专利名称：电磁阀和燃料喷射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁阀和一种装有这种电磁阀的燃料喷射装置。
背景技术：
在一种传统电磁阀中，一个被电磁力驱动的阀件通过运转而打开和关闭一个用于使流体流经的开口。例如，在通过线圈通电而打开开口的电磁阀中，当线圈未通电时，阀件被推压器具如弹簧沿着开口关闭方向推动并支靠在阀座上以关闭开口。当线圈通电后，一个移动件被产生在一个包围着线圈的固定磁芯中的电磁力吸向该固定磁芯，以使阀件与移动件一起移动，从而打开开口。阀件在一个与移动件对置着的固定件的引导下移动。
当阀件支靠到阀座上以关闭开口时，阀件会在推压器具的推力作用下强力碰撞形成了开口的阀座。随着阀件以极高的速度移动并碰撞阀座，会在阀件与阀座之间发生冲击，从而导致阀件在阀座上跳动。开口会在多次跳动中被强制打开。因此，在用于例如燃料喷射装置的电磁阀中，阀件的跳动将引起一个用于沿喷射孔关闭方向推动阀针以打开和关闭喷射孔的压力控制腔中的燃料压力下降，从而导致燃料喷射超过给定时间。
为了解决阀件跳动问题，一种用于燃料喷射装置中的电磁计量阀是众所周知的，如JP-A-9-166063中所公开。根据这种电磁计量阀，阀件碰撞阀座时的跳动受到一个移动件的限制，出于减小移动件重量的目的，移动件由两个元件制成。
然而，由两个元件制成的移动件会导致电磁阀的结构复杂，因而而电磁阀的体型较大。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种电磁阀，其中阀件在碰撞阀座时的跳动受到限制，而又不将电磁阀的体型制作得过大，此外，还要提供装有该电磁阀的燃料喷射装置。
本发明的另一个目的是提供一种电磁阀，其中用于将移动件吸向固定磁芯的电磁引力更强，并且提供装有该电磁阀的燃料喷射装置。
为了达到上述目的，一种电磁阀用于安装在一个阀座件上，阀座件具有一个用于流过流体的开口和一个环绕着开口的阀座，在该电磁阀中，一个移动件与一个阀件一起轴向移动，阀件支靠在阀座上或离开阀座，从而将开口打开或关闭。当一个线圈被充电时，移动件被产生的磁力吸向一个包围着线圈的固定磁芯。一个固定件的一个端面与移动件上的位于固定磁芯相反侧的端面相对置，另一个端面面向阀座件。
利用上述电磁阀，当阀件关闭开口时，移动件和固定件上的彼此对置的端面之间的距离D位于一个具有下限和上限的预定范围内。下限被设置为这样一个距离，即在线圈被充电而且移动件准备开始沿开口打开方向移动后，移动件的运动启动时间不会被叠加在移动件与固定件之间的流体的粘附力显著延迟。上限被设置为这样一个距离，即在线圈断电之后并刚好在移动件结束沿开口关闭方向的移动之前，移动件会从叠加在移动件与固定件之间的流体接收到一个突然增大的指向固定磁芯的反作用力。突然增大的指向固定磁芯的反作用力将导致刚好在阀件碰撞发作之前减小移动件的速度，从而缓解因阀件支靠到阀座上而产生的冲击，以限制阀件在阀座上的跳动。
优选使距离D的下限为5μm，而距离D的上限为60μm。
优选将移动件与阀件的至少一个部位整体形成为一体。由于不需要通过焊接或使用其他结合元件将移动件与阀件结合在一起，因此阀件的重量更轻，而所需产生在固定磁芯与移动件之间的电磁引力更小。因此，固定磁芯和线圈的体型更紧凑，而且线圈的电流消耗更小。
阀件和固定件的轴向长度分别带有制造尺寸公差。因此，优选在测量了多个阀件和固定件的轴向长度后，将任意一个阀件和任意一个固定件选择性地组装起来，以使距离D位于从下限至上限的预定范围内。
阀件由一个接触元件和一个轴元件组成，接触元件用于支靠在阀座上，轴元件的一端保持着接触元件，另一端与移动件结合。在这种情况下，阀件的轴向长度为接触元件和轴元件的轴向长度之和。
此外，还优选使固定件由轴向长度不同的第一和第二固定件组成。在分别测量了多个第一和第二固定件的轴向长度后，任意一个第一固定件与任意一个第二固定件被选择性地组装起来，以使距离D位于具有下限和上限的预定范围内。
此外，还优选使固定件由一种具有给定屈服点值的材料制成，该屈服点达到这样的程度，即当固定件强力按压阀座件时，固定件不会塑性变形。这样，可以确保固定件与阀座件之间具有流体密闭式密封。
另外，优选使固定件具有一个由非磁性材料制成的非磁性元件。非磁性元件可以布置在固定件上的位于固定磁芯一侧的一端处，或者固定件自身可以由非磁性材料制成。利用这种结构，从固定磁芯和移动件构成的磁路泄漏到固定件上的磁通会被抑制住，从而有效地增大固定磁芯与移动件之间的电磁引力。
此外，移动件在其外圆周上设有切口，每个切口分别具有给定深度并且沿轴向延伸。这些切口不但能够用于限制因电磁引力而在移动件中产生涡旋电流，而且还能够平稳地排出叠加在移动件与固定件之间的流体。
移动件还可以在它的一个在内侧磁极表面与外侧磁极表面之间面向着固定磁芯的位置上设有通孔，每个通孔分别沿轴向穿通。通孔用于排出叠加在移动件与固定件之间的流体，而又不会对电磁引力产生负面影响，这是因为通孔安置在未构成磁路的位置上。
还优选使内侧磁极表面的面积大于外侧磁极表面的面积。这种结构用于增大电磁引力，因为从内侧磁极表面流出的磁通会被外侧磁极表面阻截。
通过阅读构成本申请一部分的下列详细描述、附属和附图，可以理解本发明的其他特点和优点以及操作方法和相关部件的功能。在附图中图1是一种装有根据本发明第一个实施例的电磁阀的燃料喷射系统的剖视图；图2是图1中的电磁阀的局部放大图；图3是图1中的电磁阀的另一个局部放大图；图4是沿着图3中的线IV-IV所作的剖视图；图5是阀件位置与阀关闭命令后的经过时间之间的相对于距离D的关系的曲线图；图6是阀件位置与阀打开命令后的经过时间之间的相对于距离D的关系的曲线图；图7是距离D与阀打开时间延迟之间的关系的曲线图，用以确定距离D的设置范围；图8是根据本发明第二个实施例的电磁阀的局部放大剖视图；图9是图8中的电磁阀中的固定件从衔铁一侧看时的俯视图。
具体实施例方式
(第一个实施例)下面参照图1和2描述根据第一个实施例的用在燃料喷射装置中的电磁阀。高压燃料通过一个燃料泵(未示出)而从一个以预定压力聚集着燃料的共用轨道(未示出)供应到燃料喷射装置1中。
燃料喷射装置1主要包括一个喷嘴体10、一个阀针20、一个阀体30和一个电磁阀40。
阀针20可滑动地容纳在形成为大致圆柱形的喷嘴体10的内圆周内。喷嘴体10在其前端设有喷射孔11，并在其内部设有用于储存高压燃料的燃料池12。
阀针20在喷嘴体10和阀体30的内圆周中轴向反复移动。阀针20具有一个可在喷嘴体10的内圆周内滑动的滑动部分21。阀针20相对于滑动部分21在喷射孔11一侧设有一个截头圆锥部分22和一个圆锥部分23。截头圆锥部分22与圆锥部分23之间的表面边界构成一个接触部分24，该接触部分支靠在一个在喷射孔11的入口侧形成在喷嘴体10中的阀座13上。
阀体30通过一个限位螺母31而固定在喷嘴体上。一个控制活塞32容纳在阀体30中，以便轴向移动。控制活塞32上的位于喷射孔11一侧的一端与阀针20相接触。一个压力腔33形成在第一板81内和控制活塞32上的位于喷射孔11相反侧的一端处。
阀体30中设有一个高压燃料导管34，高压燃料通过该导管供应到阀体中。高压燃料导管34与第一高压燃料导管341和第二高压燃料导管342连通。第一高压燃料导管341在阀体30和喷嘴体20中轴向延伸并与燃料池12连通。第二高压燃料导管342与压力控制腔33和电磁阀40中的低压导管401连通。供应到第二高压燃料导管342中的燃料中的一部分通过一个穿过第一板81的燃料导管811供应到压力控制腔33中。供应到第二高压燃料导管342中的燃料中的另一部分通过形成在第二板82中的燃料导管821和截门822喷射到低压导管401中，第二板构成了一个阀座。
阀体30中设有一个布置着弹簧351的弹簧腔35。弹簧351沿着关闭喷射孔11的方向推动阀针20。
如图3所示，第一和第二板81和82安置在喷射孔11上的位于喷射孔11相反侧的一端处。如图1和3所示，压力控制腔33由第一板81上的面对着喷射孔11的一侧的端面81a、阀体30的内圆周表面和控制活塞32上的位于喷射孔11相反侧的端面32a构成。如图3所示，第一板81中设有一个燃料导管811，该导管与高压燃料导管342和位于燃料导管811一端的截门812连通。第一板81中还设有一个燃料槽813，它的一端通过截门812而与燃料导管811连通，另一端与穿过第一板81的通孔814连通。通孔814的一端与燃料导管821连通，另一端与压力控制腔33连通。
第二板82相对于第一板81安置在喷射孔11的相反侧，并在燃料导管821上的位于喷射孔11相反侧的一端处设有一个截门822。燃料导管821在其位于电磁阀40一侧的一端处设有一个开口。一个阀座82a环绕着开口设置，该阀座上支靠着电磁阀40，如图2所示。
电磁阀40是一个双向阀，其可以运转而中断压力控制腔33与低压导管401之间的联系。电磁阀40安置在阀体30上的位于喷射孔11相反侧的一端处。电磁阀40通过一个限位螺母41固定在阀体330上。
如图1至3所示，电磁阀40主要由一个固定磁芯42、阀件50、一个构成活动件的衔铁60和一个固定件70组成。
固定磁芯42包围着一个处于缠绕状态的线圈43。电流通过一个连接器44供应到线圈44中。固定磁芯42由铁磁性材料制成。固定磁芯42在其位于衔铁60一侧的端面上设有一个内侧磁极表面42a和一个外侧磁极表面42b。内侧磁极表面42a的面积大于外侧磁极表面42b的面积。内侧磁极表面42a与外侧磁极表面42b之间的面积比例在1.0至2.0的范围内。
固定磁芯42被成型为大致圆柱形。一个弹簧45布置在固定磁芯42的内圆周内。弹簧45将阀件50推向第二板82。一个调节管46用于调节弹簧45的推力。
由铁磁性材料制成的衔铁60被成型为圆盘形。衔铁60可以被固定磁芯42上产生的电磁引力吸向固定磁芯42。
阀件50包括一个构成轴件的轴51和一个构成接触件的球体52。轴51与衔铁60形成一体，并且随着衔铁60的运动而一起轴向移动。球体52被轴51上的位于衔铁60相反侧的一端可旋转地保持着。
当衔铁60被产生在固定磁芯42与衔铁60之间的电磁引力吸向固定磁芯42时，由于轴51和衔铁60这两个均由铁磁性材料制成的部件被成型为一体，因此轴51会与衔铁60一起移向固定磁芯42。
如图4所示，衔铁60在它的外圆周上设有切口61，每个切口分别具有给定的深度并沿轴向延伸。根据第一个实施例，三个切口61以恒定的角间隔布置。衔铁60上还设有通孔62，它们在一个在内侧磁极表面42a与外侧磁极表面42b之间与固定磁芯42的表面相对置的位置上，即在一个面对着被固定磁芯42包围着的线圈62的位置上轴向穿通衔铁60。三个通孔62以恒定的角间隔沿圆周方向布置着。
切口61和通孔62的形成用于排出叠加在衔铁60与固定件70之间的过量燃料。此外，切口61可以有效地限制因电磁引力而在衔铁60中产生涡旋电流。
为了有效地排出衔铁60与固定件70之间的燃料，希望形成许多切口61。然而，随着切口61的数量增加，衔铁的磁极面积会减小，从而减弱固定磁芯42与衔铁60之间的电磁引力。根据第一个实施例，通孔62用于容易地排出衔铁60与固定件70之间的燃料。通孔62设在与线圈43对置着的不会形成磁路的位置上，因此衔铁60的磁极面积不会缩减。
球体52被局部切掉，以具有一个平坦部分521。由于球体52被轴51的一端可旋转地保持着，因此平坦部分521总是与第二板82的阀座82a保持面接触。随着衔铁60和轴51移向固定磁芯42，由于燃料压力作用在球体52的平坦表面521上，因此球体52会移向固定磁芯42，以打开开口。
固定基70被成型为大致圆柱形，并在其中心设有一个通孔71。一个轴套72压配在通孔71中，轴51可以在轴套中可旋转地移动。固定件70由非磁性材料制成。因此，不会有磁通从由固定磁芯42和衔铁60构成的磁路中泄漏到固定件70上，因此可以导致在因线圈43充电时产生于固定磁芯42与衔铁60之间的电磁引力增大。
接下来描述衔铁60与固定件70之间的距离D。
如图2所示，当球体52支靠在阀座82a上时，即在阀关闭时，衔铁60上的位于固定件70一侧的表面60a与固定件70上的位于衔铁60一侧的表面70a之间的距离D被设置得位于一个给定范围内。根据第一个实施例，给定距离的下限为5μm，而上限为60μm。与固定磁芯42对置着的衔铁60的面积，即衔铁60上的位于固定磁芯42一侧的面积为150mm2。
下面解释上述下限和上限的设置原因。
图5示出了相对于距离D的各种变化阀件50的位置与在阀关闭命令后即停止向线圈43供应电流后的经过时间之间的关系。
如果距离D长于60μm，例如距离D为100μm或1000μm，如图5所示，阀件50会在阀关闭时出现跳动。阀件50的跳动是因弹簧45的推力推动阀件50而引起的阀件50的轴向往复运动，因而会高速碰撞第二板82。由于阀件50在短时间内高速运动并且冲击碰撞第二板82，因此阀件50会在第二板82上反复跳动。因此，即使供应给线圈43的电流被终止而且固定磁芯42与衔铁60之间的电磁引力消失，第二板82的开口也不能完全关闭。在采用了电磁阀40的燃料喷射装置1的情况下，当开口不完全关闭时，压力控制腔33中的压力会变化，以使阀针20移动。因此，喷射孔11不能被阀针20完全关闭，从而导致在供应给线圈43的电流被终止之后燃料喷射会超过给定时间。其结果是，燃料在内燃机中的不完全燃烧会对废气排放产生负面影响。
根据第一个实施例，在衔铁60与固定件70之间设有一个间隙，以使燃料能够介入间隙中。当阀件50的球体52支靠到阀座82a上时，介于衔铁60与固定件70之间的燃料受到挤压。受压燃料会给与衔铁60一个在图2中向上作用即指向固定磁芯42的反作用力。衔铁60受到的反作用力用于刚好在阀件50支靠到阀座82a上之前降低阀件50与衔铁60一起移动的速度。其结果是，当阀件50支靠到阀座82a上时，阀件50受到的冲击被缓解，而且阀件50的跳动受到限制。
当阀件50的跳动低于图5所示的许用极限时，由于因阀件50跳动而导致的压力控制腔33中的压力变化很小并出现在短时间内，因此阀针20不会移动，从而可以防制燃料喷射超出给定时间。根据第一个实施例，距离D的上限为60μm。
图6示出了相对于距离D的各种变化阀件50的位置与在阀打开命令后即开始向线圈43供应电流后的经过时间之间的关系。
在距离D短于60μm的情况下，阀件50的跳动受到限制。然而，如果距离D太短，例如当距离D为3μm时，如图6所示，阀打开时间会被极大地延迟。这种延迟是因叠加在衔铁60的表面60a与固定件70的表面70a之间的燃料的粘附力而导致的。
衔铁60的表面60a和固定件70的表面70a被光滑研磨。由于距离D非常小，因此即使阀件50在阀打开时被驱动着抬起，从而扩展了衔铁60和固定件70上的彼此面对着的表面60a和70a之间的空间，但由于存在表面60a和70a之间产生负压这样的现象，因此流入该空间中的燃料不能随动。这样，即使开始向线圈43供应电流而且固定磁芯42与衔铁60之间产生了电磁引力，但在电磁引力变得大于产生的负压之前，衔铁60不会移动，因此阀打开时间会延迟。
在装有电磁阀40的燃料喷射装置1中，由于阀打开时间被延迟，因此燃料的喷射时间会从预定时间向后延迟。这将引起燃料不完全燃烧，从而导致内燃机排出的废气不理想。
当距离D为例如5μm时，如图6所示，同距离D为3μm时的情况相比，阀打开时间的延迟变短，但同距离D为1000μm时的情况相比，则变化不大。因此，为了确保阀打开时间在许用延迟时间内，希望距离D不小于5μm。
作为上述调研的结果，图7中示出了在阀关闭时距离D与跳动之间的关系和在阀打开时距离D与阀打开时间延迟之间的关系。如图7所示，距离D被设置在位于上下限之间的范围内，即5μm≤D≤60μm。
接下来描述调节距离D的方法。
为了确保阀件50的许用阀打开时间和许用跳动，必须精确调节距离D。阀件50由轴51和球体52构成。球体52沿阀件50的轴向的高度位于±15μm的制造尺寸公差内。同样，通过机加工或冷锻而成型为一体的衔铁60和轴51的轴向长度也位于±15μm的制造尺寸公差内。在多个构成衔铁60和轴51的整体式元件和多个球体52中，任意一个整体式元件60和51和任意一个球体52被选择性地组装在一起，以使它们的轴向长度位于给定范围内。
此外，固定件70具有与阀件50类似的制造尺寸公差。轴向长度被选择了的固定件70被与阀件50组装在一起，以将距离D设置为预定范围内的值。
此外，可以由两个元件制作固定件70，每个元件分别成型为板形。板形元件的厚度被选择性地组合在一起，以使固定件的轴向长度可调。
接下来描述装有电磁阀40的燃料喷射装置的操作。
在线圈43未通电时，衔铁60和轴51被弹簧45的推力沿着图1中的向下方向推动。因此，球体52支靠在第二板82的阀座82a上，以使在球体52一侧形成在燃料导管821中的截门822的开口被关闭。
一部分从共用轨道供应的燃料通过高压燃料导管341输送并储存到燃料池12中，另一部分燃料通过高压燃料导管342、燃料导管811、燃料槽813和通孔814输送并储存到压力控制腔33中。由于燃料导管821的端部被球体52关闭，因此压力控制腔33中的燃料压力等于聚集在共用轨道中的燃料的压力。
这样，因压力控制腔33中的燃料压力所致沿喷射孔11关闭方向作用在阀针20上的推力与弹簧351的推力之和大于因燃料池12中和阀座13附近的燃料的压力所致沿喷射孔11打开方向作用在阀针20上的力。因此，阀针20的接触部分24支靠在阀座13上，以关闭喷射孔11，因而燃料不会从喷射孔11中喷出。
在线圈43被通电后，衔铁60和轴51被产生在固定磁芯42与衔铁60之间的电磁引力吸向固定磁芯42。当电磁引力变得大于弹簧45的推力时，衔铁60和轴51将移向固定磁芯42。这样，球体52会因压力控制腔33中的燃料压力作用在平坦表面521上而沿图2中的向上方向移动，以使球体52离开阀座82a。因此，压力控制腔33与低压导管401连通，以使压力控制腔33中的高压燃料流出而进入低压导管401中。
随着高压燃料流出而进入低压导管401中，压力控制腔33中的燃料压力会降低，以使沿喷射孔11关闭方向作用在阀针20上的力减小。当沿喷射孔11关闭方向作用在阀针20上的力变得小于因燃料池12中和阀座13附近的燃料的压力所致沿喷射孔11打开方向作用在阀针20上的力时，阀针20将沿着图1中的向上方向抬升，以打开喷射孔11，从而使燃料从喷射孔11中喷出。
当供应到线圈43的电流停止后，衔铁60、轴51和球体52会在弹簧45的推力作用下沿图1中的向下方向移动。随着球体52的平坦表面521支靠在阀座82a上，从压力控制腔33流入低压导管401的燃料被中断。燃料停止流向低压导管401将导致压力控制腔中的燃料压力升高，从而使沿喷射孔11关闭方向作用在阀针20上的力增大。当沿喷射孔11关闭方向作用在阀针20上的力变得大于沿喷射孔11打开方向的力时，阀针20的接触部分24将支靠在阀座13上，以关闭喷射孔11，从而停止从喷射孔11喷射燃料。
在根据第一个实施例的电磁阀40中，阀关闭时的距离D被设置为5μm至60μm范围内的一个值。由于距离D的上限是60μm，因此叠加在衔铁60和固定件70上的彼此对置着的表面之间的燃料可以用于缓解在阀件50支靠到第二板82上时引起的冲击，以使阀件50的跳动有限。不是必须象传统电磁阀那样将阀件50构造为两个元件，因此阀件50的结构紧凑。
由于距离D的下限是5μm，因此因衔铁60与固定件70之间存在燃料或负压而导致的粘附力相对较小。这样，在阀打开命令之后，即在开始向线圈43供应电流后，阀件50的运动启动时间不会延迟的太多。
根据第一个实施例，衔铁60上设有切口61和通孔62。切口61和通孔62用于排出叠加在衔铁60与固定件70之间的燃料。这样，叠加在衔铁60与固定件70之间的燃料不会被挤压到很高的压力，因此阀件50能够平稳的移动。此外，切口61可以防止衔铁60中产生涡旋电流。另外，由于通孔62安置在固定磁芯42的内外侧磁极表面42a和42b之间，即位于衔铁60面对着线圈43的位置上，因此电磁引力作用的磁极面积不会缩减，所以电磁引力不会减小，同时燃料油能够通过通孔62容易地排出。
根据第一个实施例，固定件70由非磁性材料制成。即使衔铁60的轴向长度或厚度较短或较薄，也可以抑制磁通向固定件70泄漏，从而使得固定磁芯42与衔铁60之间的电磁引力不受负面影响。此外，由于固定磁芯42的内侧磁极表面42a与外侧磁极表面42b之间的面积比例设置为1至2范围内的任意值，因此从内侧磁极表面42a流出的磁通会在外侧磁极表面42b处被阻截，所以固定磁芯42与衔铁60之间的电磁引力会增大。
根据第一个实施例，构成阀件50一部分的衔铁60和轴51成型为一体。这样，由于衔铁60与轴51之间不需要通过焊接或使用其他元件而相连，因此衔铁60和轴51的重量相对较小。由于较小的电磁引力即足以将衔铁60吸向固定磁芯42，因此固定磁芯42或线圈43变得更轻和更紧凑，而且线圈43的电流消耗更小。
此外，在测量了由衔铁60与轴51构成的结合体、球体52和固定件70这些具有相应制造尺寸公差的元件的相应轴向长度后，任意一个结合体和任意一个球体52被选择性地组装起来，以形成衔铁60与阀件50的组合单元，从而使组合单元的总体轴向长度位于给定范围内。之后，任意一个固定件和任意一个组合单元被选择性地组装在一起，以使距离D位于5μm至60μm的范围内。这种制造方法可以用于提高生产量，从而降低制造成本。
如前所述，阀件50的跳动受到限制，因此开口可以被及时关闭。因此，压力控制腔33中没有不良的压力变化，而且作用在阀针20上的推力没有不良变化。这样，燃料不会在预定时间之外的时间从喷射孔11喷出，而且由于阀件50的阀打开时间不会延迟，因此燃料能够及时喷射。(第二个实施例)下面参照图8和9描述根据第二个实施例的用在燃料喷射装置中的电磁阀。那些基本上与第一个实施例中相似的部件和元件以相同的参考号码表示，而且不再解释。
根据第二个实施例的电磁阀40中的固定件90的结构与第一个实施例中的不同。固定件90由一个固定件本体91和一个非磁性件92构成，如图8和9所示。固定件本体91由铁基磁性材料制成，非磁性件92由非磁性材料如奥氏体不锈钢或铝制成。此外，在第一个实施例中压配在通孔71中的轴套72此时没有用在设于固定件90中心的通孔93中。因此，阀件50的轴51直接与通孔93的内表面滑动接触。
固定件本体91由屈服点相对较高的材料制成。固定件本体91不易塑性变形，即使固定件90以相对更大的力组装在阀体30上。第一和第二板81和82被固定件90以更大的力推动和挤压，从而使得第一板81被刚性压配在阀体30上并紧密叠加在第二板82上，以确保两个板之间实现流体密闭式密封。
非磁性体92安置在固定件本体91上的位于衔铁60一侧的一端上。非磁性件92是一个圆环形板，其中一个内孔构成了通孔93的一部分。非磁性件92嵌在固定件本体91中，以使固定件本体91和非磁性件92二者上的位于衔铁60一侧的端部构成同一平坦表面。因此，衔铁60与固定件本体91之间的距离和衔铁60与非磁性件92之间的距离是相等的，从而使得衔铁60与固定件90之间的距离容易调节。此外，固定件本体91的一端的外周边面对着衔铁60，如图8所示，因此，与阀体30的内圆周壁相咬合的固定件本体91的外圆周壁面积相对较大。这样，即使固定件本体91被强力紧固在阀体30上，固定件本体91中产生的应力也永远不会到达屈服点。非磁性件92通过例如激光焊接、钎焊、叠放或压配而连接着固定件本体91。用于防止磁通泄漏的非磁性件92被成型为大约1至3mm厚。因此，固定磁芯42和衔铁60之间的磁路产生的磁通永远不会泄漏到固定件90上。尽管固定件本体91是由具有高屈服点的磁性材料制成的，但固定磁芯42和衔铁60之间的电磁引力不会减小，因此衔铁60对供应到线圈43中的电流的响应度很高。
如前所述，固定件本体91通过强大紧固力连接着阀体30，而又不会出现塑性变形，从而将第一和第二板81和82牢固地压配抵靠在固定件90上。这样，可以高度确保阀体30与第一和第二板81和82之间的流体密闭式密封，因此即使燃料压力非常高，例如大于180MPa，第一板81与阀体30之间以及第一板81与第二板82之间的燃料泄漏也可以被抑制住。
在不是由固定件本体91和非磁性件92构成固定件90的情况下，可以使用由非磁性材料制成并且具有相对较高屈服点的固定件90。这种固定件90具有与第二个实施例中描述的相同的优点。
此外，电磁阀40的应用并不局限于前面描述的共轨式燃料喷射装置，而是还可以应用于诸如汽油燃料喷射装置等其他燃料喷射装置，还可以应用于任何用途的装置和和系统。
虽然在前面描述的实施例中衔铁60在固定磁芯42一侧的表面面积为150mm2，但面积的大小并不局限于此值。
权利要求
1.一种电磁阀，其被安装在一个阀座件(82)上，阀座件具有一个用于流过流体的开口(821和822)和一个环绕着开口的阀座(82a)，该电磁阀具有一个阀件(50)，其用于支靠在阀座上或离开阀座，从而将开口打开或关闭；一个移动件(60)，其与阀件一起轴向移动；一个固定磁芯(42)，其包围着一个线圈(43)，当线圈被充电时，移动件被产生的磁力吸向固定磁芯；以及一个固定件(70，90)，它的一个端面与移动件上的位于固定磁芯相反侧的端面相对置，另一个端面面向阀座件，其特征在于当阀件关闭开口时，移动件和固定件上的彼此对置的端面之间的距离D位于一个具有下限和上限的预定范围内，从而将下限设置为这样一个距离，即在线圈被充电而且移动件准备开始沿开口打开方向移动后，移动件的运动启动时间不会被叠加在移动件与固定件之间的流体的粘附力显著延迟，而上限被设置为这样一个距离，即在线圈断电之后并刚好在移动件结束沿开口关闭方向的移动之前，移动件会从叠加在移动件与固定件之间的流体接收到一个突然增大的指向固定磁芯的反作用力。
2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，距离D的下限为5μm，距离D的上限为60μm。
3.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，移动件与阀件的至少一个部位整体形成为一体。
4.根据权利要求1至3中任一所述的电磁阀，其特征在于，在测量了多个阀件和固定件的轴向长度后，任意一个阀件和任意一个固定件被选择性地组装起来，以使距离D位于具有下限和上限的预定范围内。
5.根据权利要求1至4中任一所述的电磁阀，其特征在于，阀件由一个接触元件(52)和一个轴元件(51)组成，接触元件用于支靠在阀座上，轴元件的一端保持着接触元件，另一端与移动件结合。
6.根据权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，在分别测量了多个接触元件和轴元件的轴向长度后，任意一个接触元件和任意一个轴元件被选择性地组装起来，以使距离D位于具有下限和上限的预定范围内。
7.根据权利要求1至6中任一所述的电磁阀，其特征在于，固定件由轴向长度不同的第一和第二固定件组成。
8.根据权利要求7所述的电磁阀，其特征在于，在分别测量了多个第一和第二固定件的轴向长度后，任意一个第一固定件与任意一个第二固定件被选择性地组装起来，以使距离D位于具有下限和上限的预定范围内。
9.根据权利要求1至8中任一所述的电磁阀，其特征在于，固定件由一种具有给定屈服点值的材料制成，该屈服点达到这样的程度，即当固定件强力按压阀座件时，固定件不会塑性变形。
10.根据权利要求9所述的电磁阀，其特征在于，固定件具有一个由非磁性材料制成的非磁性元件。
11.根据权利要求10所述的电磁阀，其特征在于，非磁性元件布置在固定件上的位于固定磁芯一侧的一端处。
12.根据权利要求9所述的电磁阀，其特征在于，固定件自身由非磁性材料制成。
13.根据权利要求1至12中任一所述的电磁阀，其特征在于，移动件在其外圆周上设有切口(61)，每个切口分别具有给定深度并且沿轴向延伸。
14.根据权利要求1至13中任一所述的电磁阀，其特征在于，移动件在它的一个在内侧磁极表面(42a)与外侧磁极表面(42b)之间面向着固定磁芯的位置上设有通孔(62)，每个通孔分别沿轴向穿通。
15.根据权利要求14所述的电磁阀，其特征在于，内侧磁极表面与外侧磁极表面的面积比例位于1至2的范围内。
16.一种燃料喷射装置，其具有根据权利要求1至15中任一所述的电磁阀。
17.一种燃料喷射装置，其具有一个喷嘴体(10)，其设有用于喷射燃料的喷射孔(11)；一个阀针件(20)，其可以运转而打开或关闭喷射孔；一个阀体(30)，其具有一个用于储存高压燃料的压力控制腔(33)；一个控制活塞(32)，其可滑动地容纳在阀体中，并被压力控制腔中的燃料压力沿着关闭喷射孔的方向推动；以及一个控制阀(40)，其用于控制压力控制腔中的燃料压力，其特征在于控制阀是根据权利要求1至15中任一所述的电磁阀。
全文摘要
在一种用在燃料喷射装置(1)中的电磁阀(40)中,一个衔铁(60)和一个固定件(60)上的相互面对着的表面之间的距离D在阀关闭时设置在5μm至60μm。由于距离D的上限为60μm,因此在一个线圈(43)断电之后并刚好在移动件结束移动之前,移动件会从叠加在移动件与固定件之间的流体接收到一个突然增大的指向固定磁芯的反作用力,从而使得一个阀件(50)在支靠到第二板(82)上时产生的碰撞冲击被缓解,而且阀件的跳动受到限制。此外,由于距离D的下限为5μm,因此在线圈被充电而且移动件准备开始移动后,移动件的运动启动时间不会被叠加在移动件与固定件之间的流体的粘附力显著延迟。
文档编号F02M59/46GK1339654SQ01124190
公开日2002年3月13日 申请日期2001年8月20日 优先权日2000年8月21日
发明者大畑耕一, 鸟谷尾哲也, 东条千太 申请人:株式会社电装