燃料喷射器的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于将燃料喷射到燃烧发动机内的燃料喷射器。
【背景技术】
[0002]燃料喷射器被配置为响应于电信号而允许可燃液体类的燃料流动。先进的发动机技术要求精确控制喷射器内的燃料阀的打开和关闭时间，以执行高精度的喷射。如果燃烧发动机是活塞类型的，在发动机的一个气缸内的一个活塞的一次行程期间可能要求多个喷射阶段。由于阀的构件一定具有物理质量，阀的实际行为可能会与理想的理论行为不同，该理想的理论行为可预设无限高的打开或者关闭速度、或者在用于打开阀的电信号的脉冲长度与通过阀的实际液体流之间预设线性关系。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种在喷射时间期间对燃料流进行改善的控制的喷射器。本发明通过具有独立权利要求的特征的喷射器来实现这个目的。从属权利要求指示了优选的实施例和发展。
[0004]根据本发明，一种燃料喷射器，包括具有可移动阀针和阀座的燃料阀。所述燃料喷射器进一步包括校准弹簧和促动器(actuator)组件，后者在下文中简要地表示为“促动
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[0005]所述阀针和阀座协作以控制通过喷射器的燃料流。特别地，所述阀针在关闭位置防止燃料流通过所述燃料喷射器的喷嘴，在所述关闭位置所述阀针特别地直接与所述阀座机械接触。便利地，所述阀针可相对于所述阀座轴向位移一一沿着所述燃料喷射器的纵向轴线远离所述关闭位置一一以便使燃料流能够通过所述喷嘴。
[0006]所述校准弹簧在所述阀针上施加按压力，以便在关闭方向上朝向所述阀座按压所述阀针。特别地，所述校准弹簧被预加载，以将所述阀针偏压至与阀座接触，以便在所述促动器未被供能时保持所述燃料阀关闭。
[0007]所述促动器是具有螺线管和可移动衔铁的电磁促动器。便利地，它可进一步包括磁极件，当所述螺线管被供能时，所述衔铁朝向所述磁极件被吸引。所述磁极件特别地相对于所述阀座在位置上固定，而所述衔铁特别地可相对于所述阀座以往复方式纵向位移。
[0008]当所述螺线管被供电时，所述促动器是可操作的一一特别地借助于所述衔铁与所述阀针的机械接合一一以便将提升力传输到所述阀针，以抵抗所述校准弹簧的按压力将所述阀针从所述阀座提升至全开位置。在本上下文中，所述全开位置特别地是当所述促动器被供能时所述阀针停止以在一次喷射事件期间的打开瞬态之后保持所述燃料阀打开的位置。
[0009]所述校准弹簧和促动器被配置使得在所述全开位置中所述提升力等于按压力。特别地，所述校准弹簧的弹簧刚度和预加载以及所述螺线管的感应系数彼此适合，使得在所述全开位置中所述提升力等于按压力。
[0010]有利地，所述按压力一一即，所述校准弹簧的弹力一一主要有助于在打开瞬态的结尾处减慢所述衔铁。所述衔铁的打开运动被所述校准弹簧的弹力而不是所述衔铁所碰撞的止挡件停止，所述衔铁的打开和关闭运动能够被控制得更好。特别地，所述打开瞬态的结尾处的弹跳和/或非线性行为可以是特别小的。所述阀的关闭时间可以很短，因为所述衔铁和所述止挡件之间的磁和/或液压粘连效应(Sticking effect)特别小或者甚至完全没有。所述粘连效应可抵抗常规的喷射器中当流体涌入所述两个元件之间的扩大空间时所述衔铁远离所述止挡件的运动。根据本公开的喷射器，能够在任何时间避免将这个空间减少至接近零。因此，流体可以更轻易地在衔铁和另一个元件之间流动，该另一个元件例如为在许多常规的喷射器中用作所述止挡件的磁极件。
[0011]在一个实施例中，所述衔铁在相反于所述关闭方向的打开方向上从起始位置到结束位置可位移，以将所述阀针从所述关闭位置提升至所述全开位置。换句话说，当所述衔铁与所述阀针接合使得可操作为将所述提升力传输到所述阀针时，当所述衔铁处于所述起始位置时所述阀针处于所述关闭位置，当所述衔铁处于所述结束位置时所述阀针处于所述全开位置。
[0012]例如，所述衔铁例如借助于压配合连接和/或焊接连接固定到所述阀针，或者所述衔铁与所述阀针为一体件。替代地，所述衔铁可以相对于所述阀座以往复方式纵向移动。在这种情况下，所述衔铁和所述阀针便利地成形，使得位移性是有限的，且所述衔铁特别地可操作，以与所述阀针接合成形式配合的连接，以传输所述提升力。
[0013]在一个实施例中，所述衔铁还可以在所述打开方向上从所述结束位置进行位移。换句话说，所述衔铁在打开方向上与所述燃料喷射器的在位置上与所述阀座固定的任何元件隔开。换句话说，所述衔铁不与止挡件形式配合地连接，所述止挡件在所述衔铁位于结束位置时防止所述衔铁在所述打开方向上进一步运动。例如，所述衔铁可操作，以在所述打开瞬态的结尾处在纵向方向上围绕所述结束位置振荡。所述衔铁的振荡优选地可以是受到液压阻尼的；这样，所述衔铁和所述阀针在所述打开瞬态的结尾处快速停止。
[0014]在一个实施例中，所述衔铁在所述起始位置和所述结束位置之间的升程一一即，特别是所述衔铁的纵向位移一一大于90Mm。这可以有利地对应于所述衔铁的升程，所述升程比一些常规的喷射器增加了大约10至25%。通过增加所述衔铁的升程，可减小所述校准弹簧的标称刚度，即特别是弹簧刚度，所述校准弹簧是在所述全开位置实现所述提升力和所述按压力的力平衡所必需的。所述升程的增加还可帮助减小升程设定公差的敏感度。换句话说，通过增加所述升程，所述衔铁在所述全开位置的绝对位置可以被允许较小地偏离预定值。
[0015]在一个实施例中，所述校准弹簧具有400N/mm或者更高的刚度，可比较类型的常规喷射器使用弹簧刚度大约为50N/_的校准弹簧。通过将刚度增加大约八倍或更多因子，衔铁在衔铁行进路线上与磁极件或者另一个物体的碰撞能够被避免。
[0016]在另一个实施例中，燃料喷射器还包括止挡件，所述止挡件的位置使得在所述衔铁进行打开运动时，所述衔铁靠近所述止挡件。换句话说，所述衔铁在朝向所述止挡件的打开方向上位移，以将所述阀针从所述阀座提升至所述全开位置。在一种发展中，所述止挡件由所述磁极件代表。
[0017]所述止挡件和所述衔铁具有面对的表面，所述表面优选地是平行的。特别地，所述止挡件具有在所述关闭方向上面向所述衔铁的端部表面，所述衔铁具有在所述打开方向上面向所述止挡件的端部表面，所述端部表面优选是平行的。
[0018]当所述衔铁靠近所述止挡件时，当周围流体(例如燃料)在所述衔铁和所述止挡件之间位移时，所述平行的表面可用作液压阻尼器。所述表面的重叠区域量和所述衔铁与所述止挡件之间的最小距离可能被改变，从而适应阻尼参数。虽然，在常规的喷射器中，所述止挡件和所述衔铁面向彼此的表面通常必须倾斜以减小液压粘连效应，但借助于平行表面可实现特别好的阻尼特性。
[0019]所述面对的表面可垂直于所述关闭方向。特别地，所述表面是平的，且具有平行于所述纵向轴线的表面法线。由于所述衔铁的打开运动特别地(反)平行于所述关闭方向，所述面对表面可被特别高效地用于本实施例中的阻尼。
[0020]所述面对的表面之间的间隙可以液压连接到朝向所述阀流动通过所述喷射器的燃料的路径。这允许将流动通过所述喷射器的燃料用作液压阻尼媒介。相对于以气体工作的阻尼器，改善了阻尼，且所述燃料可帮助清除源自所述阻尼过程的热量。
[0021]当所述衔铁处于所述结束位置时，所述面对的表面彼此分开。优选地，所述面对的表面在所述衔铁打开和关闭期间的所有时间都彼此隔开。
[0022]通过避免所述衔铁和所述止挡件之间的碰撞，所述衔铁的打开和关闭响应性可被改善。
[0023]在一个实施例中，所述校准弹簧包括弹簧套管或者由弹簧套管构成。例如，所述弹簧套管的总体形状为圆柱壳体，所述圆柱壳体在径向方向上被多个通孔或者被多个狭缝贯穿，所述狭缝优选地具有垂直于所述圆柱轴线的主延伸方向，这样，可轻易地实现所述校准弹簧的高刚度。所述弹簧套管可提供高精度、低残余应力或者低弹簧刚度变化。在其它的实施例中，不同类型的弹簧可被用于具有上述一些或者全部优点的所述校准弹簧。