专利名称：燃料喷射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁操作燃料喷射器，用于将燃料通过喷射进给到一个内燃机中。
背景技术：
已知的用于像铁路系统的燃料喷射器是用来通过直接喷射而将燃料供应到内燃机的汽缸中，例如，未审的日本专利申请JP-A-64-36970所公开的那种燃料喷射器。这种燃料喷射器的结构使得能通过激励和打开一个电磁阀来开始燃料喷射，将喷射器主体中的一个背压腔同一个低压部位相连通，藉此将阀活塞的背压消除，以使针行阀能够抬升，并且然后在指定时间过去以后对电磁阀去激励，以终止背压腔和低压部位之间的连通，藉此引起指定的背压作用于阀活塞，以将针行阀向下压并终止燃料的喷射。
在这种类型的燃料喷射器中，为了获得快速的燃料喷射和精确的控制，必须改善电磁阀的电操作特性。一个方法是通过选择具有相对较低硬度的材料作为衔铁板的材料而改善电磁阀衔铁板的磁特性。
然而，当低硬度材料用于衔铁板材料的时候，当衔铁板与制动器撞击时它的磨损产生了缩短喷射器使用寿命的问题。可以想象，通过采用放大衔铁板和制动器之间的接触区域的结构能够克服这个问题。然而，当这个接触区域增加的时候，两个元件接触时的啮合状态变得不稳定，使得喷射特性中的差异容易扩大，此外，由于更大的阻尼效应，产生了操作速度减小的问题。
一种尝试克服这些问题的结构是使制动器成为与栓柱相分离的分离体，这个结构产生了相对轴中心脱离的问题，由此产生的一个问题在于很难保持磁芯和衔铁板之间以指定的水平相互平行。
本发明的一个目的在于提供一种改进的燃料喷射器，能够克服前述现有技术的问题。
本发明的另一个目的在于提供一种燃料喷射器，该燃料喷射器在选择衔铁板材料的时候能够具有高度的柔性。
本发明的另一个目的在于提供一种燃料喷射器，该燃料喷射器具有长的使用寿命，并且在电磁阀的电操作特性上是优秀的。
发明简介本发明采用了一种结构，其中，衔铁板和衔铁栓柱被制成相分离的主体，因此衔铁板和衔铁栓柱之间的接触面积可以制得与限制了衔铁栓柱行程的制动器的接触面积相对更大。
本发明的一个特征在于燃料喷射器由一个喷嘴体和连接于一喷嘴架上的一个电磁阀构成，其结构使得燃料从喷嘴体中的喷射被所述电磁阀控制，所述电磁阀包括一个电磁铁，所述电磁铁装配有一个磁极、一个衔铁栓柱、一个支撑/引导件、一个弹簧件、一个制动件以及一个衔铁板，所述衔铁栓柱的一端连接有一个阀件，另一端形成有一个顶部，所述支撑/引导件用于支撑和引导所述衔铁栓柱，以使其能够向着和远离所述磁极移动，所述弹簧件用于在阀关闭的方向上弹簧偏压所述阀件，所述制动件设置在所述顶部相对处，用于限制所述阀件的最大行程，所述衔铁栓柱穿过所述衔铁板通过，以将所述衔铁板设置在所述顶部和所述阀件之间，并且所述衔铁板与所述电磁铁协作使所述衔铁栓柱抵抗着所述弹簧件的弹簧力而向着所述制动件移动，所述衔铁板和所述顶部之间的接触面积大于所述顶部和所述制动件之间的接触面积。因此，为所述衔铁板选择材料的时候可以使用高度柔性的材料，这能够改善电磁阀的操作响应度和稳定性，这样就能够提供使用寿命长而且电磁阀的电操作特性优异的燃料喷射器。
图1是本发明的一个实施例的截面图。
图2是详细的截面示意图，详细展示了在图1的截面图中的电磁阀的核心部分。
具体实施例方式
为了更详细地阐述本发明，现在将在附图的基础上进行解释。
图1是根据本发明的燃料喷射器的一个实施例的截面图。参考标号1指的是一个通常的铁路燃料喷射器，用于将燃料通过喷射供应到一个柴油内燃机中。燃料喷射器1安装在未示出的柴油内燃机的汽缸中，并且用于将由未示出的通常铁路系统供应的所需量的高压燃料在规定时间内进给到一个汽缸内；燃料喷射器通过将一个喷嘴体26和一个电磁阀4安装到一个喷嘴架2上而构建。
喷嘴架2内部具有一个中空体23，中空体23具有一个引导孔22，一个压力销21在引导孔中滑动。中空体23与喷嘴体26相连，喷嘴体26的末端是一个喷嘴孔25，喷嘴孔25被连接于压力销21的一个喷嘴针24的尖端闭合。
中空体23具有一个端口28，用于同连接于未示出的一个高压燃料供应泵的一个进气配件27相连。供应的燃料通过一个内部燃料线被导入一个燃料室29，并且喷嘴针24形成有一个锥形部分30，在燃料室29中加压的燃料在锥形部分中起作用。一个喷嘴弹簧31的操作使压力销21合喷嘴针24向下受压。
因此，当压力销21向下受压以压缩喷嘴弹簧31并且将喷嘴针24保持在闭合了喷嘴体26的喷嘴孔25的位置，没有燃料从燃料喷射器1中喷出。
中空体23具有一个顶部33，顶部33形成有一个向下面的排出腔32，排出腔32与引导孔22同心，并且在中空体23的轴线方向上延伸。顶部33形成有一个控制腔37，控制腔37同一个径向供应通道34和一个轴向排出通道35相连通。供应通道34通过中空体23中的一个轴向通道36与进气配件27相连通，并且控制腔37的底部由压力销21的上表面形成。
燃料室29通过一个通道38供应有高压燃料。一方面，这种结构使得当控制腔37被供应了高压燃料，而排出通道35如后面解释的那样通过电磁阀4与一个燃料低压部位相连通的时候，控制腔37的燃料压力低于燃料室29的燃料压力。压力销21的上表面面积大于锥形部分30的表面，使得当排出通道35被电磁阀4关闭，并且控制腔37填充有高压燃料的时候，所导致的作用在喷嘴针24上的背压将喷嘴针24保持在闭合了喷嘴孔25的位置处，并且没有引发燃料喷射。
另一方面，当电磁阀4打开的时候，控制腔37的燃料压力通过排出通道35释放到燃料低压部位，使得控制腔37的燃料压力低于燃料室29的燃料压力，藉此，作用在喷嘴针24上的背压被释放，并且因为喷嘴针24因此而缩回以保持在打开喷嘴孔25的位置，所以引发了燃料喷射。
电磁阀4具有与之一体的喷嘴架2，以控化子控制腔37的燃料压力，并且因此以前述方式控制燃料喷射的开始和结束。
电磁阀4的结构是使用一个球42来打开和关闭排出通道35的开放端，球42保持在一个衔铁栓柱41的末端以用作一个阀件。这里，当电磁阀4没有通电的时候，排出通道35的开放端被球42阻塞，并且因为控制腔37因此填充了高压燃料，所以压力销21引起喷嘴针24关闭喷嘴孔25，并且引发了燃料喷射。
相反地，当电磁阀4通电的时候，球42从排出通道35的开放端分离，使得在控制腔37中的高压燃料通过一个衬套(未示出)和一个排泄接头(未示出)而排放到低压部位，以降低控制腔37中的燃料压力并允许燃料喷射。然后当电磁阀4的通电被终止的时候，燃料喷射也终止，因为喷嘴针24返回到关闭喷嘴孔25的位置。
电磁阀4的核心部分在图2中详细展示。电磁阀4包括一个电磁铁43、一个衔铁板44以及衔铁栓柱41，如图所示，衔铁栓柱41位于一个壳体40中。电磁铁43是传统结构的，具有安装在一个接近圆柱形的磁极43A上的一个电磁线圈43B，并且其结构是当励磁电流被施加到电磁线圈43B的时候能够磁力吸引衔铁板44。
衔铁栓柱41设置得与电磁铁43同心，并且被紧固到壳体40上的一个支撑/引导件45支撑和引导，以能够在轴向方向上移动，也就是说能够向着磁极43A和远离磁极43A移动。用于关闭排出通道35的球42通过一个球保持件46被固定到衔铁栓柱41的一端。球42用作一个阀件，并且能通过一个合适的装置与衔铁栓柱41连接。
衔铁栓柱41的另一端形成有一个顶部。这个顶部通过利用螺纹啮合、焊接、阴阳配合或其它适当方式将一个板件41A牢固地固定在衔铁栓柱41的另一端而形成。应该注意到，衔铁栓柱41的另一端与顶部一体形成的结构当然也是可能的。
一个圆柱体空间47在磁极43A的中间部分形成，并且在空间47中具有一个弹簧件48和制动件49。这里，弹簧件48是安装在空间47的肩部47A和板件41A之间的一个伸缩线圈，用作给球保持件46提供激励的装置，球保持件46构成了在阀关闭方向上的一个阀件。
制动件49是装配在空间47内的类套管的元件，由高度耐磨金属制成。制动件49连接于磁极43A，使得其底端49A从磁极43A稍微突出。制动件49被安装使得当球42在图1所示的阻塞了排出通道35的位置状态时，在制动件49的底端49A和板件41A的上表面41Aa之间产生一个指定长度的间隙。这个结构将球42的行程，也就是说衔铁栓柱41的行程，限制在一个指定的长度。换句话说，制动件49构成了设置在板件41A相对侧的制动件，用于限制球保持件46的最大行程。
衔铁栓柱41穿过其中而在板件41A和球42之间延伸通过的衔铁板44可以沿着衔铁栓柱41在轴向方向移动。而且，在安装于支撑/引导件45上的一个垫圈50和衔铁板44之间具有一个伸缩线圈51。伸缩线圈51具有比弹簧件48小的弹簧力；伸缩线圈51的弹簧力需要将衔铁板44紧靠在板件41A的底表面41Ab上，但却是小的弹簧力，其大小程度使得不能防碍弹簧件48的动作。
而且，其结构使得制动件49的底端49A和板件41A的上表面41Aa之间的接触区域S1小于板件41A的底表面41Ab和衔铁板44之间的接触区域S2。
由于电磁阀4的前述结构，当电磁线圈43B没有励磁电流的时候，衔铁栓柱41被弹簧件48弹性偏压，并且电磁阀4呈现出阀关闭状态，球保持件46与排出通道35的开口紧密接触。此时，衔铁板44通过伸缩线圈51的弹簧力而受压，与板件41A的底表面41Ab接触。
当励磁电流经过电磁线圈43B的时候，电磁铁43的磁引力将衔铁板44向着电磁铁43移动，此时衔铁栓柱41向着电磁铁43移动。衔铁板44将衔铁栓柱41向着电磁铁43移动，直到板件41A的上表面41Aa与制动件49的底端49A接触。结果，电磁阀4呈现出阀打开状态，球42与排出通道35的开口分离开前述指定的长度。
如前面提出的，接触区域S1被设置得小于接触区域S2。因此，即使电磁阀4的电特性应该通过使用由低硬度材料制成的衔铁板44得到改善，板件41A和衔铁板44之间的磨损效果能够减小到与板件41A和制动件49之间的磨损效果相同或更小的水平，所述低硬度材料比如低碳软磁材料、磁不锈钢或类似物。
结果，即使在磁特性方面优秀的低硬度材料被用作衔铁板44的材料，在制动部分的两个位置的磨损，如上面所述，可以开始平衡的磨损状态。由此可见，以后在为衔铁板44选择材料的时候可以使用高度柔性的材料，这能够使电磁阀的操作响应度和稳定性改善。此外，能够实现的优点是个别产品之间具有很小的差别，且容易获得最小量的燃料喷射。
工业实用性如前面所提出的，根据本发明的燃料喷射器在选择衔铁板材料的时候实现了显著的柔性，同样地，帮助改善了燃料喷射器的特性。
权利要求
1.一种燃料喷射器，由一个喷嘴体和连接于一喷嘴架上的一个电磁阀构成，其结构使得燃料从所述喷嘴体中的喷射被所述电磁阀控制，所述燃料喷射器的特征在于所述电磁阀包括一个电磁铁，所述电磁铁装配有一个磁极、一个衔铁栓柱、一个支撑/引导件、一个弹簧件、一个制动件以及一个衔铁板，所述衔铁栓柱的一端连接有一个阀件，另一端形成有一个顶部，所述支撑/引导件用于支撑和引导所述衔铁栓柱，以使其能够向着和远离所述磁极移动，所述弹簧件用于在阀关闭的方向上弹簧偏压所述阀件，所述制动件设置在所述顶部相对处，用于限制所述阀件的最大行程，所述衔铁栓柱穿过所述衔铁板，以将所述衔铁板设置在所述顶部和所述阀件之间，并且所述衔铁板与所述电磁铁协作使所述衔铁栓柱抵抗着所述弹簧件的弹簧力而向着所述制动件移动，所述衔铁板和所述顶部之间的接触面积大于所述顶部和所述制动件之间的接触面积。
2.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述制动件是安装在所述磁极上的一个圆柱形元件，所述圆柱形元件的一端与所述顶部接触，以限定所述阀件在所述阀打开方向上的最大位移。
3.如权利要求2所述的燃料喷射器，其中，所述所述圆柱形元件设置在形成于所述磁极中的一个圆柱形空间内。
4如权利要求3所述的燃料喷射器，其中，所述弹簧件是一个卷簧，并且所述卷簧容纳在所述圆柱形元件中。
5.如权利要求1所述的燃料喷射器，进一步包括用于将所述衔铁板压到与所述顶部相接触的一个伸缩线圈，所述伸缩线圈的力小于所述弹簧件的力。
6.如权利要求5所述的燃料喷射器，其中，所述伸缩线圈位于所述衔铁板和所述支撑/引导件之间。
7.如权利要求5所述的燃料喷射器，其中，所述顶部是在所述衔铁栓柱一端上的一个板件。
8.如权利要求7所述的燃料喷射器，其中，所述衔铁板的一部分适合于受压与所述板件相接触。
全文摘要
一种燃料喷射器(1)，其结构使得燃料喷射受一个电磁阀(4)的控制，所述电磁阀(4)包括一个电磁铁(43)，一个衔铁栓柱(41)，具有与之相连的一个球(42)和一个板件(41A)，并且在阀关闭方向上受到一个弹簧件(48)的偏压，一个制动件(49)，其限定了板件(41A)的移动，以限制球(42)的最大行程，以及一个衔铁板(44)，衔铁栓柱(41)穿过衔铁板，并且衔铁板与电磁阀(4)协作，所述衔铁板(44)和所述板件(41A)之间的接触面积(S2)大于板件(41A)和所述制动件(49)之间的接触面积(S1)。
文档编号F16K31/06GK1723345SQ20048000173
公开日2006年1月18日 申请日期2004年6月3日 优先权日2003年6月4日
发明者久保贤一, 星川荣二 申请人:株式会社博世汽车系统