專利名稱：小型噴射器銜鐵閥門組件的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明總的涉及諸如將液體燃油噴入內(nèi)燃機(jī)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(jīng)濟(jì)的小型銜鐵閥門組件。
發(fā)明的背景諸如某些燃料噴射器的某些電動閥門的機(jī)構(gòu)包括一個隨電動機(jī)械作動器的通電和斷電而在閥體內(nèi)軸向往復(fù)運(yùn)動的針，從而有選擇地開啟和關(guān)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(dāng)線圈通電時，控制銜鐵軸向運(yùn)動。通常，銜鐵可滑動地安置在噴射器殼體導(dǎo)向孔中，并由其外球面導(dǎo)向，磁鐵與相對于閥門座可動的閥門相連動，以控制燃油噴射。銜鐵受線圈產(chǎn)生的電磁力的作用、可在一個方向運(yùn)動，而受回復(fù)彈簧產(chǎn)生的力的作用，向相反方向運(yùn)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。銜鐵由磁性材料制成，且處于磁通路中。針通常為硬化磁性材料，并且于密封，計量，或提供一導(dǎo)向面。因針具有不同的功能，故傳統(tǒng)的針結(jié)構(gòu)包括許多加工的精確的表面，增加了組裝的復(fù)雜性和成本。
一種由Siemens Automotive Corporation制造的用于DEKA的該種噴射器的最新針結(jié)構(gòu)包括一個桿，其一端開有安裝銜鐵的槽，而另一端有一經(jīng)精確研磨的密封和導(dǎo)向面。雖然這種針結(jié)構(gòu)與早先的相比，不需太精密的加工，從而可降低與此相關(guān)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(dú)的導(dǎo)向和密封面也作為支承，從而形成一個三點(diǎn)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。如同任何多點(diǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)那樣，導(dǎo)向的非直線性可能會造成誤動作和非再現(xiàn)性，并最后導(dǎo)致出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，這對燃料噴射器的密封有負(fù)面影響?？s短支承長度使中心線對中要求更加嚴(yán)格。
由于近來傾向于縮小發(fā)動機(jī)組件的尺寸，有些由于減小發(fā)動機(jī)隔室內(nèi)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(jìn)。
于是，人們希望有一種小型的噴射器銜鐵組件用于電磁控制的燃料噴射器，克服先有技術(shù)的缺點(diǎn)。
發(fā)明的概述本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)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，該組件制造經(jīng)濟(jì)且具有有利的噴射器性能。簡言之，本發(fā)明將某些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實施到銜鐵區(qū)內(nèi)的燃油噴射器上。當(dāng)然，本發(fā)明的原理可應(yīng)用于各種形式的燃油噴射器，而不僅是用于在此特別圖示和說明的那一種。
按照本發(fā)明，電磁控制的燃料噴射器包括一個構(gòu)成能容納電磁線圈的內(nèi)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(jìn)口連接管插入電磁線圈中，使液體燃油輸入內(nèi)腔。燃油經(jīng)軸向相對的噴咀出口端從內(nèi)腔噴出。一閥門裝置配置在進(jìn)口連接管和出口端之間的內(nèi)腔中，并由電磁線圈通過彈簧偏壓的銜鐵的動作而控制，打開和關(guān)閉穿過進(jìn)口連接管與出口之間內(nèi)腔的流道。銜鐵是一園柱形空心磁性構(gòu)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，它被直接地安裝于銜鐵上。將銜鐵置于滾珠中點(diǎn)之上的安裝方法可利用樞軸型導(dǎo)向方案的強(qiáng)度，還保持現(xiàn)有的組件數(shù)及組裝方法。
為充分理解本發(fā)明的性質(zhì)和目的，可參考下述附圖和權(quán)利要求書的詳細(xì)說明。
附圖的簡要說明在附圖中

圖1是經(jīng)先有技術(shù)燃料噴射器的先有技術(shù)橫剖視圖；圖2是經(jīng)燃料噴射器的橫剖視圖，體現(xiàn)了按本發(fā)明修改的銜鐵結(jié)構(gòu)。
優(yōu)先實施例的說明參見附圖，相應(yīng)的標(biāo)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于將燃油噴入內(nèi)燃機(jī)的典型的先有技術(shù)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制造的管狀殼體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(nèi)側(cè)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(fā)動機(jī)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(jìn)口端20，和一噴咀出口端22。進(jìn)口端20附近有一過濾器21，與燃油進(jìn)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)向盤28，它具有一軸向?qū)χ锌?6，針閥38穿過此孔往復(fù)運(yùn)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(guān)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(dǎo)向元件41軸向自由運(yùn)動。銜鐵40被可滑動地安置在進(jìn)口連接管50孔中的彈簧44偏壓，使閥門關(guān)閉。
這些不同另件的相對組成和按排在現(xiàn)有的燃料噴射器中是常見的。差別主要是指本發(fā)明的特點(diǎn)。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(yè)已在該技術(shù)中推薦過。滾珠既作為密封件又作為導(dǎo)向件，當(dāng)它座合于閥門座30中時，使銜鐵針轉(zhuǎn)動。兩點(diǎn)支承的導(dǎo)向?qū)τ趯χ袉栴}設(shè)有傳統(tǒng)的三點(diǎn)導(dǎo)向靈敏。兩點(diǎn)導(dǎo)向使這種型式的銜鐵和針縮短到比統(tǒng)傳的銜鐵和針還短，也不會造成耐久性差。
本發(fā)明為電磁控制的燃料噴射器10提供一種示于圖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(gòu)件。閥門密封元件54用卷邊或化學(xué)粘接的方法直接裝于銜鐵40的向下縮小部42，而不需常規(guī)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置于閥門密封元件或滾珠54的中點(diǎn)之上的安裝方法允許利用樞軸型導(dǎo)向方案的強(qiáng)度。
繼續(xù)參見圖2，由磁性材料制成的銜鐵40的頂端56有一鏜孔或一內(nèi)徑，可放置回復(fù)彈簧58的一端。向下縮小部42有一比鏜孔內(nèi)徑小且以鏜孔內(nèi)徑軸向定位的較小內(nèi)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(dāng)材料制造的滾珠軸承?？捎镁磉厜号浠蚧瘜W(xué)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(huán)形槽62，位于滾珠54外徑和頂端之間，以便于或簡化滾珠與銜鐵40的向下縮小部42的組裝。
銜鐵40可以用棒材機(jī)加工或可以是擠壓的粉末狀金屬等任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ瞥?。除了較小的尺寸外，粉末狀金屬銜鐵殼體的制造費(fèi)用低廉且具有有利于的噴射器性能。由于這種滾珠與頸部42的安裝方法，改進(jìn)后的銜鐵閥門組件52特別適用于O-形圈與O-形圈之間的間距較短的噴射器。
在本發(fā)明的優(yōu)先實施例中，銜鐵40的上部外徑作為導(dǎo)向面，而滾珠54的直徑由下部的導(dǎo)向件64導(dǎo)向。下部導(dǎo)向件64被卡緊在噴射器中，位于閥門座30和閥體39中的凸肩65之間。下部導(dǎo)向件64有多個懸掛件其中有多個直流道68。
盡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(nèi)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(dǎo)向件64上也有直流道68，使燃油流向閥門座，以及當(dāng)噴射器打開時，從噴咀端22噴出。
這樣，描述了用于O-形圈與O-形圈之間的間距減小的燃料噴射器的一種經(jīng)濟(jì)而小型噴射器銜鐵閥門組件的一個優(yōu)先實施例。銜鐵閥門組件有一個帶向下縮小部并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(xué)粘接方法卡緊在向下縮小部的滾珠?？稍谙驴s部最近的滾珠頂端開一環(huán)形槽以簡化安裝。小型噴射器銜鐵閥門組件的導(dǎo)向是滾珠靠著下部導(dǎo)向件64，而銜鐵靠著上部導(dǎo)向件或孔眼41上。滾珠可在閥門座中轉(zhuǎn)動以確保關(guān)閉閥門。
權(quán)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(nèi)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(jìn)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，配置在位于進(jìn)口連接管和出口端之間的殼體內(nèi)，并由電磁線圈通過銜鐵閥門組件的動作而控制，以打開和關(guān)閉穿過進(jìn)口連接管和出口之間的殼體的流道，銜鐵閥門組件的特征在于一個管狀件；一個管狀段，與所說的管狀件成一整體，管狀段內(nèi)形成一內(nèi)徑，與所說的管狀件軸向?qū)χ?；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(nèi)徑中，形成一銜鐵閥門組件。
2.按權(quán)利要求1所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特征還在于，所述的閥門密封件是一個滾珠。
3.按權(quán)利要求2所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特征還在于，所述的閥門密封件是一個金屬滾珠軸承。
4.按權(quán)利要求2所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特征還在于，所述的閥門密封件是一個陶瓷滾珠軸承。
5.按權(quán)利要求2所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特征還在于，所述的滾珠有一環(huán)形槽，位于滾珠外徑和鄰近所述內(nèi)徑的滾珠頂端之間。
6.按權(quán)利要求2所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特征在于還包括一個下部導(dǎo)向件，以便在滾珠往復(fù)運(yùn)動期間對其軸向?qū)颉?br> 7.按權(quán)利要求1所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特征還在于，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(nèi)徑與所述的管狀段外徑。
8.按權(quán)利要求1所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特征還在于，所述的連接裝置包括將所述的管狀段的內(nèi)徑彎壓到所述的閥門密封件上的裝置。
9.按權(quán)利要求1所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特征還在于，所述的連接裝置包括使所述的管狀段的內(nèi)徑與所述的閥門密封件化學(xué)粘接的裝置。
10.按權(quán)利要求5所述的噴射器銜鐵閥門組件，其特征還在于，所說的連接裝置包括將所述的管狀段的內(nèi)徑彎壓到所述的滾珠上的環(huán)形槽中的裝置。
全文摘要
一種允許O－形圈(16)與O－形圈(18)的間距減小的用于燃料噴射器(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(gòu)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(xué)粘接方法將下縮部連接在滾珠的中點(diǎn)之上,以使可利用樞軸型導(dǎo)向方案的強(qiáng)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(yōu)先權(quán)日1995年10月30日
發(fā)明者D·P·維喬雷克, H·J·塞勒 申請人:美國西門子汽車公司