CN100467855C - 燃油喷射阀 - Google Patents

Abstract

一种燃油喷射阀包括燃油喷射口，用于切断流入燃油喷射口的燃油的阀芯，以及用于使阀芯远离燃油喷射口从而允许燃油流入到燃油喷射口中的阀芯移动装置。当阀芯在阀芯移动装置的作用下离开燃油喷射口时，只有在阀芯远离燃油喷射口还未到预定程度的时候，力作用装置对阀芯施加力作用使之远离燃油喷射口。

Description

燃油喷射阀

技术领域

本发明涉及一种燃油喷射阀。

背景技术

在日本未经审查的专利申请书2000-257534中公开了一种将燃油喷射到内燃机的燃烧室中的燃油喷射阀。该燃油喷射阀包括一个燃油喷射口(在上述引用的申请书中被称作为“燃油喷射孔”，用标号8表示)，以及一个用于关闭燃油喷射口的元件(在上述引用的申请书中对应为包括一个活塞4、连杆5和阀体6的可动部件4A，在下文将称作为“可动部件”)。在该燃油喷射阀中，该可动部件受到燃油压力所产生的在打开燃油喷射口的方向(在下文中将称作为“阀打开方向”)作用在该可动部件上的力(下文中将称作为“由于燃油压力而产生的阀打开力”)，燃油压力所产生的在关闭燃油喷射口的方向(在下文中将称作为“阀关闭方向”)作用在该可动部件上的力(下文中将称作为“由于燃油压力而产生的阀关闭力”)，以及弹簧所产生的在阀关闭方向作用在该可动部件上的力(在下文中将称作为“弹簧产生的阀关闭力”)。另外，该燃油喷射阀包括一个装置(在下文中将称作为“电磁装置”)，用于电磁地产生在阀打开方向作用在该可动部件上的力。

在上述引用的专利申请书中的燃油喷射阀中，当两个阀关闭力(即，燃油压力产生的阀关闭力和弹簧产生的阀关闭力)的和大于燃油压力产生的阀打开力时，而电磁装置的力(在下文中将称作为“电磁装置产生的阀打开力”)没有产生时，燃油喷射口被可动部件所关闭。另一方面，当电磁装置产生力时，由于电磁装置产生的阀打开力和燃油压力产生的阀打开力两者的和大于燃油压力和弹簧两者产生的阀关闭力总和，可动部件从燃油喷射口移开，从而打开燃油喷射口，并喷射燃油喷射口中燃油。

在上述引用的专利申请书中的燃油喷射阀中，当电磁装置产生力并且可动部件从燃油喷射口中移开时，由于燃油压力而产生的阀打开力随可动部件覆盖的距离增加而增加。当可动部件移动到离燃油喷射口最远的位置上时，由于燃油压力所产生的阀打开力变得最大，并完全等于由于燃油压力而产生的阀关闭力。若在这种情况下电磁装置产生的阀打开力变为零，可动部件就会将燃油喷射口关闭。如上所述，若在这种情况下由于燃油压力而产生的阀打开力完全等于由于燃油压力而产生的阀关闭力，就不能通过控制燃油压力来提高总的阀关闭力。因此，为了使可动部件将燃油喷射口关闭，要求弹簧所产生的阀关闭力相对较大。

当燃油喷射口被可动部件关闭时，由于燃油压力而产生的阀打开力较小。为了在弹簧产生的阀关闭力过大时能将可动部件移开，必须要使用高性能的电磁装置(即，能够产生较大阀打开力的电磁装置)。通常，高性能的电磁装置具有较大的体积。当需要高性能的电磁装置时，就不可避免地使用较大体积的电磁装置，从而也要使用较大的燃油喷射阀。对于燃油喷射阀安装在内燃机内的情况，那么其在发动机内的可安装性就会变差。另外，体积大的电磁装置其响应也慢。

因此，本发明的目的是提供一种不需要大体积电磁装置的燃油喷射阀(一般地，不需要高性能的电磁装置)。

发明内容

为了解决上述的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种燃油喷射阀，包括：

燃油喷射口；

用于切断流入所述的燃油喷射口的燃油的阀芯；

阀芯移动装置，用于将所述的阀芯从所述的燃油喷射口中移开，从而允许燃油流入到所述的燃油喷射口中；

力作用装置，用于当所述阀芯由于所述阀芯移动装置的作用而离开所述燃油喷射口时，只有在所述阀芯已经离开所述燃油喷射口的程度小于预定程度的过程中，对所述阀芯作用使之远离所述燃油喷射口的力；以及

安置阀芯的阀体和阀座，

其中，所述的阀芯在切断流入燃油喷射口的燃油时，与所述的阀座的内壁表面接触，而当阀芯离开所述的阀座的内壁表面时，燃油就被允许流入到燃油喷射口中，

其中当阀芯离开所述的阀座的内壁表面时，燃油绕过阀芯并通过阀芯和所述的阀座的内壁表面之间的空间而流入到阀芯前端部分的附近，

其中所述的预定程度对应于当所述阀芯离开所述阀座的内壁表面时在阀芯和所述阀座的内壁表面之间流动的燃油受到限制的位置与所述燃油不受到限制的位置之间的边界，

其中所述力作用装置包括用于将推力作用在阀芯上的元件，当所述阀芯已经离开所述的燃油喷射口的程度小于预定程度时，所述元件将推力传递到阀芯，并且当所述阀芯已经离开所述的燃油喷射口的程度不小于预定程度时，所述元件的凸缘部分与形成在阀体上的表面接触，从而限制所述元件的运动，由此所述元件不将推力传递到阀芯。

根据本发明的第二方面，提供如第一方面所述的一种燃油喷射阀，其中的力作用装置包括弹性元件，用于产生将阀芯从燃油喷射阀移开的力，该弹性元件产生的力一直作用在阀芯上，直到阀芯从燃油喷射阀中移开到上述的预定程度，而一旦阀芯从燃油喷射阀中移开到预定程度，由弹性元件所产生的作用在阀芯上的力就会停止作用。

根据本发明的第三方面，提供如第一方面所述的一种燃油喷射阀，其中所述用于将推力作用在阀芯上的元件包括压力承受元件，用于承受远离燃油喷射口方向上的燃油压力，而该压力承受元件所承受的力被施加到阀芯上，直到阀芯从燃油喷射阀中移开到上述的预定程度，而一旦阀芯从燃油喷射阀中移开到预定程度，由压力承受元件所承受并作用在阀芯上的力就会停止作用。

通常，燃油喷射阀的阀芯在远离燃油喷射口时在远离燃油喷射口的方向上受到流动到阀芯前端的燃油压力(由于燃油压力而产生的阀打开力)。由于燃油压力而产生的阀打开力随着阀芯远离燃油喷射口的程度而增大。因此，当阀芯到达与燃油喷射口分离的最远点时，由于燃油压力而产生的阀打开力变得最大。因此，为了将阀芯移动到燃油喷射口上并阻止燃油流入到燃油喷射口内，一个与由于燃油压力而产生的阀打开力相当的阀关闭力(即，将阀芯移向燃油喷射口的力)作用在阀芯上。但是，由于燃油压力而产生的阀打开力越小，阀芯离开燃油喷射口的程度就越小。特别地，当阀芯切断燃油流入到燃油喷射口时，由于燃油压力而产生的阀打开力变得最小。因此，为了在流入到燃油喷射口的燃油被切断时将阀芯从燃油喷射口上移开，必须将一个相对较大的阀打开力作用在阀芯上。这个力由阀芯移动装置所施加，为了施加这样的一个相对较大的阀打开力，该阀芯移动装置通常要求是高性能的(或大体积的)。

但是，根据本发明，当阀芯由于阀芯移动装置的作用而离开燃油喷射口时，在阀芯远离燃油喷射口的程度小于预定程度的过程中，力作用装置对阀芯作用一个使之远离燃油喷射口的力。这样，切断燃油流入到燃油喷射口的阀芯可以在阀芯移动装置较小的作用力下远离燃油喷射口。也就是说，根据本发明，并不需要一个高性能的阀打开装置(如大体积的阀打开装置)。

附图说明

在下述结合附图对本发明的实施例的说明中，可以对本发明更加理解。

图1是根据本发明第一个实施例的燃油喷射阀的纵向剖视图；

图2是如图1所示的燃油喷射阀的喷嘴的纵向剖视图；

图3是如图1所示的燃油喷射阀的阀芯的纵向剖视图；

图4是如图1所示的燃油喷射阀的平衡杆的简图；

图5是如图1所示的燃油喷射阀的传递元件的纵向剖视图；

图6是如图1所示的弹性元件的纵向剖视图；

图7是如图1所示的环状元件的纵向剖视图；

图8A是阀芯的抬升量D与作用在阀芯上的力F(F1至F4)之间的关系图表；

图8B是阀芯的抬升量D与作用在阀芯上的阀关闭总力Fc之间的关系图表；

图9是如图1所示的燃油喷射阀在关闭时其组成部件的纵向剖视图；

图10是如图1所示的燃油喷射阀在第一打开状态其组成部件的纵向剖视图；

图11是如图1所示的燃油喷射阀在第二打开状态其组成部件的纵向剖视图；

图12是根据第二个实施例的燃油喷射阀的纵向剖视图；

图13是如图12所示的燃油喷射阀的喷嘴的纵向剖视图；

图14是如图12所示的燃油喷射阀的阀芯的纵向剖视图；

图15是如图12所示的燃油喷射阀的压力承受元件的纵向剖视图；

图16A是阀芯的抬升量D与作用在阀芯上的力F(F1至F4)之间的关系图表；

图16B是阀芯的抬升量D与作用在阀芯上的阀关闭总力Fc之间的关系图表；

图17是如图12所示的燃油喷射阀在关闭时其组成部件的纵向剖视图；

图18是如图12所示的燃油喷射阀在第一打开状态其组成部件的纵向剖视图；以及

图19是如图12所示的燃油喷射阀在第二打开状态其组成部件的纵向剖视图。

具体实施方式

实现本发明最佳的方式将在下面结合附图进行说明。图1示出了根据本发明第一个实施例的燃油喷射阀。在图1中，标号1表示喷嘴，标号2为阀芯，标号3为电枢，标号4为电磁线圈，标号5为平衡杆，标号6为螺旋弹簧。

图2表示的为喷嘴1。如图2所示，沿着喷嘴1的燃油喷射阀纵轴线(下文将简称为“纵轴线”)上形成有一个空间7。该空间7比较狭窄(在下文中附图的下端被称作为“前端”，而上端则被称作为“基部端”)，而限定该空间7的内壁表面9在喷嘴1的前端为圆锥形。另外，燃油喷射口10形成于喷嘴1的前端上。燃油喷射口10与空间7相连通。

图3表示的为阀芯2。即使不用详细说明，也应该知道阀芯2就是用来切断或允许燃油流入到燃油喷射口中。如图3所示，在阀芯2上形成有沿纵轴线方向的基部端空间11和前端空间12。空间11和12相互连通，而基部端空间11的直径要大于前端空间12的直径。在与纵轴线垂直的方向上伸展的通道13形成于阀芯2的前端空间12上。通道13与空间12相互连通。另外，阀芯2的前端比较狭窄，并具有一个圆锥形的外壁表面14。阀芯2的基部端部分15、前端部分16以及位于中间的部分17(下文中将称作为“中间部分”)各自有不同的直径。特别地，基部端部分15的直径最大，前端部分16的直径最小，中间部分17的直径居中。

图4表示的是平衡杆5。如图4所示，空间18形成于平衡杆5内并沿纵轴线方向一直穿透平衡杆5。

如图1所示，包括中间部分17和前端部分16的阀芯2位于喷嘴1的空间7(在下文中将称作为“喷嘴空间7”)内。阀芯2可以在喷嘴空间7内沿纵轴线方向相对于喷嘴而滑动。阀芯2的中间部分17的直径完全与喷嘴空间7的直径相等。因此，在阀芯2的中间部分17的外壁表面与限定喷嘴空间7的内壁表面(下文中将简称为“喷嘴内壁表面”)之间完全没有空隙。另一方面，阀芯2的前端部分16的直径小于喷嘴空间7的直径。因此在阀芯2的前端部分16与喷嘴内壁表面之间形成有一个间隙19。间隙19的基部端部分形成了一个相对较大的空腔(下文中将称作为“喷嘴室”)20。阀芯2的通道13朝向该喷嘴室20。阀芯2的前端部分的圆锥形外壁表面14与限定喷嘴室7前端区域的圆锥形内壁表面9相接触。在下面的说明中，阀芯2的圆锥形外壁表面14被称作为“阀芯底座表面14”，而喷嘴1的圆锥形内壁表面9被称作为“喷嘴底座表面9”，而阀芯底座表面14与喷嘴底座表面9相接触的那部分(包围阀芯底座表面14的那部分)被称作为“底座部分”。当阀芯底座表面14与喷嘴底座表面9接触时，流入到燃油喷射口10的燃油被切断。在这种情况下，没有燃油从燃油喷射阀中喷出。另一方面，一旦阀芯底座表面14离开喷嘴底座表面9，燃油就被允许流入到燃油喷射口10内。在这种情况下，燃油从燃油喷射阀中喷出。

如图1所示，平衡杆5的前端部分被容纳于阀芯2的基部端空间11中。阀芯2可相对平衡杆5而滑动。标号21表示的空腔(下文中将称作为“压力室”)形成于平衡杆5和阀芯2之间。

如图1所示，电枢3固定在阀芯2的基部端上。电磁线圈4位于电枢3的附近并与电源连接。电磁线圈被供电后会产生一个电磁力。该电磁力把电枢3吸引向基部端。根据本实施例，阀芯2向远离燃油喷射口10的方向运动。通过这种方式，阀芯底座表面14离开喷嘴底座表面9。

螺旋弹簧6位于形成在平衡杆5上并朝向前端的外壁表面与形成在电枢3上并朝向基部端的外壁表面之间。该螺旋弹簧6把阀芯2压向在前端部分的燃油喷射口10(下文中将称作为“阀关闭方向”)。

燃油喷射阀包括一个管状元件24，一个弹性元件25和一个环状元件26。图5表示的是管状元件24，图6为弹性元件25，图7为环状元件26。管状元件24用于将弹性元件25的弹性力传递给阀芯2，在下文中该管状元件被称作为“传递元件”。环状元件26是用于调整弹性元件25的弹性力的一个部件。如图5所示，传递元件24包括一个管状体24a和一个凸缘24b，该凸缘24b从管状体24a底部外壁表面上在垂直于管状体24a中心线(纵轴线)并远离管状体24a的中心线而延伸。沿直径方向看，传递元件24位于阀芯2和燃油喷射阀的阀体27之间，以容纳阀芯2的中间部分17。在传递元件24的内壁表面和阀芯2的中间部分17的外围表面之间形成有一个间隙。另一方面，在传递元件24的外围表面和燃油喷射阀阀体27的内壁表面之间没有任何间隙。传递元件24及其上的与燃油喷射阀阀体27的内壁表面接触的外围表面可相对于燃油喷射阀的阀体27而滑动。另外，在如图1所示的状态下，沿纵轴线方向看，在传递元件朝向基部端部分的表面(特别地，凸缘部分24朝向基部端部分的表面)与燃油喷射阀阀体27朝向前端部分的表面27a之间形成有一个间隙(详见图9)。

根据该实施例的弹性元件25是一种圆形盘状弹簧，也可以是一种类似波纹弹簧之类的弹性元件。沿直径方向看，该弹性元件25位于阀芯2和燃油喷射阀阀体27之间，包围着阀芯2的中间部分17。沿直径方向看，环状元件26也位于阀芯2和燃油喷射阀阀体27之间，包围着阀芯2的中间部分17。

从图1中可以看出，沿纵轴线方向看，环状元件26位于喷嘴1的基部端表面上，弹性元件25位于环状元件26上，而传递元件24位于弹性元件25与阀芯朝向前端部分的表面之间。在如图1所示的状态下(即流入到燃油喷射口的燃油被阀芯2切断的状态下)，传递元件24被阀芯2推向前端，从而使弹性元件25被压缩在传递元件24和环状元件26之间。也就是说，在这种情况下，弹性元件25通过传递元件24对阀芯2施加作用力，使阀芯2向远离燃油喷射口10的方向(下文中将称作为“阀打开方向”)运动。

下面将对燃油流入燃油喷射阀内进行说明。燃油从位于平衡杆5的基部端上的开口22中流入到燃油喷射阀内。从开口22中流入到平衡杆5的空间18内的燃油从平衡杆5的前端开口23处流入到压力室21内。流入到压力室21的燃油又流入到阀芯2的空间12中，并通过阀芯2的通道13而流入到喷嘴室20中。流入到喷嘴室20中的燃油流入到间隙19中并到达阀芯底座表面14所处的前端部分附近(下文中将简称为“阀芯2的前端部分”)。如果在这个过程中阀芯底座表面14离开喷嘴底座表面9，到达阀芯2前端部分附近的燃油就会流经阀芯底座表面和喷嘴底座表面9之间，并绕过阀芯2而到达阀芯2的前端部分上。然后，燃油从燃油喷射阀中通过燃油喷射口10而被喷出。

下面将对燃油喷射阀的工作进行简要的说明。根据本实施例，一旦对电磁线圈4进行供电，燃油就从燃油喷射阀中喷出。特别地，当电能输入到电磁线圈4中，电磁线圈4就会产生电磁力。这种电磁力将电枢3吸引向基部端部分。由于电枢3固定在阀芯2上，因此当电枢3被吸引靠向基部端时，阀芯2也同时被吸引靠向基部端。这样，阀芯底座表面14便离开喷嘴底座表面9。通过这种方式，到达阀芯2前端部分附近的燃油便绕过阀芯而到达阀芯2的前端部分。然后，燃油从燃油喷射口10中喷出。另一方面，当电磁线圈4的供电被切断，电磁线圈4也就不再产生电磁力。然后，主要在螺旋弹簧6的压紧力作用下，阀芯2向位于前端部分的燃油喷射口10运动，最后，阀芯底座表面14与喷嘴底座表面9接触。这样，燃油便停止从燃油喷射口10中喷出。

下面将对燃油喷射阀的工作进行详细的说明。参考的附图是图1和图3。在阀关闭方向(阀芯2向燃油喷射口10运动的方向)而作用在阀芯2上的力包括油压引起的力(供应到燃油喷射阀中的燃油的压力平均值)(下文中将称作为“油压引起的阀关闭力”)和螺旋弹簧引起的力(下文中将称作为“螺旋弹簧引起的阀关闭力”)。更特别地，油压引起的阀关闭力由空间11的直径(图3中的直径D1)和油压两者的乘积而确定，螺旋弹簧6引起的阀关闭力是螺旋弹簧6的压紧力。油压引起的阀关闭力保持恒定，与阀芯2的升程(即阀芯底座表面14与喷嘴底座表面9之间的距离)无关。另一方面，螺旋弹簧6引起的阀关闭力虽然随着阀芯2的升程变化而稍稍变化，但也可以基本认为是恒定的，与阀芯2的升程无关。图8A表示了阀芯2的升程D与作用在阀芯2上的力F之间的关系。在图8A中，实线F1表示油压引起的阀关闭力，而实线F2表示螺旋弹簧6引起的阀关闭力。

在阀打开方向(阀芯2远离燃油喷射口10而运动的方向)作用在阀芯2上的力包括油压引起的力(下文中将称作为“油压引起的阀打开力”)和弹性元件25引起的力(下文中将称作为“弹性元件引起的阀打开力”)。更特别地，在阀芯底座表面14和喷嘴底座表面9接触时(即燃油喷射阀关闭时)，油压引起的阀打开力由中间部分17的外径(图3中的直径D2)和底座部分的直径(图3中的直径D3)两者之差乘以油压而确定。另一方面，在阀芯底座表面14离开喷嘴底座表面9时(即燃油喷射阀打开时)，油压引起的阀打开力由中间部分17的外径乘以油压而确定。在图8A中，点划线F3表示油压引起的阀打开力。

从图8A中也可以看出，在阀芯底座表面14离开喷嘴底座表面9之后，到达阀芯底座表面14靠近阀芯2的前端部分的燃油以及在阀芯底座表面14和喷嘴底座表面9之间流动的燃油作用在阀芯底座表面14上的力随着阀芯2的升程增大而增大。因此，燃油喷射阀打开时油压引起的阀打开力随着阀芯2的升程增大而增大。也就是说，当阀芯2的升程较小时，在阀芯底座表面14和喷嘴底座表面9之间流动的燃油减少，因此油压引起的阀打开力随着阀芯2的升程增大而增大。

弹性元件25引起的阀打开力是弹性元件25的压紧力。结合图9至11对弹性元件25引起的阀打开力进行说明。图9至11是弹性元件及其周围部件的放大图。特别地，图9表示了弹性元件25在燃油喷射阀关闭时的状态。图10表示了弹性元件25在燃油喷射阀打开到预定程度(即阀芯2的升程为预定量)时的状态。另外，图11表示了弹性元件25在燃油喷射阀开度最大(即阀芯2的升程为最大值)时的状态。

在如图9所示的状态下，传递元件24被朝向阀芯2前端的端面2a推向末端。弹性元件25从而也被推向前端而压缩。因此，弹性元件25通过传递元件24而将阀芯2推向阀打开的方向。在这种情况下，弹性元件25被压缩到最大。

当电磁线圈4通电时，电磁线圈4产生一个在阀打开方向推动电枢3的电磁力，这个电磁力通过电枢3而作用在阀芯2上，使阀芯2向阀打开方向运动。电磁线圈4产生的电磁力被设定为足够将阀芯2打开，从而通过对电磁线圈4通电，使燃油喷射阀开始打开。此时，阀芯2开始向阀打开方向运动。阀芯2向阀打开方向运动一段时间后，弹性元件25继续通过传递元件24而在阀打开方向上对阀芯2施加作用力。随着阀芯2的升程的增大，弹性元件25作用在阀芯2上的力逐渐减小。一旦阀芯2的升程到达一个预定的值(图8A和8B中的D1)，传递元件24上的凸缘部分24b与朝向燃油喷射阀前端的表面27a接触。这个状态如图10所示。

当阀芯2的升程超过预定的值，传递元件24就与阀芯2分离，弹性元件25就不再在阀打开方向对阀芯施加作用力。这个状态如图11所示。

总的来说，弹性元件25引起的阀打开力随着阀芯2的升程的增大而减小，直到阀芯2的升程从零增加到一个预定的值(即直到传递元件24的凸缘部分24b与燃油喷射阀阀体27的表面27a接触)。在阀芯2的升程超过该预定值(即传递元件24的凸缘部分24b与燃油喷射阀阀体27的表面27a接触)后，阀打开力变为零。在图8A中，点划线F4表示弹性元件25引起的阀打开力。

根据本实施例，上述的弹性元件25引起的阀打开力作用在阀芯2上。作用在阀芯2上的阀关闭力Fc和阀芯2的升程D之间的关系如图8B所示。特别地，根据本实施例，总的阀关闭力Fc虽然随阀芯2的升程变化而稍稍变化，但基本上是恒定的。在阀芯2的升程D为零时的阀关闭总力Fc基本与在阀芯2升程D相对较大时的阀关闭总力Fc相等。因此，在电磁线圈4通上电试图打开燃油喷射阀时，电磁线圈4所需产生的电磁力就相对较小。一般，要产生大的电磁力就需要一个大的电磁线圈。对比之下，根据本实施例，其中的电磁线圈十分紧凑，因此燃油喷射阀的体积得以减小。这提高了燃油喷射阀在内燃机上的可安装性。另外，电磁线圈的体积越大，其响应一般就越慢。根据本实施例，可以使用一个响应快速的电磁线圈，因而提高了燃油喷射阀的工作响应速度。利用一个体积小的电磁线圈，停止电磁线圈的供电后只需很短的时间就能停止对阀芯2作用的阀打开力。

下面将对本发明的另一个实施例进行说明。图12表示的是根据本发明第二个实施例的燃油喷射阀。在图12中，同样是用标号1表示喷嘴，标号2表示阀芯，标号3表示电枢，标号4表示电磁线圈，标号5表示平衡杆，标号6表示螺旋弹簧。

图13表示的是根据本发明第二个实施例的喷嘴1。在图13中，标号7表示为一个空间，标号9表示为喷嘴底座表面，标号10为燃油喷射口。图14表示的是根据本发明第二个实施例的阀芯2。在图14中，标号11和12表示为一个空间，标号13为一个通道，标号14为阀芯底座表面，标号15为阀芯2的基部端部分，标号16为阀芯2的前端部分，标号17为中间部分。

参考图12，在根据第二个实施例的燃油喷射阀1中，第一个实施例中的传递元件14、弹性元件25和环状元件20被管状元件28和环状垫片29所替代。管状元件28用于承受油压并将它传递给阀芯2，在下文中将称之为“承压元件”。如图15所示，承压元件28包括一个管状体28a和一个凸缘部分28b，该凸缘28b从管状体28a底部外壁表面上在垂直于管状体28a中心线(纵轴线)并远离管状体28a的中心线而延伸。承压元件28容纳阀芯2的前端部分16相对的基部端部分，从直径方向看，它位于阀芯2和燃油喷射阀阀体27之间。另外，在承压元件28的内圆周表面和阀芯2的外圆周表面之间没有任何间隙。但是承压元件28可以相对于阀芯2而滑动。另外，在承压元件的外圆周表面和燃油喷射阀阀体27的内圆周表面之间也没有任何间隙，承压元件28的外圆周表面与燃油喷射阀阀体27的内圆周表面接触。承压元件28可以相对燃油喷射阀阀体而滑动。此外，在如图12所示的状态下，从纵轴线的方向看，在承压元件28的面对基部端部分的表面(特别地，面对基部端部分的凸缘部分28b的表面)28c和燃油喷射阀阀体27的面对前端部分的表面27a之间形成有一个间隙(图17)。

另一方面，从纵轴线的方向看，承压元件28位于阀芯2面对前端部分的端面31和喷嘴1面对基部端部分的端面32之间(详见图17至19)。在如图12所示的状态，承压元件28在空间30(在后面说明)中的油压作用下被压在面对阀芯2前端部分的端面31上，另外在面对前端部分的凸缘部分28b的表面和面对基部端部分的喷嘴1的端面32之间形成有一个间隙。

垫片29位于燃油喷射阀阀体27和喷嘴1之间。

在阀芯2的外圆周表面和喷嘴1的内圆周表面之间形成一个空间30。承压元件28前端部分的端面33露在空间30中。燃油从平衡杆5的基部端开口22流入到空间18中，并从阀芯2的通道13再通过压力室21而流入到空间30中。这样，燃油压力就会在阀打开的方向上作用在承压元件28前端部分露在空间30中的端面33上。从通道13而流到空间30中的燃油就理所当然到达了前端部分的附近。在阀芯底座表面14离开喷嘴底座表面9的情况下，燃油流经阀芯底座表面14和喷嘴底座表面9之间的空间，绕过阀芯2，流入到阀芯2的前端部分中，并通过燃油喷射口10而从燃油喷射阀中喷出。

下面将简单地说明根据第二个实施例的燃油喷射阀的工作。在本实施例中，一旦电磁线圈4通电之后，电枢3就会被电磁线圈4产生的电磁力吸向基部端部分。结果是阀芯2也同样被吸向基部端部分，而阀芯底座表面14和喷嘴底座表面9分离。通过这种方式，到达阀芯2前端部分附近的燃油就会绕过阀芯2而到达阀芯2的前端部分中，并从燃油喷射阀中喷出。另一方面，一但停止对电磁线圈4的供电，电磁线圈4也就停止产生电磁力。燃油，主要在螺旋弹簧6的压紧力作用下，阀芯2向位于前端部分上的燃油喷射口10运动，最后阀芯底座表面14和喷嘴底座表面9相互接触。这样，燃油便停止从燃油喷射口10中喷出。

下面将对第二个实施例中的燃油喷射阀的工作进行说明。与在第一个实施例中相似，阀芯2受到油压引起的阀关闭力和螺旋弹簧6引起的阀关闭力。图16A表示了阀芯2的升程D和作用在阀芯2上的力F之间的关系。实线F1表示了油压引起的阀关闭力，实线F2表示了螺旋弹簧6引起的阀关闭力。从图16A上可以看出，油压引起的阀关闭力F1基本是恒定的，与阀芯2的升程D无关。另一方面，螺旋弹簧6引起的阀关闭力虽然随着阀芯2的升程D的变化而稍稍变化，但也基本上是恒定的，与阀芯2的升程D无关。

油压引起的阀打开力与第一个实施例中那样地作用在阀芯2上。在图16A上，点划线F3表示的是油压引起的阀打开力。根据第二个实施例，阀芯2受到承压元件28在阀打开方向上作用的油压(下文中将称作为“来自承压元件的阀打开力”)。下面将结合图17至19对来自承压元件28的阀打开力进行详细的说明。

图17至19是承压元件28及其邻近部件的放大图。特别地，图17表示了燃油喷射阀关闭时承压元件28的状态。图18表示了承压元件28在燃油喷射阀打开到预定程度(即阀芯2的升程为预定量)时的状态。另外，图19表示了承压元件28在燃油喷射阀开度最大(即阀芯2的升程为最大值)时的状态。

在如图17所示的状态下，油压作用在承压元件28上，从而使承压元件28在阀打开方向上对阀芯2施压。在这个状态下若电磁线圈4通电，阀芯2就会向阀打开方向运动，从而使燃油喷射阀开始打开。在阀芯2开始向阀打开方向运动一段时间之后，作用在承压元件28上的油压继续被传递到阀芯2上。当阀芯2的升程到达一个预定值(图16A和16B中的D1)时，承压元件28的凸缘部分28b与朝向燃油喷射阀阀体的前端部分的表面27a接触。这个状态如图18所示。

一旦阀芯2的升程超过该预定值后，承压元件28离开阀芯2，从而使油压不再通过承压元件28而作用在阀芯2上。这个状态如图19所示。

总的来说，来自承压元件28的阀打开力一直作用在阀芯2上，一直到阀芯2的升程从零增加为一个预定的值(即，直到承压元件28的凸缘部分28b与燃油喷射阀阀体27的表面27a接触)。但是，当阀芯2的升程超过该预定值(即，当承压元件28的凸缘部分28b与燃油喷射阀阀体27的表面27a接触)之后，来自承压元件28的阀打开力减小为零。在图16A中，点划线F4表示的是来自承压元件28的阀打开力。

根据本实施例，上述的来自承压元件28的阀打开力作用在阀芯2上。作用在阀芯2上的总的阀关闭力与阀芯2的升程之间的关系如图16B所示。特别地，根据本实施例，除了当阀芯2的升程接近预定值D1时，总的阀关闭力Fc保持基本恒定。当阀芯2的升程D约为零时，总的阀关闭力Fc基本等于阀芯2的升程D较大时的总的阀关闭力Fc。因此，在电磁线圈4通上电试图打开燃油喷射阀时，电磁线圈4所需产生的电磁力就相对较小。这样，如第一个实施例那样，燃油喷射阀的体积可以减小，从而提高了燃油喷射阀在内燃机内的可安装性。同时，燃油喷射阀的响应速度也得到了提高。紧凑的电磁线圈大大缩短了从电磁线圈通电到阀打开力停止作用在阀芯2上的这段时间。

尽管本发明是结合了选用为描述目的的特定实施例而进行说明的，但很明显，在不背离本发明的基本概念和范围内，熟练技术人员可以对本发明做出各种各样的改动。

Claims (3)

1.一种燃油喷射阀，包括：

燃油喷射口；

用于切断流入所述的燃油喷射口的燃油的阀芯；

阀芯移动装置，用于将所述的阀芯从所述的燃油喷射口中移开，从而允许燃油流入到所述的燃油喷射口中；

力作用装置，用于当所述阀芯由于所述阀芯移动装置的作用而离开所述燃油喷射口时，只有在所述阀芯已经离开所述燃油喷射口的程度小于预定程度的过程中，对所述阀芯作用使之远离所述燃油喷射口的力；以及

安置阀芯的阀体和阀座，

其中，所述的阀芯在切断流入燃油喷射口的燃油时，与所述的阀座的内壁表面接触，而当阀芯离开所述的阀座的内壁表面时，燃油就被允许流入到燃油喷射口中，

其中当阀芯离开所述的阀座的内壁表面时，燃油绕过阀芯并通过阀芯和所述的阀座的内壁表面之间的空间而流入到阀芯前端部分的附近，

其中所述的预定程度对应于当所述阀芯离开所述阀座的内壁表面时在阀芯和所述阀座的内壁表面之间流动的燃油受到限制的位置与所述燃油不受到限制的位置之间的边界，

其中所述力作用装置包括用于将推力作用在阀芯上的元件，当所述阀芯已经离开所述的燃油喷射口的程度小于预定程度时，所述元件将推力传递到阀芯，并且当所述阀芯已经离开所述的燃油喷射口的程度不小于预定程度时，所述元件的凸缘部分与形成在阀体上的表面接触，从而限制所述元件的运动，由此所述元件不将推力传递到阀芯。

2.根据权利要求1的燃油喷射阀，

其中所述的力作用装置包括弹性元件，用于产生使阀芯远离所述的燃油喷射口的力，并且

其中所述的弹性元件所产生的力作用在阀芯上，直到阀芯从流入燃油喷射口的燃油被阀芯切断的状态移动离开燃油喷射口到预定的程度，一旦阀芯远离所述的燃油喷射口到预定的程度，弹性元件所产生的力便停止作用在阀芯上。

3.根据权利要求1的燃油喷射阀，

其中所述用于将推力作用在阀芯上的元件包括承压元件，用于承受远离燃油喷射口方向的油压，并且

其中承压元件所承受的来自燃油的力一直作用在阀芯上，直到阀芯从流入燃油喷射口的燃油被阀芯切断的状态移动离开燃油喷射口到预定的程度，而一旦阀芯远离所述的燃油喷射口到预定的程度，承压元件所承受的来自燃油的力便停止作用在阀芯上。

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