布置在伺服噴射器中的液壓間隙調(diào)節(jié)器的制作方法

本發(fā)明涉及一種布置在伺服噴射器中的液壓間隙調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)：

設(shè)置有壓電致動(dòng)器或磁致伸縮致動(dòng)器(magnetorestrictiveactuator)的伺服噴射器設(shè)置有液壓間隙調(diào)節(jié)器，該液壓間隙調(diào)節(jié)器布置在噴射器的控制閥和致動(dòng)器之間，以便將位移力從致動(dòng)器傳遞至閥。因此，閥在使燃料能夠以高壓退出控制腔室的打開位置與禁止所述燃料退出的關(guān)閉位置之間交換。

de102009000203和de102010029106公開了類似實(shí)施方式的液壓間隙調(diào)節(jié)器，該液壓間隙調(diào)節(jié)器也被稱為液壓耦合器。該調(diào)節(jié)器包括連接至致動(dòng)器的致動(dòng)器側(cè)構(gòu)件和連接至閥的閥側(cè)構(gòu)件。致動(dòng)器側(cè)構(gòu)件由非常堅(jiān)硬的籠式彈簧(cagespring)而被拉向致動(dòng)器，而閥側(cè)構(gòu)件由不太堅(jiān)硬的螺旋彈簧拉向控制閥的關(guān)閉位置。在致動(dòng)器側(cè)構(gòu)件和閥側(cè)構(gòu)件之間設(shè)置有腔室，該腔室在使用中填充燃料，從而將致動(dòng)器的位移傳遞至閥側(cè)構(gòu)件。

頻發(fā)的問題是間隙調(diào)節(jié)器的重要總長(zhǎng)，這對(duì)快速閥運(yùn)動(dòng)具有重大危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因而，本發(fā)明的目的是解決或至少減輕提供液壓間隙調(diào)節(jié)器時(shí)的上述問題，該液壓間隙調(diào)節(jié)器適合于布置在伺服噴射器中，插設(shè)在位于致動(dòng)器和控制閥組件之間的在使用時(shí)填充燃料的液壓容積中。在伺服噴射器中，致動(dòng)器典型地是壓電致動(dòng)器或磁致伸縮致動(dòng)器。該調(diào)節(jié)器包括下活塞、上活塞、外彈簧和內(nèi)彈簧。具體地說，所述下活塞具有柱形杯狀形狀，該杯狀形狀具有外周壁和底壁，所述外周壁限定內(nèi)孔，所述上活塞以可滑動(dòng)的方式布置在該內(nèi)孔中，所述內(nèi)彈簧布置在所述底壁上，并且該內(nèi)彈簧被壓縮在所述下活塞的所述底壁和所述上活塞的底面之間。所述外彈簧和所述內(nèi)彈簧這兩者朝向所述致動(dòng)器偏壓所述上活塞。

該有利布置能夠限制調(diào)節(jié)器的總高度。

此外，所述內(nèi)彈簧包括具有彎曲形狀或錐形形狀從而提供彈性的盤。

在一另選方案中，所述內(nèi)彈簧可以包括互補(bǔ)地布置以便獲得所需剛性的多個(gè)所述盤的堆疊。

更具體地說，所述盤均基本為圓形并且一個(gè)平面上具有曲率。

該間隙調(diào)節(jié)器進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)墊片，該調(diào)節(jié)墊片布置在所述下活塞的所述底壁和所述上活塞的所述底面之間，以便調(diào)節(jié)所述內(nèi)彈簧的負(fù)載并使燃料占據(jù)的液壓容積最小化。

更具體地說，所述上活塞包括主柱形本體和徑向突出超過所述本體的邊緣的頭部蓋。所述外彈簧在頭部蓋徑向突起的下方受到壓縮并朝向所述致動(dòng)器軸向偏壓所述上活塞。

在另選實(shí)施方式中，所述上活塞的所述頭部蓋是定位并放置在所述主柱形本體上的獨(dú)立部件。

此外，所述主柱形本體可以是中空的，以便減少移動(dòng)部件的質(zhì)量。

更具體地說，所述外彈簧是籠式彈簧。

本發(fā)明進(jìn)一步延伸至一種伺服燃料噴射器，該伺服燃料噴射器包括如上所述的液壓間隙調(diào)節(jié)器。

所述致動(dòng)器可以是壓電致動(dòng)器，或者另選地是磁致伸縮致動(dòng)器。

附圖說明

現(xiàn)在將通過參照附圖來描述本發(fā)明，附圖中：

圖1是設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的液壓間隙調(diào)節(jié)器的伺服燃料噴射器。

圖2是圖1的間隙調(diào)節(jié)器的放大圖。

圖3是間隙調(diào)節(jié)器的另選實(shí)施方式。

具體實(shí)施方式

為了使如下描述容易并清楚，任意選擇圖的上下取向，并且在沒有限制本發(fā)明的任何意圖的情況下可以利用諸如“在...上方”、“在...下面”、“在...之上”、“在...下方”之類的措辭和表述。此外，在不同實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)類似功能的類似特征用相同的附圖標(biāo)記表示。

圖1代表伺服燃料噴射器10，該伺服燃料噴射器10大體沿著主軸線a1從在附圖的頂部繪制的噴射器頭部12延伸至在附圖的底部繪制的噴射器噴嘴14。噴射器10主要包括由固定至彼此的若干部件的組件構(gòu)成的噴射器本體16，并且在所述本體16中從頭部12到噴嘴14布置有致動(dòng)器18(該致動(dòng)器18是壓電致動(dòng)器或磁致伸縮致動(dòng)器)、液壓間隙調(diào)節(jié)器20、控制閥組件22和針閥24。此外，設(shè)置電鏈路26以給致動(dòng)器18供能，所述鏈路從致動(dòng)器18延伸至布置在噴射器10的噴射器頭部12中的連接器28。

致動(dòng)器18和控制閥組件22沿著平行于主軸線a1并從該主軸線a1偏移的第二軸線a2延伸，該主軸線a1也是針閥24的軸線。

所述偏移在ep1693563中首次引入，盡管其具有多種優(yōu)點(diǎn)，但是本發(fā)明可以在不具有所述偏移的噴射器中實(shí)現(xiàn)。

如之前在申請(qǐng)?zhí)杇b1314826中描述的，閥組件22包括常閉的上閥30和常開的下閥32。這兩個(gè)閥均為二通閥或開關(guān)閥，所述兩個(gè)二通閥的布置與三通閥類似地操作。請(qǐng)本領(lǐng)域技術(shù)人員從gb1314826中了解控制閥組件22的詳細(xì)操作。

該噴射器本體16進(jìn)一步容納：高壓線路34，該高壓線路34從布置在噴射器頭部12中的入口36延伸至布置在噴嘴14的頂端處的多個(gè)噴射孔38；以及低壓回路40，該低壓回路40從控制閥22延伸至也布置在噴射器的頭部12中的出口42。高壓線路34和低壓線路40在控制閥22的區(qū)域內(nèi)互連。

為了舉例說明并且沒有任何意圖限制本發(fā)明，也不詳述燃料噴射設(shè)備的操作，“高壓”通常高于2000巴或2500巴或甚至3000巴。

現(xiàn)在給出該操作的初步大體描述。在使用中，當(dāng)致動(dòng)器18沒有被供應(yīng)能量時(shí)，其縮回并且不會(huì)偏壓間隙調(diào)解器20，繼而使上閥30能夠安置在其常閉位置cpv。因而，處于高壓的燃料填充位于針閥24正上方的控制腔室44，腔室44中的壓力將所述針閥24偏壓在關(guān)閉位置cpn并禁止燃料噴射。

當(dāng)致動(dòng)器18被供應(yīng)能量時(shí)，其伸長(zhǎng)并偏壓間隙調(diào)節(jié)器20，繼而又將上閥30偏壓至打開位置opv。燃料現(xiàn)在能夠朝向低壓回路40退出控制腔室44，控制腔室44中的壓力降低，從而允許針閥24向上移動(dòng)到打開位置opn，并且通過噴射孔38噴射高壓燃料。

伺服致動(dòng)器諸如壓電致動(dòng)器相比于電磁致動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于相同尺寸，當(dāng)被供應(yīng)能量時(shí)，伺服致動(dòng)器產(chǎn)生比電磁致動(dòng)器更強(qiáng)的力，所述更強(qiáng)的力能夠使否則將需要更大致動(dòng)器的部件移位。

如能夠在附圖中看到的，間隙調(diào)節(jié)器20布置在使用時(shí)填充燃料的容積v中。

現(xiàn)在參照?qǐng)D2描述間隙調(diào)節(jié)器20。間隙調(diào)節(jié)器20沿著第二軸線a2軸向地延伸，并且它包括上活塞46，該上活塞46具有被頭部蓋50覆蓋的柱形本體48，該頭部蓋50徑向延伸超過柱形本體48的外周邊緣。上活塞46可軸向滑動(dòng)地布置在杯狀下活塞52中。

所述下活塞52具有限定內(nèi)孔的外周筒狀壁54和形成杯狀形狀的底壁58，在該底壁58下方，外周壁52朝向下安置面56向下延伸。在底壁58的底面60的中心處，向下延伸一突起62，該突起62在使用中接觸上閥30的閥桿的頂部的上端面。

在杯狀下活塞52內(nèi)，抵靠底壁58布置有片簧組件64，該片簧組件64包括下盤66、調(diào)節(jié)墊片68和上盤70。如在圖2中看到的，片簧組件64夾持在下活塞52的底壁58和上活塞46的底面之間。為了給盤66、70提供必要的彈性，每個(gè)盤都略微彎曲。它還可以具有類似于已知的蝶形彈簧的錐形形狀。另一個(gè)可選方案是利用波形墊圈彈簧。此外，盤66、70互補(bǔ)地布置，從而在負(fù)載作用下它們的軸向撓曲疊加。這可以通過將這些盤布置成使得它們各自的突起或錐形頂端在相反方向上延伸而實(shí)現(xiàn)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還已知僅具有一個(gè)盤或相反具有多于兩個(gè)的軸向堆疊的盤的這種組件的其它布置，來提供進(jìn)一步的彈性或增加總體組件剛性。所提供的調(diào)節(jié)墊片68已經(jīng)填充了兩個(gè)盤彈簧66、70之間的間隙，于是使得被燃料填充的容積最小化。調(diào)節(jié)墊片68還使得容易進(jìn)行組裝，因?yàn)閷⑵洳贾迷诒P之間，則每個(gè)盤的曲率的取向?qū)ζ山M件64的彈性能力沒有任何影響。

間隙調(diào)節(jié)器20進(jìn)一步包括筒狀籠式彈簧72，該彈簧72在外部包圍下活塞52的外周壁54，并且軸向壓縮在噴射器本體16的橫向端面74(本領(lǐng)域技術(shù)人員將所述端面稱為閥體的上端面)與上活塞蓋頭部50的突出部分的底面之間。籠式彈簧被伺服燃料噴射器的領(lǐng)域中的技術(shù)人員稱為管狀彈簧或套筒彈簧。典型的籠式彈簧具有沿著軸線延伸的管狀本體，該本體的筒狀壁設(shè)置有多個(gè)細(xì)長(zhǎng)孔口，細(xì)長(zhǎng)軸線橫向于管狀本體的軸線?；\式彈簧72具有非常高的壓縮剛度，比盤彈簧組件62的剛度高得多，并且籠式彈簧72朝向致動(dòng)器18永久地向上拉上活塞46。

現(xiàn)在，作為之前提供的一般描述的補(bǔ)充，詳細(xì)描述間隙調(diào)節(jié)器20的操作。

當(dāng)致動(dòng)器18未被供應(yīng)能量時(shí)，其縮回?；\式彈簧72軸向膨脹并使上活塞46向上移位。低剛度盤彈簧組件64向下推動(dòng)下活塞52，從而突起62接觸上閥30的閥桿，而沒有施加足夠的力使所述上閥30從其常閉位置cpv離開，因而禁止燃料噴射。

當(dāng)致動(dòng)器18被供應(yīng)能量時(shí)，其伸長(zhǎng)并向下拉上活塞46。上活塞46的向下位移壓縮籠式彈簧72。在下活塞52的底部被被捕獲在上活塞46下方的燃料壓縮，因而片簧組件64也壓縮至由致動(dòng)器18產(chǎn)生的力整體被傳遞至下活塞52的點(diǎn)，該下活塞52因而將上閥30偏壓到打開位置opv，結(jié)果使得燃料能夠通過噴嘴14噴射。

現(xiàn)在參照?qǐng)D3通過與上述實(shí)施方式的不同來描述另選實(shí)施方式。

為了使質(zhì)量特別是移動(dòng)部件的質(zhì)量最小化以降低慣性并使得能夠進(jìn)行快速移位，上活塞46是中空的。其柱形本體48及其蓋頭部50是在加工之后固定至彼此的不同部件。

柱形本體48具有與之前描述的本體相同的外部形狀和尺寸，但是其設(shè)置有向上敞開的中央空穴76。頭部蓋50具有基本厚盤的形狀，并且它在柱形本體48上方進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而其圍繞柱形本體48的全部外周邊緣延伸。為了容易進(jìn)行定位，頭部蓋50在其內(nèi)端面78上設(shè)置有調(diào)節(jié)空穴76的開度的中央突出部分80。

頭部蓋50在柱形本體48上的固定可以使用任何已知技術(shù)諸如焊接、銅焊和膠粘來進(jìn)行。在另一個(gè)另選方案中，由于間隙調(diào)節(jié)器永遠(yuǎn)處于壓縮力作用下，頭部蓋50可以簡(jiǎn)單地定位而不是固定在柱形本體48上。

作為非限制性示例，成功測(cè)試的液壓間隙調(diào)節(jié)器具有7mm直徑的上活塞以及根據(jù)所用材料的從1到3克的質(zhì)量?；钊射?、鈦或陶瓷制成。

在該說明書中使用了如下附圖標(biāo)記

10噴射器

12噴射器的頭部

14噴射器的噴嘴

16噴射器本體

18致動(dòng)器

20液壓間隙調(diào)節(jié)器

22控制閥

24針閥

26電鏈路

28連接器

30上閥

32下閥

34高壓線路

36入口

38噴射孔

40低壓回路

42出口

44控制腔室

46上活塞

48柱形本體

50頭部蓋

52下活塞

54外周壁

56下活塞的安置面

58底壁

60底壁的底面

62突起

64片簧

66下盤

68調(diào)節(jié)墊片

70上盤

72籠式彈簧

74閥體的上端面

76中央空穴

78頭部蓋的內(nèi)端面

80中央突出部分

a1主軸線

a2第二軸線

cpv閥的關(guān)閉位置

cpn針的關(guān)閉位置

opv閥的打開位置

opn針的打開位置

v布置間隙調(diào)節(jié)器的容積