动件之间的轴向运动将所述动铁芯的质量与所述阀针的质量分离，使得所述动铁芯的冲击和动量变化不会从所述动铁芯直接传递到所述阀针。

10.一种用于将燃料喷射到内燃机中的燃料喷射器，所述燃料喷射器包括:

阀体，其围绕具有阀针的阀的，所述阀针能够沿纵向轴线在打开位置和关闭位置之间移动，所述阀体包括磁性上部、非磁性中间部分和磁性下部，所述磁性上部、非磁性中间部分和磁性下部整体连接以限定所述阀体的连续圆柱形侧壁；

动铁芯，其联接到所述阀针，以在动铁芯朝向磁极移动时将阀针朝向打开位置移动，动铁芯、阀针和磁极布置在所述阀体内，所述阀针被阀闭合弹簧偏压朝向关闭位置，以在动铁芯和磁极之间限定轴向间隙；

线圈，其围绕所述阀体，并当线圈通电时，通过磁极和动铁芯产生磁力以将动铁芯吸引向磁极，从而压缩阀闭合弹簧，关闭轴向间隙，

其中，所述阀体的所述非磁性中间部分围绕所述轴向间隙，所述线圈围绕所述非磁性中间部分。

11.根据权利要求10所述的燃料喷射器，其中，所述阀体的磁性部分是磁性钢，所述阀体的非磁性中间部分是非磁性钢。

12.一种用于将燃料喷射到内燃机中的燃料喷射器，所述燃料喷射器包括:

阀体，其围绕具有阀针的阀，所述阀针能够沿纵向轴线在打开位置和关闭位置之间移动；

动铁芯，其联接到所述阀针，以在动铁芯朝向磁极移动时将阀针朝向打开位置移动，动铁芯、阀针和磁极布置在所述阀体内，所述阀针被阀闭合弹簧偏压朝向关闭位置；

模块化动力组，包括线圈组件，所述线圈组件包括环形线圈，具有从所述环形线圈延伸到电连接器的导体，所述环形线圈嵌入至包围导体并至少部分形成为电连接器的塑料中，第一磁通垫圈在所述线圈的一个轴向端围绕所述阀体，圆柱形壳体与所述第一磁通垫圈接触并向外围绕线圈，以及第二磁通垫圈与圆柱形壳体接触并在线圈的第二轴向端围绕所述阀体的大部分周向延伸；

其中，在第一磁通垫圈、圆柱形壳体和第二磁通垫圈固定到所述阀体之前，是与所述线圈组件分离的独立部件，所述第一磁通垫圈、圆柱形壳体和第二磁通垫圈形成延伸穿过动铁芯和磁极的磁路的一部分，所述线圈在通电时在磁路中产生磁场，所述磁场将动铁芯吸引到磁极，以抵抗阀闭合弹簧的偏压从而使阀针向打开位置移动。

13.根据权利要求12所述的燃料喷射器，其中，所述阀体连接到入口以形成密封的燃料管，并且所述入口包括与线圈组件配合的特征，以将线圈组件保持在所述燃料喷射器上。

14.根据权利要求12所述的燃料喷射器，其中，所述第一磁通垫圈、圆柱形壳体和第二磁通垫圈在组装到所述阀体上之后彼此焊接在一起。

15.根据权利要求12所述的燃料喷射器，其中，所述第二磁通垫圈被槽中断，并且所述导体通过所述槽轴向延伸至所述电连接器。