專利名稱：機(jī)電燃料噴射器的銜鐵引導(dǎo)件及組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料噴射器，更具體而言，涉及一種改進(jìn)了的用于引導(dǎo)銜鐵/針閥桿做往復(fù)運動的低成本引導(dǎo)件。
背景技術(shù)：
燃料噴射器需要能夠耐受幾百萬次的開/關(guān)操作，并且仍然滿足初始流體流速及泄漏性能的要求。不能滿足和維持這種初始的性能要求將會改變發(fā)動機(jī)的燃料調(diào)節(jié)。對于所裝燃料的所有貧或富組分來說，可以在發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中做一些補償，但是對貧或富的汽缸來說，這樣的補償未必總是起作用的。當(dāng)這種情況偶然發(fā)生時，發(fā)動機(jī)不能很好地滿足排放和運行性能指標(biāo)。
在一給定的汽缸中，這種貧或富混合物的出現(xiàn)是由許多因素引起的，其中一個原因是引導(dǎo)銜鐵/針閥作往復(fù)運動開關(guān)閥座的引導(dǎo)機(jī)械的準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的噴射器以至少兩點引導(dǎo)的方式被引導(dǎo)，其中一個引導(dǎo)點在靠近噴射器“動能組件”的銜鐵/針閥的上端，另一個引導(dǎo)點在靠近閥座的下端。
引起上述情況的另一個因素在于噴射器中的密封件，該密封件可導(dǎo)致銜鐵/針閥不能對中。
一些形成引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)方法包括利用閥體的腔來容納上部和下部引導(dǎo)件。這需要在加工腔內(nèi)徑時要嚴(yán)格控制其偏差，而且加工銜鐵/針閥的外表面時也要使其偏差較小。由于這種原因，加工過程中有尺寸和配合要求。此外，一般在制做時，閥體座中的密封面積也要嚴(yán)格地加工以便與針?biāo)ㄩy或針閥中的密封面積配合，閥的結(jié)構(gòu)取決于噴射器所裝閥的型式。
避免任何對中不準(zhǔn)的其他方法包括利用在針閥端部采用球形形狀的下部引導(dǎo)件。在這種情況下，銜鐵外徑在閥體內(nèi)的加工表面上導(dǎo)向，以起到上部引導(dǎo)件的作用。這種方式在美國專利US 5217 204中示出。由于球形形狀的樞軸功能，這種結(jié)構(gòu)具有引導(dǎo)的優(yōu)點，但是這需要在閥座區(qū)域中進(jìn)行大范圍的機(jī)加工。另外不管是球體的座還是球體表面都需要進(jìn)行加工來獲得到達(dá)閥調(diào)節(jié)區(qū)域的所需流動通道。
在上述情況下，閥體是磁性返回路徑的一部分，因此銜鐵在其上導(dǎo)向的表面必須不具有磁性以便由于磁吸引而使產(chǎn)生的摩擦力減至最小。為了實現(xiàn)這一點，存在一個連接到閥體上的并且與閥體進(jìn)行機(jī)加工來保證銜鐵/針閥對中的獨立塊。這需要在一較長的距離上加工偏差非常小。
如美國專利US4,915,350中所述，解決上述問題的一個方法是對一個非磁性薄引導(dǎo)件進(jìn)行精加工并將其連接在閥體的頂部。由于機(jī)械加工的需要最小，其成本下降。缺點在于如果引導(dǎo)件的實際安裝是打樁操作，那么這種操作產(chǎn)生小的金屬顆粒，這些顆?？蓾撛诘爻蔀閲娚淦髡次墼春碗S之而來的噴射器故障的原因。如果這個薄引導(dǎo)件處在閥體內(nèi)的凹座內(nèi)，必須對閥座進(jìn)行附加的機(jī)加工操作，以便容納已經(jīng)很薄的引導(dǎo)件的厚度部分。為了給打樁創(chuàng)造條件，閥體必須在直徑方向上有附加的空間來容納對引導(dǎo)件固位的幾何形狀而言所必需的材料。
在其他申請中，盡管在連接操作期間對引導(dǎo)件進(jìn)行了精加工，但上部引導(dǎo)件和下部引導(dǎo)件的對中仍取決于閥體所具有的偏差。引導(dǎo)件與閥體內(nèi)徑的位置相適應(yīng)。當(dāng)移出定徑工具時，由于金屬的特性，引導(dǎo)件的下端有彈回一些的趨勢，這使得一個可能的尖形區(qū)域進(jìn)入銜鐵中。
發(fā)明概述上述問題、不足和缺陷通過采用一用于機(jī)電燃料噴射器的銜鐵導(dǎo)向裝置而得以解決，該噴射器具有一軸向?qū)?zhǔn)的定子和銜鐵裝置。一電磁線圈圍繞定子裝置。彈簧裝置使銜鐵裝置偏置于定子裝置。銜鐵裝置包括一個在對置于定子裝置的端部具有球面的閥桿。包括下導(dǎo)向件、閥座和密封裝置的閥座件安置在閥體內(nèi)。閥體具有第一腔體和第二腔體，第一腔體的內(nèi)徑從鄰近于定子裝置的一端延伸，第二腔體的內(nèi)徑大于第一腔體的內(nèi)徑并從另一端延伸一段位于兩端部中間的距離而形成一臺肩。
上部導(dǎo)向件設(shè)置在閥體的所述一端上。導(dǎo)向件的橫截面基本上呈L形，管形件的內(nèi)徑和外徑沿L型截面中的一個面延伸，其外徑小于第一腔體的內(nèi)徑。管形件的內(nèi)徑形成與銜鐵裝置滑動配合的細(xì)長表面。一端表面從管形件的一端沿L形表面中的另一個面徑向延伸，其外徑大于閥體中第一腔體的內(nèi)徑。
附圖描述在附圖中，

圖1是帶有上部引導(dǎo)件的噴射器的截面圖；圖2是本發(fā)明實施例中的一般上部引導(dǎo)件的示意圖；圖3是沿圖2中3-3線剖開的截面圖；圖4是帶有上部引導(dǎo)件的閥體的放大截面圖；圖5是上部引導(dǎo)件的一個實施例；圖6是上部引導(dǎo)件的第三個實施例；圖7是上部引導(dǎo)件的另一個實施例；以及圖8是實施校準(zhǔn)方法的圖示。
詳細(xì)描述圖1是利用本發(fā)明的上部引導(dǎo)件12的電磁燃料噴射器10的剖面圖。因為燃料噴射器的操作是已知的，所以只描述該噴射器中與上部引導(dǎo)件有關(guān)的一些必要部件。
從外徑和高度上看，圖示出的噴射器10是一個管狀的小型噴射器。更確切地說，該噴射器10為一種底部供料噴射器，其中燃料經(jīng)閥體16中的一個或多個燃料入口14供入該噴射器，并通過位于噴射器相鄰端部的小孔組件18流出。頂部供料噴射器也使用這種上部引導(dǎo)件12，在這種噴射器中燃料從該噴射器的一端進(jìn)入，流過噴射器并通過處于相對端的小孔組件從噴射器中流出。
該噴射器具有一個由電磁線圈22圍繞著的定子裝置20，該電磁線圈22與電源相接以便驅(qū)動該噴射器。銜鐵24與定子裝置同軸設(shè)置并且借助彈簧26偏離于定子。在銜鐵24的相對端是一個閥桿28，該閥桿通過一些如過盈配合或焊接或其它類似的方法固定在銜鐵上。如圖所示，閥桿28一端的直徑是縮小的。該端的端頭是與閥座件30相配合的球形表面，以便于阻滯經(jīng)過通道32從噴射器中噴出的燃料流。在閥座件30的下游為一個小孔組件18，該小孔組件具有用于計量從噴射器噴出的燃料的一個或多個小孔。
銜鐵24位于閥體16的內(nèi)腔34中，并通過一些中間組件固定在定子20上，而這些中間組件通過激光焊接等方法相互剛性地連接起來。
上部導(dǎo)向件12位于閥體16與閥座端相對的端部。一般來說，上部引導(dǎo)件可被認(rèn)為是如圖2和3所示的孔眼形件。該導(dǎo)向件12具有一第一表面34，該表面與引導(dǎo)件的軸線平行，該引導(dǎo)件具有引導(dǎo)銜鐵24的第一內(nèi)徑。沿徑向向外延伸并與第一表面34同軸的是一個端面36，該端面36基本上垂直于第一表面。
最好如圖4所示，在圖4中上部引導(dǎo)件12具有一L形截面。上部引導(dǎo)件12是沒有磁性的圓管件，該管件具有一形成第一表面34的內(nèi)徑，而第一表面34與銜鐵24配合并為銜鐵24提供了滑動表面以作往復(fù)移動。上部引導(dǎo)件的頂或端面36沿徑向從內(nèi)徑延伸，它提供了在后面所描述的組裝時將引導(dǎo)件12與閥體16激光焊接40的方法。內(nèi)徑34必須預(yù)先確定，這樣就不會有任何如同先有技術(shù)中所討論的那種從定徑工具的彈回。
引導(dǎo)件12的其他實施例圖示在圖5-7中，在這些實施例中，引導(dǎo)件12是U形的，其中在端面36的外周邊處是一個向下懸垂的端部38，該部分基本上與第一表面34平行。當(dāng)引導(dǎo)件12為U形時，端面36為“U”形的底并且從第一表面34延伸至懸垂端的外徑或第二直徑47處，該懸垂端構(gòu)成了“U”形的側(cè)邊?！癠”形的外側(cè)邊是第二表面38。在每個實施例中，引導(dǎo)件安裝在閥體16上，端部表面遠(yuǎn)離閥座30。
在圖5中，閥體16有一端頭42，管形引導(dǎo)件12的端部表面36位于該端頭上。引導(dǎo)件第二表面38的內(nèi)表面44圍繞著所述端頭伸展。引導(dǎo)件12在端頭42上形成壓配合并且引導(dǎo)件12的第二表面彎向端頭下面，這樣引導(dǎo)件可保持就位。引導(dǎo)件借助于激光焊接40固定在閥體16上。另一種將引導(dǎo)件固定在閥體上的方法是利用馬格納重整方法(magna form process)來彎曲引導(dǎo)件的外側(cè)邊并將此邊固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。各種其他的覆蓋住引導(dǎo)件并且使蓋子與定子件或其中一個中間組件以壓配合來聯(lián)接的方法是已知的。
圖6示出了閥體16的相同端頭42的應(yīng)用。在這個實施例中，引導(dǎo)件12的橫截面具有兩個側(cè)邊，它們放置在閥體16的端頭上。當(dāng)處在適當(dāng)?shù)奈恢脮r，引導(dǎo)件12的外側(cè)邊38在端頭下形成翻邊。可以利用焊接來固定引導(dǎo)件。這種焊接是一般的激光焊接，它不需要連續(xù)地焊接而只需要在圍繞著引導(dǎo)件12的端部表面的幾個位置進(jìn)行點焊。
圖7還圖示了帶有閥體16之端頭42的引導(dǎo)件12的另一個實施例。除了焊接點40處于引導(dǎo)件12的端部表面36上之外，該實施例與圖5中的實施例類似。
在圖5-7的每個實施例中，閥體16內(nèi)的腔體46的直徑大于管形引導(dǎo)件12的第二直徑47，其原因?qū)⒃诤竺媸黾啊?br> 為了在上述每個實施例中組裝和固定引導(dǎo)件，如圖8所示，下部引導(dǎo)件48安置在閥體16中。閥體具有閥座件30、下部引導(dǎo)件48、小孔組件18以及位于并固定在閥體下端的密封件50。下部引導(dǎo)件48在徑向上自由地定位于它的適當(dāng)位置上。該裝置安裝在一個如圖8所示的夾具組件58中。
上部引導(dǎo)件12位于閥體16的上游端，并沿著閥體腔的直徑46延展。上部引導(dǎo)件12可在腔46內(nèi)徑向地自由浮動。下部引導(dǎo)件48也可沿徑向浮動。基本上為銜鐵/針閥形狀的校準(zhǔn)工具52通過上部引導(dǎo)件12和下部引導(dǎo)件48插入并安置在閥座30上。校準(zhǔn)工具52在軸向上與閥座28對齊，并且也與上部引導(dǎo)件1 2和下部引導(dǎo)件48對齊。然后閥座件30固定在閥體16上，其固定是通過例如形成閥體16的端部以便將下部引導(dǎo)件48壓靠在臺肩54上等方法來實現(xiàn)的，該臺肩54是由閥體16內(nèi)的鏜孔形成的，這樣可把下部引導(dǎo)件48鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。然后借助于圖6中的成形方法或者借助于圖4、5或7中所示的焊接方法將上部引導(dǎo)件12固定在閥體中。卸去校準(zhǔn)工具52，然后將該完整的組件裝配到噴射器的動力裝置中，該裝置包括適當(dāng)?shù)你曡F/針閥組件。
在應(yīng)用上述上部引導(dǎo)件12的情況下，上部和下部引導(dǎo)件的尺寸偏差應(yīng)使得在利用校準(zhǔn)工具52時，引導(dǎo)件12和48是對中的。這只需要上部引導(dǎo)件12內(nèi)的第一表面34和被緊緊固定的下部引導(dǎo)件48的內(nèi)腔有容許偏差。此外，由于閥座28和下部引導(dǎo)件48是與上部引導(dǎo)件12同時組裝的，所以閥座28的外徑也可具有較寬的偏差范圍。在這種情況下，校準(zhǔn)工具52確保全部銜鐵/針閥的引導(dǎo)表面是對準(zhǔn)的，然后再通過激光焊接、卷邊或馬格納重整等使閥座件30、下部引導(dǎo)件48、小孔組件18和小孔支持組件56固定在閥體上。應(yīng)用較寬的偏差范圍導(dǎo)致最后形成的所需噴射器成本降低而壽命延長。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)電燃料噴射器的銜鐵引導(dǎo)裝置，該機(jī)電燃料噴射器具有一個軸向?qū)?zhǔn)的定子和銜鐵裝置、一個圍繞定子裝置的電磁線圈、使銜鐵裝置偏離定子裝置的彈簧裝置，銜鐵裝置包括在對置于定子裝置的一端具有球形表面的閥桿、具有下引導(dǎo)件、閥座、密封裝置和小孔組件的閥座件、所述銜鐵引導(dǎo)裝置的特征在于，具有第一腔體和第二腔體的閥體件，第一腔體的內(nèi)徑從相鄰于定子裝置的一端延伸，第二腔體的內(nèi)徑大于第一腔體的內(nèi)徑并從另一端延伸一段位于所述端部中間的距離而形成一臺肩；安置在閥體所述一端的引導(dǎo)件，該引導(dǎo)件的橫截面基本上呈L形，管形件的內(nèi)徑和外徑沿L形表面中的一個面延伸，并且其外徑小于所述第一腔體的內(nèi)徑，所述管形件的內(nèi)徑形成與銜鐵裝置滑動配合的細(xì)長表面；以及沿所述L形表面的另一面從管形件的一端徑向延伸的端表面，該端表面的外徑大于所述第一腔體的內(nèi)徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銜鐵引導(dǎo)裝置，其中所述閥體在所述一端具有一鏜孔，該鏜孔的外徑在閥體的外徑和第一腔體的內(nèi)徑之間，該鏜孔的深度基本上等于所述引導(dǎo)件端表面的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銜鐵引導(dǎo)裝置，其中所述閥體裝置在所述一端具有端頭裝置，并且所述引導(dǎo)件還包括從引導(dǎo)件端表面的外周邊軸向延伸形成一基本上U形橫截面的外表面，所述端表面和軸向終端表面都覆蓋在端頭裝置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銜鐵引導(dǎo)裝置，其中所述軸向延伸外表面圍繞所述端頭裝置成形。
5.一種在機(jī)電燃料噴射器中校準(zhǔn)銜鐵裝置的上部和下部引導(dǎo)件的方法，其中銜鐵裝置具有一個與定子裝置相鄰的管形端以及從管形端延伸的細(xì)長閥桿，所述方法包括下述步驟在閥體中形成至少兩個腔體，一個腔體軸向地延伸閥體的長度并具有一個與銜鐵裝置的管形端形成滑動表面的直徑，第二腔體的直徑從閥體的一端向位于兩個端部中間的位置延伸并在兩個腔體的中間交匯處形成一個臺肩；將下部引導(dǎo)件插入所述第二腔體，所述的下部引導(dǎo)件具有一個小于所述第二腔體的直徑的外徑，下部引導(dǎo)件還具有一個與閥桿形成滑動配合并與其軸向同心的直徑；頂靠著下部引導(dǎo)裝置插入一個具有與軸向延伸通孔共軸的閥座、密封裝置和小孔組件的閥座件，并且將下部引導(dǎo)裝置壓靠在臺肩上；將上部引導(dǎo)件放置在閥體對置于下部引導(dǎo)件的端部，上部引導(dǎo)件具有與銜鐵裝置的管形端形成滑動配合并與其同軸的直徑；用一個校準(zhǔn)工具對下部和上部引導(dǎo)件的同軸直徑進(jìn)行軸向校準(zhǔn)，以便于銜鐵裝置沿著閥體的軸線作往復(fù)運動，也使閥桿在閥座件定心并關(guān)閉通孔；以及將閥座件、下部引導(dǎo)件、小孔組件和小孔支持件固定到閥體上；將上部引導(dǎo)件固定到閥體上；以及然后除去校準(zhǔn)工具。
6.如權(quán)利要求5所述的校準(zhǔn)銜鐵裝置的上部和下部引導(dǎo)件的方法，其中固定上部引導(dǎo)件的步驟借助于激光焊接。
7.如權(quán)利要求5所述的校準(zhǔn)銜鐵裝置的上部和下部引導(dǎo)件的方法，其中固定上部引導(dǎo)件的步驟借助了馬格納重整。
8.如權(quán)利要求5所述的校準(zhǔn)銜鐵裝置的上部和下部引導(dǎo)件的方法，其中固定上部引導(dǎo)件的步驟借助于翻邊。
9.如權(quán)利要求5所述的校準(zhǔn)銜鐵裝置的上部和下部引導(dǎo)件的方法，其中將閥座件、下部引導(dǎo)件和小孔組件固定到閥體中的步驟借助了將閥體的端部翻卷過小孔支承件以便將下部引導(dǎo)件頂靠著閥體中的臺肩而定位。
全文摘要
一種降低制造成本并延長了壽命的制造和校準(zhǔn)燃料噴射器(10)中上部引導(dǎo)件(12)和下部引導(dǎo)件(48)的低成本方法。該方法利用一個校準(zhǔn)工具(52)在將引導(dǎo)件剛性地固定于噴射器閥體(16)中之前軸向地校準(zhǔn)兩個引導(dǎo)件。除了校準(zhǔn)孔被緊緊固定之外,引導(dǎo)件的尺寸偏差是比較寬的。
文檔編號F02M61/00GK1190452SQ96195368
公開日1998年8月12日 申請日期1996年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月19日
發(fā)明者R·維爾德森, L·B·維韋爾, D·P·維佐雷克, 小B·F·布里恩 申請人:美國西門子汽車公司