電磁式噴油器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電磁閥控制組件，包括由不同材料制成的電磁殼體和套筒件，所述套筒件的硬度高于所述電磁殼體的硬度，所述套筒件被共軸地安裝到所述電磁殼體內(nèi)；被容置于電磁殼體壁中的電磁線圈；被容置于由所述套筒件的內(nèi)表面限定的內(nèi)部空間內(nèi)的可移動構(gòu)件和回位彈簧；以及連接器銷，其被部分地嵌入所述電磁殼體的壁中并且電連接到所述電磁線圈，其中，當(dāng)所述電磁線圈通電時，所述可移動構(gòu)件在所述電磁線圈產(chǎn)生的磁性力的作用下逆著所述回位彈簧的作用在第一方向上移動，當(dāng)所述電磁線圈斷電時，所述可移動構(gòu)件在所述回位彈簧的作用下在與所述第一方向相反的第二方向上移動。本發(fā)明還涉及包括這種電磁閥控制組件的電磁式噴油器。
【專利說明】電磁式噴油器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電磁式噴油器，具體涉及電磁式噴油器的電磁閥控制組件。電磁式噴油器可用于內(nèi)燃機(例如柴油機)的共軌噴射系統(tǒng)中。

【背景技術(shù)】
[0002]電磁式噴油器用于噴射高壓燃油到內(nèi)燃機的燃燒室內(nèi)，并且由于其對燃油噴射的精確控制和高速響應(yīng)而廣泛應(yīng)用于共軌噴射系統(tǒng)中。
[0003]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)電磁式噴油器100的縱向剖視圖。
[0004]電磁式噴油器100包括位于其第一端102的電磁閥控制組件10，用于通過電樞50，控制腔65和針閥控制活塞70控制位于電磁式噴油器100第二端104的針閥80的開閉。借助于控制腔內(nèi)燃油的液壓特性，高壓燃油的噴射得到高速響應(yīng)地控制。
[0005]具體地，電磁閥控制組件10包括電磁殼體12，磁芯13，容置于形成在磁芯13壁中的腔內(nèi)的電磁線圈16，在電磁殼體12中作用在可移動構(gòu)件18 (還已知為“電樞軸”)上的回位彈簧19，以及連接器銷14，它們被電連接到電磁線圈16，電磁線圈16在通電時產(chǎn)生磁場。
[0006]當(dāng)電磁閥控制組件10的電磁線圈16通電時，電磁線圈16產(chǎn)生磁場，磁場吸引可移動構(gòu)件18和電樞50逆著回位彈簧19的作用力朝向第一端102移動，球閥60打開，控制腔65內(nèi)的壓力降低。在高壓燃油存儲腔75內(nèi)的高壓燃油與控制腔65內(nèi)的燃油之間的壓力差作用下，針閥控制活塞70被朝向第一端102移動，因此針閥80被打開。高壓燃油被允許經(jīng)由噴嘴90而噴射到噴射器100外面。
[0007]當(dāng)電磁閥控制組件10的電磁線圈16斷電時，回位彈簧19起作用并且推動可移動構(gòu)件18和電樞50朝向第二端104移動，球閥60關(guān)閉，并且因此針閥80關(guān)閉。高壓燃油被防止噴出噴射器100。
[0008]電磁閥控制組件10的電磁殼體12和磁芯13的結(jié)構(gòu)在圖2中示出了。
[0009]參考圖1和2，電磁殼體12設(shè)有插孔32，連接器銷14能夠部分地嵌入其內(nèi)。磁芯13設(shè)有容置電磁線圈16的線圈容置部36。
[0010]電磁殼體12進一步設(shè)有內(nèi)孔38。內(nèi)孔38包括在其內(nèi)表面上形成有內(nèi)螺紋的第一部分38a，埋頭螺釘92被螺紋連接到電磁殼體12內(nèi)，以在密封球94上施加密封力，密封球94被安置于內(nèi)孔38的第二部分38b內(nèi)靠在內(nèi)肩部38c上。在電磁殼體12的另一端，回位彈簧19和可移動構(gòu)件18分布被容置于內(nèi)孔38的第三部分38d和第四部分38e中。
[0011]操作過程中，可移動構(gòu)件18在內(nèi)孔38的第四部分38e中往復(fù)滑動，從而在可移動構(gòu)件18的外表面和內(nèi)孔38的第四部分38e的內(nèi)表面之間產(chǎn)生摩擦。因此希望內(nèi)孔38的第四部分38e的內(nèi)表面足夠堅硬以抵抗磨損。
[0012]如上所述，電樞50每當(dāng)被朝向第一端102移動以打開球閥60時，被突出磁芯13的電磁殼體12的端表面12a抵擋。因此希望電磁殼體12的端表面12a足夠堅硬以抵抗頻繁的撞擊磨損。
[0013]通常，內(nèi)孔38的第四部分38e的內(nèi)表面和電磁殼體12的端表面12a應(yīng)為硬度優(yōu)選高于600HV10的被硬化的表面。
[0014]另一方面，磁芯13應(yīng)由容易磁化的金屬制成并且尺寸應(yīng)很小。通常，磁芯13由硬度優(yōu)選低于400HV10的相對較軟的金屬制成。
[0015]此外，磁芯13被共軸地安裝到電磁殼體12外面，其端表面被連接，例如焊接，到電磁殼體12的端表面15，并且通常使用激光焊接工藝實現(xiàn)此目的。這種連接方式使得很難控制在電磁殼體12端表面12a (用于止擋移動的電樞50)和磁芯13的端表面13a (靠近并且面對著電樞50)之間的高度差(兩者與電樞50之間的氣隙大小)。通常，必須對裝配前和裝配后的電磁殼體12和磁芯13采取措施以獲得預(yù)定的適當(dāng)氣隙。
[0016]現(xiàn)有技術(shù)中，磁芯13由相對較軟的金屬材料制成,而電磁殼體12由局部硬化的鋼材料制成。
[0017]例如，碳化處理通過被應(yīng)用于電磁殼體12，以確保內(nèi)孔38的第四部分38e的內(nèi)表面和電磁殼體12的端表面12a足夠堅硬以抵抗摩損。然而，碳化處理過程使得電磁殼體12的所有外表面變硬，從而后面的焊接工藝受到不利影響，第一部分38a的內(nèi)表面存在高裂紋危險，此外，磁力線的分布也受影響。這就需要進行額外的操作來去除電磁殼體12的外表面上的多余碳化層。
[0018]因此希望簡化電磁閥控制組件的結(jié)構(gòu)和制造過程，同時滿足使磁芯相對較軟以及使引導(dǎo)電樞軸的內(nèi)表面抗磨損等需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明的目的是簡化電磁閥控制組件的結(jié)構(gòu)和制造過程并且因此減低成本。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個發(fā)明，提供了一種電磁閥控制組件。電磁閥控制組件包括由不同材料制成的電磁殼體和套筒件，所述套筒件的硬度高于所述電磁殼體的硬度，所述套筒件被共軸地安裝到所述電磁殼體內(nèi)；被容置于電磁殼體壁中的電磁線圈；被容置于由所述套筒件的內(nèi)表面限定的內(nèi)部空間內(nèi)的可移動構(gòu)件和回位彈簧；以及連接器銷，其被部分地嵌入所述電磁殼體的壁中并且電連接到所述電磁線圈，其中，當(dāng)所述電磁線圈通電時，所述可移動構(gòu)件在所述電磁線圈產(chǎn)生的磁性力的作用下逆著所述回位彈簧的作用在第一方向上移動，當(dāng)所述電磁線圈斷電時，所述可移動構(gòu)件在所述回位彈簧的作用下在與所述第一方向相反的第二方向上移動。
[0021]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，所述套管件通過壓配合、通過焊接、通過膠粘、通過螺紋連接或通過釬焊固定至所述電磁殼體內(nèi)。
[0022]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，所述電磁殼體由硬度低于400HV10的相對較軟的金屬材料制成。
[0023]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，所述套管件由硬度高于600HV10的相對較硬的金屬材料制成。
[0024]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，在所述套管件的位于沿所述第二方向的前端的端表面和所述電磁殼體的位于沿所述第二方向的前端的端表面之間形成有氣隙。
[0025]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，所述氣隙通過受控的壓配合操作或者通過使用附加的調(diào)整墊片或者通過磨削操作進行調(diào)整。
[0026]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，所述套管件在其外表面上形成大致沿所述套管件的圓周方向延伸的燃油槽。
[0027]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，所述電磁殼體被設(shè)有大致垂直于所述套管件的軸線延伸的水平燃油槽，所述水平燃油槽與所述套管件上的燃油槽流體連通。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種電磁式噴油器，其包括如上所述的電磁閥控制組件。
[0029]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，所述電磁式噴油器是用于車輛共軌噴射系統(tǒng)中的噴油器。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，電磁閥控制組件包括電磁殼體以及插入電磁殼體內(nèi)相對于其保持固定的套管件，電磁線圈被容置于形成在電磁殼體的壁中的腔內(nèi)。電磁殼體由相對較軟的金屬材料制成，因而不影響電磁線圈產(chǎn)生的磁場的分布。電樞軸(可移動構(gòu)件)被容置于由套管件的內(nèi)壁限定的空間內(nèi)往復(fù)滑動，套管件由相對較硬的硬化金屬材料制成，從而提供了引導(dǎo)電樞軸往復(fù)運動的足夠堅硬的抗磨損表面和用于致動電樞的足夠堅硬的抗磨損端表面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]本實用新型的上述和其它特征和優(yōu)勢將從結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的描述中得到更好的理解，其中相同或功能類似的元件用相同的附圖標(biāo)記表示。附圖不必須按比例繪制，而是只用于示意目的，其中:
[0032]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的電磁式噴油器的縱向剖面圖；
[0033]圖2是圖1中示出的電磁式噴油器的電磁殼體和磁芯的分解放大圖；
[0034]圖3是根據(jù)本發(fā)明的電磁式噴油器的一部分的放大的縱向剖視圖；和
[0035]圖4是圖3中示出的電磁式噴油器的電磁殼體和套管件的分解放大圖。

【具體實施方式】
[0036]本發(fā)明的發(fā)明點在于電磁式噴油器的電磁閥控制組件的改進結(jié)構(gòu)，其中滿足了使磁芯相對較軟以及使弓I導(dǎo)電樞軸的內(nèi)表面抗磨損等需求。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在電磁式噴油器的電磁閥控制組件中，磁芯，也就是現(xiàn)有技術(shù)中容置電磁線圈的零件，被與電磁殼體形成為一個部件。根據(jù)本發(fā)明的電磁殼體不同于現(xiàn)有技術(shù)的容納著可移動構(gòu)件和回位彈簧的電磁殼體。根據(jù)本發(fā)明的電磁殼體由相對較軟的金屬材料制成，例如，硬度低于400HV10的鋼材料，其可以是不經(jīng)過硬化或僅僅稍稍被硬化的鋼材料。這滿足了磁芯需要由相對較軟的金屬材料制成的要求。
[0038]同時，為了滿足引導(dǎo)電樞軸的內(nèi)表面和止擋電樞的端表面的抗磨損性要求，經(jīng)過硬化的套管件被設(shè)計并且安裝在電磁殼體內(nèi)，這可以通過壓配合、焊接、膠粘、螺紋連接或針焊等工藝進行。
[0039]這些有利特征實現(xiàn)了電磁殼體和套管件的簡單有效的機械加工過程，對套管件進行熱處理也很簡單。
[0040]參考圖3和圖4，示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的電磁式噴油器的示例。其中圖3以剖視圖的形式示出了電磁式噴油器的電磁閥控制組件的一部分，包括電磁殼體22，套管件24，電磁線圈16，電樞軸18 (可移動構(gòu)件)，和回位彈簧19，而圖4示出了處于分解狀態(tài)中的電磁殼體22和套管件24的縱向剖面圖。
[0041]根據(jù)優(yōu)選實施例的電磁式噴油器，與現(xiàn)有技術(shù)中一樣，用于噴射高壓燃油，例如來自高壓燃油泵通過共軌噴射系統(tǒng)的共軌組件供應(yīng)，到內(nèi)燃機的燃燒室內(nèi)，并且從一端到另一端順序地包括電磁閥控制組件10，電樞，球閥，控制腔，針閥控制活塞，和針閥，關(guān)于這些描述與現(xiàn)有技術(shù)中基本相同并且將被省略。
[0042]電磁閥控制組件10被電連接到電子控制單元(E⑶)并且由E⑶控制，被構(gòu)造用于控制燃油噴射的量和速度，以及噴油器的打開和關(guān)閉等。電磁閥控制組件10包括電磁殼體22 ;兩個連接器銷，經(jīng)由其電磁閥控制組件10被連接到ECU ;電磁線圈16，其在被通電時產(chǎn)生磁場并且被容置于在電磁殼體22的壁中形成的腔內(nèi)；作為可移動構(gòu)件的電樞軸18，其鄰接電樞50或與其一體地形成；以及作用在電樞軸18上的回位彈簧19。
[0043]電磁殼體22可由相對較軟的金屬材料制成，例如，沒有被硬化或僅僅稍稍硬化的鋼材料，這有助于電磁線圈16產(chǎn)生的磁性力的分布。
[0044]電磁殼體22設(shè)有插孔32，連接器銷分別能夠部分地嵌入其內(nèi)，并且設(shè)有容置電磁線圈16的線圈容置部36。連接器銷被構(gòu)造為電連接到電磁線圈16，而電磁線圈16在被連接器銷供電時產(chǎn)生磁場。
[0045]電磁殼體22進一步設(shè)有內(nèi)孔38。內(nèi)孔38包括在其內(nèi)表面上形成有內(nèi)螺紋的第一部分38a，第二部分38b，內(nèi)肩部38c，以及套管件24安裝于其內(nèi)的第三部分38d。
[0046]埋頭螺釘能夠螺紋連接到第一部分38a內(nèi)并且在密封球上施加密封力，密封球被安置于第二部分38b內(nèi)靠在內(nèi)肩部38c上,這與現(xiàn)有技術(shù)相同。
[0047]套管件24可由被硬化的金屬材料制成，例如，相對較硬的合金鋼材料，例如不銹鋼材料。套管件24的硬度優(yōu)選高于600HV10。
[0048]套管件24包括外表面42，在其中形成有整個沿著套管件24的圓周方向延伸的燃油槽46。內(nèi)孔44形成在套管件24內(nèi)。電樞軸18可在內(nèi)孔44的第一部分44a內(nèi)滑動；而回位彈簧19被容置于內(nèi)孔44的第二部分44b內(nèi)，一端鄰接內(nèi)肩部38c,另一端抵靠著電樞軸18。
[0049]當(dāng)電磁式噴油器的電磁閥控制組件10的電磁線圈16通電時，電磁線圈16產(chǎn)生磁場，其吸引可移動構(gòu)件18和電樞抵抗著回位彈簧19的彈性力移動，球閥打開，控制腔內(nèi)的壓力下降，在高壓燃油存儲腔內(nèi)的高壓燃油與控制腔內(nèi)的燃油之間的壓力差作用下，針閥控制活塞被移動而打開針閥。高壓燃油被允許經(jīng)由一個或多個噴嘴而噴射到噴射器外面。
[0050]當(dāng)電磁閥控制組件10的電磁線圈16斷電時，回位彈簧19起作用并且推動可移動構(gòu)件18和電樞向回移動，球閥關(guān)閉，并且因此針閥關(guān)閉。高壓燃油被防止噴出噴射器。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，套管件24可被壓配合到內(nèi)孔38的第三部分38d并且相對于電磁殼體22保持固定。這很容易實施并且成本較低，例如與現(xiàn)有技術(shù)中的激光焊接相比。當(dāng)然，任何其它適當(dāng)?shù)姆椒梢杂糜趯⑻坠芗?4安裝到電磁殼體22內(nèi)，例如焊接、膠粘、螺紋連接或釬焊等。
[0052]在將套管件24安裝到電磁殼體22之后，特別地通過壓配合方法，同時調(diào)整或控制套管件24在電磁殼體22內(nèi)的壓配合深度，可以在套管件24的用于止擋移動電樞50的端表面24a和電磁殼體22的面對著電樞50的端表面22a之間形成更精確的氣隙。在一些實施例中，可能只需要一個磨削操作以獲得適當(dāng)?shù)臍庀?。在可選實施例中，可能需要使用可調(diào)墊片以獲得此適當(dāng)氣隙。
[0053]在圖3中可以看到，不同于圖2中示出的斜孔17，在電磁殼體22中設(shè)有實質(zhì)上垂直于內(nèi)孔38的軸線延伸的水平孔27，其與套管件24中的燃油槽46流體連通。加工水平孔27比加工圖2中的斜孔17更簡單且成本低。
[0054]另外有利地，根據(jù)本發(fā)明，只需要對成品件進行一次磨削操作即可獲得適當(dāng)?shù)臍庀?，在裝配之前不需要對電磁殼體和套管件進行其它的磨削操作。
[0055]根據(jù)本發(fā)明，在裝配電磁殼體和套管件時不需要激光焊接過程，另外消除了對電磁殼體進行熱處理操作、碳化操作以及去除多余碳化層操作的需要，節(jié)省了時間，節(jié)省了成本并且節(jié)省了人力。
[0056]本發(fā)明已經(jīng)基于特別優(yōu)選的實施例進行了示出和描述，但并不限制于所示出和描述的細節(jié)。相反，在不偏離由附屬權(quán)利要求限定的實質(zhì)和范圍的情況下可以進行各種修改或變異。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁閥控制組件，包括由不同材料制成的電磁殼體和套筒件，所述套筒件的硬度高于所述電磁殼體的硬度，所述套筒件被共軸地安裝到所述電磁殼體內(nèi)；被容置于電磁殼體壁中的電磁線圈；被容置于由所述套筒件的內(nèi)表面限定的內(nèi)部空間內(nèi)的可移動構(gòu)件和回位彈簧；以及連接器銷，其被部分地嵌入所述電磁殼體的壁中并且電連接到所述電磁線圈，其中，當(dāng)所述電磁線圈通電時，所述可移動構(gòu)件在所述電磁線圈產(chǎn)生的磁性力的作用下逆著所述回位彈簧的作用在第一方向上移動，當(dāng)所述電磁線圈斷電時，所述可移動構(gòu)件在所述回位彈簧的作用下在與所述第一方向相反的第二方向上移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁閥控制組件，其中，所述套管件通過壓配合、通過焊接、通過膠粘、通過螺紋連接或通過釬焊固定至所述電磁殼體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電磁閥控制組件，其中，所述電磁殼體由硬度低于400HV10的相對較軟的金屬材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的電磁閥控制組件，其中，所述套管件由硬度高于600HV10的相對較硬的金屬材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的電磁閥控制組件，其中，在所述套管件的位于沿所述第二方向的前端的端表面和所述電磁殼體的位于沿所述第二方向的前端的端表面之間形成有氣隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁閥控制組件，其中，所述氣隙能夠通過受控的壓配合操作或者通過使用附加的調(diào)整墊片或者通過磨削操作進行調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的電磁閥控制組件，其中，所述套管件在其外表面上形成有大致沿所述套管件的圓周方向延伸的燃油槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁閥控制組件，其中，所述電磁殼體被設(shè)有大致垂直于所述套管件的軸線延伸的水平燃油槽，所述水平燃油槽與所述套管件上的燃油槽流體連通。
9.一種電磁式噴油器，其包括根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的電磁閥控制組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電磁式噴油器，所述電磁式噴油器是用于車輛共軌噴射系統(tǒng)中的噴油器。
【文檔編號】F02M61/16GK104343607SQ201310325087
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】袁森琦, S·克勞斯, 杜云芝 申請人:羅伯特·博世有限公司