[发明专利]包含带有阶梯式电枢的电动致动器的阀组件

说明书

一种用于泵的阀组件包括电动致动器，该电动致动器包含定子和电枢，其中电枢包括顶部电枢表面和下部形成间隙的表面，顶部电枢表面面向定子并且具有向内升高的外形，该外形在径向向内的位置形成凸起的表面，下部形成间隙的表面处于径向向外的位置，该径向向外的位置在当启动电动制动器时在电枢和定子之间形成间隙，以便于排出流体并且避免产生高速度，潜在地破坏流体流动。

技术领域

本发明大体上涉及电动致动器中的电枢设计和操作，并且更具体地 涉及一种包含成形为限制由阀组件中的电枢运动而排出的流体的高速 流动的电动致动器电枢的阀组件。

背景技术

许多不同的泵设计用于传输和加压流体。在诸如内燃机的燃料系统 方面，电子控制的高压燃料泵是常见的并且用于加压诸如柴油燃料的燃 料，以注入到发动机气缸中。已经证明，高压燃料喷射策略对于减少排 放操作是有效的。在一种设计中，高压燃料泵进给所谓的共轨，该共轨 提供存储一定量加压燃料的流体贮存器，用于输送到多个燃料喷射器。 在其他设计中，燃料泵单独地与燃料喷射器相关联，并且被称为单元泵。

为了实现对这种泵内的运动部件的高水平控制，诸如螺线管致动器 的电动致动器用于控制阀定位和流体连接件。当施加电流时，螺线管产 生磁场，其可以产生具有足够能量的局部力以致动燃料系统硬件内的部 件。多年来，工程师们已经尝试了各种不同的电动制动器和泵设计。随 着压力的不断增加以及对燃油喷射量、燃油喷射率和其他性能的控制， 燃料泵内的电动致动器和相关的阀部件倾向于相对快速地移动并且能 够以相对高的力冲击阀座、止动件或其他表面。通过Shorey等人的美国 专利第5,743,238号获知一种示例燃料泵设计。在Shorey等人示出的配 置中，电动致动器用于控制明显地改变位置以交替地允许或阻止燃料流 到泵送室的阀。

发明内容

在一个方面，阀组件包括阀构件和电动致动器，电动致动器含有定 子和联接到阀构件的电枢。电枢包括电枢板，该电枢板限定电枢中心轴 线，并且可响应于电动致动器的能量状态的变化而在静止位置和启动位 置之间移动以改变阀构件的位置。电枢板包括顶部电枢表面、底部电枢 表面以及外部周边表面，顶部电枢表面面向定子，外部周边表面围绕电 枢中心轴线周向地延伸并且在顶部电枢表面和底部电枢表面之间轴向 地延伸。顶部电枢表面包含向内地逐渐变细的外形和下部形成间隙的表 面，向内地逐渐变细的外形在在邻近启动位置处的定子的径向向内的位 置形成凸起表面，下部形成间隙的表面在启动位置处的电枢和定子之间 形成间隙的径向地向外位置处。

在另一方面，一种操作阀组件的方法包括改变阀组件的电动致动器 的能量状态，以及将与阀组件中的阀构件联接的电枢从静止位置朝向电 动致动器中的定子移动，以响应于电动致动器的能量状态的变化。该方 法还包括停止电枢在启动位置的移动，在该启动位置，电枢的径向向内 位置处的凸起表面与定子的面相邻。该方法还包括在位于电枢的径向地 向外位置处的下部形成间隙的表面和定子面之间的启动位置处形成间 隙，并且借助于间隙从电枢和定子之间排出流体。

在又一方面，泵包括泵壳体和泵送元件，泵送元件可在形成于泵壳 体中的泵室内的缩回位置和前进位置之间移动。泵还包括阀组件，用于 控制流体流入或流出泵室，并包括阀构件和用于调节阀构件位置的电动 致动器。电动致动器包括定子和电枢，电枢包含顶部电枢表面和底部电 枢表面以及下部形成间隙的表面，顶部电枢表面面向定子，并且顶部电 枢表面包含在径向地向内位置处形成凸起表面的向内逐渐变细的外形， 下部形成间隙的表面处于径向向外的位置。电枢处于静止位置，在该静 止位置，每个凸起表面和下部形成间隙的表面与定子间隔开，并且可移 动到启动位置，在该启动位置处，凸起表面与定子相邻并且下部形成间 隙的表面与定子间隔开并形成用于从电枢和定子之间排出流体的间隙。

附图说明

图1是根据一个实施例的泵的剖面侧视图；

图2是根据一个实施例的处于第一状态的阀组件的部分的示意图；

图3是图2的阀组件处于第二状态的示意图；