[发明专利]用于控制流体流动的电磁致动器和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种用于控制流体流动的方法和设备，特别地涉及通过电磁致动器控制流体流动的方法和设备。

背景技术

电磁致动器常用于控制向内燃机中注入燃料。在一例子中，燃料被输送到燃料喷射器的增压室中，柱塞(响应凸轮机构的转动而移动)向来自增压室的燃料施加压力。当燃料喷射器中的电磁螺线管通电时，一连接增压室与低压油箱的控制阀关闭，来自增压室的燃料被压向燃料喷射器的尖端、经过燃料喷嘴、随后进入发动机的燃烧室。但是，在电磁螺线管不通电时，控制阀保持打开，来自增压室的燃料被压入低压油箱中而不是经燃料喷嘴压入燃烧室。

如图1所示，上述电磁致动器可包括具有外极5a和内极5b的定子5以及位于内极5b与外极5a之间环绕内极5b的线圈7。定子5和线圈7可位于定子壳体8的孔内。该壳体8中形成有一高压流体孔9，以用于将流体从增压室(未示出)输送到燃料喷射器的喷嘴(未示出)、随后注入发动机的燃烧室。

以往已对用于控制流体流动的电磁致动器作出种种改进。例如，对定子的外极和内极设计出各种几何形状，意图在于增加极的面积从而增大致动力。但是，随着内、外极尺寸的增加或改变，定子和定子壳体的几何形状变得复杂，以例如(i)保持期望的产品封装尺寸和/或(ii)确保壳体8内的高压流体通道9受足够高强度的壳体材料的支承，以便在壳体8中输送高压流体而不发生破裂。此外，尽管以往提出了各种几何构型的内外极、线圈和定子壳体，但这些几何形状的制作成本的增加可能导致性价比降低。

可通过提供改进的并能够在定子-线圈作用力大小、流体通道强度与生产成本和能力之间更有效地取得平衡的致动器结构来进一步改进现有的用于控制流体流动的方法和设备。

本发明的目的是克服通过电磁致动器控制流体流动的现有装置和方法中存在的一个或多个缺陷。

发明内容

本发明的一个方面提供一种用于控制流体流动的电磁致动器。该致动器可包括一具有内极构件和外极构件的定子。该外极构件中具有一用于将流体输送通过该外极构件的流体通道。该致动器还可包括在内极构件与外极构件之间围绕内极构件设置的线圈。该致动器还可包括一衔铁，该衔铁能够在由定子和线圈产生的磁场的作用下移动并可被操作以用来影响流体通过流体通道的输送。

本发明的另一方面提供一种通过致动器控制流体流动的方法。该方法可包括：对位于内极构件与外极构件之间的线圈进行通电或断电而产生或改变磁场；响应磁场的产生或改变，移动衔铁；以及响应衔铁的移动使流体输送通过位于外极构件内的流体通道。

应该理解，上述概述和以下详述只是例示性和解释性的，并不是对如权利要求所限定的本发明的限制。

附图说明

包括在本说明书中、构成本说明书一部分的附图示出本发明示例性实施例或特征，这些附图与该说明一起用来解释本发明的原理。附图中：

图1为一现有技术的电磁致动器组件一部分的示意性横截面图；

图2为本发明一实施例的燃料喷射器的部分主视剖面示意图；

图3为图2的定子线圈组件的部分俯视透视图；

图4为图2的定子线圈组件的部分仰视透视图；

图5为图2的外极构件的俯视图；

图6a和6b为其上装有衔铁的图2的定子线圈组件的部分俯视和仰视透视图；

图7为图2的内极构件的部分俯视透视图；

图8为图2的内极构件的部分仰视透视图；以及

图9为本发明的可选实施例的其上装有衔铁的定子线圈组件的部分仰视透视图。

尽管这些附图示出本发明的示例性实施例或特征，但这些附图的尺寸比例不必与实物相符，为更好示出和说明本发明某些特征可夸大某些特征。这些范例只是示出本发明示例性实施例或特征，并不应理解成对本发明的范围有所限制。

具体实施方式

下面详细说明本发明的实施例或特征，本发明的各例子示出在各附图中。在这些附图中所有相同或相应的标号表示相同或相应的部件。

下面参见图2，用于控制流体流动的电磁致动器如燃料喷射器10可包括由彼此联接的多个部件构成的燃料喷射器体部11。燃料喷射器体部11中有一柱塞孔12，该柱塞孔中有一由某些合适装置一例如由液压或凸轮驱动的挺杆组件一驱动而作往复运动的柱塞13。柱塞孔12的一部分和柱塞13可限定一燃料加压室14，该燃料加压室经高压通道15和喷嘴室16与喷嘴出口17连通。一针阀构件20通常被弹簧22偏置在堵塞喷嘴出口17的位置上。喷射过程中，针阀构件20上升到打开位置而打开喷嘴出口17。