用于燃油喷嘴的 电磁计量阀 本发明涉及一种用于燃油喷嘴特别是内燃机的改进的电磁计量阀。
燃油喷嘴的计量阀一般包括带有排油导管的控制腔，控制腔在一般状态下由预压力为F1的主弹簧通过一阀来关闭，并通过给一电磁铁通电以克服弹簧施加的压力来移动衔铁而被打开。在现有的阀中，衔铁一般固接在一杆上，此杆在固定的导引装置内滑动。
当排油导管被关闭时，所述阀与计量阀之间的碰撞消耗掉了衔铁和杆的动能；而当排油导管被打开时，杆与止动装置间的碰撞消耗了衔铁与杆的回程动能。
这种碰撞产生了很大的力，这个力与衔铁及杆的质量和速度成正比，而与碰撞的时间成反比，碰撞的时间是极短的；由于杆、球及阀体的刚度，这就导致在打开和关闭阀时都会产生相当大地回弹，这样衔铁的动作就不能保证喷油嘴的稳定工作。
对于减少打开和关闭行程时制动质量的回弹，一个建议是使衔铁和杆相分离，并在衔铁与固定台肩之间安装另外一个预压力为F2的弹簧。使得阀处于关闭状态的主弹簧的压力F1作用在轴上，其方向与另加弹簧的预压力F2相反，且其值大于力F2。而在另一种现有的阀中，杆带有一个法兰，法兰安装在一个腔中，燃油在此腔中循环，法兰在该腔中的运动产生一定量的涡流以进一步减小回弹。
然而，这种现有的阀存在着这样的缺点，即在衔铁的两个连续的动作之间不能实现一个小的时间间隔，而这恰恰是为例如高速喷油发动机所要求的。特别是，这种阀不适用于这样的发动机，该发动机在主喷油前需要进行预喷油。在这种情形下，实际上另加弹簧的压力F2不得不加大，以使衔铁在每一次动作后能够快速回到静止位置，并从而保证衔铁的快速正确的重复操作。
然而，由于关闭阀所需的力F等于F1-F2，另加弹簧的预压力F2的增加就意味着主弹簧预压力F1的增加，而由于安装主弹簧的空间较小，故很难增加F1。特别是主弹簧包括螺旋弹簧的情形下，此螺旋弹簧安装在电磁铁的磁芯中，安装主弹簧的空间的增加都必定会导致磁路的改变、使用烧结材料以外的材料制作磁芯以及组装高预压弹簧的困难。
本发明的一个目的就是提供一种简单、可靠的上述类型的计量阀，旨在克服上述在现有的阀中普遍存在的缺点，并能确保衔铁和阀控制杆快速地回到空载位置。
根据本发明，提供了一种计量阀，包括用于控制腔的排油导管的阀；压靠在中间部件上以使所述阀处于关闭位置的第一弹簧；及驱动衔铁的电磁铁，用来经由所述中间部件控制所述阀；所述衔铁与所述中间部件相分离，并通过一第二弹簧抵靠在所述中间部件上，所述第二弹簧安装在所述衔铁与所述中间部件之间，并具有一定的预压，其不影响第一弹簧的动作。
下面参考附图通过例子来描述本发明的两个最佳具体实施例，但本发明并非局限于这两个具体实施例，其中：
图1显示了以本发明电磁计量阀为特征的燃油喷嘴的局部剖侧视图；
图2显示了图1喷油嘴计量阀的放大半剖视图，它是本发明的第一种实施方式；
图3显示了本发明第二种实施方式的喷油嘴计量阀的局部半剖视图；
图4显示了沿图3中IV-IV线的局部剖面图；
图5和图6显示了本发明另外两种实施方式的喷油嘴计量阀的两个局部半剖面图。
图1中的标号5代表燃油喷嘴，例如用于柴油内燃机的喷嘴，它包括与喷咀9相连的中空壳体6，喷咀9的末端带有一个或多个喷油孔11；及在壳体内滑动的控制杆8，它通过档盘10连接到用来关闭喷油孔11的针阀12上。
壳体6包括一个输送管13，进口接头16安装在其中，进口接头连接到常用的供油泵上，输送管还包括孔14(图2)，此孔经过导管17，18和21与喷咀9的喷油腔19相通；针阀12具有一个台肩22，腔19中的受压油作用于其上；压缩弹簧23起到向下推动针阀12的作用。
喷油嘴5还包括一计量阀，其作为一整体由标号24来代表。计量阀又包括电磁铁26，用来控制衔铁27；电磁铁26包括环形的磁芯28，其内装有一电线圈29；磁芯28包括一个与排油接头32同轴的中心孔31，排油接头安装在与磁芯28为一体的一壳体中，并连接到燃油箱。
计量阀24还包括具有法兰34的壳体33，在一般状态下，法兰被外螺纹环形螺母36顶靠在壳体6的台肩上，螺母与在壳体6中形成的排油腔37的螺纹相拧紧；衔铁27大致上呈盘形，具有多个例如三个扇段38(图4)，这些扇段被槽39分开，排油腔37通过这些槽与磁芯28的中心孔31相通。
阀24的壳体33还包括轴向控制腔41，该控制腔又包括与孔14相通的进油导管42，及与排油腔37相通的排油导管43。控制腔41在底部由杆8的顶面限定；由于杆8顶面与台肩22(图1)相比具有较大的面积，故燃油的压力在弹簧23的辅助下，在一般状态时，使杆8处于关闭喷咀9的喷油孔11的位置上。
控制腔41的排油导管43一般由一球形阀44关闭，球坐靠在由导管43的接触表面所限定的锥形基座上；球44被导板46所控制，一中间部件作用在导板上，中间部件包括一圆柱形杆47；衔铁27与衬套48形成一体，衬套沿着杆47的轴向滑动，杆47包括一个C型环49，其与衔铁27的台肩50相配合，以使衔铁27与杆47相脱离。
杆47的一给定长度伸入孔31的内部，其末端带有一个小直径部分51，用来支撑固定装在孔31内的第一压缩弹簧52；杆47在导引装置内滑动，导引装置包括圆柱型套筒53，此套筒与底部法兰54形成一体，法兰具有轴向孔56；在杆47的底部，包括一个与杆为一体的法兰57，它支靠在法兰54的下表面。
环形螺母36使法兰54通过介于中间的用来限定轴47预定行程“h”的校准垫片紧压在阀24的壳体33的法兰34上，当电磁铁26被断电时，弹簧52的预置压力F1能够使杆47带动衔铁27快速向下移动，并通过导板46使球44在导管43上方处于关闭位置。
杆47的法兰57安装在涡流室58内，从控制腔41排出的燃油通过法兰57的动作被压缩或膨胀；在套筒53与环形螺母36之间形成了一个缝隙59，该缝隙能使腔58中的燃油通过孔56流入排油腔37中。
根据本发明，杆47包括部分61，衔铁27的衬套48在其上滑动，而部分62在套筒53内滑动，部分62的直径大于部分61的直径；在部分61与62之间形成了环形台肩63，用来支撑第二个弹簧64，此弹簧作用在衔铁27上，以使台肩50在一般状态下抵靠于杆47的C型环49。
具体地说，弹簧64可以是多簧片弹簧，根据图2所示的实施例中，其包括一组同轴的贝氏弹簧垫圈对；最上面的弹簧垫圈66紧靠在衔铁27上，最下面的弹簧垫圈66紧靠在台肩63上；弹簧64安装在衔铁27的圆盘与环形台肩63之间，其预置压力为F2。
由于弹簧64套紧在杆47上，故可对弹簧64增加一定数量的簧片数以缩短衔铁27回位的时间，进而缩短由电磁铁26引起的计量阀24连续两次动作之间的时间间隔。实际上，弹簧64不再影响球44的密封性，球44的密封性单靠弹簧52来保证，弹簧52由于不必克服反作用弹簧64的弹力，可更为有效地把球44移向关闭位置。另外，对于给定作用于球44的作用力，弹簧52的预压及尺寸都可减小。
上述喷油嘴的工作过程可如下所述。
当线圈29通电时，磁芯28吸引衔铁27，衔铁27又通过台肩50和C型环49有效地拉动杆47克服弹簧52的弹力向上运动；杆47的法兰57在腔58内产生涡流，也就是说，腔58内的燃油一方面被压缩而另一方面又被膨胀，以缓冲杆47的法兰57停靠在固定法兰54上；衔铁27被排油腔37中的燃油制动，其台肩停靠在环49上。由于衔铁27与杆47相脱离，故可分别地吸收这两个部件的动能。
因此，腔41中的燃油压力使球44移向打开位置，把燃油从腔41中卸回到油箱中；腔19(图1)中的燃油压力克服作用在杆8上表面的残余压力，把针阀12抬起，从而把腔19中的燃油经由喷油孔11喷出。
当线圈29断电时，弹簧52推动杆47向下运动，以便通过C型环49下拉衔铁27；杆47的部分动能被法兰57在腔58的燃油中产生的涡流所消耗，以便有效地缓冲碰撞并大致消除杆47、板46和球44的回弹；球44关闭了排油导管43，受压油恢复了控制腔41中的压力，从而针阀12关闭喷油孔11。
在图3-6的实施方式中，杆47部分61和62具有相同的直径-因此制造成本降低-槽65将这两部分分隔开，在槽中装有另外一个C型环70，它用作台肩。在图3、4和5的实施方式中，多簧片弹簧64包括一系列的弹性薄片67，这些弹性薄片与凹盘68形成一体，凹盘具有一个中心孔69并抵靠在环70上；薄片67在数量上等于扇段38，并且紧靠在扇段上。
为了防止衔铁27和弹簧64相对转动，在图3和图4的实施方式中，凹盘68包括一个附件71，该附件位于两个薄片67之间，并插入相邻两个扇段38之间的缝隙39中；在图5所示的实施方式中，衔铁27的扇段38之一包括一个孔腔72，它与弹簧64的弹性薄片67之一相接合。
最后，在图6所示的实施方式中，截锥型螺旋压缩弹簧74被预压在衔铁27与C型环70之间，其大直径一端与衔铁27相接触，而小直径一端与环70相接触。
与现有的阀相比较，从上述的介绍中可以清楚地看到本发明计量阀24所具有的优点。特别是，无需增加反作用弹簧52的预压力，衔铁27的回位速度就可以提高。就这点而论，电磁铁26的力或磁芯28的尺寸无需加大；也不必采用高机械强度的特殊材料或者高成本的生产工艺过程；最后，弹簧64的预压或尺寸也可减小以简化组装。
很明显，可以对这里所描述的计量阀做一定的改动，而不脱离本发明的实质。例如，弹簧64、74也可以采用不同于所描述的其它类型。特别是，在图3和4所示的实施方式中，弹簧64可以包括两个或多个附件71；在图5所示的实施方式中，衔铁27的每一个扇段38都可以包括一个孔腔72；及在图6所示的实施方式中，螺旋压缩弹簧74也可采用圆柱型的，而不采用圆台型的。