專利名稱：具有干式電磁致動(dòng)器的燃料噴射閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有干式電磁致動(dòng)器、無(wú)泄漏回路的燃料噴射閥。
背景技術(shù)：
燃料噴射閥由現(xiàn)有技術(shù)以不同的設(shè)計(jì)方案已知。例如最近越來(lái)越多地使用向外打開(kāi)的噴射閥，該噴射閥借助壓電致動(dòng)器操作。雖然這可以實(shí)現(xiàn)快速的開(kāi)關(guān)時(shí)間，但是在制造中非常貴且費(fèi)勁。另外由US2007/0095955A1已知一種噴射閥，它公開(kāi)了一種電磁致動(dòng)器在燃料路徑中的布置。除了通過(guò)燃料尤其是在致動(dòng)器區(qū)域中引起的腐蝕問(wèn)題，在這里由于調(diào)節(jié)過(guò)程所需的燃料擠入得到動(dòng)態(tài)損失。因此希望的是，提供一種盡可能簡(jiǎn)單地構(gòu)造的或成本低廉的以及快速開(kāi)關(guān)的用于燃料噴射的閥。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的具有權(quán)利要求1的特征的燃料噴射閥相對(duì)于此具有優(yōu)點(diǎn)，即電磁致動(dòng)器完全與燃料路徑分開(kāi)，從而電磁致動(dòng)器布置在燃料噴射閥的干燥區(qū)域中。由此尤其是得到對(duì)電磁致動(dòng)器與閥的燃料部件之間的位置公差的較小要求。此外能夠?yàn)殡姶胖聞?dòng)器的部件使用專門的、軟磁材料，因?yàn)槭∪チ巳剂显陔姶胖聞?dòng)器上的腐蝕問(wèn)題。按照本發(fā)明的燃料噴射閥還具有非常簡(jiǎn)單且成本低廉的結(jié)構(gòu)，從而特別適合作為大批量部件。按照本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)一種燃料噴射閥獲得，它包括一閥體、一閥針和一具有磁銜鐵的電磁致動(dòng)器。還設(shè)有一關(guān)閉彈簧，該關(guān)閉彈簧作用在閥針上并且使閥針回到關(guān)閉狀態(tài)中。燃料噴射閥被構(gòu)造為向外打開(kāi)的閥并且還包括一密封元件，該密封元件使電磁致動(dòng)器與燃料路徑分開(kāi)，從而電磁致動(dòng)器布置在閥體的無(wú)燃料的區(qū)域中。還設(shè)有一配對(duì)彈簧，它與磁銜鐵接觸。在這里磁銜鐵和閥針被構(gòu)造為分開(kāi)的部件，但是它們相互位于可脫開(kāi)的接觸中。換言之，在磁銜鐵和閥針之間的分隔部位上設(shè)有接觸，在這里這兩個(gè)部件相互貼靠，其中，配對(duì)彈簧使磁銜鐵被預(yù)緊到閥針上。關(guān)閉彈簧的力在這里大于配對(duì)彈簧的力。通過(guò)按照本發(fā)明的在閥針和磁銜鐵之間的分開(kāi)還可以實(shí)現(xiàn)碰撞減小，即減小部件相對(duì)彼此的止擋。密封元件將電磁致動(dòng)器與燃料路徑分開(kāi)。還通過(guò)閥針與磁銜鐵的分開(kāi)得到質(zhì)量減小，從而在閥針的關(guān)閉過(guò)程中，當(dāng)閥針到達(dá)閥座并且關(guān)閉穿孔時(shí)，在閥座上產(chǎn)生較小的磨損。在閥針上松動(dòng)布置的磁銜鐵在這里可以克服配對(duì)彈簧的作用振動(dòng)，由此總體上獲得減小的撞擊傾向。從屬權(quán)利要求示出本發(fā)明的優(yōu)選擴(kuò)展構(gòu)型。優(yōu)選該密封元件是一個(gè)波紋管，該波紋管固定在閥體和閥針上。波紋管可以是金屬波紋管并且借助焊接連接固定在閥體或閥針上，從而實(shí)現(xiàn)燃料路徑的絕對(duì)密封的密封。通過(guò)絕對(duì)密封的密封也不必要的是，在閥體的無(wú)燃料的區(qū)域上設(shè)置泄漏路徑等等。還優(yōu)選地，磁銜鐵具有一個(gè)針狀區(qū)域，該針狀區(qū)域在磁罐中導(dǎo)向。由此該磁罐除了它本身的功能外還具有一個(gè)導(dǎo)向功能，使得除了可靠的導(dǎo)向外還可以減小部件的數(shù)量。因?yàn)殡姶胖聞?dòng)器的導(dǎo)向裝置的公差鏈僅通過(guò)磁銜鐵和磁罐確定，所以能夠?qū)崿F(xiàn)制造公差的去精細(xì)化。
還優(yōu)選磁銜鐵和磁罐由軟磁材料制成，由此能夠顯著減小制造成本，因?yàn)椴槐厥褂脤?duì)于燃料耐腐蝕的材料。按照本發(fā)明的另一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方式，電磁致動(dòng)器是一個(gè)可預(yù)裝配的組件，它僅僅必須插入到燃料噴射閥中。由此能夠?qū)崿F(xiàn)電磁組件以及燃料噴射閥的燃料部件的分開(kāi)測(cè)試。由此能夠在最終裝配之前檢查各個(gè)組件并且在需要時(shí)進(jìn)行分揀。特別優(yōu)選地，磁銜鐵是面狀銜鐵。因?yàn)槊鏍钽曡F布置在干式、即無(wú)燃料的區(qū)域中，所以在燃料噴射閥的高動(dòng)態(tài)運(yùn)行方面得到大的潛力。由此能夠?qū)崿F(xiàn)閥的快速的開(kāi)關(guān)時(shí)間，而不需要作為致動(dòng)器的壓電元件。還優(yōu)選的是，波紋管和閥座具有相同的或一個(gè)基本上相同的液壓作用的直徑。由此沒(méi)有或僅有很小的軸向力作用，這引起對(duì)關(guān)閉彈簧和磁鐵所施加的操作力的較小需求。在給定的結(jié)構(gòu)空間中可以在這里實(shí)現(xiàn)閥的動(dòng)態(tài)性提升。


下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在附圖中圖1示出按照本發(fā)明的實(shí)施例的燃料噴射閥的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面參照?qǐng)D1詳細(xì)描述按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的燃料噴射閥I。該燃料噴射閥I是一個(gè)向外打開(kāi)的閥，其中，圖1示出該閥的關(guān)閉狀態(tài)。按照本發(fā)明的燃料噴射閥I例如被用于內(nèi)燃機(jī)在分層充氣運(yùn)行中的高壓直噴。如由圖1可見(jiàn)，燃料噴射閥I包括一個(gè)閥體2，在該閥體中構(gòu)成一個(gè)用于輸入處在高壓之下的燃料的燃料路徑3。在閥體2的一個(gè)端部上構(gòu)造一個(gè)穿孔6，該穿孔可借助一個(gè)向外打開(kāi)的閥針4釋放或封閉。閥針4在這里在閥座5上關(guān)閉該穿孔6。閥針4在一個(gè)背對(duì)閥座5的端部上包括一個(gè)盤(pán)形元件15，在該盤(pán)形元件上貼靠一個(gè)關(guān)閉彈簧11。該關(guān)閉彈簧11 一方面支撐在盤(pán)形元件15上，另一方面支撐在閥體2上并且將閥針4帶到在圖1中的關(guān)閉狀態(tài)中。燃料噴射閥I還包括一個(gè)形式為波紋管的密封元件13，該密封元件將燃料路徑3從無(wú)燃料的空間17分開(kāi)。波紋管能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)燃料的空間相對(duì)于燃料路徑3的嚴(yán)密的密封。如由圖1可見(jiàn)，關(guān)閉彈簧11以及電磁致動(dòng)器7布置在無(wú)燃料的空間17中。波紋管還具有一個(gè)液壓作用的橫截面，該橫截面對(duì)應(yīng)于閥座5的一個(gè)液壓作用的橫截面。由此在閥針4上不作用或僅作用很小的軸向壓力(由于面積相同)。這又導(dǎo)致對(duì)所施加的操作力的要求更低，其中，一個(gè)在給定的結(jié)構(gòu)空間中可實(shí)現(xiàn)的力導(dǎo)致閥的動(dòng)態(tài)性提聞。電磁致動(dòng)器7包括一個(gè)形式為面狀銜鐵的磁銜鐵8、一個(gè)磁罐9和一個(gè)線圈10。還設(shè)有一個(gè)配對(duì)彈簧12，該配對(duì)彈簧以力F2預(yù)緊該磁銜鐵8。配對(duì)彈簧12在這里支撐在一個(gè)支撐元件16上，該支撐元件固定在閥體2中。磁銜鐵8包括一個(gè)盤(pán)形區(qū)域8a以及一個(gè)針形區(qū)域Sb。針形區(qū)域Sb在閥針4和磁銜鐵8之間的分隔部位14上接觸閥針4的一個(gè)端部。在這里磁銜鐵8借助針形區(qū)域Sb在磁罐9中導(dǎo)向。由在針形區(qū)域Sb和閥針4之間的分隔部位14上的僅軸向受載的相互貼靠得到較小的加工技術(shù)上的要求，從而允許小的徑向偏差和小的角度誤差。由此能夠顯著地減小制造成本。也允許在閥針4的導(dǎo)向裝置和磁銜鐵8的導(dǎo)向裝置之間在一定的極限內(nèi)出現(xiàn)徑向偏差和角度誤差，因?yàn)檫@些導(dǎo)向裝置相互去耦合并且不重復(fù)確定。關(guān)閉彈簧11提供一個(gè)關(guān)閉力Fl，該關(guān)閉力在燃料噴射閥的軸向方向X-X上向著電磁致動(dòng)器7的方向作用。配對(duì)彈簧12提供一個(gè)預(yù)緊力F2，該預(yù)緊力抵抗關(guān)閉彈簧11的力Fl作用。在這里該關(guān)閉彈簧的力Fl大于配對(duì)彈簧的力F2。按照本發(fā)明的燃料噴射閥I的功能在這里如下進(jìn)行如果應(yīng)當(dāng)執(zhí)行噴射過(guò)程，那么線圈10通電，從而磁銜鐵8向著磁罐9的方向被吸引。在這里作用在磁銜鐵8上的由磁力以及配對(duì)彈簧12的力F2之和得到的力大于關(guān)閉彈簧的力F1，從而閥針4在打開(kāi)方向上受壓，閥針由于關(guān)閉彈簧F在電磁致動(dòng)器7的方向上作用的力Fl而與磁銜鐵8的針狀區(qū)域8b直接接觸。在圖1中通過(guò)箭頭A所示，處在高壓下的燃料被輸入到燃料路徑3中，然后可以在被釋放的穿孔6處被噴射。當(dāng)噴射已經(jīng)結(jié)束時(shí)，切斷對(duì)線圈10的通電。由此消除作用在磁銜鐵8上的磁力，從而現(xiàn)在大于配對(duì)彈簧12的力F2的關(guān)閉彈簧11的力Fl能夠使閥針4以及磁銜鐵8重新復(fù)位到在圖1中所示的初始位置中。起密封作用的波紋管一方面流體密封地固定在閥體2上并且另一方面流體密封地固定在閥針4上，該波紋管在這里能夠?qū)崿F(xiàn)閥針4的運(yùn)動(dòng)。按照本發(fā)明由此閥針4和磁銜鐵8是兩個(gè)分開(kāi)的部件，它們相互處于可脫開(kāi)的接觸中。在結(jié)束噴射時(shí)，在這里磁銜鐵8能夠逆著配對(duì)彈簧12的作用方向振動(dòng)。這導(dǎo)致在閥座5中被制動(dòng)的運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量的減小，由此在閥座5或者說(shuō)閥針4上獲得較小的磨損。另外電磁致動(dòng)器7布置在燃料噴射閥I的干燥區(qū)域中，從而不必為磁回路使用昂貴的材料，否則在濕的實(shí)施方式中、即在與燃料接觸時(shí)需要昂貴的材料。另外磁銜鐵8通過(guò)配對(duì)彈簧12的力F2在分隔部位14上始終保持與閥針4直接接觸。按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電磁致動(dòng)器7和閥針4之間的位置公差的較小要求。另外能夠通過(guò)使用波紋管實(shí)現(xiàn)無(wú)燃料的空間17與燃料的絕對(duì)可靠的分開(kāi)。干燥的面狀銜鐵磁回路還可以實(shí)現(xiàn)閥的高動(dòng)態(tài)的運(yùn)行。在這里，磁回路的公差僅分布在少量部件上，從而對(duì)部件的公差要求減小并且由此能夠?qū)崿F(xiàn)成本更低廉的制造。在閥的打開(kāi)情況下閥針4和磁銜鐵8的部件組合在縱向上可以看作剛性的。在橫向上在裝配時(shí)允許較小的偏差或較小的角度誤差，這同樣對(duì)部件的公差要求有積極作用。另外包括閥針4、殼體、閥座和波紋管的液壓部件和磁銜鐵可以相互獨(dú)立地被檢查。這導(dǎo)致較低的次品率和以下可能性，即合適的液壓部件與磁銜鐵能夠相互匹配或者說(shuō)避免不利的組合，從而總體上更少地裝配有錯(cuò)誤的閥。閥針4和磁銜鐵8的分開(kāi)能夠在閥打開(kāi)時(shí)同樣實(shí)現(xiàn)閥針的過(guò)振動(dòng)，閥針可能從磁銜鐵8脫開(kāi)。因?yàn)樵陂y關(guān)閉時(shí)磁銜鐵8能夠在相反的方向上過(guò)振動(dòng)，所以得到明顯減小的閥針4在閥座5上的撞擊傾向。按照本發(fā)明的燃料噴射閥尤其是在分層的汽油直噴中使用。均勻運(yùn)行中的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是燃料相對(duì)于多孔閥更好地霧化并且與此相關(guān)地更小的顆粒形成。由此能夠?qū)崿F(xiàn)，即在沒(méi)有顆粒過(guò)濾器的情況下滿足未來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)的廢氣標(biāo)準(zhǔn)，從而能夠取消這種顆粒過(guò)濾器。
權(quán)利要求
1.燃料噴射閥，包括一閥體(2 )，一燃料路徑(3 )在該閥體中延伸，一向外打開(kāi)的閥針(4)，該閥針在一閥座(5)上釋放和封閉一穿孔(6)，一具有磁銜鐵(8)的電磁致動(dòng)器(7)，一關(guān)閉彈簧(11)，該關(guān)閉彈簧使閥針(4)復(fù)位到一關(guān)閉的閥狀態(tài)中，一密封元件(13)，該密封元件使電磁致動(dòng)器(7)與燃料路徑(3)分開(kāi)，使得電磁致動(dòng)器 (7)布置在閥體(2)的一個(gè)無(wú)燃料的區(qū)域(17)中，和一配對(duì)彈簧(12)，該配對(duì)彈簧與磁銜鐵(8)接觸并且預(yù)緊磁銜鐵，其中，磁銜鐵(8) 和閥針(4)是分開(kāi)的部件，它們?cè)谝环指舨课?14)直接相互貼靠并且接觸，其中，配對(duì)彈簧(12 )將磁銜鐵(8 )預(yù)緊在閥針(4 )上，和其中，關(guān)閉彈簧(11)的力(Fl)逆著配對(duì)彈簧(12)的力(F2)作用，其中，關(guān)閉彈簧(11) 的力(Fl)大于配對(duì)彈簧(12)的力(F2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射閥，其特征在于，密封元件(13)是波紋管，它緊密密封地被固定在閥體(2)和閥針(4)上。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的燃料噴射閥，其特征在于，磁銜鐵(8)具有一針狀區(qū)域 (8b)，該針狀區(qū)域在電磁致動(dòng)器(7)的磁罐(9)中導(dǎo)向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的燃料噴射閥，其特征在于，該磁銜鐵(8)由軟磁性材料制成。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的燃料噴射閥，其特征在于，電磁致動(dòng)器(7)是可預(yù)裝配的組件。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的燃料噴射閥，其特征在于，磁銜鐵(8)是面狀銜鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6之一的燃料噴射閥，其特征在于，波紋管具有一與閥座(5)相同的液壓作用的直徑或者波紋管和閥座(5)的液壓直徑僅在很小的范圍內(nèi)相互偏離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料噴射閥，包括一閥體(2)，一燃料路徑(3)在該閥體中延伸；一向外打開(kāi)的閥針(4)，該閥針在一閥座(5)上釋放和封閉一穿孔(6)；一具有磁銜鐵(8)的電磁致動(dòng)器(7)；一關(guān)閉彈簧(11)，該關(guān)閉彈簧使閥針(4)復(fù)位到一關(guān)閉的閥狀態(tài)中；一密封元件(13)，該密封元件使電磁致動(dòng)器(7)與燃料路徑(3)分開(kāi)，使得電磁致動(dòng)器(7)布置在閥體(2)的一個(gè)無(wú)燃料的區(qū)域(17)中；和一配對(duì)彈簧(12)，該配對(duì)彈簧與磁銜鐵(8)接觸并且預(yù)緊磁銜鐵，其中，磁銜鐵(8)和閥針(4)是分開(kāi)的部件，它們?cè)谝环指舨课?14)直接相互貼靠并且接觸，其中，配對(duì)彈簧(12)將磁銜鐵(8)預(yù)緊在閥針(4)上，和其中，關(guān)閉彈簧(11)的力(F1)逆著配對(duì)彈簧(12)的力(F2)作用，其中，關(guān)閉彈簧(11)的力(F1)大于配對(duì)彈簧(12)的力(F2)。
文檔編號(hào)F02M51/06GK103026045SQ201180035678
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者U·迪爾, R·韋爾特, R·恩格爾貝格 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司