专利名称：动能吸收装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于控制电磁阀衔铁的跳动和回跳运动的装置并在高性能的燃料注射器中得到应用。
一般，一个电磁阀包括一个可以在第一和第二位置之间移动的衔铁。第一和第二位置的末端常由机械停顿处确定。在现有的技术中，衔铁被线圈产生的电磁力作用在一个方向上移动并被一个回复弹簧作用在相反方向上移动。当衔铁碰撞一个停顿处时，它就产生跳动。跳动或回跳均是有害的，特特是如果这个电磁阀装在一个燃料注射器中，当衔铁朝着或离开阀座移动时，因为跳动或回跳，根据不同情况或多或少会有一些燃料从燃料注射器中被喷出。跳动会继续到衔铁和/或停顿处的磁滞损耗最终使衔铁停下为止。由此可见，衔铁的跳动由于延长或缩短了注射时间而影响了燃料注射器的操作，导致了刻度上的非线性，阀座面的过多损耗，燃料喷雾粗糙和易变，在注射器的有效寿命期内操作注射器时从一个周期到另一周期变化时注射器缺乏重复性。
针对上述问题，本发明的主要目的是提供一种装置，用于缓冲衔铁的运动从而减弱和/或全部消除跳动。进一步的目的是通过应用一个能量吸收装置消除跳动。
相应地，本发明包括附装在衔铁上并可与衔铁一起移动从而通过消耗衔铁与停顿装置的碰撞能量而减弱衔铁运动的装置。在本发明的一个实施例中，缓冲装置由一个动能吸收器或缓冲器构成，它包括一个位于衔铁周围的弹性套和一附装在弹性套外表面的重块。在本发明的另一个实施例中，吸收装置包括多个位于衔铁周围并沿衔铁轴向间隔的弹性环和一压载在O形环上的重块。在这个实施例中，重块包括两个半圆柱形部分，它们相对地位于O形环上，并通过多个嵌在半圆柱形部分周围的弹簧环获得弹簧加载。在又一个实施例中，吸收装置包括一个装载了重块的弹簧，重块与衔铁摩擦并消耗能量。
本发明的其他许多目的将在下列附图的详细描述中阐明。
图1图解说明一个结合本发明的燃料注射器。
图2是沿图1中的2-2线取的横截面图。
图3说明本发明另一个实施例。
图4说明包括图3所示谐波缓冲器的一个构件的分离的局部横截面图。
图5是图3中的衔铁放大图。
图6是一个沿图5中的6-6线取的横截面图。
图7说明本发明又一个实施例。
图1图解说明了一个典型的带有衔铁12的电磁线圈装置10，衔铁12响应线圈18产生的磁力并受回复弹簧28的作用，可以在第一停顿处13和第二停顿处14之间移动。衔铁12可以典型地由软铁型材料做成。上述各个部分当然可以装在一个合适的图1中没有表示的壳体内。应该注意到，如果电磁线圈装置10是一个燃料注射器，则停顿处14可以配制在带有调节孔22的阀座20内。线圈18缠绕在定子23的周围，定子的低端就形成了停顿处13。销24可以从衔铁中延伸或作为衔铁12的完整的延伸部制造。销24包括一个弧形的封闭端26，该端与阀座适配并可封闭阀座内形成的停顿处或座位表面14。如图1所示，阀座表面14是圆锥形的，而封闭元件的端部26最好是球形的。这种封闭元件和阀座和/或停顿处13，14的位置的特殊设计并不与本发明特别有关系，它们可以用任何电磁阀的结构来替代。如图1所示的常闭类的燃料注射器有一个偏置弹簧28，它将衔铁12推向阀座20。如上所述，当线圈18通电时，衔铁随之响应，离开阀座20移向开口位置。当线圈18通电时，燃料注射器10内的增压的流体被允许通过调节孔而射出。箭头32说明流体流动方向。
如图1所示，衔铁12包括一个由两个环状圆锥形轴肩38和39确定的颈缩段36。在轴肩38和39之间有一个动能吸兆爸没蚧撼迤 2，它包括一个弹性材料如橡皮或与之相似的材料制成的环44，环44的二端45和47呈圆锥形，并紧靠在轴肩38和39处。这样，环44就不能轴向滑动了。位于并固定在弹性环44外围的是重块48。如图1和图2所示，重块最好用非磁性材料如黄铜制成，并可以制成开口的圆柱形或环形，它可以打开以便安装在弹性环44的周围。重块48也可以用磁性材料制成，并可以用如环氧树脂固定在弹性环44的外表面上，通过选择弹性材料的弹性系数和重块48的质量，衔铁12碰撞停顿处的振动可以经由弹性材料消耗一些振动能而得以显著降低和/或消除。
参见图3，图3更详细地说明了一个燃料注射器的实施例，并进一步说明了本发明的另一个实施例。该燃料注射器50被设计成插入一个发动机的圆柱形壁的开口内，O形环52压紧在外壳56的环形槽54内。部分图示的外壳56支撑一个定子60，定子60的周围有线圈62。外壳包括一系列允许燃料流过的通道如64，66。外壳的低端带有端盖70。外壳56和端盖70配合确定一个燃料空腔72。位于空腔72内低端的是带调节孔76的阀座74。阀座74包括座位表面76。空腔72的内部有一个衔铁80，衔铁80可以在外壳腔膛82内滑动。图5是衔铁80的放大图。从衔铁80上延伸出销84，销84带有适于安置在阀座74上的封闭表面86。销84由带有通道66的阀的导向支撑件90引导。衔铁80包括一个由两个斜的环形轴肩94和96所确定的，类似于图1所示的颈缩段92。O形环102和104分别位于轴肩94和96周围。该O形环102和104由弹性材料如橡皮制成，并在功能上与图1所示的弹性环或套44等效。固定在O形环102和104周围的是重块。在这个实施例中，重块有两个，是完全相同的半圆柱形构件110和112，它们相对地、互相配合地放置在衔铁80的周围。在上述实施例中，两构件位于颈缩段的周围。图4表示了一重块如110的放大的，分离的横截面图。如图4所示，每个构件包括一内侧轴向壁120，壁120轴向延伸的边缘122和124。边缘122和124的半径比壁120的半径大，这样当构件位于衔铁80的颈缩段92周围时，构件110和120将压住分别靠着锥形轴肩94和96的O形环102和104。构件110和112被位于构件110和112上相应的环形槽134a、134b及136a、136b内的圆周弹簧或止动环130和132固定住。在这个方式中，弹簧环在圆周上将构件110和112约束在衔铁80周围。如上所述，一旦构件110和112被环130和132所固定，它们就能分别压着O形环102和104而作轴向移动。
轴肩94和96呈倾斜或圆锥形并不是本发明所必须的。该圆锥形轴肩可用钝的或弧形的轴肩及环形槽来代替，所有这些结构可以与构件110和112配合将O形环固定在衔铁80上。下面说明了衔铁80，构件110和112，止动环130和132和O形环102和104的实际构成。以一个注射器样机为例，衔铁，构件，止动环和O形环的组装重量大约是1.12克。构件，止动环和O形环的重量以上述组装的重量的百分比表示的话，分别是11.5%，0.84%和0.73%。所用的O形环型号是由苹果公司制造的.098＊.0 26＊70 BN。
操作时，当衔铁由回复弹簧140向外推动进入阀座74时，碰撞力被包括有O形环102，构件110、112和环130、132的缓冲器142所吸收。更特别地，能量由压在O形环上的重块转移至O形环而被消耗。
参见图3和图4，每一块构件包括一个切除部分138，其目的是通过减少构件110和112的质量以便容易地获得与衔铁相匹配的缓冲系数。进一步注意到，图3所示的本发明的实施例中，每个重块的内壁120与衔铁80被O形环102和104所隔开。这种分隔不是本发明所必须的。如上所述，如果构件110和112允许与衔铁80松动接触的话，则构件110和112在衔铁80表面上的轴向移动事实上有助于缓冲器142产生的有效的缓冲。
本发明的第一和第二个实施例，如图1和图3所示，其吸收装置或缓冲器是由弹性材料如弹性环44和O形环102和104构成。图7所示的本发明的实施例表示又一种缓冲器150，它包括一个金属弹簧160，弹簧160位于衔铁80的周围，弹簧160的端部与衔铁80相固定。一个缓冲装置162依附于弹簧160并随着弹簧的压缩和伸展而作轴向移动。这种缓冲装置162包括一个带有朝里延伸出环状肩部164的环。肩部被制成弧形摩擦表面166，该表面166与衔铁80的表面168保持接触。当衔铁80碰撞停顿处的阀座时，碰撞能将被传输到缓冲器150并且作为摩擦面166在表面168上的滑动而被消耗。只要缓冲器150的有正确的质量和尺寸的稳定性，其材料并不是重要的。典型材料可以是不锈钢或塑料。
对上述本发明的实施例的许多变化和修改肯定能实现但并不超出本发明的范围。一种修改是将上述的能量吸收装置引入不用电磁驱动而是用例如液压驱动的燃料注射器的装置。因此，那个范围不过是趋于由附加权利要求的范围限定。
权利要求
1.一个装置(10；50)包括一个可在第一和第二方向上移动的(12；80)；用于至少在所述的第一方向上提供停顿处的装置(20；23；60；74)；附装于衔铁并可与衔铁一起移动从而通过消耗衔铁与所述的停顿装置的碰撞能量而缓冲衔铁移动的装置。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述的缓冲装置包括一缓冲器(42)，缓冲器(42)包括一个位于所述的衔铁12周围的弹性套(44)和一附装在所述弹性套外表面上的重块(48)。
3.如权利要求2所述的装置(10)，其中，所述的移动装置包括一个线圈(18)，所述的重块(40)是非磁性的。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述的衔铁12包括一颈缩段36和相对分布，朝向间隔的轴肩(38;39);所述的弹性套(44)嵌在所述的颈缩段(36)上，并且包括与所述的轴肩(38;39)相配合的端部(45;47);和所述的重块包括一位于所述的弹性套周围的圆柱形构件。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述的重块包括一个带有开口壁的圆柱形环。
6.如权利要求4所述的装置，其中，所述的重块与所述的弹性套相固定。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述的缓冲装置包括多个位于衔铁(80)周围并且沿所述衔铁(80)轴向间隔的弹性环(102;104)和一个压载于所遴的环上的重块(110;112)。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述的重块包括两个半圆柱形部分，它们相对地位于所述的环上，并通过嵌在所述的半圆柱形部分周围的多个弹性环(132)获得弹簧加载。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述的半圆柱形部分大体上包围了所述的衔铁的大约一半圆周。
10.如权利要求9所述的装置，其中，所述的衔铁包括一个带有两个间隔的轴肩的颈缩段，所述的弹性环被所述的半圆柱形部分压住并分别靠在一个所述的轴肩处。
11.如权利要求10所述的装置，其中，那个半圆柱形部分，在贴近所述的弹性环处，包括有用于嵌入并固定二个所述的弹性环的装置。
12.如权利要求1所述的装置，其中，所述的缓冲装置包括一个弹簧支撑构件(162)，它包括一个与衔铁的表面(168)滑动接触的第一表面(166)，当所述的第一表面与衔铁表面相互作用时，能量即被消耗。
13.一个装置(10;50)包括一个适于在相对于移动停顿处的第一和第二方向上移动衔铁(12;80)和附装于所述的衔铁并可一起移动从而通过消耗所述衔铁与所述移动停顿处相碰撞的能量而缓冲衔铁移动的装置。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述的缓冲装置包括一个位于所述的衔铁(12)周围的弹性套(44)和一附装于所述的弹性套外表面的重块。
15.如权利要求2所述的装置，其中，所述的衔铁(12)包括一个带有两个轴向间隔、相对分布的轴肩(38;39)的颈缩段36;所述的弹性套(44)嵌在所述的颈缩段(36)上，并包括两个与所述的轴肩(38;39)相配合的端部(45;47)和所述的重块包括一位于所述的弹性套周围的圆柱形构件。
16.如权利要求15所述的装置，其中，所述的重块包括一个带有开口壁的圆柱形环。
17.如权利要求15所述的装置，其中，所述的重块与所述的弹性套相固定。
18.如权利要求13所述的装置，其中，所述的缓冲装置包括多个位于衔铁(80)周围并沿所述的衔铁(80)轴向间隔的弹性环(102;104);和一个压载于所述的弹性环上的重块(110;112)。
19.如权利要求8所述的装置，其中，所述的重块包括两个半圆柱形部分，它们相对地位于所述的环上，并通过嵌在所述的半圆柱形部分周围的多个弹簧环(132)获得弹簧加载。
20.如权利要求19所述的装置，其中，所述的半圆柱形部分大体上包围了所述的衔铁的大约一半圆周。
21.如权利要求20所述的装置，其中，所述的衔铁包括一个带有两个间隔的轴肩的颈缩段，所述的弹性环被所述的半圆柱形部分压住并分别靠在一个所述的轴肩处。
22.如权利要求21所述的装置，其中，那个半圆柱形部分，在贴近所述的弹性环处，包括有用于嵌入并固定一个所述的弹性环的装置。
23.如权利要求13所述的装置，其中，所述的缓冲装置包括一个弹簧支撑构件(162)，它包括一个与衔铁表面(168)滑动接触的第一表面(166)，当所述的第一表面与衔铁表面相互作用时，能量即被消耗。
全文摘要
一个装置(10；50)包括一个在第一和第二方面上可移动的衔铁(12；80)；一个至少在第一方向上提供停顿处的障碍(20；23；60；74)；一个使所述的衔铁在第一和第二方面上移动的电磁装置和回复弹簧(18；28；60；140)；和一个附装于所述的衔铁并可与所述的衔铁一起移动的用于消耗衔铁与移动停顿处碰撞能量的缓冲装置。
文档编号F02M51/06GK1030125SQ8810208
公开日1989年1月4日 申请日期1988年4月14日 优先权日1987年4月14日
发明者保罗·德斯蒙德·戴利, 马克·艾伦·布鲁克斯, 罗伯特·法利斯 申请人:联合信号公司