专利名称：喷油器用有孔薄盘元件的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明广义上讲涉及将挥发性液态燃油喷入汽车内燃机的吸油系统的那种类型的电控喷油器，具体地说，本发明涉及用于这种喷油器的一种新颖有孔盘件。
本发明之技术背景及概述作一般转让的美国专利No.4854024公开了一种有孔薄盘元件，该件带有一设置于中心的、具有锥形壁的凹坑，凹坑包括一个或多个液态燃油通过其从喷油器喷出的计量孔。这种有孔薄盘元件的制造过程包括当孔加工出来之后再成形锥形壁，并且该过程一定是一种具有非常严格的公差的精加工过程，在某些情况下，即使是在这种极小的公差范围内的变化也已发现会以对车辆的尾气排放具有损害作用的方式影响喷雾或油流的质量。
据信合理的是，在当今的汽车工业中，一种喷油器必须设计得适应于一种特定的发动机，而不是相反。使大批量生产的汽车车辆满足严格的尾气排放标准的能力至少部分取决于朝着进油阀或各阀喷油时保持喷雾或油流的形状和瞄准的一致性的能力。应当避免燃油沾湿缸壁。
由于大量的不同型号之发动机使用多点喷油器，因此需要大量的不同喷油器以便为一发动机的每个气缸提供理想的喷雾或油流成形及瞄准性。为了满足这些要求，此前要设计能产生直的油流、弯的油流、分开的油流及分开/弯的油流的喷油器。在采用有孔薄盘元件的喷油器中，例如以上参照其专利号已被提到的一般转让的专利所述的有孔薄盘元件，这些喷雾形式只由有孔薄盘元件的具体设计产生。由于喷油器其它部件不必针对某一具体应用场合采用单独的设计，即许多其它部件可是通用设计的，因而上述能力为实质性地改善制造经济性提供了机会。
本发明涉及新型有孔薄盘元件，该元件可提高满足不同和/或更严格的要求的能力，同时具有相当的或甚至改善的一致性。例如，本发明的某些有孔薄盘元件很适合用于要求单一喷油器将喷雾或油流直接喷至四个单独的吸入阀的发动机中；而且本发明的有孔薄盘元件能满足困难的装设要求，此时用于安装喷油器的空间因包装的要求是极为有限的。由于计量孔位于平整平面表面上，因而显示出了本发明的优点之一。已发现这一点对加强流动稳定性以便与喷油器内部的上游油流之几何形状形成适当的相互作用是很重要的。将计量孔设置于一非平面的表面上，例如设于一锥形凹坑中，不可能协调地使流动稳定性的改善达到如本发明那样将孔眼设置于一平整表面上而达到的程度。本发明的进一步特征在于，包括带有计量孔的平整平面表面的凹坑的具体形状。体现本发明之原理的一种给定有孔薄盘元件由于能将该元件以倒置或非倒置方式装设于喷油器喷嘴之中，而使喷油器的通用性得以提高。
本发明的前述优点及附加的特征将在随后的附带附图的说明书及权利要求中清楚地看出。附图公开了本发明迄今为止认为是实施本发明的最佳方式的优选实施例。
附图的简要说明
图1是穿过本发明之有孔薄盘元件的喷油器的喷嘴端的局部纵剖面图；图2是沿图1中箭头2-2方向截取的该有孔薄盘元件的局部视图；图3是沿图2中箭头3-3方向剖取的剖面图；图4是类似于图2的、但表示第二实施例的视图；图5是类似于图2的、但表示第三实施例的视图；图6是类似于图2的、但表示第四实施例的视图；图7是类似于图2的、但表示第五实施例的视图；图8是与图1相同方向的示意图，用于表示与该有孔薄盘元件相关的某些关系；图9是类似于图2的、但表示第六实施例的视图；图10是沿图9中箭头10-10方向剖取的剖视图；图11是沿图9中箭头11-11方向的视图。
优选实施方式的描述图1表示一电磁线圈控制的喷油器20的壳体18的喷嘴端，该喷油器带有一个体现本发明原理的有孔薄盘元件22。喷油器20的结构细节基本上与一般转让的美国专利No.4854024和5174505中所公开的细节相同，因此这些细节在图1中没有具体表示出来。喷油器20的喷嘴端也与前述各专利中的喷嘴端相同，其中，一个包含一阀针导向件24和一阀座件26的组件沿轴向设置于该有孔薄盘元件22的内侧，而一环形保持元件28设置于该盘件22的外侧，并且整个组件在喷嘴端中被夹紧于喷油器壳体18的内凸台30和该喷油器壳体端部处朝内弯曲的短小唇缘32之间。组件的外直径由常用的O形密封圈34与壳体的内径周壁进行密封。
阀座件26包括一个从导向件24朝阀座件26的中心通道38收缩的截头锥形底座36，而通道38又通向该有孔薄盘元件22的中心区域。保持元件28包括一个从该盘件22处延伸的通道40，通向喷嘴敞开端部。导向件24包括一个用来给一阀针42的轴向往复运动导向的中心导向孔口41及几个绕孔口41布置的通孔44，以保证燃油穿过导向件24流至阀座36周围的空间。尽管在图1中阀针42的圆头端落座于底座36上，使喷油器不喷油，但图1中的箭头表示燃油流动的方向。当阀针42离座时，燃油流过通道38，通过盘件22中的孔眼装置，并通过通道40从喷嘴喷入一内燃机的吸油系统中。
如前所述，本发明涉及结构新颖的有孔薄盘元件22，其全部细节通过参考图2和3也可明了。盘件22基本上为圆形，包括一个环形外边缘46，沿圆周方向围住中心区，中心区设置于喷油器中通道38和通道40之间。在图示实施例中，组件中的边缘46的夹持部分用作将盘件22牢固地安装于喷油器喷嘴端部中的装置。
盘件22的中心区包括一个沿径向向内紧挨着边缘46的环形区48及一由区域48围住的凹坑50。盘件22的中心区除了具有一个或多个通孔之外是无孔隙的，燃油经由这些通孔流过有孔薄盘元件22。图1至3之实施例包括四个这种通孔52，并且可以看出，这些孔只包含在通道38与通道40之间的凹坑50之中。
凹坑50的具体形状是很重要的。人们可称这种具体形状为“凿子尖”。它包括四个多边形形状的平面壁面，每个壁面都处于各自的与其它壁面所处平面不平行的平面内。两个壁面54、56之形状是梯形的并可认作为侧壁。余下的两个壁面58、60之形状为三角形的并可认作为端壁。四个壁面54、56、58和60中的每一个都具有各自的与区域48相连的底边，以致它们都处于一个大致垂直于盘件22的主纵轴62的平面之内，纵轴62恰巧与图1喷油器的主轴线重合。三角形端壁58、60的各侧边与梯形侧壁54、56的相应侧边相连。梯形壁面54、56的上部边沿是重合的，汇交一起作为一共同的侧边，该侧边位于一条与轴线62垂直相交的假想直线上。每个三角形端壁58、60的顶点也与各梯形侧壁的相重合的上部边沿的各端重合。在此实施例中，两个梯形壁面是全等的，两个三角形端壁也是全等的。
图1表示带有凹坑50的盘件22，处于所谓的“倒置”位置。由于通孔52是按一定的图形布置的，即每个通孔直接与相对的梯形壁面的相应孔相对，故从每一对相对的孔眼中流出的油流在流出各孔眼后会相互接合一小段距离。如果将盘件22倒转到所谓的“非倒置”位置，则从一个梯形壁面流出的液流将与从相对的梯形壁面中流出的液流岔开。
图4-7显示其他各种可能的孔眼图型。图4表明一种图型，其中两个孔眼都处于壁面54中，但在壁面56中一个孔也没有。这对该件来说，不论其是处于倒置位置还是非倒置位置都将产生一种平行的弯转油流。
图5表示每个梯形壁面只含有单独一孔眼而两孔彼此间不直接相对的图型。一个孔眼处于一梯形壁面的中部并靠近一特定的三角形端壁，而处于另一梯形壁面中部的孔眼则远离该特定的三角形端壁。此有孔薄盘元件，无论是装于倒置位置还是非倒置位置，都会产生彼此不相接合的岔开的油流。
图6表示其中每个梯形壁面具有彼此直接相对的单个孔的实施例。当这种图型用于非倒置位置时将产生岔开的油流；但当它用于倒置位置时，两股液流将会彼此接合。
图7表明在一梯形壁面中心设置一单个孔而在另一梯形壁面中不设孔之实施例，此时将产生单股弯流。
图9、10和11表示标号为22′的有孔薄盘元件的另一实施例。此实施例除图9-11中标号为50′的中心区域的凹坑的形状外，其它与盘件22是相同的。凹坑50′之形状为包括三个三角形壁70、72及74的金字塔形。每个三角形壁面是平整的平面，具有一个与区域48相连的底边，从而底边位于一个大致与盘件22′的纵向轴线垂直的平面之内。每个壁面70、72、74的各自侧边与其它两个壁面的对应侧边相连，所以各三角形的三个顶点汇集于一共同的点。壁面70是不带孔的，而壁面72、74每个都含有一单孔52。两壁面72、74是全等的，并且每个孔在每壁中都位于相同的相对位置处。壁面70与壁面72或74都不全等。如果有孔薄盘元件22′安装于倒置位置，则从各孔流出的油流将互相接合。如果盘件22′安装于非倒置位置，则油流将岔开。油流弯曲之程度(即液流相对喷油器轴线的角度)由各壁面的相对尺寸决定。非倒置的安装会形成一弯曲的岔开油流。
在所有实施例中，含有孔眼的各壁面都是平整的平面壁面。如前所述，这一点对改善油流通过孔眼的流动特性是很重要的。盘件22、22′可用美国专利No.4854024中所述的那些步骤制造，但包括各孔眼的各壁面必须是平整的平面。
图8是为了表示由标号A标出的两梯形壁面之间的角度关系。例如该角度可以是5、10、20或30度。符号B表示具有直径为0.015英寸的孔眼的梯形壁面上下底边之间的最小高度。符号C表示两个0.015英寸的孔眼之间的最小长度。应该理解，各附图只是为了表明本发明之原理，因此没有必要认为是任何特定的尺寸或相对比例关系。本发明的有孔薄盘元件最好根据美国专利4854024中公开的方法制造。
权利要求
1.一种有孔薄盘元件，燃油通过该元件从喷油器喷出，所述有孔薄盘元件包括一个薄盘，该薄盘具有一假想的主纵轴及一沿周向延伸的周边，该周边与所述纵轴沿径向朝外隔开并适合用于将所述薄盘装在一喷油器的喷嘴端，所述周边沿周向围住该盘的中心区，该区除存在一个或多个让燃油通过该薄盘的通孔外是无孔隙的，所述中心区域包括一沿径向的外部环形区域，该外部环形区域很好地与所述纵轴垂直并在周向围住一内部区域，所述内部区域包括一个带有一个或多个通孔的凹坑，并且该凹坑于所述盘中形成至少三个多边形壁面，每个壁面占据相应的一个与其它壁面所占据的平面不平行的平面，其中第一所述壁面之形状为三角形并且具有一位于垂直所述纵轴的平面中的底边，一个与所述底边沿轴向隔开的顶点及与第二和第三所述壁面的相应侧边相连的对应侧边。
2.如权利要求1所述的有孔薄盘元件，其中，所述第一壁面是不带孔的。
3.如权利要求2所述的有孔薄盘元件，其中，在所述第二和第三壁面的至少一个之上包括所述一个或多个通孔。
4.如权利要求3所述的有孔薄盘元件，其中，在所述第二和第三壁面两者之上包括所述一个或多个通孔。
5.如权利要求4所述的有孔薄盘元件，其中，每个所述第二和第三壁面之形状为三角形，该三角形都具有一个和所述第一壁面的底边同位于垂直所述纵轴的一平面内的底边和一个与相应底边轴向隔开的相应顶点，所述第一、第二及第三壁面的各顶点基本上是重合的，并且所述第二壁面的另一侧边与所述第三壁面的另一侧边相连。
6.如权利要求5所述的有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括在所述第二壁面上的单一通孔和在所述第三壁上的单一通孔。
7.如权利要求5所述的有孔薄盘元件，其中，所述第二壁面的三角形基本上与所述第三壁面的三角形全等，并且所述第一壁面的三角形与所述第二和第三壁面的相应三角形不全等。
8.如权利要求7所述的有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括在所述第二壁面上的单一通孔和在所述第三壁面上的单一通孔。
9.如权利要求4所述的有孔薄盘元件，其中，所述第二和第三壁面的每一个的形状是梯形的，该梯形都具有一条和所述第一壁面的底边同位于垂直所述纵轴的一平面内的底边和与相应的底边平行的相应上边。
10.如权利要求9所述的有孔薄盘元件，其中，所述第二和第三壁面的所述相应上边是基本上重合的。
11.如权利要求10所述的有孔薄盘元件，其中，所述第一壁面的所述顶点基本上与所述第二和第三壁面的所述上边的一端重合。
12.如权利要求10所述的有孔薄盘元件，其中，所述凹坑还有一第四壁面，该壁面之形状为三角形并基本上与所述第一壁面的三角形全等，所述第四壁面具有一条和所述第一、第二和第三壁面的底边同位于垂直于所述纵轴的一平面内的底边，所述第四壁面还具有一个沿轴向与其底边隔开的顶点及与所述第二和第三壁面的相应侧边相连的各侧边，该第四壁面的侧边对着的所述第二和第三壁面的相应侧边与所述第一壁面的各侧边相连。
13.如权利要求12所述有孔薄盘元件，其中，所述第四壁面的所述顶点基本上与所述第二和第三壁面的所述上边的一端重合。
14.如权利要求13所述的有孔薄盘元件，其中，所述第一壁面的所述顶点基本上与所述第二和第三壁的所述上边的另一端重合。
15.如权利要求9所述有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括在所述第二壁面上的单一通孔和在所述第三壁面上的单一通孔。
16.如权利要求15所述的有孔薄盘元件，其中，所述单一通孔的每一个都与所述第一壁面等距离。
17.如权利要求16所述的有孔薄盘元件，其中，所述单一通孔的每一个都基本上设置于相应壁面的中央。
18.如权利要求15所述的有孔薄盘元件，其中，所述单一通孔中的每一个与所述其它单一通孔相比都处于距所述第一壁面不同的距离处。
19.如权利要求18所述的有孔薄盘元件，其中，位于所述第二壁面上的单一通孔设置于与所述第一壁面相连的第二壁面的中部，而处于所述第三壁面上的单一通孔设置于不与所述第一壁面相连的第三壁面的中部。
20.如权利要求9所述的有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括两个处于所述第二壁面上的通孔和两个处于所述第三壁面上的通孔。
21.如权利要求20所述的有孔薄盘元件，其中，所述第二壁面上的两个所述通孔的中心处于一条平行于所述第二壁面的底边的假想线上，并且所述第三壁面上的两个所述通孔的中心处于一条平行于所述第三壁面的底边的假想线上。
22.如权利要求21所述的有孔薄盘元件，其中，所述第二壁面上的所述两通孔之间的距离与所述第三壁面上的所述两通孔之间的距离是相同的。
23.如权利要求22所述的有孔薄盘元件，其中，所述第二壁面上的所述两通孔之中心和所述第三壁面上的所述两通孔之中心，当从所述薄盘的轴向观看时，处于一假想的矩形的角部。
24.如权利要求9所述的有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括一个处于所述第二壁面上的单一通孔，而所述第三壁面是不带孔的。
25.如权利要求9所述的有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括两个处于所述第二壁面上的通孔，而所述第三壁面是不带孔的。
26.一种有孔薄盘元件，燃油通过该元件从一喷油器中喷出，所述有孔薄盘元件包括一薄盘，该薄盘具有一假想的主纵轴和一沿周向延伸的周边，该周边与所述纵轴沿径向朝外隔开并适合用于将所述薄盘安装于所述喷油器的喷嘴端，所述周边沿周向围住该盘的中心区，该中心区除了设有一个或多个让燃油流过该薄盘的通孔之外是无孔隙的，所述中心还包括一个由三个侧面构成的金字塔形的凹坑，该凹坑包括所述一个或多个通孔，所述金字塔的高度是沿轴向的高度。
27.如权利要求26所述有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括一个在所述金字塔的一第一侧面上的单一通孔及一个在所述金字塔的一第二侧面上的单一通孔。
28.如权利要求27所述的有孔薄盘元件，其中，所述金字塔的一第三侧面是不带孔的。
29.一种有孔薄盘元件，燃油通过该元件从喷油器喷出，所述有孔薄盘元件包括一薄盘，该薄盘具有一假想的主纵轴和一沿周向延伸的周边，该周边与所述纵轴沿径向朝外隔开并适合用于将所述薄盘安装于一喷油器的喷嘴端，所述周边沿周向围住该盘的中心区，该中心区除设有一个或多个让燃油通过该薄盘的通孔之外是无孔隙的，所述中心区包括一凹坑，该凹坑具有两个多边形平面壁面，该壁面包括所述一个或多个通孔并且基本上共用一公共边，该公共边相对所述纵轴沿横向设置，所述各壁面在所述公共边处、沿所述公共边长度方向观察、以成一钝角的方式相互背离地向下延伸。
30.如权利要求29所述的有孔薄盘元件，其中，所述公共边垂直于所述纵轴并通过所述纵轴。
31.如权利要求29所述的有孔薄盘元件，其中，所述两壁面在大小和形状上基本上是完全相同的。
32.如权利要求29所述的有孔薄盘元件，其中，所述两壁面为四边形的。
33.如权利要求32所述的有孔薄盘元件，其中，所述两壁面是梯形的。
34.如权利要求29所述的有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括至少一个在所述两壁面的第一壁面上的通孔和至少一个在所述两壁面的第二壁面上的通孔。
35.如权利要求34所述的有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括一个在所述第一壁面上的单一通孔和一个在所述第二壁面上的单一通孔。
36.如权利要求35所述的有孔薄盘元件，其中，每个所述单一通孔都基本上设置于各自壁面的中央。
37.如权利要求35所述的有孔薄盘元件，其中，每个所述单一通孔在所述公共边的长度方向上相互错开。
38.如权利要求37所述的有孔薄盘元件，其中，在所述第一壁面上的单一通孔设置于所述第一壁面的中部，该所述第一壁面的中部并不与在所述第二壁面上包含单一通孔的所述第二壁面的中部是沿所述公共边的长度方向共同延伸的。
39.如权利要求34所述的有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括两个位于所述第一壁面上的通孔及两个位于所述第二壁面上的通孔。
40.如权利要求39所述的有孔薄盘元件，其中，所述第一壁面上的两个所述通孔的中心位于一根平行于所述公共边的假想直线上，并且所述第二壁面上的所述两个通孔的中心位于一根平行于所述公共边的假想直线上。
41.如权利要求40所述的有孔薄盘元件，其中，在所述第一壁面上的所述两个通孔之间的距离与所述第二壁面上的所述两个通孔之间的距离相等。
42.如权利要求41所述的有孔薄盘元件，其中，在所述第一壁面上的所述两个通孔的中心和在所述第二壁面上的所述两个通孔的中心位于从所述薄盘轴向观看的一假想矩形的角部处。
43.如权利要求29所述的有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括一个在所述各壁面的第一壁面上的单一通孔，而所述第二壁面为不带孔的。
44.如权利要求29所述的有孔薄盘元件，其中，所述一个或多个通孔包括两个位于所述第一壁面上的通孔，而所述第二壁面为不带孔的。
全文摘要
一种有孔薄盘元件22，其具有位于从该薄盘表面伸出的平整平面表面上的燃油计量孔52。该各平整平面表面形成一封闭结构的侧面，该封闭结构具有三个或更多个侧面。该结构可以处在一个沿喷油器的出口方向从该盘表面伸出的位置上或者可以倒置过来。该通孔将燃油以不同的油流或喷雾形式射向发动机的各个气缸。
文档编号F02M51/08GK1151786SQ95193900
公开日1997年6月11日 申请日期1995年6月22日 优先权日1994年6月30日
发明者小J·F·纳利 申请人:美国西门子汽车公司