專利名稱：帶有電磁致動器的燃料噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有電磁致動器的燃料噴射器。
下面的解釋將直接地參照帶有電磁致動器以用于直接噴射燃料的噴射器，而不是因此而限定其大致范圍。
背景技術(shù)：
電磁燃料噴射器包括一個(gè)圓筒狀的管體，該管體具有中部供給通道，該通道用作燃料管并終止于一個(gè)由噴射閥所控制的噴射嘴，所述噴射閥通過一個(gè)電磁致動器操縱。噴射閥設(shè)置有一個(gè)柱塞，其剛性地連接到電磁致動器的可動銜鐵，以通過所述電磁致動器的動作而克服彈簧的動作在噴射嘴的關(guān)閉位置和打開位置之間移動，該彈簧意圖將該柱塞保持在關(guān)閉位置。柱塞終止于密封頭，該密封頭在關(guān)閉位置時(shí)由彈簧推壓在噴射閥的閥座上以避免燃料溢出。通常，該密封頭設(shè)置在燃料管內(nèi)；從而，為了將噴射閥從關(guān)閉位置改變到打開位置，該密封頭以與燃料供應(yīng)方向相反的方向移動。
上述類型的電磁燃料噴射器生產(chǎn)起來簡單并經(jīng)濟(jì)，且具有良好的性價(jià)比。然而，所述噴射器在燃料噴射導(dǎo)引時(shí)不能確保高的精度和穩(wěn)定性，因而所述噴射器不適合用于“噴射導(dǎo)向(spray-guide)”發(fā)動機(jī)中，在該發(fā)動機(jī)中，在火花塞附近，燃料必須以極高的精度噴射；實(shí)際上，在該種應(yīng)用中，在燃料流方向上小于1mm的誤差可導(dǎo)致火花塞電極的潮濕，從而嚴(yán)重危及燃燒。
JP3050378中公開了一種噴射器，用于將燃料直接噴射進(jìn)入二沖程發(fā)動機(jī)的氣缸中；該噴射器在外殼內(nèi)設(shè)置有一個(gè)分體構(gòu)造的閥構(gòu)件，用于由一個(gè)導(dǎo)向件和一個(gè)板構(gòu)件引導(dǎo)可自由移動的第一閥構(gòu)件，該第一閥構(gòu)件在尖端設(shè)置有一個(gè)閥頭。在此情形下，一個(gè)向外張開的錐形燃料噴口形成于該板構(gòu)件的尖端；此外，在該噴口之前通過在閥頭底部設(shè)置一個(gè)頸部而形成有一個(gè)燃料檢測單元，該燃料檢測單元用于給出與沿流動方向、在特定長度上的燃料通路的截面積以及閥構(gòu)件的截面積之間的差別相對應(yīng)的一個(gè)恒定流動通路截面積，以及調(diào)節(jié)每次噴射的燃料噴射量。
JP62255569中公開了一種燃料噴射閥；在移動側(cè)用作止檔件的第一和第二止檔件設(shè)置成抵靠住在固定側(cè)用作止檔件的隔離物，用于保持針形閥的工作沖程恒定。當(dāng)需要調(diào)節(jié)燃料噴射量時(shí)，在燃料噴射的同時(shí)用作調(diào)節(jié)單元的螺釘上下移動，由此確定閥箱相對于一體部的位置，從而對工作沖程進(jìn)行調(diào)節(jié)；此時(shí)，調(diào)節(jié)彈簧的推動力允許閥箱與螺釘一起移動，且彈簧允許針形閥與閥箱一起移動。當(dāng)閥箱到達(dá)與預(yù)定噴射量相對應(yīng)的位置時(shí)，螺釘由點(diǎn)焊固定到該體部的開口下端。
JP3043659中公開了一種噴射器，用于將燃料直接噴射進(jìn)入二沖程發(fā)動機(jī)的氣缸中；該噴射器具有一個(gè)分成第一和第二閥構(gòu)件的閥構(gòu)件，第一閥構(gòu)件由一個(gè)導(dǎo)向件和一個(gè)板構(gòu)件引導(dǎo)并被保持為可以軸向移動，并且一個(gè)閥頭設(shè)置在其頂端。第二閥構(gòu)件突入到電磁驅(qū)動裝置的螺線管中，且銜鐵固定到其后端部。在此情形下，形成了一個(gè)燃料的返回通路，該返回通路從一個(gè)支路通路延伸到燃料箱一側(cè)，該支路通路形成為噴射燃料通路的一部分，所述噴射燃料通路從燃料供給口延伸到設(shè)置在板構(gòu)件內(nèi)端側(cè)的燃料噴射口。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶有電磁致動器的燃料噴射器，其不具有上述缺點(diǎn)，并且特別地，其生產(chǎn)起來簡單且經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明提供一種燃料噴射器，包括一個(gè)噴射閥，包括一個(gè)噴射嘴并設(shè)置有一個(gè)柱塞，該柱塞可移動而控制燃料流動且終止于一個(gè)密封頭；一個(gè)電磁致動器，其能使所述柱塞在所述噴射閥的關(guān)閉位置和打開位置之間移動，并包括一個(gè)線圈、一個(gè)固定的磁銜鐵和一個(gè)銜鐵，該銜鐵由磁銜鐵磁性地吸引并且機(jī)械地連接到所述柱塞上；一個(gè)主彈簧，其用于將所述柱塞保持在所述噴射閥的關(guān)閉位置上；一個(gè)支撐體，其為管狀并包括一個(gè)供給通道，在該供給通道中設(shè)置有所述柱塞和彈簧；以及一個(gè)塞體，其中限定了所述噴射閥的閥座，其中接合有所述密封頭；該塞體包括一個(gè)圓盤形的塞構(gòu)件和一個(gè)導(dǎo)向件，所述塞構(gòu)件緊密地密封住所述供給通道的底部，所述導(dǎo)向件位于該塞構(gòu)件上方，該導(dǎo)向件為管形并在其中容納有所述柱塞；其中所述密封頭為截頭圓錐體形狀，并設(shè)置在所述導(dǎo)向件的外部，且沿著與燃料供給方向相反的方向由所述主彈簧推動而抵靠住所述導(dǎo)向件；所述閥座為截頭圓錐體形狀且與所述密封頭的截頭圓錐體形狀的互補(bǔ)配合，使得在所述噴射閥的打開位置，所述密封頭與所述閥座分離，于是形成一個(gè)截面為圓環(huán)形的、及形狀為截頭圓錐體形的開口，該開口允許燃料的通過，從而使噴射的燃料具有中空的錐形形狀；所述噴射器的特征在于，所述主彈簧的一端擱置在所述銜鐵上；設(shè)置有一個(gè)校準(zhǔn)彈簧，該校準(zhǔn)彈簧的一端擱置在所述銜鐵的與所述主彈簧相對的一側(cè)上。


現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的非限制性的實(shí)施方式，其中-圖1為根據(jù)本發(fā)明制作的燃料噴射器的示意性剖視圖，為了清楚起見，移去了一些部分；-圖2示出了圖1中噴射器的噴射閥的放大視圖；以及-圖3示出了圖1中噴射器的電磁致動器的銜鐵的放大視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，1代表整個(gè)燃料噴射器，其具有以縱向軸線2為中心的大致圓柱對稱形，且能用于從噴射嘴3噴射燃料，該噴射嘴3直接通入氣缸的燃燒室(未示出)。噴射器1包括一個(gè)整體的支撐體4，其為沿縱軸2變截面的圓柱管狀形式，且包括一個(gè)延伸過所述支撐體4全長的供給通道5，以向噴射嘴3供給加壓的燃料。該支撐體4在所述支撐體的上部容納有一個(gè)電磁致動器6，在所述支撐體的下部容納有一個(gè)噴射閥7；工作時(shí)，噴射閥7由電磁致動器6致動，以控制流經(jīng)噴射嘴3的燃料流，該噴射嘴3設(shè)置在所述噴射閥7的高度上。
電磁致動器6包括一個(gè)電磁鐵8，電磁鐵8容納在支撐體4的一個(gè)固定位置中，并且當(dāng)通電時(shí)，電磁鐵8能抵抗主彈簧10的作用而沿著軸線2將鐵磁材料的銜鐵9從噴射閥7的關(guān)閉位置移動到打開位置，該主彈簧10意圖將銜鐵9保持在噴射閥7的關(guān)閉位置上。特別地，電磁鐵8包括一個(gè)線圈11，線圈11由電控單元(未示出)供電并容納在支撐體4的外部；和一個(gè)磁銜鐵12，該磁銜鐵容納在支撐體4內(nèi)并具有一個(gè)中心孔13以允許燃料流向噴射嘴3。在磁銜鐵12的中心孔13內(nèi)，抵靠體14設(shè)置在一個(gè)固定位置上，該抵靠體為管狀圓柱形(可選地沿著一個(gè)母線開口)以允許燃料流向噴射嘴3，且可保持主彈簧10壓靠在銜鐵9上。
銜鐵9是移動組件的一部分，該移動組件還包括一個(gè)提動閥芯或柱塞15，柱塞15包括一個(gè)與銜鐵9成一體的上部和一個(gè)與噴射閥17的閥座16(圖2中示出)配合的下部，從而按已知方式控制流經(jīng)噴射嘴3的燃料流。
如圖2所示，閥座16為截頭圓錐體形狀并由密封體17所限定，該密封體17為整體式的并包括一個(gè)圓盤形的塞構(gòu)件18，該塞構(gòu)件18緊密地密封住支撐體4的供給通道5的底部并由噴射嘴3穿過。導(dǎo)向構(gòu)件19位于塞構(gòu)件18上方，該導(dǎo)向件19為管形，且在其中容納有柱塞15以限定所述柱塞15的下導(dǎo)向件，該導(dǎo)向件19的外直徑小于支撐體4的供給通道5的內(nèi)直徑，由此而限定一個(gè)外部環(huán)狀通道20，其中加壓燃料可流經(jīng)該通道20。
根據(jù)本發(fā)明未示出的另一實(shí)施方式，導(dǎo)向件19頂端的直徑等于支撐體4的供給通道5的內(nèi)直徑；在導(dǎo)向件19的上部銑出有開口(典型地為兩個(gè)或四個(gè)對稱地分布)以向環(huán)形通道20提供燃料。
在導(dǎo)向件19的下部設(shè)置有四個(gè)通孔21(圖中僅示出其中的2個(gè))，該通孔朝向閥座16開口，以允許加壓燃料流向所述閥座16。通孔21優(yōu)選地相對于縱軸2偏移設(shè)置，使得其不會匯聚向所述縱軸2，且使得工作時(shí)各個(gè)燃料流形成為渦流；可選地，通孔21可匯聚向縱軸2。如圖2所示，孔21與縱軸2形成90度的角度；根據(jù)未示出的另一實(shí)施方式，孔21為傾斜的并與縱軸2形成一個(gè)大致為60～80度的角度。
柱塞15終止于截頭圓錐體形狀的密封頭22，該密封頭22能密封地?cái)R置在閥座16上，閥座16為截頭圓錐體形狀且與所述密封頭22的截頭圓錐體形狀互補(bǔ)配合。需要重點(diǎn)注意的是，密封頭22設(shè)置在導(dǎo)向件19的外部并由主彈簧10推壓而抵靠在所述導(dǎo)向件19上；因而，為了從噴射閥7的關(guān)閉位置改變到打開位置，密封頭22向下沿著縱軸2移動，即沿著與燃料供給相一致的方向移動。
在噴射閥7的打開位置，密封頭22與閥座16分離，于是形成一個(gè)截面為圓環(huán)形的、及形狀為截頭圓錐體形的開口，該開口允許燃料的通過；因而，經(jīng)噴射嘴3噴射的燃料在離開時(shí)具有中空的錐形形狀，其孔徑角大致等于密封頭22的孔徑角23(與閥座16的孔徑角完全一致)。
如圖3所示，銜鐵9包括一個(gè)環(huán)狀構(gòu)件24和一個(gè)圓盤形構(gòu)件25，圓盤形構(gòu)件25在頂部封閉住環(huán)狀構(gòu)件24且具有一個(gè)可容置柱塞15上部的中央通孔26和多個(gè)可允許燃料流向噴射嘴3的周向通孔27(圖1中僅示出其中的2個(gè))。適當(dāng)?shù)剡x擇圓盤形構(gòu)件25的中部形狀，使得其容納主彈簧10的上端并將之保持在位。優(yōu)選地，柱塞15由環(huán)形焊接牢固地連接到銜鐵9的圓盤形構(gòu)件25。
銜鐵9的環(huán)狀構(gòu)件24的外直徑大致等于支撐體4供給通道5的相應(yīng)部分的內(nèi)直徑；由此，銜鐵9可相對于支撐體4沿著縱軸2滑動，但是相對于支撐體4不能以任何方式沿縱軸2的橫向移動。由于柱塞15剛性地連接到銜鐵9，很明顯地，銜鐵9還起到柱塞15的頂部導(dǎo)向的功能；因而，柱塞15的頂部由銜鐵9導(dǎo)向而底部由導(dǎo)向件19導(dǎo)向。
還設(shè)置有一個(gè)校準(zhǔn)彈簧28，其壓縮在銜鐵9和抵靠體29之間，該抵靠體29設(shè)置在支撐體4內(nèi)的一個(gè)固定位置上；特別地，校準(zhǔn)彈簧28的上端擱置在抵靠體29的下壁上，而下端擱置在銜鐵9的圓盤形構(gòu)件25的上壁中，相對于主彈簧10而言位于相對的一側(cè)上。校準(zhǔn)彈簧28在銜鐵9上施加一個(gè)彈力，該彈力的指向與主彈簧10的彈力方向相反；在噴射器1安裝時(shí)，調(diào)節(jié)抵靠體29的位置從而調(diào)節(jié)校準(zhǔn)彈簧28產(chǎn)生的彈力，以校準(zhǔn)施加在銜鐵9上的總彈性推力。
根據(jù)如圖3所示的優(yōu)選實(shí)施方式，抵靠體29為圓形，抵靠體29包括一個(gè)中部，在該中部中限定了一個(gè)用于容納校準(zhǔn)彈簧28的座體30；和一個(gè)外周部，在該外周部中設(shè)置有多個(gè)通孔31(圖3中僅示出其中的2個(gè))，以允許燃料流向噴射嘴3。優(yōu)選地，各個(gè)通孔31都耦合到一個(gè)過濾件32，過濾件32具有留住燃料中的殘?jiān)半s質(zhì)的功能。
如圖1所示，柱塞15由與銜鐵9形成一體的上部33和支撐密封頭22的下部34組成；柱塞15的兩個(gè)部分33和34通過焊接彼此結(jié)合。本方案使得可限制加工成本，因?yàn)橹挥兄蚊芊忸^22的下部34需要精加工，而上部33為粗加工。
在工作中，當(dāng)電磁鐵8斷開時(shí)，銜鐵9不受磁銜鐵12吸引并且主彈簧10的彈力向上推動銜鐵9及柱塞15；在此情形下，柱塞15的密封頭22壓靠住噴射閥7的閥座16，防止燃料溢出。當(dāng)電磁鐵8通電時(shí)，銜鐵9由磁銜鐵12磁性地吸引而抵抗主彈簧10的彈力，并且銜鐵9及柱塞15向下移動直到銜鐵9接觸到所述磁銜鐵12；在此情形下，柱塞15的密封頭22相對于噴射閥7的閥座16降低，而加壓燃料可流經(jīng)噴射嘴3。
如前所述，通向閥座16的四個(gè)通孔21優(yōu)選地相對于縱軸2偏移設(shè)置，使得不會匯聚向所述縱軸2，且使得工作時(shí)相應(yīng)的燃料流成為渦流。緊靠閥座16上游的所述燃料渦流使得可實(shí)現(xiàn)整個(gè)周向附近均勻且一致的燃料分布，避免“空”區(qū)域——即該區(qū)域中燃料量減少——的形成。
當(dāng)柱塞15的密封頭22相對于閥座16升起時(shí)，燃料經(jīng)過外部環(huán)狀通道20接著經(jīng)過四個(gè)通孔21到達(dá)噴射嘴3；換言之，當(dāng)柱塞15的密封頭22相對于閥座16升起時(shí)，燃料到達(dá)噴射嘴3，弄濕導(dǎo)向件19的整個(gè)外側(cè)面。由此，導(dǎo)向件19由具有相對低的溫度的燃料持續(xù)地冷卻；導(dǎo)向件19的這種冷卻效果傳遞到整個(gè)密封體17(該密封件是一體的)，從而也傳遞到塞構(gòu)件18，塞構(gòu)件18中設(shè)置有噴射嘴3。換言之，內(nèi)外都由燃料持續(xù)地弄濕的導(dǎo)向件19作為一個(gè)散熱器，用于散發(fā)從外側(cè)接收以及存在于塞構(gòu)件18內(nèi)部的熱量。
實(shí)驗(yàn)測試已經(jīng)證明，塞構(gòu)件18的工作溫度的降低使得塞構(gòu)件18的外表面、從而閥座16附近的沉積物的形成極大程度地減少。歸因于所述閥座16附近沉積物形成的減少效果，上述的噴射器1使用壽命非常長。
上述噴射器1表現(xiàn)了很多優(yōu)點(diǎn)，在于其生產(chǎn)起來簡單且經(jīng)濟(jì)，其使得可對燃料的流率進(jìn)行精確的校準(zhǔn)，并且最重要的是，在導(dǎo)引燃料噴射時(shí)實(shí)現(xiàn)了很高的精度和穩(wěn)定性。因而，上述噴射器1特別適用于“噴射導(dǎo)向”的發(fā)動機(jī)中，其中在火花塞附近燃料必須以極高的精度噴射。
權(quán)利要求
1.一種燃料噴射器(1)，包括一個(gè)噴射閥(7)，包括一個(gè)噴射嘴(3)并設(shè)置有一個(gè)柱塞(15)，該柱塞可移動而控制燃料流動且終止于一個(gè)密封頭(22)；一個(gè)電磁致動器(6)，其能在所述噴射閥(7)的關(guān)閉位置和打開位置之間移動所述柱塞(15)并包括一個(gè)線圈(11)、一個(gè)固定的磁銜鐵(12)和一個(gè)銜鐵(9)，該銜鐵由所述磁銜鐵(12)磁性地吸引并且機(jī)械地連接到所述柱塞(15)上；一個(gè)主彈簧(10)，其用于將所述柱塞(15)保持在所述噴射閥(7)的關(guān)閉位置上；一個(gè)支撐體(4)，其為管狀并包括一個(gè)供給通道(5)，該供給通道中設(shè)置有所述柱塞(15)和彈簧(10)；以及一個(gè)塞體(17)，其中限定了所述噴射閥(7)的一個(gè)閥座(16)，該閥座中接合有所述密封頭(22)；該塞體(17)包括一個(gè)圓盤形的塞構(gòu)件(18)和一個(gè)導(dǎo)向件(19)，所述塞構(gòu)件(18)緊密地密封住所述供給通道(5)的底部，所述導(dǎo)向件(19)位于該塞構(gòu)件(18)上方，該導(dǎo)向件為管形并在其中容納所述柱塞(15)；其中所述密封頭(22)為截頭圓錐體形狀，并設(shè)置在所述導(dǎo)向件(19)的外部，且沿著與燃料供給方向相反的方向由所述主彈簧(10)推動而抵靠住所述導(dǎo)向件(19)；所述閥座(16)為截頭圓錐體形狀且與所述密封頭(22)的截頭圓錐體形狀互補(bǔ)配合，使得在所述噴射閥(7)的打開位置上，所述密封頭(22)與所述閥座(16)分離，從而形成一個(gè)截面為圓環(huán)形的、及形狀為截頭圓錐體形的開口，該開口允許燃料通過，從而使噴射的燃料具有中空的錐形形狀；所述噴射器(1)的特征在于，所述主彈簧(10)的一端擱置在所述銜鐵(9)上；設(shè)置有一個(gè)校準(zhǔn)彈簧(28)，該校準(zhǔn)彈簧的一端擱置在所述銜鐵(9)的與所述主彈簧(10)相對的一側(cè)上。
2.如權(quán)利要求1所述的噴射器(1)，其中所述導(dǎo)向件(19)至少一部分的外直徑小于所述供給通道(5)的內(nèi)直徑，從而限定一個(gè)燃料外部通道(20)；在所述導(dǎo)向件(19)的下部設(shè)置有多個(gè)通向所述閥座(16)的通孔(21)。
3.如權(quán)利要求2所述的噴射器(1)，其中所述導(dǎo)向件(19)的通孔(21)與所述噴射器(1)的縱軸(2)形成一個(gè)60～80度的角度。
4.如權(quán)利要求1所述的噴射器(1)，其中所述通孔(21)與所述噴射器(1)的縱軸(2)形成一個(gè)90度的角度。
5.如權(quán)利要求2所述的噴射器(1)，其中所述通孔(21)相對于所述噴射器(1)的縱軸(2)偏移地設(shè)置，使得不會匯聚向所述縱軸(2)，且使得工作時(shí)各個(gè)燃料流形成為渦流。
6.如權(quán)利要求1所述的噴射器(1)，其中所述導(dǎo)向件(19)限定了用于所述柱塞(15)的下部導(dǎo)引件。
7.如權(quán)利要求1所述的噴射器(1)，其中所述銜鐵(9)包括一個(gè)環(huán)狀構(gòu)件(24)和一個(gè)圓盤形構(gòu)件(25)，該圓盤形構(gòu)件(25)在頂部封閉住所述環(huán)狀構(gòu)件(24)且具有一個(gè)可容置所述柱塞(15)上部的中央通孔(26)和多個(gè)可允許燃料流向所述噴射嘴(3)的外圍通孔(27)。
8.如權(quán)利要求7所述的噴射器(1)，其中所述校準(zhǔn)彈簧(28)壓縮在所述銜鐵(9)和一個(gè)抵靠體(29)之間，該抵靠體(29)設(shè)置在支撐體(4)內(nèi)的一個(gè)固定位置中；安裝時(shí)，可調(diào)節(jié)所述抵靠體(29)的位置，從而調(diào)節(jié)該校準(zhǔn)彈簧(28)所產(chǎn)生的彈力而校準(zhǔn)施加在所述銜鐵(9)上的總彈性推力。
9.如權(quán)利要求8所述的噴射器(1)，其中所述抵靠體(29)包括至少一個(gè)通孔(31)，用于允許燃料流向所述噴射嘴(3)；和一個(gè)耦合到該通孔(31)的過濾件(32)。
10.如權(quán)利要求9所述的噴射器(1)，其中所述抵靠體(29)為圓形，該抵靠體(29)具有一個(gè)中部，該中部中限定了一個(gè)用于容納所述校準(zhǔn)彈簧(28)的座體(30)；和一個(gè)外周部，在該外周部中設(shè)置有多個(gè)通孔(31)，用于允許燃料流向所述的噴射嘴(3)。
11.如權(quán)利要求10所述的噴射器(1)，其中過濾件(32)耦合到各個(gè)通孔(31)，該過濾件具有留住燃料中的任何殘?jiān)半s質(zhì)的功能。
12.如權(quán)利要求1所述的噴射器(1)，其中所述柱塞(15)由與所述電磁致動器(6)的銜鐵(9)形成為一體的上部(33)和支撐所述密封頭(22)并通過焊接而結(jié)合到所述上部(33)的下部(34)組成。
全文摘要
一種燃料噴射器(1)，裝配有一個(gè)噴射閥(7)，包括一個(gè)終止于一個(gè)密封頭(22)的可移動柱塞(15)；一個(gè)形狀為管狀并包括一個(gè)供給通道(5)的支撐體(4)；以及一個(gè)密封體(17)，其中限定了所述噴射閥(7)的一個(gè)閥座(16)；所述密封頭(22)為截頭圓錐體形狀，并設(shè)置在所述導(dǎo)向件(19)的外部，且沿著與燃料供給方向相反的方向由所述主彈簧(10)推動而抵靠住所述導(dǎo)向件(19)；所述閥座(16)為截頭圓錐體形狀且為所述密封頭(22)的截頭圓錐體形狀的反向復(fù)制，從而使噴射的燃料具有中空的錐形形狀。
文檔編號F02M61/08GK1854504SQ20061007901
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者馬爾切洛·克里斯蒂亞尼, 保羅·帕斯夸利 申請人:瑪涅蒂瑪瑞利動力系公開有限公司