專利名稱：用于內(nèi)燃機的燃料噴射器的平衡計量伺服閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的燃料噴射器的平衡計量伺服閥。
背景技術：
從專利EP1612403可知一種用于內(nèi)燃機的燃料噴射器，該燃料噴射器 包括
-殼體，該殼體的一端具有用于將燃料噴射到發(fā)動機汽缸內(nèi)的噴嘴； -用來打開和關閉所述噴嘴的可移動針(needle); -桿，該桿容納在所述殼體中并沿其自身軸線滑動以控制所述針的運 動；以及
-容納在所述殼體中的計量伺服閥。
該計量伺服閥包括控制腔，該控制腔與燃料入口和具有校準部的出口 通道連通。控制腔內(nèi)的壓力控制所述桿的軸向滑動，以打開和關閉噴嘴， 通過控制包括電磁體和彈簧的致動器來調(diào)節(jié)所述壓力。
致動器操作套筒在出口通道的關閉位置和打開位置之間的移動。套筒 安裝成使其能夠以大致不透流體的方式相對于殼體在軸向柄部(stem) 上滑動，該軸向柄部形成固定的閥體的一部分。軸向柄部的外側(cè)表面限 定了引出出口通道的環(huán)形腔。在關閉位置中，套筒以受到至少在理論上 為零的合成軸向燃料壓力的方式關閉環(huán)形腔。
在該系統(tǒng)中，計量伺服閥及其套筒是所謂的"平衡"式，致動器彈簧 所需的預加載荷力和整體尺寸得以降低。特別是，即使通過較小的套筒 升程，也可以獲得較大的燃料通路截面，以減少在打開和關閉行程結(jié)束 時的套筒回彈現(xiàn)象，從而有利于噴射器的動態(tài)特性。
套筒的內(nèi)徑比軸向柄部的外徑大與直徑間隙相等的量，該直徑間隙優(yōu) 選小于大約5微米，以即使在不利用適當?shù)拿芊馊Φ那闆r下也確保不透流體。
已經(jīng)注意到，由于以下兩種現(xiàn)象，套筒與閥體之間的流體密封可能不 會相應于套筒的內(nèi)徑而發(fā)生，而是相應于較大的平均密封直徑而有效地 發(fā)生
-在使用中，套筒在壓力下趨于變形；以及
-密封不會沿著由尖銳邊緣(或零半徑斜面(null-radius bevel)) 限定的圓周產(chǎn)生。
對于第一個現(xiàn)象，明顯的是，當套筒位于關閉位置時，環(huán)形腔中的燃 料壓力達到例如約1600 — 1800巴的相對高的水平，而在排放區(qū)域中或密 封帶的更下游處，壓力水平相對較低，只有約幾巴。因此，環(huán)形腔內(nèi)的 壓力在套筒上形成指向外部并使套筒變形的徑向力。
相對于未變形狀態(tài)下的套筒的內(nèi)徑，該變形具有"加寬"套筒端部因 而增加閥體上產(chǎn)生接觸和密封處的直徑的效應。
對于第二個現(xiàn)象，由于技術/構(gòu)造原因，實際上套筒和閥體之間的接 觸帶不是通過圓周而是通過環(huán)面來準確地限定的，即使環(huán)面的徑向?qū)挾?較小。密封不會相應于該環(huán)面的內(nèi)徑而發(fā)生，而是相應于平均直徑而發(fā) 生，該平均直徑顯然比套筒內(nèi)徑大。
相對于未變形狀態(tài)下的套筒的內(nèi)徑發(fā)生密封處直徑的增加具有形成 徑向不平衡力的效應，該徑向不平衡力沿著與套筒開口相對應的方向作 用在套筒上。
該徑向不平衡力的大小取決于燃料供應壓力以及由有效地發(fā)生密封 處的直徑與套筒位于相對端處的最小內(nèi)徑之間的差限定的環(huán)面狀面積。
為了補償徑向不平衡力，從軸向壓力的觀點來看，致動器彈簧的預加 載荷力必須比相對于在理論上通過具有完全平衡套筒的設計確定的力 大，以保持套筒關閉。
一方面，彈簧的預加載荷力越大，導致在抵靠閥體關閉時加速度越大， 沖擊速度就越大，結(jié)果，計量伺服閥的磨損和損壞的危險越大。
另一方面，彈簧的預加載荷力越大，導致在套筒和閥體進行接觸時套 筒表面與閥體表面之間的所謂"粘著"磨損的危險就越大。
為了限制彈簧的預加載荷，公知的解決方案是在結(jié)構(gòu)上釆取一定的適 當設置來消除徑向不平衡力。
具體地說，使用高硬度水平的材料來制造套筒和閥體。此外，選擇用 于套筒端部的幾何形成和材料，從而為套筒提供高剛度，從而實際上消 除了彈性變形。
然而，選擇幾何形狀來增加剛度導致套筒質(zhì)量增加，因而增加了關閉 期間與閥體的接觸動量的量。結(jié)果，套筒在關閉期間抵靠閥體而受到不 期望的回彈。
由于這些回彈， 一方面，計量伺服閥不會立即關閉，從而導致噴射到 汽缸內(nèi)的燃料量比設計確定的量大。
另一方面，盡管選擇具有高硬度水平的材料，但是關閉期間的回彈對 與閥體接觸的套筒圓形邊緣造成相對較快的磨損。這種磨損導致在形成 密封處的平均直徑逐漸增加，因而導致徑向不平衡力增加。
由于徑向不平衡力逐漸增加，計量伺服閥和噴射器的總體特性相對于 設計確定的特性隨著時間逐漸改變這種改變不能預測，因而根本無法 補償。
這種現(xiàn)象的結(jié)果是快速而顯著地增加了再循環(huán)燃料流的排放以及縮 短噴射器的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于內(nèi)燃機的燃料噴射器的平衡計量伺 服閥，該伺服閥可以以簡單經(jīng)濟的方式解決上述問題。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于內(nèi)燃機的燃料噴射器的計量伺服閥，該 計量伺服閥包括
-電致動器；
-固定的閥體，該閥體限定與入口和具有至少一個校準限制部
(restriction)的出口通道連通的控制腔，并包括沿軸線延伸并具有引 出所述出口通道的側(cè)表面的柄部；以及
-套筒，該套筒以基本不透流體的方式與所述側(cè)表面結(jié)合，從而其可以
在所述電致動器的作用下沿著所述軸線在其中所述套筒的端部關閉所述 出口通道的關閉位置與其中所述出口通道打開的打開位置之間滑動，以 改變所述控制腔內(nèi)的壓力，
其特征在于，所述端部具有使其在使用中存在于所述出口通道的嘴部 處的燃料壓力的推力下沿著徑向向外方向彈性變形以相對于未變形狀態(tài) 增加抵靠所述閥體發(fā)生密封的位置處的直徑的幾何形狀特征，并且當所 述套筒位于關閉位置時，所述端部沿著所述打開位置的方向在所述套筒 上產(chǎn)生徑向不平衡力。
優(yōu)選的是，所述電致動器包括具有預先限定的預加載荷的彈簧，以向 所述關閉位置軸向推動所述套筒，并且所述端部的幾何形狀使得所述徑 向不平衡力在所述燃料的供應壓力超過安全閾值時超過所述預加載荷的 推力。
具體地說，所述端部的外徑和內(nèi)徑之間的比小于2. 4。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖僅以非限制性實施例的方式 描述優(yōu)選實施方式，在附圖中
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機的燃料噴射器的平衡計量伺服閥 的優(yōu)選實施方式的局部剖視圖2表示圖1的細部。
圖3與圖2類似，是關于圖l和圖2中的計量伺服閥的變型；以及 圖4與圖1類似，是關于計量伺服閥的另一變型。
具體實施例方式
參照圖1，附圖標記1總體上表示用于尤其是柴油機循環(huán)的內(nèi)燃機的
燃料噴射器(示出了一部分)。噴射器1包括沿縱向軸線3延伸的通常稱 為"噴射器主體"的中空主體部或殼體2，并具有能夠以例如1600巴左 右的壓力與高壓燃料供應管路相連的側(cè)入口 4。殼體2終止于通過通路 4a與入口 4連通的噴嘴(未在圖中示出)，該噴嘴能夠向發(fā)動機的相關汽
缸噴射燃料。
殼體2限定其中容納計量伺服閥5的軸向空腔6以及與空腔6同軸并 容納致動器15的另一空腔，所述致動器包括電磁體16和由電磁體16控 制的缺口盤錨固件17。
錨固件17相對于沿著軸線3延伸的套筒18固定。而電磁體16包括 磁芯19并通過支撐件21保持在適當位置，所述磁芯19具有垂直于軸線 3的表面20并限定了用于錨固件17的軸向止動部。
致動器15具有容納螺旋壓縮彈簧23的軸向空腔22，該螺旋壓縮彈 簧23被預加載荷以沿著與電磁體16施加的吸引力相反的軸向方向在錨 固件17上施加推力。彈簧23的一端靠在支撐件21的內(nèi)臺肩(未示出) 上，而另一端作用在錨固件17上。
計量伺服閥5包括由三個件形成的閥體管狀主體75(示出一部分)、 盤33b和分配及引導主體76。
主體75限定軸向通孔9，控制桿10以不透流體的方式在該軸向通孔 9中軸向滑動以按公知方式控制閘門針(shutter needle)(未示出)，該
閘門針打開和關閉噴嘴。
主體75的一個軸向端部具有外凸緣33a，該外凸緣33a容納在空腔6 的直徑增大的部分34中，并且該外凸緣33a布置成軸向抵靠空腔6內(nèi)的 臺肩35。
孔9的一端限定控制腔26，該控制腔26通過主體75中形成的通道 28與入口 4永久連通以接收加壓燃料。通道28包括校準部29，且一端 通向控制腔26，另一端通向環(huán)形腔30，該環(huán)形腔30由主體75的外圓柱 形表面11和空腔6的內(nèi)表面上的環(huán)形槽限定。主體2中形成的通道32 與入口 4連通并通向環(huán)形腔30。
控制腔26在一側(cè)上由通常具有截錐體形狀的桿10的端面25，在另 一側(cè)上由構(gòu)成盤33b的表面的一部分的底面27軸向限定。
盤33b布置成在一側(cè)上軸向抵靠凸緣33a，而在另一側(cè)上軸向抵靠主 體76的表面77。表面77軸向限定具有外凸緣33c的主體75的基座。盤 33b通過螺紋環(huán)形螺母36軸向緊固在凸緣33a和33c之間的不透流體的
固定位置，所述螺紋環(huán)形螺母36與凸緣33c接觸并旋扦在部分34的內(nèi) 螺紋37中。
主體76還包括用于錨固件17和套筒18的引導元件。該元件由大致 圓柱形的柄部38限定，柄部38的直徑小于凸緣33c的直徑。
柄部38沿著與盤33b和主體75相反的方向，即朝向空腔22沿著軸 線3伸過主體76的基部。柄部38的外部由引導套筒18軸向滑動的側(cè)柱 面39限定。具體地說，套筒18具有內(nèi)筒面40，該內(nèi)筒面40以基本不透 流體的方式，即借助于具有適宜直徑間隙(例如，小于4微米)的聯(lián)接 件或借助于插入特定的密封元件而與柄部38的側(cè)表面39結(jié)合。
控制腔26與整體上由附圖標記42標記的燃料出口通道永久連通。
通道42包括在主體76中(部分在凸緣33c中，部分在柄部38中) 形成的軸向段43，而軸向段43又包括入口 63和封閉端66 (圖2)，該封 閉端66具有小于入口 63的直徑，并延伸超過凸緣33c而到達柄部38。
通道42還包括徑向的出口段44，該段44的一端通向軸向段43的端 部66，另一端通向由柄部38的側(cè)表面39中的環(huán)形槽限定的腔46。
具體地說，設置了兩個徑向相對的段44。
根據(jù)圖1中所示，腔46在與凸緣33c相鄰的軸向位置中獲得，并通 過套筒18的端部47打開/關閉，套筒18為通道42限定了閘門。具體地 說，部分47以內(nèi)截錐表面終止，該內(nèi)截錐表面借助于邊緣48與表面40 成一體，該邊緣48設置成抵靠凸緣33c和柄部38之間的截錐連接表面 49，以限定圓形密封帶。
套筒18在柄部38上與錨固件17 —起在前進端止動位置或關閉位置 和退回端止動位置或打開位置之間滑動。在前進端止動位置，部分47關 閉腔46，并因而關閉通道42的軸向段44的出口。在退回端止動位置， 部分47充分打開腔46，允許段44通過通道42和腔46將燃料排放在控 制腔26中。通過部分47而保持打開的通路截面具有截錐形狀，并且比 單個段44的通路截面大至少三倍。
套筒18的前進端止動位置由撞擊凸緣33和柄部38之間的連接表面 49的邊緣48限定。而套筒18的退回端止動位置由軸向撞擊磁芯19的表
面20的錨固件17限定，并且在錨固件17與表面20之間插入有非磁性 間隙片51。在退回端止動位置，腔46通過環(huán)形螺母36和套筒18之間的 環(huán)形通路、錨固件17中的缺口、空腔22以及支撐件21中的開口而與噴 射器(未示出)的排放通道連通。
當電磁體16通電時，錨固件17與套筒18 —起朝向磁芯19運動，因 此部分47將腔46打開。于是燃料從控制腔26排出這樣，控制腔26 中的燃料壓力下降，致使桿10朝向底面27軸向運動，從而打開噴嘴。
相反，在電磁體16斷電時，彈簧23使錨固件17與套筒18 —起向前 進端止動位置運動。這樣，腔46關閉，從通道28進入的加壓燃料在控 制腔26內(nèi)重新形成高壓，結(jié)果使桿10從底面27離開，從而操作噴嘴關 閉。在前進端止動位置，燃料在套筒18上施加的總軸向推力幾乎為零， 這是因為腔46中的壓力僅徑向地作用在套筒18的側(cè)面40上。
為了控制在套筒18的打開和關閉期間控制腔26中的壓力變化速度， 通道42包括一個或多個校準限制部。術語"限制部"是指一孔(或者更 概括地說，通道42的一部分)，該孔的通路截面比燃料流在該孔的上游 和下游所遇到的通路截面小。而術語"校準"是指精確地形成通路截面， 從而精確地限定來自控制腔26的預設流體流出量，并且使得從上游到下 游形成預定壓降。
具體地說，對于直徑相對較小的孔來說，借助于試驗性的修正操作以 精確方式實現(xiàn)校準，所述試驗性的修正操作按如下那樣進行使研磨液 體流過先前形成的孔(例如通過放電或激光形成)，在該孔的上游和下游 設定壓力，并讀取經(jīng)過的流速，該流速趨于隨著由孔的側(cè)面上的液體而 引起的研磨(液體侵蝕或液體研磨)而逐漸增加，直到達到預先確定的 設計值。在這一點上，流動被中斷在使用中，如果孔的上游壓力等于 在修正操作期間確定的壓力，則所獲得的最終通路截面限定了與修正操 作期間在孔的上游和下游確定的壓差相等的壓降，以及與預定設計流速 相等的燃料流速。
如果數(shù)量多于一個，則這些校準限制部可以彼此串聯(lián)和/或并聯(lián)布置。
參照圖1和圖2所示的實施例，沿著通道42相互串聯(lián)布置有兩個限制部(限制部的直徑僅為了完整性而示出，而不是按比例繪制) 一個限
制部由段43的封閉端66限定，另一個限制部由附圖標記53表示并軸向 形成在盤33b中。
校準限制部53僅在盤33b的一部分中沿軸向延伸，并且位于與控制 腔26相鄰的位置，而盤33b的其余部分具有大直徑的軸向段43a，該軸 向段43a數(shù)量級與軸向段43的入口 63相同。
任選的是，盤33b可以倒置，這樣使軸向段43a直接通向孔9的端部， 從而增加控制腔26的容積。
例如，校準限制部53的直徑在150微米和300微米之間。封閉端66 的直徑比校準限制部53的直徑大，例如其可以是校準限制部53直徑的 大約兩倍。
由于封閉端66的直徑仍相對較小，因此可以根據(jù)選擇的材料和采用 的熱處理類型來限制柄部38的直徑，并因而可以限制形成密封的位置處 的邊緣48的直徑，例如限制在2. 5mm和3. 5誦之間的值。
段43的入口 63不用特別精確地借助于常規(guī)鉆頭在主體76中獲得， 以實現(xiàn)比校準限制部53和66的直徑大至少4倍直徑。段44也限定比封 閉端66的通路截面大的通路截面，并且無需特別加工精度就可獲得。
在使用中，由于沿著通道42串聯(lián)布置有校準限制部，因此在部分47 位于打開位置時，在控制腔26和排放帶之間發(fā)生的壓降被分成許多壓降。
根據(jù)未示出的變型，串聯(lián)布置三個校準限制部，并且/或者沒有盤 33b，并且/或者盤33b和主體75構(gòu)成形成單件的元件的一部分，并且/ 或者其中一個校準限制部制成嵌入在主體76的入口 63或盤33b中的插入件。
根據(jù)圖3所示的變型，軸向段43包括代替入口 63和校準限制部66 的軸向段58，軸向段58具有與入口 63和軸向段43a同樣數(shù)量級的恒定 直徑。同時，通過傾斜的出口段59代替出口段44，出口段59限定了與 校準限制部53串聯(lián)布置的校準限制部，并使腔46與軸向段58的底部直 接連通。優(yōu)選的是，出口段59形成相對于軸線3在3(T和45°之間的 傾斜角。具體地說，通過使軸向段58在柄部38開始之前終止，證明柄
部38相對堅固。因此，可以減小柄部38的直徑，結(jié)果因而可減小由邊 緣48限定的位于套筒18和柄部38之間的環(huán)形密封帶的直徑，明顯的有 利之處在于，限制了該密封帶在動態(tài)條件下的泄漏。具體地說，同樣通 過使出口段傾斜的適當設置，密封帶(在未變形狀態(tài)下由邊緣48限定) 的直徑可保持在2. 5醒和3. 5mm之間，并且不會出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上削弱柄部 38。
在該變型中，軸向段58有利地具有為校準限制部53的直徑的8至 20倍之間的直徑，以便于在制造期間傾斜的出口段59與軸向段58的底 部的交叉。
根據(jù)本發(fā)明，由套筒18的部分47限定的閘門的幾何形狀使得部分 47可彈性變形并且不像公知技術中那樣剛硬。
具體地說，部分47在未變形狀態(tài)下的外徑Dl和內(nèi)徑D2之間的比小 于2.2。而且，部分47的軸向長度L和內(nèi)徑D2之間的比大于1.8。軸向 長度L是指從其中形成密封的邊緣48延伸直到其中遇到套筒18的外徑
突然改變的位置的長度例如，在圖1的解決方案中，該突然改變正好 發(fā)生在套筒18的端部處，即相應于錨固件17。
優(yōu)選的是，套筒18的外徑Dl和內(nèi)徑D2之間的比大于1. 7禾口/或套筒 18的軸向長度L和內(nèi)徑D2之間的比小于3，以避免套筒18變形和/或過 度削弱。
在圖4的變型中，套筒18包括位于與部分47相對的端部處的、外徑 比外徑D1大的端部100。具體地說，在部分47和100之間設有由垂直于 軸線3的環(huán)形臺肩限定的突然增大部。
這樣，部分100相對于部分47具有更大的剛度，因此彈性變形集中 在部分47本身上，而保持基本不變形的部分100能夠保證在與錨固件17 相鄰位置處的表面39與40之間的流體密封，而無需增加密封圈元件。
在這種情況下，部分47的幾何形狀按如下限定部分47的外徑D1 和內(nèi)徑D2之間的比大于1. 6而小于2. 4，而部分47的軸向長度L和內(nèi)徑 D2之間的比大于0. 45而小于0. 8 (其中，"軸向長度L"仍然是指從邊緣 48直到其中套筒18的外徑突然改變，即在部分100開始處與臺肩相對應
的位置測量的軸向長度)。而且，在圖4所示的該變型中，將腔46的從 邊緣48測量的軸向長度限定為L'，并且限定L一L'二AL，且賦予AL大 于0. 2mm而小于.8腿。
相對于現(xiàn)有技術來說，選擇上述尺寸比會導致部分47的剛度和套筒 18的質(zhì)量相對于現(xiàn)有技術降低。
換言之，明確地尋求這樣的幾何形狀，該幾何形狀使得在套筒18位 于關閉位置時，套筒18的部分47在腔46內(nèi)的壓力的作用下沿著徑向向 外的方向彈性變形。
由于彈性變形，邊緣48相對于未變形狀態(tài)更向外，因此，相應于比 未變形狀態(tài)的理論直徑大的平均直徑而在部分47和表面49之間發(fā)生密
主要效果在于，在部分47沖擊表面49的時刻，將套筒18的大部分 動能轉(zhuǎn)變成彈性變形。該動能到彈性變形能的轉(zhuǎn)換具有顯著降低回彈現(xiàn) 象的優(yōu)點。
實際上，在沖擊主體76期間的彈性變形之后，部分47趨于釋放積聚 的彈性能而恢復到未變形狀態(tài)。該變形能趨于轉(zhuǎn)換回動能，但是該再轉(zhuǎn) 換的時間相對較長，尤其是相對于其中套筒18為剛性的公知技術。
而且，考慮上述尺寸比進行選擇降低了所謂的"粘著"磨損效應，這 是由于在接觸期間，部分47趨于在錐形表面49 (沿徑向)略微滑動，而 不是粘附在其上。
此外，即使部分47在表面49上的滑動導致有效形成密封的位置處的 平均直徑暫時增大，其也會產(chǎn)生趨于進一步降低回彈現(xiàn)象的能量緩沖效 應。
另外，部分47在表面49上的滑動降低了可能的微裂紋和/或表面微 焊接的現(xiàn)象，而作用在部分47的邊緣48上的高單位載荷又有利于出現(xiàn) 表面微焊接現(xiàn)象。
為了進一步改進部分47在表面49上的滑動，適當?shù)氖菫橹黧w76和 套筒18選擇降低摩擦系數(shù)的材料和/或表面處理。
而且，可以利用由部分47的彈性而產(chǎn)生的徑向不平衡力來使計量伺
服閥5也作為安全閥操作。實際上，可以以使部分47具有超過在燃料供 應壓力超過安全閾值(例如，2500巴的閾值)時的彈簧23的預加載推力 的徑向不平衡力的方式來確定部分47的幾何形狀。實踐中，如果在套筒 18位于關閉位置時供應壓力超過安全閾值，則徑向不平衡力克服彈簧23 的預加載荷，并使計量伺服閥5自動打開以通過通道42和腔46從控制 腔26排出部分燃料，而不用操作桿10的運動，從而確保峰值壓力不損 壞噴射器1的構(gòu)件。
根據(jù)以上所示，顯然，因為降低了所謂的"粘著"磨損和由于沖擊和 回彈而引起的磨損，因此相對于其中套筒18是剛性的公知解決方案來說， 有效形成密封的位置處的直徑隨著時間的推移具有較小的偏差，所以相 對于現(xiàn)有技術能夠以更高的精度和可靠性估算計量伺服閥5和噴射器1 隨著時間的推移的性能。
即使存在趨于使套筒18運動到打開位置的徑向不平衡力，通過減少 磨損，該力也趨于隨著時間的推移而保持幾乎恒定，并且在設計階段就
此外，將柄部38的直徑減小到3. 5腿以下，從而將減小部分47的密 封直徑，使得能夠降低在動態(tài)條件下的泄漏以及彈簧23所需的預加載荷， 因此降低致動器15所需的力。根據(jù)為閥體選擇的材料、閥體所經(jīng)受的熱 處理及其相應的韌性、以及最終所采用的加工周期來將柄部38的直徑選 擇為3. 5mm以下。
減小部分47的密封直徑提供了也減小套筒18的軸向長度的可能性， 套筒18因此更進一步減小其質(zhì)量。實際上，表面39和40之間的流體泄 漏的速率與其結(jié)合帶中的圓周長度成正比，而與該結(jié)合帶的軸向長度成 反比即通過減小直徑并因此減小所述圓周長度，并接受具有較大直徑 的柄部所給予的相同的流體泄漏速率，可以減小結(jié)合帶的軸向長度，從 而減小質(zhì)量和整體尺寸。顯然，減小套筒18的質(zhì)量意味著降低了計量伺 服閥5的響應時間。
而且，減小了柄部38的外徑，并因而減小了沿著邊緣48的密封圓周 的長度，降低了徑向不平衡力的大小，并因此可以減小彈簧23的預加載
荷力，但仍然必須提供預加載荷力以補償由于部分47的彈性變形而引起 的徑向不平衡力。
彈簧23的預加載荷力與邊緣48的直徑之間的比有利地在10N/mm和 15N/mm之間。
除了部分47的彈性之外，減小套筒18的質(zhì)量還具有降低關閉階段中 回彈現(xiàn)象的效果，因而計量伺服閥5具有更好的操作精度。
最后，明顯的是在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的保護范圍的 情況下，可以對這里所描述的計量伺服閥5進行修改和變型。
具體地說，致動器15可以用壓電致動器替換，該壓電致動器在受到 電流作用時增加其軸向尺寸來操作套筒18以打開通道42的出口。
此外，腔46可以至少部分地開設在表面40中并且/或者通道42可以 關于軸線3不對稱例如，段44和59可以具有彼此不同的橫截面，以 及/或者彼此不同的直徑，以及/或者具有位于彼此不同平面上的軸線、 并且/或者圍繞軸線3并不完全相等地間隔開。
另外，閥體可以制成為兩件或單件，而不是三件，并且/或者錨固件 17和套筒18可以由單獨的元件限定，并且彼此抵靠地布置，而不是集成 在單個主體中。
權(quán)利要求
1、一種用于內(nèi)燃機的燃料噴射器(1)的計量伺服閥(5)，該計量伺服閥包括電致動器(15)；固定的閥體，該閥體限定控制腔(26)，該控制腔(26)與入口和具有至少一個校準限制部的出口通道(42)連通，并且該閥體包括柄部(38)，該柄部(38)沿軸線(3)延伸并具有引出所述出口通道(42)的側(cè)表面(39)；以及套筒(18)，該套筒以基本不透流體的方式與所述側(cè)表面(39)結(jié)合，從而其在所述電致動器(15)的作用下沿著所述軸線(3)在關閉位置與打開位置之間滑動，以改變所述控制腔(26)內(nèi)的壓力，其中在所述關閉位置，所述套筒(18)的端部(47)關閉所述出口通道(42)，而在所述打開位置，所述出口通道(42)打開；其特征在于，所述端部(47)具有這樣的幾何形狀特征，即在使用中存在于所述出口通道(42)的嘴部處的燃料壓力的推力下，沿著徑向向外方向彈性變形以相對于未變形狀態(tài)增加發(fā)生抵靠所述閥體密封的位置處的直徑，并且當所述套筒(18)位于所述關閉位置時，所述端部沿著所述打開位置的方向在所述套筒(18)上產(chǎn)生徑向不平衡力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服閥，其特征在于，所述電致動器(15) 包括彈簧，該彈簧具有預先限定的預加載荷，以朝向所述關閉位置軸向 推動所述套筒(18)，并且其中所述端部(47)的幾何形狀使得所述徑向 不平衡力在所述燃料的供應壓力超過安全閾值時超過所述預加載荷的推 力。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的伺服閥，其特征在于，所述安全閾值等于 大約2500巴。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的伺服閥，其特征在于，所述端部(47)的 外徑和內(nèi)徑之間的比小于2.4。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的伺服閥，其特征在于，述端部(47)的外 徑和內(nèi)徑之間的比小于2. 2。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的伺服閥，其特征在于，所述套筒(18)的 所述端部(47)的外徑和內(nèi)徑之間的比大于1.6。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的伺服閥，其特征在于，所述套筒(18)的 軸向長度和內(nèi)徑之間的比大于1. 8，所述軸向長度是從其中與所述閥體進 行接觸的邊緣(48)幵始測量的。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的伺服閥，其特征在于，所述套筒(18)的 所述軸向長度和所述內(nèi)徑之間的比小于3。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服閥，其特征在于，所述軸向柄部(38) 的外徑小于3. 5mm。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的伺服閥，其特征在于，所述軸向柄部(38) 的外徑等于2. 5mm。
11、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的伺服閥，其特征在于，所述彈簧(23) 的預加載荷和所述端部(18)在未變形狀態(tài)下的內(nèi)徑之間的比在10N/nim 至15N/mm之間。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服閥，其特征在于，所述套筒(18) 包括與所述端部(47)軸向相對并且外徑比所述端部(47)大的另一端 部(100)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的伺服闊，其特征在于，所述端部(47) 的軸向長度和內(nèi)徑之間的比大于0.45，所述軸向長度是從其中與所述閥 體進行接觸的邊緣(48)直到所述另一端部(100)測量的。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的伺服閥，其特征在于，所述端部(47) 的所述軸向長度和所述內(nèi)徑之間的比小于0. 8。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的伺服閥，其特征在于，所述出口通道終 止于在所述軸向柄部上獲得的并具有軸向長度(L')的環(huán)形腔(46),所 述軸向長度(L')是從其中與所述閥體進行接觸的邊緣(48)開始測量 的，并比所述端部(47)的所述軸向長度(L)小0.2腿和0.8腿之間的 量(AL)。
16、 一種用于內(nèi)燃機的燃料噴射器(1)，該噴射器終止于將燃料噴 射到發(fā)動機的相關汽缸內(nèi)的噴嘴，并包括中空噴射器主體(2)，其沿著軸向方向(3)延伸；控制桿(10)，其可在所述噴射器主體(2)中軸向移動以控制所述噴嘴的打開/關閉；以及根據(jù)權(quán)利要求1制成的計量伺服閥(5)，其容納在所述噴射器主體 (2)中，用于控制所述控制桿(10)的軸向運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的燃料噴射器(1)的計量伺服閥(5)，其具有電致動器(15)和固定的閥體，所述閥體限定與入口(4)和出口通道(42)連通的控制腔(26)。出口通道(42)具有至少一個校準限制部并從軸向柄部(38)的側(cè)表面引出，套筒(18)在該軸向柄部上以基本不透流體的方式滑動，以打開/關閉出口通道(42)從而改變控制腔(26)內(nèi)的壓力。出口通道(42)由套筒(18)的端部(47)關閉，該端部在燃料壓力的推力下沿徑向向外方向彈性變形，以相對于未變形狀態(tài)增加抵靠閥體形成密封的位置處的直徑，并且在打開時在所述套筒(18)上產(chǎn)生徑向不平衡力，此時出口通道(42)關閉。
文檔編號F02M47/02GK101358569SQ20081000895
公開日2009年2月4日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者基亞拉·阿爾塔穆拉, 塞爾焦·斯圖基, 安東尼奧·格拉維納, 拉法埃萊·里科, 馬塞洛·加格諾, 馬里奧·里科 申請人:C·R·F·索奇埃塔·孔索爾蒂萊·佩爾·阿齊奧尼