CN1780979A - 用于内燃机的燃油喷射阀 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的燃油喷射系统的燃油喷射阀,特别是用于直接向内燃机的燃烧室喷射燃油的燃油喷射阀,包括适于使燃油流入燃油喷射阀的燃油进口,与阀装置协同工作、以使燃油以直接或间接受控的方式通过燃油出口流入燃烧室的可电控致动装置,其中致动装置包括可通电的磁线圈装置,与磁线圈装置协同工作的基本上为软磁性的磁轭装置,以及与磁线圈装置协同工作的基本上为软磁性的磁电枢装置,其中磁轭装置和/或磁电枢装置包括可降低涡流的结构。

Description

用于内燃机的燃油喷射阀
发明背景
本发明涉及一种用于内燃机的燃油喷射系统的燃油喷射阀,特别适用于直接向内燃机的燃烧室喷射燃油。本发明在原理上也可用于直喷式发动机,以及传统的、向吸气管喷射燃油的发动机。
根据本发明所述,燃油喷射阀设有可让燃油流入的进口和可与阀装置协同工作的可电控的致动装置,为的是以直接或间接地控制方式让燃油通过燃油出口流出进入燃烧室。为此,电磁致动装置包括可流通电流的电磁线圈装置,可与之协同工作、基本是软磁性的磁轭装置,以及可与之协同工作、基本是软磁性的磁电枢装置。
由于废气排放法规不断提高排放标准,所以就要求汽车(KFZ)内燃机工业通过使燃油向燃烧室喷射过程的最佳化将有害物质在它的生成地的生成减至最少。特别要限制排放NOx和黑烟。具有高压喷射和高动力的喷油嘴的喷油系统、以及冷却废气再循环和氧化催化剂的发展使得汽车内燃机工业确实能够达到现行的标准。但是这似乎已经达到了现有可降低废气排放措施的潜能极限。因此开始重视不同的喷油过程模式。于是就有选择地通过多点喷油或有目的地调整喷油嘴针阀的活塞冲程来改变燃油喷射率。
技术水平
已公知在许多厂家(Robert Bosch,Siemens VDO Automotive)的不尽相同的设计中都采用了上述方式的燃油喷射阀。
然而这些公知的装置都有这样的缺点,即内燃机每个工作循环的活塞冲程数量很受制约。尤其是根本无法提供在高速内燃机中对发动机有效管理所需要的每个工作循环的所需数量的多点喷射。另外,针阀的活塞冲程的精确变化在这样的装置中也只能是非常受限的量级。这两方面都表明,这些传统的电磁致动装置是继续发展高效燃油喷射阀的制约性因素。
克服这种制约的一个公知的办法是采用一个压电-线性-致动器取代传统的电磁致动装置。除了这种压电-线性-致动器所需的安装空间较大,成本高以外,在与内燃机的燃烧室直接相邻的情况下,其温度关系性能也是一个缺点。另外,当前结构的压电驱动仅允许内燃机的工作循环有3-5次的喷油过程,此时可以实现约100微秒的开启/关闭循环。总之,迄今这种类型的燃油喷射阀在很多系列的汽车上都没有成功使用。此外压电-线性-致动器的冲程长度也因现有的设备长度而受限,现在借助昂贵的杠杆装置将其扩大至约100到200微米。最终,由于燃烧室内的高动力和逐渐增高的压力,借助于压电-线性-致动器对喷嘴针阀的活塞冲程作精确的调制,尤其在柴油直接喷射就尤显困难。
从DE 100 05 182 A1中可知:用于控制喷入内燃机的燃油量的电磁喷射阀包括可通过电磁线圈系统进行激励的阀体,所述阀体与电磁线圈系统的一个磁体电枢协同工作。此装置的主要特点是:该电磁线圈系统至少包括两个具有相同参数的线圈,所述线圈相对于纵向中轴对称地并且同心地设置,并且以这种方式集成在磁路中,即在两个相邻的线圈中设置第一极体;而里面和外面的线圈通常与第二极体相邻。另外重要的是以这种方式确定极体尺寸:一个中心第一极体轴向截面积相当于相邻第二极体的截面积之和。总的来说,在这样的装置中功能显然依赖于电磁线圈系统的空间结构的对称性。形成电场和磁场的延时此时首先要依赖于磁路的几何图形,尤其是磁场漫射和将出现的涡流。
不幸的是,电磁线圈系统所必需的结构上的和电/磁性上的对称性,比如该装置极体轴向截面积的尺寸确定及比例等,表现出明显的限制。此外,鉴于最初所示的标准,在这个公知的装置中,能得到的阀换档时间,阀程和阀关闭力,即使在最佳情况下也仍然是不够的。
本发明所依据的问题
因此,问题是在已公知的这些燃油喷射阀中要有一种结构紧凑,成本低廉的燃油喷射阀装置,该装置要能够长期稳定,适于大量应用,并且内燃机具有所需的开启力/关闭力,每个工作循环都能达到足够高的冲程次数。本发明的目标就是提供这样的燃油喷射阀。
根据本发明所述的解决方案
在上述形式的阀装置中,本发明是通过让磁轭装置设有多个极点接片(Polstege)来解决这个问题的,这些极点接片至少有部分被电磁线圈装置所环绕,其被设置为适于导引每次反转的电流在相对的极点接片齿面上经过。即,令人意外的发现不需要从作为阀驱动的电磁致动装置转移到自身存在很多问题和缺陷的压电-线性-致动器上。更确切地说,采用了根据本发明所述的电磁致动装置的部件设计后,燃油喷射阀不仅可提供奥托发动机所需的开启/关闭力,甚至还可提供柴油直喷所需的开启/关闭力,并且在使用电磁致动装置时,大幅提高了每个工作循环的冲程(至少是现今这种类型的压电-线性致动器的两倍)。
换句话说,根据本发明所述的阀装置允许实现约40-50微秒或更少的开启/关闭循环。于是用作有效发动机管理的多点喷射不仅可用在奥托发动机上,也可用在柴油机上。此外用了这种燃油喷射阀也许会提高燃料流速,其中使用根据本发明所述的阀装置,阀元件的冲程长度在可比的冲程时间内可能是使用现今结构的压电-线性-致动器的约3-6倍。此外根据本发明所述的装置可以极为精确地控制冲程长度相对于时间的变化。现有技术(例如DE 100 05 182 A1)要求极点接片有中心对称的几何图形。在此,外面铁环的截面要比里面的小等等。这都会影响磁体电枢的设计。与此相反,本发明允许磁轭、磁性线圈和电枢装置自定尺寸,因此本发明实现了例如重量较轻、阀动力学性能改进了的磁体电枢。
本发明的发展和实施方案
在根据本发明所述的燃油-喷射阀的第一个实施方案中,极点接片的丝栅尺寸(Rastermaβ)要比致动装置处在静止位置时、在磁轭装置与磁电枢装置之间形成的气隙约大2-30倍,优选的约大5-20倍,特别优选的约大10倍。极点接片的丝栅尺寸(即参与确定极点接片磁效力区域尺寸),与气隙之间的比例是对阀的功能有很大影响的量。本发明假定该比例应在大约2和30之间,而且这些范围之间的任何比例都在本发明的范围内,并主要依赖于结构情况或要求(可用的安装直径、长度、所需的阀冲程、阀部件动力等)。
由于极点接片采用了基本与燃油喷射阀的中心纵轴不对称的设计,因此避免了制造误差或者磁场产生中的变化或温度变化导致运行状态异常。更确切地说就是磁轭结构或磁性线圈的非旋转对称形状就这方面来说更不易受影响。
在本发明的一个实施方案中,极点接片采用了相对于燃油喷射阀的中心纵轴螺旋环绕的设计。在本发明的另一个实施方案中,极点接片采用的是一种基本是多边的、优选为四边形的形状,并且彼此形成间隔地相邻排列以便设置电磁线圈装置,此时极点接片优选为彼此平行排列。
在最新的设计中,至少两个相邻的极点接片受到至少一个电磁线圈装置至少部分回曲形的围绕。但也可以选择一个极点接片被至少一个电磁线圈装置至少作部分围绕。本发明的一个特点是至少一个电磁线圈装置至少部分地围绕非环形设计的极点接片。这种在生产中很有效的结构允许在包含软铁的金属片的两个层之间设置可导电的、用于形成磁性线圈装置的带,以及用于组成定子-磁轭背的包含软铁的金属片带。此时可导电的带和包含软铁的金属片带彼此以纵向边为界电绝缘。
为了实现具备大的箍紧力或关闭力的特别细长或伸长的结构,可以实现沿着阀装置的运动轴线的多个阀驱动的级联装置,其中致动装置包括多于一个的组件、磁轭装置和磁体电枢装置。这些组件共同对阀装置发挥作用,要么同向,要么逆向。
根据本发明,致动装置对活动阀部件产生作用,以使其相对于与阀部件协同工作的、位于燃料进口下游的阀座在打开位置与关闭位置之间运动。这样就实现了直接转换的阀装置。
在根据本发明所述的燃油喷射阀的另一个实施方案中,致动装置对活动阀部件产生作用,以使其相对于与阀部件协同工作的固定的阀座在打开位置与关闭位置之间运动。这使得当第二个弹簧承载的阀部件和第二阀座没有因燃烧室内弥漫的压力而打开时,燃料受控地排入回流管路中;当第二弹簧承载的阀部件和第二阀座因燃烧室内的压力而打开时,燃料受控地排入燃烧室。这样就实现了非直接转换的阀装置。
根据本发明,磁轭装置和/或磁电枢装置可相对于燃油喷射阀的中轴线偏心或对称地设置。
在优选实施方案中,软磁性的磁轭装置可以由至少两个接合的具有凹陷的盘状部分形成,在每个凹陷内分别设置一个电磁线圈装置,位于运动方向上的电磁线圈装置与其中一个盘状部分的相应端面大体平齐,这些端面共同限定了一个空腔,而磁电枢装置就顺着中心纵向轴线被可移动地置于该空腔内。
电磁线圈装置可以在软磁性的磁电枢装置的至少一侧通过一个或多个电磁线圈组成,所述电磁线圈与其中的一个半盘状部分的一个端面大体平齐。
这样各个环形线圈都有磁轭铁的大约20-80%的厚度。此外,软磁性磁电枢装置的一侧上的每个线圈都可以调整为可被提供反向电流。
此外,在软磁性磁电枢装置的至少一侧上的各线圈之间,通过彼此绝缘的铁片就形成了轭铁。
本发明依据的原理是,电磁线圈装置和磁电枢装置基本是互为直角排列。
根据本发明,磁性线圈装置和磁电枢装置可以至少部分地,优选全部地沿相对于中心纵轴的径向方向交叠。这样就实现了特别有效的磁路,它只允许很短的阀开启/关闭时间。
在根据本发明所述的燃油喷射阀的一个实施方案中,磁轭装置可以设计成基本是圆柱形的,具有缝隙的软磁性盘体。所述缝隙可相对于中心纵轴为径向的或切向的。这些缝隙可以是简单的槽,用以提高磁轭装置的稳定性,其可以由与薄片状的软磁性盘体的材料相比具有更高磁阻的材料形成。
在根据本发明所述的燃油喷射阀的另一种实施方案中,磁电枢装置可以由两个或多个相互空间分离的、条状的软磁部分组成。所谓的空间分离可以由简单的槽来提供,或者为了提高稳定性,由与条形软磁部分的材料相比具有更高磁阻的材料来提供。
磁电枢装置可以设计成具有凹陷的软磁性盘体,优选为径向定位的、延伸至盘边缘的槽或者长孔。延伸至盘边缘的槽或长孔也可以是简单的凹陷,或者为了提高稳定性,由与软磁性盘体的材料相比具有更高磁阻的材料形成。
这种磁电枢装置也可以由多层构成。即在两个软铁层之间置入陶瓷层。该层结构固定在阀杆上。为进一步改善稳定性,还可沿着外沿将两个软铁层相互连起来。
另外,软磁电枢装置和阀部件可以相互连接,通过弹性装置将其偏压至打开位置或关闭位置,并且通过对磁线圈装置通电将其带入关闭位置或打开位置。
根据本发明所述的燃油喷射阀的另一种实施方案,也可以设置两个上述致动装置,它们相反地对阀部件作用,在每次环流时分别将其送到关闭位置或打开位置。
根据本发明所述的燃油喷射阀的设置和尺寸设定应适合于能将其伸入外部点火的内燃机燃烧室内或自点火的内燃机燃烧室内。
从下面对本发明做详细图解的说明中可以了解其他的优点、实施方案或改变。
附图说明
图1是根据本发明第一个实施方案的燃油喷射阀纵向剖面的示意图。
图2是图1的软磁性电枢装置沿II-II线的截面的平面示意图。
图3是图1的软磁性磁轭装置沿III-III线的截面的平面示意图。
图4是具有磁线圈装置的软磁性磁轭装置的平面示意图。
图5是根据本发明第二个实施方案的软磁性磁轭装置和磁线圈装置的截面的平面示意图。
图6是根据本发明第三个实施方案的软磁性磁轭装置和磁线圈装置的截面的平面示意图。
图7是图6的软磁性磁轭装置和磁线圈装置的侧面立体图。
图8示出了阀杆的一部分纵向部分的侧视图,该阀杆具有显示出箱形断面的电枢装置。
当前优选实施方案的详细描述
图1显示在半打开位置的有阀壳10的燃油喷射阀纵断面示意图,该阀壳10基本上相对中心纵轴M对称。该燃油喷射阀直接将燃油喷射入内燃机的燃烧室(未具体显示)中。该燃油喷射阀10有径向的侧面燃料进口12,通过泵(未具体显示)或其它压力发生器加压的燃油可以通过进口12进口流入燃油喷射阀。但也可以将燃料进口置于图1中由14表示的燃油喷射阀的中上部。中心燃料管道16从燃料进口12通过管道17延伸到燃料出口18。在中心燃料管道16的末端设有阀装置20以使燃油通过燃料出口18可控地流入内燃机的燃烧室中。
阀装置20由位于中心燃油管道16内并朝着燃料出口18逐渐变细的阀部件20a,和依阀部件20a的形状设置并与之协同工作的阀座20b形成。
阀部件20a与可以为电驱动的致动装置24通过致动杆22相连,以在打开位置和关闭位置之间(在图1中向上和向下)移动阀部件20a。由此将加压燃油从燃料进口12经过中心燃料管道16通过燃料出口18可控地注射到燃烧室中。
致动装置24由电磁线圈装置24a、与其协同工作的软磁性磁轭装置24b和与其协同工作的软磁性磁电枢装置24c形成。软磁性磁轭装置24b由大致在剖面线II-II的高度连接的具有凹陷26a、26b的半盘状部分24b’和24b”形成。根据图1的实施方案中的凹陷26a、26b具有图4和图5的平面图中所示的纵向延伸部分,并由大致为梯形或平行四边形形状的极点接片25a、25b所限定。凹陷26a、26b中各容纳有一个电磁线圈装置24a’和24a”,其与半盘状部分24b’和24b”的相应面27a、27b平齐。
半盘状部分24b’和24b”的面27a、27b限定空腔28,其中容纳有可沿中轴M移动的磁电枢装置24c。
在图1所示的装置中,电磁线圈装置和磁轭装置分别具有图4所示的结构,其中所述极点接片25a和25b基本上呈四边形,并且当容纳电磁线圈装置24a’和24a”的空隙形成后其被彼此相邻地设置。极点接片25a和25b优选为彼此平行分布。在此,磁轭装置可以包括一体软铁,从中分别形成极点接片或空隙。槽或长孔形式的缝隙可以形成在该一体软铁的成形部分中,其中可填充有电绝缘材料。但是也可以利用烧结铁粉来制造作为成形部分的磁轭装置,或者如果需要的话,其可由多个相互绝缘的独立部件组装并且粘合而成。
图2显示了软磁性的磁电枢装置24c。其有沿中轴M排列的软磁性盘形电枢24c。为使燃油喷射阀工作时软磁性盘形电枢24c中感应的涡流尽量低,软磁性盘形电枢24c设有径向缝隙36。这些缝隙具有向软磁性盘形电枢24c的边缘30延伸的槽36的形状。由此产生和盘24c中心连接的径向条板25。
图3显示了软磁性磁轭装置24b的截面。为使燃油喷射阀运行时磁轭装置24b中感应的涡流尽量低,该磁轭装置24b设有多个槽形状的径向垂直缝隙36。为保证燃油喷射阀的液密性,外壁的槽36之间设有材料带(Materialsteg)38,以提供闭合的壳表面。可选地,也可以在槽36的径向内端提供该闭合的壳表面。由此带来的优点是提高了从磁轭的热传导。磁轭装置24b的两个半盘状部分24b’和24b”设有槽36。
从以上描述可明显得知,软磁性盘形电枢24c的电磁线圈装置24a和径向条板25彼此可以基本上呈直角。应当理解这能够以上述形式通过电枢装置24b的径向条板25、螺旋状电磁线圈装置24a和磁轭装置24b分别实现,或反之亦然,但是也可以通过电枢部分和星形电磁线圈装置实现。
所述磁电枢装置24c是环形含铁盘,其形状将在下文详细描述。电磁线圈装置24a和磁电枢装置24c相对中轴(M)径向交叠。如图1所示,电磁线圈装置24a的外径小于盘形电枢24c,因此磁通量在几乎没有显著杂散损失的情况下从电磁线圈装置24a进入盘形电枢24c。由此实现了特别有效的磁路,其阀开/关时间很短并且吸持力高。
只要磁轭或磁线圈装置的上述结构分别能够保证杂散损失或涡流损失对于各自的应用而言足够的小,那么不依赖于磁轭或磁线圈装置结构,盘形电枢24c也可以是软铁的闭合圆盘。
如图1所示,盘形电枢24c紧固连接在致动杆22上并容纳于磁轭装置24b的半盘状部分24b’和24b”所限定的电枢空隙34中,并且沿中轴M在管道17中纵向移动。具有致动杆22的盘形电枢24c被与中轴M同轴的螺旋弹簧40偏压,因此位于致动杆22末端的阀部件20a液密性地位于阀座20b中,即,其被推入其关闭位置。当向电磁线圈装置24a中的一组线圈(如24a’)供电时,在磁轭装置24b中感应出低涡流磁场,该磁场吸引连有致动杆22的盘形电枢24c向相应的内置有载流线圈的半盘状部分24b’靠近。由此阀部件20a移离阀座20b到打开位置。当向电磁线圈装置24a中的其他线圈(如24a”)供电时,阀部件20a以相应的其它方向向阀座20b移动至关闭位置。在致动杆22的远离阀部件20a的末端的螺旋线圈40作用于阀部件20a并将阀部件20和没有电流的电磁线圈装置24a保持在其关闭位置上。
本发明的另一个未具体显示的实施方案包括通过致动杆22连接几个(两个或多个)盘形电枢24c和阀部件20a,线圈轭装置从一边或两边分别作用于盘形电枢24c。另外,软磁性磁电枢装置24c两边的线圈装置24a可以形成为多个部分。这样,设有两个或多个电磁线圈装置24a’、24a”,它们与相应的半盘状部分24b’和24b”的端面27a、27b大体平齐。本实施方案能够以相同的体积安装,可以具有更高的磁场密度,并且因此可以具有更强的阀部件吸持力和更快的阀部件致动速度。反向电流通过相应磁电枢装置24c的一侧(分别是上边或下边)的各线圈交替流动。在一侧的各线圈24a之间的轭铁可由相互绝缘的铁板形成。
所述两个实施方案显示了可电控致动装置24,其中通过盘形磁电枢装置24c移动中心致动杆22。也可以用管代替中心致动杆22,在该管的端面设置有磁电枢。
分别在磁轭或磁线圈的实施方案中,如图4所示,每个单独的极点接片被分离的绕组所环绕。为清晰起见,图4没有显示所有的有电磁线圈装置的极点接片。所有的电磁线圈装置24a’和24a”要么反向缠绕并通同向电流,要么在同向绕组的情况下通反向电流,以将各反向电流引导至极点接片25a、25b的相对侧壁25a’、25a”。
可选地,也可以如图5所示地构造电磁线圈,其中将一个(或多个)绕组以回曲形的方式插入到磁轭装置的极点接片25a、25b之间的凹陷26a、26b内。这样,也通过每个极点接片25a、25b的相对侧壁25a’、25a”引导反向电流。可以看出,在所有实施方案中,极点接片25a、25b(凹陷26a、26b亦然)相对于燃油喷射阀的中轴M基本上成非对称分布,至少一个电磁线圈装置24a’、24a”部分以这种方式包围非环形极点接片,即反向电流被引导至其侧壁。
图6和图7所示的电磁线圈装置24a的实施方案和与其协同工作的软磁性磁轭装置被制造为整体装置。为此,通过沿着轭板50的纵缘50’弯曲导电条52来用导电条52环绕含软铁的伸长轭板50的每侧,该导电条在制造完成后将被置于轭板内部。临近导电条52设有含软铁的金属片带54,其厚度与导电条52相同并且其也被沿着轭板50的纵缘50’弯曲,该金属片带在制造完成后将被置于轭板内部。在制造完成后的状态中,临近导电条52的金属片带54和跟其平面接触的轭板50的一部分一起形成磁轭的背面。导电条52在用于实现电接触的两端均突出于的轭板50的侧面纵缘50’外,所述纵缘在制造完成后是位于外部的。然后又抵靠其放置第二层含有软钢的伸长轭板56,因此产生了包含第一层轭板50、导电条52和金属片带54以及第二层轭板56的层状结构。然后将该层状结构以图6所示螺旋状方式卷起,以得到含线圈和轭的总体结构。螺旋状卷起后,第一和第二层轭板50、56互相靠近放置,总体结构是圆柱形的盘绕体。应当理解导电条52与软铁部分50、54、56绝缘。
如图1所示,当致动机构24处于静止位置时,在磁轭装置24b和与中心纵轴M同轴的磁电枢装置24c之间形成的气隙约是极点接片的丝栅尺寸的10倍大。在本实施方案中丝栅尺寸是极点接片的横向尺寸。在图6和图7所示的磁轭装置24b的实施方案中,丝栅尺寸是轭板40的厚度。其它几何形状的极点接片也是可能的。决定丝栅尺寸的关键是极点接片的最小结构,即,它们的纵向尺寸、横向尺寸、厚度等,其使得作用在磁电枢上的磁轭的极点的丝栅结构细小。该细小丝栅尺寸导致高磁通量密度并因此分别导致阀装置的高吸引力或吸持力,或者还导致短的转换时间,因为电和磁的损失以及所诱发的反作用力都很小。
图8显示了电枢装置结构的又一种选择。盘形电枢24c是多层结构。陶瓷层24c”放置在两个相对较薄并因此产生低涡流的软铁层24c’之间并固定在阀杆22上以提高机械稳定性。应当理解所述两软铁层24c’既可以是连续的盘形电枢,也可以是如上所述的具有凹陷的盘。也可以沿阀杆22设置多个这种结构的电枢装置。

Claims (25)

1.一种用于内燃机燃油喷射系统的燃油喷射阀,特别是用于向内燃机的燃烧室直接喷油的燃油喷射阀,其包括:
-燃油进口(12),其适于使燃油流入燃油喷射阀,
-可电控致动装置(24),其与阀装置(20)协同工作,以使燃油以直接或间接受控的方式通过燃油出口(18)流入燃烧室,其中
--致动装置(24)包括可通电的磁线圈装置(24a),与所述磁线圈装置协同工作的基本上为软磁性的磁轭装置(24b),以及与所述磁线圈装置协同工作的基本上为软磁性的磁电枢装置(24c),其特征在于:
-磁轭装置(24b)包括多个极点接片(25a,25b),所述极点接片至少部分地被电磁线圈装置(24a’,24a”)所围绕,所述电磁线圈装置适合于在极点接片(25a,25b)的相对侧壁(25a’,25a”)导引反向电流。
2.根据权利要求1所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述极点接片(25a,25b)包括比所述致动装置(24)处在静止位置时在所述磁轭装置(24)与所述磁电枢装置(24c)之间形成的气隙大2-30倍,优选为5-20倍,更优选为约10倍的丝栅尺寸。
3.根据权利要求1或2所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述极点接片(25a,25b)具有基本上相对于所述燃油喷射阀的中心纵轴(M)对称的结构。
4.根据权利要求1至3之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述电极接片(25a,25b)具有相对于所述燃油喷射阀的中心纵轴成螺旋的结构。
5.根据权利要求1至4之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-在两层含软铁的金属片之间设置有导电带和含软铁的金属片带,所述导电带和含软铁的金属片带在一个纵向边缘邻接。
6.根据权利要求1至5之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述电极接片(25a,25b)具有基本是多边形,优选为四边形的形状,并且在用于容纳电磁线圈装置(24a’,24a”)的空隙形成后被设置为彼此相邻,其中所述电极接片(25a,25b)优选为彼此平行设置。
7.根据权利要求1至6之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-至少两个相邻的电极接片(25a,25b)被至少一个电磁线圈装置(24a’,24a”)至少部分地以回曲形方式围绕。
8.根据权利要求1至6之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-每个电极接片(25a,25b)被至少一个电磁线圈装置(24a’,24a”),至少部分地围绕。
9.根据权利要求1至8之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-至少一个电磁线圈装置(24a’,24a”)至少部分地围绕非环形设计的电极接片。
10.根据权利要求1至9之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述致动装置(24)包括多个由所述磁性线圈装置(24a),所述磁轭装置(24b)和所述磁电枢装置(24c)组成的组件。这些组件共同同向或逆向地作用于所述阀装置(20)。
11.根据权利要求1至10之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述致动装置(24)作用于所述阀装置(20)的活动阀部件(20a),以使其相对于与所述阀部件(20a)协同工作的、位于燃料进口下游的固定的阀座(20b)在打开位置与关闭位置之间运动。
12.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述软磁性磁轭装置(24b)包括至少两个接合的具有凹陷(26a,26b)的盘状部分(24b’,24b”),每个凹陷内分别容纳一个电磁线圈装置(24a’,24a”),所述电磁线圈装置与其中一个盘状部分(24b’,24b”)的相应端面(27a,27b)大体平齐,所述端面(27a,27b)共同限定出空腔(28),所述磁电枢装置(24c)容纳在所述空腔内,从而可沿着中心纵向轴线(M)移动。
13.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述电磁线圈装置(24a’,24a”)在所述软磁性磁电枢装置(24c)的至少一侧由多个电磁线圈装置形成,所述电磁线圈装置与其中的一个半盘状部分(24b’,24b”)的一个端面(27a,27b)大体平齐。
14.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述各个线圈的厚度为位于两线圈之间的磁轭铁厚度的约20%-80%。
15.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述软磁性磁电枢装置(24c)的一侧上的各线圈适于被提供反向电流。
16.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-在所述软磁性磁电枢装置(24c)的一侧上的各线圈之间,通过彼此绝缘的铁片形成了轭铁。
17.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述电磁线圈装置(24a)和所述磁电枢装置(24c)基本是互为直角排列。
18.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述磁线圈装置(24b)和所述磁电枢装置(24c)至少部分地沿相对于中心纵轴(M)的径向方向交叠。
19.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述磁轭装置(24b)被设计为基本是柱形的、具有径向缝隙(36)的软磁性盘体。
20.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述磁电枢装置由两个或多个彼此空间分离的条形部分(25)组成。
21.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述磁电枢装置(24c)被设计为具有凹陷(38)的软磁性盘,所述凹陷优选为径向定位的、延伸至盘边缘(30)的槽或者长孔。
22.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述磁电枢装置(24c)被形成为多层结构,其中陶瓷层(24c”)被设置在两个软铁层(24c’)之间并且被固定在阀杆(22)上。
23.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述磁电枢装置(24c)和所述阀部件(20a)相互连接,通过弹性装置(40)将其偏压至打开位置或关闭位置,并且通过对所述磁线圈装置(24)通电将其带入关闭位置或打开位置。
24.根据前述权利要求中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述燃油喷射阀的设计和尺寸适合于伸入外部点火的内燃机燃烧室内。
25.根据权利要求1-14中之一所述的燃油喷射阀,其特征在于:
-所述燃油喷射阀的设计和尺寸适合于伸入自点火的内燃机燃烧室内。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101903642B (zh) * 2007-12-21 2013-03-06 罗伯特·博世有限公司 用于调节高压燃料存储器中压力的压力调节阀
CN108138733A (zh) * 2015-09-24 2018-06-08 大陆汽车有限公司 用于电磁致动装置的层叠式磁体电枢及计量流体的喷射阀

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004032229B3 (de) * 2004-07-02 2006-01-05 Compact Dynamics Gmbh Brennstoff-Einspritzventil
DE102006055088B4 (de) * 2006-11-21 2008-12-04 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Elektromagnetisches Einspritzventil und Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verwendung eines Magnetkerns für ein elektromagnetisches Einspritzventil
DE102007028203B3 (de) * 2007-06-15 2008-12-04 Siemens Ag Magnetisches Antriebssystem für eine Schalteinrichtung
US7552719B2 (en) * 2007-12-04 2009-06-30 Caterpillar Inc. Solenoid assembly having slotted stator
DE102009038730B4 (de) 2009-08-27 2014-03-13 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Blechpaket aus weichmagnetischen Einzelblechen, elektromagnetischer Aktor und Verfahren zu deren Herstellung sowie Verwendung eines weichmagnetischen Blechpakets
KR20110029443A (ko) * 2009-09-15 2011-03-23 현대자동차주식회사 연료 분사량 편차 감소를 위한 콘트롤 밸브 및 이를 포함한 인젝터
US8807463B1 (en) * 2013-03-14 2014-08-19 Mcalister Technologies, Llc Fuel injector with kinetic energy transfer armature
FR3084772B1 (fr) * 2018-08-01 2021-06-18 Schneider Electric Ind Sas Actionneur electromagnetique et appareil de commutation electrique comportant cet actionneur

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2237746A1 (de) 1972-08-01 1974-02-07 Bosch Gmbh Robert Einspritzventil fuer dieselbrennkraftmaschinen
GB1599525A (en) 1977-03-26 1981-10-07 Lucas Industries Ltd Fuel injection nozzle units
US5035360A (en) 1990-07-02 1991-07-30 The University Of Toronto Innovations Foundation Electrically actuated gaseous fuel timing and metering device
US5207410A (en) 1992-06-03 1993-05-04 Siemens Automotive L.P. Means for improving the opening response of a solenoid operated fuel valve
JPH10335139A (ja) 1997-05-28 1998-12-18 Denso Corp ソレノイド
US6036120A (en) 1998-03-27 2000-03-14 General Motors Corporation Fuel injector and method
US6155503A (en) * 1998-05-26 2000-12-05 Cummins Engine Company, Inc. Solenoid actuator assembly
DE10060657A1 (de) * 1999-12-07 2001-06-13 Denso Corp Kraftstoffeinspritzgerät
DE10005182A1 (de) * 2000-02-05 2001-08-09 Bosch Gmbh Robert Elektromagnetisches Einspritzventil zur Steuerung einer in eine Verbrennungskraftmaschine einzuspeisenden Kraftstoffmenge
DE10136808A1 (de) * 2001-07-27 2003-02-13 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101903642B (zh) * 2007-12-21 2013-03-06 罗伯特·博世有限公司 用于调节高压燃料存储器中压力的压力调节阀
US8826889B2 (en) 2007-12-21 2014-09-09 Robert Bosch Gmbh Pressure regulating valve for regulating the pressure in a high-pressure reservoir
CN108138733A (zh) * 2015-09-24 2018-06-08 大陆汽车有限公司 用于电磁致动装置的层叠式磁体电枢及计量流体的喷射阀
CN108138733B (zh) * 2015-09-24 2020-10-27 大陆汽车有限公司 用于电磁致动装置的层叠式磁体电枢及计量流体的喷射阀

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US7533834B2 (en) 2009-05-19

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