用于噴射閥的閥組件和噴射閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于噴射閥的閥組件，其包括：閥體，包括中心縱向軸線和具有流體入口部分和流體出口部分的腔體；閥針，其是空心的且在腔體中沿軸向可移動，防止流體流動穿過處于關閉位置的流體出口部分并在其它位置穿過流體出口部分釋放流體，其中流體能從流體入口部分流入空心閥針中；和構造成致動閥針的致動器組件。致動器組件包括在腔體中沿軸向可移動的電樞。閥針包括：沿軸向位于電樞與流體出口部分之間的至少一個第一孔口；和至少一個第二孔口，其位于電樞的軸向范圍中和/或從電樞的面朝流體入口部分的軸向端部起延伸遠離電樞的軸向范圍中。第一和第二孔口被構造成允許流體在空心閥針與腔體之間流動。閥針和電樞被配置成使得在閥針與電樞之間存在第一間隙，其中第一間隙大到足以允許流體從空心閥針經(jīng)由第二孔口流入第一間隙中并進一步到腔體中。
【專利說明】用于噴射閥的閥組件和噴射閥

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于噴射閥的閥組件和噴射閥。

【背景技術】
[0002]噴射閥被廣泛使用，特別是用于內(nèi)燃發(fā)動機，其中它們可以被配置成將燃料投配到內(nèi)燃發(fā)動機的進氣歧管中或直接到內(nèi)燃發(fā)動機的氣缸的燃燒室中。
[0003]噴射閥被制造為各種形狀，以便滿足各種燃燒發(fā)動機的各種需要。因此，例如，它們的長度、它們的直徑以及噴射閥的負責流體被投配的方式的各種要素可以在寬范圍中變化。除此之外，噴射閥可以容置用于致動噴射閥的閥針的致動器，其可以例如為電磁致動器或壓電致動器。
[0004]鑒于非需排放物的生成，為了增強燃燒過程，相應噴射閥可以適合于在非常高的壓力下投配流體。壓力在汽油發(fā)動機的情況下可以例如處于高達200巴或甚至高達500巴的范圍內(nèi)，而在柴油發(fā)動機的情況下可以處于高達2000巴和以上的范圍內(nèi)。
[0005]然而，在噴射器閥的打開階段中以及在關閉階段之后，可能由于流體加速的原因而在閥體中發(fā)生壓力脈動。這些壓力脈動可負面地影響瞬時質(zhì)量流量以及噴射器線性度，從而導致噴射量到噴射量的不穩(wěn)定性以及部分到部分的變化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此本發(fā)明的一個目的是說明一種閥組件，其有助于穩(wěn)定且可靠的功能。
[0007]該目的通過具有獨立技術方案的特征的閥組件實現(xiàn)。閥組件和包括該閥組件的噴射閥的有利實施例在子技術方案中給出。
[0008]根據(jù)一個方面說明了一種用于噴射閥的閥組件。所述閥組件包括閥體，所述閥體包括中心縱向軸線。所述閥體包括具有流體入口部分和流體出口部分的腔體。所述閥組件進一步包括閥針，其是空心的，并且在腔體中沿軸向可移動。所述閥針特別地相對于所述閥體沿軸向可移動。所述閥針防止流體流動穿過處于關閉位置的流體出口部分，并在其它位置穿過流體出口部分釋放流體，從而使得流體可從流體入口流動到空心閥針中。
[0009]所述閥組件進一步包括致動器組件，其被構造成致動所述閥針，并包括電樞，其在所述腔體中沿軸向可移動。所述電樞相對于所述閥體沿軸向可移動。
[0010]為了致動所述閥針，所述電樞有益地是可操作的，以與所述閥針機械地相互作用。例如，所述電樞相對于所述閥針沿軸向可移動，并且所述閥針具有保持器，其用于限制所述電樞相對于所述閥針沿遠離關閉位置的方向軸向移動。這樣，所述電樞是可操作的，以在它沿軸向方向移動遠離關閉位置時，帶著所述閥針一起移動。
[0011]所述保持器可以是套圈，其與閥針的中空軸處于一體。在一替代實施例中，所述保持器是單獨的保持器元件，其被固定至中空軸。在一改進中，所述閥針具有盤狀元件--其特別地被固定至所述閥針的軸--位于所述電樞的與所述保持器相反的一側(cè)，并且定位成使得它是可操作的，以限制所述電樞相對于所述閥針沿遠離所述保持器的軸向方向軸向移動，并且使得所述電樞在所述保持器與所述盤狀元件之間相對于所述閥針具有預限定的軸向游隙。
[0012]所述閥針包括至少一個第一孔口，其沿軸向定位在所述電樞與所述流體出口部分之間。所述閥針進一步包括至少一個第二孔口，其定位在所述電樞的軸向范圍中，和/或從所述電樞的面朝所述流體入口部分的軸向端部起延伸遠離所述電樞的軸向范圍中。所述第一和第二孔口被構造成允許流體在所述空心的閥針與所述腔體之間流動。第一和第二孔口特別地設置在中空軸的周向側(cè)壁中。第二孔口特別地沿趨向流體出口部分的方向定位在所述保持器之后。
[0013]所述閥針和電樞被配置成使得在所述閥針與電樞之間存在第一間隙，其中所述第一間隙被提供為一即特別地大到足以一允許流體從空心閥針經(jīng)由第二孔口流動穿過所述第一間隙，并進入所述腔體中，更具體地進入所述腔體的環(huán)繞空心閥針的部分中。換言之，第二孔口連接至經(jīng)由第一間隙環(huán)繞空心閥針的閥體液壓容積(volume)。大部分流體特別地從流體入口部分穿過空心閥針特別是穿過中空軸輸送至流體出口部分。
[0014]當噴射閥打開時，流體開始在噴射器內(nèi)加速。流體在管內(nèi)加速會在管以及連接至管的容積內(nèi)引起壓力脈動。壓力脈動的幅度正比于管長。噴射器中的壓力脈動由空心閥針的供來自流體入口的流體流動到其中的第一部分生成?？招拈y針的該第一部分從流體入口沿流體出口的方向延伸至處于空心閥針中的第一開口，例如第一孔口(如果存在的話，否則為流體出口)。閥針的第一部分的長度越長，則壓力脈動的幅度越大。本發(fā)明利用以下構思:引入第二孔口，其定位在所述閥針的軸向范圍中，所述電樞沿著所述軸向范圍軸向地移動，以便在關閉位置與其它位置之間(例如在關閉與完全打開位置之間)移動閥針，所述第二孔口的引入導致所述閥針的第一部分的長度減小。壓力脈動的幅度從而得到降低，而流體通量沒有任何可觀的降低。
[0015]第二孔口的位置優(yōu)選靠近腔體的流體入口部分。這確保閥針的第一部分的長度盡可能短，以及壓力脈動的幅度相應地盡可能低。
[0016]在本發(fā)明的一有利實施例中，所述保持器固定地聯(lián)接至所述閥針的外表面，靠近所述閥針的端部，來自流體入口的流體流動到所述端部中從而進入空心閥針中。所述保持器進而連接至第一彈簧元件，其在保持器上施加作用力，從而在閥針上施加作用力，使得閥針被偏置趨向關閉位置。在該情況下，第二孔口優(yōu)選定位成沿流體流動的方向靠近所述保持器。第二孔口優(yōu)選定位在所述保持器與所述第一孔口之間。
[0017]在本發(fā)明的再一有利實施例中，盤狀元件被固定地聯(lián)接至所述閥針的外表面處于所述電樞與所述腔體的流體出口部分之間。所述盤狀元件可以是可操作的，以在所述電樞上提供抑制作用，方法是通過在電樞通過接觸盤狀元件而停止之前，降低其速度一特別是由于液壓作用力，其借助于流體被擠出電樞與盤狀元件之間的間隙得到。
[0018]在包括保持器和盤狀元件的本發(fā)明的再一有利實施例中，所述第二孔口優(yōu)選定位在保持器與盤狀元件之間。
[0019]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述第一間隙在截面上是環(huán)形的。例如，所述電樞具有中心開口，所述閥針的中空軸延伸穿過所述中心開口，并且在兩者沿軸向重疊的區(qū)域中所述中心開口的直徑大于中空軸的外徑。替代地或附加地，所述第一間隙由一個或多個通道構成，所述一個或多個通道液壓地連接第二孔口與腔體容積。
[0020]為了確保經(jīng)由第二孔口離開空心閥針的流體液壓地連接至腔體中的流體，S卩，來自第二孔口的流體流動穿過閥針與電樞之間的第一間隙，電樞與閥針之間的直徑空隙優(yōu)選處于0.0lmm?0.1mm的范圍，特別是0.025mm?0.05mm的范圍中。例如，所述空隙具有0.05mm 的值。
[0021 ] 在本發(fā)明的再一有利實施例中，所述電樞可移動地聯(lián)接至位于電樞的外表面上的外部電樞引導部。所述電樞的外表面特別是外周面，即特別是相鄰于閥體的周向側(cè)壁且遠離縱向軸線的表面。所述外部電樞引導部可以由閥體的周向側(cè)壁的一部分代表，并且可以特別是可操作的，以沿軸向方向引導電樞。所述外部電樞引導部確保具有足夠量值的第一間隙被維持在電樞與閥針之間，并且電樞被維持成大致平行于閥針。
[0022]所述閥針也可以沿軸向方向被引導，例如借助于保持器與閥體機械地相互作用。有利地，閥針的軸向引導可以獨立于電樞的軸向引導，使得第一間隙的令人滿意的量值是特別容易維持的。
[0023]根據(jù)另一方面，說明了一種具有根據(jù)前述實施例之一所述的閥組件的噴射閥。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]從以下參考附圖描述的示例性實施例中，閥組件和噴射閥的有利實施例和改進將變得顯而易見。
[0025]附圖中:
圖1以縱截面圖示出了閥組件的一個示例性實施例，并且圖2示出了圖1的閥組件的示例性實施例的一個部段的放大視圖。

【具體實施方式】
[0026]圖1示出了用于噴射閥的閥組件I。噴射閥是流體噴射閥，特別是燃料噴射閥，其用于向內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室中投配燃料。
[0027]閥組件I包括具有中心縱向軸線L的閥體2。閥體2包括腔體3，其具有:流體入口部分18，極靴(pole piece) 4定位在其中；和流體出口部分19，在這里配置有閥座6。
[0028]空心閥針7配置在腔體3中，使得它在關閉位置與完全打開位置之間沿軸向可移動。閥針7具有中空軸以及固定至該軸的一個端部的閥球5。閥針7借助于閥球5接觸閥座6從而密封流體出口部分，來防止流體流動穿過處于關閉位置的流體出口部分19。在完全打開位置，閥球5與閥座6間隔開，以便閥針7釋放流體穿過流體出口部分19。在圖1和2中，閥針7被圖示為處于完全打開位置。
[0029]閥針7聯(lián)接至電樞8，使得第一間隙9存在于電樞8與閥針7的外表面之間。第一間隙的寬度由外部電樞引導部維持，所述外部電樞引導部由閥體2的與電樞8沿軸向重疊的部分代表。
[0030]閥針7的軸的定位在腔體3的流體入口部分18中的端部固定地聯(lián)接至保持器10，例如通過焊接。閥針7經(jīng)由保持器10附接至第一彈簧元件11。當沒有其它作用力作用于其上時，彈簧元件將閥針7維持在關閉位置。電樞8借助于與保持器10的機械相互作用，克服第一彈簧元件11的作用力，將閥針7移動到打開位置。電樞8通過由致動器組件的線圈12生成的電磁作用力移動。第二彈簧13附接至電樞8，以朝向保持器10偏置電樞8。特別地，當沒有磁性或其它作用力被施加時，電樞8被第二彈簧13推動為與保持器10接觸。
[0031]盤狀元件14-其也可以表示為水力盤(hydro disc) —被固定地附接至閥針7的中空軸的外表面，處于這樣的位置，使得它可降低電樞8的速度，并且在閥針7停止于關閉位置且電樞8由于其慣性而與保持器10解除聯(lián)接并進一步朝向流體出口部分19移動時，最終使電樞停止。
[0032]如圖1和2中所示，在打開位置，在電樞與水力盤14之間存在第二間隙15。該第二間隙15從第一間隙9沿徑向向外延伸，并連接至腔體3的容積。
[0033]閥針7包括:沿軸向定位在閥組件I的流體出口與水力盤12之間的多個第一孔口16 ;以及沿軸向定位在水力盤14與保持器10之間的多個第二孔口 17。
[0034]在本示例中，第二孔口 17配置為部分地處于保持器10下方，即第二孔口 17被保持器10部分地覆蓋。這樣，流出第二孔口 17的流體可以有利地轉(zhuǎn)向偏離徑向方向并趨向流體出口部分19。
[0035]第一間隙9為環(huán)形形狀，但是可以替代地由一個或多個通道構成，所述一個或多個通道將從第二孔口 17流出的流體連通至第二彈簧元件13附近的腔體3中的流體。第一間隙9沿軸向方向從第二孔口 17延伸至第二間隙15。因此，流體可以穿過軸的側(cè)壁中的第二孔口 17流出閥針7的中空軸，可以進一步沿軸向方向沿著電樞8和軸流動穿過第一間隙9，然后沿徑向方向沿著電樞8的底表面并且沿著盤狀元件14穿過第二間隙15。
[0036]當閥針7移動遠離關閉位置至趨向完全打開位置(在這里電樞8抵接極靴4)的再一位置時，流體在極靴4內(nèi)流動穿過腔體3的流體入口部分18到空心閥針7中。當閥針7沿軸向移動遠離關閉位置時，即當閥球5與閥座6間隔開時，大部分流體流動穿過空心閥針7，穿過第一孔口 16離開空心閥針7進入腔體3的環(huán)繞閥針3的部分中，并在流體出口部分19處從腔體3被釋放。小部分流體經(jīng)由第二孔口 17離開閥針7，并流動到腔體3的處于閥針7的外表面與閥體2的內(nèi)表面之間的部分中，穿過第一和第二間隙9、15。第二孔口 17的位置導致壓力脈動的幅度降低。
【權利要求】
1.用于噴射閥的閥組件(1)，包括 -閥體(2)，其包括中心縱向軸線(L)，所述閥體(2)包括具有流體入口部分(18)和流體出口部分(19)的腔體(3)， -閥針(7)，其是空心的，并且在所述腔體(3)中沿軸向可移動，所述閥針(7)防止流體流動穿過處于關閉位置的流體出口部分(19)，并在其它位置穿過所述流體出口部分(19)釋放流體，其中所述閥針(7)被配置成使得流體能從所述流體入口部分(18)流動到空心的閥針(7)中，和 -致動器組件，其被構造成致動所述閥針(7)，所述致動器組件包括在所述腔體(3)中沿軸向可移動的電樞(8)， 其中 -所述閥針(7)包括至少一個第一孔口(16)，其沿軸向定位在所述電樞(8)與所述流體出口部分(19)之間， -所述閥針(7)包括至少一個第二孔口(17)，其定位在所述電樞(8)的軸向范圍中，和/或從所述電樞⑶的面朝所述流體入口部分(18)的軸向端部起延伸遠離所述電樞⑶的軸向范圍中， -所述第一孔口和第二孔口(16、17)被構造成允許流體在所述空心的閥針(7)與所述腔體(3)之間流動，并且 -所述閥針(7)和電樞(8)被配置成使得在所述閥針(7)與所述電樞(8)之間存在第一間隙(9)，其中所述第一間隙(9)被提供來允許流體從所述空心的閥針(7)經(jīng)由所述第二孔口(17)流動到所述第一間隙(9)中，并且進一步進入所述腔體(3)中。
2.根據(jù)權利要求1所述的閥組件(I)，其中，所述閥針(7)具有:保持器(10)，其用于限制所述電樞⑶相對于所述閥針⑵沿遠離所述關閉位置的方向軸向移動；和盤狀元件(14)，其位于所述電樞(8)的與所述保持器(10)相反的一側(cè)，并且定位成使得它是可操作的，以限制所述電樞⑶相對于所述閥針⑵沿遠離所述保持器(10)的軸向方向軸向移動，并且使得所述電樞(8)在所述保持器(10)與所述盤狀元件(14)之間相對于所述閥針(7)具有預限定的軸向游隙。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的閥組件(1)，其中，所述第一間隙(9)在截面上為環(huán)形的，或由一個或多個通道構成。
4.根據(jù)權利要求3所述的閥組件(I)，其中，所述第一間隙(9)大致為0.05_寬。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的閥組件(1)，其進一步包括外部電樞引導部，其可移動地聯(lián)接至所述電樞(8)的外表面。
6.噴射閥，其具有根據(jù)前述權利要求中任一項所述的閥組件(I)。
【文檔編號】F02M61/16GK104373267SQ201410399110
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權日:2013年8月14日
【發(fā)明者】L.加爾朱洛, M.梅奇, N.揚納科內(nèi) 申請人:大陸汽車有限公司