[发明专利]受保护的粉末金属定子芯和使用该定子芯的螺线管致动器

说明书

技术领域

本发明总地涉及例如用于燃料喷射器应用的螺线管致动器，更具体地，涉及用于使用粉末金属定子芯的螺线管定子组件的多功能铁磁保护套。

背景技术

螺线管致动器广泛应用于燃料喷射器中来移动控制阀，以便精确地控制燃料喷射器中的流体连接以控制喷射正时和喷射量。随着性能要求逐渐提高，工业领域继续寻求新材料和装配方案以便对现有的螺线管致动器进行改进。一种已表现出有希望提高性能的方案包括在形成螺线管致动器的定子芯时利用软的粉末金属。对于这种材料已知的是，它表现出比铁磁合金材料更好的磁导率特性。不利的是，定子芯中的粉末的单个颗粒之间的粘合力较弱，因此会产生与腐蚀和碎裂有关的新的潜在问题。被释放的粉末材料不仅降低了螺线管致动器的性能，而且由于颗粒碎屑阻止各部件的移动和可能阻塞燃料喷射器的喷嘴出口，还会导致喷射器故障。

美国专利公报2009/0267008教导了使用粉末金属定子芯的螺线管致动器，该定子芯局部镀有非铁材料，以防止粉末颗粒在装配和使用期间破裂和损失。虽然'008专利公报中教导了一种用于保护大部分粉末金属定子芯免于颗粒破裂和损失的方案，但是，这篇文献教导了故意将软的粉末金属表面暴露在定子组件和电枢之间的气隙区域中，燃料位于该区域中并且在使用时随着致动器的每次致动而回旋。因此，'008公报仍然教导了这样的机构，其中，在燃料喷射器的整个使用寿命期间软粉末金属芯与运动的燃料直接接触，由于位于燃料喷射器中的关键位置处的释放的粉末颗粒，这可能会引起腐蚀、降低的性能和潜在的故障。此外，虽然这篇文献教导了用于保护多数软的粉末金属定子芯不发生破裂的方案，但是它也教导了使用非铁磁镀层，这会导致能够用于承载磁通量的宝贵空间反而被无助于支承磁场的保护性镀层占用。

本发明旨在解决上述一个或多个问题。

发明内容

在一方面，一种螺线管定子组件包括壳体，该壳体限定了沿中心线通向一端的内腔。由粉末金属形成的定子芯完全装配在该内腔中，并包括和与中心线同心的圆柱形壁相接的内端面。铁磁保护套具有与定子芯的内端面和圆柱形壁接触的表面。通量环定位在壳体中并与定子芯的外端面接触。螺线管线圈卷绕在线轴上并位于壳体中，并由定子芯环绕。围绕线圈的磁通线穿过定子芯、铁磁保护套和通量环。

在另一方面，一种螺线管致动器包括定子组件，该定子组件具有被接纳在定子壳体中的、由粉末金属形成的定子芯，接触并覆盖定子芯的内端面和圆柱形壁的大部分的铁磁保护套，接触并覆盖定子芯的外端面的通量环，以及被定子芯围绕的螺线管线圈。电枢组件包括附连到轴杆上的电枢，该电枢可相对于铁磁保护套在初始气隙和最终气隙之间移动。弹簧可操作地定位在铁磁保护套中，但是与定子壳体电绝缘。围绕线圈的磁通线穿过定子芯、铁磁保护套、电枢、通量环并回到定子芯。

在又一方面，一种装配螺线管致动器的方法包括：将铁磁保护套的圆柱形部安装到粉末金属形成的定子芯的中心孔中，直到铁磁保护套的盘形部与定子芯的内端面接触。利用定子芯和使铁磁保护套与定子壳体脱离接触的电绝缘腔，使电枢偏压弹簧与定子壳体电绝缘。利用通量环覆盖定子芯的外端面。将螺线管致动器构造成使得围绕线圈的磁通线穿过定子芯、铁磁保护套、电枢、通量环并回到定子芯。

附图说明

图1为根据本发明的螺线管致动器的剖面主视图；

图2为根据本发明的另一方面的铁磁保护套的立体图；

图3为图2的铁磁保护套的剖面侧视图；

图4为图2中示出的铁磁保护套的俯视图；

图5为根据本发明的定子组件的另一实施例的剖面侧视图；

图6为根据本发明的又一实施例的螺线管致动器的剖面侧视图；

图7为图6的实施例的铁磁保护套的立体图。

具体实施方式

参考图1，螺线管致动器10示出为可以出现在用于电子控制式压缩点火发动机的共轨式燃料喷射器的上半部中。螺线管致动器10包括位于致动器壳体13和体部14内的定子组件20和电枢组件12。电枢组件12通常被偏压弹簧65向下偏压以远离定子组件20。当定子组件20的线圈52通电时，围绕线圈52产生磁通线，以朝向定子组件20吸引电枢组件12。电枢组件12从初始气隙81朝最终气隙82移动，并且对应于这两个气隙之间的距离的行进距离可以如此小，以至于在图1的视图中几乎可不见。无论如何，电枢组件12在其从初始气隙81朝最终气隙82行进的整个过程中都不与定子组件接触。