[发明专利]定子组件及使用该定子组件的燃料喷射器

说明书

技术领域

本发明总体而言涉及用于共轨燃料系统的燃料喷射器的螺线管 (solenoid)特征部，更具体而言涉及一种具有增强性能且节省空间的特征 部的冷却式螺线管组件。

背景技术

在提供提高性能所需要的多功能性同时还减少不期望的排放物方面， 特别是关于压燃式发动机，共轨燃料系统已经显示出相当好的前景。随着 工业上要求更高的喷射压力，较多的问题开始暴露出来。这些问题包括， 为了将诸如螺线管或压电元件等内部电致动器维持在能够保持与快速响应 时间相关的高致动力的温度范围内，可能需要冷却该电致动器。在一些应 用中，尤其是在具有电致动器空间限制的应用中，维持和提高致动器性能 会成问题。例如，在许多应用中，一个或多个电致动器必须全部容纳于喷 射器体内，并且特别是在螺线管的情况下，电致动器的特定部分通常必须 被绝缘材料占用。因此，在螺线管致动器的情况下，在维持或提高磁通传 输的同时还减小与绝缘特性相关的材料体积会成问题。现有技术中的用于 燃料喷射器的螺线管组件通常包括极片，在极片上安装有搭载螺线管线圈 绕组的塑料线轴。由于该绕组通常在附装到极片上之前被缠绕于线轴上， 线轴必须具有足够的结构完整性以经受缠绕处理。最终结果可能是与线轴 相关的材料量比在安装螺线管后正常操作所需要的材料量多。

在典型的燃料喷射器应用中，螺线管致动器联接到阀部件以开启和关 闭一个或多个流体通路从而促进燃料喷射。本领域已出现了两种螺线管。 一种被确定为双极螺线管，通常其特征在于衔铁外缘的直径大于线圈绕组 的外径。衔铁相对于定子在初始气隙位置和最终轴向气隙位置之间移动。 另一种是所谓的单极螺线管，其不仅包括轴向气隙，还包括滑动气隙，衔 铁在该滑动气隙内移动。例如，在发明人为Mesenich的Coltec工业公司 的美国专利4,984,549中公开了一个这样的示例。单极螺线管的特征通常在 于其衔铁外缘与磁通传输部件之间具有滑动磁隙，并且衔铁的直径通常小 于线圈绕组的内径。不论螺线管的类型如何，螺线管组件的磁通传输能力 以及相关阀的速度和响应性会随着温度升高至超过取决于螺线管结构和所 用材料的特定水平而严重恶化。温度升高会造成燃料喷射器内的泄漏、重 复进行致动、甚至从发动机燃烧室通过其他燃料喷射部件进行温度传递。

影响螺线管性能的另一个重要特征涉及将可动衔铁与螺线管组件的静 止磁通传输部件隔开的气隙的大小。较小的气隙会有利于更好的磁通传输， 组成部件的几何变化会使大规模生产的螺线管组件具有产生一致的行为表 现的统一气隙。例如，保持较小的气隙通常要求衔铁例如通过附设于在导 向间隙孔内移动的阀部件上而使其运动被引导。然而，几何公差累加会限 制利用这种策略可用的实际气隙。

本发明旨在解决以上所述的一个或多个问题。

发明内容

在一个方面中，燃料喷射器包括限定有喷嘴出口、冷却入口和排放出 口的喷射器体。螺线管组件设置在所述喷射器体内部，并且包括定子组件， 所述定子组件具有至少一个限定有冷却通路的极片，所述冷却通路延伸穿 过所述极片。冷却路径包括所述冷却通路，并且在所述冷却入口和排放出 口之间延伸。

在另一方面中，燃料喷射器包括喷射器体，所述喷射器体限定有喷嘴 出口，并且包括磁通传输部。单极螺线管组件设置在所述喷射器体内，并 且包括定子组件、衔铁(armature)组件、磁通环部件以及所述喷射器体 的所述磁通传输部。所述衔铁组件包括杆以及具有顶部衔铁表面和侧部衔 铁表面的衔铁。定子组件具有底部定子表面并且包括内极和外极。在所述 定子组件的所述外极与所述喷射器体的所述磁通传输部之间限定有磁隙。 当所述衔铁处于第一衔铁位置时，在所述衔铁的所述顶部衔铁表面和所述 定子组件的所述底部定子表面之间限定有初始轴向气隙。在所述侧部衔铁 表面和所述螺线管组件的所述磁通环部件之间限定有滑动气隙。所述磁隙 和所述滑动气隙小于所述初始轴向气隙。

在又一方面中，用于螺线管的定子组件包括设于金属极片与螺线管线 圈绕组之间的绝缘层。所述绝缘层具有小于400微米的厚度。

附图说明

图1是根据本发明一个方面的共轨燃料系统的示意图；

图2是图1中燃料系统的燃料喷射器的侧剖示意视图；

图3是根据本发明一个方面的定子组件的侧剖视图；以及