專利名稱：用于燃料噴射器的帶有一球閥的電磁計量閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于燃油噴射器尤其是用于內燃機的帶有一球閥的改進的電磁計量閥。
燃料噴射器的計量閥一般包括一帶有一排放導管的控制室，該排放導管一般由一非常硬的球體關閉。在公知的計量閥中，通常由一彈簧使球體保持在排放導管座內的關閉位置，并且當一控制電磁鐵被激勵時，銜鐵解除彈簧對球體的作用以打開導管。由于控制室內燃料的高壓，因此需要一非常強的彈簧關閉該閥。
在公知的閥中，銜鐵被連接到一桿上，該桿由彈簧直接壓在球閥上，從而使桿與球體之間的接觸基本為點接觸。這就導致球體與桿之間的很大的壓力，并且由于球體是由比桿更堅硬的材料制成，從而在桿上發生變形或產生磨痕這就影響了球體的行程。
眾所周知，球體的行程從而電磁鐵的銜鐵的行程是決定噴入發動機燃料量的一個主要參數。也就是說，在一給定時間內電磁鐵被激勵，并且對于一個給定的供給壓力，球體行程的增加對應于閥門開啟與關閉時間的延長，從而噴射的燃料量的增加。
此外，銜鐵與球體間的傳動機構的制造過程中不可避免的公差使銜鐵、桿與球座的軸線很難完全對中，從而公知的閥在相對閥座沿精確軸向方向作用于球上面即在消除桿作用于球上橫向分力方面存在有問題。此外，為確保閥的有效密封，銜鐵的作用表面必須完全平行于球體的支持面。
上述類型的計量閥是公知的，其中閥座為錐形，以避免球體與銳邊接觸；還有人提出了一種計量閥，其中桿包括一包容球體的球形凹面。而這種凹面不允許球體的側向移動，從而由于閥組件不可避免的裝配公差，在球體發生未對準促動時，球體不能自動對中。
本發明的一個目的是提供一種簡單可靠的上述類型的計量閥，通過在最高壓力條件下保證閥的密封性能與可靠恒定的噴射器運作來消除已有裝置的上述缺陷。
根據本發明，提供了一種帶有一球閥的電磁計量閥，包括有一作用在一錐形座上以關閉噴射器控制室的排放導管的球體；一個用于驅動一銜鐵以控制一圓柱形桿的電磁鐵，圓柱形桿與所述錐形座同軸并通常受彈性推壓以將所述球保持在抵靠所述錐形座的關閉位置上；所說桿由一也與所說錐形座同軸的導向套筒導向；一退耦接頭設置于所說桿與所說球體之間以將所說桿的作用傳給與所說錐形座同軸的所說球體，并減少由于所說球體磨損而引起的所述銜鐵行程可能發生的變化。
具體地說，該退耦接頭包括一板，其上有一與所述桿接合的平面和一背對所說平面并與球體接合的球形凹面；所說的凹面使球體在錐形座上對中，并保證閥的最佳密封。比較好的情形是，凹面的直徑略大于球體直徑以減少凹面與球體相互接合表面之間的壓力。
下面結合附圖對本發明的最佳、非限制性實施例通過實例作出說明，其中
圖1為根據本發明以一計量閥為特征的燃油噴射器的局部剖視圖；圖2為圖1中噴射器的計量閥的放大剖視圖；圖3為圖2的局部放大剖視圖。
圖1中數字5表示一例如用于柴油內燃機的燃油噴射器，包括一連接到一噴嘴9上的中空的殼體6，噴嘴9的末端有一個或多個噴嘴11；一控制桿8在殼體6內部滑動，并由一接頭10連接到一用于關閉噴嘴11的桿12上。
殼體6包括一輸送管13，其中插裝有一入口接頭16，該接頭16連接到一普通的燃料供給泵上，輸送管本身包括一孔14(圖2)，其通過導管17、18和21(圖1)與噴嘴9的注射室19連通；桿12包括一臺肩22，腔室19內的受壓燃料作用在該臺肩22上；一壓縮彈簧23協助向下頂推桿12。
噴射器5還包括一計量閥，整體由24表示，計量閥包括一電磁鐵26，用于控制銜鐵27；電磁鐵26包括一環形的磁芯28，其軸為30，該磁芯將一普通的導電線圈29包在其中，磁芯還有一軸向孔31與一排放接頭32連通，排放接頭32連接到燃料箱上。
計量閥24還包括一與軸30同軸的殼體33，殼體有一凸緣34由一環形螺母36通過一放在其間的校準墊圈35(圖3)裝配到殼體6上，如后面的詳細說明；銜鐵27與軸30同軸，并包括一與套筒40形成一體的圓盤38，圓盤有一個或多個槽39，通過槽39使形成于殼體6上的排放室37與磁芯28的中心孔31連通；圓盤38包括一有效面45，正對磁芯28并垂直于軸30。
閥24的殼體33還包括一軸向控制室41，軸向控制室41又包括一徑向校準入口導管42(圖2)與孔14連通，以及一校準排放導管43與軸30同軸并與排放室37連通。控制室41的底部由桿8的頂面形成；且由于桿8頂面與臺肩22(圖1)的表面相比面積較大，燃料的壓力同時在彈簧23的協助下，使桿8一般保持在關閉噴嘴9的噴嘴11的位置上。
控制室41的排放導管43通常由一球式閥(shutter)44關閉，球閥44由很堅硬的材料制成，例如碳化鎢，球閥坐靠于與導管43同軸的殼體33的錐形座46(圖3)上，并由帶槽的圓柱形桿47(圖2)控制，該槽內裝有一C形環49，圓盤38由一彈簧50推靠于其上，從而使銜鐵27移開桿47。
桿47的一給定長度伸入孔31內，并以一小直徑部分51結尾，該小直徑部分51用于支承并固定裝在孔31內的第一壓縮彈簧52；桿47在與軸30同軸的固定套筒53內滑動，該套筒與一底部凸緣54(圖2)形成一體，凸緣54包括有軸向孔56；在底部，桿47還包括一整體凸緣57，凸緣57垂直于軸30并停靠在凸緣54的底面上。
環形螺母36迫使凸緣54頂靠在校準墊圈35上，墊圈35作用在殼體33之凸緣34的平面55上；凸緣34又支承在噴射器之殼體6的臺肩上；環形螺母36帶有外螺紋，并擰入排放室37(圖1)的螺紋上。具體地說，選擇墊圈35從而確定桿47的所需行程h；桿47的凸緣57配裝在旋流室58內，旋流室58通過孔56與排放室37連通。
殼體6、磁芯28、墊圈35、凸緣54、套筒53、桿47、套筒48與銜鐵27在裝配中不可避免的制造公差會使銜鐵27、桿47與錐形座46的軸線完全對中是極為困難的。而且，如果桿直接作用于球體44上，那么就會在凸緣54與球體44之間產生點接觸，球體44的硬度將會導致凸緣54的快速變形并在凸緣54上形成磨痕。
另外，甚至上述各軸線的微小的不對中都將使球體44在彈簧52的作用下受到一橫向的分力，這樣就會阻止球體44完全接觸座46，從而破壞了閥24的運作并使座46迅速變形。
根據本發明，為消除上述缺陷，一整體由62表示的退耦接頭(decouplingjoint)設置于桿47的凸緣57與球體44之間，以使凸緣57與球體44分開，從而引導球體44使之相對座46之軸線對心；該接頭62包括一圓板63(圖3)，板63有一平面64以及背對平面64的球形凹面66。
具體地說，平面64接合桿47的凸緣57，并允許板63相對桿47軸線有一定的橫向移動；而凹面66接合球體44并保證桿47的作用力沿錐形座46的軸線對中，從而使銜鐵27、桿47和閥24的殼體33的軸線的不可避免偏差以及銜鐵27圓盤38的表面45(圖1)與殼體33表面55(圖2)之間平行度的任何不足得到補償。
凹面66(圖3)的直徑D略大于球體44的直徑d，以減少凹面66與球體44的相互接合面之間的壓力；而且凹面66有一拱高F，用以當銜鐵27(圖1)被磁芯28吸引時防止球體44的移開。
具體地說，球體44的直徑d與凹面66的直徑D間的比率d/D可在92/100至98/100范圍內，而拱高F介于球體44直徑d的8/10至9/10之間。比較好的情形是，在導管43的直徑為0.25mm時，球體44的直徑d約為1.35mm，凹面66的直徑D約為1.40mm，拱高F約為1.00mm。
而且，錐形座46的頂角α介于110度至120度之間；為防止板63的周邊67與錐形座46表面間的干涉，殼體33的上表面25包括一空腔68，該空腔68可由頂角大于座46頂角α的截錐形面構成。
噴射器5的計量閥24運作如下。
當線圈29被激勵時(圖1)，磁芯28吸引銜鐵27的圓盤38，圓盤通過環49必然將桿47相對彈簧52向上提起；桿47的凸緣57在腔室58內產生渦流，以緩沖凸緣57在固定凸緣54上的貼靠；腔室41內的燃料壓力于是移動球體44至打開位置，以將燃料從腔室41排回燃料箱；腔室19內的燃料壓力克服桿8上表面的殘余壓力以舉升桿21并通過噴嘴11將腔室19內的燃料噴出。
當線圈29被斷開時，彈簧52將桿47向下頂推，從而通過環49將銜鐵27拉下；桿47的動能也被凸緣57在腔室58內的燃料中產生的渦流部分消耗；借助于由于直徑D和d的不同而形成的間隙，與球體44配接的板63之凹面66(圖3)的表面使球體44能夠始終相對閥24的錐形座46對中；因此，球體44關閉排放導管43；受壓燃料恢復控制室41內的壓力，以使桿12(圖1)關閉噴嘴11。
另外，借助于球體44與凹面66(圖3)間的接觸產生于直徑略有不同的兩球形表面之間，減少所說各表面上的壓力，從而防止了劃痕的形成并從而銜鐵27行程h的變化，從而就噴射的燃料量而言，保證了長期的一致性。
與公知的閥相比，本發明計量閥24的優點可以從以上的說明中清楚地看到。尤其是，板63一方面相對錐形座46導引球體44并使之對中，另一方面改善了閥24的穩定性。
很清楚，在不脫離本發明的范圍內，可對本說明與圖示的計量閥作出變化。例如，銜鐵27可以與桿47形成一體；桿47不一定必然包括凸緣57；板63的形狀和大小可以與上述的不同。
權利要求
1.一種用于燃料噴射器的帶有球閥的電磁計量閥，包括一球體(44)，作用于一錐形座(46)上以關閉噴射器控制室(41)的排放導管(43)；和一電磁鐵(26)，用于驅動銜鐵(27)以控制一與所說錐形座(46)同軸并且一般被彈性推動以將所述球體(44)保持于抵靠所述錐形座(46)的關閉位置上的圓柱形桿(47)；所說桿(47)由一也與所說錐形座(46)同軸的導向套筒(53)導引；其特征在于一退耦接頭(62)設置于所說桿(47)與所說球體(44)之間，以將所說桿(47)的作用傳給與所說錐形座(46)同軸的所說球體(44)，并減少由于所說球體(44)的磨損而引起的所說銜鐵(27)行程發生的變化。
2.根據權利要求1所述的電磁計量閥，其特征在于，所說退耦接頭(62)包括一板(63)，具有一與所說桿(47)接合的平面(64)，和一背對所說平面(64)并與所說球體(44)接合的球形凹面(66)；所說凹面(66)將所述球體(44)對中在所述錐形座(46)上，并確保閥的最佳密封。
3.根據權利要求2所述的電磁計量閥，其特征在于，所說凹面(66)的直徑(D)略大于所說球體(44)的直徑(d)，以減少所說凹面(66)與所說球體(44)的相互接合面間的壓力。
4.根據權利要求3所述的電磁計量閥，其特征在于，所說球體(44)的直徑(d)與所說凹面(66)的直徑(D)間的比率(d/D)介于92/100和98/100之間；所說球體(44)的硬度大于所說板(63)的硬度。
5.根據權利要求4所述的電磁計量閥，其特征在于，所說錐形座(46)的頂角在110度和120度之間。
6.根據上述權利要求任一項所述的電磁計量閥，其特征在于，所說銜鐵(27)是與所說桿(47)同軸的圓盤體(38)；所說圓盤體(38)與一在所說桿(47)上相對一彈簧(50)滑動的套筒(40)形成一體；所說桿(47)和一與所說板(63)的所說平面(64)相接合的凸緣(57)形成一體。
全文摘要
本發明公開了一種計量閥,包括有一球閥,用于一排放導管之上的錐形座;和一電磁鐵,用于控制一銜鐵;銜鐵的桿具有一凸緣并由一固定套筒導向,并由一彈簧頂推以保持球體與錐形座相接觸;在凸緣與球體之間設置一退耦接頭,其形式為帶有一接合凸緣的平面和接合球體以使錐形座上的球體對中的球形凹面;凹面的直徑略大于球體的直徑以減少凹面與球體的相互接合面間的壓力。
文檔編號F16K31/06GK1190711SQ9712644
公開日1998年8月19日 申請日期1997年12月23日 優先權日1996年12月23日
發明者馬里奧·里科 申請人:艾拉西斯·西斯特瑪·里瑟卡·菲亞特·耐爾·麥茲奧吉奧爾諾有限公司