CN1253656C - 燃料喷射阀 - Google Patents
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Abstract
燃料喷射阀(1)，特别是用于内燃机燃料喷射装置的喷射阀，具有一个阀针(3)，它与一个阀座面(6)配合作用构成一个密封座，并且具有一个作用在该阀针(3)上衔铁(20)，其中，该衔铁(20)在阀针(3)上沿轴向可运动并且被一个由弹性体构成的阻尼元件(32)阻尼，其中，在该衔铁(20)与所述阻尼元件(32)之间安置了一个第一中间环(34)，并且该阻尼元件(32)放置在一个与所述阀针(3)构成传力链地连接的法兰(31)上，所述中间环(34)和/或所述法兰(31)具有径向和/或轴向的通道，它使一个位于阀针(3)与阻尼元件(32)之间的内体积(36)与燃料喷射阀(1)的一个中心孔(42)连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃料喷射阀，特别是用于内燃机燃料喷射装置的喷射阀，具有一个阀针，它与一个阀座面配合作用构成一个密封座，并且具有一个作用在该阀针上的衔铁，其中，该衔铁在阀针上沿轴向可运动并且被一个由弹性体构成的阻尼元件阻尼，其中，在该衔铁与所述阻尼元件之间安置了一个第一中间环，并且该阻尼元件放置在一个与所述阀针构成传力链地连接的法兰上。
背景技术
已经由US4766405公开了一种燃料喷射阀，它具有一个与阀针相连的阀关闭体，该阀关闭体与构造在阀座体上的阀座面配合作用构成一个密封座。设置了一个电磁线圈用于电磁操作该燃料喷射阀，该电磁线圈与一个衔铁配合作用，该衔铁与阀针构成传力链地(kraftschluessig)连接。围绕着该衔铁和阀针圆柱形地设置了一个另外的质量，它通过一个弹性体层与所述衔铁连接。
在此的缺点特别是，结构形式复杂并且具有一个附加的构件。所述大面积的弹性体环对于电磁场的分布也是不利的，并且防碍了磁力线的闭合，并且因此在燃料喷射阀打开运动时，使得高吸引力的实现变得困难。
由US4766405公开了另一种实施形式的燃料喷射阀，其中为了进行阻尼和消除振动，围绕着衔铁和阀针设置了一个另外的圆柱形质量，它被两个弹性体环在其位置上可动地夹紧并且固定。在阀针撞击到密封座上时所述第二质量可以相对于衔铁和阀针运动并且阻止阀针的振动。
所述实施形式的缺点是，有附加的耗费以及位置需求。该衔铁本身也不是脱联的，其脉冲因此放大了在阀针中振动的倾向。
由US5299776公开了一种燃料喷射阀，具有一个阀针和一个衔铁，它在阀针上可动地被导向并且其运动沿阀针行程方向通过第一止挡并且逆着阀针行程方向通过一个第二止挡被限制。衔铁的由两个止挡确定的轴向运动间隙在一定限度上一方面导致阀针的惯性质量的脱联，并且另一个方面导致衔铁的惯性质量脱联。由此，在关闭燃料喷射阀时在一定限度上抵抗阀针从阀座面上的回弹。然而，因为衔铁相对于阀针的轴向位置通过衔铁相对于阀针的可自由运动性而完全不能被确定，回跳仅仅在有限的程度上被避免。特别是在由US5299776公知的燃料喷射阀结构中不能避免衔铁在燃料喷射阀的关闭运动中撞击到朝向阀关闭体的止挡上以及其脉冲由此冲击式地传递到阀针上。这种冲击式脉冲传递可以造成阀关闭体的另外的回跳。
另外由实践中已知，将在阀针上轴向可运动地安置的衔铁通过一个弹性体环在其位置上可动夹紧地固定。由此该衔铁被保持在两个止挡之间，其中在衔铁和下止挡之间有一个弹性体环。然而在此出现这样的问题，即为了向阀座面输入燃料需要一个穿过衔铁的孔，该穿过衔铁的孔构造在靠近阀针处。
发明内容
根据本发明，提出了一种燃料喷射阀，特别是用于内燃机燃料喷射装置的喷射阀，具有一个阀针，它与一个阀座面配合作用构成一个密封座，并且具有一个作用在该阀针上的衔铁，其中，该衔铁在阀针上沿轴向可运动并且被一个由弹性体构成的阻尼元件阻尼，其中，在该衔铁与所述阻尼元件之间安置了一个第一中间环，并且该阻尼元件放置在一个与所述阀针构成传力链地连接的法兰上，其中，所述中间环和/或所述法兰具有至少一个径向和/或轴向的通道，它使一个位于阀针与阻尼元件之间的内体积与燃料喷射阀的一个中心孔连接。
具有上述特征的本发明燃料喷射阀相比之下具有的优点是，在衔铁和阻尼元件之间或者说在阻尼元件与法兰之间安置的中间环通过其位置和结构来负责解决被平衡的压力关系，这样该阻尼元件保持位置固定并且不能被滑动破坏。通过径向和/或轴向的通道，在由阀针、衔铁和阻尼元件包围的内体积与燃料喷射阀的一个中心孔之间的液压式平衡成为可能。通过该液压式平衡产生根据减振器原理的附加阻尼。
此外，该阻尼元件被中间环支撑，由此避免了弹性体的振动。
通过下述的措施可以有利地进一步拓展这种燃料喷射阀。
有利的是，一个第二中间环安置在阻尼元件与法兰之间。
有利的是，所述第二中间环同样具有至少一个用于使该内体积与燃料喷射阀的所述中心孔连接的通道。
有利的是，该至少一个通道作为在法兰内的径向孔构成。
有利的是，该至少一个通道作为在第一中间环出流侧的面上的径向槽构成。
有利的是，该至少一个通道作为在第二中间环入流侧的面上的径向槽构成。
有利的是，所述法兰借助于分段焊接固定在阀针上。
有利的是，所述法兰通过至少两个焊接段与阀针连接，并且这些焊接段具有大约90°的径向角度伸展。
有利的是，在这些焊接段之间构造了排流空隙。
在法兰中的排流孔可被简单地制造，并且将阻尼元件和阀针之间的燃料很快并且没有涡流地排出。
以有利的方式，该中间环具有一些槽。它们沿径向从内向外伸展，例如以一种压制出的结构形式，由此燃料也可以在阻尼元件的顶面和底面上被排出。这样一方面阻止了超压并由此阻止了阻尼元件的侧向滑动，另一方面在衔铁和阀针振动时的阻尼特性上实现正面作用，因为燃料的粘性提高了所述阻尼并且因此抵抗回跳。
在阀针和衔铁之间的缝隙的排流可以特别简单地通过分段焊接实现，方式为该阀针不通过一个连续的焊缝、而是通过逐点的焊接与所述法兰连接，由此，固定段与通道相交替，通过它们燃料可以被排流。
特别有利的是各个排流装置的结合，方式是法兰例如通过分段焊接与阀针连接，并且所述阻尼元件在入流侧和出流侧具有一个中间环。
附图说明
本发明的实施例在附图中简化示出，并且在下面的说明中被详细解释。其中：
图1是通过现有技术燃料喷射阀一个实施例的示意性剖视图，
图2A是本发明燃料喷射阀在图1中局部IIA的示意性纵剖视图，
图2B是沿着图2A中线IIB-IIB的示意性剖面，
图3是本发明燃料喷射阀另一个实施例在图1中局部IIA的示意性纵剖视图。
具体实施方式
在结合图2A、2B和3详细说明本发明燃料喷射阀1的实施例前，为了更好的理解本发明，首先结合图1简要地说明除本发明的措施外在结构上相同的现有技术燃料喷射阀的主要部件。
该燃料喷射阀1被构造为用于混合气压缩、强迫点火内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀形式。该燃料喷射阀1特别适合于直接将燃料喷射到一个未示出的内燃机燃烧室中。
该燃料喷射阀1由一个喷嘴体2组成，在该喷嘴体2中安置了一个阀针3。该阀针3与阀关闭体4作用连接，所述阀关闭体与一个设置在阀座体5上的阀座面6配合作用构成一个密封座。该燃料喷射阀1在实施例中是一个内开式燃料喷射阀1，它具有一个喷出孔7。该喷嘴体2由一个密封件8相对于电磁线圈10的外极9密封。该电磁线圈10被包入一个线圈壳体11中，并且被绕制在一个线圈架12上，该线圈架靠置在电磁线圈10的内极13上。该内极13和外极9通过一个缩窄部26相互分开，并且相互间通过一个非铁磁性的连接构件29连接。该电磁线圈10经一个导线19由可通过一个电插头17输入的电流激励。该插头17被一个塑料外壳18包围，该塑料外壳可以被注塑在内极13上。
阀针3在一个为盘状结构的阀针导向结构14中被导向。一个配合(zugepaart)的调节盘15用于调节行程。衔铁20位于调节盘15的另一侧。该衔铁通过一个第一法兰21构成传力链地与阀针3连接，该阀针通过一个焊缝22与所述第一法兰21连接。在第一法兰21上支撑着一个复位弹簧23，它在燃料喷射阀1的该结构形式中由一个套筒24偏压。在阀针导向结构14中、衔铁20中以及阀座体5上伸展着燃料通道30a至30c，它们将燃料导送到喷出孔7，所述燃料经一个中心燃料输入部16输入并且被一个过滤元件25过滤。该燃料喷射阀1通过一个密封件28相对于未进一步示出的燃料管道密封。
在衔铁20的喷出侧的面上安置了一个环状的阻尼元件32，它由一种弹性体材料制成。它放置在一个第二法兰31上，该法兰通过一个焊缝33构成传力链地与阀针3连接。
在加工由衔铁20和阀针3组成的构件时，将第一法兰21与阀针3焊接，将衔铁20和阻尼元件32套装上，并且接着将第二法兰31在压力作用下压在阻尼元件32上并且同样与阀针3焊接。以这种方式，该衔铁20仅仅可利用第一法兰21和阻尼元件32之间的一个微小的被大大减小的间隙。
在燃料喷射阀1的初始状态下，该衔铁20被复位弹簧23逆着其行程方向这样加载，使得阀关闭体4密封靠置地保持在阀座6上。在电磁线圈10激励时，它建立起一个电磁场，该电磁场使得衔铁20逆着复位弹簧23的弹簧力沿行程方向运动，由此该行程通过一个在初始状态中处于内极12和衔铁20之间的工作间隙27预先确定。该衔铁20带动着第一法兰21同样沿行程方向运动，第一法兰与阀针3焊接。与阀针3连接的阀关闭体4从阀座面6上抬起，并且，通过燃料通道30a至30c被输送的燃料通过喷出孔7被喷出。
如果线圈电流被关断，衔铁20在电磁场足够衰减后通过复位弹簧23的压力由内极13上落下，由此使得与阀针3连接的第一法兰21逆着行程方向运动。该阀针3由此沿相同方向运动，这样阀关闭体4座置在阀座面6上并且关闭燃料喷射阀1。
图2A以一个部分剖视图示出了图1中局部IIA的放大示图。
所示出的是阀针3的一部分、在其上焊接的第二法兰31以及带有在其内分布的燃料通道30a的衔铁20的下部分。阻尼元件32放置在第二法兰31上。按照本发明，在图2A中示出的实施例具有一个第一中间环34，它被安置在出流侧的衔铁面35和阻尼元件32之间。
在此，第一中间环34的两个作用是：一方面，第一中间环34对阻尼元件32相对于回弹到其上的衔铁起保护作用，因为特别是燃料通道30a的边棱在燃料喷射阀1的持续运行中会损伤阻尼元件32并因此不再能保证燃料喷射阀1的正确功能。
另一方面，该第一中间环34通过有目的地设置上的表面结构用于在阻尼元件32和阀针3之间的内体积36的排流，在燃料喷射阀1的运行中燃料挤入该内体积中。第一中间环34的表面结构因此成为该内体积36和燃料喷射阀1的一个中心孔42之间的连接。
如果在内体积36中在燃料喷射阀1运行期间流入并且由于阀针3和衔铁20之间的相对运动而被压缩的燃料不能从内体积36中排流出，则它例如会导致阻尼元件32的侧向偏移，这又会由于所不希望的膨胀以及应力集中而导致阻尼元件32的损坏或者导致燃料流中的干扰。
在内体积36中被压缩的燃料的排流也可以如图2B中所示那样不是沿径向的、而是沿排流方向轴向地进行，图2B是沿着图2A中线IIB-IIB的径向剖视图。为了该目的，将第二法兰31借助于分段焊接固定在阀针3上。在此，第二法兰31不是通过一个连续的在圆周上环绕的焊缝33、而是通过各个焊接段37与阀针3连接，这些焊接段如在图2B中示出的例如具有径向的大约90°的角度伸展以及包围了两个排流空隙38，它们同样具有大约90°的角度伸展。在内体积36中被压缩的燃料因此可以通过阀针3和第二法兰31之间的排流空隙38排流。
该分段焊接的方法具有的特殊优点是，在内体积36中的被压缩燃料的排流可以不需要附加构件简单地实现。
同样可能的是，不是仅仅设置两个焊接段37用来连接第二法兰31与阀针3，而是设置例如四个相互间十字形相对的焊接段37，相应地带有四个位于它们之间的排流空隙38。焊接段37和排流空隙38的数量可以相应地与需求匹配。
图3以部分剖视图示出了本发明燃料喷射阀1的另一个实施例。在此，在第二法兰31和阻尼元件32之间置入一个第二中间环39。
为了排出在内体积36中被压缩的燃料，以合乎目的的方式，在第一中间环34的出流侧的面40上以及在第二中间环39的入流侧的面41上设置了径向的槽，通过它们，燃料可以从第一中间环34和第二中间环39之间的内体积36出来在阻尼元件32的表面上排流出。第一中间环34的出流侧的面40以及第二中间环39入流侧的面41的结构在此例如可以通过压制或者铣削产生。
另一种将内体积36中被堵住的燃料排出的可能性在于，在第二法兰31中设置径向孔43，它们例如紧邻地在阻尼元件32之下在内体积36和燃料喷射阀1的中间孔42之间形成连接。孔的数量可以被限制为一个，但是也可以是多个，例如具有以相同的角度间距设置的多个孔43。
所有上面描述的本发明燃料喷射阀1的实施例的共同点是，在合适选择孔43的直径、排流空隙38或槽结构时，燃料由内体积36出来或者进入内体积36的排流量与入流量的比可以被调节。由此产生的阻尼可以被用于避免回弹。
尤其是通过这些措施避免了阀针的回弹，因为阀针3在座置在阀座体4上后由于内体积36中燃料的粘性而遇到一个阻力，并且不再能够重新向行程方向运动。
本发明不只限于所示出的实施例，例如也适合用于外开式燃料喷射阀1或者其它形式的衔铁，例如扁平衔铁。
Claims (10)
1.燃料喷射阀(1)，具有一个阀针(3)，它与一个阀座面(6)配合作用构成一个密封座，并且具有一个作用在该阀针(3)上的衔铁(20)，其中，该衔铁(20)在阀针(3)上沿轴向可运动并且被一个由弹性体构成的阻尼元件(32)阻尼，其中，在该衔铁(20)与所述阻尼元件(32)之间安置了一个第一中间环(34)，并且该阻尼元件(32)放置在一个与所述阀针(3)构成传力链地连接的法兰(31)上，
其特征在于，
所述中间环(34)和/或所述法兰(31)具有至少一个径向和/或轴向的通道，它使一个位于阀针(3)与阻尼元件(32)之间的内体积(36)与燃料喷射阀(1)的一个中心孔(42)连接。
2.按照权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，一个第二中间环(39)安置在阻尼元件(32)与法兰(31)之间。
3.按照权利要求2所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述第二中间环(39)同样具有至少一个用于使该内体积(36)与燃料喷射阀(1)的所述中心孔(42)连接的通道。
4.按照权利要求1至3之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，该至少一个通道作为在法兰(31)内的径向孔(43)构成。
5.按照权利要求1至3之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，该至少一个通道作为在第一中间环(34)出流侧的面(40)上的径向槽构成。
6.按照权利要求1至3之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，该至少一个通道作为在第二中间环(39)入流侧的面(41)上的径向槽构成。
7.按照权利要求1至3之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，
所述法兰(31)借助于分段焊接固定在阀针(3)上。
8.按照权利要求7所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述法兰(31)通过至少两个焊接段(37)与阀针(3)连接，并且这些焊接段(37)具有大约90°的径向角度伸展。
9.按照权利要求8所述的燃料喷射阀，其特征在于，在这些焊接段(37)之间构造了排流空隙(38)。
10.按照权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述的燃料喷射阀是用于内燃机燃料喷射装置的喷射阀。
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