專利名稱：動(dòng)能吸收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于控制電磁閥銜鐵的跳動(dòng)和回跳運(yùn)動(dòng)的裝置并在高性能的燃料注射器中得到應(yīng)用。
一般，一個(gè)電磁閥包括一個(gè)可以在第一和第二位置之間移動(dòng)的銜鐵。第一和第二位置的末端常由機(jī)械停頓處確定。在現(xiàn)有的技術(shù)中，銜鐵被線圈產(chǎn)生的電磁力作用在一個(gè)方向上移動(dòng)并被一個(gè)回復(fù)彈簧作用在相反方向上移動(dòng)。當(dāng)銜鐵碰撞一個(gè)停頓處時(shí)，它就產(chǎn)生跳動(dòng)。跳動(dòng)或回跳均是有害的，特特是如果這個(gè)電磁閥裝在一個(gè)燃料注射器中，當(dāng)銜鐵朝著或離開(kāi)閥座移動(dòng)時(shí)，因?yàn)樘鴦?dòng)或回跳，根據(jù)不同情況或多或少會(huì)有一些燃料從燃料注射器中被噴出。跳動(dòng)會(huì)繼續(xù)到銜鐵和/或停頓處的磁滯損耗最終使銜鐵停下為止。由此可見(jiàn)，銜鐵的跳動(dòng)由于延長(zhǎng)或縮短了注射時(shí)間而影響了燃料注射器的操作，導(dǎo)致了刻度上的非線性，閥座面的過(guò)多損耗，燃料噴霧粗糙和易變，在注射器的有效壽命期內(nèi)操作注射器時(shí)從一個(gè)周期到另一周期變化時(shí)注射器缺乏重復(fù)性。
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的是提供一種裝置，用于緩沖銜鐵的運(yùn)動(dòng)從而減弱和/或全部消除跳動(dòng)。進(jìn)一步的目的是通過(guò)應(yīng)用一個(gè)能量吸收裝置消除跳動(dòng)。
相應(yīng)地，本發(fā)明包括附裝在銜鐵上并可與銜鐵一起移動(dòng)從而通過(guò)消耗銜鐵與停頓裝置的碰撞能量而減弱銜鐵運(yùn)動(dòng)的裝置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，緩沖裝置由一個(gè)動(dòng)能吸收器或緩沖器構(gòu)成，它包括一個(gè)位于銜鐵周圍的彈性套和一附裝在彈性套外表面的重塊。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，吸收裝置包括多個(gè)位于銜鐵周圍并沿銜鐵軸向間隔的彈性環(huán)和一壓載在O形環(huán)上的重塊。在這個(gè)實(shí)施例中，重塊包括兩個(gè)半圓柱形部分，它們相對(duì)地位于O形環(huán)上，并通過(guò)多個(gè)嵌在半圓柱形部分周圍的彈簧環(huán)獲得彈簧加載。在又一個(gè)實(shí)施例中，吸收裝置包括一個(gè)裝載了重塊的彈簧，重塊與銜鐵摩擦并消耗能量。
本發(fā)明的其他許多目的將在下列附圖的詳細(xì)描述中闡明。


圖1圖解說(shuō)明一個(gè)結(jié)合本發(fā)明的燃料注射器。
圖2是沿圖1中的2-2線取的橫截面圖。
圖3說(shuō)明本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例。
圖4說(shuō)明包括圖3所示諧波緩沖器的一個(gè)構(gòu)件的分離的局部橫截面圖。
圖5是圖3中的銜鐵放大圖。
圖6是一個(gè)沿圖5中的6-6線取的橫截面圖。
圖7說(shuō)明本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例。
圖1圖解說(shuō)明了一個(gè)典型的帶有銜鐵12的電磁線圈裝置10，銜鐵12響應(yīng)線圈18產(chǎn)生的磁力并受回復(fù)彈簧28的作用，可以在第一停頓處13和第二停頓處14之間移動(dòng)。銜鐵12可以典型地由軟鐵型材料做成。上述各個(gè)部分當(dāng)然可以裝在一個(gè)合適的圖1中沒(méi)有表示的殼體內(nèi)。應(yīng)該注意到，如果電磁線圈裝置10是一個(gè)燃料注射器，則停頓處14可以配制在帶有調(diào)節(jié)孔22的閥座20內(nèi)。線圈18纏繞在定子23的周圍，定子的低端就形成了停頓處13。銷24可以從銜鐵中延伸或作為銜鐵12的完整的延伸部制造。銷24包括一個(gè)弧形的封閉端26，該端與閥座適配并可封閉閥座內(nèi)形成的停頓處或座位表面14。如圖1所示，閥座表面14是圓錐形的，而封閉元件的端部26最好是球形的。這種封閉元件和閥座和/或停頓處13，14的位置的特殊設(shè)計(jì)并不與本發(fā)明特別有關(guān)系，它們可以用任何電磁閥的結(jié)構(gòu)來(lái)替代。如圖1所示的常閉類的燃料注射器有一個(gè)偏置彈簧28，它將銜鐵12推向閥座20。如上所述，當(dāng)線圈18通電時(shí)，銜鐵隨之響應(yīng)，離開(kāi)閥座20移向開(kāi)口位置。當(dāng)線圈18通電時(shí)，燃料注射器10內(nèi)的增壓的流體被允許通過(guò)調(diào)節(jié)孔而射出。箭頭32說(shuō)明流體流動(dòng)方向。
如圖1所示，銜鐵12包括一個(gè)由兩個(gè)環(huán)狀圓錐形軸肩38和39確定的頸縮段36。在軸肩38和39之間有一個(gè)動(dòng)能吸兆爸沒(méi)蚧撼迤 2，它包括一個(gè)彈性材料如橡皮或與之相似的材料制成的環(huán)44，環(huán)44的二端45和47呈圓錐形，并緊靠在軸肩38和39處。這樣，環(huán)44就不能軸向滑動(dòng)了。位于并固定在彈性環(huán)44外圍的是重塊48。如圖1和圖2所示，重塊最好用非磁性材料如黃銅制成，并可以制成開(kāi)口的圓柱形或環(huán)形，它可以打開(kāi)以便安裝在彈性環(huán)44的周圍。重塊48也可以用磁性材料制成，并可以用如環(huán)氧樹(shù)脂固定在彈性環(huán)44的外表面上，通過(guò)選擇彈性材料的彈性系數(shù)和重塊48的質(zhì)量，銜鐵12碰撞停頓處的振動(dòng)可以經(jīng)由彈性材料消耗一些振動(dòng)能而得以顯著降低和/或消除。
參見(jiàn)圖3，圖3更詳細(xì)地說(shuō)明了一個(gè)燃料注射器的實(shí)施例，并進(jìn)一步說(shuō)明了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。該燃料注射器50被設(shè)計(jì)成插入一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的圓柱形壁的開(kāi)口內(nèi)，O形環(huán)52壓緊在外殼56的環(huán)形槽54內(nèi)。部分圖示的外殼56支撐一個(gè)定子60，定子60的周圍有線圈62。外殼包括一系列允許燃料流過(guò)的通道如64，66。外殼的低端帶有端蓋70。外殼56和端蓋70配合確定一個(gè)燃料空腔72。位于空腔72內(nèi)低端的是帶調(diào)節(jié)孔76的閥座74。閥座74包括座位表面76?？涨?2的內(nèi)部有一個(gè)銜鐵80，銜鐵80可以在外殼腔膛82內(nèi)滑動(dòng)。圖5是銜鐵80的放大圖。從銜鐵80上延伸出銷84，銷84帶有適于安置在閥座74上的封閉表面86。銷84由帶有通道66的閥的導(dǎo)向支撐件90引導(dǎo)。銜鐵80包括一個(gè)由兩個(gè)斜的環(huán)形軸肩94和96所確定的，類似于圖1所示的頸縮段92。O形環(huán)102和104分別位于軸肩94和96周圍。該O形環(huán)102和104由彈性材料如橡皮制成，并在功能上與圖1所示的彈性環(huán)或套44等效。固定在O形環(huán)102和104周圍的是重塊。在這個(gè)實(shí)施例中，重塊有兩個(gè)，是完全相同的半圓柱形構(gòu)件110和112，它們相對(duì)地、互相配合地放置在銜鐵80的周圍。在上述實(shí)施例中，兩構(gòu)件位于頸縮段的周圍。圖4表示了一重塊如110的放大的，分離的橫截面圖。如圖4所示，每個(gè)構(gòu)件包括一內(nèi)側(cè)軸向壁120，壁120軸向延伸的邊緣122和124。邊緣122和124的半徑比壁120的半徑大，這樣當(dāng)構(gòu)件位于銜鐵80的頸縮段92周圍時(shí)，構(gòu)件110和120將壓住分別靠著錐形軸肩94和96的O形環(huán)102和104。構(gòu)件110和112被位于構(gòu)件110和112上相應(yīng)的環(huán)形槽134a、134b及136a、136b內(nèi)的圓周彈簧或止動(dòng)環(huán)130和132固定住。在這個(gè)方式中，彈簧環(huán)在圓周上將構(gòu)件110和112約束在銜鐵80周圍。如上所述，一旦構(gòu)件110和112被環(huán)130和132所固定，它們就能分別壓著O形環(huán)102和104而作軸向移動(dòng)。
軸肩94和96呈傾斜或圓錐形并不是本發(fā)明所必須的。該圓錐形軸肩可用鈍的或弧形的軸肩及環(huán)形槽來(lái)代替，所有這些結(jié)構(gòu)可以與構(gòu)件110和112配合將O形環(huán)固定在銜鐵80上。下面說(shuō)明了銜鐵80，構(gòu)件110和112，止動(dòng)環(huán)130和132和O形環(huán)102和104的實(shí)際構(gòu)成。以一個(gè)注射器樣機(jī)為例，銜鐵，構(gòu)件，止動(dòng)環(huán)和O形環(huán)的組裝重量大約是1.12克。構(gòu)件，止動(dòng)環(huán)和O形環(huán)的重量以上述組裝的重量的百分比表示的話，分別是11.5%，0.84%和0.73%。所用的O形環(huán)型號(hào)是由蘋(píng)果公司制造的.098＊.0 26＊70 BN。
操作時(shí)，當(dāng)銜鐵由回復(fù)彈簧140向外推動(dòng)進(jìn)入閥座74時(shí)，碰撞力被包括有O形環(huán)102，構(gòu)件110、112和環(huán)130、132的緩沖器142所吸收。更特別地，能量由壓在O形環(huán)上的重塊轉(zhuǎn)移至O形環(huán)而被消耗。
參見(jiàn)圖3和圖4，每一塊構(gòu)件包括一個(gè)切除部分138，其目的是通過(guò)減少構(gòu)件110和112的質(zhì)量以便容易地獲得與銜鐵相匹配的緩沖系數(shù)。進(jìn)一步注意到，圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，每個(gè)重塊的內(nèi)壁120與銜鐵80被O形環(huán)102和104所隔開(kāi)。這種分隔不是本發(fā)明所必須的。如上所述，如果構(gòu)件110和112允許與銜鐵80松動(dòng)接觸的話，則構(gòu)件110和112在銜鐵80表面上的軸向移動(dòng)事實(shí)上有助于緩沖器142產(chǎn)生的有效的緩沖。
本發(fā)明的第一和第二個(gè)實(shí)施例，如圖1和圖3所示，其吸收裝置或緩沖器是由彈性材料如彈性環(huán)44和O形環(huán)102和104構(gòu)成。圖7所示的本發(fā)明的實(shí)施例表示又一種緩沖器150，它包括一個(gè)金屬?gòu)椈?60，彈簧160位于銜鐵80的周圍，彈簧160的端部與銜鐵80相固定。一個(gè)緩沖裝置162依附于彈簧160并隨著彈簧的壓縮和伸展而作軸向移動(dòng)。這種緩沖裝置162包括一個(gè)帶有朝里延伸出環(huán)狀肩部164的環(huán)。肩部被制成弧形摩擦表面166，該表面166與銜鐵80的表面168保持接觸。當(dāng)銜鐵80碰撞停頓處的閥座時(shí)，碰撞能將被傳輸?shù)骄彌_器150并且作為摩擦面166在表面168上的滑動(dòng)而被消耗。只要緩沖器150的有正確的質(zhì)量和尺寸的穩(wěn)定性，其材料并不是重要的。典型材料可以是不銹鋼或塑料。
對(duì)上述本發(fā)明的實(shí)施例的許多變化和修改肯定能實(shí)現(xiàn)但并不超出本發(fā)明的范圍。一種修改是將上述的能量吸收裝置引入不用電磁驅(qū)動(dòng)而是用例如液壓驅(qū)動(dòng)的燃料注射器的裝置。因此，那個(gè)范圍不過(guò)是趨于由附加權(quán)利要求的范圍限定。
權(quán)利要求
1.一個(gè)裝置(10；50)包括一個(gè)可在第一和第二方向上移動(dòng)的(12；80)；用于至少在所述的第一方向上提供停頓處的裝置(20；23；60；74)；附裝于銜鐵并可與銜鐵一起移動(dòng)從而通過(guò)消耗銜鐵與所述的停頓裝置的碰撞能量而緩沖銜鐵移動(dòng)的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述的緩沖裝置包括一緩沖器(42)，緩沖器(42)包括一個(gè)位于所述的銜鐵12周圍的彈性套(44)和一附裝在所述彈性套外表面上的重塊(48)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置(10)，其中，所述的移動(dòng)裝置包括一個(gè)線圈(18)，所述的重塊(40)是非磁性的。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述的銜鐵12包括一頸縮段36和相對(duì)分布，朝向間隔的軸肩(38;39);所述的彈性套(44)嵌在所述的頸縮段(36)上，并且包括與所述的軸肩(38;39)相配合的端部(45;47);和所述的重塊包括一位于所述的彈性套周圍的圓柱形構(gòu)件。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述的重塊包括一個(gè)帶有開(kāi)口壁的圓柱形環(huán)。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述的重塊與所述的彈性套相固定。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述的緩沖裝置包括多個(gè)位于銜鐵(80)周圍并且沿所述銜鐵(80)軸向間隔的彈性環(huán)(102;104)和一個(gè)壓載于所遴的環(huán)上的重塊(110;112)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述的重塊包括兩個(gè)半圓柱形部分，它們相對(duì)地位于所述的環(huán)上，并通過(guò)嵌在所述的半圓柱形部分周圍的多個(gè)彈性環(huán)(132)獲得彈簧加載。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述的半圓柱形部分大體上包圍了所述的銜鐵的大約一半圓周。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述的銜鐵包括一個(gè)帶有兩個(gè)間隔的軸肩的頸縮段，所述的彈性環(huán)被所述的半圓柱形部分壓住并分別靠在一個(gè)所述的軸肩處。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，那個(gè)半圓柱形部分，在貼近所述的彈性環(huán)處，包括有用于嵌入并固定二個(gè)所述的彈性環(huán)的裝置。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述的緩沖裝置包括一個(gè)彈簧支撐構(gòu)件(162)，它包括一個(gè)與銜鐵的表面(168)滑動(dòng)接觸的第一表面(166)，當(dāng)所述的第一表面與銜鐵表面相互作用時(shí)，能量即被消耗。
13.一個(gè)裝置(10;50)包括一個(gè)適于在相對(duì)于移動(dòng)停頓處的第一和第二方向上移動(dòng)銜鐵(12;80)和附裝于所述的銜鐵并可一起移動(dòng)從而通過(guò)消耗所述銜鐵與所述移動(dòng)停頓處相碰撞的能量而緩沖銜鐵移動(dòng)的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述的緩沖裝置包括一個(gè)位于所述的銜鐵(12)周圍的彈性套(44)和一附裝于所述的彈性套外表面的重塊。
15.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述的銜鐵(12)包括一個(gè)帶有兩個(gè)軸向間隔、相對(duì)分布的軸肩(38;39)的頸縮段36;所述的彈性套(44)嵌在所述的頸縮段(36)上，并包括兩個(gè)與所述的軸肩(38;39)相配合的端部(45;47)和所述的重塊包括一位于所述的彈性套周圍的圓柱形構(gòu)件。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述的重塊包括一個(gè)帶有開(kāi)口壁的圓柱形環(huán)。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述的重塊與所述的彈性套相固定。
18.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述的緩沖裝置包括多個(gè)位于銜鐵(80)周圍并沿所述的銜鐵(80)軸向間隔的彈性環(huán)(102;104);和一個(gè)壓載于所述的彈性環(huán)上的重塊(110;112)。
19.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述的重塊包括兩個(gè)半圓柱形部分，它們相對(duì)地位于所述的環(huán)上，并通過(guò)嵌在所述的半圓柱形部分周圍的多個(gè)彈簧環(huán)(132)獲得彈簧加載。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述的半圓柱形部分大體上包圍了所述的銜鐵的大約一半圓周。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中，所述的銜鐵包括一個(gè)帶有兩個(gè)間隔的軸肩的頸縮段，所述的彈性環(huán)被所述的半圓柱形部分壓住并分別靠在一個(gè)所述的軸肩處。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，那個(gè)半圓柱形部分，在貼近所述的彈性環(huán)處，包括有用于嵌入并固定一個(gè)所述的彈性環(huán)的裝置。
23.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述的緩沖裝置包括一個(gè)彈簧支撐構(gòu)件(162)，它包括一個(gè)與銜鐵表面(168)滑動(dòng)接觸的第一表面(166)，當(dāng)所述的第一表面與銜鐵表面相互作用時(shí)，能量即被消耗。
全文摘要
一個(gè)裝置(10；50)包括一個(gè)在第一和第二方面上可移動(dòng)的銜鐵(12；80)；一個(gè)至少在第一方向上提供停頓處的障礙(20；23；60；74)；一個(gè)使所述的銜鐵在第一和第二方面上移動(dòng)的電磁裝置和回復(fù)彈簧(18；28；60；140)；和一個(gè)附裝于所述的銜鐵并可與所述的銜鐵一起移動(dòng)的用于消耗銜鐵與移動(dòng)停頓處碰撞能量的緩沖裝置。
文檔編號(hào)F02M51/06GK1030125SQ8810208
公開(kāi)日1989年1月4日 申請(qǐng)日期1988年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1987年4月14日
發(fā)明者保羅·德斯蒙德·戴利, 馬克·艾倫·布魯克斯, 羅伯特·法利斯 申請(qǐng)人:聯(lián)合信號(hào)公司