燃料喷射器的制作方法

本发明涉及一种具有探测针的位置的装置的燃料喷射器。

背景技术：

燃料喷射器常规地包括针，该针被驱动以便根据控制腔室中的压力而打开和关闭，而所述压力取决于螺线管控制阀的位置。小的移动以非常高的速度进行，而且，一贯地，现在增强的性能需要关于针的实际位置的信息的反馈以优化控制。已知这样的装置，其中，在喷射器上布置传感器，或者，在喷射器中，主体的部件的表面被电绝缘，使得可以在喷射器的主体的两个元件之间进行电阻测量。现在还没有证明复杂且昂贵的装置的工业活力，且因此需要提供一种简单且有效的装置。

技术实现要素：

本发明提出通过提供一种燃料喷射器来至少部分地解决这些问题，该燃料喷射器包括喷射器主体，在该喷射器主体中设置有针和弹簧，针可以在完全打开位置和关闭位置之间移动，并且弹簧始终朝向关闭位置按压针，喷射器被设置成使得在使用中所述喷射器主体与电接地电接触。

喷射器还设置有用于识别针的位置的装置，其中当针处在完全打开位置时电路是闭合的，并且当针处在关闭位置时也是。针随后与地电接触，电路在针的其它任何中间位置都是打开的，针不被电接地。

更具体地，电路包括喷射器主体、针和弹簧，以及从弹簧延伸到喷射器的外部的端部的电连接，例如连接器的突出部。因而可以在所述外端部和地之间进行电测量。

更详细地，喷射器包括喷嘴和控制阀，喷嘴本身包括喷嘴主体、上引导部和下引导部、阀主体座和喷射孔。喷嘴还包括针，针在设置有针座的第一端部与形成针头的第二端部之间延伸，针被设置成以便在上引导部与下引导部之间滑动并且能够在关闭位置与完全打开位置之间移动，在关闭位置，针座与阀主体座接触，从而燃料喷射被阻止，在完全打开位置，针座与阀主体座分离，从而喷射是可能的。喷嘴还包括压缩在固定到喷嘴主体的支撑面与针的肩部之间的金属弹簧。

所述控制阀包括阀主体，所述阀主体被固定设置在所述喷嘴主体上以便一同限定控制腔室，所述针头位于所述控制腔室中，所述针的移动取决于所述控制腔室中的压力变化，使得在所述完全打开位置，所述针头的顶部与所述控制腔室的壁接触，所述壁形成所述控制腔室的顶部。

喷射器主体包括所述喷嘴主体和所述阀主体。

所述用于识别针的位置的装置使得能够产生代表所述针的位置的可变电信号。所述用于识别针的位置的装置包括所述针的或所述喷射器主体的能够彼此接触的表面的电绝缘，除了所述针座和所述阀主体座、所述针头的顶部和所述控制腔室的顶部以及所述针上的供所述弹簧用的支撑肩部。另一方面，所述弹簧的其它支撑表面、固定至所述喷嘴主体的支撑表面被部分地电绝缘。

在一个具体的设计方案中，所述上引导部与所述喷嘴主体集成在一起，所述喷嘴主体和所述阀主体之间的界面是平面的。所述用于识别针的位置的装置还包括呈平面盘的形式且设置在所述喷嘴主体与所述阀主体之间的构件。所述盘设置有位于所述控制腔室的正上面的开口，所述开口稍小于所述控制腔室，使得所述盘稍微贯穿到所述控制腔室中并且在所述控制腔室的所述顶部的外围延伸。所述盘由在两个相对面上设置有电绝缘涂层的金属盘形成，除了所述开口的位于所述顶部的外围的周边、供支撑所述弹簧用的没有绝缘体的表面以外。因此，在所述完全打开位置，所述针头延伸穿过所述开口，并且所述针的顶部与所述控制腔室的顶部接触。需要注意的是，绝缘涂层可以通过沉积材料层或另选地通过进行适当的表面处理来获得。

所述平面盘设置有定位开口和从所述定位开口的周边垂直于所述平面盘的平面延伸的突起，以便以补充的方式布置在设置于所述阀主体和所述喷嘴主体中的定位盲孔中。在平面盘的一个实施方式，突起是通过以直角折叠平面盘的切除部来获得的。在另一个实施方式中，盘可以是平面的对中装置，例如，可以装配在盘上的螺柱。

电连接还包括中间连接构件，该中间连接构件穿过与所述阀主体交叉的密封通道。所述中间连接构件从连接到所述金属盘的一端延伸到所述外部端，例如，连接器的突出部。

根据喷射器的又一个实施方式，所述上引导部是固定设置在所述喷嘴主体与所述阀主体之间的独立件，并且所述弹簧被压缩在与所述针集成在一起的支撑面与固定于所述上引导部的支撑面之间。所述电连接包括插置在所述弹簧和所述上引导部之间的环形盘，所述环形盘和所述上引导部之间的界面是电绝缘的，所述针穿过所述环形盘的中央开口。

所述上引导部设置有与该上引导部完全交叉的通道，连接片被配置成以便从所述环形盘延伸到所述通道。

在一个替代方案中，所述电连接包括中间连接构件，该中间连接构件延伸穿过与所述阀主体交叉的密封且电绝缘的通道而到达连接至所述环形盘的一端。

与实施方式无关，当所述电路被闭合时，所述针和地之间的电阻小于1千欧姆，而当所述电路被打开时，所述电阻高于100千欧姆，或甚至是高于400千欧姆。重要的是，开路电路和闭路电路之间的电阻值的差异很大，以使得能够容易地进行区别。

附图说明

现在将借助以下附图来描述本发明的实施方式。

图1是根据本发明的第一实施方式的喷射器的轴向剖面图，其中，喷射器处于关闭位置。

图2是图1中的喷射器处于打开位置。

图3是图1中的喷射器的放大的轴向剖面图。

图4是根据第二实施方式的喷射器的放大的轴向剖面图。

图5和图6是图4的喷射器的部件的两个替代方案实施方式。

图7是设置在图3中的喷射器的盘的轴测图。

图8是代表本发明的电路图。

具体实施方式

根据图1、图2和图3来描述本发明的涉及燃料喷射器10的第一实施方式，在该例中是柴油喷射器，但是本发明可以完全适用于汽油喷射器或任何其它燃料，喷射器10总体上形成包括多个喷射器10的喷射系统12的部分。说明书将详细说明本发明的元件并将对周围元件进行更简单和更一般的描述。

喷射器10沿着主轴A延伸，并且根据图纸的常规的并且是非限制性的方向从下到上包括：喷嘴14，该喷嘴包括布置在喷嘴主体18中的针16；然后是控制阀20，该控制阀设置在阀主体22中；然后是致动器24，该致动器设置在致动器主体26中。喷嘴主体18、阀主体22和致动器主体26借助于喷射器螺母28保持固定到彼此，喷射器螺母支撑在喷嘴主体18的肩部上并被拧到致动器主体26上，阀主体22被夹在喷嘴主体18和致动器主体26之间，这三个主体和螺母形成喷射器主体29。

喷嘴主体18包括从上端延伸到下端34的轴向内孔30，该轴向内孔在所述上端稍微扩宽成深的埋头孔以部分地限定控制腔室32，所述下端变窄成顶端以形成锥形阀主体座36，以使得能够控制燃料到延伸穿过喷嘴主体18的锥形壁的喷射孔38的出入。在控制腔室32与阀主体座36之间，内孔30形成上柱形引导部40和下柱形引导部42，针16被布置在上柱形引导部和下柱形引导部之间以轴向滑动。这里使用的表述“上”和“下”不仅就附图的取向而言，而且还是本领域的技术人员分配给这些元件的常规用语。

针16总体上是筒形的，并且在处于图中的上部的针头44和处于图中的下部的尖端46之间轴向延伸，尖端46形成与喷嘴主体18的阀主体座36配合的针座48。如图3所示，针头44通向控制腔室32内。针头44具有比针16的其余部分小的直径d44，并且从肩部50向上延伸到针头顶部52。

控制阀22的主体以常规方式设置在喷嘴主体18的上方，并且阀主体的下表面54的中央部分形成控制腔室32的顶部56。

在控制腔室32内，金属弹簧58支撑在针的肩部50上以便始终朝向关闭位置PF按压针16，在关闭位置，针座48密封地接触喷嘴主体的阀主体座36。

此外，阀主体22以常规的方式设置有通向广阔空间62的孔60，由磁轭和阀杆组成的组件64以常规的方式安装成以便在孔60内滑动，所述组件64总体上具有T形状，上杆代表磁轭，并且垂直的臂代表阀杆。

平行于孔60，紧急通道66与阀主体22完全交叉，虽然在图3的剖面图中紧急通道被示出为处于右侧，但如将进一步解释的，紧急通道还可以形成在阀主体22的不同位置，只要其在两侧都开口即可。

以常规方式设置在控制阀20的上方的致动器主体26设置有补充通道68，该补充通道被设置成以便与阀主体的紧急通道66对齐并延伸到设置在致动器主体26的顶部的连接器70。

喷射器10此外还以常规方式设置有用于燃料的循环回路72，一方面，该循环回路允许经由高压回路74输送高压燃料，从入口孔输送到喷射孔38，另一方面，该循环回路允许经由低压回路76将燃料再循环到低压容器。具体地，高压回路74包括通向控制腔室32的分支通路78，低压回路76经由排放通路80离开控制腔室32，其打开和闭合由控制阀20控制。

当致动器24(通常是电磁体)被供电时，其吸引磁轭64，导致排放通路80打开并允许燃料被收集在控制腔室32内以待被排出到低压回路76。控制腔室32内的压力然后降低，并且针16在喷嘴主体18的孔30内移动到完全打开位置PO，在该完全打开位置，针座48与阀主体座36分开以便允许穿过喷射孔38喷射燃料，并且在该完全打开位置，针头的顶部52与控制腔室32的顶部56接触。

当致动器24不被供电时，由磁轭和阀杆组成的组件64被阀弹簧向后推动到排放通路80被关闭的位置，从而导致将进入控制腔室32的高压燃料保留在该控制腔室32内。控制腔室32内的压力然后上升，并且由弹簧58和控制腔室32内的压力向后推动的针16移动到关闭位置PF，在该关闭位置，针座48与阀主体座36密封地接触，以便防止喷射燃料，并且在该关闭位置，针头的顶部52与控制腔室的顶部58分开。

此外，喷射器10还包括用于识别针的极端位置的装置82。

装置82是电路84，其使得可以在连接器的突出部86和地G之间进行电测量EM，喷嘴主体18、阀主体22、致动器主体26和喷射器螺母28被连接到地G。

当针16如图1所示处在关闭位置PF时，电路84包括电连接88，该电连接从突出部86延伸到弹簧58，随后弹簧58本身，随后针16，一直远到针座48，并且最后喷嘴主体18从阀主体座36到地G。

当针16如图2所示处在完全打开位置PO时，电路84包括电连接88，该电连接从突出部86到弹簧58，随后弹簧58本身，随后针16，一直远到针头顶部52，然后阀主体22从控制腔室的顶部56到地G。

在这两个极端位置PO、PF，电路84是闭合的，并且可以进行电测量，所述电测量识别极限位置。喷射周期不仅包括主要打开，在该主要打开期间，针16行进通过两个极限位置之间的所有距离，而且该喷射周期还包括短暂打开，在这些短暂打开期间，针16离开关闭位置PF但是还没有到达完全打开位置PO而是停留在被称为弹道位置的中间位置Pi。

在弹道位置，针座48与阀主体座36分离，并且针头的顶部52与控制腔室的顶部56分离，使得电路84被打开。于是，所进行的电测量EM与电路84闭合时所进行的电测量是不同的。

为了区别针的位置，所进行的电测量被设定成与致动器的电控制有关。因而，当电路84被闭合时，如果致动器被供电，则针处在完全打开位置PO，而如果致动器未被供电，则针16处在关闭位置PF，而如果致动器只被供电以仅仅引起短暂打开，则当针离开关闭位置PF时，最初闭合的电路84打开，随后电路84再次闭合，这表示针16已返回到关闭位置PF而没有完全打开。

图8简要地描述了电路的例子，其使得可以获得和测量代表针16的位置的信号。

喷射器10被图示成电路84，其在突出部86和地G之间包括被图示成开关的针16，绝缘电阻Ri与开关并联放置。绝缘电阻Ri通常具有超过100千欧姆的值，使得在关闭位置PF，电路84的电阻是零，并且在打开位置PO，电路84的电阻与绝缘电阻Ri相等。

此外，喷射器10连接到计算机ECU，该ECU包括固定电阻Re以及两个其它电阻RI、R2和电压比较器，固定电阻Re比绝缘电阻Ri小得多，例如，固定电阻Re可以被选择成使其值位于10千欧姆和50千欧姆之间，例如20千欧姆。

在电压比较器的终端，一方面是第一参考电压，其水平取决于两个其它电组RI、R2的组合，而另一方面是第二电压，其随着电路84的打开或闭合状态而变化。为了使该第二电压变化，比较器的终端也被连接到喷射器10的突出部86。因而，在关闭位置PF，该终端接收零电压，这是因为其被连接到地G，而在打开位置PO，同一个终端接收大于参考电压的非零电压。由此被电压比较器感知的改变揭示出针16的位置。

作为替代方案，流过喷射器的电路的电流的测量使得可以识别针的打开位置PO或关闭位置PF。

现在将详细描述电路84。其一方面包括针16的能够与喷嘴主体18接触的表面的电绝缘。因而，分别在上引导部40和下引导部42中受到引导的表面S1和S2涂覆有绝缘表面涂层Rie。在已知的沉积物中，有氮化铝、氧化铝、无定形碳“DLC”，并且还有具有高机械特性的塑料材料，或者另选地，表面的电绝缘可以通过表面氧化或表面氮化的方式法来进行。另外，还可以预想到围绕针或在喷射器主体内设置的衬套。相反地，针座48、针头的顶部52以及支撑弹簧58的肩部50保持导电性而不具有绝缘涂层Rie，但是这些表面可以具有其它表面涂层，只要它们是导电的即可。一个可能的替代方案是绝缘几乎针的所有部分，而仅仅保持上面提到的三个表面不是绝缘的。在另一替代方案中，绝缘涂层Rie被涂覆在喷嘴主体18的对应表面上，尤其是上引导部40和下引导部42，或喷嘴主体的表面和针的表面。在这种情况下，和沉积物一起，有时优选设置装配在孔内的绝缘衬套。另一方面，电路84的电连接88包括上构件90以及布置在阀主体22和喷嘴主体18之间的呈盘92的形式的构件，上构件在补充通道68内延伸穿过致动器主体26并且在紧急通道66内延伸穿过阀主体22。盘92设置有开口94，该开口设置在控制腔室32的正上面，开口94在图3的例子中位于中央。开口94稍微小于控制腔室32，使得在顶部56的周边，盘在控制腔室内延伸。外围延伸部96的下表面98足以被用作弹簧58的支撑面，因此该弹簧被压缩在支撑面98和针的肩部50之间。此外，开口94是足够宽的，使得在针16的完全打开位置PO，针头44可穿过开口90而不接触边缘并且可接触控制腔室32的顶部56。

更具体地，盘92是金属盘，其两个相对的面是电绝缘Rie的，除了用于弹簧的支撑面98以及当然还有保持导电性的至上构件90的连接以外。作为替代方案，盘92的相对面可以是导电的，尽管在该例中，阀主体和喷嘴主体的与盘92接触的面必须是电绝缘的。

尤其是可以清楚地在图7的非限制性的例子中看到的，盘92设置有其它补充开口，尤其是以便不妨碍通向控制腔室32或喷射孔38的高压回路74。可以看到燃料的循环回路所需的开口以及用于相对于阀主体22定位喷嘴主体18的两个对称的开口120。已知的是，通过对中螺柱精确地定位阀主体和喷嘴主体。可以在本发明的范围内采用这样的解决办法，螺柱穿过所述定位开口120以在补充的盲孔中设置在喷嘴主体和阀主体内。然后，可以使这些螺柱与盘92电绝缘。然而，如在图7中示出的，可以通过形成对角的切除部然后在盘92的任一侧垂直地折叠三角形部分来形成所述定位开口120，这些三角形部分形成对中楔形物122，这些对中楔形物能够以补充的方式接合在所述盲孔中且因而可以有利地替代对中螺柱。这些对中楔形物也必须是电绝缘的以便不在盘92和阀主体或喷嘴主体之间产生电连接。作为替代方案，其它切除部可以导致形成其它形式的对中突起。

此外，考虑到非常高的压力，喷射器中可能主要是几千巴，也可以通过在盘92中形成宽的开口124来改善盘92周围的密封性，因而这些开口使得可以减少盘92的受到喷嘴主体18和阀主体22之间的紧固力的表面积，且因此可以增大接触压力，从而使得可以在高压通路和控制腔室周围获得较好的密封性。

在这种情况下，已知的为了相同目的而在阀主体和喷嘴主体的表面中进行的修整可以有利地被盘92中的这些宽的开口124所代替。

在补充的替代方案中，控制腔室的侧壁可以是电绝缘的以便不会有在弹簧58的中间圈和所述侧壁之间产生短路的风险。

现在将参照图4、图5和图6来描述第二实施方式，仅描述与第一实施方式不同之外，而保留相同元件的附图标记。

第二实施方式的原理和第一实施方式的原理是相同的，第二实施方式的不同之处主要在于喷射器10的实际结构，其中上引导部40是设置在喷嘴主体18与阀主体22之间的独立件100，并且通过喷射器螺母28所施加的压缩而保持固定。上引导部100引导针头44穿过引导孔102，并且所述引导孔102与阀主体22相结合而限定控制腔室32。

如可以看见的，下引导部42靠近针座48和阀座36，并且在非限制性的例子中，所选择的电绝缘表面被限制于引导表面S1、S2。此外，针16设置有环形突起，该环形突起的朝向针头的上表面起到类似于第一实施方式的肩部50的作用，弹簧58支撑在该肩部50上并且朝向关闭位置PF推动针16。因此，弹簧58被设置在上引导部100之下，而不再被设置在控制腔室32内，并且其被压缩而抵靠所述肩部50。

此外，上引导部100还设置有基本平行于引导孔102的贯穿通道，中间连接构件104延伸穿过所述贯穿通道，该中间连接构件可以与上构件90集成在一起并且简单地延伸到上引导部100之下，或者该中间连接构件可以独立于上构件90并被连接到该上构件。

在上引导部100之前，电路84包括盘状件106，该盘状件包括设置有中央开口110的环形盘108，连接片112从该环形盘108向外延伸。环形盘108被设置在上引导部100与弹簧58之间，针16延伸穿过开口110。盘的下表面114被用作弹簧58的支撑面，同时，连接片112匹配于上引导部100的轮廓，如图5所示，以便在上引导部100之下重新接合中间连接构件104。盘状件106是金属的并且涂覆有电绝缘涂层Rie，除了用于弹簧的支撑面114以及连接片112的电连接到中间连接构件104的端部之外。

在图6示出的替代方案中，中间连接构件104具有刚性螺柱的形式，其沿平行于轴线A和连接片112的直线延伸，仅仅是环形盘108的小突出部。盘状件106甚至可以简单地由垫圈来替代，该垫圈的内径足以供针16穿过，并且外径足够大以接收中间连接构件104，同时维持用于燃料的足够的传送剖面，而不产生压缩和压降。在这种情况下，垫圈不具有连接片。

当针16处在关闭位置PF时，电路84是闭合的并且包括上构件90和中间连接构件104，然后是盘状件106，然后是弹簧58，然后是针16，一直远到针座48，并且最后是喷嘴主体18，从阀主体座36远到地G。

当针16处在完全打开位置PO时，电路84也是闭合的并且其包括上构件90和中间连接构件104，然后是盘状件106，然后是弹簧58，然后是针，一直远到针头的顶部52，然后是阀主体22，从控制腔室的顶部56远到地G。

说明书中使用了以下附图标记：

10 喷射器

12 喷射系统

14 喷嘴

16 针

18 喷嘴主体

20 控制阀

22 阀主体

24 致动器

26 致动器主体

28 喷射器螺母

29 喷射器的主体

30 孔

32 控制腔室

34 下端

36 阀主体座

38 喷射孔

40 上引导部

42 下引导部

44 针头

46 尖端

48 针座

50 肩部

52 针头顶部

54 阀主体的下表面

56 控制腔室的顶部

58 弹簧

60 阀主体的主要孔

62 用于轭的广阔空间

64 由磁轭和阀杆组成的组件

66 通向阀主体的通道

68 致动器主体中的补充通道

70 连接器

72 用于燃料的循环回路

74 高压回路

76 低压回路

78 分支通路

80 排放通路

82 用于识别针的位置的装置

84 电路

86 突出部

88 电连接

90 连接构件

92 呈盘的形式的构件

94 盘的中央开口

96 外围延伸部

98 弹簧的支撑面

100 独立的上引导部

102 上引导部的引导孔

104 中间连接构件

106 盘状件

108 环形盘

110 盘的中央开口

112 连接片

114 弹簧的支撑面

120 定位开口

122 对中楔形物

124 宽的开口

A 轴线

d44 针头直径

PF 针的关闭位置

PO 完全打开位置

Pi 中间位置

G 地

EM 电测量

Rie 电绝缘涂层

ECU 计算机

Vsupp 电源电压

Ri 绝缘电阻

Re 电阻

R1/R2 其它电阻