CN1220723A - 喷油阀、其制造方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到的是用于内燃机喷油设备的喷油阀,这种阀由两个预先装配的独立组件组成。在这里,一个功能件(30)基本上包括了一个电磁路和一个密封阀,而一个连接件(40)主要由一个液压接头(42,43)和一个电接头(45,46,47)构成。在安装完毕的喷油阀中,两个组件的电连接元件(33,49)和液压连接元件(28,43)共同起作用,这样,可以保证可靠的电连接和液压连接。这种喷油阀特别适用于在混合气压缩、强制点火的内燃机喷油装置中使用。
Description
技术水平
本发明涉及到的是按照权利要求1类型的喷油阀，一种按照权利要求14类型的制造喷油阀的方法和按照权利要求19类型的喷油阀的应用。
从US-PS 5,156,124中已公知一种喷油阀，这种阀是可电磁操作的。为此，喷油阀具有电磁路通用的结构零件，如一个电磁线圈，一个内极和一个外极。在这种公知的喷油阀中，涉及到了一种所谓的侧供油(Side-Feed)-喷油阀，在这种喷油阀中，在电磁路下输入燃油。从电磁线圈起，触针从喷油阀伸出来，它们在一定长度上压铸了塑料，并且埋在塑料里。塑料压铸到喷油阀的一端，不是一个独立的喷油阀结构元件。从DE-OS 34 39 672中公知的喷油阀也同样如此。在这里，从电磁线圈出发的触针伸入一个电连接插头，这个连接插头由塑料构成，部分包围了在电磁线圈后面的触针。在这里，构成了连接插头的塑料压铸件，压铸到金属阀壳体上。
从EP-OS 0 690 224已经公知一种喷油阀，这种喷油阀具有一个喷嘴孔，在阀安装状态下，这个喷嘴孔已经位于一个抽吸通道里面，这样，在避免壁沾湿下，能够直接喷到内燃机的一个进气阀上。喷油阀的喷嘴孔沿着一个不与喷油阀轴线平行的轴线分布，可达到相应的射流方向。同样，从DE-OS 40 32 425中公知一种可对比的喷油阀。
本发明的优点
按照本发明的、具有权利要求1特征的喷油阀的优点是，这种阀能够以简单的方式、价格便宜地制造和安装。除此之外，喷油阀的构造形式可以简单地变型。按照本发明，这可以通过使喷油阀的两个组件，一个功能件和一个连接件，相互单独预先安装或者调节来达到。在这里，功能件基本上包括了一个电磁路，和一个由阀座体和阀封闭体构成的密封阀。相反，在连接件中，设置了喷油阀的电接头和液压接头。所有说明的喷油阀实施例，都具有可价格便宜制造和有许多变形结构的优点。在大量的、尽可能结构相同(比如说，在阀针行程参数或者电磁线圈的圈数方面有所不同)制造的功能件中，可以同许多不同的连接件来连接，比如说，这些连接件在尺寸和造型方面、在电连接插头的构造方面、在连接件下端面的构造方面或者在其颜色、其标记、其标签或者其他特征方面有所区别。这样，在制造喷油阀时的逻辑基本上很简单。
通过分成两个组件具有这样的优点，通过行使重要阀功能的功能件的结构元件来避免所有在制造尽可能由塑料组成的连接件时产生的不利影响(大的压铸压力、放热)。此外，可以以有利的方式，在功能件装配线之外，进行相对较脏的压铸过程。
按照本发明，行使所有重要阀功能的功能件可以被做成很短的。采用有利的方式，获得了对于要调节的喷油阀结构元件的简单的接近。尤其是明显缩短了安装测量装置的路径，比如说，用于测量阀针行程的测头或者用于调节调节套管上的动态喷油量的工具。同公知的喷油阀相比，这样的测量或者调节工具的进入行程可以从大约60mm缩短到例如10至20mm。在安装线中，作为结果，明显缩短节拍时间，通过此，在相同的时间内可以比迄今为止调节更多喷油阀。
通过在从属权利要求中实施的措施，可以有利的另外构成和改进在权利要求1中说明的喷油阀。
以有利的方式，在功能件和连接件上可以进行电连接元件的很大的变形。这样可以随时将不仅在功能件上而且在连接件上的电连接元件或是构成插头式或是插孔式，或者是两者的组合。
此外，有利的是，连接件的一个下部的、顺流朝下的端面，与沿着连接件分布的阀纵向轴线倾斜地构造，这样，在完全装配的喷油阀中，功能件和连接件的阀纵向轴线不是相互在一条直线上。因此，用所希望的方式可以制造转弯或者有角度的喷油阀。一个这样的喷油阀，例如这样安装在内燃机的进气管上，使得喷油阀的喷油部位明显地伸到进气管内，在这里，甚至功能件也可以位于进气管里面。由于喷油阀有角度的结构形式，可以用简单的方式，通过向一个或者多个内燃机进气阀上有目的地喷油，避免进气管壁沾湿，通过此，降低了内燃机废气排放和燃油消耗量。
附图
在附图中简单地示出了本发明的实施例，并且在下面的说明中进行了详细介绍。
图1示出了按照发明的喷油阀第一个实施例，
图2示出了喷油阀第二个实施例，
图3示出了喷油阀第三个实施例，
图4以示意图示出了将按照图3的喷油阀安装到内燃机上的可能性。
实施例说明
在图1中举例和部分简单示出的、以用于混合气压缩、强制点火内燃机喷油装置的喷油阀形式的、按照本发明的可电磁操纵的阀，具有一个被一个电磁线圈1包围的、用做内极和部分用于通流燃油的管状铁心2。铁心2在电磁线圈1上游、在径向方向中呈台阶构成，这样，铁心2以其上罩盖段3部分包围了电磁线圈1，并且使得在电磁线圈1范围内可以有特别坚固紧凑的喷油阀结构。电磁线圈1被一个作为外极的、外部的、例如：铁磁阀套5包围，它在切线方向中，完全包围了电磁线圈1，并且在其上端，例如通过焊缝6同铁心2固定连接，为了闭合电磁路，阀套5在其下端部被构造成台阶状，这样，形成了一个导向段8，这个导向段与铁心2的罩盖段3相似，轴向限制电磁线圈1，它是电磁线圈部分1向下或者在顺流向下方向的界限。导向段8具有一个内部的、与阀纵向轴线10同心的孔11，这个孔用做沿着阀纵向轴线10轴向运动的阀针12的导向孔。
一个阀座体14与阀套5的下导向段8连接，阀座体具有一个作为阀座的固定阀座面15。阀座体14，借助于例如由激光产生的第二道焊缝16与阀套5固定连接在一起。电磁线圈1、阀套5的导向段8以及阀座体14直至阀座面15构成了一个通孔，由一个管状衔铁17和一个球形阀封闭体18构成的阀针12在该通孔内运动。在阀座体14的顺流向下的端面上，例如在凹槽19内安置了一个平的喷射孔板20，其中，例如通过环绕的密封焊缝21实现阀座体14和喷射孔板20的固定连接。管状的衔铁17，在其顺流向下的、朝向喷射孔板20的一端，例如通过焊接与例如是球形的阀封闭体18固定连接，其中，在连接范围22内，设置有槽、孔或者通道，这样，在内纵向孔23内流过衔铁17的燃油向外流动，并且可以沿着阀封闭体18流到阀座面15。
以公知方式电磁操作喷油阀。具有电磁线圈1、内铁心2、外阀套5和衔铁17的电磁路，用于阀针12的轴向运动和从而克服复位弹簧25的弹力打开喷油阀或者关闭喷油阀。衔铁17以其背向阀封闭体18的一端对准铁心2。
球形阀封闭体18，与在流动方向截锥形变窄的、阀座体14的阀座面15共同起作用，这个面是在顺着导向孔向下的轴向方向中在阀座体14内构成。喷射孔板20至少具有一个、比如说四个通过腐蚀或者冲压成型的喷油孔27。
此外，铁心2在喷油阀内的插入深度，决定了阀针12的行程。在这里，阀针12的一个终端位置，在电磁线圈1没有励磁时，通过阀封闭体18与阀座体14的阀座面15相接触来确定，而阀针12的另一个终端位置，在电磁线圈1励磁时，通过衔铁17与铁心的顺流向下的端部接触来确定。通过轴向移动铁心2进行行程调节，然后，铁心2根据所希望的位置同阀套5固定连接在一起，其中，焊缝6采用激光焊接来进行是合理的。
在与阀纵向轴线10同心分布的、用于向阀座面15方向输入燃油的铁心2的流油孔28中，在复位弹簧25的外面插入一个调节套管29。这个调节套管29用于调节与调节套管29相连接的复位弹簧25的预张力，复位弹簧的另一侧又支承在衔铁17上，在这里，也可用调节套管29调节动态喷油量。
至此，所描述的喷油阀的特点是，结构特别坚固紧凑，这样可以形成一个很小的、轻便的喷油阀，其阀套5的外径例如只有大约11mm。各个结构元件比较简单；然而，喷油阀包括了一个具有完全功能的电磁路，这种电磁路在原理构造上同已经从可电磁操纵的喷油阀中知道的一样(DE-OS 34 39 672或者DE-OS 195 12339)。
这些以前说明的结构元件，构成了一个预装的单独组件，在下面称这个组件为功能件30。功能件30基本上包括了电磁路1、2、5以及一个密封阀(阀封闭体18、阀座体14)，密封阀具有一个随后的喷油准备元件(喷射孔板20)。调节和安装完毕的功能件30具有例如一个平的上端面32，比如说，两个触针33伸出这个端面。通过用做电连接元件的电触针33，进行电磁线圈1的电触点接通，从而使其励磁。
与功能件30完全独立，制造了第二个组件，下面称这个组件为连接件40。在图1中，只是象征性地画出了独立和预装的连接件40；从图3中，可以看到标有详细符号的连接件40的实施例，这也可以应用到在图1和图2示出的连接件40上。连接件40的主要特点是，它包括了喷油阀的电接头和液压接头。所以，做成塑料件的连接件40具有一个用做进油接管的管状基本体42。一个燃油过滤器44插入或者压入与连接件纵向轴线10’同心分布的进油接管42的流油孔43内(图3)，燃油在轴向方向中从喷油阀进油侧一端起流过这个流油孔。燃油过滤器44在进油接管进油侧一端伸入进油接管42的流油孔43中，并且负责把那些会引起喷油阀堵塞或者损伤的燃油里的杂质过滤出去。在这里，流油孔43可以在其轴向长度中、例如呈多个台阶构成。
在完全安装的喷油阀中，连接件40和功能件30的液压连接，是通过此来达到的，两个组件的流油孔43和28这样相互安置，要保证燃油畅通无阻地流动。在这里，例如，连接件40和功能件30的端面48和32相互紧挨着，并且相互固定连接。比如说，为了可靠地密封，在连接部位可以安放一个密封元件。
此外，在连接件40内，设置有两个电接触元件45，在基本体42塑料压铸期间，这两个接触元件被塑料压铸包封并且紧接着埋入塑料中。一个一起压铸的电连接插头46也属于由塑料制成的、用作进油接管的基本体42(图3)。电接触元件45在其作为电连接插头46露出的接触针47的一端上终止，电连接插头可以同一个相应的、没有示出的电连接元件、例如同一个接触板连接在一起，以便能够使喷油阀完全电触点接通。在其与连接插头46相反的一端，接触元件45延伸至连接件40的下端面48，并且在那里构成了电连接元件49，例如：这可以做成插孔式的。在完全安装的喷油阀中，电连接元件33和49这样共同作用，可以形成可靠的电连接，其中，触针33例如插入连接件40的插孔式连接元件49里。因此，通过电连接插头46和通过电连接部分33,49进行电磁线圈1的电触点接通，从而使其励磁。
图2示出了部分示出的喷油阀的第二个实施例。在这里，与图1示出的实施例相对比相同的或者相同作用的结构元件用相同的参考符号来标明。图2的喷油阀基本上相当于图1的喷油阀，因此，在下面只是详细地介绍了电磁路不同的部分。为了阀针12和特别是衔铁17的导向，在功能件30中，设置了一个长的、铁氧体的套管52，这个套管至少在衔铁17范围内具有一个内径尺寸精确的内孔53。从顺流向下的方向看，比如说，套管52在阀套5的导向段8部位终止，套管与导向段例如通过焊缝54固定连接。除了轴向移动的阀针12外，铁心2同样插入套管52的内孔53中，铁心在行程调节之后又与阀壳体固定连接在一起，在具体情况下，用一条上部的焊缝55与套管52相连接。除了衔铁17导向或者容纳铁心2之外，套管52也具有密封性能，这样，在图2示出的实施例中，有一个干式电磁线圈1。这也可以通过此来达到，在电磁线圈的朝向连接件40的一侧，代替铁心2的罩盖段3，现在用一个盘状的覆盖元件56来遮盖电磁线圈1。位于阀套5上的覆盖元件56，通过焊缝6同阀套5固定连接。在覆盖元件56中的一个内孔58使得套管52和铁心2被延长地构造，这样，套管和铁心穿过孔58，突出于通向连接件40方向的上端面32之外，在这里，上端面32通过覆盖元件56被固定。在把连接件40安装到功能件30上时，为了提高连接稳定性，铁心2和套管52伸出的部分可以伸入连接件40的流油孔43内。在两个组件30和40的连接部分内，例如设置一个密封环59，该密封环59在覆盖元件56的端面32上包围套管52。
图3示出了在最后安装喷油阀之前的、两个独立的并且已经预装的组件、功能件30和连接件40。连接件40由一个做为进油接管42的塑料基本体构成，电连接插头46在基本体上直接一起成形。在连接件40的塑料压铸制造过程中，将电连接插头46一起压铸在进油接管42上。沿着连接件纵向轴线10’，在进油接管42中，伸展着一个贯穿的、例如有台阶的流油孔43，在进油接管进油侧一端，一个燃油过滤器插入流油孔内。流油孔43在连接件40下面的、顺流向下的端面48处终止，在这里，在图3的实施例中，这个端面48与连接件纵向轴线10’不是垂直的，也就是说，与连接件纵向轴线10’倾斜延伸。功能件30相当于在图1中已经示出的功能件30。功能件30同样沿着阀纵向轴线10延伸，在这里，特别是铁心2、阀套5和衔铁17与阀纵向轴线10同心构成。朝着连接件40，功能件30在其上面的、逆流向上的端面32处终止。在喷油阀的安装状态中，功能件30和连接件40的两个端面32和48这样相互紧挨着，使电连接元件33和49以及液压连接元件28和43共同作用。
因为连接件40的端面48与连接件纵向轴线10’倾斜，而功能件30的端面32却与阀纵向轴线10垂直，产生了一个转弯的或者有角度的喷油阀，在这种喷油阀中，两条纵向轴线10和10’相互间有一个角度α，因此，相互不在一条直线上。图4示出了这种有角度喷油阀具有优点的实施例。在这样一种喷油装置中，喷油阀被安置在进气管60上的一个阀夹套69中，进气管通到内燃机的燃烧室61中。阀夹套69沿着夹套纵向轴线70延伸。以有利的方式，夹套纵向轴线70与功能件30的阀纵向轴线10的方向不一样。
喷油阀直接位于燃烧室61的至少一个进气阀62之前。由例如具有一个圆形横截面、并且沿着进气管纵向轴线71延伸的进气管60准备用于内燃机的吸入空气，其中，通过一个未示出的、在进气管内喷油阀逆流向上的节流机构控制空气量。喷油阀这样装在进气管60上并且这样指向，使要喷出的燃油以一股射流65基本上直接到达进气阀62，不会喷到进气管60或者内燃机汽缸盖的壁上，进气阀62安装在汽缸盖上。
特别是通过喷油阀的两部分构成，可以达到目标准确地把燃油喷到进气阀62上，不会沾湿四壁，在这里，通过连接件40上端面48的倾斜可以完全有目标地调节喷油角度。由于功能件30相对连接件40有一定的角度，同公知的喷油阀相比，可以明显柔性地构造射流几何参数。喷油阀可以作为所谓的加长顶端喷射器安装在进气管60上，这意味着，将喷油阀的喷油点前移到进气管60内。甚至可以这样，功能件30尽可能位于进气管60之内，这样，甚至把电磁路1、2、5也尽可能前移入进气管60里。喷油阀可以在阀夹套69中这样安装，使功能件30延长的阀纵向轴线10，或是与进气管纵向轴线71相交，或是也不相交，这样，在后一种情况下，两条上述的纵向轴线10和71相互倾斜(例如：在独特的不对称汽缸盖构造时有吸引力)。密封圈63和64，例如O型圈，用于喷油阀和进气管上容纳喷油阀的阀夹套69之间的有效密封。
两个组件、功能件30和连接件40在相应地预装之后，在最后一个步骤中相互固定连接。为此，功能件30和连接件40这样相互安置，端面32和48相互挨着，进行两个组件30和40的电连接和液压连接。粘接、超声波焊接或者卷边特别适合做为两个组件30和40的接合方法。在粘接时要特别注意，粘接部位要有足够的抗拉强度。为了能够采用超声波焊接进行连接，在功能件30的上端面32范围内设置一个塑料部分，例如：该部分在压铸电磁线圈1时可以一起成型。
除了可采用各种不同的接合方法之外，也可以考虑各利不同的制造电和液压连接的可能性。从图1和图2中已经看到了功能件30和连接件40的两个液压连接可能性。一方面，流油孔28和43可以相互接合连接(图1)；另一方面，流油孔28和43可以部分重叠地相互交错连接(图2)。例如可以这样进行电触点接通，即将功能件30的两个触针33插入连接件40的两个触点插孔49。然而，当然也可以这样，连接件40上的电连接元件49做成触针状的，而功能件30上的电连接元件33做成插孔式的。另一个可能性是，在各端面32和48的旁边，分别构成一个插头式的和插孔式的连接元件33、49，然后，它们可以交替着相互共同作用。但是，比如说，采用CIN::APSE-技术同样可以达到一个电触点接通，其中，做为纽扣式触点的、镀有黄金的钼丝做成线团式。这种不用钎焊的连接工艺也能制造很可靠的电连接，这完全没有机械共振。
所有说明的喷油阀实施例，都具有可价格便宜制造和有许多变形结构的优点。在大量的、结构相同制造的功能件30中，可以同许多不同的连接件40相连接，比如说，这些连接件在尺寸、在电连接插头46的构造或者在端面48的构造方面有所区别。这样，在制造喷油阀时的逻辑基本上很简单。
Claims (20)
1．用于内燃机喷油设备的喷油阀，具有一个至少包括一个电磁线圈、一个内极和一个外极的电磁路，具有一个阀封闭体，该阀封闭体是在电磁路中可运动的阀针的一部分并且同一个安置在阀座体上的阀座共同作用，具有一个电接头和一个液压接头，其特征是，
喷油阀具有一个预先装配了的功能件(30)和一个预先装配了的连接件(40)，其中，这个功能件(30)基本上包括了电磁路(1,2,5)，一个由阀座体(14)和阀封闭体(18)构成的密封阀，电连接元件(33)和液压连接元件(28)，连接件(40)具有电接头(45,46,47)，液压接头(42,43)，电连接元件(49)和液压连接元件(43)，其中，功能件(30)和连接件(40)构成了单独的组件，它们可相互固定连接在一起，通过电连接元件(33,49)和液压连接元件(28,43)的共同作用，可以保证两个组件(30,40)可靠的电连接和液压连接。
2．按照权利要求1所述的喷油阀，其特征是，
连接件(40)尽可能是一个塑料体，它构成了一个具有贯穿的流油孔(43)的进油接管(42)，其中，在进油接管(42)上构成了一个电连接插头(46)。
3．按照权利要求2所述的喷油阀，其特征是，
从电连接插头(46)出发，至少两个接触元件(45)通过连接件(40)延伸到电连接元件(49)。
4．按照权利要求2或者3所述的喷油阀，其特征是，
电连接元件(49)在邻近连接件(40)顺流向下的端面(48)处构成，流油孔(43)顺流向下的端部位于该端面上。
5．按照权利要求1或者4所述的喷油阀，其特征是，
连接件(40)的电连接元件(49)做成了插头式和/或者插孔式。
6．按照权利要求1所述的喷油阀，其特征是，
功能件(30)的电磁路(1,2,5)具有一个铁心(2)，它有一个贯穿的内流油孔(28)，这个孔在通向密封阀(14,18)的方向中构成了一个燃油通道。
7．按照权利要求1所述的喷油阀，其特征是，
触针由功能件(30)的电磁线圈(1)起延伸，触针作为电连接元件(33)在功能件(30)逆流向上的端面(32)附近终止。
8．按照权利要求1或者7所述的喷油阀，其特征是，
功能件(30)的电连接元件(33)做成了插头式和/或者插孔式。
9．按照权利要求5和8所述的喷油阀，其特征是，
功能件(30)的电连接元件是两个触针(33)，连接件(40)的电连接元件是两个触点插孔(49)。
10．按照权利要求4和7所述的喷油阀，其特征是，
功能件(30)和连接件(40)的两个端面(32,48)，在喷油阀装配状态下这样相互在一起，使电连接元件(33,49)和液压连接元件(28,43)共同作用。
11．按照权利要求6和10所述的喷油阀，其特征是，
功能件(30)的铁心(2)是这样做成的，在喷油阀装配状态下，铁心伸入连接件(40)的流油孔(43)内。
12．按照权利要求1所述的喷油阀，其特征是，
连接件(40)沿着连接件纵向轴线(10’)、功能件(30)沿着阀纵向轴线(10)延伸，在喷油阀装配状态下，这两个轴线相互不在一条直线上。
13．按照权利要求12所述的喷油阀，其特征是，
连接件(40)具有一个顺流向下的端面(48)，它与连接件纵向轴线(10’)相倾斜地伸展。
14．按照权利要求1至13之一所述的喷油阀的制造方法，其特征是，
在一个方法步骤中，制造和预装配一个独立的功能件(30)，在另一个方法步骤中，制造和预装配一个独立的连接件(40)，在最后一个方法步骤中，将功能件(30)和连接件(40)固定接合在一起，其中，两个组件(30,40)进行电和液压连接。
15．按照权利要求14所述的方法，其特征是，
连接件(40)在塑料压铸过程中这样构成，一个进油接管(42)具有一个贯穿的流油孔(43)，而且在进油接管(42)上一起形成了一个电连接插头(46)。
16．按照权利要求14所述的方法，其特征是，
两个组件(30,40)是采用粘接进行接合的。
17．按照权利要求14所述的方法，其特征是，
两个组件(30,40)是采用超声波焊接进行接合的。
18．按照权利要求14所述的方法，其特征是，
两个组件(30,40)是借助于卷边进行接合的。
19．喷油阀、特别是按照权利要求1至13之一所述的喷油阀在具有至少一个进气管(60)和一个沿着夹套纵向轴线(70)延伸的、装在进气管(60)上的阀夹套(69)的内燃机中的应用，这种喷油阀具有一个功能件(30)和一个连接件(40)，其特征是，功能件(30)的阀纵向轴线(10)具有一个与阀夹套(69)的纵向轴线(70)不同的方向。
20．按照权利要求19所述的应用，其特征是，
进气管(60)具有一个进气管纵向轴线(71)，这条轴线不与延长的阀纵向轴线(10)相交。
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