專利名稱：流體噴射器以及用于操作流體噴射器的方法和設(shè)備的制作方法
流體噴射器以及用于操作流體噴射器的方法和設(shè)備
背景技術(shù)：
流體噴射器廣泛地使用，尤其是用于內(nèi)燃發(fā)動機，它們可以設(shè)置在內(nèi)燃發(fā)動機中以便將流體配量到內(nèi)燃發(fā)動機的進氣歧管中或者直接配量到內(nèi)燃發(fā)動機的氣缸的燃燒室中。為了在不希望排放物生成方面增強燃燒過程，相應(yīng)流體噴射器可適合于在非常高的壓力下配量流體。例如，在汽油發(fā)動機的情況下，壓力可以是一直到200 bar的范圍，在柴油發(fā)動機的情況下，壓力可以是一直到2000 bar的范圍。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利于可靠而有效流體噴射的流體噴射器以及方法和設(shè)備。這些目的通過獨立權(quán)利要求的特征實現(xiàn)。本發(fā)明的有利實施例在從屬權(quán)利要求中給出。根據(jù)第一方面，本發(fā)明的特點在于一種流體噴射器，包括縱軸線和閥針，所述閥針能軸向移動且能操作在關(guān)閉位置時防止流體噴射且在其它位置時允許流體噴射。所述流體噴射器還包括機械地聯(lián)接到閥針的電樞。所述流體噴射器還包括螺線管組件，所述螺線管組件包括至少第一線圈和第二線圈，且能操作經(jīng)由施加到所述至少兩個線圈中的至少一個預(yù)定分組的電信號磁性地致動電樞。這允許流體噴射針對流體噴射器的當前操作狀況進行非常靈活的調(diào)節(jié)。此外，這允許流體噴射器的短響應(yīng)時間。流體噴射器優(yōu)選適合于將流體 (尤其是燃料)配量到內(nèi)燃發(fā)動機中。具體地，預(yù)定分組的數(shù)量與螺線管組件內(nèi)的線圈數(shù)量相對應(yīng)，且具體地為至少兩個。螺線管組件還可以包括多于兩個的線圈。流體(例如，柴油或汽油)在高壓下供應(yīng)。流體噴射器內(nèi)的高流體壓力通常抵消流體噴射器的快速致動時間。在包括多于一個線圈的第一預(yù)定分組上施加電信號有助于增加螺線管電感和作用于電樞上的磁力。這允許以快速的方式進行流體噴射。另一方面，如果流體噴射器內(nèi)的流體壓力相對低，那么電信號可施加到包括比第一分組更少線圈的第二預(yù)定分組。這減少了例如由于減少電阻引起的電阻電壓降且有助于確保流體噴射器的有效操作。同樣，螺線管組件的每個線圈都可以彼此獨立地施加電信號，從而允許流體噴射的靈活調(diào)節(jié)。在根據(jù)第一方面的有利實施例中，第一和第二線圈串聯(lián)地電聯(lián)接。這允許流體噴射器的靈活致動。當螺線管組件包括多于兩個的線圈時，所有線圈都串聯(lián)地電聯(lián)接。在根據(jù)第一方面的進一步有利實施例中，流體噴射器包括至少第一、第二和第三連接器。第一連接器電聯(lián)接到第一和第二線圈的公共觸頭。第二連接器電聯(lián)接到第二線圈的另一個觸頭。第三連接器電聯(lián)接到第一線圈的另一個觸頭。這允許在流體壓力低時經(jīng)由第一線圈致動閥針且在流體壓力高時經(jīng)由第一和第二線圈致動閥針。具體地，連接器的數(shù)量與螺線管組件的線圈數(shù)量相關(guān)。
根據(jù)第二和第三方面，本發(fā)明的特點在于一種操作流體噴射器的方法和相應(yīng)設(shè)備，其中，確定壓力，所述壓力表示流體噴射器內(nèi)的流體壓力。所述至少兩個線圈中的預(yù)定分組中的一個根據(jù)所確定壓力來選擇。電信號施加到所選擇分組。這允許流體噴射器的可靠和有效操作。例如，如果所確定壓力高，那么第一分組可以施加電信號，如果所確定壓力低，那么第二分組可以施加電信號。在根據(jù)第二和第三方面的進一步有利實施例中，如果所確定壓力等于或小于預(yù)定壓力閾值，那么電信號施加到第一線圈。如果所確定壓力超過預(yù)定壓力閾值，那么電信號施加到第一和第二線圈。第一和第二線圈可表示第一分組，第一線圈可表示第二分組。在根據(jù)第二和第三方面的進一步有利實施例中，電信號取決于所確定壓力。電信號優(yōu)選為施加到螺線管組件的電壓。優(yōu)選地，如果壓力高，那么電信號的值增加，如果壓力低，那么電信號的值減小。這有助于流體噴射器的有效操作。
本發(fā)明的示例性實施例借助于示意性附圖在下文闡述。附圖如下 圖1是流體噴射器，
圖2是控制單元， 圖3是流程圖。
具體實施例方式在不同視圖中出現(xiàn)的具有相同設(shè)計和功能的元件由相同的附圖標記表示。尤其適合于將流體(尤其是燃料)配量到內(nèi)燃發(fā)動機中的流體噴射器(圖1)包括裝配適配器2，所述裝配適配器2設(shè)計成將流體噴射器機械地和液壓地聯(lián)接到流體貯存器，例如燃料軌道。流體噴射器具有縱軸線L且還包括入口管4、閥主體6和殼體8。設(shè)置閥主體6內(nèi)的凹部10，所述凹部10接收閥針12且優(yōu)選地接收電樞14的一部分。閥針12機械地聯(lián)接到電樞14。設(shè)置入口管4的第一凹部16，所述第一凹部16與電樞14的第二凹部18液壓連通。彈簧20設(shè)置在入口管4的第一凹部16和/或電樞14的第二凹部18中。優(yōu)選地，彈簧20靠在通過防反彈盤22形成的彈簧座上。由此，彈簧20機械地聯(lián)接到閥針12。調(diào)節(jié)管M設(shè)置在入口管4的第一凹部16中。調(diào)節(jié)管對形成彈簧20 的另一個座，且在流體噴射器的制造過程期間可軸向移動以便以期望方式預(yù)加載彈簧20。在流體噴射器的關(guān)閉位置，閥針12密封地靠在座沈上且由此防止通過至少一個噴射噴嘴觀的流體流。例如，噴射噴嘴觀可以是噴射孔，然而，其還可以具有適合于配量流體的一些其它類型。座沈可以制成閥主體6的一部分，或者還可以制成為獨立部分。如果閥針12處于其它位置，那么允許流體噴射。流體噴射器包括具有第一線圈34和第二線圈36的螺線管組件30。第一線圈34 和第二線圈36優(yōu)選為包覆模制(overmolded)。螺線管組件30可包括多于兩個的線圈。流體入口 37設(shè)置在裝配適配器2中，與過濾器38連通。調(diào)節(jié)管M設(shè)計用于使得流體朝向流體噴嘴28從中流過。為此，防反彈盤22設(shè)置有合適凹部，所述凹部與電樞14 的凹部液壓地連通。調(diào)節(jié)管M設(shè)置有阻尼器40，用于阻尼流體流。阻尼器40包括至少一個孔口，流體在從流體噴射器的流體入口 37流向所述至少一個噴射噴嘴觀時必須流經(jīng)所述至少一個孔口。流體噴射器還包括用于在外部電連接螺線管組件30 (具體地，第一線圈34和第二線圈36)的連接器單元。第一線圈34和第二線圈36串聯(lián)地電聯(lián)接。如果多于兩個的線圈可用，那么所有線圈都串聯(lián)地電聯(lián)接。連接器單元包括第一連接器C0NN1、第二連接器 C0NN2和第三連接器C0NN3 (圖2)。如果螺線管組件30包括多于兩個的線圈，那么連接器單元可包括多于三個的連接器。第一連接器CONNl電聯(lián)接到第一線圈34和第二線圈36的公共觸頭。第二連接器C0NN2電聯(lián)接到第二線圈36的另一個觸頭，第一線圈34的另一個觸頭電聯(lián)接到第三連接器C0NN3。殼體8和電樞14形成磁路。磁路引導(dǎo)由螺線管組件30產(chǎn)生的磁場的磁通量。圖2示出了具有開關(guān)元件SW的控制單元ECU。控制單元優(yōu)選為發(fā)動機控制單元， 且可應(yīng)用于執(zhí)行操作流體噴射器的方法。具體地，控制單元ECU是用于操作流體噴射器的設(shè)備?？刂茊卧狤⑶經(jīng)由開關(guān)元件SW的第一端電聯(lián)接到第一連接器CONNl，且還經(jīng)由開關(guān)元件SW的第二端電聯(lián)接到第二連接器C0NN2。控制單元E⑶還可應(yīng)用于經(jīng)由第三連接器 C0NN3將流體噴射器電聯(lián)接到參考電勢GND。流體噴射通過在步驟SO (圖3)開始用于操作流體噴射器的方法而執(zhí)行。在步驟 S2，壓力P與預(yù)定壓力閾值？_1~!1 (例如，80 bar)進行比較。壓力P表示流體噴射器內(nèi)的流體壓力，例如在汽油燃燒發(fā)動機的情況下為30至220 bar。如果壓力P小于或等于壓力閾值卩_ ，那么執(zhí)行步驟S4，其中，第三連接器C0NN3電聯(lián)接到參考電勢GND。此外，以這種方式致動開關(guān)元件SW，使得電信號V經(jīng)由第一連接器CONNl施加到第一線圈34。第一線圈34 表示第一線圈34和第二線圈36的預(yù)定分組中的一個。電信號V優(yōu)選為供應(yīng)電壓。這形成作用于電樞14上的磁路，以軸向移動閥針12，從而允許流體噴射。如果壓力P超過壓力閾值P_TH，那么執(zhí)行步驟S6，其中，第三連接器C0NN3電聯(lián)接到參考電勢GND。此外，以這種方式致動開關(guān)元件SW，使得電信號V經(jīng)由第二連接器C0NN2 施加到第一線圈34和第二線圈36。第一線圈34和第二線圈36表示預(yù)定分組中的另一個。 與步驟S4相比，這導(dǎo)致螺線管組件30的增加電感。高壓力P通常抵消閥針12的快速致動。 增加螺線管組件的電感通常增加作用于電樞14上的磁力以軸向移動閥針12。這有助于閥針12的快速致動，以用于噴射流體。此外，與步驟S4中供應(yīng)的電信號V的值相比，電信號V的值在步驟S6中增加。這導(dǎo)致供應(yīng)到相應(yīng)線圈的增加電流。在步驟S8，在預(yù)定時間段之后，通過相應(yīng)地改變電信號 V，停止或限制流體噴射?？蛇x地，開關(guān)元件SW設(shè)定為中性位置，其中，開關(guān)元件SW既不聯(lián)接到第一連接器CONNl，也不聯(lián)接到第二連接器C0NN2。在步驟S10，方法結(jié)束。可選地，方法以步驟S2再次開始，以便執(zhí)行隨后流體噴射。
權(quán)利要求
1.一種流體噴射器，包括縱軸線(L);閥針(12)，所述閥針能軸向移動且能操作在關(guān)閉位置時防止流體噴射且在其它位置時允許流體噴射；機械地聯(lián)接到閥針(12)的電樞(14)；螺線管組件(30)，所述螺線管組件包括至少第一線圈和第二線圈(34，36)，且能操作經(jīng)由施加到所述至少兩個線圈(34，36)中的至少一個預(yù)定分組的電信號(V)磁性地致動電樞(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體噴射器，其中，第一和第二線圈(34，36)串聯(lián)地電聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體噴射器，包括至少第一、第二和第三連接器(C0NN1， C0NN2, C0NN3)，其中，第一連接器(CONNl)電聯(lián)接到第一和第二線圈(34，36)的公共觸頭，其中，第二連接器(C0NN2)電聯(lián)接到第二線圈(36)的另一個觸頭，其中，第三連接器 (C0NN3)電聯(lián)接到第一線圈(34)的另一個觸頭。
4.一種用于操作根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的流體噴射器的方法，其中，確定壓力(P)，所述壓力表示流體噴射器內(nèi)的流體壓力；根據(jù)所確定壓力(P)來選擇所述至少兩個線圈(34，36)中的預(yù)定分組中的一個；將電信號(V)施加到所選擇分組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，如果所確定壓力(P)等于或小于預(yù)定壓力閾值 (P_TH),那么電信號(V)施加到第一線圈(34)，其中，如果所確定壓力(P)超過預(yù)定壓力閾值(P_TH)，那么電信號(V)施加到第一和第二線圈(34，36)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，電信號(V)取決于所確定壓力(P)。
7.一種用于操作根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的流體噴射器的設(shè)備，所述設(shè)備能操作確定壓力(P)，所述壓力表示流體噴射器內(nèi)的流體壓力；根據(jù)所確定壓力(P)來選擇所述至少兩個線圈(34，36)中的預(yù)定分組中的一個；將電信號(V)施加到所選擇分組。
全文摘要
一種流體噴射器包括縱軸線(L)和閥針(12)，所述閥針能軸向移動且能操作在關(guān)閉位置時防止流體噴射且在其它位置時允許流體噴射。流體噴射器還包括機械地聯(lián)接到閥針(12)的電樞(14)。流體噴射器還包括螺線管組件(30)，所述螺線管組件包括至少第一線圈和第二線圈(34，36)，且能操作經(jīng)由施加到所述至少兩個線圈(34，36)中的至少一個預(yù)定分組的電信號(V)磁性地致動電樞(14)。
文檔編號F02M51/06GK102472214SQ201080029734
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者格蘭迪 M. 申請人:歐陸汽車有限責(zé)任公司