小型噴射器銜鐵閥門組件的製作方法

2023-04-27 22:48:31

專利名稱：小型噴射器銜鐵閥門組件的製作方法
發明的領域本發明總的涉及諸如將液體燃油噴入內燃機的燃料噴射器的電動閥門，尤其涉及一種電磁線圈控制的燃料噴射器用的經濟的小型銜鐵閥門組件。
發明的背景諸如某些燃料噴射器的某些電動閥門的機構包括一個隨電動機械作動器的通電和斷電而在閥體內軸嚮往復運動的針，從而有選擇地開啟和關閉通過閥門的流道。燃料噴射器一般包含一個包括電磁線圈的電磁線圈組件，當線圈通電時，控制銜鐵軸向運動。通常，銜鐵可滑動地安置在噴射器殼體導向孔中，並由其外球面導向，磁鐵與相對於閥門座可動的閥門相連動，以控制燃油噴射。銜鐵受線圈產生的電磁力的作用、可在一個方向運動，而受回復彈簧產生的力的作用，向相反方向運動。
歷來，燃料噴射器至少包括由兩個另件組成的銜鐵針組件。銜鐵由磁性材料製成，且處於磁通路中。針通常為硬化磁性材料，並且於密封，計量，或提供一導向面。因針具有不同的功能，故傳統的針結構包括許多加工的精確的表面，增加了組裝的複雜性和成本。
一種由Siemens Automotive Corporation製造的用於DEKA的該種噴射器的最新針結構包括一個杆，其一端開有安裝銜鐵的槽，而另一端有一經精確研磨的密封和導向面。雖然這種針結構與早先的相比，不需太精密的加工，從而可降低與此相關的成本，但仍具有局限性。除銜鐵的外徑是一支承面外，針上的單獨的導向和密封面也作為支承，從而形成一個三點導向結構。如同任何多點導向系統那樣，導向的非直線性可能會造成誤動作和非再現性，並最後導致出現磨損現象，這對燃料噴射器的密封有負面影響。縮短支承長度使中心線對中要求更加嚴格。
由於近來傾向於縮小發動機組件的尺寸，有些由於減小發動機隔室內的高度，就必須減小噴注器上O-形圈與O-形圈之間的間距。因為噴射器長度的大部分是由銜鐵和針的長度決定的，因此減小這些另件的長度就會減小O-形圈之間的間距。為了減小此長度，必須對閥門密封元件或滾珠在銜鐵上的安裝加以改進。
於是，人們希望有一種小型的噴射器銜鐵組件用於電磁控制的燃料噴射器，克服先有技術的缺點。
發明的概述本發明的經濟的小型銜鐵閥門噴射器組件可滿足此要求，其中，閥門元件或滾球被直接安裝在銜鐵上。除尺寸小之外，該組件製造經濟且具有有利的噴射器性能。簡言之，本發明將某些結構特點實施到銜鐵區內的燃油噴射器上。當然，本發明的原理可應用於各種形式的燃油噴射器，而不僅是用於在此特別圖示和說明的那一種。
按照本發明，電磁控制的燃料噴射器包括一個構成能容納電磁線圈的內腔的殼體，此線圈有選擇地由電流激勵以控制燃料噴射器。一進口連接管插入電磁線圈中，使液體燃油輸入內腔。燃油經軸向相對的噴咀出口端從內腔噴出。一閥門裝置配置在進口連接管和出口端之間的內腔中，並由電磁線圈通過彈簧偏壓的銜鐵的動作而控制，打開和關閉穿過進口連接管與出口之間內腔的流道。銜鐵是一園柱形空心磁性構件，帶有窄的向下縮小部，以作為閥門密封元件或滾珠的安裝端，它被直接地安裝於銜鐵上。將銜鐵置於滾珠中點之上的安裝方法可利用樞軸型導向方案的強度，還保持現有的組件數及組裝方法。
為充分理解本發明的性質和目的，可參考下述附圖和權利要求書的詳細說明。
附圖的簡要說明在附圖中

圖1是經先有技術燃料噴射器的先有技術橫剖視圖；圖2是經燃料噴射器的橫剖視圖，體現了按本發明修改的銜鐵結構。
優先實施例的說明參見附圖，相應的標號在所有附圖中均指相同的另件。圖1以剖面形式圖示一種用於將燃油噴入內燃機的典型的先有技術電磁控制的燃料噴射器10。該噴射器10包括一由諸如粉末狀金屬或低碳鋼的磁性鋼材製造的管狀殼體12。電磁線圈組件14通過一對端子15，由來自控制源(未圖示)的電流激勵，以控制燃料噴射器10。管狀殼體12的內側包含多個不同的直徑，形成各種凸肩以備不同的功用。在噴射器10的兩端裝有密封件或O-形圈16和18，以使放置噴射器10的發動機歧管的孔口和安裝噴射器10的燃油管路密封，兩者均未圖示。噴射器10有一進口端20，和一噴咀出口端22。進口端20附近有一過濾器21，與燃油進口連接管50相通，將燃油輸向噴咀出口端22。在噴咀出口端22鏜孔，形成凸肩24，安置閥門座組件26。閥門座組件26包括一個閥門座30，一個下部針導向盤28和一個孔板32。
閥門座組件26被彎壓在閥體元件39中，使下部針導向盤28緊靠在凸肩24上。閥門座組件26可包括一個諸如O-形圈34的密封件，以防止從閥門座組件26周圍
漏燃油。閥門座組件26附近有下部針導向盤28，它具有一軸向對中孔36，針閥38穿過此孔往復運動。
針閥38的一端有一球面半徑，與閥門座組件26中的閥門座30相匹配，以關閉噴射器10。在針閥38的相對球面半徑的一端有一銜鐵40，與針閥38一道，略微沿上部導向元件41軸向自由運動。銜鐵40被可滑動地安置在進口連接管50孔中的彈簧44偏壓，使閥門關閉。
這些不同另件的相對組成和按排在現有的燃料噴射器中是常見的。差別主要是指本發明的特點。安裝到銜鐵的空心管狀部分的滾珠軸承型下部密封組件業已在該技術中推薦過。滾珠既作為密封件又作為導向件，當它座合於閥門座30中時，使銜鐵針轉動。兩點支承的導向對於對中問題設有傳統的三點導向靈敏。兩點導向使這種型式的銜鐵和針縮短到比統傳的銜鐵和針還短，也不會造成耐久性差。
本發明為電磁控制的燃料噴射器10提供一種示於圖2的小型噴射器銜鐵閥門組件52。該銜鐵閥門組件52僅包括兩個組件，一銜鐵40和一閥門密封元件或滾珠54，銜鐵40是有一窄的向下縮小部42的圓柱形管狀磁性構件。閥門密封元件54用卷邊或化學粘接的方法直接裝於銜鐵40的向下縮小部42，而不需常規的焊接。這就使銜鐵閥門組件52的總長大大縮短。將銜鐵40的向下縮小部42置於閥門密封元件或滾珠54的中點之上的安裝方法允許利用樞軸型導向方案的強度。
繼續參見圖2，由磁性材料製成的銜鐵40的頂端56有一鏜孔或一內徑，可放置回復彈簧58的一端。向下縮小部42有一比鏜孔內徑小且以鏜孔內徑軸向定位的較小內徑，可放置閥門密封元件54。閥門密封元件54包括一個由金屬或陶瓷等任何適當材料製造的滾珠軸承。可用卷邊壓配或化學連接方法使向下縮小部42安裝到滾珠54上。滾珠54可包括一任意的環形槽62，位於滾珠54外徑和頂端之間，以便於或簡化滾珠與銜鐵40的向下縮小部42的組裝。
銜鐵40可以用棒材機加工或可以是擠壓的粉末狀金屬等任何適當的方法製成。除了較小的尺寸外，粉末狀金屬銜鐵殼體的製造費用低廉且具有有利於的噴射器性能。由於這種滾珠與頸部42的安裝方法，改進後的銜鐵閥門組件52特別適用於O-形圈與O-形圈之間的間距較短的噴射器。
在本發明的優先實施例中，銜鐵40的上部外徑作為導向面，而滾珠54的直徑由下部的導向件64導向。下部導向件64被卡緊在噴射器中，位於閥門座30和閥體39中的凸肩65之間。下部導向件64有多個懸掛件其中有多個直流道68。
儘管通常不在連接部位，但銜鐵40上開有一個或多個直流道66，以連接向下縮小部42的內徑與其外徑。向下縮小部42中的直流道66可以在任何時候成形，包括在裝配工序中成形。下部導向件64上也有直流道68，使燃油流向閥門座，以及當噴射器打開時，從噴咀端22噴出。
這樣，描述了用於O-形圈與O-形圈之間的間距減小的燃料噴射器的一種經濟而小型噴射器銜鐵閥門組件的一個優先實施例。銜鐵閥門組件有一個帶向下縮小部並在其上裝閥門密封件的摸壓或鑄造的銜鐵。閥門密封件是一個用卷邊或化學粘接方法卡緊在向下縮小部的滾珠。可在下縮部最近的滾珠頂端開一環形槽以簡化安裝。小型噴射器銜鐵閥門組件的導向是滾珠靠著下部導向件64，而銜鐵靠著上部導向件或孔眼41上。滾珠可在閥門座中轉動以確保關閉閥門。
權利要求
1.一種電磁控制燃料噴射器用的噴射器銜鐵閥門組件，該噴射器具有一個殼體，內裝一電磁線圈，有選擇地被電流激勵，以控制燃料噴射器；一個進口連接管，伸入電磁線圈中，將液體燃油輸入殼體；一個軸向相對的噴咀出口端，燃油由此自殼體噴出；一閥門座裝置，配置在位於進口連接管和出口端之間的殼體內，並由電磁線圈通過銜鐵閥門組件的動作而控制，以打開和關閉穿過進口連接管和出口之間的殼體的流道，銜鐵閥門組件的特徵在於一個管狀件；一個管狀段，與所說的管狀件成一整體，管狀段內形成一內徑，與所說的管狀件軸向對中；一個閥門密封件，以密封閥門座裝置，阻止流體流過；與安裝裝置，用以將所述的閥門密封件安裝到所述的內徑中，形成一銜鐵閥門組件。
2.按權利要求1所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特徵還在於，所述的閥門密封件是一個滾珠。
3.按權利要求2所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特徵還在於，所述的閥門密封件是一個金屬滾珠軸承。
4.按權利要求2所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特徵還在於，所述的閥門密封件是一個陶瓷滾珠軸承。
5.按權利要求2所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特徵還在於，所述的滾珠有一環形槽，位於滾珠外徑和鄰近所述內徑的滾珠頂端之間。
6.按權利要求2所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特徵在於還包括一個下部導向件，以便在滾珠往復運動期間對其軸嚮導向。
7.按權利要求1所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特徵還在於，所述的管狀件包括至少一個流道，連接所說的管狀件的一端內徑與所述的管狀段外徑。
8.按權利要求1所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特徵還在於，所述的連接裝置包括將所述的管狀段的內徑彎壓到所述的閥門密封件上的裝置。
9.按權利要求1所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特徵還在於，所述的連接裝置包括使所述的管狀段的內徑與所述的閥門密封件化學粘接的裝置。
10.按權利要求5所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特徵還在於，所說的連接裝置包括將所述的管狀段的內徑彎壓到所述的滾珠上的環形槽中的裝置。
全文摘要
一種允許O－形圈(16)與O－形圈(18)的間距減小的用於燃料噴射器(10)的小型噴射器銜鐵閥門組件。銜鐵閥門組件(52)是一個圓柱形空心磁性構件,其上有一窄的下縮部(42)用作滾珠(54)的安裝置端,滾珠被直接安裝到下縮部。用卷邊或化學粘接方法將下縮部連接在滾珠的中點之上,以使可利用樞軸型導向方案的強度。
文檔編號F02M51/06GK1205761SQ96199210
公開日1999年1月20日 申請日期1996年10月11日 優先權日1995年10月30日
發明者D·P·維喬雷克, H·J·塞勒 申請人:美國西門子汽車公司