专利名称：燃料喷射阀的制作方法
现有技术本发明涉及一种如独立权利要求所述类型的燃料喷射阀。
为了实现电磁操纵的燃料喷射阀的极间磁场扼流，通常根据燃料喷射阀的结构型式既可采用非磁性的中间件，也可在阀座体或阀壳体上设置薄壁突缘作为扼流结构。在扼流位置，由于材料壁厚较小，因而磁路在小的通流分量情况下很快达到饱和。
为了运行高压燃料喷射阀，为了机械增强由此产生的机械薄弱位置，围绕扼流位置周围安装一个连接元件或支撑环(见
图1B)。
例如由DE 195 03 821 A1公开一种燃料喷射阀，其阀管的构件数量减少了，因此结合和连接位置也减少了。整个阀管用导磁材料制成，因此可以省去非磁性的中间件。在此，在芯体和阀座体之间形成一个薄壁的扼流位置。
上述燃料喷射阀的缺点特别是，削弱了阀壳体或阀座体在磁扼流位置上的机械强度。由于该燃料喷射阀主要用于将燃料直接喷射到混合气压缩、强迫点火式内燃机的燃烧室内，因而不仅在燃烧室内、而且在燃料喷射阀内都存在高压，在工作中，该高压会导致燃料喷射阀损坏。
通常为加强阀壳体而使用的连接构件的缺点是，它必须独立于内极和外极用非铁氧体材料制成。装配该连接构件时同样也会导致在该薄弱位置损坏阀壳体。
本发明优点与此相对，具有独立权利要求特征部分特征的本发明燃料喷射阀的优点是，磁扼流通过在燃料喷射阀内极和外极之间按正常厚度制造的连接区域内安装永磁体来实现。这些永磁体在外极的铁氧体材料中产生初级磁通，它对于由电磁线圈产生的次级磁通仅提供一个减小了的横断面。
通过在从属权利要求中提出的措施可以对独立权利要求中给出的燃料喷射阀作进一步改进。
有利的是，永磁体的数量和间距可以任意选择。在此，单个的环状永磁体可以特别简单地制造和容易地装配。
还有利的是，永磁体可以用不同的方式固定在外极上。在此特别有利和简单的是，通过永磁体的磁力来固定。
通过用一个塑料外罩将已安装好的永磁体注塑包封，可以使其可靠地固定在壳体上。
永磁体有利地以圆环段的形式构成，它们通过一个适当选择的曲率半径贴靠在壳体上。
特别有利的是，通过对装配好之后的永磁体进行针对性的充磁来影响燃料喷射阀的性能。
用含有高内能的特殊材料作为用于制造永磁体的材料是有利的，例如铁-钕-硼或者是钴与稀土金属的化合物。
附图在图中简化示出一个本发明实施例并在以下的说明中作进一步详细阐述。图示为图1A 现有技术中的一种燃料喷射阀示例的示意剖视图，图1B 图1A中的区域II的局部放大示意图，图2 本发明燃料喷射阀的实施例在与图1B相同的区域II内的纵向剖视图，图3 图2所示本发明燃料喷射阀实施例沿图2中的线III-III的一个剖面。
燃料喷射阀1是一个用于混合气压缩、强迫点火式内燃机的燃料喷射装置中的燃料喷射阀。该燃料喷射阀1特别适合用于将燃料直接喷射到一个没有示出的内燃机燃烧室内。
燃料喷射阀1由一个喷嘴体2组成，在喷嘴体2内安置了一个阀针3。阀针3与一个阀闭合体4作用连接，阀闭合体4与一个设置在阀座体5上的阀座面6一起配合作用形成一个密封面。本实施例中的燃料喷射阀1是一种向内打开的燃料喷射阀1，它具有一个喷射孔7。喷嘴体2通过一个密封件8相对于一个电磁线圈10的外极9密封。电磁线圈10被封闭在一个线圈壳体11内并绕在一个线圈架12上，线圈架12靠置在电磁线圈10的内极13上。内极13和外极9通过一个收缩部26相互分开并且通过一个非铁磁性的连接构件29相互连接。电磁线圈10通过导线19被一个可通过电气插头17输入的电流激励。插头17被一个塑料外壳18包围，该塑料外壳18可注塑在内极13上。
阀针3在一个阀针导向装置14中被导向，阀针导向装置14圆盘状构成。一个与其配对的调整垫片15用于行程的调整。在调整垫片15的另一侧有一个衔铁20。衔铁20通过一个第一法兰21以可传递力的方式与阀针3连接，阀针3通过一个焊缝22与第一法兰21连接。在第一法兰21上支承着一个复位弹簧23，在燃料喷射阀1的目前的结构形式中，复位弹簧23通过一个套筒24被预紧。燃料通道30a至30c在阀针导向装置14中、在衔铁20中和在阀座体5上延伸，这些燃料通道将由中央燃料输送装置16输入并经过滤元件25过滤后的燃料导送到喷射口7。燃料喷射阀1通过一个密封件28相对于没有另外示出的燃料管道密封。
在衔铁20的喷射侧安置了一个环状的缓冲元件32，它由弹性体材料制成。它支承在一个第二法兰31上，第二法兰31通过一个焊缝33可传递的力地与阀针3连接。
在燃料喷射阀1处于静止状态时，衔铁20被复位弹簧23逆着其行程方向施加作用力，使得阀闭合体4保持密封地贴靠在阀座6上。当电磁线圈10被激励时，它建立一个磁场，该磁场使衔铁20逆着复位弹簧23的弹簧力向行程方向运动，其中该行程通过一个在静止状态时位于内极13和衔铁20之间的工作间隙27预先给定。衔铁20带动与阀针3焊接在一起的第一法兰21同样沿行程方向运动。与阀针3处于连接中的阀闭合体4从阀座面6上抬起，经过燃料通道30a至30c输入的燃料通过喷射孔7被喷射出。
如果线圈电流被切断，衔铁20在磁场充分衰减后在复位弹簧23的压力作用下从内极13下落，由此，与阀针3处于连接中的第一法兰21逆着行程方向运动。因此，阀针3向相同方向运动，这样，阀闭合体4落放在阀座面6上并将燃料喷射阀1闭合。
图1B以局部视图示出了图1A中的区域II的放大图。
内极13与外极9之间的收缩部26起到磁场扼流结构的作用，它是燃料喷射阀1的一个潜在的机械强度薄弱位置。由于燃料喷射阀1工作在高压下，通常通过连接构件29来加强收缩部26，以使燃料喷射阀1不会在工作期间由其内部存在的高压引起变形或造成损坏。
为了加固燃料喷射阀1，连接构件29大多呈环状构成并且在收缩部26的区域内包围内极13。为了使收缩部26不失去其作为磁场扼流结构的作用，连接构件29必须用一种非铁氧体的材料制成。
生产和装配此类连接构件29需附加的成本和工作，此外，在装配连接构件29时可能会损坏收缩部26处的机械薄弱位置。
图2以与图1B相同区域内的局部剖视图示出本发明燃料喷射阀1的一个实施例。一致的构件采用相同的参考标号以简化定位。
本发明燃料喷射阀1具有与图1A中所示燃料喷射阀相似的结构，因此，下面的描述仅限于其主要特征。
取代内极13和外极9之间的收缩部26，在本实施例中所描述的燃料喷射阀1具有外极9的一个管状延长段35，它通过一个焊缝36与内极13连接。内极13和衔铁20穿过外极9的管状延长段35。在该管状延长段35的一个径向设置的外侧面37上安装了永磁体34。在此，永磁体34沿轴向延伸，从外极9的对衔铁20导向的区域起经过工作间隙27延伸到内极13，内极13安置在外极9的管状延长段35内。
通过将永磁体34安置在外极9的外侧面37上达到一种扼流效果，这是由永磁体34的磁场与电磁线圈10产生的磁场的相互作用引起的。在此，永磁体34在外极9的贴靠在永磁体34上的管状延长段35的材料内产生一个局部的有限磁通量，这要求一个确定的横断面。因此，在对电磁线圈10通电流以操作燃料喷射阀1时，只还有一个减小了的横断面可供次级磁通量使用，该横断面与图1A和图1B中所示现有技术燃料喷射阀1中内极13和外极9之间的收缩部26相似，很快达到饱和并因此起到磁扼流作用。机械薄弱位置不再存在。
具有高内能的材料，如铁-钕-硼或者钴与稀土金属的化合物适合于作为用于制造永磁体的材料。
永磁体34的极性可与电磁线圈10产生的磁场的极性同向或反向。对永磁体34的磁化既可在装配到燃料喷射阀1之前也可在装配之后进行。
还可考虑对永磁体34的形状和数量作多种变化。在最简单的情况下可以将永磁体34作为封闭的环构成，它被套装在外极9的管状延长段35上。然后再装上预先制造好的电磁线圈10。
为了节省材料和减轻重量，可将该环分成多个单个的永磁体34，它们具有圆环段的形状，这些圆环段具有与外极9的管状延长段35相同的曲率半径。永磁体34的数量几乎可以是任意的，但由于对称性的原因不应低于一定的最小数量，例如4个。还可考虑方形段的形状。
为了使特别是方形和圆形环段形式的永磁体34保持在外极上的正确位置上，可以考虑不同的固定形式。
一方面可以由外极9的铁氧体材料所决定，将永磁体34直接通过其磁力固定在外极9上。另一方面可以使用粘接连接，如直接粘接或使用双面胶带。还可以将靠磁力固定在外极9上的永磁体34用塑料注塑包封以更好地保持牢固。
在图3中，借助沿图2中的线III-III的一个剖面代表上述实施例变型，详细描述了图2所示的本发明燃料喷射阀1实施例。
在阀针3上安置了衔铁20，它设置有用于燃料的至少一个孔30a。衔铁20在外极9的管状延长段35内被导向。在本实施例中，在管状延长段35的外侧面37上贴靠着四个圆环段状的永磁体34，它们通过同样多的空隙38相互分开。在此，永磁体34和位于其间的空隙38分别具有大约45°的相同的角度跨度。电磁线圈10在径向外侧安装在永磁体34上并通过线圈壳体11在外面封闭。
永磁体34除了起扼流作用外，还提供了在装配完毕燃料喷射阀1后通过相应地磁化来有针对性地改变燃料喷射阀1特性的可能性。在此，可以特别是影响对通过燃料喷射阀1的燃料动态通流量的调整。
本发明不局限于上述实施例，也可用于任意其它结构类型的燃料喷射阀，例如用于向外打开的燃料喷射阀，或者用于其它形式的衔铁，例如扁平衔铁。
权利要求
1.燃料喷射阀(1)，特别是用于将燃料直接喷射到混合气压缩、强迫点火式内燃机的燃烧室内的喷射阀，具有一个电磁线圈(10)，该电磁线圈与一个衔铁(20)配合起作用，具有一个磁内极(13)和一个磁外极(9)，其中，用于操作燃料喷射阀(1)的衔铁(20)与一个阀针(3)以可传递的力方式连接，阀针(3)在其喷射侧端部上具有一个阀闭合体(4)，它与一个阀座(6)配合起作用，其特征在于，在内极(13)与外极(9)之间的一个连接区域上安置了至少一个永磁体(34)。
2.按权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，永磁体(34)作为圆筒形的环构成并安置在外极(9)上。
3.按权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，多个圆环段状构成的永磁体(34)沿圆周安置在外极(9)上。
4.按权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，多个方形段状构成的永磁体(34)沿圆周安置在外极(9)上。
5.按权利要求1至4之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，电磁线圈(10)的外极(9)在朝向内极(13)方向上具有一个管状的延长段(35)。
6.按权利要求5所述的燃料喷射阀，其特征在于，管状的延长段(35)包握衔铁(20)和内极(13)。
7.按权利要求6所述的燃料喷射阀，其特征在于，至少一个永磁体(34)贴靠在管状延长段(35)的外侧面(37)上。
8.按权利要求1至7之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，至少一个永磁体(34)通过其磁力固定在管状延长段(35)的外侧面(37)上。
9.按权利要求1至7之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述至少一个永磁体(34)通过粘接固定在管状延长段(35)的外侧面(37)上。
10.按权利要求9所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述至少一个永磁体(34)通过双面胶带固定在管状延长段(35)的外侧面(37)上。
11.按权利要求9所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述至少一个永磁体(34)直接粘接在管状延长段(35)的外侧面(37)上。
12.按权利要求1至7之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述至少一个永磁体(34)通过用塑料注塑包封固定在管状延长段(35)的外侧面(37)上。
13.按权利要求1至12之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，每个永磁体(34)在装配前被磁化。
14.按权利要求1至13之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，每个永磁体(34)用钕-铁-硼化合物制成。
15.按权利要求1至13之一所述的燃料喷射阀，其特征在于，每个永磁体(34)用稀土-钴化合物制成。
全文摘要
燃料喷射阀(1),特别是用于将燃料直接喷射到混合气压缩、强迫点火式内燃机的燃烧室内的喷射阀,具有一个电磁线圈(10),该电磁线圈与一个衔铁(20)配合起作用,具有一个磁内极(13)和一个磁外极(9),其中,用于操作燃料喷射阀(1)的衔铁(20)与一个阀针(3)以可传递的力方式连接,阀针(3)在其喷射侧端部上具有一个阀闭合体(4),它与一个阀座(6)配合起作用。在内极(13)与外极(9)之间的一个连接区域上安置了至少一个永磁体(34)。
文档编号F02M51/06GK1388860SQ01802358
公开日2003年1月1日 申请日期2001年8月3日 优先权日2000年8月10日
发明者费迪南德·赖特尔 申请人:罗伯特·博施有限公司