专利名称：用于小直径焊接式喷油器的线圈的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及由电磁线圈操纵的用于内燃机喷油系统中的喷油器。
本发明的背景和概要一种用于减少一喷油器的总体直径的措施是，在某些内部接合处使用气密激光焊缝代替O形密封圈。这样可使某些一般是金属的和管状的相应零件具有较小的直径。用于操纵喷油器的电磁线圈装置在直径上也必须做得小一些，以便获得在喷油器整体直径上的所需减小。但是，为了维持喷油器功能，在此过程中线圈装置的有效性必须不受损害，例如，此线圈的安培匝数应当没有减少。因此，线圈装置在直径上的减小或许就必须以增大线圈装置的总体长度为代价。在长度上的这种增大并不一定是不能采用的，但是，当伴以线圈在直径上的减小时，这就可能对喷油器的其他各结构方面以及/或者对在喷油器制造过程中各种零件的装配顺序具有明显的影响。
本发明既涉及一种电磁线圈操纵的喷油器的新颖结构，也涉及一种新颖制造方法，使得通过采用激光焊接可能实现整体直径的减小而不降低喷油器功能。简略地说，本发明包括在电磁线圈装置的非铁磁性绕线管上设置具有相应相对较大和相对较小直径部分的通孔，而且还设置定子穿过具有相应相对较大和相对较小外径部分的绕线管通孔。在一种顶部给油式喷油器中，穿过绕线管通孔的定子是喷油器的非铁磁性进油管，而此进油管将成为在随后说明中用以阐明本发明的范例。
这样一种顶部给油式喷油器的进油管的相对较大外径部分设置在进油管一端的进油口和相对较小外径部分之间。绕线管通孔的相对较大直径部分处于电磁线圈装置的朝向进油管进油口的端部处。进油管和电磁线圈装置的组装方式是，把进油管的与包含进油口的那端相对的端部插进绕线管通孔的相对较大直径部分并把进油管穿过通孔，直至通孔的较大直径部分与进油管的较大外径部分形成压配接合为止。随着在最初插合期间进油管的较小外径部分不断被穿过绕线管通孔的较大直径部分，它最终会达到通孔的较小直径部分。通孔的较小直径部分只是稍微大于进油管的较小外径部分，以致它发挥作用以便同轴线地导引进油管连续穿过绕线管通孔，直至获得前述压配接合为止。进油管具有足够的总体长度，使得在出现前述压配接合时，一定长度的进油管较小外径部分伸出在绕线管通孔的较小直径部分之外。在绕线管通孔的较大与较小部分之间和进油管的较大与较小外径部分之间的相应过渡部分为形状互补的带锥度台肩，这适合于相互贴靠并确定绕线管和进油管能够轴向被压配接合的程度，而且当这种贴靠出现时，就确定了进油管较小外径部分从绕线管较小直径部分伸出的大小。这一大小被选定得足以保证一非铁磁性金属外壳的短小颈部套装在进油管伸出端处的颈部上并以气密方式，最好是用激光焊接，与之连接，以致非铁磁性外壳的颈部外侧与进油管较小直径部分的外侧平齐。绕线管在进油管上的前述压配接合可确保电磁线圈装置在把非铁磁性外壳焊接于铁磁性进油管期间被保持离开焊接区域。焊接之后，电磁线圈装置相对于进油管沿轴向被推移以使绕线管与进油管断开压配接合并使绕线管通孔的较小直径部分围住激光焊缝，而电磁线圈装置通过贴靠一非铁磁性外壳的台肩而被设定在一所需的最终位置上，此台肩从非铁磁外壳与进油管的套合处沿径向向外伸展。
这种新颖结构有意地排除了以下的可能性，即通过首先把进油管的入口端插进绕线管通孔的较小直径部分而装配进油管和较小直径的线圈装置，不过由于排除了这种可能性，它提供了一种用于制造较小直径喷油器的新颖方法，在本发明的范畴内实施。由于在此特定的喷油器中必须存在非铁磁性外壳的台肩，这样一种小直径电磁线圈要是在以下情况下就是不能使用的，即假如非铁磁性外壳必须在线圈装置已经安放在进油管上面之前连接于铁磁性进油管--因为绕线管通孔的直径必须大到足以穿过非铁磁性外壳的台肩，而结果是，线圈装置的整体直径也必须做得较大一些。在此所述的特定工序步骤构成了本发明的喷油器制造方法。
本发明各种特性和优点将会见于附以图纸的随后的说明和各项权利要求，它公开了一种依照目前为实现本发明所想出的最佳模式的本发明当前最优示范实施例。
附图的简单描述
图1是一实施本发明各项原理的示范喷油器的纵向剖面视图。
图2、3和4是表明在制造图1的喷油器期间所出现的一系列工序的相应纵向剖面视图。
优选实施方案的描述图1表明一示范喷油器10，它包括许多零部件一进油管12，一调节管14，一过滤器16，一电磁线圈装置18，一线圈弹簧20，一吸铁22，一针阀24，一非磁性外壳26，一阀体外壳28，一阀体30，一塑料外壳32，一线圈装置壳体34，一非金属罩壳36，一阀针导引件38，一阀座件40，一薄盘孔板件41，一支撑卡持件42，一小O形密封圈43，以及一大O形密封圈44。
阀针导引件38、阀座件40、薄盘孔板件41、支撑卡持件42和小O形密封圈43形成一叠层件，设置在喷油器10的喷咀端部处，如在许多共同转让的专利诸如U.S.5174505中所示。吸铁22和针阀24连接在一起以形成一吸铁/针阀子装置。线圈装置18包括一塑料绕线管46，一缠绕在它上面的电磁线圈48。线圈48的各个端头连接于相应的接线柱50、52，它们经过加工成形并与一制成为罩壳36的一组成部分的围绕物相配合而构成一电气连接器54，用于把喷油器连接于一操纵喷油器的控制电路(未画出)。
进油管12是铁磁性的并在外露的上端处具有一进油口56。一圆环58，围绕进油管12外侧设置在紧挨进油口56以下，与罩壳36的一端部表面60和插入的管子12外径相配合形成一环槽，用于设置一般用以把喷油器入口密封于一相关的油路(未显示)中的油杯或油路接头上的O形密封圈(未画出)。下部O形圈44是为了在喷油器装设在一引擎上时为一引擎吸进装置(未画出)上的孔口提供液封密封。过滤器16以通常方式配装于调节管14的敞开上端，以便在燃油进入调节管14之前从穿过进油口56进入的燃油中滤除大于一定尺寸的任何颗粒状物质。
在已标定的喷油器中，调节管14已经沿轴向压至进油管12之内的一轴向位置，使弹簧压紧而达到一为推压吸铁/阀针所需的推压力，以使针阀24的圆头端部座放在阀座件40上以关闭穿过阀座件的中心孔眼。最好是，管子14和12压接在一起，以便在完成调节标定之后保持相对的轴向定位。
通过调节管14之后，燃油进入一由进油管12和吸铁22的面对面两端所共同限定的包含弹簧20的空间。吸铁22包括一把空间62连通于阀体30中的通道65的通道64，而导向件38包含一些通油孔眼38A，燃油借此可以从空间62流向阀座件40。这一燃油流径由图1中的一串箭头指出。
非铁磁性外壳26套装在并连接于进油管12的下端。外壳26具有一管状颈部66，套装在进油管12的下端处的一管状颈部68上。外壳28还具有一台肩69，从颈部68沿径向向外伸出。台肩69本身在其沿轴向伸向喷油器喷咀端的外缘处具有一短短的凸沿70，阀体外壳28是铁磁性的并以液封方式连接于非铁磁外壳26，最好是用激光焊接。
阀体30的上端紧密地配装于阀体外壳28下端的内侧，而这两部分最好是用激光焊接以液封方式连接在一起。吸铁22受阀体30的内壁导引作轴向往复运动，而吸铁/阀针子装置的进一步轴向导引由导引件38中的中心导引孔眼38B提供，针阀24即穿过此孔眼。
在图1所示的关闭位置上，一微小的工作间隙72存在于进油管12的颈部68的环形端面与面对面的吸铁22环形端面之间。线圈壳体34和管子12在74处接触并构成一定子结构，与线圈装置18相联。非铁磁性外壳26可确保，当线圈48被供电时，磁通将通过包括吸铁22在内的路径。磁路开始于壳体34的轴向下端，穿过阀体外壳28和阀体30到达吸铁22，并从吸铁22跨过工作间隙72到达进油管12。当给线圈48供电时，克服作用于吸铁22上的弹簧力，将吸铁吸向入口管12，从而减小了工作间隙72，这就使针阀24从阀座件40上脱开而开启喷油器，燃油从喷油器喷咀喷出。在线圈被中止供电时，弹簧20推动吸铁/阀针关闭在阀座件40上。
图示进油管12具有一截圆锥形台肩78，将其外径划分为一较大直径部分80和一较小直径部分82。绕线管46包括一具有截圆锥形台肩86的中心通孔84，台肩把通孔划分为一较大直径部分88和一较小直径部分90。台肩86具有一与台肩78的截圆锥形状相配合的截圆锥形状。
图1表明台肩78和86是沿轴向间隔开来的，它还表明一部分通孔84和一部分进油管12的外径是沿轴向相互叠合的。通孔84的叠合部分是由台肩86和正好在台肩86上方的通孔较大直径部分88的一部分组成的。管子12外径的叠合部分是由台肩78和管子较小直径部分82的一部分组成的。在参考说明线圈装置18、进油管12和外壳26与28的装配过程各工序的图2-4之后，这种设置的意义将会是显而易见的。
图2表明两外壳26、28已经套装在一起，而线圈装置18已经设置在管子12上。接线柱50、52还没有制成其最终形状。只有通过把较小直径部分82插进绕线管46的较大直径部分88才能把线圈18设置在进油管12上面。图2表明线圈装置18已经沿轴向定位得使台肩78和86相互贴靠。这时整个颈部68从绕线管46伸出在外。线圈18保持在这一位置上靠的是使绕线管通孔84的较大直径部分88与管子12的较大外径部分80在台肩78和86相互贴靠时的这两部分沿轴向相互叠合的部位处形成压紧配合。压紧配合的性质是，不致紧到可阻止台肩78、86相互贴靠而形成一个限制进油管12插进绕线管46的限位止动器，但是，它紧到足以在进行喷油器进一步加工时防止两部分的相对移动。图3表明某些这种进一步加工。
由于颈部68是离开线圈装置18的，外壳26的颈部66可以套装在它上面并最好是用激光焊接把套装起来的各部分彼此连接在一起。各焊缝由编号94、96标出。各焊缝围绕各部分的全部周边伸展并造成并非处在通过喷油器燃油路径之中的气密、液封接合。各焊缝的这种设置可避免它们可能把杂质引入燃油而损害喷油器性能。颈部66的外径与紧靠颈部68上方的管子12的外径平齐，以致各焊缝形成之后，线圈装置18可以在管子12上面沿轴向从图3位置滑动至图4位置，压紧配合并非紧得需要过大的力量以将其脱开。
在后一位置上，绕线管下部凸缘和台肩69相互贴靠，而可理解的是，这种贴靠可用来沿轴向适当地把线圈装置18定位在管子12上面与图1所示相同的一个所需的最终位置上，在此处，套装起来的颈部66、68，包括焊缝94，都设置在绕线管通孔84的较小直径部分90之内。线圈18保持在这一位置上，通过套住显示在图4中的各零件而安置壳体34并把壳体象在例如图1中98处那样焊接就位，可以罩住包括套筒式接合起来的颈部66、68和焊缝94的整个接头，尽管壳体34本身并未画在图4之中。在图1中可以看到，壳体34的上端加工成形为可沿轴向挤压线圈18抵靠住台肩69。喷油器此后依靠装配方法中的其他工序装好，这些工序在此不需作详细说明，因为它们不是与本发明直接有关的。
虽然本发明的一项当前最佳实施例已经图示说明，但应当理解，本发明的各项原理适用于所有归入以下各项权利要求范畴之内的所有对应结构和方法。
权利要求
1.一种用于把燃油喷进内燃机的电动式喷油器，它包括一在所述喷油器里面的内部通道，用于把燃油从一进油口—在该处燃油进入喷油器—输往—喷咀—在该处燃油从喷油器喷出；一电磁线圈装置，包括一具有轴向通孔的非铁磁性绕线管和一设置在所述绕线管上面以致大体上与所述通孔同轴线的电磁线圈；一定子，设置在所述绕线管的通孔之中以构成定子结构的一部分，定子结构形成由所述线圈生成的磁通的磁路的一部分；一装置，在所述喷油器之内，用于有选择地开启和关闭所述内部通道，而且包含一吸铁和一阀门，所述吸铁构成通过一工作间隙达到所述定子结构的所述磁路的另一部分，用于使所述吸铁可以按照所述线圈的选择性供电而操纵所述阀门以有选择地开启和关闭所述内部通道，所述吸铁通过所述线圈的选择性供电而朝向和离开所述定子结构作轴向往复运动，喷油器的特征在于，所述绕线管的通孔包括一较小直径部分和一较大直径部分，所述较大直径部分比所述较小直径部分设置得较远离开所述喷咀，一管状部分借助于一至少部分地设置在所述绕线管通孔的较小直径部分里面的接头以液封方式连接于所述定子的一端，所述定子包括一在所述接头处的较小外径部分和一设置在所述较小外径部分的轴向上的较大外径部分，所述绕线器通孔的较大直径部分和所述定子的所述较小外径部分沿轴向相互叠合到某一程度，以致在喷油器制造过程期间，可使所述电磁线圈装置在所述定子上沿轴向被设置在一个位置上，在此处，所述绕线管通孔的所述较大直径部分和所述定子的所述较大外径部分二者都沿轴向相互叠合到某一程度而允许所述电磁线圈装置被设置在一个位置上，留出所述定子所述端部的足够的轴向一段离开所述电磁线圈装置，以便使所述接头得以形成，而在所述接头形成之后，可使所述电磁线圈装置返回到一个位置上，至少设置一部分所述接头在所述绕线通孔的所述较小直径部分里面。
2.按照权利要求1所述的一种喷油器，特征还在于，所述管状部分是非铁磁性的。
3.按照权利要求2所述的一种喷油器，特征还在于，所述管状部分和与所述管状部分以液封方式连接的所述定子的所述端部是相互套装接合的，所述管状部分在二者相互套装接合处套在所述定子的所述端部上面，而一围绕所述定子外侧的激光焊缝连接了所述管状部分和所述定子。
4.按照权利要求3所述的一种喷油器，特征还在于，所述激光焊缝完全设置在所述绕线管通孔的所述较小直径部分里面。
5.按照权利要求4所述的一种喷油器，特征还在于，所述管状部分包括一台肩，沿径向伸展在所述定子的所述端部之外的、管状部分与所述定子的所述端部的套装接合处以外，而所述电磁线圈装置贴靠所述台肩。
6.按照权利要求3所述的一种喷油器，特征还在于，在其相互套装接合处，所述定子的所述端部包括一配装在一部分所述管状部分内侧的直径减小的颈部，而所述一部分所述管状部分具有一外径，基本上等于所述定子的所述较小外径部分的外径，以致所述管状部分与所述定子具有一基本上平齐的配合。
7.按照权利要求1所述的一种喷油器，特征还在于，所述管状部分和与所述管状部分以液封方式连接的所述定子的所述端部是相互套装接合的，所述管状部分在二者相互套装接合处套在所述定子上面，所述定子的所述端部包括一配装在一部分所述管状部分内侧的直径减小的颈部，所述一部分所述管状部件具有一外径，基本上等于所述定子的所述较小外径部分的外径，以致所述管状部分与所述定子具有一基本上平齐的配合，而在所述定子和所述管状部分二者外面的一激光焊缝连接所述定子和所述管状部分。
8.按照权利要求7所述的一种喷油器，特征还在于，整个激光焊缝设置在所述绕线管通孔的所述较小直径部分里面。
9.按照权利要求8所述的一种喷油器，特征还在于，所述管状部分包括一台肩，在所述定子的所述端部之外的、管状部分与所述定子的所述端部的套装接合处沿径向向外伸展，而所述电磁线圈装置贴靠所述台肩。
10.按照权利要求9所述的一种喷油器，特征还在于，所述管状部分是非铁磁性的。
11.按照权利要求1所述的一种喷油器，特征还在于，所述绕线管通孔的所述较大直径部分尺寸定得，为了与所述定子的所述较大外径部分压配接合，足以已经使所述电磁线圈装置能够通过在所述接头制作期间把所述绕线管通孔的所述较大直径部分压紧配合在所述定子的所述较大外径部分上而沿轴向卡持在所述定子上面，并在此后要使所述电磁线圈装置能够沿轴向被推移而把所述绕线管通孔的所述较大直径部分从在所述定子的所述较大外径上面的压紧配合中解离出来并予以定位，以致所述接头位于所述绕线管通孔的所述较小直径部分之内。
12.按照权利要求1所述的一种喷油器，特征还在于，所述绕线管和所述定子包括限定这种压紧配合轴向长度的一限位止动机构。
13.按照权利要求12所述的一种喷油器，特征还在于，所述限定这种压紧配合的轴向长度的一限位止动机构包括在所述绕线管和所述定子上的各自沿径向叠合的台肩，适合于相互贴靠以形成限位止动。
14.按照权利要求9所述的一种喷油器，特征还在于，所述各台肩具有各自的互补性截圆锥形状。
15.按照权利要求11所述的一种喷油器，特征还在于，所述管状部分是非铁磁性的。
16.按照权利要求15所述的一种喷油器，特征还在于，所述管状部分和与所述管状部分以液封方式连接的所述定子的所述端部是相互套装接合的，所述管状部分在二者相互套装接合处套在所述定子的所述端部上面，所述定子的所述端部包括一配装在一部分所述管状部分内侧的直径减小的颈部，所述一部分所述管状部分具有一外径，基本上等于所述定子的所述较大外径部分的外径，以致所述管状部分与所述定子具有一基本上平齐的配合，而在所述定子和所述管状部分二者外面的一激光焊缝连接所述定子和所述管状部分。
17.按照权利要求11所述的一种喷油器，特征还在于，所述管状部分和与所述管状部分以液封方式连接的所述定子的所述端部是相互套装接合的，所述管状部分在二者相互套装接合处套在所述定子的所述端部上面，所述定子的所述端部包括一配装在一部分所述管状部分内侧的直径减小的颈部，所述一部分的所述管状部分具有一外径，基本上等于所述定子的所述较大外径部分的外径，以致所述管状部分与所述定子具有一基本上平齐的配合，而在所述定子和所述管状部分二者外面的一激光焊缝连接所述定子和所述管状部分。
18.按照权利要求1所述的一种喷油器，特征还在于，所述绕线管是一非金属材料。
19.按照权利要求1所述的一种喷油器，特征还在于，所述定子包括一非铁磁性进油管，它包含沿着所述管子的长度与所述管子的一端间隔开的进油口，该端构成所述定子的所述端部。
20.一种制造方法，用于制造一种把燃油喷进内燃机的电动式喷油器，所述喷油器包括一在所述喷油器里面的内部通道，用于把燃油从一进油口—在该处燃油进入喷油器—输往一喷咀—在该处燃油从喷油器喷出；一电磁线圈装置，包括一具有轴向通孔的非铁磁性绕线管和一设置在所述绕线管上面以致大体上与所述通孔同轴线的电磁线圈；一定子，设置在所述绕线管的通孔之中以构成定子结构的一部分，形成由所述线圈生成的磁通的磁路的一部分；一装置，在所述喷油器之内，用于有选择地开启和关闭所述内部通道，而且还包含一吸铁和一阀门，所述吸铁构成通过一工作间隙达到所述定子结构的所述磁路的另一部分，用于使所述吸铁可以按照所述线圈的有选择地供电而操纵所述阀门以有选择地开启和关闭所述内部通道，所述吸铁通过所述线圈的有选择地供电而朝向和离开所述定子结构作轴向往复运动，制造方法的特征在于所述绕线管的通孔配置一较小直径部分和一较大直径部分；所述定子配置一较小外径部分和一设置在较小外径部分的轴向的较大外径部分；把所述电磁线圈装置设置在所述定子上面，以致所述绕线管通孔的所述较大直径部分比所述绕线管通孔的所述较小直径部分在轴向上较为远离所述喷咀，以及所述绕线管通孔的所述较大直径部分和所述定子的所述较大直径部分在轴向上相互叠合到如此程度，即可允许所述电磁线圈装置留出所述定子端部的一定轴向长度离开所述电磁线圈装置；以液封方式把一管状部分在一连接部位连接于所述定子的所述端部的所述一定轴向长度；以及把在所述定子轴线上的所述电磁线圈装置设置在一个位置上以使至少一部分所述连接部位设置在所述绕线管通孔的所述较小直径部分里面。
21.按照权利要求20所述的一种制造方法，特征还在于，连接工序包括把所述管状部分和所述定子的所述端部相互套装接合起来，以致所述管状部分套在所述定子的所述端部上面，以及围绕所述定子的外侧进行激光焊接以连接所述管状部分和所述定子。
22.按照权利要求21所述的一种制造方法，特征还在于，把在所述定子轴线上的所述电磁线圈装置设置在一个位置上以使至少一部分所述连接部位设置在所述绕线管通孔的所述较小直径部分里面的工序包括把由所述激光焊接造成的整个激光焊缝设置在所述绕线管通孔的所述较小直径部分里面。
23.按照权利要求22所述的一种制造方法，特征还在于，所述管状部分包括一台肩，在所述定子之外的、管状部分与所述定子的所述端部的套装接合处沿径向向外伸展，而把所述定子轴线上的所述电磁线圈装置设置在一个位置上以使至少一部分所述连接部位设置在所述绕线管通孔的所述较小直径部分里面的工序包括把所述电磁线圈装置设置得贴靠所述台肩。
24.按照权利要求20所述的一种制造方法，特征还在于，把所述电磁线圈装置设置在所述定子上面以致所述绕线管通孔的所述较大直径部分和所述定子的所述较大外径部分沿轴线相互叠合到某一程度而使所述电磁线圈装置留出所述定子的所述端部的一定轴向长度离开所述电磁线圈装置的工序包括把所述绕线管通孔的所述较大直径部分压紧配合在所述定子的所述较大外径部分上面而足以在连接工序期间使得所述电磁线圈装置能够沿轴向卡持在所述定子上面。
25.按照权利要求24所述的一种制造方法，特征还在于，把所述定子轴向上的所述电磁线圈装置设在一个位置上以使所述连接部位的至少一部分设置在所述绕线管通孔的所述较小直径部分里面的工序包括脱开所述绕线管通孔的所述较大直径部分与所述定子的所述较大外径部分的压紧配合和随后定位所述电磁线圈装置以致至少一部分所述连接部位设置在所述绕线管通孔的所述较小直径部分里面。
26.按照权利要求24所述的一种制造方法，特征还在于，压紧配合工序终结于所述绕线管和所述定子的相应部分的相互贴靠。
全文摘要
一种顶部给油式喷油器的进油管(12)具有的外径(80)在接近其进油端处要比在有一管状非铁磁性外壳(26)以激光焊接于其上的另一端处为大。在线圈的绕线管(46)中的通孔(84)具有一较小直径部分(90)和一较大直径部分(88)，较大直径部分设置得比较小直径部分更靠近进油管的进口。绕线管通孔的较大直径部分(88)和进油管的较大外径部分(82)沿轴向相互叠合到某一程度，以致在制造过程期间，线圈装置可以在进油管(12)上面沿轴向设置于一位置上而允许进行外壳对进油管的激光焊接，以及随后线圈装置可以设置得盖住激光焊成的接头。
文档编号F02M51/06GK1155322SQ95194655
公开日1997年7月23日 申请日期1995年8月9日 优先权日1994年8月18日
发明者B·C·豪尔 申请人:美国西门子汽车公司