用于喷射阀的阀组件和喷射阀
技术领域
本发明涉及一种用于流体喷射阀的阀组件和一种流体喷射阀，例如车辆的燃料喷射阀。它特别涉及电磁喷射阀。
背景技术
为了防止颗粒形式的污染物进入喷射阀，颗粒过滤器通常布置在喷射阀的流体入口部分附近。然而，这种颗粒过滤器不能防止颗粒进入阀的顶部区域，所述颗粒来自例如由部件清洁、压配合操作和激光焊接产生的内部污染。这产生喷射器卡在打开位置的可能风险。
文献US 2011/0006136 Al公开了一种具有颗粒过滤器的喷射阀，该颗粒过滤器直接布置在围绕球的阀座上方。该过滤器适用于防止颗粒进入密封区域。然而，这种喷射器包括特殊部件，球引导件或球止挡件，以在其向上和向下移动中引导球。颗粒过滤器集成在球引导件或球止挡件中。
然而，新的喷射器设计采用并集成了球引导件。集成球引导件由座主体实施，该座主体是阀主体的整体一部分，并形成阀座和球引导件。用作球引导件的座主体紧密围绕球，以执行其引导功能。因此，不可能将US 2011/0006136 Al中公开的颗粒过滤器与具有集成的球引导件设计的喷射阀一起使用。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于喷射阀的阀组件和一种喷射阀，该喷射阀克服了上述困难和/或通过最小化喷射器卡在打开位置的风险来提供喷射阀的稳定性能。
这些目的通过根据独立权利要求的用于喷射阀的阀组件和喷射阀来实现。
在从属权利要求、以下描述和附图中详述了有利的实施例和发展。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于喷射阀的阀组件，该阀组件包括具有中心纵向轴线的阀主体，该阀主体包括具有流体入口部分和流体出口部分的腔体。腔体包括从流体入口部分延伸到底部表面的第一部分和从底部表面中的中心开口向下朝向流体出口部分延伸的第二部分。
阀组件还包括能够在腔体内轴向移动的阀针，即，阀针布置在腔体内并且能够以往复方式相对于阀主体轴向移位。阀针包括轴和球，球与阀座配合，以在关闭位置防止流体流通过流体出口部分，并在另外的位置释放流体流通过流体出口部分。球可以固定到轴，例如通过焊接连接。球也可以通过成形轴的末端来形成。
阀组件还包括座主体，该座主体是阀主体的整体一部分，并形成阀座和球引导件。阀组件还包括电磁致动器单元的电枢，该电磁致动器单元被设计成致动阀针，该电枢被布置在腔体的第一部分中。
颗粒过滤器完全布置在腔体的第二部分中。颗粒过滤器在下文中被称为“下部颗粒过滤器”，因为其位置邻近流体出口部分。阀组件还可以包括邻近流体入口部分(特别是在电枢的上游)的上部颗粒过滤器。
优选地，下部颗粒过滤器在朝向流体出口部分的轴向方向上与底部表面间隔开。在一个实施例中，下部颗粒过滤器定位在座主体的上游。特别地，整个下部颗粒过滤器定位在座主体的外部。方便地，下部颗粒过滤器可以邻近或邻接座主体布置。例如，在一些实施例中，下部颗粒过滤器可以支承在座主体的上游表面上。
由于座主体是阀主体的整体一部分，应当理解，座主体形成阀主体的一部分。座主体通常不是与围绕针轴的阀主体的部分一体形成的。相反，座主体是单独的部分，其例如通过压配合接合到围绕针轴的阀主体的部分。在阀座的区域中，该座主体构成阀主体，并且因此形成阀主体的整体一部分。
这种阀组件的优点在于，通过引入对来自外部或内部来源的污染的阻碍，提高了喷射器的可靠性，所述污染可能导致喷射器卡在打开位置，或者危及密封区域，增加泄漏率或者完全或部分地堵塞座孔。此外，集成球引导件为球提供了非常稳定和可靠的引导，导致阀组件即使在高压条件下也能可靠和精确地操作。有利的是，球引导件不是由相对容易变形的下部颗粒过滤器提供，而是由球和刚性座主体之间的直接接触提供，刚性座主体可以容易地以小公差制造。
根据本发明的一个实施例，下部颗粒过滤器的至少一个元件固定到阀针。
基本上，利用喷射器的集成球引导件设计，下部颗粒过滤器可以固定到阀针，或者固定到阀主体，或者固定到两者。下部颗粒过滤器可以仅由一个元件组成，但也可以包括几个协作的元件。
根据另一个实施例，下部颗粒过滤器由固定到针的一个元件构成，特别是由一个元件组成，其中在下部颗粒过滤器的外边缘和阀主体之间形成间隙。在这种情况下，间隙可以代表下部颗粒过滤器和阀主体之间的环形空隙，该环形空隙在周向方向上完全围绕下部颗粒过滤器延伸。
根据该实施例，计算间隙，以便避免下部颗粒过滤器和阀主体之间的接触，而不影响过滤效率。
该实施例的优点是在下部颗粒过滤器和阀主体之间不发生机械相互作用，这有助于减少部件的磨损。
根据一个替代实施例，下部颗粒过滤器由固定到针的一个元件构成，即特别是由一个元件组成，其中下部颗粒过滤器的一个部段由阀主体弹性地支撑。
根据该实施例，在下部颗粒过滤器和阀主体之间没有间隙或空隙。相反，由阀主体弹性地支撑的下部颗粒过滤器导致下部颗粒过滤器和阀主体之间的紧密机械接触。由于回弹力，下部颗粒过滤器不会由于针的移动而与阀主体分离。针的移动将带走下部颗粒过滤器的至少一个部段，同时由阀主体弹性地支撑的下部颗粒过滤器的另一个部段保持与阀主体接触。为了实现这一点，下部颗粒过滤器可以是弯曲的，例如波纹管形的，并且在组装过程中被预加载。
该实施例的优点在于，下部颗粒过滤器覆盖整个燃料通道。
根据一个替代实施例，下部颗粒过滤器由至少两个元件构成，第一元件固定到阀针，第二元件固定到阀主体。在一个发展中，下部颗粒过滤器由第一元件和第二元件组成。
在这种情况下，第一元件和第二元件可以在阀的打开和关闭期间保持彼此接触。为了实现这一点，第一元件可以由第二元件弹性地支撑。该实施例的优点在于，下部颗粒过滤器覆盖整个燃料通道。
替代地，可以在第一元件和第二元件之间形成间隙，使得两个元件之间没有机械相互作用。计算第一元件和第二元件之间的间隙，以避免两个元件之间的接触，而不影响过滤效率。
根据本发明的一个方面，提供了一种具有所述阀组件的流体喷射阀。喷射阀特别地可以是车辆的燃料喷射阀。
喷射阀的优点在于，可以防止由于密封区的区域中的污染而导致的喷射器卡在打开位置事件和泄漏。喷射阀操作特别稳定和可靠。
附图说明
根据下面结合示意图描述的示例性实施例，用于喷射阀的阀组件和流体喷射阀的进一步优点、有利实施例和发展将变得显而易见。
图1示出了具有集成球引导件的喷射阀的横截面；
图2示出了穿过根据本发明的第一实施例的喷射阀的下部的横截面；
图3示出了穿过根据本发明的第二实施例的喷射阀的下部的横截面；
图4示出了穿过根据本发明的第三实施例的喷射阀的下部的横截面；以及
图5示出了穿过根据本发明的第四实施例的喷射阀的下部的横截面。
具体实施方式
图1和图2中所示的流体喷射阀1特别适合于给内燃发动机定量供给燃料。然而，本发明也可以用于其他类型的喷射阀。
喷射阀1包括阀组件3。阀组件3包括具有中心纵向轴线L的阀主体4。壳体6部分地围绕阀主体4布置。
阀主体4包括腔体9。腔体9具有流体出口部分7。流体出口部分7与设置在阀主体4中的流体入口部分5连通。流体入口部分5和流体出口部分7特别地定位在阀主体4的相对轴向端。腔体9接纳阀针11。阀针11包括针轴15和焊接到针轴15的末端的密封球13。
在阀针11的关闭位置，它密封地搁置在阀座17上，阀座17具有构成流体出口部分7的至少一个喷射喷嘴。预加载的校准弹簧18朝关闭位置在针11上施加力。在阀针11的关闭位置，防止流体流通过至少一个喷射喷嘴。喷射喷嘴可以是例如喷射孔。然而，它也可以是适用于定量供给流体的一些其他类型。
阀组件3设置有电磁致动器单元19。电磁致动器单元19包括螺线管21，螺线管21优选地布置在壳体6内。此外，电磁致动器单元19包括电枢23。壳体6、阀主体4的部分和电枢23形成电磁回路。电枢23能够在腔体9中轴向移动，并通过形状配合固定到阀针11。
腔体9包括第一部分25和第二部分27。第一部分25从流体入口部分5向下朝向电枢23下方的底部表面29延伸。第二部分27从底部表面29中容纳针轴15的中心开口31向下朝向流体出口部分7延伸。
从图1右侧的详图中可以看出，阀组件3具有集成的球引导件。它包括座主体33，座主体33在流体出口部分7的区域中形成阀主体4。座主体33形成阀座17，并在向上和向下移动中引导球13。为了实现引导功能，座主体33具有引导表面34。引导表面34特别地在周向方向上与流体通道交替，流体可以通过该流体通道在轴向方向上朝向阀座17通过球13。在图1右侧的详图中，球13的右侧示出了一个这样的流体通道。
图2示出了喷射阀1的下部，其对应于图1所示的喷射阀1，除了在腔体9的第二部分27中增加了下部颗粒过滤器35之外。
根据图2所示的第一实施例，下部颗粒过滤器35包括第一元件37和第二元件39，并且优选地由第一元件37和第二元件39组成，第一元件37压配合到阀针11，第二元件39压配合到阀主体4并且支承在座主体33的上游表面上。在第一元件37和第二元件39之间有间隙41。沿着间隙41，第一元件37和第二元件39在轴向方向上重叠。两个元件37、39在下游轴向方向上与底部表面29间隔开。
当针11向上行进以打开喷射阀1时，在针11的行进期间，第一元件37和第二元件39之间的重叠a减小，第一元件37和第二元件39之间的间隙41保持。即使当针11已经行进到其最大行程时，第一元件37和第二元件39之间的重叠保持。因此，最大重叠a大于针11的最大行程。
根据该第一实施例，在下部颗粒过滤器35的第一元件37和第二元件39之间没有机械相互作用。这样做的优点是避免了由于部件磨损而产生的问题。
根据附图中所示的所有实施例和本发明的其他实施例的下部颗粒过滤器35可以包括一个或多个带孔的车削或冲压元件或由这样的元件组成，这些孔特别地是机械钻孔或激光钻孔的。该元件也可以是编织网。
图3示出了本发明的第二实施例。根据该实施例，下部颗粒过滤器35包括第一元件37和第二元件39并且优选地由它们组成。然而，根据第二实施例，两个元件37、39之间没有间隙。相反，压配合在针11上的第一元件37由第二元件39弹性地支撑，第二元件39压配合在阀主体4中并搁置在座主体33的上游表面上。由于两个元件37、39的形状和它们之间的回弹力，它们在针11的行进期间保持接触。
图4示出了本发明的第三实施例。根据该实施例，下部颗粒过滤器35仅包括一个元件，该元件为波纹管形并压配合到针11。在喷射阀1的组装期间，下部颗粒过滤器35被预加载，并且下部颗粒过滤器35的一个部段43弹性地搁靠在座主体33的部段上，特别是上游表面上。在针11行进期间，部段43与座主体33保持接触。
图5示出了本发明的第四实施例。根据该实施例，下部颗粒过滤器35仅包括一个元件，该元件为盘形并压配合到针11。在下部颗粒过滤器35的外边缘44和阀主体4之间，存在间隙45。间隙45在针11行进期间保持基本恒定。因此，在下部颗粒过滤器35和阀主体之间没有机械相互作用，从而减少了部件的磨损。
