具有同轴布置的两个阀的高压流体控制电磁阀装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN86102235

申请日:

1986.04.01

公开号:

CN86102235A

公开日:

1986.11.26

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)申请日:1986.4.1公告日:1990.3.14|||授权|||审定||||||公开

IPC分类号:

F02D1/02

主分类号:

F02D1/02

申请人:

日本电装株式会社; 丰田自动车株式会社

发明人:

宫木正彦; 伊吹典高; 谷太喜男; 田口厚; 篠田和夫; 小出纮; 小林文明

地址:

日本爱知县

优先权:

1985.04.01 日本 68847/85

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利代理部

代理人:

包冠乾;卢宁

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内容摘要

一种高压流体控制电磁阀装置由一个执行件部分和一个包括有导阀及主阀的阀装置部分所组成。该导阀安装在上述主阀里,结果在主阀的滑阀的内外两边形成两个液体腔,这样只要导阀被关闭着,不管在这些腔内的流体压力如何,主阀总是保持关闭状态。导阀包含有一个与执行部分的衔铁(14)相连接的阀芯,它在线圈绕组通电时受杆(13)的推压而关闭导阀,阀芯的常态是被偏置于阀开一方;断电时,导阀打开、主阀打开,溢流燃料、中止燃料的喷射。

权利要求书

1: 一种用于开启与关闭高压流体通道的高压流体控制电磁阀装置由以下构成: (a)一个电磁执行机构部分,它具有一个衔铁、一个线圈绕组和一个定子,它起一个电磁线圈的作用并形成一个磁回路: (b)一个阀装置部分、它用以隔断高压流体的流动,该阀部与所说电磁执行部分隔开,该阀部有一个起小流量导阀作用的第一阀和一个作为大流量主阀的第二阀,该第一阀常态时被偏置在开启方向上,而所说的第二阀常态时则被偏置于关闭方向上,还设有一个液体腔、其一壁由所说的第二阀构成,该液腔通过设在所说第二阀上的一个孔与所说的第二阀阀座部位的一个上游部分联通,该第二阀由所说的液腔的液体压力推向关闭的方向; 所说的电磁阀装置是这样构成的,即该衔铁的运动通过一个固定在衔铁上的杆状构件被传递给所说的第一阀,从而形成整体式的运动,该杆状构件能够在设在该定子部分中心的一个导孔内移动,该高压流体通道在所说绕组通电状态下随着第一阀的关闭而关闭,并在所述绕组断电时,随着所说第一、第二阀的开启而开启。
2: 根据权利要求1所说的高压流体控制电磁阀装置,其特征在于所说的杆状构件是由非磁性的材料做成的,并在其滑动表面和与所说阀部部件相接触的部分做了硬化处理。
3: 根据权利要求1所说的高压流体控制电磁阀装置,它还包括有一个由一种硬质材料做成的衬套构件,该衬套构件介于所说定子中心部所设的导向孔与所说长构件的滑动表面之间。
4: 根据权利要求1所说的高压流体控制电磁阀装置,其特征在于用以偏置所述第一阀的弹簧、其构成为,一个用以偏置该阀于开启 位置的第一弹簧和一个用以偏置所说衔铁和固定于其上的杆状构件于关闭位置的第二弹簧,这样所述第一阀是由所述第一、第二弹簧的一个合力实现偏置的。
5: 根据权利要求4所说的高压流体控制电磁阀装置,其特征在于所说的第一和第二弹簧具有至少包括弹簧常数、自由长度、弹簧丝直径以及圈数都相等的特征,在阀的关闭方向上的一个偏置力是通过改变所说第一和第二弹簧的设定长度所得到的一个合力而实现的。
6: 根据权利要求5所说的高压流体控制电磁阀装置,还包括有一个调整螺钉,借助于该螺钉,所说第二弹簧的设定长度可由外边进行调整。
7: 根据权利要求1所说的高压流体控制电磁阀装置,其特征在于所说的第一阀是安装在所说的第二阀中。
8: 根据权利要求1所说的高压流体控制电磁阀装置,其特征在于所说具有第一、第二阀的阀部安装在所说电磁执行件部分的一个壳体内,所述的阀部和电磁执行件部分可以分别独立地进行装配然后被总装成一个整体,这样在把两者放在一起后通过在所述壳体上砸边的方法将上述壳体固定在所述阀部的一个构件上。
9: 根据权利要求1所说的高压流体控制电磁阀装置,其特征在于一个轴向延伸的长孔在衔铁的头部处敞口,而一个小孔与所述长孔成直角相交并与之联通,该小孔在所说杆状构件的一个较低位置上有开口,这样使该杆状构件的上游部分和其下游部分互相联通,从而与所说第一阀形成一个液体通道。
10: 根据权利要求1所说的高压流体控制电磁阀装置,其特征在于环绕所说衔铁设有一个园周间隙,在所说定子和与该定子套装式连接的一个线圈轴之间,作为对上述的园周间隙的继续、设置了一个 类似间隙的通道,为了联通该类似间隙的通道与所说阀的外部设有一孔,这样该类似间隙的通道和该孔就可以用来沟通所述衔铁和所述电磁阀装置的外部以形成一个来自所说第一阀的液体通道。
11: 根据权利要求10所说的高压流体控制电磁阀装置,其特征在于所说设在该定子部分和线圈绕轴向的类似间隙的通道是由许多沿轴向设置在该线圈绕轴内表面上的沟槽所组成。
12: 根据权利要求9所说的高压流体控制电磁阀装置,其特征在于连通所述第一阀与所述电磁阀装置外部的液体通道形成了一个空间,它在所说的电磁执行件的壳体,线圈绕轴两端面的法兰部分及定子板之间,以该阀轴心线为中心,同心地布置了许多的O型密封圈,将该空间部分密闭地限制起来。
13: 根据权利要求1所说的高压流体控制电磁阀装置,其特征在于一个小液腔由一个环槽构成,环槽环绕着作为大流量主阀用的第二阀的阀座,并在该阀座的下游方向上紧接着该阀座,至使所述第二阀流出的流体经该小液室排放到所述阀部的外边。
14: 一种用于开启与关闭高压流体通道的高压流体控制电磁阀装置,其组成为 (a)一个螺旋线圈装置,它具有一个定子,一个与该定子相联系的线圈和一个当该线圈通电时被吸向所述定子的衔铁;及 (b)一个阀装置,与所说螺旋线圈装置在轴向上相隔一定距离、并对所说衔铁的运动作出反应,该阀装置具有: (ⅰ)一个小流量的导阀,它设有一个在其一端上带有导阀阀头的导阀滑阀和一个带有导阀阀座的导阀阀体,该导阀滑阀被可滑动地承放在该导阀阀体内以使该导阀阀头能与该导阀阀座接触以关闭该导阀,该导阀滑阀在常态下通过一弹簧偏置在阀开启的方向上。 (ⅱ)大流量的主阀,它设有一个在其一端带有主阀阀头的主阀滑阀及一个带有主阀阀座的主阀阀体,该主阀滑阀可滑动地承放在该主阀阀体内以使该主阀阀头能与该主阀阀座接触以关闭该主阀,该主阀滑阀常态下通过另一个弹簧偏置在阀关闭的方向上; 至少所述导阀阀体有一部分安装在所述主阀滑阀的轴孔里,这样在该导阀阀体外表面与该主阀滑阀的内表面之间形成一个第一液腔,该第一液腔经设在该主阀阀头上的一个小孔与一个由该主阀阀头和该主阀阀体的一个轴孔底部所限定的第二液腔通道,该第二液腔与液源连通,在高压状态下接受流体,这样当所说导阀被关闭时该第一、二液腔被液体充满,所说主阀阀座的直径小于该第一液腔的直径,结果该主阀滑阀由于该第一、二液腔间的液压差被推向阀关闭的方向; 所说衔铁的运动经由固定在该衔铁上的杆状构件被传递到该第一阀,结果形成整体式的运动,该杆状构件在所述定子中心上的导向孔内是可移动的,当所述线圈通电时、随着所述第一阀的关闭、所说高压流体通道也被关闭,而在线圈断电时,随着该第一、二阀的开启、该高压流体通道也被开启。
15: 一个和内燃机一起使用的带有一种改进了的电磁阀装置的燃料喷射设备,该燃料喷射装置的构成为: (a)一个分配泵,它用来通过一个与发动机旋转同步驱动的柱塞压缩燃料的作用、将来自燃料源的燃料喷射进所说内燃机的一个或多个汽缸; (b)参考角信号发生装置,它对所说柱塞的运动做出反应; (c)一个电子控制器,它对该参考角信号作出反应以便发出一个输出信号、根据该信号决定被喷射的燃料量;及 (d)一个高压流体控制电磁阀装置,它用以开启和关闭在所说 分配泵中的高压流体通道,该电磁阀装置具有: (ⅰ)一个电磁的执行机构部分,它具有一个衔铁、一个线圈绕组和一个定子,其作用为一个电磁线圈并形成一个磁回路: (ⅱ)一个阀装置部分、用以隔断高压流体的流动,该阀部与所说电磁执行部分隔开,该阀部有一个作为小流量(导阀)用的第一阀和一个作为大流量主阀用的第二阀,该第一阀常态时被偏置在开启方向,而所说的第二阀常态时被偏置于关闭方向,还设置了一个液体腔、其一壁由所说的第二阀构成,该液腔通过一个在所说的第二阀上设置的孔与所说第二阀的阀座部位的一个上游部分联通,该第二阀由所说的液腔的液体压力推向关闭的方向; 所说的电磁阀装置是这样构成的,即该衔铁的运动通过一个固定在衔铁上的杆状构件被传递给所说的第一阀,从而形成整体式的运动,该杆状构件能在所述定子部分中心的一个导孔内移动,该高压流体通道在所说绕组通电状态下随第一阀关闭而关闭,而在绕组断电时,随着所说的第一、第二阀的开启而开启。

说明书


具有同轴布置的两个阀的高压流体控制电磁阀装置

    本发明是有关用于控制喷射进入某种内燃机的燃料量的一种流体控制电磁阀。更具体地说是一种用于在燃油喷射泵的每个工作循环中,一个可以任意选定的时刻,在高压状态下溢流燃油的电磁阀;通过这种燃油喷射泵将燃油喷射进发动机的汽缸,这种发动机可以是一种柴油机。

    采用一个电磁阀使高压燃油直接溢流的这种方案及喷射量控制系统的构想,在将燃油喷射进一种内燃机的技术中是已知的,尤其是在柴油机技术中。例如日本专利公开说明书51-34936就公开了这样一个用于柴油机的燃油喷射系统。根据上面业已提到的该系统,在一个沟通泵的离压腔与低压侧之间的通道上设置了一个电磁阀。在泵的工作循环周期内按固定周期产生的一个不变的参考信号发出时起算,经过一个可任意选定的固定时间间隔后,或者经转过一个凸轮角后,该电磁阀开启,结果高压燃油溢流,从而控制了燃油的喷射量。与采用定位齿条或定位套来控制燃油喷射量的通常机械式调节器相比,这种系统结构简单,同时也能适合采用电子控制方式。

    上述的高压直接溢流系统存在的一个问题是,在耐受一个柴油喷射泵的泵腔压力时,即至少要耐受200-400公斤/厘米2的压力,如何保持阀的关闭状态;以及如何很容易地制造这样一种具有高可靠性的小尺寸的电磁阀,按照发动机的每分钟转数推算,该阀最大的工作响应频率要达到200Hz。不仅如此,这种电磁线圈还得具有一个在激磁状态下使阀关闭的结构,也就是说其作用方向与通常流体控制阀相反,因为必须这样才能在发生类似导线断了、电信号发出的情况下,中止燃油喷射,从而以安全的方式使车辆的发动机熄火。虽然一种带有快速响应的电磁阀在专利出版59-211724中提出,但这种电磁阀不具有在激磁(通电)状况下关闭该阀的结构。

    一种在激磁状态下实现关闭的这种类型的电磁阀虽然可以从日本专利公开说明书58-84050和58-84052以及美国专利4,480,619中得知,但用以推动一个球阀头部的针体直径必须小于与该球阀相联的一个阀座的直径,这样,由于具不可靠、不耐用,至使要用这种阀结构来处理高压状态下的流体则很困难。

    本发明旨在克服那些目前大量采用的电磁阀中上述固有缺点,该电磁阀用于在高压状态下将燃油喷射进内燃机里去的那种直接溢流系统中。

    因此本发明的一个目的是提供一种新式的和适于应用的电磁阀或是阀装置。通过它,现行采用的流体控制电磁阀存在的诸多问题可得以令人满意地解决。

    本发明已经解决了高压直接溢流系统的上面提及的问题,并且预期提供一种流体控制电磁阀,它能够通过使用一个电磁阀的直接溢流系统来控制喷射量。

    依照本发明,它的一个特点是提供了一种与直接溢流型燃油喷射系统一起应用的电磁阀装置。该装置体积小,并且能耐受高压。同时这种电磁阀装置显示出令人满意的快速响应能力及高的可靠性。

    本发明的另一个显著特点是,为了预防可能出现的危险情况,该电磁阀被设计成在上述阀断电时呈开启式。

    本发明现提供一种高压流体控制电磁阀装置,用以开启和关闭高压流体的通道,其构成为:一带有衔铁,绕组和定子的电磁执行件部分,它起到一个电磁线圈的作用并形成一个磁回路;还有一个阀装置部分,它在高压下隔断流体的流动,所说的阀部分与所说的电磁执行件部分是隔开的,该阀部包括一个起小流量导阀(控制阀)作用的第一阀与一个起大流量主阀作用的第二阀两部分所组成,所说第一阀,其常态时偏置于开启一方,而所说的第二阀,其常态时偏置于关闭一方。有一个液体腔,该腔的一壁是由上述的第二阀构成,它通过由所说的第二阀上提供的一个小孔与该第二阀的一个阀座部分向外的上游部分连通;该第二阀通过该液体腔内的液体压力被推向关闭的方向。所说电磁阀装置是这样做成的:一块衔铁的运动通过固定在该街铁上的杆状构件被传递到第一阀上,至使完成如同一个整体式的运动,该杆状构件在所说定子部分的中心上所做的导孔内是可移动的,该高压流体通道与该第一阀间的关闭是在该绕组线圈处于通电状态下发生的,而该高压流体通道与所说一、二阀间的被打开则是上述绕组线圈处于断电状态下发生的。

    本发明还提供一种高压流体控制电磁阀装置是用以开闭高压流体通道的,其构成为:一个电磁线圈装置,它具有一个定子和一个与该定子相连的线圈绕组,以及一个被设计成当该线圈绕组通电时能被吸向所说定子的衔铁。一个阀装置,它与所说电磁线圈装置在轴向上相隔一定距离,并对所说衔铁的运动做出反应。该阀装置有一个小流量的导阀,在其一端上设置一个带有导阀头部的导阀滑阀,该小流量导阀还没有一个带导阀阀座的导阀阀体。所说导阀滑阀可滑动地安装在所说导阀阀体中以使所说导阀滑阀的头部与所说的导阀阀座接触从而关闭所说导阀,该导阀滑阀其常态时由一个弹簧推向开启的方向;上面所说阀装置还包括有一个大流量的主阀,该主阀有一个在其一端带有主阀阀头的主阀滑阀及一个带有主阀阀座的主阀阀体。该主阀滑阀可滑动地安装在所说主阀阀体内,以使得主阀阀头能与所说主阀阀座接触而关闭该主阀。该主阀滑阀在常态时偏向于阀关闭方向的一侧,这是通过采用另一弹簧实现的。所说的导阀阀体至少有一部分包容在所说主阀滑阀的轴孔里,以使在该导阀阀体的外部表面与该主阀滑阀的内表面间形成一个第一液腔。该第一液腔通过设在该主阀阀头上的一个小孔与由该主阀阀头和所说主阀阀体的轴孔底部所形成的第二液腔联通。该第二液腔与液源联通,在高压下接受液流,结果当所说的导阀被关闭时,该第一和第二液腔都充满了液体。该主阀阀座有一个比所说第一液腔直径更小的直径,为的是在该第一、二两液腔之间形成一个压力差而使该主阀的滑阀偏置于阀的关闭方向上。所说衔铁的运动由固定于该衔铁上的一个杆状构件传输至第一阀、从而实现一种整体式的运动。该杆状构件在定子中心处所设的导向孔内是可移动的。当上述线圈绕组通电时,随着该第一阀的关闭、该高压流体通道被关闭;而当该线圈绕组断电时,随着所说第一、第二阀的开启,该高压流体通道也被开启。

    本发明还进一步提供了一种供内燃机使用的带有一种改进了的电磁阀装置的燃油喷射设备。该设备由以下几部分构成:一分配泵,其作用为,以一个与发动机的旋转同步的被驱动的柱塞对来自油源的燃油进行压缩,而使之喷射进入一个或多个所说的内燃机汽缸中;一个参考角信号发生装置,它对该柱塞的运动作出响应;一个电子控制器,它对该参考角信号作出反应以产生一个输出信号,根据这个信号就能对所喷射的燃油量进行控制;一个高压流体控制电磁阀装置,它是在上述分配泵中用以开启和关闭高压流体通道的。这个电磁阀装置的构成有:一个由衔铁、线圈绕组及定子组成的电磁执行器部分,其作用相当于一个电磁螺旋线圈并形成一个磁回路;还有一个阀部,其作用是在高压下隔断液流。这个阀部与所说电磁执行器部分是间隔的。阀部有一个第一阀,其作用是一种小流量的导阀;而第二阀是大流量的主阀。该第一阀常态时偏置于开启一方,而该第二阀常态时偏置于关闭一方,一个液体腔,其一壁是由所说第二阀形成的,该液体腔通过设在所说第二阀上的一个小孔与该第二阀的一个阀座部分以外的上游部分连通。由于该液体腔内的液体压力的作用,所说第二阀则被偏置于关闭的位置上。所说的电磁阀装置是这样构成的:即该衔铁的运动通过固定于这个衔铁上的一个杆状构件传送到所说第一阀上,结果形成一个整体式的运动。这个杆状物体可在该定子部分中心处所设的导向孔内移动。所说高压流体通道在该线圈通电时随着上述被关闭的第一阀而关闭;而上述线圈断电时该通道随着所说的第一、第二阀的开启而开启。

    本发明的目的与特点结合附图通过下面的最佳实施例的详细叙述会得到更清楚的了解。

    图1是按照本发明构思的一个实施例的电磁阀装置剖视图。

    图2是设有图1中的电磁阀装置的一个燃料喷射设备的略图。

    图3是用以描述该燃料喷射设备工作的全时图表。

    所有图中相同的或相应的元件和部件以相同的标号表示。

    参看图1,这里显示了根据本发明构思所实施的电磁阀装置的一张简化的剖视图。用标号1表示的一个电磁阀装置被安装在一个分配型的燃油喷射泵的分配器的头部2上。一个高压通道3与一个图中未予表示的柱塞泵的泵腔连通,而一个溢流通道4与一个未予表示的低压泵箱连通。电磁阀装置1大体呈园柱形,而各组成部件被安装在一个阀壳体5里,它还起到一个形成电磁线圈的磁回路的部件作用。在壳体5的上部安装了一个电磁执行件部分101,其作用为一个电磁线圈,在该壳体5的下部装着的即是阀部102,其作用为在高压状态下隔断液流。

    现在来叙述电磁执行部分101的结构。壳体5的园柱体上方外部形成一个电磁线圈的磁轭部分6,而该体偏上方内部的园柱体部分形成一个电磁线圈的定子部分7。该磁轭部分6和定子部分7之间装进一个电磁线圈,它由人造树脂做成的线圈绕轴8及绕组9所构成。该绕组9通过导线10连接到一个用以接收使线圈激磁的操作信号的电控制装置上去,该电控装置图中未表示出来。在定子部分7的轴心设有一个导向孔11,在此孔中一种由坚硬材料做成的套状构件12用压力压在孔中,而后固定在该孔中。由套状构件12支持的是一个可在轴向滑动的杆状轴形构件13。该杆状构件13用非磁材料做成,并对其滑动表面和与阀部构件相接触的下端进行硬化处理。该杆状构件13的上部固定着一个环状衔铁14,它对着该定子部分7的上端进行安装。在衔铁14的四周装置有一个环状定子板16,此两者园周之间留有一定的间隙。定子板16和一个顶板17采用将磁轭6的上部敲弯成凸边18的方式被牢靠地固定在该壳体5上。该定子板16和磁轭6通过磁性联接,即线圈绕组9形成了一个磁回路,其磁力线是这样回环的:它顺序通过了装进了线圈绕轴8的定子部分7、间隙、衔铁14、园周间隙15、定子板16、磁轭6、再回到定子部分7。绕组9被通电时,衔铁14即被吸向定子部分7。

    在该顶板17的中心部分加工有螺纹,为的是能将调整螺钉19拧进去。在调整螺钉19和衔铁14之间装进了一个压缩弹簧20,它将衔铁14和杆状构件13压向图中的向下方向。这个弹簧20和用以导阀偏置的第一弹簧在释放方向上是相平衡的,这在下文中还要谈到,在下文中称为第二弹簧。

    在杆状构件13上设有一个长孔21,该孔在轴向上延伸,并在向上的一方有开口,该长孔上还有一个小孔22以成直角方向与该长孔21联通,为的是在衔铁14上面的空间23与由套状构件12下方的导向孔11所形成空间之间建立联通的关系。线圈绕轴8的内面上在轴向设有许多的沟槽24,为的是形成一种类似通道的间隙,它把该线圈绕组8的上下两端的凸缘表面联通起来。在壳体5上加工有一个斜孔25,它将溢流通道4和许多沟槽24联通一气,因此在套状构件12下面的导孔11、通过小孔22、长孔21、衔铁上方的空间23、园周间隙15、许多沟槽24和斜孔25与溢流通道4相联通。为了密封联通的通道,O型环26、27、28和29被同轴地分别安装于顶板17与调整螺钉19之间、顶板17与定子板16之间,定子板16与线圈绕轴8的上方凸缘部分之间,以及线圈绕轴8的下方凸缘部分与壳体5之间,使杆状构件13之轴对准中心。此外,另一个O型环30被安装在该泵体的分配器头部2和壳体5之间,以使该泵能被密封地装配好。

    在该壳体5的上端套筒式地装有一个盖环31。在壳体5中凡是O型环26-29以外的各空间、例如在盖环31和环32间及绕组9与壳体5之间,全部装填有环氧树脂33,于是没有任何空间留下,这样做改善了机械强度,同时由线圈绕组9所产生热也可有效地扩散。

    接下来要叙述的是阀部102的结构。阀部102由以下部分构成:第一阀,其主要元件是导阀芯40和一个导阀阀体41,其作用为一个小流量的导阀;以及第二阀,其主要元件为主阀滑阀42和主阀阀体43,其作用为一个大流量的主阀。

    在壳体5的下方设有一个园柱状沉孔、或轴孔,其中套装进一个隔片44,隔片被用来调整轴向的装配尺寸,壳体5的下方安装有导阀阀体41(一般做成中空的园柱形),以及一个中空的园柱状的主阀阀体43。壳体5的下方凸缘部分46被制成与在主阀阀体43沿园周做出的槽45相贴合,以使主阀阀体牢固地固定住。

    在主阀阀体43的轴孔内可伸缩地承放有一个中空园柱形的主阀滑阀42,它能精确地做轴向滑动并保证密封。主阀滑阀42下端有一个园周部分,它起主阀头部的作用并与一个封住主阀阀体43轴孔底部的环状主阀阀座面部分47接触。主阀滑阀42被一个压缩弹簧48压向图中向下的方向,也就是封闭该阀座部分47的方向。当该电磁阀装置1被装到喷射泵的分配器头2上时,该主阀阀体43的较低端即安装在一个固定于分配器头部2上的环形的座板49上,该阀体较低端压在座板49上,于是,围绕该主阀阀体43的空间50就与溢流通道4联通,而所述高压通道3则被限定住并密封住。在该主阀阀体43的底部设有一个孔103,它联通由主阀阀体43和主阀滑阀42所围成的一个高压腔51和高压通道3。在主阀阀体43上的轴孔中加工有一个环形槽52,它正好环绕座面部47并紧靠座面部47的下游方向以形成一个小腔。该环形槽52通过许多横贯的孔53与园周空间50联通。

    在园柱形主阀滑阀42的轴孔内承放着园柱形导阀阀体41的下部。主阀滑阀42的内表面、导阀阀体的外表面和主阀阀体形成了一个液体腔54。该液腔54既是一个滑阀阀腔,可使主阀滑阀42沿轴向滑动,同时也是一个压力弹簧45的弹簧室。该液腔54通过一个设在主阀滑阀42底部的小直径的孔55和高压腔51联通,而该高压腔的位置在该座面部分47的上游方向,并且液体腔54也与设在导阀阀体41底部的一个导阀阀座56处的开口彼此沟通。

    在导阀阀体41内,以精密配合的形式装有一个可轴向滑动的导阀阀芯40,其下端与在该阀阀体41的底部开口104相接触,以形成一个该导阀的座面部分56。该导阀阀芯40通过一个压缩弹簧57被偏置于图中向上的一方,也就是在该座面56的开启方向上。该压缩弹簧57与上面提到的第二弹簧20是相平衡的,它在下文中将被称为第一弹簧57。导阀阀芯40的一个法兰部分105与杆状构件13的下端接触并压向杆状构件13。如上所述,该杆状构件13由第二弹簧20偏置于向下的方向,结果,导阀阀芯40由第一弹簧57和第二弹簧20的一个合力(压力差)的作用而被偏置于图中向上的一方,也就是座面部分56开启的方向。

    第一弹簧57的规格,例如弹簧常数,自由长度、弹簧丝直径、圈数,与第二弹簧20的规格完全一致,然后通过调节调正螺钉19以改变第二弹簧的设定长度,借此改变第一弹簧57的设定长度,用这两个弹簧所产生的力差以获得图中方向向上的一个偏置力。

    在上述导向阀阀芯40的侧面的一部分做出一个切口58,为的是使一个位置在导阀阀座部分56下游方向上的阀腔59与安装有第一弹簧57的弹簧室60相联通,而该弹簧室60又进一步与上述电磁执行部分的导孔11联通。于是,通过导阀阀座部分56的燃油,流经阀腔59、切口58、弹簧室60、导孔11、杆状构件13上的小孔22和长孔21、衔铁14上方的空间23、衔铁14和定子板16间的园周间隙15,在线圈绕轴8的内表面上的许多沟槽24以及斜孔23,最后到达溢流通道4。

    导阀开启时,在阀座部分56处的流量应大于通过去阀滑阀42上的孔55的流量这是必要的,并且最好是前者的流量比后者流量值的1.5倍要小些。依据发明人的实验,当导阀阀芯40的开口处的提升量是0.1毫米左右,而孔55的直径是0.4-0.6毫米之间时,取得所要求得到的结果。此外,当主阀滑阀42的提升量在0.1-0.9毫米之间时,获得理想结果。更进一步说,在衔铁14与定子部分7之间设置稍许间隙就更好了,以便当该导阀关闭时,也就是说在线圈9迫电状态下衔铁14被吸向定子部分7时,能给该导向阀阀芯40以一个适当的压力。适当选择垫片44的厚度可以使上述小间隙的最佳值为大约0.1毫米左右。

    图1中的电磁阀装置,其操作过程如下述。自由状态下线圈9未予通电,同时也无液体压力在高压通道内产生,导阀阀芯40在第一弹簧57和第二弹簧20的合力作用下向上方抬起,此时导阀阀座部位56是打开的,而主阀滑阀42则由压缩弹簧48的压力被压向下方,这样该主阀的阀座部位47像在图1中显示的那样,是被关闭着的。

    线圈9通电激磁时,衔铁14被吸向定子部件7,这样杆状构件13向下压导阀阀芯40,至使导阀阀座部位56关闭。由一个图中未予表示的泵,将高压通道3内的高压燃油送进电磁阀装置1中的高压腔51,燃油通过主阀滑油阀42的孔55进入液体腔54,由于该导阀阀座部是被关闭着的,在高压腔51内的液体压力等于在液压腔54内的液体压力。如果研究作用于主阀滑阀42向上和向下的液体压力的话,该液体压力是以一个承受压力面积等于一个其直径与该主阀滑阀42的外直径相等的园的面积上的压力向下作用的(关闭方向)。另外一方面,液压力又以一个承受压力面积等于一个其直径与该阀座部位47的直径相等的园的面积上的压力向上作用(开启方向)。由于该主阀滑阀42的外径比该座面47的直径要大,那么当然,作用在主阀滑阀42上的含力就是向下的(关闭方向)。因此该主阀滑阀在压力作用下压在阀座部位47上,该压力随着在高压腔51内的液体压力的增加而增加。结果,在高压通道3里的液体压力不论有多高,该阀座部位47也被牢固地关闭着,并且此时燃油在高压下的洩漏现象也得以避免。另外一方面,该导阀阀座部位56是这样设计的,即在阀座部位56处的流量比通过孔55的流量大,而又比通过该孔55的流量1。5倍值小,就象上面已经说过的那样。由于阀座部位56的直径做得足够小,通过液体压力来抬升该导阀阀芯40的力相对就小了,这样该阀座部位56通过一个小的衔铁14吸引力就能牢靠地被关闭住。结果,形成电磁线圈的电磁执行件部分101的部分,例如像线圈绕组9就可以做得很小。

    当线圈9的激磁停止,衔铁吸引力即行消失,这样一直被杆状部件13压着的导阀阀芯40。由于第一弹簧57和第二弹簧20合力的作用以及作用到阀座部位56上液体压力的作用,立即抬升从而使导阀阀座部分56被打开。然后、在液压腔54里的高压燃油流经阀座部位56、阀腔59、切口58、弹簧室60、导孔11、小孔22、长孔21、衔铁14上部的空间23,衔铁14和定子板16间的园周间隙15、线圈绕轴8的内表面上所设的许多沟槽24及斜孔25,最后到达溢流通道4。当燃油通过线圈绕轴8的内表面上的许多沟槽24时,这些燃油能将线圈绕轴8上的热带走,以利于热从线圈9上消散。在这里,由于在阀座部位56处的流量比通过孔55处的流量要大,所以从孔55处流进的液流不足以补充从阀座部位56处外流排出的液流,因此在液体腔54里的压力会突然降低。结果液体腔54里的压力会比在高压腔51里的压力低得多。所以,主阀滑阀42就被高压腔51里的压力而推向上方。使主阀的大直径阀座部位47打开。之后,在高压腔51里的大量高压液流流到环形槽52中。该环形槽52缓解了高压下燃油流动所造成的振动,同时也减少了空穴现象的发生。该环槽52在对阀座部位47作切削加工过程中还能被用作退刀槽。燃油流进环槽52中,然后经由许多横交孔53流出,进到主阀阀体43周围的空间50,然后再流向溢流通道4,并从通道4中出去,从而完成了高压下燃油的溢流。

    这种电磁阀装置1是与直接溢流型的燃油喷射泵配用的,现将简要叙述具有这种电磁阀装置的燃油喷射泵的工作过程。

    图2是经简化后的、采用单缸系统的燃油喷射设备总体结构的一张简图。由于一个凸轮202的操纵,一个燃油泵200的柱塞201压缩予先已吸进到泵腔203内的燃油。在凸轮202的压缩冲程中,泵腔203中的燃油通过卸荷阀204和钢管205从一个喷油嘴206里喷进一个图中未予表示的发动机燃烧室内。另一方面,该泵腔203经由高压腔3和带有溢流通道4的电磁阀装置1与一个低压泵箱207连通。因此,当该电磁阀装置1在燃油喷射中被打开阀门时,高压燃油即刻溢流进入溢流通道4以终止燃油的喷射。该电磁阀装置1的开/关控制是由一个带有微型电子计算机的电子控制装置208实现的。其过程可以设计为:每当柱塞到达下死点处,一个脉冲发生装置就将一个参考信号输入到电子控制装置208,该脉冲发生装置包括有一个同轴地安装在凸轮202上的齿轮209和一个参考信号检测器210。

    图3是一张表示这种操纵的同步定时图表,在该图表中,参量(a)表示活塞201的升程;(b)一个参考信号、(c)表示一个供给电磁阀装置1的激磁脉冲,及(d)喷油咀206的喷射流量。

    当该电子控制装置208终止电磁阀装置1的激磁时,并且自参考信号后、经过发动机转过一个固定的角度,就会引起电磁阀装置1开启即实际是经过了一段时间T之后,这里,转过的一个固定的角度即被转换成在该电子控制装置中的一个时间的间隔,这时,高压状态下的燃油溢流了,从而终止了燃油的喷射。通过调整电磁阀装置的开启定时状态,燃油的喷射量Q就能够得到控制。然后在一个固定的时间“t”之后,电磁阀装置1又被激磁,再度关闭其阀为下一次燃油的喷射作准备。

    如此说来,本发明的这种电磁阀装置是具有一个重要特点,即是当激磁停止时,该电磁阀装置是开启的,因此当电子控制装置208与电磁阀装置1之间的导线连接中有导线断开等情况发生时,该电磁阀装置保持开启状态,此时,在柱塞腔203中的高压燃油将全部溢流而进入溢流通道4而不会从喷射咀中喷出,结果发动机熄火,车辆会安全地停下来。换句话说,导线断开决不会导致险情发生,只会产生安全的结果,因此可以说本发明的这种电磁阀装置具有失效状态下的安全结构。如果一个电磁阀装置被设计成在激磁状态下开启的形式,该电磁阀装置在电线断开后就会保持关闭,结果不能溢流,因此相当柱塞提升量的大量燃油被喷射出。这样的燃油喷射可能会导致危险情况产生,同时这也不是我们所期望的。

    除去以上所述的,本发明还有以下优点。

    (1)由于衔铁14是通过弹簧20和57被向上偏置的,也就是说是被压向阀门开启的方向,因此由于定子部分7的剩磁作用而引起的导阀阀芯的阀门开启时间的滞后就很小,至使阀的灵敏度令人满意。

    (2)由于用以偏置导阀阀芯40于开启方向的弹簧装置是由第一弹簧57和第二弹簧20所组成,且两者具有同一规格,并且由于作用于该导阀阀芯40上的一个偏置力是在开启方向上,而该偏置力是由为偏置该导阀阀芯40而用的两个弹簧的设定长度不同而引起的两弹力之差所提供的,于是这两个弹簧是彼此相抵的,所以可以期望,第一弹簧57和第二弹簧20的改变是一种缓慢的改变,作为对该电磁阀装置的灵敏性有着重要影响的偏置力就能够在一个很长的时期内稳定住,因此而得到的一个优点就是,一个电磁阀装置的响应特性能在一个长时期内得以保持。

    (3)还有,由于装设了用于调整第二弹簧20设定长度的调整螺钉19,所以能精确地调整导阀阀芯的偏置力,因此也就减小了大批产品中存在的反响时间方面的差异。

    (4)由于流出导阀的燃油被设计成通过设在线圈绕轴8内表面上的许多沟槽24,该流经的燃油即可冷却线圈绕轴8,起到消散绕组9产生的热的作用。

    (5)由于供导阀流出的燃油通道都布置在由一系列O型环26-29所限定的密封范围以内,O型环被安排成与该阀体中心线同轴,这样线圈9的激磁就能保持在干燥状态下进行而无须暴露于油中,从而安装中电气方面的处理,例如绝缘处理,就很容易。

    (6)由于由导阀阀芯40和导阀阀体41形成的第一阀、是承放于组成第二阀的主阀滑阀42和主阀阀体43的轴孔中,所以包括有两个阀的阀部体积可以做得很小。这样使整个电磁阀装置就有可能做得尽量的小。

    (7)由于采用了这样的结构:即阀部安装在了有电磁执行件部分101的壳体5内,而且该壳体5的凸缘部分46是围绕着主阀阀体43外园周上所设的槽45弯凸的从而形成了一种不可拆卸式的固定联接。这使得作为机械产品的阀部102和作为电器产品的电磁执行件部分101有可能分别制造,单独地装配,然后再总装成一体。而这一点从制造工艺角度考虑是很先进的。

    上述实施例只作为本发明的一个例子,因此那些凡属于技术领域中的专业技术人员所能做出的诸多修改和变化都当被视为没有超出本发明的范围,这是不言而喻的。

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一种高压流体控制电磁阀装置由一个执行件部分和一个包括有导阀及主阀的阀装置部分所组成。该导阀安装在上述主阀里,结果在主阀的滑阀的内外两边形成两个液体腔,这样只要导阀被关闭着,不管在这些腔内的流体压力如何,主阀总是保持关闭状态。导阀包含有一个与执行部分的衔铁(14)相连接的阀芯,它在线圈绕组通电时受杆(13)的推压而关闭导阀,阀芯的常态是被偏置于阀开一方;断电时,导阀打开、主阀打开,溢流燃料、中止燃料。

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