CN100516500C - 燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构 - Google Patents

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Abstract

一种在降低产生于从供应高压燃油的供油道(18)到环形压力输入腔(19)的高压供油道交叉部(3)上的应力并可防止燃油泄漏的同时还能确保抵抗随着燃油喷射而发生的在高压供油道交叉部(31)上的压力振动或压力振幅的耐久性的燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构。在这样的阀中，即主要使高压供油道交叉部的供油道与环形压力输入腔的相对位置成偏心结构并通过高压供油道交叉部来连通给控压室(17)供应高压燃油的供油道和压力输入腔并且控制控压室的压力并可以借助喷油嘴针阀启闭喷孔，从而使供油道定位于与朝向压力输入腔中心线(19C)的方向偏离的方向上，靠近该高压供油道交叉部的供油道的压力输入腔中形成有在其外周方向上呈曲面状凸出的隆起。

Description

燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构
技术领域
本发明涉及燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构，尤其是涉及在预定时刻喷射由蓄压器(总油道)等供给的高压燃油的燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构。
背景技术
根据图7来简要说明过去的燃油喷射阀。
图7是燃油喷射阀的主要部分的放大截面图。燃油喷射阀1具有喷油器壳2、喷嘴体3、喷油嘴针阀4、阀塞5、阀体6、背压控制部7。
在喷油器壳2的前端部上安装着喷嘴体3，同时在喷油器壳的上部上设置了高压燃油输入部8。在高压燃油输入部8的上方，设置了上述背压控制部7。
来自油箱9的燃油通过燃油泵10增至高压，它们积蓄在总油道11(蓄压器)中并从高压燃油输入部8中将高压燃油供给燃油喷射阀1。
就是说，从高压燃油输入部8到喷油器壳2及喷嘴体3地形成了燃油通道12，可以把高压燃油供给喷油嘴针阀4的承压部4A。此外，燃油通道12的局部从高压燃油输入部8延伸到图7中的上方并从背压控制部7起形成了燃油回流道13，燃油由此可回到油箱9。
在喷嘴体3的前端部上，形成了数量随意的燃油喷孔14，喷油嘴针阀4的前端压在与喷孔14连通的座部15上并由此封闭了喷孔14，喷油嘴针阀4通过抬离座部15而打开喷孔14并由此可以喷出燃油。
在喷油嘴针阀4的上部上，设置了在压向座部15的落座方向上对喷油嘴针阀4施加作用力的喷嘴弹簧16，与喷油嘴针阀4一体的阀塞5继续向上延伸。
阀体6在其滑动孔6A的上方中央部上形成了控压室17并且使阀塞5的前端部从下侧接近该控压室17。
控压室17与源于成型于阀体6上的燃油通道12的直线供油道18、与供油道18连通的环形压力输入腔19以及在输入侧孔20连通。
因此，输入侧孔20与燃油通道12连通，来自总油道11的输入压力被供给控压室17。不过，输入侧孔20与供油道18和环形压力输入腔19会合或交叉的高压供油道交叉部21位于半径方向的相反侧上，以便实现供给控压室17的高压的均匀化，从而可防止燃油喷射特性的变化。
控压室17也与启闭孔22连通，启闭孔22可通过背压控制部7的阀球23(控制阀体)来启闭。控压室17的阀塞5顶部5A的承压面积比喷油嘴针阀4的承压部4A的承压面积大。
背压控制部7是通过控制控压室17内的压力(即喷油嘴针阀4的背压)来控制喷油嘴针阀4的升起动作的部分，它具有上述阀球23、与阀球23一体的磁舌24、磁舌导向件25、磁铁26、阀簧27、上述控压室17。
磁舌24在轴向上通过磁舌导向件25得到引导并且被磁铁26吸引并按照等于喷油嘴针阀4的升起量L1的距离抬起。
另外，在阀塞5可上升等于间隙L2的距离的情况下，喷油嘴针阀4可升起。
在这样构成的燃油喷射阀1中，来自总油道11的高压燃油经过燃油通道12而从高压燃油输入部8到达喷油嘴针阀4的承压部4A，同时，它们经过供油道18、环形压力输入腔19及输入侧孔20从燃油通道12被供给阀塞5顶部5A。
因而，喷油嘴针阀4通过阀塞5承受控压室17的背压并且在与喷嘴弹簧16的作用力的合力作用下压坐在喷嘴体3的座部15上并由此封闭喷孔14。
通过在预定时刻给磁铁输送驱动信号，磁铁克服阀簧27的作用力地吸引磁舌24，阀球23由此抬起并通过燃油回流道13地使燃油返回燃油泵9，由此解除了作用于控压室17的阀塞5顶部5A上的高压，喷油嘴针阀4通过承压部4A的高压克服喷嘴弹簧16的作用力并由此抬离座部15，从而打开喷孔14地喷出燃油。
如果阀球23通过使磁铁26消磁而关闭了启闭孔22，则控压室17内的压力通过阀塞5使喷油嘴针阀4位于其落座位置(座部15)上，从而关闭了喷孔14并结束燃油喷射。
不过，在直线状供油道18与环形压力输入腔19会合的高压供油道交叉部21上，存在着由燃油压力引起的应力问题。
就是说，图8是从高压燃油输入部8到高压供油道交叉部21的放大横截面图，图9也是该高压供油道交叉部21的放大横截面图。与高压燃油输入部8(其中心线8C)直线相连的供油道18(其中心线18C)朝着压力输入腔19的中心线19C方向地与阀体6的外周壁面6B的法线垂直相交或正对着该法线，因此，高压容易集中在高压供油道交叉部21处，尤其是存在着容易在其角部28发生应力集中现象的问题。
当在高压供油道交叉部21或角部28上产生过高应力时，在喷油器壳2的这个部分上出现裂纹29，不用说，燃油会外漏并且存在着作为如燃油喷射阀1的性能降低的问题。
而且，为了防止出现这种裂纹29，由碳素钢等构成的喷油器壳2的材料必须采用强度更高的材料，所以存在着与成本提高有关的问题。
另外，随着最近的燃油喷射高压化，人们更加希望解决高压供油道交叉部21的这样的问题，对付高压化的措施使其变得更重要。
当然，随着燃油喷射，在高压供油道交叉部21上发生了由燃油压力大小引起的压力振动，也要求高压供油道交叉部具有抵抗这种压力振动或压力振幅的耐久性。
另外，日本专利申请公开号平7-310622、日本专利申请公开号平11-218062等就是这种燃油喷射阀。
发明内容
鉴于上述各种问题而制定了本发明，本发明的课题是要提供一种可降低产生于从供应高压燃油的供油道到环形压力输入室的高压供油道交叉部上的应力的燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构。
此外，本发明的课题是提供一种可防止在高压燃油供应部(高压供油道交叉部)处的燃油泄漏的燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构。
而且，本发明的课题是提供一种可确保抵抗随着燃油喷射而产生的高压供油道交叉部的压力振动或压力振幅的耐久性的燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构。
另外，本发明的课题是提供一种可把具有与过去一样的强度的材料用于喷油器壳的并可以抑制成本提高的燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构。
本发明提供一种燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构，该燃油喷射阀具有：形成供给高压燃油的供油道的喷油器壳，形成用于控制可启闭所述高压燃油喷孔的喷油嘴针阀的背压的控压室的阀体，启闭此控压室的控制阀体，并且在所述喷油器壳和所述阀体之间，位于该控压室的外周一侧形成通过形成于所述阀体的输入侧孔与该控压室连通的环形压力输入腔，在给该控压室供应所述高压燃油的所述供油道通过高压供油道交叉部与该压力输入腔连通的同时，通过该控制阀体来控制该控压室并且可以进行借助该喷油嘴针阀的喷孔启闭动作，其特征在于，使该供油道定位于与朝向该压力输入腔的中心线的方向偏离的方向上的同时，靠近该高压供油道交叉部的所述供油道的压力输入腔中，形成有在其外周方向上呈曲面状凸出的隆起。
最好使上述供油道相对朝向该压力输入腔中心线的方向倾斜。
最好使所述供油道相对朝向该压力输入腔中心线的方向偏心。
在本发明的燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构中，由于使供油道定位在与朝向压力输入腔中心线的方向偏离的方向上，例如高压供油道交叉部的供油道和环形压力输入腔的相对位置处于偏心状态，所以使在这个部分上产生的应力降低了(可大约降低20％)，消除了出现裂纹等不适之处，在作为燃油喷射阀的产品使用寿命延长的同时，能够提高可靠性。
另外，由于不必采用比喷油器壳的材料强度更高的强度，所以可以采用传统材料并由此能避免成本提高。
如上所述地，根据本发明，由于在高压供油道交叉部上使供油道相对环形压力输入腔偏心地交错，因此避免了在这个部分上的且由高压燃油引起的应力集中并抑制了开裂，从而能够获得使用寿命长的可靠的燃油喷射阀。
附图说明
图1是采用了本发明第一实施形式的燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构的燃油喷射阀1主要部分的放大截面图。
图2是从其高压燃油输入部8到高压供油道交叉部31的放大横截面图。
图3是其高压供油道交叉部31的放大横截面图。
图4是靠近高压供油道交叉部31的供油道的环形压力输入腔19的放大纵截面(轴向)图。
图5是本发明第二实施形式的高压供油道交叉部的应力降低结构40的高压供油道交叉部31的放大横截面图。
图6是本发明第三实施形式的高压供油道交叉部的应力降低结构50的高压供油道交叉部31的放大横截面图。
图7是燃油喷射阀1主要部分的放大截面图。
图8是其从高压燃油输入部8到高压供油道交叉部21的放大横截面图。
图9是其高压供油道交叉部21的放大横截面图。
具体实施方式
以下，根据图1-图4来说明本发明第一实施形式的燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构30。不过，与图7-图9一样的部分用相同符号表示并省略了对其的详细描述。
图1是采用高压供油道交叉部的应力降低结构30的燃油喷射阀1的主要部分的放大截面图，图2与图8一样地是从高压燃油输入部8到高压供油道交叉部31的放大横截面图，图3与图9一样地是高压供油道交叉部31的放大横截面图，与图7所示的燃油喷射阀1相比，该应力降低结构30只在其高压供油道交叉部的结构方面是不同的。
尤其是如图2、3所示，使供油道18从高压燃油输入部8起倾斜并使其位于与朝向环形压力输入腔19的中心线19C的方向偏离的方向上。
即，供油道18从朝向压力输入腔19的中心线19C的的高压燃油输入部8中心线8C的中途(弯曲部8D)弯曲并相对压力输入腔19倾斜地(相对高压燃油输入部8的中心线8C地)并以倾斜角度θ地交叉。
因而，在高压供油道交叉部31上，供油道18不是垂直于环形压力输入腔19地进入或定位，而是以预定倾斜角度θ地交叉。
图4是靠近高压供油道交叉部31的供油道18的环形压力输入腔19的放大纵截面(轴向)图，在压力输入腔19中，形成了只在高压供油道交叉部31处沿外周方向呈曲面状凸出的隆起32，供油道18与隆起32交叉。
在这样构成的高压供油道交叉部31的应力降低结构30中，从供油道18进入环形压力输入腔19的高压燃油尤其是没有使其压力振动以最大压力直接作用在高压供油道交叉部31的阀体6外周壁面6B上，高压燃油在环形压力输入腔19的圆周方向上绕道而过，从而从输入侧孔20中把高压燃油供给控压室17。
因而，尤其是如图3所示，在高压供油道交叉部31中，在其锐角侧角部33处，通过来自供油道18及压力输入腔19侧的燃油压力容易抵消掉产生于喷油器壳2壁面上的应力，而在其钝角侧角部34上，很难发生应力集中现象，由于在任何情况下都能抑制产生过高应力，所以恐怕抑制了过去的裂纹29(图9)的发生。
另外，如图4所示，由于在环形压力输入腔19中形成了在高压供油道交叉部31处朝向外周方向的隆起32，所以在能够在高压供油道交叉部31处使容积有余量的同时，通过适当调整隆起32的形状及与供油道18的相对位置关系，在供油道18的上角部35和下角部36上，可以与过去相比以钝角或者至少以更小锐角地使供油道18和压力输入腔19相交，从而能够进一步抑制应力集中的发生。
在本发明中，供油道18和压力输入腔19之间的相对错开结构或偏心形式是随意的。
例如，图5是与图3一样的本发明第二实施形式的高压供油道交叉部的应力降低结构40的高压供油道交叉部31的放大横截面图。在该应力降低结构40中，供油道18的中心线18C相对高压燃油输入部8的中心线8C是平行的并且它与环形压力输入腔19的中心线19C错开了第一偏心率E1。
在这样构成的高压供油道交叉部的应力降低结构40中，直线状供油道18在错开第一偏心率E1的位置上与环形压力输入腔19连通，来自高压燃油输入部8和进而供油道18的高压燃油没有起到压力作用地使阀体6的外周壁面6B从临近位置朝向其中心方向地直接承受其压力振动，而是与图1、2、3的应力降低结构30一样地，能够抑制面对压力输入腔19内的且尤其是喷油器壳2的应力集中。
因此，抑制了裂纹29的产生并且能够活动使用寿命长的可靠的燃油喷射阀1。
图6是与图3一样的本发明第三实施形式的高压供油道交叉部的应力降低结构50的高压供油道交叉部31的放大横截面图。在该应力降低结构50中，高压燃油输入部8的上述弯曲部8D(见图2、3)本身以第二偏心率E2偏离压力输入腔19的中心线19C，供油道18相对压力输入腔19(相对高压燃油输入部8的中心线8C)倾斜并以倾斜角度θ相交。
第二偏心率E2可以等于第一偏心率E1，也可以不等于它。
在这样构成的高压供油道交叉部31的应力降低降低结构50中，供油道18从以第二偏心率E2或倾斜角度θ偏离的位置起与环形压力输入腔19交叉连通，来自高压燃油输入部8和进而供油道18的高压燃油没有起到压力作用地使阀体6的外周壁面6B从临近位置起朝向其中心方向地直接承受其压力振动，而是与图1、2、3所示的应力降低结构30一样地，能够抑制朝向输入压力腔19内的且尤其是在喷油器壳2上的应力的集中。
因此，抑制了裂纹29的产生并能够获得使用寿命长的可靠的燃油喷射阀1。
而且，在上述应力降低结构40(图5)和应力降低结构(图6)中，通过在环形压力输入腔19中形成图4所示的隆起，能够进一步避免应力集中。
附图标记说明如下：
1-燃油喷射阀(图1、7)；2-喷油器壳；3-喷嘴体；4-喷油嘴针阀；4A-喷油嘴针阀4的承压部；5-阀塞；5A-阀塞5的顶部；6-阀体；6A-阀体6的滑动孔；6B-阀体6的外周壁面；7-背压控制部；8-高压燃油输入部；8C-高压燃油输入部8的中心线；8D-高压燃油输入部8的弯曲部(图2、36)；9-油箱；10-燃油泵；11-总油道(蓄压器)；12-燃油通道；13-燃油回流道；14-喷孔；15-座部；16-喷嘴弹簧；17-控压室；18-供油道；18C-供油道18的中心线；19-环形压力输入腔；19C-压力输入腔19的中心线；20-输入侧孔；21-高压供油道交叉部(图7、8、9)；22-启闭孔；23-阀球(控制阀体)；24-磁舌；25-磁舌导向件；26-磁铁；27-阀簧；28-高压供油道交叉部21的角部(图8、9)；29-裂纹(图9)；30-燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构(第一实施形式，图1)；31-高压供油道交叉部；32-隆起(图4)；33-高压供油道交叉部31的锐角侧角部(图3)；34-高压供油道交叉部31的钝角侧角部(图3)；35-供油道19的上角部(图4)；36-供油道19的下角部(图4)；40-燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构(第二实施形式，图5)；50-燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构(第三实施形式，图8)；L1-喷油嘴针阀4的升起量(图1、7)；L2-阀塞5可上升的间隙(图1、7)；θ-相对供油道18中心线18C的倾斜角度(图3、6)；E1-第一偏心率(图5)；E2-第二偏心率(图6)；

Claims (3)

1、一种燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构，该燃油喷射阀具有：
形成供给高压燃油的供油道的喷油器壳，
形成用于控制可启闭所述高压燃油喷孔的喷油嘴针阀的背压的控压室的阀体，
启闭此控压室的控制阀体，
并且在所述喷油器壳和所述阀体之间，位于该控压室的外周一侧形成通过形成于所述阀体的输入侧孔与该控压室连通的环形压力输入腔，
在给该控压室供应所述高压燃油的所述供油道通过高压供油道交叉部与该压力输入腔连通的同时，
通过该控制阀体来控制该控压室并且可以进行借助该喷油嘴针阀的喷孔启闭动作，
其特征在于，使该供油道定位于与朝向该压力输入腔的中心线的方向偏离的方向上的同时，
靠近该高压供油道交叉部的所述供油道的压力输入腔中，形成有在其外周方向上呈曲面状凸出的隆起。
2、如权利要求1所述的燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构，其特征在于，所述供油道相对朝向该压力输入腔中心线的方向倾斜。
3、如权利要求1所述的燃油喷射阀的高压供油道交叉部的应力降低结构，其特征在于，所述供油道相对朝向该压力输入腔中心线的方向偏心。
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