專利名稱：改進(jìn)的燃料噴射系統(tǒng)和銜鐵殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及燃料噴射系統(tǒng)和用于電操作燃料噴射器的改進(jìn)的銜鐵以及銜 鐵殼體。
背景技術(shù)：
燃料噴射發(fā)動機(jī)采用若干燃料噴射器，在每個(gè)發(fā)動機(jī)循環(huán)中每個(gè)燃料噴射器都將 計(jì)量的燃料輸送給關(guān)聯(lián)的發(fā)動機(jī)氣缸。先前的燃料噴射器是機(jī)械或者液壓致動式，以機(jī)械 或者液壓的方式控制燃料輸送。近來開發(fā)出了電子控制燃料噴射器。在使用電子噴射器的 情況中，燃料利用傳送泵供給噴射器。該噴射器可以包括用來加壓通過傳送泵傳輸?shù)娜剂?的各種機(jī)構(gòu)。接著，裝載在噴射器主體外面的或者設(shè)置在噴射器主體內(nèi)部的電操作機(jī)構(gòu)被 致動，使得燃料向關(guān)聯(lián)發(fā)動機(jī)氣缸輸送。先前燃料噴射器設(shè)計(jì)包括了高壓燃料通道，高壓燃料通道繞著含有電磁線圈的線 圈和電磁線圈銜鐵的中心凹部延伸。美國專利第597M37號闡述了一種這樣的燃料噴射系 統(tǒng)，該燃料噴射系統(tǒng)將加壓燃料從高壓泵經(jīng)過共軌輸送到帶電磁閥的燃料噴射器。在這些 系統(tǒng)中，高壓燃料通道包括若干轉(zhuǎn)彎和彎曲，以不與電磁線圈凹部交叉，由此，通道的形成 變得復(fù)雜，并在形成后需要使用塞子密封通道的若干部分。因?yàn)槿剂蠂娚淦鞯目傮w尺寸小，所以，電磁線圈的尺寸也小，由此，與期望相違地 減少了銜鐵上可獲得的電磁力。結(jié)果，應(yīng)當(dāng)相對于電磁線圈精確地放置銜鐵，以在打開和關(guān) 閉高壓燃料噴射器閥的過程中提供可靠的銜鐵運(yùn)動。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及用于燃料噴射器的改進(jìn)的銜鐵殼體和銜鐵，當(dāng)銜鐵的對應(yīng) 電磁線圈的線圈開始工作時(shí)，該銜鐵殼體能夠提供更可靠、一致的銜鐵運(yùn)動。本發(fā)明的銜鐵 結(jié)合于銜鐵銷。所述銜鐵殼體包括第一筒狀部分，所述第一筒狀部分以能夠滑動的方式容 納所述銜鐵銷。所述銜鐵殼體還包括結(jié)合于所述第一筒狀部分的第二筒狀部分。所述第二 筒狀部分以能夠滑動的方式容納所述銜鐵。針對所述銜鐵銷和所述銜鐵的外徑以及所述第 一筒狀部分和所述第二筒狀部分的內(nèi)徑分別使用適當(dāng)?shù)闹圃旃?，本發(fā)明的銜鐵殼體在電 磁線圈被勵能時(shí)提供更可靠和一致的銜鐵運(yùn)動。在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的燃料噴射器包括結(jié)合于銜鐵銷的銜鐵。所述燃料 噴射器還包括銜鐵殼體，所述銜鐵殼體包括用于以能夠滑動的方式容納所述銜鐵銷的第一 筒狀部分和結(jié)合于所述第一筒狀部分的第二筒狀部分。所述第二筒狀部分以能夠滑動的方 式容納所述銜鐵。所述燃料噴射器還包括電磁線圈，所述電磁線圈包括定子和線圈，所述電 磁線圈接合所述銜鐵殼體的第二筒狀部分。所述銜鐵銷包括遠(yuǎn)端，所述遠(yuǎn)端包括或者結(jié)合 于閉合元件。當(dāng)所述銜鐵處于釋放位置時(shí)，所述閉合元件接合孔板的第一孔。當(dāng)所述電磁 線圈勵能而且所述銜鐵銷和所述閉合元件運(yùn)動離開所述孔板時(shí)，所述閉合元件升離所述第 一孔和所述孔板。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種燃料噴射系統(tǒng)。本發(fā)明的燃料噴射系統(tǒng)包括含 有高壓燃料的共軌。所述燃料噴射系統(tǒng)還包括流體連接于所述共軌的多個(gè)燃料噴射器。每 個(gè)燃料噴射器都包括結(jié)合于銜鐵銷的銜鐵。每個(gè)燃料噴射器還都包括銜鐵殼體，所述銜鐵 殼體包括用來以能夠滑動的方式容納所述銜鐵銷的第一筒狀部分和結(jié)合于所述第一筒狀 部分、用來以能夠滑動的方式容納所述銜鐵的第二筒狀部分。所述系統(tǒng)的每個(gè)燃料噴射器 還都包括電磁線圈，所述電磁線圈包括定子和線圈，所述電磁線圈接合所述銜鐵殼體的第 二筒狀部分。每個(gè)噴射器的銜鐵銷都包括遠(yuǎn)端，所述遠(yuǎn)端包括或者結(jié)合于閉合元件。當(dāng)所述 銜鐵處于釋放位置時(shí)，所述閉合元件接合孔板的第一孔。當(dāng)所述電磁線圈勵能而所述銜鐵、 所述銜鐵銷和所述閉合元件運(yùn)動離開所述孔板時(shí)，所述閉合元件升離所述第一孔和所述孔 板。
圖1是本發(fā)明燃料噴射器的局部剖視圖，示出了本發(fā)明的銜鐵殼體、銜鐵、銜鐵 銷、電磁線圈組件和噴射器主體。圖2是本發(fā)明銜鐵殼體的透視圖。圖3是圖1所示銜鐵殼體、銜鐵、銜鐵銷和銜鐵彈簧的剖視圖。圖4是本發(fā)明燃料噴射器的剖視圖。圖5是閥外殼的遠(yuǎn)端、針閥、噴嘴的放大視圖。圖6是本發(fā)明燃料噴射系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式首先參見圖1，圖中示出了本發(fā)明燃料噴射器10的局部視圖。燃料噴射器10包括 結(jié)合于噴射器主體12的電磁線圈外殼11。電磁線圈外殼11裝有電磁線圈組件18，電磁線 圈組件18包括定子13、線圈或者磁體14、導(dǎo)向柱15、16和上帽17。定子13還可包括中心 孔21，中心孔21容納導(dǎo)向銷22，以在電磁線圈組件18被勵能引起銜鐵M推頂定子13并 引起定子13和線圈14朝著上帽17運(yùn)動到勵能或打開位置時(shí)，便于定子13和線圈14的向 上運(yùn)動。銜鐵M被容納在銜鐵殼體25中。如圖2 3所示，銜鐵殼體25包括第一筒狀部分沈和第二筒狀部分27。如圖1 所示，第一筒狀部分26以能夠滑動的方式容納銜鐵銷觀，銜鐵銷觀包括連接于銜鐵M的 近端四和可包括或結(jié)合于閉合元件32的遠(yuǎn)端31。第一筒狀部分沈可以通過環(huán)狀盤30結(jié) 合于第二筒狀部分27。環(huán)狀盤30可以包括一個(gè)或多個(gè)排放開口 33，排放開口 33能在圖2 中最清楚地看到。第二筒狀部分27以能夠滑動的方式容納銜鐵M。第二筒狀部分27沒有 經(jīng)過滲碳，而第一筒狀部分沈經(jīng)過滲碳，以在線圈14被勵能時(shí)使得通過銜鐵M的磁通量 最大?；氐綀D1，銜鐵殼體25可以用卡環(huán)36保持就位在噴射器主體12內(nèi)，卡環(huán)36被接 收在圖3所示的第一筒狀部分沈的周向槽37中。還可以有用來將銜鐵殼體25固定到噴 射器主體12的其他方式，這些其他方式對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說會是清楚的。例如，第二 筒狀部分27可以固定到噴射器主體12。于是，銜鐵殼體25在噴射器主體12內(nèi)是不動的； 而銜鐵M和銜鐵銷28在電磁線圈組件18的作用下運(yùn)動。
具體而言，銜鐵銷觀連接于套環(huán)38，套環(huán)38將銜鐵彈簧39卡在套環(huán)38和第一 筒狀部分沈的下表面41之間。銜鐵彈簧39用來將銜鐵銷觀和銜鐵M拉離電磁線圈組 件18或者在圖1的視角中向下拉，因此，閉合元件32閉合孔板43中的孔42，如圖1和4所 示。于是，在圖1和4所示的釋放或者閉合位置，銜鐵彈簧39使銜鐵M和銜鐵銷觀向下偏。圖1和4還示出燃料通道45。燃料通道45含有高壓燃料，高壓燃料在孔板43的 下方輸送并進(jìn)入閥室46 (見圖4)。由圖6中所示的共軌47來提供高壓燃料。利用閉合元 件32擋住孔板43的孔42，進(jìn)入室46的高壓燃料在室46中建立起平衡壓強(qiáng)，并可經(jīng)過沒有 被擋住的斜孔44循環(huán)。在這種高壓平衡條件下，彈簧M的致偏力維持針閥48的遠(yuǎn)側(cè)前端 55靠著噴嘴57的座59并位于圖4和5所示的閉合位置。針閥48包括與從閉合元件32開始的孔42相對設(shè)置的近端51。針閥48還可以包 括套環(huán)或者肩52，用來支承閥彈簧M的端部或套環(huán)53。在圖4 5所示的位置，針閥48 被彈簧討向下偏，使得遠(yuǎn)側(cè)前端陽置于座59上，并阻擋流體經(jīng)孔58流出噴嘴57，從圖5 可以更容易地看到這些。當(dāng)電磁線圈的線圈14開始工作并且銜鐵M和銜鐵銷觀向著定子13運(yùn)動或者沿 著圖4的方位向上運(yùn)動時(shí)，閉合元件32運(yùn)動離開孔42，由此產(chǎn)生從室46到孔板43的壓降。 這個(gè)壓降使得室46中的燃料壓強(qiáng)得以克服彈簧M的致偏力并使針閥48的遠(yuǎn)側(cè)前端55離 開座59，因此允許燃料經(jīng)孔58流出噴嘴57。在圖示實(shí)施方式中，電磁線圈外殼11連接于噴射器主體12，而噴射器主體12又連 接于閥主體61。閥主體61的遠(yuǎn)端62結(jié)合于噴嘴57?？装?3可夾置于燃料噴射主體12 和阻擋件63之間。燃料通道45可穿過阻擋件63以及孔板43。銜鐵殼體25的第二筒狀部 分27由圖1和4中附圖標(biāo)記“64”處所示的隔離件支承。附圖標(biāo)記“65”和“66”處示出了 燃料排放通道，該燃料在經(jīng)過斜孔44循環(huán)時(shí)用作冷卻劑。于是，孔板43的斜孔44不僅僅 用來在閥48處于閉合位置時(shí)在閥室46中建立壓強(qiáng)平衡，經(jīng)過孔44的高壓燃料還擴(kuò)展到燃 料噴射器10的其他部件并用作冷卻介質(zhì)。參見圖6，本發(fā)明的發(fā)動機(jī)70包括燃料噴射系統(tǒng)71。燃料噴射系統(tǒng)71包括高壓 共軌47，高壓共軌47通過通道72連結(jié)到上面結(jié)合圖1 5描述的多個(gè)燃料噴射器10。附 圖標(biāo)記“73”處示出的是公共排放通道。高壓泵74將燃料傳送給共軌47。泵74和燃料噴 射器10可以經(jīng)通信線路76、77由電子控制模塊(ECM)75控制。附圖標(biāo)記“80”處示出的燃 料箱接收來自排放管線73的燃料并通過初級泵82向過濾器81提供燃料，初級泵82經(jīng)供 應(yīng)通道83、84與高壓泵74連通。高壓泵74通過供應(yīng)通道85連接于共軌47。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明公開了基于本發(fā)明的銜鐵殼體25對燃料噴射器和燃料噴射系統(tǒng)的改進(jìn)。 本發(fā)明的銜鐵殼體25包括設(shè)計(jì)成相對銜鐵銷觀具有精密公差的第一筒狀部分26。銜鐵 殼體25還包括同樣設(shè)計(jì)成相對銜鐵M具有精密公差的第二筒狀部分27。用于銜鐵銷28/ 第一筒狀部分26的公差通常小于用于銜鐵24/第二筒狀部分27的公差。更具體地說，如圖3所示，第一筒狀部分沈的最小內(nèi)徑D2比銜鐵銷觀的最大外 徑Dl大2 7微米，由此在銜鐵銷觀和筒狀部分沈之間提供緊密但自由滑動的配合。進(jìn) 一步，通過設(shè)置筒狀部分27的最小內(nèi)徑D4使其比銜鐵M的最大外徑D3大10 30微米，防止了銜鐵M在銜鐵殼體25內(nèi)不希望的橫向運(yùn)動。第一筒狀部分沈的最小內(nèi)徑D2和銜 鐵銷觀的最大外徑Dl之間的差通常小于第二筒狀部分27的最小內(nèi)徑D4和銜鐵M的最 大外徑D3之間的差。在一個(gè)例子中，用于銜鐵銷28/第一筒狀部分沈的公差可以是大約4微米，用于 銜鐵24/第二筒狀部分27的公差可以是大約10微米。但是，根據(jù)燃料噴射器10的尺寸和 用于銜鐵殼體25的第一筒狀部分沈和第二筒狀部分27、銜鐵M和銜鐵銷觀的材料，這些 公差是可以改變的。于是，當(dāng)電磁線圈組件18開始工作時(shí)，本發(fā)明的銜鐵殼體25提供了銜鐵M和銜 鐵銷觀更可靠的運(yùn)動。通過提供銜鐵M和銜鐵銷觀更可靠的運(yùn)動，本發(fā)明的銜鐵殼體25 提供了閉合元件32相對孔42更可靠的釋放，并因此提供了閥48更可靠的打開。反之，通 過提供銜鐵M和銜鐵銷觀更可靠的運(yùn)動，本發(fā)明的銜鐵殼體25提供了閉合元件32在孔 42上更可靠的接合，并因此提供了閥48更可靠的閉合。
權(quán)利要求
1.一種銜鐵和銜鐵殼體的組合體，所述組合體包括結(jié)合于銜鐵銷的銜鐵，所述銜鐵具有最大外徑，所述銜鐵銷具有最大外徑；銜鐵殼體，所述銜鐵殼體包括用來以能夠滑動的方式容納所述銜鐵銷的第一筒狀部 分，所述第一筒狀部分具有大于所述銜鐵銷的最大外徑的最小內(nèi)徑；所述銜鐵殼體還包括結(jié)合于所述第一筒狀部分的第二筒狀部分，所述第二筒狀部分用 來以能夠滑動的方式容納所述銜鐵，所述第二筒狀部分具有大于所述銜鐵的最大外徑的最 小內(nèi)徑。
2.如權(quán)利要求1所述的組合體，其中，所述第一筒狀部分的最小內(nèi)徑比所述銜鐵銷的 最大外徑大的數(shù)量范圍為從約2微米到約7微米。
3.如權(quán)利要求1所述的組合體，其中，所述第二筒狀部分的最小內(nèi)徑比所述銜鐵的最 大外徑大的數(shù)量范圍為從約10微米到約30微米。
4.如權(quán)利要求1所述的組合體，其中，所述第一筒狀部分的最小內(nèi)徑和所述銜鐵銷的 最大外徑之間的差小于所述第二筒狀部分的最小內(nèi)徑和所述銜鐵的最大外徑之間的差。
5.如權(quán)利要求1所述的組合體，其中，所述第一筒狀部分經(jīng)過滲碳。
6.如權(quán)利要求1所述的組合體，其中，所述第二筒狀部分沒有經(jīng)過滲碳。
7.如權(quán)利要求1所述的組合體，其中，所述第一筒狀部分通過設(shè)置在所述銜鐵和所述 第一筒狀部分之間的環(huán)狀盤結(jié)合于所述第二筒狀部分，所述環(huán)狀盤包括用于通過流體的至 少一個(gè)通孔。
8.如權(quán)利要求1所述的組合體，其中，所述第一筒狀部分包括至少一個(gè)周向槽，所述至 少一個(gè)周向槽用來與卡環(huán)接合以將所述第一筒狀部分保持在固定位置。
9.如權(quán)利要求1所述的組合體，其中，所述第二筒狀部分包括與從所述第一筒狀部分 開始的第二筒狀部分相對設(shè)置的環(huán)狀表面，所述環(huán)狀表面包括用于通過流體的至少一個(gè)槽。
10.如權(quán)利要求1所述的組合體，其中，所述第一筒狀部分包括外表面，所述外表面包 括用于通過流體的至少一個(gè)縱向槽。
11.一種燃料噴射器，所述燃料噴射器包括結(jié)合于銜鐵銷的銜鐵，所述銜鐵具有最大外徑，所述銜鐵銷具有最大外徑；銜鐵殼體，所述銜鐵殼體包括用來以能夠滑動的方式容納所述銜鐵銷的第一筒狀部 分，所述第一筒狀部分具有大于所述銜鐵銷的最大外徑的最小內(nèi)徑，所述銜鐵殼體還包括 結(jié)合于所述第一筒狀部分的第二筒狀部分，所述第二筒狀部分用來以能夠滑動的方式容納 所述銜鐵，所述第二筒狀部分具有大于所述銜鐵的最大外徑的最小內(nèi)徑；電磁線圈，所述電磁線圈包括線圈和定子，所述電磁線圈接合所述銜鐵殼體的所述第 二筒狀部分；所述銜鐵銷，所述銜鐵銷包括遠(yuǎn)端，所述遠(yuǎn)端結(jié)合于閉合元件，當(dāng)所述銜鐵處于釋放位 置時(shí)，所述閉合元件接合孔板的第一孔，當(dāng)所述電磁線圈勵能而且所述銜鐵、所述銜鐵銷和 所述閉合元件運(yùn)動離開所述孔板時(shí)，所述閉合元件升離所述第一孔和所述孔板。
12.如權(quán)利要求11所述的燃料噴射器，其中，所述第一筒狀部分的最小內(nèi)徑比所述銜 鐵銷的最大外徑大的數(shù)量范圍為從約2微米到約7微米。
13.如權(quán)利要求11所述的燃料噴射器，其中，所述第二筒狀部分的最小內(nèi)徑比所述銜鐵的最大外徑大的數(shù)量范圍為從約10微米到約30微米。
14.如權(quán)利要求11所述的燃料噴射器，其中，所述第一筒狀部分的最小內(nèi)徑和所述銜 鐵銷的最大外徑之間的差小于所述第二筒狀部分的最小內(nèi)徑和所述銜鐵的最大外徑之間的差。
15.如權(quán)利要求11所述的燃料噴射器，其中，所述第一筒狀部分經(jīng)過滲碳，所述第二筒 狀部分沒有經(jīng)過滲碳。
16.如權(quán)利要求11所述的燃料噴射器，其中，所述第一筒狀部分通過設(shè)置在所述銜鐵 和所述第一筒狀部分之間的環(huán)狀盤結(jié)合于所述第二筒狀部分，所述環(huán)狀盤包括用于通過流 體的至少一個(gè)通孔。
17.如權(quán)利要求11所述的燃料噴射器，其中，所述銜鐵殼體和所述銜鐵支承在噴射器 主體內(nèi)，所述第一筒狀部分包括用來與卡環(huán)接合的至少一個(gè)周向槽，所述卡環(huán)將所述第一 筒狀部分固定到所述噴射器主體，所述第二筒狀部分包括與從所述第一筒狀部分開始的第二筒狀部分相對設(shè)置的環(huán)狀 表面，所述環(huán)狀表面包括用于使流體通向設(shè)置在所述噴射器主體內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)排放通道 的至少一個(gè)槽，所述第一筒狀部分包括外表面，所述外表面包括用于使流體通向所述設(shè)置 在所述噴射器主體內(nèi)的所述一個(gè)或多個(gè)排放通道的至少一個(gè)縱向槽。
18.如權(quán)利要求11所述的燃料噴射器，還包括容納所述銜鐵殼體、所述銜鐵和所述銜 鐵銷的噴射器主體，所述噴射器主體包括經(jīng)過所述孔板延伸到閥室的燃料通道，所述閥室 容納閥，當(dāng)所述閉合元件接合所述第一孔時(shí)所述閥處于閉合位置，當(dāng)所述電磁線圈勵能、所 述閉合元件運(yùn)動離開所述第一孔時(shí)，所述閥處于打開位置，所述孔板包括第二孔，所述第二 孔用于當(dāng)所述閥室閉合時(shí)在所述閥室中建立平衡壓強(qiáng)。
19.一種燃料噴射系統(tǒng)，所述燃料噴射系統(tǒng)包括含有高壓燃料的共軌；流體連接于所述共軌的多個(gè)燃料噴射器；每個(gè)燃料噴射器都包括結(jié)合于銜鐵銷的銜鐵，所述銜鐵具有最大外徑，所述銜鐵銷具有最大外徑；銜鐵殼體，所述銜鐵殼體包括用來以能夠滑動的方式容納所述銜鐵銷的第一筒狀部 分，所述第一筒狀部分具有大于所述銜鐵銷的最大外徑的最小內(nèi)徑，所述銜鐵殼體還包括 結(jié)合于所述第一筒狀部分的第二筒狀部分，所述第二筒狀部分用來以能夠滑動的方式容納 所述銜鐵，所述第二筒狀部分具有大于所述銜鐵的最大外徑的最小內(nèi)徑；電磁線圈，所述電磁線圈包括定子和線圈，所述電磁線圈接合所述銜鐵殼體的第二筒 狀部分；所述銜鐵銷，所述銜鐵銷包括遠(yuǎn)端，所述遠(yuǎn)端結(jié)合于閉合元件，當(dāng)所述銜鐵處于釋放位 置時(shí)，所述閉合元件接合孔板的第一孔，當(dāng)所述電磁線圈勵能而且所述銜鐵、所述銜鐵銷和 所述閉合元件運(yùn)動離開所述孔板時(shí)，所述閉合元件升離所述第一孔和所述孔板。
20.如權(quán)利要求19所述的燃料噴射系統(tǒng)，其中，所述第一筒狀部分的最小內(nèi)徑比所述 銜鐵銷的最大外徑大的數(shù)量范圍為從約2微米到約7微米，并且其中，所述第二筒狀部分的最小內(nèi)徑比所述銜鐵的最大外徑大的數(shù)量范圍為從約10 微米到約30微米。
全文摘要
本發(fā)明公開了改進(jìn)的燃料噴射系統(tǒng)和銜鐵殼體。更具體而言，本發(fā)明公開了用于燃料噴射器的銜鐵殼體、燃料噴射器和燃料噴射系統(tǒng)。銜鐵殼體包括用來以能夠滑動的方式容納銜鐵銷的第一筒狀部分。第一筒狀部分具有緊密匹配于銜鐵銷的最大外徑的最小內(nèi)徑。銜鐵殼體的第二筒狀部分容納銜鐵。第二筒狀部分具有緊密匹配于銜鐵的最大外徑的最小內(nèi)徑。本發(fā)明的銜鐵殼體提供了更可靠、更一致的銜鐵運(yùn)動。
文檔編號H01F3/00GK102108929SQ20101062026
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者A·R·馬紐伯魯, J·K·文卡塔拉哈萬, S·R·勒維斯 申請人:卡特彼勒公司