[发明专利]一种电磁式喷射阀以及用于操作电磁式喷射阀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车内燃机的燃料喷射系统使用的电磁式喷射阀，尤其适用于将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中。

背景技术

现有的电磁式喷射阀通常具有一个电磁阀组件以及可运动的运动组件，电磁阀组件通电后使得电磁阀组件和衔铁形成的电磁阀产生电磁力，电磁力克服弹簧力带动运动组件在开启位置和关闭位置之间轴向移动从而实现电磁式喷射阀的开启和关闭。市场上常见的这种用于火花点火发动机的电磁式喷射阀的喷射压力最高为15MPa。然而，随着排放法规越来越严格，对汽车尾气中未燃碳氢和氮氧化合物等的含量要求也更高。如果汽车发动机使用的喷射阀能够喷射15MPa以上甚至30MPa以上压力的燃料，喷射产生的雾化颗粒会更小，使得发动机内燃料与空气混合得更加均匀，喷射的燃料能够完全燃烧，最终减少排放污染物的生成。

为了实现较高的喷射压力，CN102472214A公开了一种流体喷射器以及用于操作流体喷射器的方法，该流体喷射器只有一个电磁阀，包括至少第一线圈和第二线圈，且操作经由施加到所述两个线圈中的至少一个电信号磁性地驱动铁芯。当操作两个线圈的两个电信号时，可形成两个线圈串联后产生的电感量，从而产生较大的电磁力，最终实现较高的喷射压力。但是，由于电磁材料的磁特性，随着电信号的增加，电感量增大，当电磁材料达到饱和磁感应强度时，电感量也达到最大值，不能再增大，此时电磁力也就增加到极限值，因而喷射压力只能达到如200bar的最大压力上限值，如果想要依靠单个电磁阀提高更高的喷射压力，则效果不会明显。

CN1776214B公开了一种带有柱塞电磁激励的燃料喷射器，该喷射器具有两个电磁体，即喷射器的管状壳体的外表面具有两个环形槽，其中每个环形槽中缠绕有电磁体的对应线圈。两个电磁体共同作用，通过产生叠加后的电磁力实现喷射器较高的喷射压力。该喷射器的电磁阀均采用了无骨架的自粘结线圈，该线圈使用覆盖有绝缘涂层的绝缘线圈线，并在绝缘涂层上涂覆具有自熔合特性的熔合接合层。当线圈温度升高时，该熔合接合层受温度的影响熔化，使得缠绕在环形槽内的各层线圈粘结在一起，当温度降低时，整个线圈冷凝成一定形状。然而，这种技术方案的缺点在于，无骨架的自粘结线圈工艺复杂、难以定位，其熔合接合层受温度影响较大，高温会影响线圈的绝缘性进而对电磁阀的可靠工作产生不良的影响。另外，该结构不能按照发动机的需求提供不同区间范围的喷射压力，当发动机处于低负荷区时，只需要低喷射压力的喷雾就可以实现缸内良好的燃烧，过高的喷射压力反而会增加整个发动机的研发成本；而当发动机处于高负荷区时，过小喷射压力的喷雾会产生缸内的异常燃烧，不能实现节油的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种能实现不同区间喷射压力的喷射性能的电磁式喷射阀以及用于操作电磁式喷射阀的方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种电磁式喷射阀，包括多孔喷嘴、管状壳体、针阀体、运动组件和用于控制运动组件在打开位置和关闭位置之间轴向移动的电磁阀组件；所述电磁阀组件包括至少两组电磁阀，其特征在于：所述至少两组电磁阀的线圈并联电连接，可单独通电工作或相互组合通电工作。

其进一步特征在于：所述管状壳体包括一体式设置的第一铁芯、第二铁芯、中间连接部分和下端固定部分；所述电磁阀组件包含第一电磁阀和第二电磁阀；第一线圈、第一铁芯、第一衔铁、导磁件和线圈罩构成电磁式喷射阀的第一电磁阀；第二线圈、第二铁芯、第二衔铁、导磁件和线圈罩构成电磁式喷射阀的第二电磁阀；其中第一线圈、第二线圈、导磁件和线圈罩组成整体式的线圈总成。

进一步的：所述的管状壳体中的第一铁芯的内径d1小于第二铁芯的内径d2，所述第一衔铁的外径D1小于第二衔铁的外径D2，使得第一铁芯与第一衔铁配合作用，第二铁芯与第二衔铁配合作用，所述第一线圈的绕制匝数要小于第二线圈的绕制匝数；第一电磁阀产生的电磁力F1小于第二电磁阀产生的电磁力F2。

所述的管状壳体的环形内表面和针阀体的环状内表面连接形成整个长度方向上延伸的燃料通道，管状壳体的环形内表面容纳所述的第一衔铁和第二衔铁。

所述的第一铁芯与第一衔铁之间的间隙δ1小于第二铁芯与第二衔铁之间的间隙δ2。

一种用于操作上述的电磁式喷射阀的方法，其特征在于：首先确定电磁式喷射阀内的燃料压力；其次根据燃料压力选择单个线圈或多个线圈相互并联组合工作，将电信号施加到所选择的分组。