ITBO20090787A1

ITBO20090787A1 - METHOD OF CALIBRATION OF THE STROKE OF A MOBILE CREW OF AN ELECTROMAGNETIC FUEL INJECTOR

Info

Publication number: ITBO20090787A1
Application number: IT000787A
Authority: IT
Inventors: Michele Petrone; Sandro Venturi
Original assignee: Magneti Marelli Spa
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-10

Description

del brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: of the patent for Industrial Invention entitled:

“METODO DI CALIBRAZIONE DELLA CORSA DI UN EQUIPAGGIO MOBILE DI UN INIETTORE ELETTROMAGNETICO DI CARBURANTE” "METHOD OF CALIBRATING THE STROKE OF A MOBILE CREW OF AN ELECTROMAGNETIC FUEL INJECTOR"

SETTORE DELLA TECNICA TECHNIQUE SECTOR

La presente invenzione è relativa ad un metodo di calibrazione della corsa di un equipaggio mobile di un iniettore elettromagnetico di carburante. The present invention relates to a method for calibrating the stroke of a mobile unit of an electromagnetic fuel injector.

ARTE ANTERIORE ANTERIOR ART

Nella domanda di brevetto EP1619384A2 è descritto un iniettore elettromagnetico di carburante comprendente un corpo tubolare cilindrico che presenta un canale di alimentazione centrale, il quale svolge la funzione di condotto del carburante e termina con un ugello di iniezione regolato da una valvola di iniezione comandata da un attuatore elettromagnetico. La valvola di iniezione è provvista di uno spillo, il quale è rigidamente collegato ad una ancora mobile dell’attuatore elettromagnetico per venire spostato dall’azione dell’attuatore elettromagnetico tra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura dell’ugello di iniezione contro l’azione di una molla di chiusura che tende a mantenere lo spillo nella posizione di chiusura. La sede valvolare è definita in un elemento di tenuta, il quale ha una forma a disco, chiude inferiormente a tenuta il canale centrale del corpo di supporto, ed è attraversato dall’ugello di iniezione. Patent application EP1619384A2 describes an electromagnetic fuel injector comprising a cylindrical tubular body that has a central supply channel, which acts as a fuel duct and ends with an injection nozzle regulated by an injection valve controlled by a electromagnetic actuator. The injection valve is provided with a needle, which is rigidly connected to a movable anchor of the electromagnetic actuator to be moved by the action of the electromagnetic actuator between a closed position and an open position of the injection nozzle against the action of a closing spring which tends to keep the pin in the closed position. The valve seat is defined in a sealing element, which has a disc shape, seals the central channel of the support body at the bottom, and is crossed by the injection nozzle.

L’attuatore elettromagnetico comprende una bobina, la quale è disposta esternamente attorno al corpo tubolare, ed un polo magnetico fisso, il quale è realizzato di materiale ferromagnetico, è disposto all’interno del corpo tubolare in corrispondenza della bobina ed è atto ad attrarre magneticamente l’ancora. Il polo magnetico è centralmente forato e presenta un foro centrale passante avente la funzione di permettere al carburante di fluire verso l’ugello di iniezione ed attraverso il polo magnetico. All’interno del foro centrale del polo magnetico è disposta la molla di chiusura che è compressa tra un corpo di riscontro forato piantato all’interno del foro centrale e l’ancora per spingere l’ancora, e quindi lo spillo solidale all’ancora, verso la posizione di chiusura dell’ugello di iniezione. The electromagnetic actuator comprises a coil, which is arranged externally around the tubular body, and a fixed magnetic pole, which is made of ferromagnetic material, is arranged inside the tubular body at the coil and is able to magnetically attract the anchor. The magnetic pole is centrally perforated and has a central through hole having the function of allowing the fuel to flow towards the injection nozzle and through the magnetic pole. Inside the central hole of the magnetic pole there is the closing spring which is compressed between a perforated striking body planted inside the central hole and the anchor to push the anchor, and therefore the pin integral with the anchor, towards the closed position of the injection nozzle.

In uso, quando l’attuatore elettromagnetico è diseccitato l’ancora non viene attratta dal polo magnetico e la forza elastica della molla di chiusura spinge l’equipaggio mobile (cioè l’ancora e lo spillo) verso il basso fino ad una posizione limite inferiore, in cui una testa di otturazione dello spillo è premuta contro una sede valvolare della valvola di iniezione isolando l’ugello di iniezione dal carburante in pressione. Quando l’attuatore elettromagnetico viene eccitato, l’ancora viene magneticamente attratta dal polo magnetico contro la forza elastica della molla di chiusura e l’equipaggio mobile si sposta verso l’alto per effetto dell’attrazione magnetica esercitata dal polo magnetico stesso fino ad una posizione limite superiore, in cui l’ancora è in battuta contro il polo magnetico e la testa di otturazione dello spillo è sollevata rispetto alla sede valvolare della valvola di iniezione permettendo al carburante in pressione di fluire attraverso l’ugello di iniezione. In use, when the electromagnetic actuator is de-energized the anchor is not attracted to the magnetic pole and the elastic force of the closing spring pushes the movable assembly (i.e. the anchor and the needle) downwards to a lower limit position , in which a needle shutter head is pressed against a valve seat of the injection valve, isolating the injection nozzle from the pressurized fuel. When the electromagnetic actuator is energized, the anchor is magnetically attracted by the magnetic pole against the elastic force of the closing spring and the mobile unit moves upwards due to the magnetic attraction exerted by the magnetic pole itself up to a upper limit position, in which the anchor is in contact with the magnetic pole and the pin obturation head is raised with respect to the valve seat of the injection valve, allowing the pressurized fuel to flow through the injection nozzle.

La corsa dell’equipaggio mobile (cioè la distanza percorsa dall’equipaggio mobile per spostarsi dalla posizione limite inferiore alla posizione limite superiore) ha un impatto rilevante sulla portata che fluisce attraverso l’ugello di iniezione in condizioni statiche; quindi per garantire che la portata effettiva che fluisce attraverso l’ugello di iniezione in condizioni statiche presenti un ridotto scostamento rispetto alla portata nominale attesa (cioè per assicurare una bassa dispersione delle caratteristiche funzionali degli iniettori) è necessario che anche la corsa effettiva dell’equipaggio mobile presenti un ridotto scostamento rispetto alla corsa nominale attesa. The stroke of the mobile crew (ie the distance traveled by the mobile crew to move from the lower limit position to the upper limit position) has a significant impact on the flow rate that flows through the injection nozzle in static conditions; therefore to ensure that the actual flow rate flowing through the injection nozzle in static conditions has a small deviation from the expected nominal flow rate (i.e. to ensure a low dispersion of the functional characteristics of the injectors) it is also necessary that the actual stroke of the crew mobile has a small deviation from the expected nominal travel.

Attualmente, per calibrare la corsa dell’equipaggio mobile, il polo magnetico viene inserito all’interno del corpo tubolare senza vincoli meccanici in modo tale che il polo magnetico possa scorrere liberamente lungo il corpo tubolare. Successivamente, il polo magnetico viene spinto verso il basso in modo tale che il polo magnetico si appoggi in battuta all’ancora e quindi spinga l’equipaggio mobile nella posizione limite inferiore; a questo punto, il polo magnetico viene sollevato dalla posizione di battuta contro l’ancora di una distanza pari alla corsa nominale addizionata dell’accorciamento indotto nel corpo tubolare da una operazione di saldatura anulare e quindi il polo magnetico viene saldato al corpo tubolare effettuando una saldatura anulare. La precisione di questa metodologia dipende essenzialmente dalla precisione con cui si può prevedere l’accorciamento indotto nel corpo tubolare dalla saldatura anulare; tuttavia, la precisione con cui si può prevedere l’accorciamento indotto nel corpo tubolare dalla saldatura anulare non è molto elevata in quanto tale accorciamento è soggetto ad una elevata dispersione da iniettore ad iniettore. Currently, to calibrate the stroke of the mobile equipment, the magnetic pole is inserted inside the tubular body without mechanical constraints so that the magnetic pole can slide freely along the tubular body. Subsequently, the magnetic pole is pushed downwards so that the magnetic pole rests against the anchor and then pushes the mobile equipment to the lower limit position; at this point, the magnetic pole is raised from the abutment position against the anchor by a distance equal to the nominal stroke plus the shortening induced in the tubular body by an annular welding operation and then the magnetic pole is welded to the tubular body by carrying out a annular welding. The accuracy of this method essentially depends on the precision with which the shortening induced in the tubular body by annular welding can be predicted; however, the precision with which the shortening induced in the tubular body by annular welding can be predicted is not very high as this shortening is subject to a high dispersion from injector to injector.

Recentemente, i costruttori dei motori richiedono iniettori di carburante molto pronti (cioè con una elevata dinamica) per potere migliorare il controllo dell’iniezione di carburante e quindi il controllo della combustione nei cilindri. Per rendere un iniettore pronto è necessario che l’iniettore presenti una corsa dell’equipaggio mobile particolarmente corta. Tanto più è corta la corsa nominale dell’equipaggio mobile, tanto maggiore è l’errore relativo determinato dall’impossibilità di prevedere con precisione l’accorciamento indotto nel corpo tubolare dalla saldatura anulare; ad esempio, a parità di errore assoluto commesso sulla stima dell’accorciamento indotto nel corpo tubolare dalla saldatura anulare, dimezzando la corsa nominale dell’equipaggio mobile si raddoppia l’errore relativo. Recently, engine manufacturers require very ready fuel injectors (that is, with high dynamics) in order to improve the control of fuel injection and therefore the control of combustion in the cylinders. To make an injector ready, it is necessary for the injector to have a particularly short stroke of the moving part. The shorter the nominal stroke of the mobile unit, the greater the relative error caused by the impossibility of accurately predicting the shortening induced in the tubular body by annular welding; for example, with the same absolute error committed on the estimate of the shortening induced in the tubular body by annular welding, halving the nominal stroke of the mobile unit doubles the relative error.

A titolo di esempio, l’errore che si commette sulla stima dell’accorciamento indotto nel corpo tubolare dalla saldatura anulare è generalmente compreso tra ± 5-8 micron; quindi l’errore che si commette sulla stima dell’accorciamento indotto nel corpo tubolare dalla saldatura anulare è dell’ordine del ±7-11% nel caso di una corsa di 70 micron ma sale al ±13-20% nel caso di una corsa di 40 micron. By way of example, the error made on the estimation of the shortening induced in the tubular body by annular welding is generally between ± 5-8 microns; therefore the error that is committed on the estimate of the shortening induced in the tubular body by annular welding is of the order of ± 7-11% in the case of a stroke of 70 microns but rises to ± 13-20% in the case of a stroke of 40 microns.

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION

Scopo della presente invenzione è di fornire un metodo di calibrazione della corsa di un equipaggio mobile di un iniettore elettromagnetico di carburante, il quale metodo di calibrazione permetta di calibrare con elevata precisione la corsa effettiva dell’equipaggio mobile e sia nel contempo di facile ed economica realizzazione. The object of the present invention is to provide a method for calibrating the stroke of a mobile unit of an electromagnetic fuel injector, which calibration method allows to calibrate the effective stroke of the mobile unit with high precision and is at the same time easy and economical. realization.

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di calibrazione della corsa di un equipaggio mobile di un iniettore elettromagnetico di carburante secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate. According to the present invention, there is provided a method for calibrating the stroke of a mobile unit of an electromagnetic fuel injector according to what is claimed by the attached claims.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento al disegno annesso, che ne illustra un esempio di attuazione non limitativo; in particolare, la figura allegata è una vista schematica, in elevazione laterale ed in sezione di un iniettore elettromagnetico di carburante in cui viene eseguito il metodo di calibrazione della corsa dell’equipaggio mobile oggetto della presente invenzione. FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE The present invention will now be described with reference to the attached drawing, which illustrates a non-limiting example of embodiment; in particular, the attached figure is a schematic view, in lateral elevation and in section, of an electromagnetic fuel injector in which the method of calibration of the stroke of the mobile device object of the present invention is performed. PREFERRED FORMS OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un iniettore di carburante, il quale presenta sostanzialmente una simmetria cilindrica attorno ad un asse 2 longitudinale ed è atto ad essere comandato per iniettare carburante da un ugello 3 di iniezione. L’iniettore 1 comprende un corpo 4 di supporto, il quale ha una forma tubolare cilindrica a sezione variabile lungo l’asse 2 longitudinale e presenta un canale 5 di alimentazione che si estende lungo tutta la lunghezza del corpo 4 di supporto stesso per alimentare il carburante in pressione verso l’ugello 3 di iniezione. Il corpo 4 di supporto supporta in corrispondenza di una propria porzione superiore un attuatore 6 elettromagnetico ed in corrispondenza di una propria porzione inferiore una valvola 7 di iniezione che delimita inferiormente il canale 5 di alimentazione; in uso, la valvola 7 di iniezione viene azionata dall’attuatore 6 elettromagnetico per regolare il flusso di carburante attraverso l’ugello 3 di iniezione, il quale è ricavato in corrispondenza della valvola 7 di iniezione stessa. In Figure 1, the number 1 indicates as a whole a fuel injector, which substantially has a cylindrical symmetry about a longitudinal axis 2 and is able to be controlled to inject fuel from an injection nozzle 3. The injector 1 comprises a support body 4, which has a cylindrical tubular shape with variable section along the longitudinal axis 2 and has a supply channel 5 which extends along the entire length of the support body 4 itself to feed the pressurized fuel towards the injection nozzle 3. The support body 4 supports an electromagnetic actuator 6 at its upper portion and an injection valve 7 at its lower portion which delimits the supply channel 5 below; in use, the injection valve 7 is operated by the electromagnetic actuator 6 to regulate the flow of fuel through the injection nozzle 3, which is obtained at the injection valve 7 itself.

L’attuatore 6 elettromagnetico comprende una bobina 8, la quale è disposta esternamente attorno al corpo 4 tubolare ed è racchiusa in una custodia 9 toroidale di materiale plastico, ed un polo 10 magnetico fisso (denominato anche “fondello”), il quale è realizzato di materiale ferromagnetico ed è disposto all’interno del corpo 4 tubolare in corrispondenza della bobina 8. Inoltre, l’attuatore 7 elettromagnetico comprende una ancora 11 mobile, la quale presenta una forma cilindrica, è realizzata di materiale ferromagnetico, ed è atta a venire magneticamente attirata dal polo 10 magnetico quando la bobina 8 viene eccitata (cioè viene percorsa da corrente). Infine, l’attuatore 7 elettromagnetico comprende una armatura 12 magnetica tubolare, la quale è realizzata di materiale ferromagnetico, è disposta all’esterno del corpo 4 tubolare e comprende una sede 13 anulare per alloggiare al proprio interno la bobina 8, ed una rosetta 14 magnetica di forma anulare, la quale è realizzata di materiale ferromagnetico ed è disposta sopra alla bobina 8 per guidare la chiusura del flusso magnetico attorno alla bobina 8 stessa. The electromagnetic actuator 6 comprises a coil 8, which is arranged externally around the tubular body 4 and is enclosed in a toroidal plastic case 9, and a fixed magnetic pole 10 (also called "bottom"), which is made of ferromagnetic material and is arranged inside the tubular body 4 in correspondence with the coil 8. Furthermore, the electromagnetic actuator 7 comprises a movable anchor 11, which has a cylindrical shape, is made of ferromagnetic material, and is capable of being magnetically attracted by the magnetic pole 10 when the coil 8 is excited (ie it is traversed by current). Finally, the electromagnetic actuator 7 comprises a tubular magnetic armature 12, which is made of ferromagnetic material, is arranged outside the tubular body 4 and comprises an annular seat 13 to house the coil 8 inside, and a washer 14 magnetic ring of annular shape, which is made of ferromagnetic material and is arranged above the coil 8 to guide the closure of the magnetic flux around the coil 8 itself.

L’ancora 11 è parte di un equipaggio mobile, il quale comprende, inoltre, un otturatore o spillo 15 avente una porzione superiore solidale all’ancora 11 ed una porzione inferiore cooperante con una sede 16 valvolare della valvola 7 di iniezione per regolare in modo noto il flusso di carburante attraverso l’ugello 3 di iniezione. In particolare, lo spillo 15 termina con una testa di otturazione di forma sostanzialmente sferica, la quale è atta ad appoggiarsi a tenuta contro la sede valvolare. The anchor 11 is part of a mobile assembly, which also comprises a shutter or needle 15 having an upper portion integral with the anchor 11 and a lower portion cooperating with a valve seat 16 of the injection valve 7 to regulate in a manner known the flow of fuel through the injection nozzle 3. In particular, the needle 15 ends with a substantially spherical obturation head, which is adapted to rest hermetically against the valve seat.

Il polo 10 magnetico è centralmente forato e presenta un foro 17 centrale passante, in cui è parzialmente alloggiata una molla 18 di chiusura che spinge l’ancora 11 verso una posizione di chiusura della valvola 7 di iniezione. In particolare, all’interno del foro 17 centrale del polo 10 magnetico è piantato in posizione fissa un corpo 19 di riscontro che mantiene la molla 18 di chiusura compressa contro l’ancora 11. The magnetic pole 10 is centrally perforated and has a central through hole 17, in which a closing spring 18 is partially housed which pushes the anchor 11 towards a closed position of the injection valve 7. In particular, inside the central hole 17 of the magnetic pole 10, a striking body 19 is planted in a fixed position which keeps the closing spring 18 compressed against the anchor 11.

In uso, quando l’attuatore 6 elettromagnetico è diseccitato l’ancora 11 non viene attratta dal polo 10 magnetico e la forza elastica della molla 18 di chiusura spinge l’ancora 11 assieme allo spillo 15 (cioè l’equipaggio mobile) verso il basso fino ad una posizione limite inferiore, in cui la testa di otturazione dello spillo 15 è premuta contro la sede 16 valvolare della valvola 7 di iniezione isolando l’ugello 3 di iniezione dal carburante in pressione. Quando l’attuatore 6 elettromagnetico viene eccitato, l’ancora 11 viene magneticamente attratta dal polo 10 magnetico contro la forza elastica della molla 18 di chiusura e l’ancora 11 assieme allo spillo 15 (cioè l’equipaggio mobile) si spostano verso l’alto per effetto dell’attrazione magnetico esercitata dal polo 10 magnetico stesso fino ad una posizione limite superiore, in cui l’ancora 11 è in battuta contro il polo 10 magnetico e la testa di otturazione dello spillo 15 è sollevata rispetto alla sede 16 valvolare della valvola 7 di iniezione permettendo al carburante in pressione di fluire attraverso l’ugello 3 di iniezione. In use, when the electromagnetic actuator 6 is de-energized, the anchor 11 is not attracted to the magnetic pole 10 and the elastic force of the closing spring 18 pushes the anchor 11 together with the needle 15 (i.e. the movable assembly) downwards up to a lower limit position, in which the obturation head of the pin 15 is pressed against the valve seat 16 of the injection valve 7, isolating the injection nozzle 3 from the fuel under pressure. When the electromagnetic actuator 6 is energized, the anchor 11 is magnetically attracted by the magnetic pole 10 against the elastic force of the closing spring 18 and the anchor 11 together with the pin 15 (i.e. the movable assembly) move towards the high due to the effect of the magnetic attraction exerted by the magnetic pole 10 itself up to an upper limit position, in which the anchor 11 abuts against the magnetic pole 10 and the shutter head of the pin 15 is raised with respect to the valve seat 16 of the injection valve 7 allowing the pressurized fuel to flow through the injection nozzle 3.

Viene di seguito descritto il metodo di calibrazione che viene seguito per calibrare con precisione la corsa dell’equipaggio mobile (costituito dall’ancora 11 e dallo spillo 15), cioè la distanza percorsa dall’equipaggio mobile per spostarsi dalla posizione limite inferiore alla posizione limite superiore. The following describes the calibration method that is followed to accurately calibrate the stroke of the mobile arm (consisting of the anchor 11 and the needle 15), i.e. the distance traveled by the mobile arm to move from the lower limit position to the limit position superior.

Inizialmente, l’equipaggio mobile comprendente l’ancora 11 magnetica e lo spillo 15 viene inserito (infilato) all’interno del corpo 4 di supporto tubolare che è già stato in precedenza accoppiato alla valvola 7 di iniezione in cui è definito l’ugello 3 di iniezione. Initially, the movable assembly comprising the magnetic anchor 11 and the needle 15 is inserted (inserted) inside the tubular support body 4 which has already been previously coupled to the injection valve 7 in which the nozzle 3 is defined injection.

Successivamente, il polo 10 magnetico viene inserito (infilato) all’interno del corpo 4 di supporto senza vincoli meccanici in modo tale che il polo 10 magnetico possa scorrere liberamente lungo il corpo 4 di supporto. Subsequently, the magnetic pole 10 is inserted (inserted) inside the support body 4 without mechanical constraints so that the magnetic pole 10 can slide freely along the support body 4.

A questo punto, il polo 10 magnetico viene spinto dall’alto verso il basso in modo tale che il polo 10 magnetico si appoggi in battuta all’equipaggio mobile (in particolare all’ancora 11 magnetica facente parte dell’equipaggio mobile) e quindi spinga l’equipaggio mobile nella posizione limite inferiore contro la sede 16 valvolare della valvola 7 di iniezione. At this point, the magnetic pole 10 is pushed from top to bottom in such a way that the magnetic pole 10 rests against the mobile unit (in particular the magnetic anchor 11 which is part of the mobile unit) and then pushes the unit movable in the lower limit position against the valve seat 16 of the injection valve 7.

Successivamente, il polo 10 magnetico viene sollevato dalla posizione di battuta contro l’equipaggio mobile di una distanza pari alla corsa nominale desiderata addizionata di una quantità predeterminata che viene determinata in funzione di un accorciamento massimo del corpo 4 di supporto per effetto di una saldatura 20 che serve a vincolare il polo 10 magnetico al corpo 4 di supporto. In particolare, in una fase di messa a punto del procedimento di calibrazione viene determinato sperimentalmente (cioè attraverso una serie di prove sperimentali) l’accorciamento massimo del corpo 4 di supporto provocato dalla saldatura 20 e la quantità che viene addizionata alla corsa nominale desiderata viene stabilita in modo tale che tale quantità sia superiore all’accorciamento massimo del corpo 4 di supporto provocato dalla saldatura 20. Subsequently, the magnetic pole 10 is raised from the abutment position against the movable unit by a distance equal to the desired nominal stroke plus a predetermined quantity which is determined as a function of a maximum shortening of the support body 4 due to a welding 20 which serves to bind the magnetic pole 10 to the support body 4. In particular, the maximum shortening of the support body 4 caused by the welding 20 is determined experimentally (i.e. through a series of experimental tests) in a stage of setting up the calibration procedure and the quantity that is added to the desired nominal stroke is established in such a way that this quantity is greater than the maximum shortening of the support body 4 caused by the welding 20.

La saldatura 20 che fissa il polo 10 magnetico al corpo 4 di supporto può essere di tipo anulare (cioè si sviluppa circonferenzialmente senza soluzione di continuità e quindi è chiusa ad anello su sé stessa), può essere per punti (cioè è costituita da una serie di punti di saldatura generalmente disposti lungo una circonferenza), oppure può essere per tratti rettilinei in direzione assiale (cioè è costituita da una serie di linee di saldatura che si sviluppano assialmente e sono generalmente disposte lungo una circonferenza). The welding 20 that fixes the magnetic pole 10 to the support body 4 can be of the annular type (i.e. it develops circumferentially without solution of continuity and therefore is closed in a ring on itself), it can be by points (i.e. it is made up of a series of welding points generally arranged along a circumference), or it can be for rectilinear sections in the axial direction (ie it consists of a series of welding lines that develop axially and are generally arranged along a circumference).

A questo punto, il polo 10 magnetico viene saldato al corpo 4 di supporto mediante la saldatura 20 che viene tipicamente eseguita indirizzando un raggio laser verso una superficie esterna del corpo 4 di supporto. At this point, the magnetic pole 10 is welded to the support body 4 by means of the welding 20 which is typically carried out by directing a laser beam towards an external surface of the support body 4.

Al termine dell’esecuzione della saldatura 20, viene misurata la corsa effettiva dell’equipaggio mobile (cioè la distanza effettiva esistente tra la posizione limite inferiore e la posizione limite superiore); per eseguire questa operazione, l’equipaggio mobile viene movimentato assialmente tra le due posizioni limite mediante un tastatore che è collegato ad uno strumento di misura della posizione e viene portato a contatto dell’equipaggio mobile attraverso il foro 17 centrale del polo 10 magnetico. At the end of the execution of the welding 20, the actual stroke of the mobile equipment is measured (ie the actual distance existing between the lower limit position and the upper limit position); to perform this operation, the mobile unit is moved axially between the two limit positions by means of a probe which is connected to a position measuring instrument and is brought into contact with the mobile unit through the central hole 17 of the magnetic pole 10.

Successivamente, viene determinata la differenza tra la corsa effettiva e la corsa nominale desiderata dell’equipaggio mobile; tale differenza dovrebbe essere sempre positiva, cioè la corsa effettiva dell’equipaggio mobile dovrebbe essere sempre più grande della corsa nominale, in quanto la quantità che viene addizionata alla corsa nominale desiderata dovrebbe essere maggiore dell’accorciamento massimo del corpo 4 di supporto provocato dalla saldatura 20. Subsequently, the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the mobile unit is determined; this difference should always be positive, i.e. the effective stroke of the mobile assembly should always be greater than the nominal stroke, since the quantity that is added to the desired nominal stroke should be greater than the maximum shortening of the support body 4 caused by welding 20.

Infine, viene eseguito, se necessario ed in una zona compresa tra la saldatura 20 e la sede 16 valvolare, almeno un trattamento 21 termico anulare sul corpo 4 di supporto la cui intensità viene stabilita in funzione della differenza tra la corsa effettiva e la corsa nominale desiderata dell’equipaggio mobile per provocare un ulteriore accorciamento del corpo 4 di supporto. In altre parole, se la differenza tra la corsa effettiva e la corsa nominale desiderata dell’equipaggio mobile è inferiore ad un valore di soglia predeterminato (che è pari alla massima tolleranza ammessa, cioè al massimo errore assoluto che può venire commesso, sulla corsa dell’equipaggio mobile) allora non viene eseguito alcun trattamento 21 termico; invece, se la differenza tra la corsa effettiva e la corsa nominale desiderata dell’equipaggio mobile è superiore al valore di soglia viene eseguito il trattamento 21 termico anulare sul corpo 4 di supporto per provocare un ulteriore accorciamento del corpo 4 di supporto che dovrebbe essere il più possibile uguale alla differenza tra la corsa effettiva e la corsa nominale. Finally, at least one annular heat treatment 21 on the support body 4 is performed, if necessary and in an area between the weld 20 and the valve seat 16, the intensity of which is established as a function of the difference between the actual stroke and the nominal stroke. desired of the mobile unit to cause a further shortening of the support body 4. In other words, if the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the mobile assembly is less than a predetermined threshold value (which is equal to the maximum allowed tolerance, i.e. the maximum absolute error that can be committed, on the stroke of the mobile equipment) then no heat treatment 21 is carried out; on the other hand, if the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the mobile assembly is greater than the threshold value, the annular heat treatment 21 is performed on the support body 4 to cause a further shortening of the support body 4 which should be the as much as possible equal to the difference between the actual stroke and the nominal stroke.

Dopo l’esecuzione della saldatura 20, la corsa effettiva dell’equipaggio mobile differisce (in positivo, cioè è più grande) della corsa nominale desiderata in quanto la quantità che viene addizionata alla corsa nominale desiderata è maggiore (o meglio dovrebbe essere sempre maggiore) dell’accorciamento massimo del corpo 4 di supporto provocato dalla saldatura 20. Quindi dopo l’esecuzione della saldatura 20 viene determinata la differenza tra la corsa effettiva e la corsa nominale desiderata dell’equipaggio mobile ed in funzione di tale differenza viene eseguito un trattamento 21 termico sul corpo 4 di supporto per provocare un ulteriore accorciamento del corpo 4 di supporto che dovrebbe essere identico alla differenza stessa. After the execution of the welding 20, the effective stroke of the movable member differs (positively, that is, it is larger) from the desired nominal stroke as the quantity that is added to the desired nominal stroke is greater (or rather it should always be greater) of the maximum shortening of the supporting body 4 caused by the welding 20. Then after the welding 20 has been carried out, the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the mobile unit is determined and a treatment 21 is carried out as a function of this difference on the support body 4 to cause a further shortening of the support body 4 which should be identical to the difference itself.

Normalmente, in una fase di messa a punto del procedimento di calibrazione viene determinata sperimentalmente una legge di accorciamento che lega l’entità dell’accorciamento del corpo 4 di supporto in seguito al trattamento 21 termico alla intensità del trattamento 21 termico stesso; quindi, l’intensità del trattamento 21 termico viene stabilita in funzione della differenza tra la corsa effettiva e la corsa nominale desiderata dell’equipaggio mobile ed utilizzando la legge di accorciamento. Normally, in a phase of fine-tuning of the calibration procedure, a shortening law is experimentally determined which links the extent of the shortening of the support body 4 following the heat treatment 21 to the intensity of the heat treatment 21 itself; therefore, the intensity of the heat treatment 21 is established as a function of the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the mobile unit and using the shortening law.

Preferibilmente, anche il trattamento 21 termico viene eseguito indirizzando un raggio laser verso una superficie esterna del corpo 4 di supporto (tipicamente viene utilizzata la stessa sorgente laser sia per eseguire la saldatura 20, sia per eseguire successivamente il trattamento 21 termico). Per variare l’intensità del trattamento 21 termico viene variata la quantità di calore (in particolare la quantità specifica di calore, cioè la quantità di calore per unità di superficie) che viene trasmessa al corpo 4 di supporto. Ad esempio, per variare l’intensità del trattamento 21 termico viene variata la velocità di avanzamento del raggio laser lungo la superficie esterna del corpo 4 di supporto; in alternativa o in aggiunta alla variazione della velocità di avanzamento del raggio laser, per variare l’intensità del trattamento 21 termico viene variata l’intensità del raggio laser stesso. Preferably, the heat treatment 21 is also performed by directing a laser beam towards an external surface of the support body 4 (typically the same laser source is used both to perform the welding 20 and to subsequently perform the heat treatment 21). To vary the intensity of the heat treatment 21, the amount of heat (in particular the specific amount of heat, i.e. the amount of heat per unit of surface) that is transmitted to the support body 4 is varied. For example, to vary the intensity of the heat treatment 21, the speed of advancement of the laser beam along the external surface of the support body 4 is varied; alternatively or in addition to the variation of the speed of advancement of the laser beam, the intensity of the laser beam itself is varied to vary the intensity of the heat treatment 21.

Secondo una possibile forma di attuazione, se necessario il procedimento di trattamento termico può venire eseguito una seconda volta. In altre parole, dopo l’esecuzione del trattamento 21 termico anulare viene misurata nuovamente la corsa effettiva dell’equipaggio mobile, quindi viene determinata nuovamente la differenza tra la corsa effettiva e la corsa nominale desiderata dell’equipaggio mobile; infine, viene eseguito, se necessario ed in una zona compresa tra la saldatura 20 e sede 16 valvolare, un ulteriore trattamento termico anulare del corpo 4 di supporto la cui intensità viene stabilita in funzione della differenza tra la corsa effettiva e la corsa nominale desiderata dell’equipaggio mobile per provocare un ulteriore accorciamento del corpo 4 di supporto. According to a possible embodiment, if necessary, the heat treatment process can be carried out a second time. In other words, after carrying out annular heat treatment 21, the actual stroke of the mobile unit is measured again, then the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the mobile unit is determined again; finally, if necessary and in an area comprised between the weld 20 and the valve seat 16, a further annular heat treatment of the support body 4 is carried out, the intensity of which is established as a function of the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the movable element to cause a further shortening of the support body 4.

Nella forma di attuazione sopra descritta, per disporre il polo 10 magnetico nella posizione in cui viene eseguita la saldatura 20 il polo 10 magnetico stesso viene inizialmente spinto dall’alto verso il basso per appoggiarsi in battuta all’equipaggio mobile e quindi spingere l’equipaggio mobile nella posizione limite inferiore contro la sede 16 valvolare della valvola 7 di iniezione, e successivamente il polo 10 magnetico viene sollevato dalla posizione di battuta contro l’equipaggio mobile di una distanza pari alla corsa nominale desiderata addizionata di una quantità predeterminata. Secondo una diversa forma di attuazione, per disporre il polo 10 magnetico nella posizione in cui viene eseguita la saldatura 20 è possibile avvicinare il polo 10 magnetico all'ancora 11 e quindi generare un campo magnetico mediante una bobina di servizio per portare mediante attrazione magnetica l'ancora 11 in battuta contro il polo 10 magnetico; viene misurato lo spostamento (cioè la corsa) dell’ancora 11 per portasi in battuta contro il polo 10 magnetico ed in base a tale misura viene regolata successivamente la posizione del polo 10 magnetico. In the embodiment described above, in order to arrange the magnetic pole 10 in the position in which the welding 20 is performed, the magnetic pole 10 itself is initially pushed from top to bottom to rest against the movable assembly and then push the assembly movable in the lower limit position against the valve seat 16 of the injection valve 7, and subsequently the magnetic pole 10 is raised from the abutment position against the movable unit by a distance equal to the desired nominal stroke plus a predetermined amount. According to a different embodiment, in order to arrange the magnetic pole 10 in the position in which the welding 20 is performed, it is possible to bring the magnetic pole 10 close to the anchor 11 and thus generate a magnetic field by means of a service coil to bring the anchor 11 abutting against the magnetic pole 10; the displacement (i.e. the stroke) of the anchor 11 is measured to abut against the magnetic pole 10 and on the basis of this measurement the position of the magnetic pole 10 is subsequently adjusted.

Il sopra descritto metodo di calibrazione della corsa dell’equipaggio mobile presenta numerosi vantaggi. The aforementioned method of calibrating the stroke of the mobile crew has numerous advantages.

In primo luogo, il sopra descritto metodo di calibrazione della corsa dell’equipaggio mobile è di semplice ed economica implementazione, in quanto rispetto ad un metodo di calibrazione standard non richiede alcuna attrezzatura supplementare: sia il tastatore collegato allo strumento di misura della posizione, sia il saldatore laser sono già previsti anche nel metodo di calibrazione standard. Inoltre, il sopra descritto metodo di calibrazione della corsa dell’equipaggio mobile non richiede un tempo di esecuzione molto maggiore rispetto ad un metodo di calibrazione standard, in quanto la misura della corsa effettiva dell’equipaggio mobile e l’esecuzione del trattamento 21 termico possono venire svolti rapidamente. In the first place, the above-described method of calibration of the stroke of the mobile device is simple and economical to implement, as compared to a standard calibration method it does not require any additional equipment: both the probe connected to the position measuring instrument, and the laser welder are already included in the standard calibration method. Furthermore, the above described method of calibrating the stroke of the mobile crew does not require a much longer execution time than a standard calibration method, since the measurement of the actual stroke of the mobile element and the execution of the heat treatment 21 can be done quickly.

Inoltre, il sopra descritto metodo di calibrazione della corsa dell’equipaggio mobile permette di ridurre in modo drammatico l’errore assoluto commesso sulla corsa dell’equipaggio mobile: seguendo un metodo di calibrazione standard l’errore assoluto commesso sulla corsa dell’equipaggio mobile è generalmente compreso tra ±5-8 micron, mentre seguendo il sopra descritto metodo di calibrazione l’errore assoluto commesso sulla corsa dell’equipaggio mobile è generalmente compreso tra ±2-3 micron. Tale risultato viene raggiunto grazie al fatto che la saldatura 20 ha una funzione strutturale (cioè deve garantire che il polo 10 magnetico sia solidale al corpo 4 di supporto), quindi richiede l’applicazione al corpo 4 di supporto di una elevata quantità di calore che determina un accorciamento del corpo 4 di supporto rilevante (dell’ordine di 25-40 micron); di conseguenza, è molto difficile prevedere con precisione (cioè con un errore di pochissimi micron) il valore effettivo dell’accorciamento del corpo 4 di supporto determinato dalla saldatura 20. Invece, il trattamento 21 termico viene eseguito al solo scopo di ridurre la differenza tra la corsa effettiva e la corsa nominale desiderata dell’equipaggio mobile e non ha alcuna altra funzione (in particolare non ha alcuna funzione strutturale); quindi il trattamento 21 termico può venire ottimizzato per avere la massima precisione possibile dell’accorciamento che viene determinato sul corpo 4 di supporto. Inoltre, l’accorciamento del corpo 4 di supporto provocato dal trattamento 21 termico (dell’ordine di 5-15 micron) è decisamente inferiore all’accorciamento del corpo 4 di supporto provocato dalla saldatura 20 (dell’ordine di 25-40 micron); quindi, è più semplice ottenere una maggiore precisione assoluta nell’accorciamento del corpo 4 di supporto provocato dal trattamento 21 termico rispetto all’accorciamento del corpo 4 di supporto provocato dalla saldatura 20. Furthermore, the above described method of calibration of the stroke of the mobile crew allows to dramatically reduce the absolute error committed on the stroke of the mobile crew: following a standard calibration method the absolute error committed on the stroke of the mobile crew is generally comprised between ± 5-8 microns, while following the above described calibration method the absolute error committed on the stroke of the mobile device is generally comprised between ± 2-3 microns. This result is achieved thanks to the fact that the welding 20 has a structural function (i.e. it must ensure that the magnetic pole 10 is integral with the support body 4), therefore it requires the application to the support body 4 of a high amount of heat which determines a shortening of the relevant support body 4 (of the order of 25-40 microns); consequently, it is very difficult to accurately predict (ie with an error of a very few microns) the actual value of the shortening of the support body 4 determined by the welding 20. Instead, the heat treatment 21 is carried out for the sole purpose of reducing the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the mobile assembly and has no other function (in particular it has no structural function); therefore the heat treatment 21 can be optimized to have the maximum possible precision of the shortening which is determined on the support body 4. Furthermore, the shortening of the support body 4 caused by the heat treatment 21 (of the order of 5-15 microns) is decidedly less than the shortening of the support body 4 caused by the welding 20 (of the order of 25-40 microns). ; therefore, it is easier to obtain a higher absolute precision in the shortening of the support body 4 caused by the heat treatment 21 compared to the shortening of the support body 4 caused by the welding 20.

Claims

1) Method for calibrating the stroke of a mobile unit of an electromagnetic fuel injector (1); the calibration method includes the steps of: insert a mobile unit comprising a magnetic anchor (11) and a pin (15) inside a tubular support body (4) that supports an injection valve (7) in which an injection nozzle (3) is defined; insert a magnetic pole (10) inside the support body (4) without mechanical constraints so that the magnetic pole (10) can slide freely along the support body (4); arrange the magnetic pole (10) in a position corresponding to a desired nominal stroke of the mobile unit added by a predetermined amount; And welding the magnetic pole (10) to the support body (4) by means of a welding (20); the calibration method is characterized by the fact that it includes the further steps of: measure the actual travel of the mobile crew; determine the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the mobile equipment; and perform, if necessary and in an area between the weld (20) and the valve seat (16), at least one annular heat treatment (21) on the support body (4) whose intensity is established according to the difference between the effective stroke and the desired nominal stroke of the movable assembly to cause a further shortening of the support body (4).

2) Calibration method according to claim 1 and comprising the further steps of: experimentally determining a maximum shortening of the support body (4) caused by the welding (20); and establish the amount that is added to the desired nominal stroke so that this amount is greater than the maximum shortening of the support body (4) caused by the welding (20).

3) Calibration method according to claim 1 or 2 and comprising the further steps of: experimentally determine a shortening law that links the extent of the shortening of the support body (4) following the heat treatment (21) to the intensity of the heat treatment (21) itself; and establish the intensity of the thermal treatment (21) as a function of the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the mobile unit and using the shortening law.

4) Calibration method according to claim 1, 2 or 3 and comprising the further step of varying the intensity of the heat treatment (21) by varying the amount of heat that is transmitted to the support body (4).

5) Fuel calibration method according to one of claims 1 to 4, wherein the welding (20) and the heat treatment (21) are carried out by directing a laser beam towards an external surface of the support body (4).

6) Fuel calibration method according to claim 5 and comprising the further step of varying the intensity of the thermal treatment (21) by varying the speed of advancement of the laser beam along the external surface of the support body (4).

7) Fuel calibration method according to one of claims 1 to 6 and comprising the further steps of: measure the actual stroke of the mobile unit again after carrying out the annular heat treatment (21); re-determine the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the mobile unit; and carry out, if necessary and in an area between the weld (20) and the valve seat (16), a further annular heat treatment of the support body (4) whose intensity is established according to the difference between the actual stroke and the stroke desired nominal value of the mobile assembly to cause a further shortening of the support body (4).

8) Fuel calibration method according to one of claims 1 to 7 and comprising the further step of not performing the annular heat treatment (21) on the support body (4) if the difference between the actual stroke and the desired nominal stroke of the mobile crew is below a threshold value.

9) Fuel calibration method according to claim 8, in which the threshold value is equal to the maximum tolerance allowed on the travel of the mobile crew.

10) Fuel calibration method according to one of claims 1 to 9, in which the step of arranging the magnetic pole (10) in the position corresponding to the nominal stroke of the desired mobile unit added to the predetermined amount includes the further steps of: push the magnetic pole (10) in such a way that the magnetic pole (10) rests against the mobile element and then pushes the mobile element into a lower limit position against a valve seat (16) of the valve (7) of injection; And lift the magnetic pole (10) from the abutment position against the mobile unit by a distance equal to the desired nominal stroke added to the predetermined quantity.