CN1388862A - 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燃料喷射阀,包括一个阀针(3),其阀关闭体(4)与阀座面(6)配合作用构成一个密封座,包括一个作用在阀针(3)上的衔铁(20),在这里,衔铁(20)可轴向移动地配置在阀针(3)上并且被一个由弹性体构成的减振元件(32)阻尼。在减振元件(32)和阀针(3)之间构造了一个环形腔(37),它装满了燃料,在这里,环形腔(37)与节流间隙(39)连接。

Description

燃料喷射阀
现有技术
本发明涉及独立权利要求所述类型的燃料喷射阀。
由US4,766,405公开了一种燃料喷射阀，它具有一个与阀针连接的阀关闭体，该阀关闭体与在阀座体上构成的阀座面配合作用构成一个密封座。为了电磁操作燃料喷射阀设置了一个电磁线圈，它与一个与阀针构成传力链地连接的衔铁配合作用。围绕着衔铁和阀针配置了一个附加的圆柱形质量，它通过弹性体层与衔铁连接。
在这里缺点是，特别是具有一个附加部件的结构形式很复杂，而且大面积的弹性体环也对磁场分布不利并且使磁力线的闭合困难并从而在燃料喷射阀打开运动时难于达到高吸引力。
同样从上面提到的对比文件中知道了燃料喷射阀的一种实施形式，在这种燃料喷射阀中，为减振以及防止颤动，在衔铁和阀针周围设置了一个另外的圆柱形质量，它被两个弹性体环可移动地在其位置上夹紧和固定。在阀针撞击到阀座上时，该第二质量可以相对衔铁和阀针移动并且防止阀针颤动。
这种实施形式的缺点是，需要附加费用和位置，而且衔铁也不脱联，因此其在阀针上的动量加大了颤动回跳倾向。
由US5,299,776公开了一种具有一个阀针和一个衔铁的燃料喷射阀，该衔铁在阀针上可运动地被导向，而且其运动在阀针行程方向受到第一止挡件的限制，在逆着行程方向受到第二止挡件的限制。衔铁的由两个止挡件确定的轴向运动间隙在一定限度内一方面使阀针的惯性质量脱联并且另一方面使衔铁的惯性质量脱联。通过此在一定限度内抵制在燃料喷射阀关闭时阀针从阀座面上回跳。然而，因为衔铁相对于阀针的轴向位置受衔铁的可自由移动性而完全不能被确定，所以只能在有限范围内避免回跳。特别是在由上面提到的对比文件公开的燃料喷射阀结构中，不能避免衔铁在燃料喷射阀关闭运动时撞击到朝向阀关闭体的止挡件上并且将其冲量传递给阀针。这种突变的冲量传递会引起阀关闭体的附加振动。
另外从实践中知道，将在阀针上导向的衔铁通过一个弹性体环在其位置上可运动夹紧地固定。为此，衔铁固定在两个与阀针焊接在一起的法兰之间，在这里，在衔铁和下面的法兰之间有一个弹性体环。然而，在这里会出现这样的问题，为了将燃料输入到密封座需要一个穿过衔铁的孔。穿过衔铁的孔在阀针附近构成，在这里，所述孔的朝向阀座的出口被弹性体环部分地遮盖。因此这会导致弹性体环不均匀地受压，最后，孔边棱由于侧压会导致弹性体环损坏。除此之外，也会导致没有支承的弹性体环的振动激励，这同样有助于被孔边棱损坏。特别是在温度低时，如果弹性体逐渐转变为刚性状态的话，会出现这种情况。
本发明的优点
相比而言，具有独立权利要求所述特征的本发明燃料喷射阀的优点是，衔铁和阀针通过一个液体减振器减振，这个减振器通过一个弹性体环和一个位于衔铁和阀针之间装有液体的腔的配合作用构成。通过此极为有效地一方面阻尼了衔铁从下面的衔铁止挡件上回跳，另一方面阻尼了阀针从密封座上回跳。
通过在从属权利要求中介绍的措施可以有利地进一步拓展在独立权利要求中说明的燃料喷射阀。
特别是阀针和衔铁壁之间的节流间隙的节流作用是有利的，在关闭运动时燃料从环形腔出来压入这个节流间隙。
附图
在附图中简单地示出了本发明的实施例并且在下面的说明中进行了详细介绍。图中示出：
图1为按照现有技术的防止衔铁颤动的燃料喷射阀一个示例的剖视图，
图2为本发明燃料喷射阀第一实施例在图1中II区域的放大视图，
图3为本发明燃料喷射阀第二实施例在与图2相同区域的视图，
图4为本发明燃料喷射阀第三实施例在与图2和3相同区域的视图。
实施例说明
在借助于本发明燃料喷射阀1的图2至4实施例进行详细说明之前，为了更好地理解本发明首先借助于图1简短地介绍了现有技术所述的除了按照本发明措施之外结构相同的燃料喷射阀的有关重要部件。
燃料喷射阀1是以用于混合气压缩、强迫点火式内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀形式构成的。该燃料喷射阀1特别适用于将燃料直接喷射到没有示出的内燃机燃烧室里。
燃料喷射阀1由一个喷嘴体2组成，一个阀针3安装在喷嘴体内。阀针3与阀关闭体4作用连接，阀关闭体与设置在阀座体5上的阀座面6配合作用构成一个密封座。在实施例中，燃料喷射阀1是一个向里打开的燃料喷射阀1，它具有一个喷出孔7。喷嘴体2通过一个密封件8相对于电磁线圈10的外极9密封。电磁线圈10被包裹在一个线圈壳体11内并且绕制到一个线圈架12上，该线圈架靠置在电磁线圈10的一个内极13上。内极13和外极9通过一个收缩部26相互分开并且通过一个非铁磁性连接部件29相互连接。电磁线圈10通过一个导线19被可通过一个电插接触头17输入的电流激励。插接触头17被塑料外壳18包围，该塑料外壳可以注塑在内极13上。
阀针3在一个圆盘形的阀针导向件14内被导向。一个与此配对的调节盘15用于行程调节。在调节盘15另一面有一个衔铁20。这个衔铁通过一个第一法兰21与阀针3构成传力链地连接，阀针通过一条焊缝22与第一法兰21连接。一个复位弹簧23支承在法兰21上，在本结构形式的燃料喷射阀1中，复位弹簧通过一个套管24夹紧。在阀针导向件14内、衔铁20中以及阀座体5上伸展着燃料通道30a至30c，它们将通过一个中心燃料输入部16输入并且通过一个过滤元件25过滤的燃料导送到喷出孔7。燃料喷射阀1通过一个密封件28相对于没有进一步示出的燃料管道密封。
在衔铁20的喷出侧安置了一个用弹性体材料制成的环形减振元件32。它放置在第二法兰31上，第二法兰通过一条焊缝33与阀针3构成传力链地连接。
在制造由衔铁20和阀针3组成的部件时，将第一法兰21与阀针3焊接，将衔铁20和减振元件32套上，紧接着将第二法兰31在压力下压到减振元件32上并且同样与阀针3焊接。采用这种方式，衔铁20只具有位于第一法兰21和减振元件32之间的一个微小的、强烈阻尼的间隙。
在燃料喷射阀1静止状态，衔铁20被复位弹簧23逆着其行程方向这样加载，使阀关闭体4密封靠置地固定在阀座6上。在电磁线圈10激励时，电磁线圈产生一个磁场，该磁场使衔铁20逆着复位弹簧23的弹簧力的作用在行程方向上运动，在这里，所述行程由一个在静止状态下位于内极13和衔铁20之间的工作间隙27预先给定。衔铁20同样使与阀针3焊接在一起的法兰21沿行程方向一起运动。与阀针3连接的阀关闭体4抬离阀座面6，通过燃料通道30a至30c输入的燃料通过喷出孔7喷出。
如果线圈电流被切断，衔铁20在磁场足够衰减之后通过复位弹簧23的压力作用从内极13上落下，因而使与阀针3连接的法兰21逆着行程方向运动。通过此，阀针3在相同方向运动，因而使阀关闭体4坐置到阀座面6上并且关闭燃料喷射阀1。
在这个阶段中出现回跳，它一方面由在燃料喷射阀关闭过程中在喷射方向从内极13上落下的衔铁20引起，另一方面由阀针3以及坐置到密封座上的阀关闭体4引起。
图2以剖视图示出了在图1中用II标明的燃料喷射阀1的部分。相同的部件用相同的参考符号标明。
与在图1中说明的现有技术所述的燃料喷射阀相比，按照本发明的燃料喷射阀1的第一实施例在衔铁20的喷射侧一侧42具有一个内圆环形超出部分34和一个漏斗形槽35。燃料通道30a通到该漏斗形槽35中。被在衔铁20中心孔38中的阀针3穿过的圆环形超出部分34支撑在减振元件32上并因此支撑在第二法兰31上，该第二法兰通过焊缝33与阀针3材料熔合地连接。
第二法兰31具有一个环形凹槽36，减振元件32安装在这个凹槽里，而且这个环形凹槽被圆环形的超出部分34类似于盖地遮盖。在此，圆环形超出部分34放置在减振元件32上。环形凹槽36具有一个朝向阀针3的内边43和一个径向上在外部的边44，该外边轴向上高于内边43。通过此，圆环形超出部分34朝外封闭环形凹槽36，而在燃料喷射阀1静止状态在内边43和超出部分34之间留有一个轴向间隙45。在环形凹槽36内构成了一个径向被阀针3和减振元件32构成边界的环形腔37。环形腔37装有燃料，燃料通过衔铁20的像一个节流阀那样起作用的中心孔38流入环形腔37。
一旦在燃料喷射阀1关闭时阀关闭体4坐置在阀座面6上，可移动地配置在阀针3上的衔铁20就振动。通常这个猛烈振动会导致衔铁20在行程方向重新运动，因而会发生燃料喷射阀1短时的、不受欢迎的进一步打开过程，因为通过此阀针3也再次在行程方向移动。而这一点在本发明中通过在环形腔37内的燃料以及减振元件32以双重方式被阻止。
一方面，由于衔铁20和阀针3首先反向运动，在环形腔37内的燃料被压缩，衔铁20就只能振动到内边43和衔铁20的超出部分34之间的间隙45被封闭的这个点。由于环形腔37的被封闭的形状，燃料只可以通过衔铁20的一个内壁40和阀针3之间的如节流阀起作用的节流间隙39离开环形腔37。通过此一方面阻尼了衔铁20运动，另一方面阻尼了阀针3的回摆运动。另一方面，特别是通过安装在环形凹槽36内的减振元件32极其有效地阻尼了衔铁20的回摆运动，因为减振元件32将衔铁20的大部分运动能转换成减振元件32的变形能并且因为在回摆运动时在环形腔37内形成真空。
图3以与图2相同的视图示出了按照本发明的燃料喷射阀1的第二实施例。
在这个实施例中，第二法兰31设有一个比前面实施例更深的环形凹槽36。第二法兰31的外边44被加高，而缺少内边43。衔铁20超出部分34的下端部46在此是这样构造的，即减振元件32径向上安装在超出部分34的薄的端部46与第二法兰31的外边44之间，在这里，在超出部分34的下端部46和第二法兰之间构造了一个轴向间隙45。在第二法兰31的外径与图2中的相同时，通过此加大了在这种情况下位于减振元件32下面的有效减振体积。
特别是在按照本发明的燃料喷射阀1的第二实施例中，各个部件的精确配合和精密加工或者遮盖(Verbauung)不是那么十分重要，由此可以成本低地制造或者遮盖各个部件。
在作用原理方面，按照本发明的燃料喷射阀1的第二实施例与图2所示出的第一实施例相同。在燃料喷射阀1关闭时衔铁20振动，因而使减振元件32以及环形腔37内的燃料被衔铁20的超出部分34压缩。衔铁20只可以振荡这么远，一直到超出部分34的下端部46碰到第二法兰31为止。减振元件32吸收衔铁20的大部分运动能，而从环形腔37挤压出来的燃料通过阀针3和衔铁20内壁40之间的节流间隙39流出来，通过此抑制阀针3的振动，而且防止阀关闭体4再次短时抬离阀座面6。
在图4中示出的按照本发明的燃料喷射阀1的第三实施例与前面提到的两个实施例在设计方面稍微有些差别。代替衔铁20的圆环形超出部分34，一个帽形遮盖套管41构成了环形凹槽36，衔铁20的超出部分34支承在该帽形遮盖套管上。在第三实施例中，环形凹槽36是向着燃料流出方向敞开的。在这里，第二法兰31被构造成平的且在流出方向盖形封闭所述环形凹槽36。遮盖套管41具有特别的优点，它作为单独的部件可与衔铁20无关地特别容易地制造。
在遮盖套管41的环形凹槽36内安装了减振元件32，如前面的实施例一样，环形腔37与衔铁20的内壁40和阀针3之间的节流间隙39连接。第三实施例的部件的优点是，它们一方面特别容易制造，另一方面衔铁20可以被这样构型，在衔铁20内开设的燃料通道30a可以更容易地在其下游一侧被加工和去毛刺。
在燃料喷射阀1关闭时，衔铁20又在喷射方向上振动，因而使帽形遮盖套管41在第二法兰31上移动，因为法兰31的外径与遮盖套管41外壳区域的内径相同或者最小小于内径。在本实施例中，有利的是，间隙45不需要如在上面介绍的实施例那样受特别的几何配置限制，而是在这种情况下与环形腔37的高度相同。位于遮盖套管41和第二法兰31之间的减振元件32以及在环形腔37内存在的燃料由于运动被压缩，在这里，减振元件32吸收衔铁20的运动能，而燃料从环形腔37挤压出来进入阀针3和衔铁20的内壁40之间的节流间隙39。由于燃料粘性或者节流间隙39的节流作用，阻尼了阀针3的振动。
本发明不只局限于所示出的实施例，例如也适用于扁平衔铁或者适用于任意结构形式的燃料喷射阀。

Claims (13)

1.燃料喷射阀(1)，特别是用于内燃机燃料喷射装置的燃料喷射阀，具有一个阀针(3)，其阀关闭体(4)与一个阀座面(6)配合作用构成一个密封座，具有一个作用在阀针(3)上的衔铁(20)，在这里，衔铁(20)可轴向移动地安置在阀针(3)上并且被一个由弹性体制成的、安装在一个法兰(31)和衔铁(20)之间的减振元件(32)阻尼，
其特征为，
在法兰(31)上构造了一个环形凹槽(36)，减振元件(32)安装在这个凹槽里，并且
在阀针(3)和减振元件(32)之间构成了一个环形腔(37)，它装有燃料，其中，环形腔(37)与阀针(3)旁的节流间隙(39)连接。
2.按照权利要求1所述的燃料喷射阀，
其特征为，
节流间隙(39)构造在阀针(3)和衔铁(20)的一个内壁(40)之间。
3.按照权利要求1或者2所述的燃料喷射阀，
其特征为，
衔铁(20)的圆环形超出部分(34)遮盖环形凹槽(36)。
4.按照权利要求3所述的燃料喷射阀，
其特征为，
衔铁(20)的超出部分(34)放置在安装在环形凹槽(36)内的减振元件(32)上。
5.按照权利要求1至4之一所述的燃料喷射阀，
其特征为，
衔铁(20)在出流侧的一侧(42)具有一个漏斗形槽(35)，一个贯穿衔铁(20)的燃料通道(30a)通入这个槽内。
6.按照权利要求1至5之一所述的燃料喷射阀，
其特征为，
法兰(31)的朝向阀针(3)的内边(43)比法兰(31)的外边(44)低。
7.按照权利要求6所述的燃料喷射阀，
其特征为，
在内边(43)和衔铁(20)的一个超出部分(34)之间构造了一个间隙(45)。
8.按照权利要求7所述的燃料喷射阀，
其特征为，
所述间隙(45)与节流间隙(39)连接。
9.按照权利要求4、7或者8之一所述的燃料喷射阀，
其特征为，
超出部分(34)具有一个下端部(46)，其直径小于法兰(31)的直径。
10.按照权利要求9所述的燃料喷射阀，
其特征为，
减振元件(32)在超出部分(34)的下端部(46)和法兰(31)之间被径向夹紧。
11.按照权利要求4、7、8、9或者10之一所述的燃料喷射阀，
其特征为，
所述超出部分(34)支撑在一个遮盖套管(41)上，该遮盖套管构造为帽形的并且被阀针(3)穿过。
12.按照权利要求11所述的燃料喷射阀，
其特征为，
法兰(31)构造为盘形扁平的并且具有与遮盖套管(41)的内径相同的外径。
13.按照权利要求12所述的燃料喷射阀，
其特征为，
减振元件(32)安装在遮盖套管(41)和法兰(31)之间。
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