CN102828873B - 喷射阀的阀组件和喷射阀 - Google Patents

Abstract

喷射阀的阀组件和喷射阀。本发明涉及喷射阀的阀组件，包括具有中心纵向轴线的阀体，阀体包括具有液体进口部分和液体出口部分的腔体；在腔体中能轴向运动的阀针，阀针在关闭位置处阻止液体流动通过液体出口部分并在另外位置处释放液体流动通过液体出口部分，阀针包括在径向方向上延伸的突出部；和设计为驱动阀针的电磁致动器单元，电磁致动器单元包括能在腔体中轴向运动的电枢。电枢包括电枢腔体。电枢腔体具有第一止动表面和第二止动表面。止动表面的法线基本上在轴向方向上取向。第二止动表面基本上面对第一止动表面。阀针的突出部以限制轴向方向上的阀针与电枢之间的相对运动的方式设置在电枢腔体中轴向地位于第一止动表面与第二止动表面之间。

Description

喷射阀的阀组件和喷射阀

技术领域

本发明涉及一种喷射阀的阀组件和一种喷射阀。

背景技术

喷射阀是广泛使用的，尤其是用于内燃发动机，在内燃发动机中可以设置喷射阀以便将液体配送到该内燃发动机的引入歧管中或者直接配送到内燃发动机的气缸的燃烧室中。

以不同形式制造喷射阀以便满足对不同燃烧发动机的不同需求。因此，例如，喷射阀的长度、喷射阀的直径以及还有喷射阀的负责配送液体的路径的不同元件可在较宽范围内变化。除此之外，喷射阀可容纳用来驱动喷射阀的阀针的致动器，该致动器例如可以是电磁致动器或压电致动器。

为了在考虑到产生无用排放的情况下提高燃烧过程，有关喷射阀可适于在非常高的压力下配送液体。尤其是，喷射阀可适于在非常高的压力下配送非常小量的液体。这些压力可以例如在汽油发动机的情况下处于高达200巴的范围内并且在柴油发动机的情况下处于大于2000巴的范围内。

发明内容

本发明的目的是产生促进可靠的和精确的功能的阀组件。

该目的通过独立权利要求的特征来实现。本发明的优选实施例在从属权利要求中给出。

本发明的特点是喷射阀的阀组件，包括：具有中心纵向轴线的阀体，该阀体包括具有液体进口部分和液体出口部分的腔体；在该腔体中可轴向运动的阀针，该阀针在关闭位置处阻止液体流动通过液体出口部分并且在另外位置处释放液体流动通过液体出口部分，该阀针包括在径向方向上延伸的突出部；和被设计为驱动阀针的电磁致动器单元。该电磁致动器单元包括可在腔体中轴向运动的电枢。该电枢包括电枢腔体。该电枢腔体具有第一止动表面和第二止动表面。止动表面的法线基本上沿轴向方向取向。第二止动表面基本上面对第一止动表面。阀针的突出部以限制轴向方向上的在阀针与电枢之间的相对运动的方式设置在电枢腔体中轴向地位于第一止动表面与第二止动表面之间。

这具有如下优点，即阀针的突出部设置在两个止动表面之间的电枢腔体中提供了在电枢与阀针之间的相对位置的明确限定的范围。此外，可以获得在电枢护圈与阀针的突出部之间的大接触表面。因此，阀针的突出部与电枢之间的磨损可以被保持得小。因此，可以在长时间内获得喷射阀的稳定的操作性能。此外，在电枢护圈与阀针的突出部之间的接触区域中的保护涂层可以被取消。

在优选实施例中，电枢包括电枢主体和电枢护圈。电枢护圈固定地耦合到电枢主体，并且以电枢护圈和电枢主体形成电枢腔体的方式被成形。这具有如下优点，即具有电枢腔体的电枢可以容易地制造。

在另一个有利的实施例中，电枢护圈成形为环形轴环。这具有如下优点，即电枢护圈可以容易地制造。此外，具有止动表面的电枢腔体可以具有明确限定的形状。

在另一个有利的实施例中，电枢护圈的纵向横截面具有L形状。这具有如下优点，即电枢护圈可以容易地制造。

在另一个有利的实施例中，弹簧元件设置在电枢腔体中轴向地位于阀针的突出部与电枢护圈之间。这具有如下优点，即电枢通过弹簧元件作用在阀针上使得阀针的动作可相对于电枢延迟。由此，阀针的动态特性可以得到抑制。因此，在阀针和/或电枢之间的接触区域中的阀针和/或电枢上的磨损效应可以被保持得小。因此，可以获得在阀针与电枢之间的良好的长期接触并且由磨损效应造成的静态流量漂移可以被保持得小。

在另一个有利的实施例中，弹簧元件是圈状弹簧或波状弹簧。这具有如下优点，即弹簧元件的简单形状和低成本解决方案是可能的。此外，可以获得弹簧元件在电枢腔体中的牢固设置。

附图说明

接下来借助于示意图解释本发明的示例性实施例。示意图如下：

图1以纵向剖视图示出具有阀组件的喷射阀，和

图2示出阀组件的一部分的放大视图。

具体实施方式

出现在不同图示中的具有相同设计和功能的元件用相同的参考标记来标识。

特别适用于向内燃发动机配送燃料的喷射阀10特别包括阀组件12和进口管14。

阀组件12包括具有中心纵向轴线L的阀体16。阀组件12具有部分地设置在阀体16周围的壳体18。

腔体20设置在阀体16中。腔体20包括液体出口部分21和液体进口部分22。液体出口部分21与液体进口部分22液压连通。

腔体20容纳阀针24和电枢26。阀针24可在腔体20中轴向运动。阀针24包括突出部28。优选地，突出部28形成为在阀针24周围的轴环。突出部28固定地耦合到阀针24。电枢26可在腔体20中轴向运动。

主弹簧30设置在在进口管14中提供的凹座32中。主弹簧30机械地耦合到引导元件33。引导元件33固定地耦合到阀针24。主弹簧30将力朝向喷射阀10的喷嘴34施加到引导元件33上以及因此施加到阀针24上。喷嘴34例如可以是喷射孔。

电枢26具有电枢腔体36。电枢26具有电枢主体38和电枢护圈40。电枢护圈40固定地耦合到电枢主体38。电枢主体38和电枢护圈40形成电枢腔体36。优选地，电枢护圈40成形为具有L形纵向横截面的轴环。

电枢腔体36具有第一止动表面42a和第二止动表面42b。第一止动表面42a的法线和第二止动表面42b的法线在轴向方向上取向。第二止动表面42b面对第一止动表面42a。阀针24的突出部28设置在电枢腔体36中轴向地位于第一止动表面42a与第二止动表面42b之间。由此限制阀针24与电枢36之间的在轴向方向上的相对运动。

在阀针24的关闭位置处，阀针24密封地靠在座板44上由此阻止液体流动通过至少一个喷嘴34。

阀组件12配备有优选为电磁致动器的致动器单元46。电磁致动器单元46包括优选设置在壳体18内部的线圈48。此外，电磁致动器单元46包括电枢主体38。阀体16、壳体18、进口管14和电枢主体38形成电磁回路。

弹簧元件50设置在电枢腔体36中轴向地位于阀针24的突出部28与电枢26的电枢护圈40之间。在阀组件12的静止状态期间，弹簧元件50在突出部28与电枢护圈40之间形成轴向基本距离(尽端抬升(blindlift)B，图2)。弹簧元件50能够抑制电枢26的电枢护圈40与阀针24的突出部28之间的运动传输。

在下文中，详细描述喷射阀10的功能：

液体通过液体进口管14的凹座32被引导至阀体16中的液体进口部分22。随后，液体被引导朝向阀体16中的液体出口部分21。

在阀针24的关闭位置处，阀针24阻止液体流动通过阀体16中的液体出口部分21。除了阀针24的关闭位置之外，阀针24能够使得液体流动通过液体出口部分21。

在具有线圈48的电磁致动器46通电的情况下，致动器单元46可以在电枢26上施加电磁力。电枢26被具有线圈48的电磁致动器单元46吸引并在轴向方向上远离液体出口部分21地运动。在电枢26克服了电枢26与阀针24的突出部28之间的尽端抬升B之后，电枢26带领阀针24与其一起。因此，阀针24在轴向方向上脱离关闭位置地运动。除了阀针24的关闭位置之外，在喷射阀10的面向远离致动器单元46的轴向端部处，位于阀体16与阀针24之间的间隙形成液体路径并且液体可流经喷嘴34。

在致动器单元46断电的情况下，主弹簧30可推动阀针24在轴向方向上运动到其关闭位置。这取决于阀针24上的由具有线圈48的致动器单元46引起的力与阀针24上的由主弹簧30引起的力之间的力平衡，而与阀针24是否处于其关闭位置无关。

在位于两个止动表面42a，42b之间的电枢腔体36中设置阀针24的突出部28使得电枢26与阀针24的突出部28之间的相对位置具有有限范围。阀针24可在尽端抬升B的范围内在电枢26的两个止动表面42a，42b之间浮动以进行打开和关闭运动。

当在电枢护圈40与阀针24的突出部28之间可以获得大接触表面时，阀针24的突出部28与电枢26之间的磨损可被保持得小。因此，在喷射阀10长期运行期间可获得喷射阀10的稳定的操作性能。此外，当阀针24的突出部28与电枢26之间的接触表面可以如此大使得阀针24的突出部28与电枢26之间的接触压力可被保持得小时，电枢护圈40与阀针24的突出部28之间的接触区域中的保护涂层可被取消。

另外，当突出部28可与阀针24分离并且电枢护圈40可与电枢26分离时，阀针24的突出部28和电枢护圈40不需要是磁性回路的一部分。因此，可对阀针24的突出部28和电枢护圈40的表面进行简单的硬化处理以保持这两个部件的磨损为小的。

另外，在喷射阀10的打开和关闭期间，阀针24和电枢26的超调可以被保持得小，使得可以获得喷射阀10的非常好的动态控制。

此外，引导元件33仅没有任何附加任务的情况下执行引导功能以在打开或关闭过程期间执行阀针24的运动。

另外，电枢26以突出部28允许电枢26相对于阀针24进行相对运动的方式与阀针24去耦合。突出部28可以限制电枢26的超调以及阀针24的超调。

由于弹簧元件50，可以获得电枢26到阀针24的运动的可靠传输。

阀针24的动态特性得到抑制。因此，在阀针24的打开或关闭期间，在阀针24和/或电枢26之间的接触区域中的电枢26和/或阀针24上的磨损效应可以被保持得小。因此，可以获得阀针24与电枢26之间的长期接触。

Claims (5)

1.喷射阀（10）的阀组件（12），包括

-包括中心纵向轴线（L）的阀体（16），该阀体（16）包括具有液体进口部分（22）和液体出口部分（21）的腔体（20），

-能在腔体（20）中轴向运动的阀针（24），该阀针（24）在关闭位置处阻止液体流动通过液体出口部分（21）并且在另外的位置处释放液体流动通过液体出口部分（21），该阀针（24）包括在径向方向上延伸的突出部（28），和

-被设计为驱动阀针（24）的电磁致动器单元（46），该电磁致动器单元（46）包括能在腔体（20）中轴向运动的电枢（26），

其中电枢（26）包括电枢腔体（36），该电枢腔体（36）具有第一止动表面（42a）和第二止动表面（42b），止动表面（42a，42b）的法线基本上在轴向方向上取向，第二止动表面（42b）基本上面对第一止动表面（42a），以及阀针（24）的突出部（28）以限制轴向方向上的在阀针（24）与电枢（26）之间的相对运动的方式设置在电枢腔体（36）中轴向地位于第一止动表面（42a）与第二止动表面（42b）之间，

电枢（26）包括电枢主体（38）和电枢护圈（40），电枢护圈（40）固定地耦合到电枢主体（38）并且以电枢护圈（40）和电枢主体（38）形成电枢腔体（36）的方式被成形，并且

弹簧元件（50）设置在电枢腔体（36）中轴向地位于阀针（24）的突出部（28）与电枢护圈（40）之间，

电枢护圈（40）和突出部（28）具有大的接触表面并且在电枢（26）克服了突出部（28）与电枢护圈（40）之间的尽端抬升（B）时电枢（26）带领阀针（24）与其一起。

2.根据权利要求1所述的阀组件（12），其中电枢护圈（40）被成形为环形轴环。

3.根据权利要求1或2所述的阀组件（12），其中电枢护圈（40）的纵向横截面具有L形状。

4.根据权利要求1或2所述的阀组件（12），其中弹簧元件（50）是圈状弹簧或波状弹簧。

5.具有根据前述权利要求之一所述的阀组件（12）的喷射阀（10）。