專利名稱：用于噴射閥的閥組件和噴射閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于噴射閥的閥組件以及用于燃燒發(fā)動機的燃燒室的噴射閥。
背景技術(shù)：
噴射閥廣泛地使用，尤其是用于內(nèi)燃發(fā)動機，它們可以設(shè)置在內(nèi)燃發(fā)動機中以便將流體配量到內(nèi)燃發(fā)動機的進氣歧管中或者直接配量到內(nèi)燃發(fā)動機的氣缸的燃燒室中。噴射閥以各種形式制造以便滿足各種內(nèi)燃發(fā)動機的各種需要。因而，例如，其長度、其直徑以及負責(zé)流體配量方式的噴射閥各種元件可以在寬范圍內(nèi)變化。除此之外，噴射閥可容納致動器，用于致動噴射閥的針，例如，致動器可以是電磁致動器或壓電致動器
為了在不希望排放物生成方面增強燃燒過程，相應(yīng)噴射閥可適合于在非常高的壓力下配量流體。例如，在汽油發(fā)動機的情況下，壓力可以是一直到200 bar的范圍，在柴油發(fā)動機的情況下，壓力可以是一直到2000 bar的范圍。EP1820958A2公開了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的噴射器，包括閥針，所述閥針通過在閥座上接觸而關(guān)閉燃料通道且通過從閥座分離而打開燃料通道；線圈和磁芯，所述線圈和磁芯設(shè)置有閥針的驅(qū)動機構(gòu)；相對于閥針保持在可相對移動狀態(tài)的錨定件；第一偏壓機構(gòu)，所述第一偏壓機構(gòu)將閥針在與驅(qū)動力相反的方向偏壓；第二偏壓機構(gòu)，所述第二偏壓機構(gòu)將錨定件在驅(qū)動力的方向偏壓，第二偏壓機構(gòu)的設(shè)定負載小于第一偏壓機構(gòu)的設(shè)定負載；和限制機構(gòu)，所述限制機構(gòu)限制錨定件相對于閥針在驅(qū)動力的方向的相對移動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是形成能夠以簡單方式制造且利于可靠和精確功能的閥組件。該目的通過獨立權(quán)利要求的特征實現(xiàn)。本發(fā)明的有利實施例在從屬權(quán)利要求中給
出ο根據(jù)本發(fā)明的第一方面的特點在于一種用于噴射閥的閥組件，包括閥主體，所述閥主體具有中心縱軸線和帶有流體入口部分和流體出口部分的空腔；閥針，所述閥針能在所述空腔內(nèi)軸向移動，所述閥針在關(guān)閉位置防止通過流體出口部分的流體流，且在其它位置釋放經(jīng)由主流體線路從流體入口部分到流體出口部分的流體流；構(gòu)件，所述構(gòu)件與閥針固定地相連且具有面向流體出口部分的表面；包含在所述空腔內(nèi)的第一腔室，所述表面鄰接所述第一腔室；第二腔室，是主流體線路的一部分；和單向閥。所述單向閥液壓地設(shè)置在第一腔室和第二腔室之間，且設(shè)計成在單向閥的關(guān)閉位置防止通過第一腔室和第二腔室之間的第一流體路徑的流體流，且在單向閥的其它位置釋放通過第一腔室和第二腔室之間的第一流體路徑的流體流。第一腔室經(jīng)由第一流體路徑與主流體線路液壓地聯(lián)接。因而，第一腔室和主流體線路之間的流體流能夠經(jīng)由第一流體路徑發(fā)生。該閥組件的一個優(yōu)勢在于，第一腔室與單向閥相結(jié)合能夠用作閥針移動期間的阻尼元件。在閥針向上移動的情況下，第一腔室的容積增加且單向閥能夠打開。因而，流體從
3第二腔室通過第一流體路徑流向第一腔室。在該情況下，第一腔室和第二腔室之間的液壓阻力可以小，因而，閥針的速度在其向上移動期間可以高。在閥針向下移動的情況下，第一腔室的容積減小且單向閥能夠開始關(guān)閉。藉此，可以妨礙第一腔室和第二腔室之間的流體流，從而閥針的移動速度可以減小。由此，閥針移動能夠被阻尼，因為其與從第一腔室到第二腔室的流體流消耗的時間相關(guān)。因而，具有流體容納在第一腔室中的第一腔室與單向閥相結(jié)合用作液壓阻尼元件。閥組件的進一步優(yōu)勢在于，在閥針移動到關(guān)閉位置期間，發(fā)生防回彈效果。這是由于閥針的移動能夠被阻尼且因而閥針的最佳關(guān)閉速度可以通過定尺寸單向閥的機械屬性來獲得。 在有利實施例中，限流器設(shè)置在第一腔室和第二腔室之間，且設(shè)計成釋放通過第一腔室和第二腔室之間的第二流體路徑的流體流。這在閥針向下移動且第一腔室容積減小的情況下具有優(yōu)勢，流體通過第二流體路徑從第一腔室流向第二腔室，因而，閥針的移動速度能夠以期望方式選擇。這導(dǎo)致在閥針的打開和關(guān)閉期間閥針的良好阻尼效果。在進一步有利實施例中，所述單向閥設(shè)置在腔室內(nèi)，以形成第一腔室的邊界的一部分。這允許單向閥的簡單構(gòu)造。在進一步有利實施例中，所述單向閥包括彈簧和關(guān)閉主體。所述彈簧設(shè)計成提供用以使關(guān)閉主體與閥主體的內(nèi)表面接觸的力，且所述關(guān)閉主體定形為盤。這具有優(yōu)勢，彈簧和關(guān)閉主體的機械屬性能夠被選擇以允許關(guān)閉主體與閥主體之間的良好接觸。由于關(guān)閉主體的盤形，從閥主體提升關(guān)閉主體的過程能夠以可靠方式執(zhí)行。在進一步有利實施例中，所述彈簧在閥針的表面和關(guān)閉主體之間軸向設(shè)置，以提供用以使關(guān)閉主體與閥主體的內(nèi)表面接觸的力。這具有優(yōu)勢，在沒有用于支撐彈簧的其它裝置的情況下單向閥的簡單構(gòu)造是可能的。在進一步有利實施例中，所述閥主體的內(nèi)表面或關(guān)閉主體的外表面包括密封邊緣。所述密封邊緣設(shè)計成在單向閥的關(guān)閉位置防止通過第一腔室和第二腔室之間的第一流體路徑的流體流。通過密封邊緣，可靠防止通過第一腔室和第二腔室之間的第一流體路徑的流體流是可能的。因而，在閥針移動的情況下，可以獲得閥針的最佳關(guān)閉速度。在進一步有利實施例中，所述關(guān)閉主體包括開口，所述閥針延伸通過所述開口。藉此，閥組件中的單向閥的簡單軸對稱構(gòu)造是可能的。在進一步有利實施例中，所述開口包括所述限流器，所述限流器設(shè)計為閥針和關(guān)閉主體之間的間隙。這具有優(yōu)勢，單向閥和限流器的簡單構(gòu)造是可能的。在進一步有利實施例中，所述閥針至少部分是具有內(nèi)部凹部的中空針。內(nèi)部凹部接收主流體線路。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的特征在于用于燃燒發(fā)動機的燃燒室的噴射閥，包括根據(jù)第一方面的閥組件。


本發(fā)明的示例性實施例借助于示意性附圖在下文闡述。附圖如下 圖1以縱向截面圖示出了具有閥組件的噴射閥，圖2以縱向截面圖示出了噴射閥的閥組件的一個實施例的圖1的部分II，和圖3以縱向截面圖示出了噴射閥的閥組件的實施例的圖2的部分III。在不同視圖中出現(xiàn)的具有相同設(shè)計和功能的元件由相同附圖標記表示。
具體實施方式
噴射閥10 (圖1)可用作內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室的燃料噴射閥，且包括閥主體14、致動器單元16和燃料連接器18。燃料連接器18設(shè)計成連接到內(nèi)燃發(fā)動機的高壓燃料腔室， 燃料在高壓下存儲，例如，在汽油發(fā)動機的情況下大約200 bar或者在柴油發(fā)動機的情況下大于2000 bar的壓力下。燃料連接器18具有入口管19，且在其一個自由端固定到致動器單元16的殼體 12。在其上端，燃料連接器18包括流體入口部分26。閥組件14包括具有中心縱軸線L的閥主體20。閥主體20具有空腔24，空腔24 軸向地引導(dǎo)通過閥主體20且形成閥主體20的內(nèi)表面21。閥組件14還包括接收在閥主體20的空腔24內(nèi)的閥針22。閥針22包括是電樞的構(gòu)件23?？蛇x地，閥針22可以與構(gòu)件23制成一件，或者閥針22可以包括其它部件。構(gòu)件 23固定地聯(lián)接到閥針22。另外，閥針22是中空的，且具有凹部38，凹部38在閥針22的軸向長度的一部分內(nèi)以中心縱軸線L的方向設(shè)置。閥針22具有槽道25，槽道25將閥針22的凹部38和閥主體20的空腔24液壓地聯(lián)接。閥針22的凹部38、槽道25和閥主體20的空腔24是主流體線路58的部分，主流體線路58允許從流體入口部分26到流體出口部分28的流體流。閥針22包括面向流體出口部分28的表面23a。表面23的一個法向分量平行于中心縱軸線L延伸。表面23a優(yōu)選位于構(gòu)件23上且與閥主體20—起鄰接第一腔室40。第一腔室40包含在空腔24中。例如，第二腔室41包含在空腔24中且是主流體線路58的一部分。在閥主體20的空腔24的一個自由端上形成流體出口部分28，流體出口部分28根據(jù)閥針22的軸向位置關(guān)閉或打開。在閥針22的關(guān)閉位置，其密封地安置在座29上，從而防止通過閥主體20中的至少一個噴射噴嘴30的流體流。噴射噴嘴30可以是例如噴射孔， 但是其還可以是適合于配量流體的一些其它類型。座29可以與閥主體20制成一個部件， 或者還可以是與閥主體20獨立的部件。主彈簧31設(shè)置在入口管19內(nèi)側(cè)，優(yōu)選安置在第一彈簧支座32和第二彈簧支座34 上。調(diào)節(jié)管35設(shè)置在入口管19內(nèi)側(cè)。調(diào)節(jié)管35包括用于主彈簧31的第一彈簧支座32， 且可以在噴射器的制造過程期間軸向移動，以便以期望方式預(yù)加載主彈簧31。第二彈簧支座34設(shè)置在構(gòu)件23上。藉此，主彈簧31機械地聯(lián)接到閥針22。噴射器設(shè)置有驅(qū)動器，優(yōu)選為電磁驅(qū)動器，包括線圈36，優(yōu)選為擠壓涂覆的，閥主體20、構(gòu)件23和入口管19均形成電磁電路。與閥針22的直徑相比，構(gòu)件23優(yōu)選具有較大直徑。較大直徑允許通過構(gòu)件23的合適電磁流，這有助于閥針22的合適可控性。如果線圈36被激勵，這導(dǎo)致作用于閥針22上的電磁力。電磁力反抗從主彈簧31 獲得的機械力。通過合適地激勵線圈36，閥針22能以該方式移動離開其關(guān)閉位置，這導(dǎo)致通過噴射噴嘴30的流體流。在預(yù)定時間之后，線圈36可以被再次去激勵。
圖2和3以放大詳細圖示出了閥組件14的截面。第一腔室40設(shè)置在閥主體20 和閥針22之間，第一腔室40通過具有直徑DIA_1的限流器42與第二腔室41液壓地聯(lián)接。 優(yōu)選地，腔室40相對于中心縱軸線L軸對稱設(shè)置。單 向閥44液壓地設(shè)置在第一腔室40和第二腔室41之間。優(yōu)選地，單向閥44設(shè)置在腔室40內(nèi)側(cè)且形成第一腔室40的邊界的一部分。單向閥44具有彈簧46和關(guān)閉主體 48。關(guān)閉主體48具有盤形，直徑DIA_2和厚度Tk。彈簧46在構(gòu)件23的表面23a和關(guān)閉主體48之間以軸向方向設(shè)置，且將用彈簧剛度和預(yù)加載力偏壓關(guān)閉主體48與閥主體20的內(nèi)表面21接觸。閥主體20的內(nèi)表面21包括密封邊緣50。在其它實施例中，密封邊緣50設(shè)置在關(guān)閉主體48的外表面49上。在單向閥44的關(guān)閉位置，密封邊緣50能夠防止第一腔室40和第二腔室41之間在關(guān)閉主體48和閥主體20之間的通路上的流體流。關(guān)閉主體48具有中心開口 52，閥針22以軸向方向延伸通過開口 52。開口 52包括限流器42。限流器42形成閥針22和關(guān)閉主體48之間的間隙，且允許第一腔室40和第二腔室41之間的流體流。圖3以閥針22移動離開其關(guān)閉位置時的位置示出了閥針22。這可以導(dǎo)致閥主體 48的位置距密封邊緣50 —定距離，且允許第一腔室40和第二腔室41之間在第一流體路徑 60和第二流體路徑62上的流體流。第一流體路徑60設(shè)置在關(guān)閉主體48和閥主體20之間。第二流體路徑62設(shè)置在關(guān)閉主體48和閥針22之間。以下詳細描述噴射閥10的功能
流體可以從燃料連接器18的流體入口部分26通過入口管19和調(diào)節(jié)管35流向閥針22 的凹部38。通過閥針22中的槽道25，流體可以流向閥主體20的空腔24和流體出口部分28。 如果在打開位置閥針22允許通過流體出口部分28的流體流，那么流體可流經(jīng)噴射噴嘴30。如果閥針22從其關(guān)閉位置向上移動到打開位置，那么流體可從閥針22的凹部38 通過限流器42流向第一腔室40。第一腔室40中的壓力下降。如果作用于關(guān)閉主體48的第二腔室41的液壓力高于彈簧46的預(yù)加載力，那么關(guān)閉主體48脫離與密封邊緣50接合， 且流體能夠從第二腔室41經(jīng)由第一流體路徑60流向第一腔室40。因而，單向閥44與限流器42相結(jié)合可導(dǎo)致閥針22的低速度。這影響整個閥針22的移動。因而，可能通過調(diào)節(jié)彈簧46的彈簧剛度和預(yù)加載力以及關(guān)閉主體48的直徑DIA_2和厚度Tk來調(diào)節(jié)閥針22的移動。藉此，可以實現(xiàn)阻尼效果，這影響閥針22的移動。這有助于流體的精確配量。如果閥針22從打開位置向下移動到關(guān)閉位置，第一腔室40的容積減少，且第一容積40中的壓力增加。如果作用于關(guān)閉主體48的第二腔室41的液壓力低于彈簧46的預(yù)加載力，那么關(guān)閉主體48與密封邊緣50接合。流體僅僅能夠從第二腔室41經(jīng)由第二流體路徑62通過限流器42流向第一腔室40。閥針22的關(guān)閉移動根據(jù)從第一腔室40通過限流器 42到第二腔室41的流體流的量被影響。閥針22的移動可通過調(diào)節(jié)限流器42的直徑DIA_1 和第一腔室40的容積來調(diào)節(jié)。這可以實現(xiàn)阻尼效果，從而影響閥針22的移動，因而有助于流體的精確配量。由于閥針22的打開和關(guān)閉移動根據(jù)第一腔室40和限流器42的幾何形狀通過第一腔室40和限流器42影響，因而，閥針22的振動可以減少且因而可以獲得防回彈效果且更精確的流體配量。
權(quán)利要求
1.一種用于噴射閥(10)的閥組件(14)，包括閥主體(20)，所述閥主體(20)具有中心縱軸線(L)和帶有流體入口部分(26)和流體出口部分(28)的空腔(24)；閥針(22)，所述閥針(22)能在所述空腔(24)內(nèi)軸向移動，所述閥針(22)在關(guān)閉位置防止通過流體出口部分(28)的流體流，且在其它位置釋放經(jīng)由主流體線路(58)從流體入口部分(26)到流體出口部分(28)的流體流；構(gòu)件(23)，所述構(gòu)件(23)與閥針(22)固定地相連且具有面向流體出口部分(28)的表面(23a)；包含在所述空腔(24)內(nèi)的第一腔室(40)，所述表面(23a)鄰接所述第一腔室(40)；第二腔室(41)，是主流體線路(58)的一部分；和單向閥(44)，所述單向閥(44)液壓地設(shè)置在第一腔室(40 )和第二腔室(41)之間，且設(shè)計成在單向閥(44)的關(guān)閉位置防止通過第一腔室(40)和第二腔室(41)之間的第一流體路徑(60)的流體流，且在單向閥(44)的其它位置釋放通過第一腔室(40)和第二腔室(41) 之間的第一流體路徑(60)的流體流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件(14)，其特征在于，限流器(42)設(shè)置在第一腔室(40) 和第二腔室(41)之間，且設(shè)計成釋放通過第一腔室(40)和第二腔室(41)之間的第二流體路徑(62)的流體流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥組件(14)，其特征在于，所述單向閥(44)設(shè)置在腔室 (40)內(nèi)，以形成第一腔室(40)的邊界的一部分。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的閥組件(14)，其特征在于，所述單向閥(44)包括彈簧(46)和關(guān)閉主體(48)，所述彈簧(46)設(shè)計成提供用以使關(guān)閉主體(48)與閥主體(20) 的內(nèi)表面(21)接觸的力，且所述關(guān)閉主體(48)定形為盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥組件(14)，其特征在于，所述彈簧(46)在閥針(22)的表面 (23a)和關(guān)閉主體(48)之間軸向設(shè)置，以提供用以使關(guān)閉主體(48)與閥主體(20)的內(nèi)表面(21)接觸的力。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的閥組件(14)，其特征在于，所述閥主體(20)的內(nèi)表面 (21)或關(guān)閉主體(48 )的外表面(49 )包括密封邊緣(50 )，所述密封邊緣(50 )設(shè)計成在單向閥(44)的關(guān)閉位置防止通過第一腔室(40)和第二腔室(41)之間的第一流體路徑(60)的流體流。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的閥組件(14)，其特征在于，所述關(guān)閉主體(48) 包括開口(52)，所述閥針(22)延伸通過所述開口(52)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥組件(14)，其特征在于，所述開口(52)包括所述限流器 (42)，所述限流器(42)設(shè)計為閥針(22)和關(guān)閉主體(48)之間的間隙。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的閥組件(14)，其特征在于，所述閥針(22)至少部分是具有內(nèi)部凹部(38)的中空針，所述內(nèi)部凹部(38)接收主流體線路(58)。
10.一種用于燃燒發(fā)動機的燃燒室的噴射閥(10)，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的閥組件(14)。
全文摘要
一種用于噴射閥(10)的閥組件(14)，包括閥主體(20)，具有中心縱軸線(L)和帶有流體入口部分(26)和流體出口部分(28)的空腔(24)；閥針(22)，能在空腔(24)內(nèi)軸向移動，閥針(22)在關(guān)閉位置防止通過流體出口部分(28)的流體流，且在其它位置釋放經(jīng)由主流體線路(58)從流體入口部分(26)到流體出口部分(28)的流體流；構(gòu)件(23)，與閥針(22)固定地相連且具有面向流體出口部分(28)的表面(23a)；包含在空腔(24)內(nèi)的第一腔室(40)，表面(23a)鄰接第一腔室(40)；第二腔室(41)，是主流體線路(58)的一部分；和單向閥(44)。單向閥(44)液壓地設(shè)置在第一腔室(40)和第二腔室(41)之間，且設(shè)計成在單向閥(44)的關(guān)閉位置防止通過第一腔室(40)和第二腔室(41)之間的第一流體路徑(60)的流體流，且在單向閥(44)的其它位置釋放通過第一腔室(40)和第二腔室(41)之間的第一流體路徑(60)的流體流。
文檔編號F02M61/20GK102405344SQ201080017469
公開日2012年4月4日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者菲斯凱蒂 G., 羅密歐 I., 加爾朱洛 L., 梅基 M. 申請人:歐陸汽車有限責(zé)任公司