專利名稱：電磁燃油噴射閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電磁燃油噴射閥，例如，用在汽車發動機中的電磁燃油噴射閥。
背景技術：
圖2A為一種現有的電磁燃油噴射閥(參見專利號為特開平11-200979的日本專利)。這種電磁燃油噴射閥在其前端(圖2A的下端)具有一圓筒形的鐵磁體閥套1。一環性非磁性中間元件2的前半部壓入配合并焊接在閥套1的末端(圖2A中的上端)。一中空軸狀的鐵磁體閥芯3的前端部壓入配合并焊接在中間元件2的后半部。閥芯3上有一突緣部件3A，該突緣部件從閥芯3的大約軸心位置沿徑向向外凸升。一線軸4由一種合成樹脂材料模制而成，位于中間元件2與閥芯3的結合部的外圓周處。線軸4四周圍繞著電磁線圈6。一端部安裝元件4A形成于線軸4的末端部。一端部元件5的連接端5A與端部安裝部件4A相連。
電磁線圈6的外圓周部分被一鐵磁體的外磁路形成部件7的延伸件7A部分地包圍。該外磁路形成部件7有一上端板部，該上端板部的中央形成有一安裝孔8。帶有一弓形斷面結構的一對延伸件7A從所述上端板部上向前延伸。外磁路形成部件7的安裝孔8與閥芯3以上端板部與突緣部件3A的后表面相鄰的形式相配合。外磁路形成部件7的延伸件7A的前端部通過焊接的方式固定在閥套1上。一由樹脂模制而成的部件12位于一個從閥套1的后半部延伸到閥芯3的端部的部件的外圓周處。由樹脂模制而成的部件12包括一連接件9，該連接件9與部件12同時鑄造而成。
銜鐵22位于活動部件20的后端處，可滑動地配裝于閥套1的后部和中間元件2前半部分中。活動部件20是一中空元件，該中空元件有一半徑減小的圓筒形部件20A，該圓筒形部件20A位于銜鐵22的前部并與銜鐵22相連。一球閥23(閥元件)固定在半徑減小的圓柱形部件20A的末端處。一側壁孔20B開在半徑減小的圓筒形部件20A的前端邊壁處。活動部件20的中空部分和側壁孔20B一起形成一燃油通道24。一閥座13為圓筒形，其中的一端實質上是封閉的，該閥座插入并固定在閥套1的前端部分。一噴射口15位于閥座13的前端壁處。一多孔板14被焊接在閥座13的前端面處。該多孔板14具有若干位于其中心部位的噴射口14A。球閥23和閥座13一起構成了一噴射閥。該噴射閥的啟閉由活動部件20的軸向運動控制。
銜鐵22有一階梯面25，該階梯面25形成于銜鐵22的內表面上。一調節器17壓配在軸心部件3中。一閥彈簧16配合于調節器17前端與銜鐵22的階梯面25之間。該閥彈簧16促使活動部件20朝閥關閉的方向運動。燃油通道18(包括燃油通道24)的若干部分形成于閥芯3的末端開口與閥座13的噴射口15之間的內部空間中。一過濾網19位于閥芯3的末端部分。一O形環11配裝在一環形凹槽10內，所述環形凹槽10位于用樹脂模制的閥芯3的末端部分的外圓周表面上。
下面將介紹第一個常規示例中的噴射燃油閥的操作過程。一定壓力的燃油經濾網19過濾后，經燃油通道18進入閥座13的內部。一電信號經端部元件5和連接端5A輸入，將電能供給電磁線圈6。然后，一磁通量在電磁線圈6的周圍產生。磁通量流經一圍繞在電磁線圈6的電磁回路。該磁通量回路由外磁路形成元件7、閥芯3、銜鐵22和閥套1組成。中間元件2的作用在于防止閥芯3和閥套1間的磁通量短路。當磁通量流經電磁回路時，在閥芯3和銜鐵22間產生磁吸引力。該磁吸引力將銜鐵22吸引朝向閥芯3的位置，使球閥23打開噴射口15。隨之，燃油從噴射口15中噴出。噴出的燃油經多孔板14的噴射孔14A霧化。當電磁線圈6斷電時，作用在銜鐵22上的磁吸引力消失，活動元件20和球閥23一起在閥彈簧16的彈力作用下向前運動。這樣，噴射口15被球閥23關閉，燃油停止從噴射孔15霧化。
這種電磁燃油閥需要在中心管道部件處提供非磁性元件來操縱球閥。在第一個常規示例中，該鐵磁性的閥芯3、非磁性中間元件2和鐵磁閥套1焊接在一起，以便固定各元件并防止燃油的泄漏。但是，焊接需要耗費大量的勞動力，并且成本較高。此外，焊接具有產生熱變形的危險。因此，在第二個常規示例中(參見日本PCT國際申請，其日本公開號為特表平11-500509的出版物)提出的措施避免了焊接帶來的缺陷。
圖2B為第二個常規示例中的主要部件。在第二個常規示例中，中心管道部件包括一管27。所述管27被分成3個部分一閥芯3、一磁限制器28和一閥套1，三者的壁厚各不相等。當噴射閥開啟時，閥芯3的下端表面29與銜鐵22的上端面接合。當噴射閥關閉時，在所述下端表面29與上端面30之間形成一氣隙(例如60μm)。該磁限制器28有一壁厚非常薄的薄壁。例如，在軸向方向上的長度為2mm的磁限制器的一壁厚為0.2mm。一導引面33位于銜鐵22的下端部處的外圓周表面上，朝向磁限制器28的表面。一徑向氣隙32(例如80μm)設置在導引面33的每個上側和下側，例如，在銜鐵22和磁限制器28之間及銜鐵22和閥體1之間。
第二個常規示例的工作過程說明如下。當電磁鐵通電時，電磁線圈的周圍將產生磁通量。大部分的磁通量流經外磁路的形成部件(圖中未示出)、閥芯3、銜鐵22和閥套1，一小部分磁通量流經磁限制器28。從磁限制器28流入的一小部分磁通量流向銜鐵22的導引表面33。響應于電磁線圈的通電，噴射閥開啟，當斷電時，噴射閥關閉，這部分同第一個常規示例中的相同。
發明內容
由于第二個常規示例的中心管道部分形成為一整體結構，因此，在成本和噴射性能方面，該第二個常規示例都優于第一個常規示例。但是，第二個常規示例還是存在以下三個缺陷(1)由于磁限制器(薄壁部件)的壁厚很薄，因此機械強度較低。
(2)由于中間元件是一磁限制器，磁性不穩定。因此，噴射器的響應性能變化相當大。
(3)閥芯的下端面，即，與銜鐵下端面相接合的那個面(例如銜鐵的接合表面)應該鍍鉻以防止磨損。但是，僅僅給閥芯的下端表面鍍鉻是很困難的。
本發明的發明目的就在于提供一種具有一整體結構的中心管道部件的電磁燃油噴射閥，其特征在于該薄壁部件具有令人滿意的機械強度，該中間元件一定由非磁體制成，以便提高噴射閥的響應性能，另外，使銜鐵結合處具有一適當的硬度。
本發明提供了一種電磁燃油噴射閥，其特征在于該閥噴射口的開閉由一閥元件控制，銜鐵位于一中空活動元件的末端，該中空活動元件上有一固定于其上的閥元件。一電磁線圈圍繞在一閥芯上。一管狀的閥套套在所述閥芯的前部。所述閥芯和所述閥套通過一薄壁部件相連。薄壁部件的壁厚比所述閥芯的壁厚和所述閥套的后半部的壁厚小。所述軸心、薄壁部件和閥套一起形成了一整體結構。在本發明中，該薄壁部件有一足夠的壁厚，以保證令人滿意的機械強度。所述薄壁部件經滲碳處理轉變為一具有高硬度的非磁性部件。
在本發明上述的布置中，對該薄壁部件的滲碳處理為等離子滲碳處理。在閥芯的下端處銜鐵的接合部分經等離子滲碳進行硬化處理。
更好的是，經等離子滲碳處理后的薄壁部件的壁厚不小于0.6mm，銜鐵的結合部分的硬度不低于HV450。
根據本發明，電磁燃油噴射閥的薄壁部件有一足夠的壁厚(例如，不小于0.6mm)，因此具有令人滿意的機械強度。另外，薄壁部件通過滲碳處理后形成一具有高硬度的非磁性部件。因此，所述電磁燃油噴射閥具有優異的噴射響應性能。此外，因為所述閥芯的下端(銜鐵接合部分)經滲碳處理后具有合適的硬度(例如，不小于HV450)，因此，銜鐵的接合部分不再需鍍鉻。相應地，成本降低了。
本發明的其它發明目的和發明效果一部分是明顯的，一部分可以從下述說明中明顯得出。
本發明還相應地包括各元件的結構特征和各元件的整體特征和在后述結構中示出的各元件的布置。本發明的發明范圍由權利要求書體現。
圖1A為本發明電磁燃油噴射閥的剖面圖。
圖1B為圖1A主要部件的說明圖。
圖2A為第一個常規示例的剖面圖。
圖2B為第二個常規示例的局部剖面圖。
具體實施例方式
圖1A和圖1B為本發明的一個實施例。參考圖1A和圖1B，與圖2A和2B中相同的附圖標記表示相同部件，并且省略對相同部件的說明或只作簡要說明。
如圖1A和1B所示，中心管道部件包含一管27。所述管27為一防腐蝕的軟磁體或一鐵磁體不銹鋼的材料制成。管27分為一閥芯3、一薄壁部件35和一閥套1，它們之間彼此相鄰。薄壁部件35的外直徑與閥芯3的外徑大小相等。薄壁部件35的內徑大于閥芯3的內徑。一個限定構成在薄壁部件35和閥芯3之間的階梯狀部件40形成閥芯3的下端。另外，薄壁35的內徑等于閥套1上半部的內徑。該薄壁部件35具有一足夠的壁厚，從而可滿足強度的要求。(例如，壁厚t不小于0.6mm)。所述薄壁部件35通過滲碳處理(Carbulizing Treatment)后轉化為一高硬度的非磁性元件。
該滲碳處理可為等離子滲碳處理(Plasma Carbulization)。如圖1B所示，管27的外圓周上覆蓋著一掩蔽模36，以便在薄壁部件35的外表面上提供一預定寬度L(如2.6mm)的露出部分。該露出部分的前端在所述薄壁部件35前端稍靠后的位置處，該露出部分的后端在所述薄壁部件35后部稍靠后一點的位置處。固定掩蔽模36的管27置于丙烷氣體腔內，在該腔內產生的丙烷氣體的排放量不斷增長。例如，處理溫度可為1000到1100℃，處理時間可為2至3小時。排放量增長的丙烷氣體釋放出活性炭離子，該活性炭離子與薄壁部件35的表面產生碰撞。這樣，等離子滲碳過程便完成了。通過等離子滲碳過程，如圖1B中標以×標記的部分(例如在一寬度為2.6mm以上，3.0mm以下的部分，整個薄壁部件35)將被可靠地轉變成一高硬度非磁體部分，圖1B中標以O標記的各部分(閥芯3與銜鐵22接合的下端部等等)也被硬化。被改變的部分從一鐵磁性不銹鋼變為一非磁性不銹鋼。在被硬化的銜鐵接合部分中，材料體的硬度(維氏硬度)從200HV變成不小于450HV。這樣，各接合面(在閥芯3和銜鐵22之間)間的硬度差減小了。所述銜鐵的接合面同所述接合面同樣具有一適當的硬度。值得注意的是在滲碳后不需要進行回火處理。
在本發明的實施例中，使用了一樹脂模制的部件38，如圖1A所示。所述樹脂模制部件38連接到樹脂模制部件12的后端上。所述帶有一燃油通道39的樹脂模制部件38與燃油通道18相連。所述燃油通道39的上游部在垂直方向上延伸到管27處。一連接器37插入到樹脂模制部件38中。該連接件37的前部與端部元件5連接并相互嚙合。一繩索連接到連接器37的后部。本發明的實施例中其余部件均與第一個常規示例中的相同。
本發明實施例的工作過程如下。當電磁線圈6通電時，在該電磁線圈6的周圍產生磁通量。所述磁通量流經電磁線圈6周圍的磁回路。該磁回路由外部磁路形成元件7、閥芯3、銜鐵22和閥套1組成。非磁性薄壁部件35的功能是為了防止位于閥芯3和閥套1之間的磁通量短路。當磁通量流經磁回路時，在閥芯3和銜鐵22間產生磁吸引力。銜鐵22被閥芯吸引，向后運動，從而球閥23將噴射口15打開。這樣，噴射閥便被打開了。當在電磁線圈6的電流切斷時，作用在銜鐵22上磁吸引力消失，這時，活動元件20和球閥23一起在閥彈簧16的作用下向前移動。這樣，噴射閥關閉，噴射口15也就停止噴油了。
值得注意的是本發明并不局限于前述實施例，在不脫離本發明的范圍的情況下，還可作出各種方式的修改。
權利要求
1，一電磁燃油噴射閥，包括一開啟和關閉噴射口的閥元件；一中空活動元件，所述閥元件固定在該中空元件上；一銜鐵，該銜鐵形成于所述中空活動元件的后端；一閥芯，該閥芯四周圍繞一電磁線圈；一管狀閥套，該閥套套于所述閥芯的前部；一薄壁部件，該薄壁部件與所述閥芯和所述閥套相連，所述薄壁部件的壁厚小于所述閥芯的壁厚和所述閥套后半部的壁厚；所述閥芯、薄壁部件和閥套形成為一整體結構；其特征在于所述薄壁部件有足夠的壁厚，以便確保令人滿意的機械強度，并且，所述薄壁部件經滲碳處理后改變為一具有高硬度的非磁性部件。
2，如權利要求1所述的電磁燃油噴射閥，其特征在于對所述的薄壁部件所作的滲碳處理為一等離子滲碳處理和對位于所述閥芯下端的一銜鐵接合部進行所述等離子滲碳處理。
3，如權利要求2所述的電磁燃油噴射閥，其特征在于所述薄壁部件其壁厚不小于0.6mm，并且所述銜鐵結合部的硬度不小于HV450。
全文摘要
一種電磁燃油噴射閥，其特征在于它的一中心管狀部件具有令人滿意的機械強度，并且該管狀的中間部分由非磁性材料作成。該電磁燃油噴射閥有一閥芯，該閥芯四周圍繞著電磁線圈。一閥套套在該閥芯的周圍。閥芯和閥套通過一薄壁部件相連。該薄壁部件的壁厚小于閥芯的壁厚和閥套的壁厚。閥芯、薄壁部件和閥套形成一整體結構。該薄壁部件有一足夠的壁厚，以便確保令人滿意的機械強度。薄壁部件通過一滲碳處理變化為一具有高硬度的非磁性部件。
文檔編號F02M63/00GK1447020SQ0312267
公開日2003年10月8日 申請日期2003年3月22日 優先權日2002年3月22日
發明者加藤幸范, 鈴木基之, 菊田光, 大久保友弘, 平田雅巳 申請人:愛三工業株式會社