專利名稱:用于電磁閥的銜鐵行程調節裝置的制作方法
用于電磁閥的銜鐵行程調節裝置背景技術DE 196 50 865 Al公開了一種用于控制噴射閥的控制室內的燃料壓力 的電磁閥,該電磁閥例如用于共軌噴射系統。閥活塞的行程運動通過控制 室中的燃料壓力來控制,通過所述閥活塞打開或者關閉噴射閥的噴射孔。 該電磁閥包括電磁體、可運動的銜鐵和閥,該閥可與該銜鐵一起運動并且 受到閥回動彈簧沿閉合方向的加載,該閥與電磁閥的閥座協同作用,由此 控制來自控制室的燃料排流。在現今使用的、無泄漏地構造的、借助電磁閥操作的燃料噴射器中, 閥活塞和針狀構造的噴射閥元件之間的聯接通過液壓聯接器進行。該液壓 聯接器包括具有內孔的聯接器套,閥活塞在該內孔中被導向。聯接器套的 直徑大于針狀構造的噴射閥元件的外徑。該聯接器套在其下端部通過構造 在其端側上的密封棱邊支承在噴嘴體上并且圍成聯接器體積。該聯接器套 在靜止狀態下以小的、由螺旋彈簧施加的力設置在噴嘴針的端面上。該聯 接器套或者該聯接器被處于系統壓力下的燃料包圍。系統壓力應理解為這 樣的燃料壓力水平,該燃料壓力水平在燃料噴射系統中例如通過高壓泵在 高壓存儲器體(共軌)內部產生。在現今使用的、借助電磁體操作的燃料噴射器中,電磁閥內部的銜鐵 組件的銜鐵行程的精確的和牢靠的、即可重復的調節具有決定性的意義。 銜鐵行程應理解為自由路程,該自由路程供銜鐵在其位于靜止狀態時的位 置(該位置通常通過銜鐵和閥體在密封座處的接觸來定義)以及位于上行 程止擋處的銜鐵位置之間使用。因此,該銜鐵行程受到構造在閥體中的密 封座和上行程止擋之間的間距影響。為了實現銜鐵行程的盡可能精確的并且牢靠的調節,用于銜鐵的行程 止擋在許多情況下盡可能地構造在密封座附近,例如構造在磁活性的銜鐵 區域的下部。然而這導致銜鐵必須在其桿上具有凸緣,并且因此銜鐵的磁 活性的區域必須以單獨的部件構造,該部件在安裝銜鐵導向件之后才與銜情況下包括上行程止擋。所述接合 可以可拆卸地或者不可拆卸地進行。在由于成本原因或者裝配原因而在許多情況下希望的、 一體構造的銜 鐵中,上銜鐵止擋安置在銜鐵導向件的上部。在此常見的是行程止擋在磁 芯上的構造形式(例如直接通過設置在銜鐵和芯之間的剩余空氣間隙薄膜) 或者在套上的構造形式,該套支撐在設置于芯上部的流出接管上。在該情 況下,對于閥體中的密封座和上行程止擋之間的間距產生顯著更長的并且 因此也對公差顯著敏感的公差鏈。尤其地,在處于密封座下部的系統壓力 的影響下,密封座在燃料噴射器的保持體中的位置可能移動若干微米,而 上行程止擋相對于保持體的位置保持不受系統壓力的影響。因此,在壓力 升高時銜鐵行程縮小,這必須通過提高無壓力狀態下的銜鐵行程調節值來 補償。為了通過提高銜鐵行程調節值達到所述補償,必須已知密封座在預 定的系統壓力的影響下在保持體中的運動,但這并不總是能如愿。發明內容本發明的目的在于不受系統壓力影響地形成用于操作燃料噴射器的 電磁閥的密封座和行程止擋之間的間距,該燃料噴射器被加載以系統壓力。根據本發明提出尤其是在力均衡的閥上設置導向套,該閥具有一件 式的或者多件式的銜鐵,該導向套一方面具有支撐區段,電磁閥的磁芯設 置在該支撐區段上,并且該導向套另一方面包括導向區段,銜鐵板以構造 在該銜鐵板上的套狀突出部在該導向區段中導向。用于根據本發明提出的 電磁閥的、尤其是用于安裝在該電磁閥中的銜鐵組件的上行程止擋構造在 磁芯上并且可以例如通過這樣一個止擋實現,該止擋通過插入到銜鐵板和 磁芯之間的剩余空氣間隙板構成。該導向套以其下端面支承在閥體上,密 封座構造在該閥體上,而磁芯通過導向套支撐在上部的、例如環形延伸的 支承面上。閥體中的密封座和導向套在閥體上的支承面之間的軸向間距允許以yi 表示,導向套的高度允許以y2表示。因此,閥體中的密封座和磁芯的下端 面之間的間距由"2-"得出。銜鐵上的密封座和位于銜鐵上的剩余空氣間隙板的上端面之間的間距是x,從而使得銜鐵行程AH由y和x之間的差產 生。因此,在銜鐵行程(AH)中只涉及尺寸y。 y2以及x。優選地,根據本發明提出的解決方案如下在燃料噴射器的裝配狀態 下,磁芯通過彈性構造的彈簧元件壓靠在導向套的支承面上,該支承面可 以例如環形地設計。該彈簧元件例如支承在蓋的內側上,電磁閥在燃料噴 射器的頭部區域中通過所述蓋封閉。流出接管例如借助磁鎖緊螺母固定在 燃料噴射器的保持體上。如果設置在保持體內部的閥體(在該閥體上構造有密封座)在系統壓 力的影響下向上或者向下移動若干微米,則電磁閥的磁芯也沿軸向移動同 樣的尺寸。在所述移動過程中,只有磁芯的上端面和流出接管的下端面之 間的間距改變。因此,預緊力的變化很小,彈簧元件以該預緊力將磁芯下壓到軸套上。而尺寸y,即y2相對于尺寸》的差保持不變。導向套可以由非磁性的材料制成,其中,為了調節銜鐵行程(AH),可以在導向套和磁芯之間或者在導向套與磁體之間插入調節板,該調節板也可以由非磁性的材料制成。對于不需要使銜鐵在導向套的中心孔內導向的電磁閥而言,因為銜鐵已經以其它方式被導向,所以銜鐵和導向套的中心孔之間的間隙可以選擇得非常大,使得不需要在導向套內部的另外的導向。電磁閥的銜鐵在磁芯上的上行程止擋通過中間連接在磁芯的下端面和銜鐵組件的上平面側之間的剩余空氣間隙板實現,這僅僅是一種可能的實施變型。替代地,銜鐵也可以整面地或者部分面地直接止擋在電磁閥的磁芯上,和/或,剩余空氣間隙可以通過設置在銜鐵中的臺階或者通過銜鐵的涂層或者銜鐵的指向磁芯的端側的涂層或者磁芯的指向銜鐵板的端面的涂層來表現。以在制造技術上特別簡單的方式如此地調節銜鐵行程,使得導向套通 過與閥體的力鎖合地、優選稍微彈性地連接來導向。為此例如在閥體內部 提供了拱形的凸起,流出通道在該閥體的中心延伸,在密封座打開時從控 制室中排控出的量通過該流出通道流出。該拱形構造的凸起的側向邊界可 以例如構造成莫氏錐的形式,使得導向套可以在導向套的下部區段被稍微 擴寬的情況下以壓配合的形式接合到莫氏錐上。在這種固定可能性中,銜 鐵行程(AH)允許通過以下方式非常簡單地調節,即,在對導向套和銜鐵 (在此處示出的例子中配設有回流盤(Riicklaufscheibe))的導向時提高對 導向套的壓緊力, 一直到在支撐區段的上端面(即用于磁芯的環形延伸的支承面)和剩余空氣間隙板的一個端側之間的間距達到額定值。該額定值
由銜鐵行程的額定值以及預留量(Vorhalt)得出,該預留量考慮了軸套在 接合過程中的彈性變形。
替代地,導向套可以擰緊在閥體上并且銜鐵行程通過該螺紋連接的擰 緊力矩的變化來調節。
對于根據本發明提出的銜鐵組件,如果導向套被用于不需要使銜鐵外 徑相對于閥體中的密封座定心的情況,則可以省去定心。在閥打開的情況 下,排控體積(Absteuervolumen)從密封座和導向套之間的空間通過一個 或者多個徑向地構造在導向套的壁中的排控孔排出,或者向下通過在密封 座下部在閥體外徑上的端口排出,因此排控體積不再(如在現在的閥中常 見的那樣)導入到內部的銜鐵室中。因此,在這些情況下也不發生經過銜 鐵和磁芯之間的空氣間隙的體積流的突然變化,這在現今的電磁閥中導致 作用在銜鐵上的干擾力。根據本發明提出的解決方案顯著提高了電磁閥相 對于例如低壓區域(即回流區)中的燃料背壓的堅固性,因此進一步改善 了銜鐵組件的以及用于操作燃料噴射器的電磁閥的可重復的打開特性和關 閉特性。
下面借助附圖描述本發明,其中-
圖1示出根據現有技術的電磁閥,該電磁閥具有靠近座的銜鐵行程止 擋和兩部分地構造的銜鐵,
圖2示出根據本發明提出的、具有導向套的電磁閥的第一實施方式,
圖3示出圖2中所示的根據本發明提出的、具有導向套的電磁閥的另 一種實施方式,該導向套熱壓配合在閥體上的莫氏錐上,
圖4示出根據本發明提出的導向套的另一種實施方式,該導向套在閥 座區域中借助螺紋連接固定在閥體的拱形的凸起上。
具體實施例方式
從根據圖1的示圖得知一種根據現有技術的電磁閥。 根據圖1中的示圖的燃料噴射器IO包括保持體12,電磁閥14被接收 在該保持體12中。該電磁閥14被套16包圍,該套16通過蓋18封閉,該蓋能夠以螺母或類似件固定在套16上。根據圖1中的示圖,該電磁閥14 相對于軸線20對稱地構造。
電磁閥14包括磁芯22,該磁芯22接收回動彈簧28。此外,電磁線圈 26嵌入在電磁閥14的磁芯22中。銜鐵組件30的銜鐵板32與磁芯22的下 端側相對置。銜鐵組件30的銜鐵板32受回動彈簧28加載。從根據圖1的 示圖還可得知,根據圖1中的示圖的電磁閥14的銜鐵組件30是多件地構 造的銜鐵組件30,在該銜鐵組件中,銜鐵板32可移動地支承在銜鐵銷34 上。此外,從圖1可得知,在銜鐵銷34的外圍面上導向的銜鐵板32通過 銜鐵彈簧36預緊,該銜鐵彈簧36支撐在銜鐵導向件38上。此外,該銜鐵 導向件38具有銜鐵行程止擋40,沿圓周方向在銜鐵銷34上延伸的凸緣止 擋在該銜鐵行程止擋40上。在所述凸緣的下側在銜鐵銷34上有一個用于 關閉元件44的接收部,該關閉元件44在根據圖1的示圖中球形地構造。 該球形構造的關閉元件44封閉閥體46中的流出通道,在該閥體46中容納 控制室,該控制室用于操作在圖1中沒有示出的、優選針形構造的噴射閥 元件。此外,從根據圖1的示圖中可得知,銜鐵導向件38借助閥夾緊螺釘 48固定在燃料噴射器10的保持體12中。在銜鐵導向件38的底座中存在至 少一個排流孔50,銜鐵銷34在該銜鐵導向件38內部移動地導向,在密封 座42打開時從構造在閥體46中的控制室內流出的燃料通過所述排流孔50 流向低壓區域中,即流向燃料噴射器10的頭部區域中的回流區24。 圖2示出根據本發明提出的電磁閥的第一種實施方式。 從根據圖2的示圖可知,燃料噴射器10在頭部區域中包括電磁閥14, 該電磁閥14具有磁芯22以及嵌入在磁芯22中的電磁線圈26,該電磁線圈 26與銜鐵組件30協同作用。該銜鐵組件30又包括銜鐵板32,該銜鐵板的 平面側74朝向磁芯22的下端側。 一通孔穿過該磁芯,該通孔接收回動彈 簧28,該回動彈簧在相對于軸線20對稱構造的壓桿92上延伸。流出接管 66位于壓桿92上方,排控量通過該流出接管66排出到燃料噴射器10的低 壓區域中。
從圖2還可知,磁芯22—方面通過彈性的預緊元件70預緊,另一方 面支承在導向套60的環形的支承面98上。該導向套60除了通過附圖標記 62表示的支撐區段外還包括以較小的直徑構造的導向區段64,銜鐵板32 的套狀突出部被接收在該導向區段內部。導向套60的支撐區段62限定了
8銜鐵室78,位于導向套60的外圓周外部的空間是排控室(Absteuermum) 80。
支撐套60以它的用于銜鐵板32的套狀突出部的導向區段64接收在閥 體46的凸起104上。從根據圖2的示圖得出,根據該實施方式的凸起104 具有圓柱形的外圍面,導向套60的導向區段64例如通過形成壓配合或熱 壓配合100來固定在該外圍面上。導向套60的導向區段64以其下端面支 承在閥體的平面96上。
流出通道84穿過閥體46的凸起104,出口節流結構88接收在該流出 通道84中。構造在閥體46中的、但在圖2中沒有示出的控制室通過在其 中接收有出口節流結構88的流出通道84壓力卸載。從圖2看出,銜鐵板 32的套狀突出部封閉電磁閥14的密封座42、 86,在電磁閥14的該實施方 式中,該突出部是閥區段。位于銜鐵板32的套狀突出部的下側上的、以附 圖標記94標出的端面貼靠在位于閥體46的凸起104上側上的座面90上并 且封閉該座42、 86。由于座42、 86被封閉,因此沒有排控量從流出通道 84中流出。
如果電磁閥14在電磁線圈26通電時打開,則經過打開的座42、 86的 排控量通過至少一個構造在導向套60的導向區段64壁中的排流孔82排流 到排控室80中。在電磁閥14打開時通過一個或者多個徑向的排流孔82或 者選擇性地也通過在密封座42、 86下部在閥體46的外徑上的磨削部 (Anschliffe)將待排控的體積從密封座42、 86和導向套60之間的空間導 出,這與現今使用的閥相比避免了排控體積被導入到銜鐵室78內部中。因 此,在基于本發明構思的、圖2中示出的實施方式中,不會使經過銜鐵和 磁芯26之間的空氣間隙的體積流發生沖擊式的變化,這在現今使用的電磁 閥上導致作用在銜鐵組件30上的干擾力。
從根據圖2的示圖可以進一步得知,在銜鐵板32的平面側74上設置 有剩余空氣間隙板76,該剩余空氣間隙板76與磁芯22的下端側相對置。 導向套60以其下端面支承在閥體46的平面96上,而磁芯22支承在導向 套60的環形配置的支承面上。導向套60在閥體46平面96上的支承位置 和密封座42、 86之間的軸向間距以y,表示。導向套60的高度以尺寸y2測 定。因此,密封座42、 86和磁芯22下端側之間的間距由"y2-y,得出。以 x表示密封座42、 86和銜鐵(即銜鐵板32以及位于銜鐵板32的平面側74上的剩余空氣間隙板76的上端面)之間的間距。因此,銜鐵行程AH由間 距y與間距x的差得出。
因此,銜鐵行程只涉及尺寸y卜y2和x。
在燃料噴射器的裝配狀態下,磁芯22通過彈性的彈簧元件70壓靠在 導向套60的端面上,即壓靠在導向套60的環形延伸的支承面98上。該彈 性的彈簧元件70又支撐在流出接管66上。該流出接管66又例如通過在圖 2中沒有示出的磁鎖緊螺母固定在保持體12上。
如果保持體12中的閥體46在系統壓力的影響下以若干微米向上或者 向下移動,則磁芯22必然以同樣的尺度軸向移動。在此,僅僅改變磁芯22 的上端面和流出接管66的下端面之間的間距。這對預緊力的影響很小,彈 性的彈簧元件70通過該預緊力壓下導向套60的磁芯22。而尺寸y保持不 變,因此銜鐵行程AH保持不變。
如設置在導向套60和磁芯22之間的和/或設置在導向套60和閥體46 之間的、用于調節銜鐵行程AH的調節墊片一樣,導向套60可以由非磁性 的材料制成,所述調節墊片同樣可以由非磁性的材料制成。
對于電磁閥而言,不需要使銜鐵32在導向套60的中心孔內導向,因 為銜鐵已經以其它方式被導向,在這樣的電磁閥中,銜鐵銷34和導向套60 的中心孔之間的間隙可以選擇得相對大,使得銜鐵銷34不在導向套60的 導向區段64內部進行另外的導向。
此外從根據圖2的示圖可得知,在保持體12的內側和磁芯22的外圓 周之間存在環形構造的流出間隙72,排控到排控室80中的量可以通過該流 出間隙72例如流向流出接管66。作為圖2中以附圖標記72標出的一個環 形流出間隙的替代,也可以構造分散的流出通道(其可以是一個流出通道, 可以是多個流出通道)來代替環形的流出通道72。
從圖2看出,在該實施方式中,銜鐵32在磁芯22上的止擋通過剩余 空氣間隙板76進行。替代地,銜鐵32也可以整面地或者部分面地直接止 擋在磁芯22上,禾B/或,剩余空氣間隙可以通過設置在銜鐵、即銜鐵板32 中的臺階和/或通過銜鐵板32平面側74的涂層和/或磁芯22的指向該平面 側74的端面的涂層來表示。
在根據圖2的示圖中,在壓桿92中在上部區域中存在傾斜安置的孔, 該孔能夠使排控量和/或泄漏量從排控室80向上排出,其中,在根據圖2
10的實施方式中,回流區24位于流出接管66內部。替代地,可以通過流出 接管66中的孔來表示連通至回流區24,該回流區24同樣也可以安置在其 它位置處,倘若這被證明對于當前應用情況是有益的或者是必須的。
從圖3得知根據本發明提出的閥的另一種實施方式。
從根據圖3的示圖看出,銜鐵32相對于軸線20對稱地構造,該銜鐵 32具有通孔,圖2中示出的壓桿92被插入到該通孔中,從而獲得壓力均衡 或者力均衡的電磁閥14。已描述的剩余空氣間隙板76位于該銜鐵板32的 平面側74上。如在圖3中畫出的那樣,剩余空氣間隙板76的上端側到磁 芯22的與該上端側相對置的(在圖3中僅示意地表示的)端面具有一個形 成銜鐵行程102的間距。根據圖3中的實施方式,銜鐵32由導向套60包 圍。該導向套60包括支撐區段62以及導向區段64。導向套60在導向區段 64的下端部中以壓配合或者熱壓配合100固定在閥體46的在外表面方面構 造為莫氏錐118的凸起104上。通過導向套60的這種固定可能性允許以有 利的方式容易地調節銜鐵行程AH,該固定可能性伴隨著導向套60的導向 區段64在下端部處的擴寬108。由于導向套60的固有彈性,銜鐵行程AH 可以非常簡單地通過以下方式調節在接合導向套60時,銜鐵32(在這里 示出的例子中)還有剩余空氣間隙板76已經被插入并且現在提高作用在導 向套60上的壓緊力,直到導向套60的上端面和剩余空氣間隙板76之間的 間距達到該間距的額定值。該額定值由銜鐵行程AH的額定值以及預留量 得出,該預留量考慮了導向套60在接合期間的彈性變形。在此,接合過程 中的壓緊力必須顯著地大于通過預緊元件70施加的預緊力,磁芯22在運 行中通過所述預緊力隨后壓靠在位于支撐區段62的上端部上的、在圖3中 示出的環形延伸的支承面98上。
圖3還示出,密封座42、 86形成在構造有莫氏錐118的凸起104的座 面卯以及銜鐵板32的套狀突出部的端面94之間。為了防止在密封座42、 86和導向套60之間形成顯著的液壓壓力,在導向區段64中在導向套60 的壁中側向地存在至少一個排流孔82,排控量在密封座42、 86打開時通過 所述排流孔82導入排控室80中。
從圖3中看出,凸起104在其外圍面上具有略微錐形的輪廓106,該輪 廓限定了莫氏錐118。該莫氏錐的錐角又在導向套60的下部區域中引起導 向區段64的徑向擴寬108。
ii圖4示出根據本發明提出的用于電磁閥的解決方案的另一種實施方式。
圖4示出,在閥體46的凸起104的外圓周上設置有螺紋區段,該螺紋 區段與構造在導向套60的導向區段64下部的內螺紋形成螺紋連接112。該 導向套60 —方面通過螺紋連接112與閥體46上的凸起104連接,另一方 面通過支撐部116在中間連接彈性區域114的情況下支撐在閥體46的平面 96上。此外,從僅示出密封座42、 86的一半的圖4看出,銜鐵板32的套 狀突出部以其端面94支承在密封座42、 86處的座面90上并且封閉同樣僅 一半地示出的流出通道84,使得不會對排控室進行壓力卸載,在該流出通 道84中構造有出口節流結構88。
在結合圖4示出的解決方案中,導向套60被擰緊在閥體46上并且通 過螺紋連接112與該閥體46固定。銜鐵行程AH可以通過該螺紋連接112 的擰緊力矩的變化來改變。
權利要求
1.一種具有保持體(12)的燃料噴射器(10),電磁閥(14)嵌入到所述保持體中,所述電磁閥(14)操作優選針狀構造的噴射閥元件,所述電磁閥具有銜鐵組件(30),所述銜鐵組件具有銜鐵板(32)和銜鐵行程止擋(40),并且,密封座(42)通過所述銜鐵組件(30)打開或者封閉,其特征在于,所述電磁閥(14)的磁芯(22)支撐在導向套(60,62,64)上,所述導向套自身被接收在閥體(46)上并且包圍密封座(42,86)。
2. 根據權利要求1的燃料噴射器(10),其特征在于,所述導向套(60,62, 64)由非磁性材料制成并且具有支撐區段(62)以及導向區段(64)。
3. 根據權利要求2的燃料嘖射器(10),其特征在于,所述支撐區段(62)具有用于磁芯(22)的環形延伸的支承面(98)。
4. 根據權利要求1的燃料噴射器(10),其特征在于,所述導向套(60,62, 64)以力鎖合(100, 112)的方式接收在閥體(46)上的凸起(104)上。
5. 根據權利要求4的燃料噴射器(10),其特征在于,所述導向套(60)以壓配合或者熱壓配合(100)接收在閥體(46)上的凸起(104)上。
6. 根據權利要求1的燃料噴射器(10),其特征在于,所述導向套(60,62, 64)力鎖合地接收在閥體(46)的凸起(104)上,在所述凸起(104)上構造有一個具有錐度(106)的莫氏錐(118)。
7. 根據權利要求4的燃料噴射器(10),其特征在于,所述導向套(60,62, 64)通過螺紋連接(112)固定在所述凸起(104)上。
8. 根據權利要求1的燃料噴射器(10),其特征在于,所述銜鐵板(32)具有端面(94),所述端面(94)在密封座(42, 86)的區域中與所述凸起(104)的座面(卯)形成所述密封座(42, 86)。
9. 根據權利要求8的燃料噴射器(10),其特征在于,所述導向套(60)的導向區段(64)徑向地包圍密封座(42, 86)并且在支撐區段(64)的壁中構造有至少一個排流孔(82),在密封座(42, 86)打開時排控量從所述排流孔流出到排控室(80)中。
10. 根據前述權利要求中一項或多項的燃料噴射器(IO),其特征在于,排控量從排控室(80)通過流出間隙(72)沿著磁芯(22)流向流出接管(66)。
11. 根據權利要求1的燃料噴射器(IO),其特征在于,所述銜鐵板(32)具有通孔,壓桿(92)被接收在所述通孔中。
12. 根據權利要求11的燃料噴射器(10),其特征在于,在壓桿(92)的低壓側的區域中設置有帶通孔地構造的孔,排控量通過所述孔從排控室(80)導入到流出接管(66)中。
13. 根據權利要求1的燃料噴射器(10),其特征在于,銜鐵板(32)的銜鐵行程(AH)通過導向套(60)的高度y2、閥體(46)的平面(96)和凸起(104)的座面(90)之間的間距》以及包括剩余空氣間隙板(76)并帶有套狀突出部的銜鐵板(32)的高度定義。
全文摘要
一種具有保持體(12)的燃料噴射器(10),電磁閥(14)嵌入到所述保持體中,所述電磁閥(14)操作優選針狀構造的噴射閥元件,所述電磁閥具有銜鐵組件(30),所述銜鐵組件具有銜鐵板(32)和銜鐵行程止擋(40),并且,密封座(42)通過所述銜鐵組件(30)打開或者封閉。所述電磁閥(14)的磁芯(22)支撐在導向套(60,62,64)上,所述導向套自身被接收在閥體(46)上并且包圍密封座(42,86)。
文檔編號F02M63/00GK101680406SQ200880018470
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月14日 優先權日2007年6月1日
發明者H·拉普 申請人:羅伯特·博世有限公司