帶有顆粒保持器元件的閥組件和流體噴射閥的制作方法
【專利摘要】公開了閥組件（10）和流體噴射閥（1）。閥組件包括：閥本體（100），具有縱向軸線（L）和腔室（110）；閥針（200）；和電樞（300）。腔室（110）具有第一部分（112），所述第一部分容納電樞（300）且在軸向方向朝向流體出口端部（130）由具有中心開口（116）的底表面（114）界定。腔室（110）的第二部分（118）從所述中心開口（116）朝向流體出口端部（130）延伸。所述閥針（200）的軸（240）延伸通過所述開口（116）到第二部分（118）中。顆粒保持器元件（400）定位在所述腔室（110）中使得其支承在所述底表面（114）上，周向地環(huán)繞閥針（200）的軸（240）且與所述開口（116）重疊。
【專利說明】
帶有顆粒保持器元件的閥組件和流體噴射閥
技術領域
[0001 ]本公開涉及用于流體噴射閥的閥組件和流體噴射閥，所述閥組件包括顆粒保持器元件。
【背景技術】
[0002]流體噴射閥例如用作燃料噴射器，以便將燃料噴射到內燃發(fā)動機的燃燒室中。
[0003]從這種流體噴射閥到內燃發(fā)動機中的燃料泄漏對于燃燒過程可能是有害的，或者甚至可損壞內燃發(fā)動機。
[0004]這種泄漏可能由于流動通過噴射閥到密封表面的污染物而發(fā)生，在密封表面處，污染物可能阻止噴射閥的不透流體的封閉。
[0005]例如，從EPO 697 064 Al已知在燃料噴射器的燃料入口端部附近設置過濾器筒。
[0006]EP 2 060 777 Al公開了用于燃料噴射器的內部下部過濾器，包括引導燃料噴射器的內部閥組件的往復致動閥的自撐式引導件。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是詳述用于流體噴射閥的改進閥組件。
[0008]該目的使用具有權利要求1的特征的用于流體噴射閥的閥組件實現(xiàn)。閥組件和流體噴射閥的有利實施例和擴展在從屬權利要求中，在如下說明書中以及在附圖中詳述。
[0009]根據(jù)本公開的一個方面，詳述用于流體噴射閥的閥組件。根據(jù)本公開的另一個方面，詳述包括所述閥組件的流體噴射閥。
[0010]所述閥組件包括閥本體，所述閥本體具有縱向軸線。所述閥本體具有腔室，所述腔室軸向地延伸通過所述閥本體，用于將所述閥本體的燃料入口端部液力地連接到所述閥本體的流體出口端部。此外，所述閥本體具有靠近所述流體出口端部的閥座。
[0011]在有利擴展中，所述閥本體從多個部件組裝，且包括主體和座本體，所述座本體包括所述閥座。所述座本體尤其定位靠近所述流體出口端部，且可優(yōu)選地在流體出口端部處封閉所述腔室，除了在閥座下游的一個或多個噴射孔之外，所述噴射孔穿過所述座本體。在優(yōu)選實施例中，所述閥本體的座本體是一體式部件。
[0012]所述閥組件還包括閥針。所述閥針可移動地接收在所述腔室中。具體地，所述閥針能相對于閥本體以往復運動的方式軸向移動。所述閥針能操作在閥針的關閉位置與閥座密封地接觸。
[0013]此外，所述閥組件包括電樞。電樞具體而言是流體噴射閥的電磁致動器組件的一部分。
[0014]所述電樞被配置和可移動地設置在所述腔室中，用于將閥針軸向地遠離關閉位置移動。
[0015]具體地，所述電磁致動器組件包括極靴，所述極靴相對于閥本體在位置上固定。所述極靴可以與閥本體成一體，或者定位在腔室中。所述電磁致動器組件還可有利地包括線圈，用于產生磁場，以將電樞朝向極靴吸引。優(yōu)選地，當線圈被激勵時，電樞朝向極靴行進且?guī)娱y針，以軸向地移動閥針遠離關閉位置。在一個實施例中，所述閥針包括電樞保持器元件，且電樞能操作與電樞保持器元件以形狀配合連接的方式接合，用于軸向地移動閥針。
[0016]所述閥本體的腔室具有第一部分和第二部分。第一部分容納電樞且在軸向方向朝向流體出口端部由底表面界定。底表面具有中心開口，腔室的第二部分從所述中心開口朝向流體出口端部延伸。在一個實施例中，第一部分和/或第二部分具有大致圓柱形形狀。底表面優(yōu)選以徑向方向在第一部分和第二部分的接口處延伸，從而在所述腔室中成形臺階。
[0017]所述閥針具有軸，所述軸延伸通過所述開口到第二部分中。具體地，所述軸以軸向方向從流體入口端部朝向流體出口端部延伸，從電樞保持器元件通過電樞，進一步通過腔室的第一部分且通過開口到腔室的第二部分中，具體地到閥針的密封元件。
[0018]所述密封元件優(yōu)選在其下游端部處固定到所述軸，且在閥針處于關閉位置時與閥座密封機械接觸。所述密封元件是例如球，附連到閥針的軸的下游端部。密封元件具體地在閥針處于關閉位置時與閥座機械接觸。優(yōu)選地，密封元件與座本體滑動機械接觸，用于軸向地引導閥針。
[0019]此外，所述閥組件包括顆粒保持器元件。所述顆粒保持器元件以支承在第一部分的底表面上的方式定位在所述腔室中。所述顆粒保持器元件周向地環(huán)繞閥針的軸。此外，所述顆粒保持器元件與開口重疊，尤其是在沿縱向軸線的俯視圖中。
[0020]有利地，借助于所述顆粒保持器元件，可以過濾來自于流體箱或來自于流體供給系統(tǒng)的顆粒(例如污染物)以及由流體噴射閥本身釋放的顆粒(例如，來自于流體噴射閥的部件的毛邊)。有利地，過濾器定位在閥組件的運動最多部件的下游，具體而言位于電樞的下游。由此，在所述顆粒保持器元件下游從閥組件釋放顆粒的風險特別小。同時，顆粒過濾器不需要在流體出口端部附近在閥針周圍的橫向空間。具體地，閥針的密封元件由此可以通過與閥本體的(優(yōu)選一體形成的)座元件直接機械接觸而引導。因而，閥本體可以在其流體出口端部處具有特別小的橫向尺寸。此外，閥針相對于閥座的橫向位置的公差可以特別小。此外，制造所述顆粒保持器元件和將所述顆粒保持器元件組裝到流體噴射閥中可以特別簡單和/或成本有效。
[0021]在一個實施例中，閥組件可包括流體通道，所述流體通道能操作將流體朝向底表面的外邊緣區(qū)域引導。例如，流體通道由電樞構成。優(yōu)選地，所述流體通道相對于縱向軸線傾斜地延伸。換句話說，流體通道距縱向軸線的徑向距離在軸向方向朝向流體出口端部增加。在另一個實施例中，流體通道在電樞的外周向表面和閥本體之間形成。
[0022]借助于流體通道，流體在通過底表面中的開口進入第二部分之前有利地被引導成沿腔室的第一部分的底表面徑向向內流動。由此，可實現(xiàn)借助于所述顆粒保持器元件保持流體流中的顆粒的特別尚的可能性。
[0023 ]在一個實施例中，所述顆粒保持器元件具有支承在底表面上的凸緣部分。由此，可實現(xiàn)所述顆粒保持器元件相對于底表面的特別精確和可復制的軸向位置。
[0024]在另一實施例中，所述顆粒保持器元件具有周向內邊緣，所述周向內邊緣沿徑向向內方向相對于底表面的開口的外輪廓徑向偏移。換句話說，所述周向內邊緣在沿縱向軸線的俯視圖中定位在所述開口中且優(yōu)選地從開口的外輪廓隔開。有利地，所述顆粒保持器兀件由此部分地覆蓋所述開口。
[0025]在一個擴展中，所述周向內邊緣限定所述顆粒保持器元件的中心孔。具體地，所述顆粒保持器元件在沿縱向軸線的俯視圖中是大致環(huán)形。閥針的軸可以有利地軸向延伸通過所述孔。由此，所述顆粒保持器元件可以特別簡單地集成在常規(guī)閥設計中。
[0026]在一個實施例中，所述顆粒保持器元件包括用于容納顆粒的溝槽部分。在有利擴展中，所述溝槽部分具有U形橫截面，S卩，具體地，溝槽部分是從圍繞縱向軸線旋轉U形得到的旋轉體的形狀。U形優(yōu)選在軸向方向朝向流體入口端部開口。優(yōu)選地，溝槽部分沿徑向向內方向在凸緣部分之后。例如，溝槽部分沿徑向方向位于凸緣部分和周向內邊緣之間。在有利擴展中，所述溝槽部分軸向地延伸到腔室的第二部分中。借助于溝槽部分，通過所述顆粒保持器元件保持的顆?？梢蕴貏e安全地存儲在所述顆粒保持器元件中。顆粒從保持器元件釋放且到達閥座的風險特別小。
[0027]在另一個實施例中，所述顆粒保持器元件的上游表面在從凸緣部分到周向內邊緣的行程中以徑向向內方向延伸，隨后以軸向方向朝向流體入口端部延伸，隨后以徑向向外方向延伸。例如，所述顆粒保持器元件的上游表面具有大致U形橫截面區(qū)域，U形在徑向向外方向開口，g卩，具體地U形的對稱軸線垂直于閥本體的縱向軸線。在一個擴展中，上游表面可以定位在腔室的第一部分中，而不延伸到第二部分中。由此，可實現(xiàn)顆粒的特別可靠保持和/或所述顆粒保持器元件的特別小的尺寸和/或腔室的第二部分的區(qū)域中的閥本體的特別小的尺寸。換句話說，借助于所述上游表面，用于容納顆粒的周向凹穴由所述顆粒保持器元件形成。
[0028]在一個實施例中，所述顆粒保持器元件的周向內邊緣定位在腔室的第一部分中。其優(yōu)選相對于第一部分的底表面朝向流體入口端部軸向地偏移，具體地也相對于所述顆粒保持器元件的凸緣部分軸向地偏移。由此，在沿底表面徑向向內流動的流體流中保持的顆粒經過周向內邊緣且流動通過所述顆粒保持器元件的孔到閥本體的流體出口端部的風險特別小。
[0029]在一個實施例中，所述孔的橫截面面積大于閥針的位于周向內邊緣下游的那部分的最大橫截面面積。換句話說，所述孔定尺寸為使得在閥組件的制造期間閥針可以在所述顆粒保持器元件已經安裝在閥本體中的情況下移動到閥本體中到關閉位置。具體地，所述孔的橫截面面積大于閥針的密封元件的橫截面面積。有利地，組裝閥組件由此特別簡單。
[0030]在另一個實施例中，周向內邊緣與閥針的軸機械接觸。在另一實施例中，閥針包括圓盤元件，周向內邊緣與圓盤元件機械接觸。由此，顆粒經過所述孔的風險特別小。
[0031]所述圓盤元件可以圍繞軸周向地延伸，且具體地剛性地固定到所述軸。圓盤元件優(yōu)選地能操作限制電樞相對于閥針在朝向流體出口端部的方向上的軸向移動性。
[0032]在一個實施例中，所述顆粒保持器元件，具體地，周向內邊緣，與閥針形狀配合連接，或者能操作以與閥針形狀配合連接的方式接合，用于限制周向內邊緣相對于軸的軸向位移。在一個擴展中，所述顆粒保持器元件剛性地固定到閥針。然而，優(yōu)選地，所述顆粒保持器元件以相對于閥針具有軸向離隙的方式機械地連接到閥針。所述離隙可以定尺寸使得所述離隙大于在閥組件操作期間閥針從關閉位置行進到完全打開位置的針升程。
[0033]由此，在閥組件的制造期間，閥針和所述顆粒保持器元件可以有利地預先組裝且一起插入到閥本體中。此外，在閥組件的操作期間不需要使所述顆粒保持器元件移動或變形以將閥針移動遠離關閉位置以打開閥或者朝向關閉位置以關閉閥。
[0034]在一個實施例中，閥組件還包括電樞彈簧。所述電樞彈簧優(yōu)選在相對的軸向端部處坐靠電樞和所述顆粒保持器元件。所述電樞彈簧被預加載以將所述顆粒保持器元件施壓與底表面接觸。所述電樞彈簧還可操作借助于預加載將電樞偏壓與閥針的保持器元件接觸。有利地，所述顆粒保持器元件由此可以相對于閥本體容易地固定。在另一個實施例中，所述顆粒保持器元件被壓配合到閥本體中和/或與閥本體建立閥連接，用于將所述顆粒保持器元件相對于閥本體在位置上固定。
[0035]在一個實施例中，所述顆粒保持器元件是金屬部件。優(yōu)選地，所述顆粒保持器元件是一體式金屬部件。由此，所述顆粒保持器元件特別穩(wěn)固。例如，所述顆粒保持器元件是車削或壓制金屬部件。具體地，所述顆粒保持器元件由不銹鋼制成。
[0036]可設想的是，所述顆粒保持器元件是實心的，S卩，具體地未通過過濾孔穿孔。換句話說，所述顆粒保持器元件的上游表面是簡單連接的拓撲空間。因而，所述顆粒保持器元件促使流體從腔室的第一部分通過所述孔流動到腔室的第二部分中。在該實施例中，所述顆粒保持器元件優(yōu)選具有如上所述的溝槽部分和/或凹穴，且具體地優(yōu)選成形為在流體流中產生紊流，以在溝槽部分或凹穴中沉積來自于流體流的顆粒，例如借助于周向內邊緣相對于凸緣部分朝向流體入口部分軸向地偏移。
[0037]然而優(yōu)選地，所述顆粒保持器元件具有形成過濾篩的多個過濾孔。所述過濾器可有利地穿過所述顆粒保持器元件的上游表面，且穿過所述顆粒保持器元件，尤其是到達其下游表面。過濾孔優(yōu)選地具有100 Mi或更小的直徑，特別優(yōu)選為50 Mi或更小，例如在20 μπι和30 Mi之間(包括邊界值)。由此，可實現(xiàn)有效的過濾，同時對流體流引入特別少的紊流。
[0038]在一個實施例中，流體噴射閥包括在電樞上游的附加流體過濾器。例如，所述附加流體過濾器可以定位在閥本體的流體入口端部處或者至少靠近閥本體的流體入口端部。在另一個擴展中，所述閥組件包括用于將閥針朝向關閉位置偏壓的復位彈簧，所述復位彈簧在一個軸向端部處坐靠閥針且在相對的軸向端部處坐靠所述附加流體過濾器。在一個實施例中，所述流體過濾器被壓配合到極靴中。由此，來自于流體箱或者來自于流體供給管線的顆粒在到達閥針和電樞之前可以已經借助于所述附加流體過濾器過濾。所述顆粒保持器元件僅僅需要從流體去除在所述附加流體過濾器以下釋放的顆粒。因而，借助于使用所述顆粒保持器元件和附加流體過濾器，顆粒到達閥座的風險特別小。
[0039]閥組件和流體噴射閥的其它優(yōu)勢、有利實施例和擴展從下文結合示意圖描述的如下示例性實施例將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0040]在附圖中:
圖1A示出了根據(jù)第一實施例的流體噴射閥的縱向截面圖，
圖1B示出了根據(jù)第一示例性實施例的流體噴射閥的閥組件的一部分的示意性縱向截面圖，
圖1C示出了根據(jù)第一示例性實施例的流體噴射閥的顆粒保持器元件的第一透視圖，
圖1D示出了顆粒保持器元件的第二透視圖，和圖2-14示出了根據(jù)其它實施例的閥組件的縱向截面圖。
[0041]在示例性實施例和附圖中，相同、類似或類似作用的元件設置有相同的附圖標記。附圖和附圖中的各個元件不被認為按真實比例繪制，而是各個元件可以在尺寸上放大以更好展示或理解。此外，在圖1B和圖2-14的示意性縱向截面圖中，表示在觀察方向位于繪圖平面后面的邊緣的線大部分被省去以改善附圖的可讀性。此外，在一些附圖中，各個附圖標記可以省去以改善附圖的清楚性。具體地，在圖2-14中，與圖1B中指示的附圖標記相對應的大多數(shù)附圖標記已經省去。
【具體實施方式】
[0042]圖1A示出了根據(jù)第一示例性實施例的流體噴射閥I的縱向截面圖。流體噴射閥I包括閥組件10。圖1B示出了根據(jù)第一示例性實施例的流體噴射閥I的閥組件10的示意性縱向截面圖。
[0043 ]閥組件1具有閥本體100，所述閥本體100沿縱向軸線L從流體入口端部120延伸到流體出口端部130ο閥本體10在該實施例中從多個部件組裝。例如，其包括在流體入口端部120附近的流體入口管、主體和插入到主體中且在流體出口端部130處固定到主體的一體式座本體135。
[0044]在該實施例中，流體噴射閥I是配置用于將燃料(例如，汽油)直接噴射到內燃發(fā)動機的燃燒室中的燃料噴射閥。
[0045]閥本體100具有腔室110，所述腔室110軸向地延伸通過所述閥本體100，用于將燃料入口端部120液力地連接到所述閥本體的流體出口端部130。所述閥本體100具有定位靠近所述流體出口端部130的閥座140，在該實施例中，閥座140由座本體135構成。
[0046]閥針200接收在所述腔室110中，使得所述閥針能相對于閥本體100以往復運動的方式軸向移動。所述閥針能操作在閥針200的關閉位置通過與閥座140密封地接觸而防止流體從腔室110通過座本體135中的噴射噴嘴或多個噴射噴嘴分配。閥組件10包括標定彈簧70，所述標定彈簧70設置在腔室110中且被預加載以將閥針200朝向關閉位置軸向地偏壓。
[0047]此外，所述流體噴射閥I具有電磁致動器組件，包括電樞300、極靴50和線圈55。極靴50和電樞300定位在閥本體100的腔室110中。所述極靴50相對于閥本體100在位置上固定，例如，壓配合到閥本體100中。電樞300能相對于極靴因而相對于閥本體100沿縱向軸線以往復運動的方式移動。線圈55圍繞閥本體100的一部分周向地延伸，且能操作產生磁場，以將電樞300朝向極靴50以軸向方向吸引。
[0048]電樞300機械地聯(lián)接到閥針200，用于將閥針200軸向地遠離關閉位置移動。更具體地，閥針200在閥針200的下游端部220處具有密封元件260。在閥針的上游端部220附近，閥針200包括電樞保持器元件，下文簡稱為保持器元件230。軸240從保持器元件230延伸到密封元件260。保持器元件230和密封元件260固定到軸240，例如通過焊接連接。還可以設想的是，保持器元件230和/或密封元件260與軸240—體形成，而不是固定到軸240。在該實施例中，密封元件260是球的形狀，且至少在下游端部220的區(qū)域中徑向地突出超過軸240。
[0049]電樞圍繞軸240的一部分周向地延伸，且能相對于閥針200軸向移動。電樞300相對于閥針200的軸向移動性在朝向閥針200的上游端部210的方向由保持器元件230限制且在朝向閥針200的下游端部220的方向由圓盤元件250限制，圓盤元件250在電樞300的與保持器元件230相對的那一側固定到閥針的軸240。換句話說，電樞300相對于閥針200具有軸向離隙，所述軸向離隙在一側由保持器元件230界定且在另一側由圓盤元件250界定。還可設想的是，圓盤元件250與軸240—體形成，而不是固定到軸240，尤其是在保持器元件230不與軸240—體形成時。
[0050]當閥針200處于關閉位置且線圈55被激勵時，電樞300朝向極靴50吸引且以軸向方向朝向極靴50移動。電樞300與保持器元件230處于形狀配合接合，從而抵抗標定彈簧70的偏壓以遠離關閉位置的方向(即，在該實施例中，以朝向流體入口端部120的方向)隨之帶動閥針200。
[0051 ]密封元件2 6 O與座本體13 5滑動機械接觸，用于軸向地引導閥針2 O O的下游端部220。閥針200的上游端部210可以通過保持器元件230和極靴50之間的機械相互作用或者通過軸240與電樞300的機械相互作用而軸向地引導，電樞300繼而可與閥本體100滑動機械接觸，用于軸向地引導電樞300。
[0052]具體地，座本體135是從閥本體100的主體以徑向向內方向延伸的一體式金屬部件，從而與密封元件260直接機械接觸，用于建立滑動機械接觸。流體通路可以設置在座本體135和密封元件260之間，例如借助于座本體135中的軸向通道和/或借助于密封元件的平坦部分。所述通道形成密封元件260和座本體135彼此徑向隔開的區(qū)域，從而流體可以軸向經過密封元件260通過通道到達閥座140。
[0053]腔室110具有第一部分112和第二部分118。第一部分112和第二部分118兩者均是大致圓柱形形狀，即，其周向側表面具體地具有圓形圓柱體的形狀。第一部分112的橫截面面積大于第二部分118的橫截面面積。
[0054]第二部分118位于第一部分112的下游。更具體地，第一部分112具有底表面114，底表面114由開口 116穿過，第二部分118從開口 116開始且以軸向方向朝向流體出口端部130延伸。在優(yōu)選實施例中，底表面114或底表面114的至少一部分垂直于縱向軸線L以徑向向內方向朝向開口 116延伸。因而，閥本體100的限定腔室110的內周向表面具有臺階。臺階包括底表面114，且表示腔室110的第一部分112和第二部分118之間的接口。
[0055]顆粒保持器元件400定位靠近臺階。顆粒保持器元件400例如在圖1B的縱向截面圖中顯示，其中，表示顆粒保持器元件400的在觀察方向位于圖1B的繪圖平面后面的邊緣的線被省去。此外，顆粒保持器元件在圖1C和圖1D中以兩個不同的透視圖顯示。
[0056]在該實施例中，顆粒保持器元件400是一體式是車削或壓制不銹鋼部件。顆粒保持器元件400具有坐靠在底表面114上的凸緣部分410，底表面114在朝向流體出口端部130的軸向方向界定腔室110的第一部分112。在其徑向內邊緣，凸緣部分410與顆粒保持器元件400的溝槽部分220合并。溝槽部分420因而沿徑向向內方向在凸緣部分410之后。
[0057]所述溝槽部分220具有U形橫截面，在軸向方向朝向流體入口端部120開口且在軸向方向朝向流體出口端部130封閉。換句話說，溝槽部分420在徑向向內和向外方向由側壁界定，且具有底壁，所述底壁將側壁的面向流體出口端部130的軸向端部連接。側壁優(yōu)選為圓柱形外殼的形狀，且特別優(yōu)選地彼此同軸地設置，特別是也與縱向軸線L同軸地設置，
溝槽部分420的外側壁從凸緣部分410以軸向方向朝向流體入口端部130延伸到腔室110的第二部分118中。其可以與第二部分118的周向側表面機械接觸。在一個擴展中，在溝槽部分420的外側壁和閥本體100之間建立壓配合連接。
[0058]溝槽部分420的內側壁限定顆粒保持器元件400的中心孔440。內側壁從腔室110的第二部分118以軸向方向朝向流體入口端部120延伸到第一部分112中，且以軸向方向朝向流體入口端部突出超過凸緣部分410到內側壁的周向內邊緣430 ο內邊緣430具體地是內側壁的內周向側表面的邊緣(即，面向縱向軸線的周向側表面)面向流體入口端部120。周向內邊緣430相對于開口 116的外輪廓以徑向向內方向徑向地偏移。其限定中心孔440的外輪廓。
[0059]閥座從腔室110的第一部分112通過底表面114的開口116且通過顆粒保持器元件400的孔240延伸到腔室的第二部分118中。閥針的保持器元件230和圓盤元件250定位在腔室的第一部分112內，同時密封元件260定位在第二部分118內或者第二部分118的下游。軸向地夾在保持器元件230和圓盤元件250之間的電樞300也定位在腔室110的第一部分112內。
[0060]在該實施例中，閥針200的軸240軸向地重疊底表面114、開口 116和顆粒保持器元件400，同時閥針200的圓盤元件250、保持器元件230和密封元件260以及電樞300與顆粒保持器元件400、底表面114和開口 116沒有軸向重疊。密封元件260和座本體135從顆粒保持器元件400軸向隔開，S卩，具體地位于顆粒保持器元件400的下游。因而，顆粒保持器元件400僅僅周向地環(huán)繞閥針200的軸240。軸240軸向地延伸通過孔440。
[0061]流體噴射閥包括附加流體過濾器60，附加流體過濾器60壓配合到極靴50的中心開口中且表示標定彈簧70的彈簧座。標定彈簧70的背離閥針200的軸向端部坐靠附加流體過濾器60。在該實施例中，標定彈簧70的與閥針200機械接觸的軸向端部坐靠保持器元件230。
[0062]流體通過閥本體100的流體入口管引入到腔室110中。流體流動通過流體過濾器60，進一步通過極靴50的中心開口且通過由電樞300構成的流體通道310。流體通道310相對于縱向軸線L傾斜地延伸，使得其上游開口比其下游開口定位更靠近縱向軸線L。換句話說，流體通道310的徑向距離以從流體入口端部120朝向流體出口端部130的方向增加。由此，流體通道310引導流體流到腔室110的第一部分112的底表面114的外邊緣區(qū)域115上。外邊緣區(qū)域115具體地包括底表面114和第一部分112的圓柱形側表面之間的接口。由此，流體被促使沿底表面114徑向向內流動，以通過開口 116進入腔室110的第二部分118。由于溝槽部分420的內壁的周向內邊緣430相對于凸緣部分410朝向流體入口端部軸向地偏移，因而在溝槽部分220的區(qū)域中產生紊流，可使得在流體流動經過周向內邊緣430通過顆粒保持器元件400的孔440到達閥本體100的流體出口端部處的閥座140時流體流中包含的顆粒停留在溝槽部分中。
[0063]顆粒保持器元件400的溝槽部分420在沿縱向軸線L的俯視圖中與底表面114的開口 116重疊。溝槽420的內側壁從閥針的軸240橫向隔開，從而顆粒保持器元件400的孔440在沿縱向軸線L的俯視圖中與閥針200的密封元件260完全重疊。由于顆粒保持器元件400和閥本體的軸240之間的徑向距離，建立流體通路，流體可以通過所述流體通路從腔室的第一部分112通過顆粒保持器元件的孔440朝向流體出口端部130流動到第二腔室118中。
[0064]密封元件260具有閥針200的與顆粒保持器元件400軸向重疊或者相對于顆粒保持器元件400朝向流體出口端部130軸向地偏移(S卩，位于周向內邊緣430的下游)的那些部分的最大橫截面面積。由此，在顆粒保持器元件400已經安裝在閥本體100中時，閥針200可以插入到閥本體中且沿縱向軸線L移動通過閥本體，直到密封元件260與閥座140接觸。在該情況下，當將閥針200移動到閥本體100中時，密封元件經過顆粒保持器元件400的孔440。
[0065]圖2以與圖1B相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第二示例性實施例的閥組件
10。根據(jù)第二實施例和下文的其它實施例的閥組件中的每個都可在例如結合第一實施例描述的流體噴射閥I中使用。
[0066]根據(jù)第二示例性實施例的閥組件10總體上與第一實施例的閥組件10相對應。具體地，顆粒保持器元件400具有支承在底表面114上的凸緣部分410和延伸通過底表面114的開口 116到腔室110的第二部分118中的溝槽部分420。
[0067]然而，溝槽部分420的側壁，任選地還有溝槽部分420在其下游端部處的底壁以及進一步任選地還有凸緣部分410，設置有形成過濾篩的多個過濾孔460，用于過濾朝向流體出口端部130流動的流體。在該實施例中，每個過濾孔具有20 μπι和30 μπι之間的直徑(包括邊界值)。有利地，在該實施例的閥組件10的情況下，流體還可以流動通過顆粒保持器元件400的溝槽部分420朝向流體出口端部130到腔室110的第二部分118中。由此，流體流屬性(例如流體流的層流性)以及顆粒保持器元件的過濾功能可以是特別有利的。
[0068]此外，與第一實施例相反，凸緣部分410通過電樞彈簧320壓入底表面114中，電樞彈簧320位于腔室110的第一部分112中。電樞彈簧在其相對的軸向端部處坐靠電樞300和凸緣部分410，且被預加載使得其將所述凸緣部分410壓靠底表面114且將電樞300壓靠保持器元件230。在該實施例中，溝槽部分220的外側壁和閥本體100之間的壓配合連接不是必要的。
[0069]電樞彈簧320在第一實施例中也存在，具體地參見圖1A和1Β。然而，在第一實施例中，電樞彈簧320在其一個軸向端部處坐靠電樞300且在另一個軸向端部處直接坐靠閥本體100，具體地坐靠腔室110的第一部分112的底表面114。凸緣部分410相對于電樞彈簧320以徑向向內方向橫向地偏移。然而，還可以設想的是，對于第一實施例或本發(fā)明的其它實施例而言，電樞彈簧320坐靠凸緣部分410。
[0070]圖3以與圖2相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第三示例性實施例的閥組件10。
[0071]根據(jù)第三示例性實施例的閥組件10總體上與第二示例性實施例相對應。然而，溝槽部分420的軸向尺寸減小。雖然第一和第二實施例中的溝槽部分420的軸向尺寸是第二部分118的軸向尺寸的至少50 %，具體地是開口 116和閥座140之間的距離的至少50 %，第三示例性實施例的顆粒保持器元件400的溝槽部分420具有例如在第二部分118的軸向尺寸的1 %和20 %之間(包括邊界值)的值。
[0072]然而，與第二和第一示例性實施例相比，周向內邊緣430在軸向上定位更靠近流體入口端部120。具體地，顆粒保持器元件400的周向內邊緣430與圓盤元件250在軸向上重疊，圓盤元件250限制電樞300相對于閥針200的軸向移動性。在該實施例中，周向內邊緣430還與圓盤元件250橫向地重疊，類似于先前實施例。在該實施例中，由于橫向和軸向重疊，流體流的特別大的部分引導通過由顆粒保持器元件400的過濾孔460形成的過濾篩。
[0073]圖4以與圖3相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第四示例性實施例的閥組件10。
[0074]根據(jù)第四示例性實施例的顆粒保持器元件400總體上與第三示例性實施例相對應。然而，雖然第三示例性實施例的顆粒保持器元件400由過濾孔460在每個地方穿孔，凸緣部分410和溝槽部分420的內壁的上部區(qū)段425未由過濾孔460穿孔。
[0075]內壁的上部區(qū)段425包括周向內邊緣430，且從周向內邊緣430朝向底表面114的開口 116向下游延伸。優(yōu)選地，上部區(qū)段425相對于開口 116朝向流體入口端部120軸向地偏移或者相對于開口 116在軸向上齊平。
[0076]溝槽部分420的內壁的在朝向流體出口端部130的方向在上部區(qū)段425之后的至少一部分由過濾孔460穿孔，以形成過濾篩。在該實施例中，溝槽部分420的底壁也由過濾孔460穿孔。外壁可以由過濾孔460穿孔或者可以不由過濾孔460穿孔。
[0077]由此，流體流特別好地引導通過溝槽部分420。該實施例利用未穿孔凸緣部分410的優(yōu)選平滑表面可以以徑向向內方向特別好地引導流體和/或內壁的未穿孔上部區(qū)域425具有特別大的液壓阻力且可以有助于將流體流偏轉到溝槽部分420中的構思。
[0078]圖5以與圖3相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第五示例性實施例的閥組件1 O根據(jù)第五示例性實施例的閥組件1總體上與第三示例性實施例相對應。
[0079]然而，與第三示例性實施例不同，顆粒保持器元件400具有外圓柱形側壁415，外圓柱形側壁415與凸緣部分410的外橫向邊緣合并，從凸緣部分410的外橫向邊緣朝向流體入口端部120以軸向方向延伸。電樞彈簧420例如從外圓柱形側壁415以徑向向內方向橫向地偏移。在一個擴展中，在閥本體100和外圓柱形側壁415之間建立壓配合連接和/或焊接連接。
[0080]圖6以與圖3相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第六示例性實施例的閥組件1 ο根據(jù)第六實施例的閥組件1總體上與第三示例性實施例相對應。
[0081 ]具體地，第六實施例的顆粒保持器元件400總體上與第三示例性實施例相對應。然而，與第三示例性實施例不同，顆粒保持器元件400沒有延伸通過開口 116和底表面114到腔室110的第二部分118中的溝槽部分420。相反，顆粒保持器元件400具有L形橫截面，從支承在底表面114上的凸緣部分410徑向向內延伸，隨后朝向流體入口端部120軸向延伸到周向內邊緣430。在該實施例中，顆粒保持器元件400全部定位在腔室110的第一部分112內且部分地覆蓋底表面114中的開口 116。
[0082]換句話說，顆粒保持器元件包括具有凸緣部分410的環(huán)形部分，所述環(huán)形部分圍繞縱向軸線L延伸，與底表面114機械接觸，且部分地重疊開口 116。在環(huán)形部分的周向內邊緣處，圓柱形內壁與內邊緣合并，且以軸向方向朝向流體入口端部120延伸到周向內邊緣430以限定孔440。
[0083]在該實施例和下文的其它實施例的環(huán)境中，顆粒保持器元件400的“環(huán)形部分”具體而言理解為指代穿孔圓盤形部分。穿孔圓盤具體而言理解為指代具有的高度小于其外直徑的圓柱形外殼;例如高度是外直徑的50%或更小，優(yōu)選20%或更小。穿孔圓盤具有的中心軸線具體地平行于縱向軸線L或者優(yōu)選與縱向軸線L同軸。穿孔圓盤的主表面優(yōu)選地垂直于縱向軸線延伸且分別面向流體入口端部120和流體出口端部130。環(huán)形部分可以通過過濾孔460穿孔。在該情況下，過濾孔460優(yōu)選以軸向方向延伸通過環(huán)形部分。
[0084]圖7以與圖6相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第七實施例的閥組件10。根據(jù)第八實施例的閥組件10總體上與第六實施例相對應。
[0085]然而，在第六實施例中，周向內邊緣430相對于閥針250的圓盤元件250朝向流體出口端部130軸向地偏移，且僅僅橫向地重疊圓盤元件250，例如如在第一和第二實施例中那樣。與此不同，在第七實施例中，周向內邊緣430軸向地和橫向地重疊圓盤元件250，例如如在第三實施例中那樣。
[0086]圖8以與圖7相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第八實施例的閥組件10。根據(jù)第八實施例的閥組件10總體上與第七實施例相對應。
[0087]然而，取代L形橫截面，其具有相對于彼此軸向移位且通過中心部分連接的兩個同心的環(huán)形部分。具體而言，凸緣部分410表示第一環(huán)形部分。沿徑向向內方向繼此之后是錐形部分。錐形部分從第一邊緣以軸向方向朝向流體入口端部120漸縮到第二周向邊緣。在第一邊緣處，錐形部分與凸緣部分410合并。在第二邊緣處，錐形部分與第二環(huán)形部分合并。第二環(huán)形部分沿徑向向內方向在錐形部分之后，且延伸到周向內邊緣430。第二環(huán)形部分軸向地和橫向地重疊閥針200的圓盤元件250。
[0088]圖9以與圖7相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第九示例性實施例的閥組件1 ο根據(jù)第九示例性實施例的閥組件總體上與第七示例性實施例相對應。
[0089]然而，取代具有限定孔440的圓柱形內壁，所述內壁成形為形成兩個軸向上相繼的凹穴。為此，其具有例如S形或Z形橫截面。具體地，顆粒保持器元件400的上游表面401在從凸緣部分410到周向內邊緣430的行程中以徑向向內方向延伸，隨后以軸向方向朝向流體入口端部120延伸，隨后以徑向向外方向延伸，從而形成用于容納顆粒的第一周向凹穴450。
[0090]在該實施例中，第一周向凹穴450通過顆粒保持器元件400的第一環(huán)形部分、第一圓柱形壁部分和第二環(huán)形部分形成。第一環(huán)形部分包括凸緣部分410，且徑向向內延伸，從而部分地覆蓋開口 116。第一圓柱形壁部分在一個軸向端部處與第一環(huán)形部分合并，且在相對的軸向端部處與第二環(huán)形部分的內周向端部合并。第二環(huán)形部分從其內周向端部徑向向外延伸，從而橫向地重疊第一環(huán)形部分。
[0091]在該實施例中，顆粒保持器元件還包括第二圓柱形壁部分，在一個軸向端部處與第二環(huán)形部分的橫向外邊緣合并，且在其相對的軸向端部處與第三環(huán)形部分的橫向外邊緣合并。第三環(huán)形部分在其遠離橫向外邊緣的橫向側上包括所述周向內邊緣。借助于第二和第三環(huán)形部分以及第二圓柱形壁部分，在顆粒保持器元件400中形成第二周向凹穴，所述第二周向凹穴在其面向縱向軸線L的那一側開口。
[0092]環(huán)形部分和圓柱形壁部分的所有中心軸線優(yōu)選與縱向軸線同軸。第三環(huán)形部分軸向地和橫向地重疊閥針200的圓盤元件250。此外，第二圓柱形壁部分至少軸向地重疊圓盤元件250。
[0093]圖10以與圖8相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第十示例性實施例的閥組件10。
[0094]根據(jù)第十實施例的閥組件10總體上與第八實施例相對應。然而，在該實施例中，顆粒保持器元件400與閥針200的圓盤元件250直接機械接觸。
[0095]更具體地，在該實施例中，顆粒保持器元件400具有包括凸緣部分410的第一環(huán)形部分、錐形部分和第二環(huán)形部分，如上文結合第八實施例所述。此外，然而，顆粒保持器元件400具有圓柱形壁部分，所述圓柱形壁部分與第二環(huán)形部分的周向內邊緣合并且在軸向方向朝向流體入口端部120從所述邊緣延伸到圓盤元件250，其中，其包括顆粒保持器元件400的周向內邊緣430 ο圓柱形壁部分，尤其是周向內邊緣430，與閥針200的圓盤元件250的表面接觸，所述表面面向流體出口端部130。
[0096]在該實施例中，顆粒保持器元件400還具有如上文結合第五實施例所述的外圓柱形側壁415。
[0097]圖11以與圖3相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第十一實施例的閥組件10。根據(jù)第i^一實施例的閥組件1總體上與第三實施例相對應。
[0098]然而，在該實施例中，顆粒保持器元件400未從閥針200的軸240橫向隔開。相反，溝槽部分420橋接閥本體100和軸240之間的整個徑向間隙。溝槽420的周向內壁，包括顆粒保持器元件400的周向內邊緣430，與閥針200的軸240直接機械接觸。更具體地，溝槽部分420的內壁與軸240滑動機械接觸，且顆粒保持器元件400相對于閥針200具有軸向離隙。
[0099]在該實施例中，顆粒保持器元件400相對于閥針200的軸向移動性由鎖定元件270限制，例如簧環(huán)、卡環(huán)或類似物。鎖定元件270定位成在軸向方向朝向流體入口端部120和朝向流體出口端部130軸向地緊隨溝槽部分420的內壁之后。鎖定元件270相對于閥針的軸240在位置上固定。例如，它們與軸240中的相應凹槽形狀配合和/或力配合接合。由此，限制內壁和因而周向內邊緣430相對于軸240的軸向移動性。
[0100]顆粒保持器元件400可操作與鎖定元件270以形狀配合連接的方式接合。由此，在組裝閥組件10時在將閥針200與顆粒保持器元件400—起插入閥本體100之前和期間，可以限制顆粒保持器元件400相對于閥針200的軸向移動性。
[0101]在閥組件10的操作期間，當閥針200處于閥組件10的關閉位置以及完全打開配置時，溝槽部分420的內壁優(yōu)選從鎖定元件270隔開，其中，電樞300和/或保持器元件230優(yōu)選與閥本體100或極靴50形狀配合連接。為了將顆粒保持器元件400保持到位，顆粒保持器元件400的凸緣部分410借助于電樞彈簧320(如上所述，例如，結合第三實施例)被壓靠底表面114，底表面界定腔室110的第一部分112。
[0102]圖12以與圖11相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第十二示例性實施例的閥組件10。根據(jù)第十二實施例的閥組件10總體上與根據(jù)第十一實施例的閥組件10相對應。與此不同，溝槽部分420具有的外周向側壁不是圓柱形形狀，而是在軸向方向朝向流體出口端部130錐形地漸縮。
[0103]圖13以與圖11相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第十三實施例的閥組件10。根據(jù)第十三實施例的閥組件10總體上與第^^一實施例相對應。
[0104]然而，該實施例的顆粒保持器元件400沒有以軸向方向朝向流體出口端部130延伸到腔室110的第二部分118中的溝槽部分420。相反，凸緣部分410沿徑向向內方向由圓柱形壁部分后繼，所述圓柱形壁部分以軸向方向從底表面114朝向流體入口端部120延伸到第一部分112中，且沿徑向向內方向由環(huán)形部分后繼，所述環(huán)形部分橋接開口 116且以徑向向內方向延伸到閥針的軸240，其中，所述環(huán)形部分包括周向內邊緣430。周向內壁從周向內邊緣430以軸向方向朝向流體出口端部130延伸，且軸向上定位在鎖定元件270之間，如第^^一實施例中那樣。由此，預先組裝有顆粒保持器元件400的閥針200安裝到閥本體100中特別簡單，且尤其是不需要將顆粒保持器元件400的溝槽部分420移動通過開口 116到腔室110的第二部分118中。
[0105]圖14以與圖13相對應的示意性縱向截面圖示出了根據(jù)第十四實施例的閥組件10。根據(jù)第十四實施例的閥組件10總體上與第十三實施例相對應。與此不同，顆粒保持器元件400在凸緣部分410和環(huán)形部分之間具有錐形部分，而不是圓柱形壁部分。所述錐形部分在軸向方向朝向流體入口端部120漸縮。
[0106]本發(fā)明并不將特定實施例限制于基于這些示例性實施例的描述。相反，本發(fā)明包括不同實施例的元件的任何組合。此外，本發(fā)明包括權利要求的任何組合以及權利要求所公開的特征的任何組合。
【主權項】
1.一種用于流體噴射閥(I)的閥組件(10)，包括: -閥本體(100)，所述閥本體具有縱向軸線(L)，具有腔室(110)，所述腔室(110)軸向地延伸通過所述閥本體(100)，用于將燃料入口端部(120)液力地連接到所述閥本體的流體出口端部(130)，且所述閥本體具有靠近所述流體出口端部(130)的閥座(140); -閥針(200 )，所述閥針可移動地接收在所述腔室(110 )中，且能操作在閥針(200 )的關閉位置與閥座(140 )密封地接觸;和 -電樞(300)，所述電樞被配置和可移動地設置在所述腔室(110)中，用于將閥針(200)軸向地遠離關閉位置移動， 其中: -所述腔室(110)具有第一部分(112)，所述第一部分容納電樞(300)且在軸向方向朝向流體出口端部(130)由底表面(114)界定； -所述底表面(114)具有中心開口(116)，腔室(110)的第二部分(118)從所述中心開口(116)朝向流體出口端部(130)延伸； -所述閥針(200 )的軸(240 )延伸通過所述開口( 116 )到第二部分(118)中；以及 -顆粒保持器元件(400)定位在所述腔室(110)中使得其支承在所述底表面(114)上，周向地環(huán)繞閥針(200)的軸(240)且與所述開口(116)重疊。2.根據(jù)權利要求1所述的閥組件(10)，包括流體通道(310)，所述流體通道能操作將流體朝向底表面(114)的外邊緣區(qū)域(115)引導，所述流體通道(310)由電樞構成且相對于縱向軸線(L)傾斜地延伸，或者所述流體通道(310)在電樞(300)的外周向表面和閥本體(100)之間形成。3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的閥組件(10)，其中: -所述顆粒保持器元件(400)具有凸緣部分(410)和周向內邊緣(430); -所述凸緣部分(410)支承在底表面(114)上； -所述周向內邊緣(430)沿徑向向內方向相對于底表面(114)的開口( 116)的外輪廓徑向偏移，且限定顆粒保持器元件(400)的中心孔(440);以及 -閥針(200 )的軸(240 )軸向地延伸通過所述孔(440 )。4.根據(jù)權利要求3所述的閥組件(10)，其中，所述顆粒保持器元件(400)包括用于容納顆粒的溝槽部分(420)，其中，所述溝槽部分(420)沿徑向向內方向在凸緣部分(410)之后，且軸向地延伸到腔室(110)的第二部分(118)中。5.根據(jù)前述權利要求3-4中任一項所述的閥組件(10)，其中，所述顆粒保持器元件(400)的上游表面(401)在從凸緣部分(410)到周向內邊緣(430)的行程中以徑向向內方向延伸，隨后以軸向方向朝向流體入口端部(120)延伸，隨后以徑向向外方向延伸，從而形成用于容納顆粒的周向凹穴(450)。6.根據(jù)前述權利要求3-5中任一項所述的閥組件(10)，其中，所述周向內邊緣(430)定位在腔室(100)的第一部分(112)中，相對于底表面(114)尤其是相對于所述凸緣部分(410)朝向流體入口端部(120 )軸向地偏移。7.根據(jù)前述權利要求3-6中任一項所述的閥組件(10)，其中，所述孔(440)的橫截面面積大于閥針(200)的位于周向內邊緣(430)下游的那部分的最大橫截面面積。8.根據(jù)前述權利要求3-6中任一項所述的閥組件(10)，其中，所述周向內邊緣(430)與閥針(200 )的軸(240 )機械接觸，或者與閥針(200 )的圓盤元件(250 )機械接觸，所述圓盤元件(250)圍繞軸(240)周向地延伸。9.根據(jù)權利要求8所述的閥組件(10)，其中，所述顆粒保持器元件(400)與閥針(200)形狀配合連接，或者能操作與閥針(200)以形狀配合連接的方式接合，用于限制周向內邊緣(430)相對于軸(240)的軸向位移。10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的閥組件(10)，還包括電樞彈簧(320)，所述電樞彈簧在相對的軸向端部處坐靠電樞(300)和所述顆粒保持器元件(400)，且被預加載以將所述顆粒保持器元件(400)施壓與底表面(114)接觸。11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的閥組件(10)，其中，所述顆粒保持器元件(400)是一體式金屬部件。12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的閥組件(10)，其中，所述顆粒保持器元件(400)具有形成過濾篩的多個過濾孔(460)，尤其是每個具有100 μπι或更小的直徑。13.—種流體噴射閥(I)，包括根據(jù)前述權利要求中任一項所述的閥組件(10)以及在電樞(300 )上游的附加流體過濾器(70 )。14.根據(jù)權利要求13所述的流體噴射閥(I)，其中，所述閥本體(100)包括座本體(135)，所述座本體(135)包括所述閥座(140)且尤其是一體式部件，閥針包括密封元件(260)，所述密封元件(260 )在閥針(200 )的關閉位置中與閥座(140 )機械接觸，所述密封元件(260 )與座本體(135 )滑動機械接觸，用于軸向地引導閥針(200 )。15.根據(jù)權利要求14所述的流體噴射閥(I)，其中，所述密封元件(260)固定到所述軸(240)的下游端部，且顆粒保持器元件(400)沒有軸向重疊。
【文檔編號】F02M61/10GK106050508SQ201610205022
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月5日 公開號201610205022.0, CN 106050508 A, CN 106050508A, CN 201610205022, CN-A-106050508, CN106050508 A, CN106050508A, CN201610205022, CN201610205022.0
【發(fā)明人】E.焦爾杰蒂, L.馬泰烏奇
【申請人】大陸汽車有限公司