专利名称：改进的燃料喷射系统和衔铁壳体的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及燃料喷射系统和用于电操作燃料喷射器的改进的衔铁以及衔 铁壳体。
背景技术：
燃料喷射发动机采用若干燃料喷射器，在每个发动机循环中每个燃料喷射器都将 计量的燃料输送给关联的发动机气缸。先前的燃料喷射器是机械或者液压致动式，以机械 或者液压的方式控制燃料输送。近来开发出了电子控制燃料喷射器。在使用电子喷射器的 情况中，燃料利用传送泵供给喷射器。该喷射器可以包括用来加压通过传送泵传输的燃料 的各种机构。接着，装载在喷射器主体外面的或者设置在喷射器主体内部的电操作机构被 致动，使得燃料向关联发动机气缸输送。先前燃料喷射器设计包括了高压燃料通道，高压燃料通道绕着含有电磁线圈的线 圈和电磁线圈衔铁的中心凹部延伸。美国专利第597M37号阐述了一种这样的燃料喷射系 统，该燃料喷射系统将加压燃料从高压泵经过共轨输送到带电磁阀的燃料喷射器。在这些 系统中，高压燃料通道包括若干转弯和弯曲，以不与电磁线圈凹部交叉，由此，通道的形成 变得复杂，并在形成后需要使用塞子密封通道的若干部分。因为燃料喷射器的总体尺寸小，所以，电磁线圈的尺寸也小，由此，与期望相违地 减少了衔铁上可获得的电磁力。结果，应当相对于电磁线圈精确地放置衔铁，以在打开和关 闭高压燃料喷射器阀的过程中提供可靠的衔铁运动。
发明内容
本发明的一个方面涉及用于燃料喷射器的改进的衔铁壳体和衔铁，当衔铁的对应 电磁线圈的线圈开始工作时，该衔铁壳体能够提供更可靠、一致的衔铁运动。本发明的衔铁 结合于衔铁销。所述衔铁壳体包括第一筒状部分，所述第一筒状部分以能够滑动的方式容 纳所述衔铁销。所述衔铁壳体还包括结合于所述第一筒状部分的第二筒状部分。所述第二 筒状部分以能够滑动的方式容纳所述衔铁。针对所述衔铁销和所述衔铁的外径以及所述第 一筒状部分和所述第二筒状部分的内径分别使用适当的制造公差，本发明的衔铁壳体在电 磁线圈被励能时提供更可靠和一致的衔铁运动。在本发明的另一方面，本发明的燃料喷射器包括结合于衔铁销的衔铁。所述燃料 喷射器还包括衔铁壳体，所述衔铁壳体包括用于以能够滑动的方式容纳所述衔铁销的第一 筒状部分和结合于所述第一筒状部分的第二筒状部分。所述第二筒状部分以能够滑动的方 式容纳所述衔铁。所述燃料喷射器还包括电磁线圈，所述电磁线圈包括定子和线圈，所述电 磁线圈接合所述衔铁壳体的第二筒状部分。所述衔铁销包括远端，所述远端包括或者结合 于闭合元件。当所述衔铁处于释放位置时，所述闭合元件接合孔板的第一孔。当所述电磁 线圈励能而且所述衔铁销和所述闭合元件运动离开所述孔板时，所述闭合元件升离所述第 一孔和所述孔板。
在本发明的另一方面，提供了一种燃料喷射系统。本发明的燃料喷射系统包括含 有高压燃料的共轨。所述燃料喷射系统还包括流体连接于所述共轨的多个燃料喷射器。每 个燃料喷射器都包括结合于衔铁销的衔铁。每个燃料喷射器还都包括衔铁壳体，所述衔铁 壳体包括用来以能够滑动的方式容纳所述衔铁销的第一筒状部分和结合于所述第一筒状 部分、用来以能够滑动的方式容纳所述衔铁的第二筒状部分。所述系统的每个燃料喷射器 还都包括电磁线圈，所述电磁线圈包括定子和线圈，所述电磁线圈接合所述衔铁壳体的第 二筒状部分。每个喷射器的衔铁销都包括远端，所述远端包括或者结合于闭合元件。当所述 衔铁处于释放位置时，所述闭合元件接合孔板的第一孔。当所述电磁线圈励能而所述衔铁、 所述衔铁销和所述闭合元件运动离开所述孔板时，所述闭合元件升离所述第一孔和所述孔 板。
图1是本发明燃料喷射器的局部剖视图，示出了本发明的衔铁壳体、衔铁、衔铁 销、电磁线圈组件和喷射器主体。图2是本发明衔铁壳体的透视图。图3是图1所示衔铁壳体、衔铁、衔铁销和衔铁弹簧的剖视图。图4是本发明燃料喷射器的剖视图。图5是阀外壳的远端、针阀、喷嘴的放大视图。图6是本发明燃料喷射系统的示意图。
具体实施例方式首先参见图1，图中示出了本发明燃料喷射器10的局部视图。燃料喷射器10包括 结合于喷射器主体12的电磁线圈外壳11。电磁线圈外壳11装有电磁线圈组件18，电磁线 圈组件18包括定子13、线圈或者磁体14、导向柱15、16和上帽17。定子13还可包括中心 孔21，中心孔21容纳导向销22，以在电磁线圈组件18被励能引起衔铁M推顶定子13并 引起定子13和线圈14朝着上帽17运动到励能或打开位置时，便于定子13和线圈14的向 上运动。衔铁M被容纳在衔铁壳体25中。如图2 3所示，衔铁壳体25包括第一筒状部分沈和第二筒状部分27。如图1 所示，第一筒状部分26以能够滑动的方式容纳衔铁销观，衔铁销观包括连接于衔铁M的 近端四和可包括或结合于闭合元件32的远端31。第一筒状部分沈可以通过环状盘30结 合于第二筒状部分27。环状盘30可以包括一个或多个排放开口 33，排放开口 33能在图2 中最清楚地看到。第二筒状部分27以能够滑动的方式容纳衔铁M。第二筒状部分27没有 经过渗碳，而第一筒状部分沈经过渗碳，以在线圈14被励能时使得通过衔铁M的磁通量 最大。回到图1，衔铁壳体25可以用卡环36保持就位在喷射器主体12内，卡环36被接 收在图3所示的第一筒状部分沈的周向槽37中。还可以有用来将衔铁壳体25固定到喷 射器主体12的其他方式，这些其他方式对于本领域技术人员来说会是清楚的。例如，第二 筒状部分27可以固定到喷射器主体12。于是，衔铁壳体25在喷射器主体12内是不动的； 而衔铁M和衔铁销28在电磁线圈组件18的作用下运动。
具体而言，衔铁销观连接于套环38，套环38将衔铁弹簧39卡在套环38和第一 筒状部分沈的下表面41之间。衔铁弹簧39用来将衔铁销观和衔铁M拉离电磁线圈组 件18或者在图1的视角中向下拉，因此，闭合元件32闭合孔板43中的孔42，如图1和4所 示。于是，在图1和4所示的释放或者闭合位置，衔铁弹簧39使衔铁M和衔铁销观向下偏。图1和4还示出燃料通道45。燃料通道45含有高压燃料，高压燃料在孔板43的 下方输送并进入阀室46 (见图4)。由图6中所示的共轨47来提供高压燃料。利用闭合元 件32挡住孔板43的孔42，进入室46的高压燃料在室46中建立起平衡压强，并可经过没有 被挡住的斜孔44循环。在这种高压平衡条件下，弹簧M的致偏力维持针阀48的远侧前端 55靠着喷嘴57的座59并位于图4和5所示的闭合位置。针阀48包括与从闭合元件32开始的孔42相对设置的近端51。针阀48还可以包 括套环或者肩52，用来支承阀弹簧M的端部或套环53。在图4 5所示的位置，针阀48 被弹簧讨向下偏，使得远侧前端阳置于座59上，并阻挡流体经孔58流出喷嘴57，从图5 可以更容易地看到这些。当电磁线圈的线圈14开始工作并且衔铁M和衔铁销观向着定子13运动或者沿 着图4的方位向上运动时，闭合元件32运动离开孔42，由此产生从室46到孔板43的压降。 这个压降使得室46中的燃料压强得以克服弹簧M的致偏力并使针阀48的远侧前端55离 开座59，因此允许燃料经孔58流出喷嘴57。在图示实施方式中，电磁线圈外壳11连接于喷射器主体12，而喷射器主体12又连 接于阀主体61。阀主体61的远端62结合于喷嘴57。孔板43可夹置于燃料喷射主体12 和阻挡件63之间。燃料通道45可穿过阻挡件63以及孔板43。衔铁壳体25的第二筒状部 分27由图1和4中附图标记“64”处所示的隔离件支承。附图标记“65”和“66”处示出了 燃料排放通道，该燃料在经过斜孔44循环时用作冷却剂。于是，孔板43的斜孔44不仅仅 用来在阀48处于闭合位置时在阀室46中建立压强平衡，经过孔44的高压燃料还扩展到燃 料喷射器10的其他部件并用作冷却介质。参见图6，本发明的发动机70包括燃料喷射系统71。燃料喷射系统71包括高压 共轨47，高压共轨47通过通道72连结到上面结合图1 5描述的多个燃料喷射器10。附 图标记“73”处示出的是公共排放通道。高压泵74将燃料传送给共轨47。泵74和燃料喷 射器10可以经通信线路76、77由电子控制模块(ECM)75控制。附图标记“80”处示出的燃 料箱接收来自排放管线73的燃料并通过初级泵82向过滤器81提供燃料，初级泵82经供 应通道83、84与高压泵74连通。高压泵74通过供应通道85连接于共轨47。工业实用性本发明公开了基于本发明的衔铁壳体25对燃料喷射器和燃料喷射系统的改进。 本发明的衔铁壳体25包括设计成相对衔铁销观具有精密公差的第一筒状部分26。衔铁 壳体25还包括同样设计成相对衔铁M具有精密公差的第二筒状部分27。用于衔铁销28/ 第一筒状部分26的公差通常小于用于衔铁24/第二筒状部分27的公差。更具体地说，如图3所示，第一筒状部分沈的最小内径D2比衔铁销观的最大外 径Dl大2 7微米，由此在衔铁销观和筒状部分沈之间提供紧密但自由滑动的配合。进 一步，通过设置筒状部分27的最小内径D4使其比衔铁M的最大外径D3大10 30微米，防止了衔铁M在衔铁壳体25内不希望的横向运动。第一筒状部分沈的最小内径D2和衔 铁销观的最大外径Dl之间的差通常小于第二筒状部分27的最小内径D4和衔铁M的最 大外径D3之间的差。在一个例子中，用于衔铁销28/第一筒状部分沈的公差可以是大约4微米，用于 衔铁24/第二筒状部分27的公差可以是大约10微米。但是，根据燃料喷射器10的尺寸和 用于衔铁壳体25的第一筒状部分沈和第二筒状部分27、衔铁M和衔铁销观的材料，这些 公差是可以改变的。于是，当电磁线圈组件18开始工作时，本发明的衔铁壳体25提供了衔铁M和衔 铁销观更可靠的运动。通过提供衔铁M和衔铁销观更可靠的运动，本发明的衔铁壳体25 提供了闭合元件32相对孔42更可靠的释放，并因此提供了阀48更可靠的打开。反之，通 过提供衔铁M和衔铁销观更可靠的运动，本发明的衔铁壳体25提供了闭合元件32在孔 42上更可靠的接合，并因此提供了阀48更可靠的闭合。
权利要求
1.一种衔铁和衔铁壳体的组合体，所述组合体包括结合于衔铁销的衔铁，所述衔铁具有最大外径，所述衔铁销具有最大外径；衔铁壳体，所述衔铁壳体包括用来以能够滑动的方式容纳所述衔铁销的第一筒状部 分，所述第一筒状部分具有大于所述衔铁销的最大外径的最小内径；所述衔铁壳体还包括结合于所述第一筒状部分的第二筒状部分，所述第二筒状部分用 来以能够滑动的方式容纳所述衔铁，所述第二筒状部分具有大于所述衔铁的最大外径的最 小内径。
2.如权利要求1所述的组合体，其中，所述第一筒状部分的最小内径比所述衔铁销的 最大外径大的数量范围为从约2微米到约7微米。
3.如权利要求1所述的组合体，其中，所述第二筒状部分的最小内径比所述衔铁的最 大外径大的数量范围为从约10微米到约30微米。
4.如权利要求1所述的组合体，其中，所述第一筒状部分的最小内径和所述衔铁销的 最大外径之间的差小于所述第二筒状部分的最小内径和所述衔铁的最大外径之间的差。
5.如权利要求1所述的组合体，其中，所述第一筒状部分经过渗碳。
6.如权利要求1所述的组合体，其中，所述第二筒状部分没有经过渗碳。
7.如权利要求1所述的组合体，其中，所述第一筒状部分通过设置在所述衔铁和所述 第一筒状部分之间的环状盘结合于所述第二筒状部分，所述环状盘包括用于通过流体的至 少一个通孔。
8.如权利要求1所述的组合体，其中，所述第一筒状部分包括至少一个周向槽，所述至 少一个周向槽用来与卡环接合以将所述第一筒状部分保持在固定位置。
9.如权利要求1所述的组合体，其中，所述第二筒状部分包括与从所述第一筒状部分 开始的第二筒状部分相对设置的环状表面，所述环状表面包括用于通过流体的至少一个槽。
10.如权利要求1所述的组合体，其中，所述第一筒状部分包括外表面，所述外表面包 括用于通过流体的至少一个纵向槽。
11.一种燃料喷射器，所述燃料喷射器包括结合于衔铁销的衔铁，所述衔铁具有最大外径，所述衔铁销具有最大外径；衔铁壳体，所述衔铁壳体包括用来以能够滑动的方式容纳所述衔铁销的第一筒状部 分，所述第一筒状部分具有大于所述衔铁销的最大外径的最小内径，所述衔铁壳体还包括 结合于所述第一筒状部分的第二筒状部分，所述第二筒状部分用来以能够滑动的方式容纳 所述衔铁，所述第二筒状部分具有大于所述衔铁的最大外径的最小内径；电磁线圈，所述电磁线圈包括线圈和定子，所述电磁线圈接合所述衔铁壳体的所述第 二筒状部分；所述衔铁销，所述衔铁销包括远端，所述远端结合于闭合元件，当所述衔铁处于释放位 置时，所述闭合元件接合孔板的第一孔，当所述电磁线圈励能而且所述衔铁、所述衔铁销和 所述闭合元件运动离开所述孔板时，所述闭合元件升离所述第一孔和所述孔板。
12.如权利要求11所述的燃料喷射器，其中，所述第一筒状部分的最小内径比所述衔 铁销的最大外径大的数量范围为从约2微米到约7微米。
13.如权利要求11所述的燃料喷射器，其中，所述第二筒状部分的最小内径比所述衔铁的最大外径大的数量范围为从约10微米到约30微米。
14.如权利要求11所述的燃料喷射器，其中，所述第一筒状部分的最小内径和所述衔 铁销的最大外径之间的差小于所述第二筒状部分的最小内径和所述衔铁的最大外径之间的差。
15.如权利要求11所述的燃料喷射器，其中，所述第一筒状部分经过渗碳，所述第二筒 状部分没有经过渗碳。
16.如权利要求11所述的燃料喷射器，其中，所述第一筒状部分通过设置在所述衔铁 和所述第一筒状部分之间的环状盘结合于所述第二筒状部分，所述环状盘包括用于通过流 体的至少一个通孔。
17.如权利要求11所述的燃料喷射器，其中，所述衔铁壳体和所述衔铁支承在喷射器 主体内，所述第一筒状部分包括用来与卡环接合的至少一个周向槽，所述卡环将所述第一 筒状部分固定到所述喷射器主体，所述第二筒状部分包括与从所述第一筒状部分开始的第二筒状部分相对设置的环状 表面，所述环状表面包括用于使流体通向设置在所述喷射器主体内的一个或多个排放通道 的至少一个槽，所述第一筒状部分包括外表面，所述外表面包括用于使流体通向所述设置 在所述喷射器主体内的所述一个或多个排放通道的至少一个纵向槽。
18.如权利要求11所述的燃料喷射器，还包括容纳所述衔铁壳体、所述衔铁和所述衔 铁销的喷射器主体，所述喷射器主体包括经过所述孔板延伸到阀室的燃料通道，所述阀室 容纳阀，当所述闭合元件接合所述第一孔时所述阀处于闭合位置，当所述电磁线圈励能、所 述闭合元件运动离开所述第一孔时，所述阀处于打开位置，所述孔板包括第二孔，所述第二 孔用于当所述阀室闭合时在所述阀室中建立平衡压强。
19.一种燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括含有高压燃料的共轨；流体连接于所述共轨的多个燃料喷射器；每个燃料喷射器都包括结合于衔铁销的衔铁，所述衔铁具有最大外径，所述衔铁销具有最大外径；衔铁壳体，所述衔铁壳体包括用来以能够滑动的方式容纳所述衔铁销的第一筒状部 分，所述第一筒状部分具有大于所述衔铁销的最大外径的最小内径，所述衔铁壳体还包括 结合于所述第一筒状部分的第二筒状部分，所述第二筒状部分用来以能够滑动的方式容纳 所述衔铁，所述第二筒状部分具有大于所述衔铁的最大外径的最小内径；电磁线圈，所述电磁线圈包括定子和线圈，所述电磁线圈接合所述衔铁壳体的第二筒 状部分；所述衔铁销，所述衔铁销包括远端，所述远端结合于闭合元件，当所述衔铁处于释放位 置时，所述闭合元件接合孔板的第一孔，当所述电磁线圈励能而且所述衔铁、所述衔铁销和 所述闭合元件运动离开所述孔板时，所述闭合元件升离所述第一孔和所述孔板。
20.如权利要求19所述的燃料喷射系统，其中，所述第一筒状部分的最小内径比所述 衔铁销的最大外径大的数量范围为从约2微米到约7微米，并且其中，所述第二筒状部分的最小内径比所述衔铁的最大外径大的数量范围为从约10 微米到约30微米。
全文摘要
本发明公开了改进的燃料喷射系统和衔铁壳体。更具体而言，本发明公开了用于燃料喷射器的衔铁壳体、燃料喷射器和燃料喷射系统。衔铁壳体包括用来以能够滑动的方式容纳衔铁销的第一筒状部分。第一筒状部分具有紧密匹配于衔铁销的最大外径的最小内径。衔铁壳体的第二筒状部分容纳衔铁。第二筒状部分具有紧密匹配于衔铁的最大外径的最小内径。本发明的衔铁壳体提供了更可靠、更一致的衔铁运动。
文档编号H01F3/00GK102108929SQ20101062026
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月22日 优先权日2009年12月23日
发明者A·R·马纽伯鲁, J·K·文卡塔拉哈万, S·R·勒维斯 申请人:卡特彼勒公司