專利名稱：包含可調(diào)節(jié)分隔物的螺線管致動的流控制閥的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明大體上涉及一種用于燃料系統(tǒng)的螺線管致動的流控制閥，且更明確地說，涉 及一種用于此類閥的致動器行程的可調(diào)節(jié)分隔物。 背景技木
電磁致動的控制閥廣泛用于燃料注射器和定時流體/注射燃料測定系統(tǒng)中，以用于精 確地控制所注射燃料以及定時流體的定時和測定。對燃料以及定時流體的定時和測定的 精確控制對于實現(xiàn)內(nèi)燃機的燃料系統(tǒng)的最大效率是必需的。這需要閥設計者在其設計中 考慮這些性能要求。
在典型的燃料系統(tǒng)中，控制閥控制遞送到汽缸的燃料的定時和量。這些控制閥的行 程影響所注射燃料的量和速率形狀。常規(guī)電磁致動的控制閥的一個問題是通過將閥的柱 塞轉(zhuǎn)動到特定長度來手動調(diào)節(jié)行程。轉(zhuǎn)動柱塞的過程由于需要操作者在行程設定操作中 多次組裝和拆卸閥而極其耗費時間。在生產(chǎn)中，己通過提供多個等級大小的柱塞來解決 此問題，其將給庫存零件的管理費用添加可觀的開支。即使在最優(yōu)化的階段，提供多個 不同等級大小的柱塞也不能解決儀表誤差、孔口變化和閥座變化。這三個變量的組合是 控制閥的零件間的加燃料變化的最大原因。
因此，需要一種用于使調(diào)節(jié)控制閥的行程所需的時間量最小的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明 解決這一需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示一種闊致動器組合件。所述組合件包括定子；銜鐵外殼；以及耦合在 所述定子與所述銜鐵外殼之間的可調(diào)節(jié)分隔物，其中當向所述分隔物施加軸向負載時所 述分隔物在受控速率下彎曲。所述可調(diào)節(jié)分隔物定位在所述定子與所述銜鐵外殼之間， 使得當施加軸向負載時，所述可調(diào)節(jié)分隔物在受控速率下壓縮，借此允許調(diào)節(jié)閥行程。
本發(fā)明通過允許以標稱高行程組裝閥致動器組合件且接著通過使用銜鐵外殼與定 子之間的可調(diào)節(jié)分隔物調(diào)節(jié)所述閥致動器組合件以滿足線功能測試結(jié)束時的注射器性 能要求，來解決上文指出的問題。


圖1A說明根據(jù)本發(fā)明的螺線管致動的流控制器閥的透視圖。圖1B說明根據(jù)本發(fā)明的閥致動組合件。
圖1C是圖IB的閥致動器組合件的一部分的橫截面圖。
圖2是閥致動器組合件的簡化視圖，其說明允許閥行程的變化的分隔物的偏轉(zhuǎn)。 圖3說明根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)節(jié)分隔物的優(yōu)選實施例。 圖4展示可調(diào)節(jié)分隔物在受控速率下的性能。 圖5a和5b展示加燃料遞送曲線。
具體實施例方式
本發(fā)明大體上涉及一種用于燃料系統(tǒng)的螺線管致動的流控制控制器閥，且更明確地 說，涉及一種用于此類閥的致動器行程的可調(diào)節(jié)分隔物。提供以下描述以使所屬領域的 一般技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，且在專利申請案及其要求的上下文中提供所述描 述。所屬領域的技術(shù)人員將容易了解對優(yōu)選實施例的各種修改以及本文描述的一般原理 和特征。因此，不希望本發(fā)明限于所展示的實施例，而是賦予其與本文所描述的原理和 特征一致的最廣泛范圍。
圖1A說明根據(jù)本發(fā)明的螺線管致動的流控制器閥10的透視圖。此透視圖展示閥外 殼12和銜鐵外殼24。
圖1B說明根據(jù)本發(fā)明的閥致動器組合件。
圖1C是根據(jù)本發(fā)明的閥致動器組合件的一部分的橫截面圖。
如圖1B和1C的橫截面圖所示，流控制器閥10—般包含閥外殼12、經(jīng)安裝以在閥 外殼12中做往復移動的閥柱塞14、用于在延伸和縮回位置之間選擇性地移動閥柱塞14. 的閥致動器組合件16，以及大體在18處指示的銜鐵超行程部件。
閥外殼12包含含有腔22的上部分20，和以壓縮鄰接方式抵著上部分20的下表面 安裝的下部銜鐵外殼24。上部分20可包含徑向延伸穿過其的燃料通道26，用于與相應 燃料通道連通以(例如)將燃料從排放燃料源遞送到鄰近于銜鐵外殼24安裝的注射器 主體和噴嘴組合件(未圖示)。在此方面，流控制器閥IO優(yōu)選用于燃料系統(tǒng)中，且可容 易地定位在燃料注射器(未圖示)的上部分中。
閥致動器組合件16包含螺線管組合件30，其具有安裝在線軸34上并圍繞定子組合 件36延伸的線圈32。螺線管組合件30定位在腔22中且優(yōu)選通過金屬定子主體38牢固 地附接到閥外殼12的上部分20。閥柱塞14經(jīng)安裝以在延伸穿過定子主體38的孔中做 往復移動。彈簧護圈和擋止裝置40安裝在閥柱塞14的外端上，用于接納用于使閥柱塞 14向下偏置的偏置彈簧42 (如圖1B所示)。閥致動器組合件16包含凹進腔46，其朝向線圈32和定子組合件36開放并收容銜 鐵54、可調(diào)節(jié)分隔物55、螺線管分隔物57和超行程部件18的組件。閥柱塞14延伸穿 過凹進腔46。
題為"螺線管致動的流控制器閥(Solenoid Actuated Flow Controller Valve)"且轉(zhuǎn)讓 給本發(fā)明的受讓人的第10/823,692號美國專利申請案說明此特征并以引用的方式并入本 文中。本發(fā)明針對使用可調(diào)節(jié)分隔物55來提供致動器閥行程的調(diào)節(jié)。
常規(guī)電磁致動的控制閥的問題是通過將閥的柱塞轉(zhuǎn)動到特定長度來手動調(diào)節(jié)行程。 轉(zhuǎn)動柱塞的過程由于需要操作者在行程設定操作中多次組裝和拆卸閥而極其耗費時間。 在生產(chǎn)中，已通過提供多個等級大小的柱塞來解決此問題，其將給庫存零件的管理費用 添加可觀的開支。
本發(fā)明通過允許在標稱高行程下組裝閥致動器組合件且接著通過使用銜鐵外殼與 定子之間的可調(diào)節(jié)分隔物調(diào)節(jié)所述閥致動器組合件以滿足線功能測試結(jié)束時的注射器 性能要求，來解決上文指出的問題。所述過程允許校正所有變量，從而減少組裝時間和 成本。
圖2是闊致動器組合件的簡化視圖，其說明分隔物的允許閥行程變化的偏轉(zhuǎn)。閥致 動器組合件'10包含銜鐵外殼24',其含有閥座50'、銜鐵(未圖示)、可調(diào)節(jié)分隔物55'、 通過負載抵著銜鐵偏置的閥柱塞14'，和定子組合件36'。定子護圈104經(jīng)由螺紋接頭102 耦合到定子組合件36'。當向定子組合件36'施加軸向負載時，可調(diào)節(jié)分隔物55'以由允許 行程隨著負載減小的偏轉(zhuǎn)100所展示的受控方式彎曲。
如之前所提及，可調(diào)節(jié)分隔物55'定位在定子組合件36'與銜鐵外殼24'之間，且經(jīng)設 計使得當施加軸向負載時，可調(diào)節(jié)分隔物55'在受控速率下彎曲，借此允許調(diào)節(jié)閥行程 (即球閥(未圖示)與其闊閥座50'之間的空隙)。為了更詳細地描述分隔物55'的實施例 的特征，現(xiàn)結(jié)合附圖參看以下描述。
圖3說明根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)節(jié)分隔物55'的優(yōu)選實施例?？烧{(diào)節(jié)分隔物55'經(jīng)設計以 在受控速率下彎曲從而允許調(diào)節(jié)閥行程(球閥與閥座之間的空隙)。在此優(yōu)選實施例中， 可調(diào)節(jié)分隔物55具有環(huán)形間隔設計，其中凸墊302a-d均等地隔開分隔物55'的主體304， 彼此隔開相等距離，借此允許響應于軸向力而壓縮。在此實施例中，存在四個墊 302a-302d。然而，容易了解，可利用任何數(shù)目的墊，且其將在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。 墊302a-d的寬度、分隔物55'的厚度和所使用的材料是影響分隔物的可壓縮性的因素。 舉例來說，材料可以是聚合彈性體，彈簧鋼或具有可預測的可壓縮偏轉(zhuǎn)速率的其它材料。
應了解，存在分隔物的可利用的多種其它配置和類型，且其使用將在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。可調(diào)節(jié)分隔物的主要特征是其可以受控方式被壓縮以允許調(diào)節(jié)閥行程。
圖4展示在受控速率下可調(diào)節(jié)分隔物55'的性能，如分隔物的壓縮中可見所述分隔 物可經(jīng)控制以提供適當?shù)娜剂线f送。圖4中的曲線圖通過對所施加的軸向負載的所計算 的偏轉(zhuǎn)響應展示，根據(jù)一實施例，可調(diào)節(jié)分隔物55'在線性速率下壓縮。
圖5A和5B展示利用分隔物55'的加燃料遞送曲線。不存在修整、約10mm3加燃 料擴展和開啟時間開始時的50 usec擴展。在裝配臺上調(diào)節(jié)時利用可調(diào)節(jié)分隔物，可大 大減少注射器間的加燃料和開啟時間變化，如圖5a和5b中的加燃料曲線所示。
盡管已根據(jù)所展示的實施例描述了本發(fā)明，但所屬領域的一般技術(shù)人員將容易認識 到，可存在所述實施例的變化且那些變化將在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。舉例來說，盡管 展示了環(huán)形可調(diào)節(jié)分隔物，但分隔物可呈多種形狀且所述分隔物將在本發(fā)明的精神和范 圍內(nèi)。另外，分隔物可以是彈簧或類似物，且其使用將在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此， 所屬領域的一般技術(shù)人員可在不脫離所附權(quán)利要求書的精神和范圍的情況下作出許多 修改。
權(quán)利要求
1. 一種閥致動器組合件，其包括定子組合件；銜鐵外殼；以及可調(diào)節(jié)分隔物，其耦合在所述定子組合件與所述銜鐵外殼之間，其中當向所述分隔物施加軸向負載時所述分隔物在大體上線性速率下壓縮。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥致動器組合件，其中所述可調(diào)節(jié)分隔物包括彈簧部件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥致動器組合件，其中所述可調(diào)節(jié)分隔物包括環(huán)形部件，所 述環(huán)形部件在其上包含多個凸墊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥致動器組合件，其包含球閥和用于所述球閥的閥座，其中 所述可調(diào)節(jié)分隔物的所述壓縮允許調(diào)節(jié)所述球闊與所述閥座之間的空隙以控制閥 行程。
5. —種用于內(nèi)燃機的燃料系統(tǒng)，其包括閥致動器組合件；所述閥致動組合件進一步包括 定子組合件； 銜鐵外殼；以及可調(diào)節(jié)分隔物，其耦合在所述定子組合件與所述銜鐵外殼之間，其中當向所述 分隔物施加軸向負載時所述分隔物在大體上線性速率下壓縮。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料系統(tǒng)，其中所述可調(diào)節(jié)分隔物包括彈簧部件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料系統(tǒng)，其中所述可調(diào)節(jié)分隔物包括環(huán)形部件，所述環(huán)形 部件在其上包含多個凸墊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料系統(tǒng)，其包含球閥和用于所述球閥的閥座，其中所述可 調(diào)節(jié)分隔物的所述壓縮允許調(diào)節(jié)所述球閥與所述閥座之間的空隙。
9. 一種用于調(diào)節(jié)閥致動器組合件中的閥行程的方法，所述闊致動器組合件包括定子組 合件和銜鐵外殼；所述方法包括在所述定子組合件與所述銜鐵外殼之間提供可調(diào)節(jié)分隔物； 在高標稱行程下組裝所述閥；以及在受控速率下壓縮所述可調(diào)節(jié)分隔物以控制所述閥行程來滿足性能要求。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述可調(diào)節(jié)分隔物包括環(huán)形部件，所述環(huán)形部件 在其上包含多個凸墊。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其包含球閥和用于所述球閥的裝置，其中所述可調(diào)節(jié) 分隔物的所述壓縮允許調(diào)節(jié)所述球閥與所述閥座之間的空隙。
12. —種閥致動器組合件，其包括定子組合件； 銜鐵外殼；可調(diào)節(jié)分隔物，其耦合在所述定子組合件與所述銜鐵外殼之間，其中當向所述分 隔物施加軸向負載時所述分隔物在大體上線性速率下壓縮；其中所述可調(diào)節(jié)分隔物 包括環(huán)形部件，所述環(huán)形部件在其上包含多個凸墊；球閥；以及用于所述球閥的閥座，其中所述可調(diào)節(jié)分隔物的所述壓縮允許調(diào)節(jié)所述球閥與所 述閥座之間的空隙以控制閥行程。
13. —種閥致動器組合件，其包括定子組合件； 銜鐵外殼；以及可調(diào)節(jié)分隔物，其耦合在所述定子組合件與所述銜鐵外殼之間，其中所述分隔物 包括聚合彈性體材料，且其中當向所述分隔物施加軸向負載時所述分隔物在受控速 率下壓縮。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的閥致動器組合件，其中所述可調(diào)節(jié)分隔物包括環(huán)形部件， 所述環(huán)形部件在其上包含多個凸墊；
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的閥致動器組合件，其包含球閥和用于所述球閥的閥座，其 中所述可調(diào)節(jié)分隔物的所述壓縮允許調(diào)節(jié)所述球閥與所述閥座之間的空隙以控制 閥行程。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種閥致動器組合件。所述組合件包括定子；銜鐵外殼；以及耦合在所述定子與所述銜鐵外殼之間的可調(diào)節(jié)分隔物，其中當向所述分隔物施加軸向負載時所述分隔物在受控速率下彎曲。所述可調(diào)節(jié)分隔物定位在所述定子與所述銜鐵外殼之間，使得當施加軸向負載時，所述可調(diào)節(jié)分隔物在受控速率下壓縮，借此允許調(diào)節(jié)閥行程。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法適用于包含外殼的任何閥，其中所述外殼含有閥座、銜鐵、定子和能夠向所述外殼施加負載的機構(gòu)。
文檔編號F02M47/02GK101415981SQ200680051276
公開日2009年4月22日 申請日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者加里·范德林德, 戴維·L·布坎南, 戴維·M·里克斯, 邁克爾·A·盧卡斯 申請人:康明斯知識產(chǎn)權(quán)公司