燃料噴射器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于將燃料噴射到燃燒發(fā)動機內(nèi)的燃料噴射器。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料噴射器被配置為響應(yīng)于電信號而允許可燃液體類的燃料流動。先進的發(fā)動機技術(shù)要求精確控制噴射器內(nèi)的燃料閥的打開和關(guān)閉時間，以執(zhí)行高精度的噴射。如果燃燒發(fā)動機是活塞類型的，在發(fā)動機的一個氣缸內(nèi)的一個活塞的一次行程期間可能要求多個噴射階段。由于閥的構(gòu)件一定具有物理質(zhì)量，閥的實際行為可能會與理想的理論行為不同，該理想的理論行為可預設(shè)無限高的打開或者關(guān)閉速度、或者在用于打開閥的電信號的脈沖長度與通過閥的實際液體流之間預設(shè)線性關(guān)系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種在噴射時間期間對燃料流進行改善的控制的噴射器。本發(fā)明通過具有獨立權(quán)利要求的特征的噴射器來實現(xiàn)這個目的。從屬權(quán)利要求指示了優(yōu)選的實施例和發(fā)展。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，一種燃料噴射器，包括具有可移動閥針和閥座的燃料閥。所述燃料噴射器進一步包括校準彈簧和促動器(actuator)組件，后者在下文中簡要地表示為“促動
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[0005]所述閥針和閥座協(xié)作以控制通過噴射器的燃料流。特別地，所述閥針在關(guān)閉位置防止燃料流通過所述燃料噴射器的噴嘴，在所述關(guān)閉位置所述閥針特別地直接與所述閥座機械接觸。便利地，所述閥針可相對于所述閥座軸向位移一一沿著所述燃料噴射器的縱向軸線遠離所述關(guān)閉位置一一以便使燃料流能夠通過所述噴嘴。
[0006]所述校準彈簧在所述閥針上施加按壓力，以便在關(guān)閉方向上朝向所述閥座按壓所述閥針。特別地，所述校準彈簧被預加載，以將所述閥針偏壓至與閥座接觸，以便在所述促動器未被供能時保持所述燃料閥關(guān)閉。
[0007]所述促動器是具有螺線管和可移動銜鐵的電磁促動器。便利地，它可進一步包括磁極件，當所述螺線管被供能時，所述銜鐵朝向所述磁極件被吸引。所述磁極件特別地相對于所述閥座在位置上固定，而所述銜鐵特別地可相對于所述閥座以往復方式縱向位移。
[0008]當所述螺線管被供電時，所述促動器是可操作的一一特別地借助于所述銜鐵與所述閥針的機械接合一一以便將提升力傳輸?shù)剿鲩y針，以抵抗所述校準彈簧的按壓力將所述閥針從所述閥座提升至全開位置。在本上下文中，所述全開位置特別地是當所述促動器被供能時所述閥針停止以在一次噴射事件期間的打開瞬態(tài)之后保持所述燃料閥打開的位置。
[0009]所述校準彈簧和促動器被配置使得在所述全開位置中所述提升力等于按壓力。特別地，所述校準彈簧的彈簧剛度和預加載以及所述螺線管的感應(yīng)系數(shù)彼此適合，使得在所述全開位置中所述提升力等于按壓力。
[0010]有利地，所述按壓力一一即，所述校準彈簧的彈力一一主要有助于在打開瞬態(tài)的結(jié)尾處減慢所述銜鐵。所述銜鐵的打開運動被所述校準彈簧的彈力而不是所述銜鐵所碰撞的止擋件停止，所述銜鐵的打開和關(guān)閉運動能夠被控制得更好。特別地，所述打開瞬態(tài)的結(jié)尾處的彈跳和/或非線性行為可以是特別小的。所述閥的關(guān)閉時間可以很短，因為所述銜鐵和所述止擋件之間的磁和/或液壓粘連效應(yīng)(Sticking effect)特別小或者甚至完全沒有。所述粘連效應(yīng)可抵抗常規(guī)的噴射器中當流體涌入所述兩個元件之間的擴大空間時所述銜鐵遠離所述止擋件的運動。根據(jù)本公開的噴射器，能夠在任何時間避免將這個空間減少至接近零。因此，流體可以更輕易地在銜鐵和另一個元件之間流動，該另一個元件例如為在許多常規(guī)的噴射器中用作所述止擋件的磁極件。
[0011]在一個實施例中，所述銜鐵在相反于所述關(guān)閉方向的打開方向上從起始位置到結(jié)束位置可位移，以將所述閥針從所述關(guān)閉位置提升至所述全開位置。換句話說，當所述銜鐵與所述閥針接合使得可操作為將所述提升力傳輸?shù)剿鲩y針時，當所述銜鐵處于所述起始位置時所述閥針處于所述關(guān)閉位置，當所述銜鐵處于所述結(jié)束位置時所述閥針處于所述全開位置。
[0012]例如，所述銜鐵例如借助于壓配合連接和/或焊接連接固定到所述閥針，或者所述銜鐵與所述閥針為一體件。替代地，所述銜鐵可以相對于所述閥座以往復方式縱向移動。在這種情況下，所述銜鐵和所述閥針便利地成形，使得位移性是有限的，且所述銜鐵特別地可操作，以與所述閥針接合成形式配合的連接，以傳輸所述提升力。
[0013]在一個實施例中，所述銜鐵還可以在所述打開方向上從所述結(jié)束位置進行位移。換句話說，所述銜鐵在打開方向上與所述燃料噴射器的在位置上與所述閥座固定的任何元件隔開。換句話說，所述銜鐵不與止擋件形式配合地連接，所述止擋件在所述銜鐵位于結(jié)束位置時防止所述銜鐵在所述打開方向上進一步運動。例如，所述銜鐵可操作，以在所述打開瞬態(tài)的結(jié)尾處在縱向方向上圍繞所述結(jié)束位置振蕩。所述銜鐵的振蕩優(yōu)選地可以是受到液壓阻尼的；這樣，所述銜鐵和所述閥針在所述打開瞬態(tài)的結(jié)尾處快速停止。
[0014]在一個實施例中，所述銜鐵在所述起始位置和所述結(jié)束位置之間的升程一一即，特別是所述銜鐵的縱向位移一一大于90Mm。這可以有利地對應(yīng)于所述銜鐵的升程，所述升程比一些常規(guī)的噴射器增加了大約10至25%。通過增加所述銜鐵的升程，可減小所述校準彈簧的標稱剛度，即特別是彈簧剛度，所述校準彈簧是在所述全開位置實現(xiàn)所述提升力和所述按壓力的力平衡所必需的。所述升程的增加還可幫助減小升程設(shè)定公差的敏感度。換句話說，通過增加所述升程，所述銜鐵在所述全開位置的絕對位置可以被允許較小地偏離預定值。
[0015]在一個實施例中，所述校準彈簧具有400N/mm或者更高的剛度，可比較類型的常規(guī)噴射器使用彈簧剛度大約為50N/_的校準彈簧。通過將剛度增加大約八倍或更多因子，銜鐵在銜鐵行進路線上與磁極件或者另一個物體的碰撞能夠被避免。
[0016]在另一個實施例中，燃料噴射器還包括止擋件，所述止擋件的位置使得在所述銜鐵進行打開運動時，所述銜鐵靠近所述止擋件。換句話說，所述銜鐵在朝向所述止擋件的打開方向上位移，以將所述閥針從所述閥座提升至所述全開位置。在一種發(fā)展中，所述止擋件由所述磁極件代表。
[0017]所述止擋件和所述銜鐵具有面對的表面，所述表面優(yōu)選地是平行的。特別地，所述止擋件具有在所述關(guān)閉方向上面向所述銜鐵的端部表面，所述銜鐵具有在所述打開方向上面向所述止擋件的端部表面，所述端部表面優(yōu)選是平行的。
[0018]當所述銜鐵靠近所述止擋件時，當周圍流體(例如燃料)在所述銜鐵和所述止擋件之間位移時，所述平行的表面可用作液壓阻尼器。所述表面的重疊區(qū)域量和所述銜鐵與所述止擋件之間的最小距離可能被改變，從而適應(yīng)阻尼參數(shù)。雖然，在常規(guī)的噴射器中，所述止擋件和所述銜鐵面向彼此的表面通常必須傾斜以減小液壓粘連效應(yīng)，但借助于平行表面可實現(xiàn)特別好的阻尼特性。
[0019]所述面對的表面可垂直于所述關(guān)閉方向。特別地，所述表面是平的，且具有平行于所述縱向軸線的表面法線。由于所述銜鐵的打開運動特別地(反)平行于所述關(guān)閉方向，所述面對表面可被特別高效地用于本實施例中的阻尼。
[0020]所述面對的表面之間的間隙可以液壓連接到朝向所述閥流動通過所述噴射器的燃料的路徑。這允許將流動通過所述噴射器的燃料用作液壓阻尼媒介。相對于以氣體工作的阻尼器，改善了阻尼，且所述燃料可幫助清除源自所述阻尼過程的熱量。
[0021]當所述銜鐵處于所述結(jié)束位置時，所述面對的表面彼此分開。優(yōu)選地，所述面對的表面在所述銜鐵打開和關(guān)閉期間的所有時間都彼此隔開。
[0022]通過避免所述銜鐵和所述止擋件之間的碰撞，所述銜鐵的打開和關(guān)閉響應(yīng)性可被改善。
[0023]在一個實施例中，所述校準彈簧包括彈簧套管或者由彈簧套管構(gòu)成。例如，所述彈簧套管的總體形狀為圓柱殼體，所述圓柱殼體在徑向方向上被多個通孔或者被多個狹縫貫穿，所述狹縫優(yōu)選地具有垂直于所述圓柱軸線的主延伸方向，這樣，可輕易地實現(xiàn)所述校準彈簧的高剛度。所述彈簧套管可提供高精度、低殘余應(yīng)力或者低彈簧剛度變化。在其它的實施例中，不同類型的彈簧可被用于具有上述一些或者全部優(yōu)點的所述校準彈簧。