燃料喷射器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃料喷射器。更具体地说，涉及一种用于在机动车辆中与燃烧发动机一起使用的燃料喷射器。
【背景技术】
[0002]用于将燃料喷射到燃烧发动机中的燃料喷射器包括阀，该阀可以借由电驱动致动器克服弹簧力而打开。本领域已知有不同的设计，包括电磁或者压电致动器、数字或者伺服模式和用于诸如汽油或者柴油等不同燃料类型的致动器。
[0003]US 2006/0255185 A1示出了一种具有电磁致动器的燃料喷射器，其中，阀包括阀针，并且当阀针在喷射器的喷嘴方向上移动时，阀打开。
[0004]通过喷射器的燃料量一般取决于驱动致动器的时间。示出了在驱动时间与吞吐量之间的关系的流曲线一般具有三个连续的区域。非常短的驱动时间涉及阀针从未完全打开以及喷射从未完全稳定的弹道区域。然而，流率一般是可重复的。驱动时间更长时，喷射器将位于非线性区域。在该区域中，阀针到达全开但流态不稳定，因为不是喷射器的所有部分均具有足够时间安定下来。驱动时间更长时，便进入线性区域，其中，阀针到达其全开位置，流稳定并且喷射器的所有移动部分已经安定下来。
[0005]非线性区域越小，零件间的偏差和各次喷射之间的偏差越小。理想的流曲线将是仅具有弹道区域和线性区域的单调的。
[0006]为了在打开阶段有助于阀针机械安定，可以预见提供液压阻尼的液压阻尼区域。然而，过大的阻尼导致打开瞬态更慢和关闭瞬态更加慢，这是不可取的。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种具有改良的打开和关闭行为的喷射器。本发明通过具有权利要求1的特征的喷射器实现该目的。从属权利要求给出了优选实施例。
[0008]根据本发明，公开了一种用于将燃料喷射到燃烧发动机中的燃料喷射器。该燃料喷射器包括阀，该阀具有阀针，阀针可在打开位置与关闭位置之间移动，以便打开或者关闭阀。尤其，阀针可在打开位置与关闭位置之间沿纵向轴线移动。纵向轴线尤其还是燃料喷射器的阀体的纵向轴线，阀体尤其具有空腔，阀针按照可往复位移的方式容纳在空腔中。
[0009]方便地，阀针可操作为与阀座相互作用以当其位于关闭位置时关闭阀，并且可远离关闭位置轴向位移至打开位置以打开阀，尤其是使流体能够从空腔流经喷射器的喷射开口。优选地，阀针配置为当阀针远离喷射器的喷嘴端移动，即，尤其是从喷射开口朝阀体的流体入口端的方向移动时，打开阀。
[0010]进一步地，喷射器包括致动器。尤其是电磁致动器的致动器包括衔铁(armature)和极片。衔铁可轴向移动，尤其是相对于阀体轴向移动。它可操作为与阀针机械地相互作用，从而使阀针通过衔铁在轴向方向上朝极片的移动而朝打开位置移动。衔铁朝极片的移动尤其受到在衔铁上的磁力的影响，该磁力由致动器生成，优选地借由致动器所包括的螺线管生成。
[0011]另外，喷射器包括第一弹簧，该第一弹簧用于偏压衔铁远离极片，尤其是在轴向方向上。第一弹簧配置为并且可操作为当阀针位于打开位置时停止衔铁朝极片的移动。尤其，衔铁可操作为当衔铁朝极片移动时压缩第一弹簧以生成补偿磁力的弹力。换言之，第一弹簧的弹簧率，g卩，第一弹簧的硬度，尤其配置为使得当阀针位于打开位置时通过第一弹簧的弹力停止衔铁的移动。
[0012]在优选实施例中，当阀针位于打开位置时，衔铁与极片隔开。尤其，在这种情况下，阀针不与除了第一弹簧之外的元件形式配合地接合。换言之，在没有第一弹簧的情况下，当阀针位于打开位置时，衔铁可进一步朝极片轴向位移。
[0013]由此，当阀针到达打开位置时，衔铁不会被固定隔板停止，本领域的技术人员有时也将这称为“硬停”，而是通过第一弹簧的弹性力得到缓冲。可以通过第一弹簧相当缓慢地使衔铁和阀针在从关闭位置到打开位置以及朝极片的路途上的移动减慢，从而可以实现阀针快速打开移动的迅速和可重复安定。这可以有助于减小上面提及的非线性区域，从而可以在更宽的喷射时间范围内实现对喷射到燃烧发动机中的燃料量的更好控制。
[0014]在一个实施例中，第一弹簧的远离衔铁的一端相对于极片在位置上固定。作为替代实施方式，第一弹簧的远离衔铁的一端可以相对于极片可轴向位移，从而使得在一个实施例中，第一弹簧可相对于极片轴向移动。在有利的发展中，当阀针位于关闭位置时，第一弹簧具有朝极片的轴向游隙。阀针因此可以在第一弹簧压缩开始并且使衔铁减速之前由衔铁快速加速。由此可以完成更快地打开阀。
[0015]优选地，第一弹簧具有非常陡的弹簧特性。利用第一弹簧的高硬度，在预定长度上压缩第一弹簧所需的力优选地要非常大，并且处于喷射器中的其他弹簧的硬度上的一个或若干个量级。由此，根据另一实施例，当阀针位于打开位置时，第一弹簧的偏离量相较于所述游隙较小。由此，可以进一步改善阀针的加速和减速。因此可以增强对阀针的控制以及因此对阀的控制。
[0016]在一个实施例中，衔铁可相对于阀针轴向位移。为了在衔铁与阀针之间实现机械相互作用，阀针具有上保持器。尤其，衔铁可操作为建立与上保持器的形式配合的接合，以便使阀针朝打开位置移动。
[0017]在一个发展例中，喷射器进一步包括第二弹簧，该第二弹簧用于偏压衔铁远离上保持器。第二弹簧还可以表示为衔铁回位弹簧。借由第二弹簧的偏压，当致动器断电时，衔铁和上保持器的彼此邻接用于建立形式配合的接合的表面可以轴向隔开。这样，便实现了衔铁的所谓自由升降或者盲升降。当已经加速的衔铁击打到上保持器时，由于在阀针上的大起始脉冲传递，这使阀针的打开能够克服尤其是高流体压力。方便地，第二弹簧比第一弹簧更软。例如，第二弹簧的弹簧率比第一弹簧的弹簧率小50%或者更小，尤其是小20%或者更小，例如小10%或者更小。
[0018]在一个实施例中，第一弹簧相对于阀针可轴向位移。在一个发展例中，第一弹簧轴向设置在第二弹簧与衔铁之间，从而使第二弹簧的弹力经由第一弹簧转移至衔铁。有利地，第二弹簧还可操作为偏压第一弹簧远离极片。这样，对第一弹簧的位置进行稳定，从而可以很好地限定第一弹簧的轴向游隙。利用第一硬弹簧和第二软弹簧的组合，可以实现阀针的高加速和快速减速。由此可以进一步减小喷射器流曲线的非线性区域。
[0019]根据另一实施例，衔铁通过间隙与极片隔开，从而当阀针朝打开位置移动时，间隙减小。间隙装有燃料。尤其，间隙位于阀体的空腔内。间隙的形状和尺寸设计为向衔铁的移动提供液压阻尼。
[0020]由此，液压阻尼可以有助于在减速过程中节省时间。阻尼还可以有助于进一步减少在打开位置中的阀针的安定时间。限定出所述间隙的表面可以选择为较大的表面，从而可以基本实质上控制阻尼效果。优选地，当通过第一弹簧使衔铁停止时，限定出该间隙的衔铁和极片的相对表面在位置处，优选地在其重叠区域的更大部分之上或者，尤其优选地在其全部重叠区域之上，保持彼此隔开。这样，当致动器断电以发起衔铁-阀针组件的关闭移动时，避免或者至少在很大程度上减少在这两个表面之间的液压卡紧。这样，可以实现阀针的尤其迅速的关闭瞬态。
[0021]在优选实施例中，第一弹簧包括具有径向开口的中空圆柱本体，S卩，圆柱壳体。在一个实施例中，其具有多个径向开口，诸如通过圆柱壳体的侧壁的孔。在另一实施例中，开口可以在螺旋方向或者横向方向上延伸。例如，径向开口是通过圆柱壳体的侧壁的螺旋切口。该类型的弹簧可以具有极硬的弹簧特性由此非常适合用作第一弹簧。这种