CN101358571A - 喷射器 - Google Patents

Abstract

在喷射器(1)中，球阀体(27)从下方压入收容空间(33)而保持自由转动。这样，在通过压入球阀体(27)构成阀体保持构造时，与通过敛缝加工设置阀体保持构造时相比，可减小阀体保持参数的变动。或者，在喷射器(1)中，电磁促动器(4)具有：球阀体(27)，通过面向下方的平坦面开闭上述背压室的流出口；引导部件(28)，自由转动地收容并保持该球阀体，并使其在上下方向上位移；以及施力单元(46)，将球阀体向上方施力。由此，能够缩小喷射器(1)的个体间的喷射特性或密封能力的不均，并且在同一个体的喷射器(1)中，也能够抑制喷射特性不均。

Description

喷射器

技术领域

本发明涉及一种对发动机进行燃料的喷射供应的喷射器。

背景技术

一直以来，喷射器具备开闭喷孔的喷射阀体和使喷射阀体动作的电磁促动器。并且，喷射器根据电磁促动器的动作来操作将喷射阀体向闭阀方向施力的背压，由此使喷射阀体开闭喷孔而开始或者停止燃料的喷射。

即，在喷射器上设置有形成背压的背压室和与喷孔连接的喷嘴室，该喷嘴室形成将喷射阀体向开阀方向施力的燃料压。并且，通过由电磁促动器操作燃料向背压室的流入流出而增减背压，由此，喷射阀体向开阀方向或者闭阀方向位移而开闭喷孔。

然而，如图8(a)所示，根据以往的喷射器100，电磁促动器101采用通过阀体106的平坦面104封闭流出口103的构造，以便封闭达到数百MPa高压的背压室102的流出口103而形成高压的背压。并且，为了使平坦面104与流出口103开口的主体侧的平面105可靠地面接触，具有平坦面104的阀体106设置为球状而自由转动地被保持着(以下，将阀体106称为球阀体106)。

即，球阀体106以平坦面104面向流出口103的方式收容在电枢107的前端部。并且，电枢107的前端部的最前端部分108通过敛缝与球阀体106结合。由此，球阀体106自由转动地保持在电枢107上而与电枢107成为一体地进行位移(例如参照专利文献1、2)。

但是，通过敛缝加工来设置使球阀体106保持在电枢107上的构造(以下称为阀体保持构造)，虽然简便且容易，但是加工精度的不稳定性较大。即，当通过敛缝加工设置阀体保持构造时，电枢107的轴部分的变形量、以及球阀体106与电枢107的前端部之间的间隙等关系到喷射特性和密封能力(球阀体106封闭流出口103的能力)的各种参数(以下称为阀体保持参数)，在喷射器100的个体之间很不均匀。因此，喷射器100的个体之间的喷射特性和密封能力的偏差变大。

并且，近年来对环境问题的关心高涨，因此逐渐关注起作为喷射供应给发动机的燃料的液化气体燃料，并对将该液化气体燃料导入喷射器100而喷射供应给发动机的技术进行研究。但是，液化气体燃料随着温度变化的蒸汽压的变化激烈，其温度上升并且容易气化而高压化。因此，在流出口103的下游侧空间109中液化气体燃料的压力变动较大，由于该压力变动，球阀体106在开放流出口103时的上升速度也受到较大影响而变动。

另外，球阀体106的上升速度变动的机理尚不清楚，但可以进行如下的推测。

即，在开放流出口103时，球阀体106朝向上方承受背压室102的液压(背压)，而从平面105离开。此时，球阀体106的表面之中，除了受到背压的面部分以外，都成为承受下游侧空间109的液压(以下称为下游侧液压)的面部分。

因此，如图8(b)所示，在流出口103开放时，将球阀体106向上方施力的施加力(开侧施加力)为背压施加力和开侧液压施加力的合力，该背压施加力是在背压的有效受压面积S1上对背压进行积分而得到的，该开侧液压施加力是在朝向上方承受下游侧液压的有效受压面积S2上对下游侧液压进行积分而得到的。并且，将球阀体106向下方施力的施加力(关侧施加力)为关侧液压施加力，该关侧液压施加力是在朝向下方承受下游侧液压的有效受压面积S3上对下游侧液压进行积分而得到的。

结果，当下游侧液压变大时，关侧施加力相对于开侧施加力的比率变大，并向等比率渐进。因此，下游侧液压越大球阀体106的上升速度越不稳定。并且，当球阀体106的上升速度不稳定时，背压的下降速度也不稳定，进而喷射阀体的开阀速度不稳定，从而导致即使是同一个体的喷射器100，其喷射量的不均也会变大。

另外，由于将球阀体106和电枢107向下方施力的复位弹簧(未图示)的施加力与背压及下游侧液压的施加力相比足够大，因此封闭流出口103时的球阀体106的下降速度始终是稳定的。

专利文献1：日本特开平9-42106号公报

专利文献2：日本特开平10-122082号公报

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于，在自由转动地保持球阀体、并且通过球阀体的平坦面开闭背压室的流出口的电磁驱动式喷射器中，缩小喷射器个体之间的喷射特性和密封能力的不均，并且在同一个体的喷射器中也抑制喷射量的不均。

本发明的第一例的喷射器为，具备开闭喷孔的喷射阀体和使该喷射阀体动作的电磁促动器，根据电磁促动器的动作来操作将喷射阀体向闭阀方向施力的背压，由此使喷射阀体开闭喷孔。

并且，形成背压的背压室的流出口向上方开口，电磁促动器具备：球阀体，通过面向下方的平坦面开闭背压室的流出口；和引导部件，自由转动地收容并保持该球阀体，并使其在上下方向上位移。并且，在引导部件中向下方开口地设置有用于收容并保持球阀体的收容空间，球阀体从下方压入收容空间而保持为自由转动。

由此，能够抑制阀体保持参数在喷射器个体之间的不均。即，通过压入球阀体构成阀体保持构造时，与通过敛缝加工设置阀体保持构造时相比，可减小阀体保持参数的变动，因此，缩小喷射器个体之间的阀体保持参数的不均。由此，能够缩小喷射器个体之间的喷射特性和密封能力的不均。

并且，通过压入球阀体构成阀体保持构造时，与通过敛缝加工设置阀体保持构造时相比，球阀体和引导部件各自的精度确实反映为阀体保持参数的精度。因此，如果根据下游侧液压的变动幅度设定阀体保持参数的精度、并满足该精度地设定球阀体和引导部件的精度，则在同一个体的喷射器中，即使下游侧液压变动也可以使球阀体的上升速度稳定。结果，同一个体的喷射器中也能够抑制喷射特性的不均。

例如，在引导部件中，在形成收容空间的下方部设置有从下端朝向上方的切口部。

由此，所压入的球阀体导致的引导部件下方部的扩张被切口部吸收，因此进一步减小压入球阀体导致的阀体保持参数的变动。因此，能够进一步缩小喷射器个体之间的喷射特性和密封能力的不均，并且在同一个体的喷射器中也能够进一步抑制喷射特性的不均。

切口部可将下方部的轴心作为中心而左右对称地设置，也可在下方部的轴向上等间隔设置。

并且，在形成收容空间的下方部的内壁上设置有向内周侧突出的凸部。

由此，球阀体与凸部卡止地被保持，因此能够降低压入的球阀体的保持力、即由于引导部件下方部的扩张而从下方部向球阀体作用的弹性力。因此，能够缩小下方部的扩张量，因此能够进一步减小阀体保持参数的变动。结果，能够进一步缩小喷射器个体之间的喷射特性和密封能力的不均，并且在同一个体的喷射器中也能够进一步抑制喷射特性的不均。

在本发明的第二例的喷射器中，其特征在于，电磁促动器具备：球阀体，通过面向下方的平坦面开闭上述背压室的流出口；引导部件，自由转动地收容并保持该球阀体，并使其在上下方向上位移；以及施力单元，将上述球阀体向上方施力。由此，能够不通过敛缝加工或压入来构成阀体保持构造，因此能够进一步减小阀体保持参数的变动。结果，能够进一步缩小喷射器个体之间的喷射特性和密封能力的不均，并且在同一个体的喷射器中也能够进一步抑制喷射特性的不均。

并且，喷射器也可设置为，将液化气体燃料导入背压室而形成背压，并且通过喷孔喷射液化气体燃料。

附图说明

图1是喷射器的整体构成图(实施例1)。

图2(a)是喷射器的要部截面图、(b)是表示电枢下端的仰视图(实施例1)。

图3(a)是喷射器的要部截面图、(b)是表示电枢下端的仰视图(实施例2)。

图4是喷射器的要部截面图(实施例3)。

图5是喷射器的要部截面图(实施例4)。

图6是喷射器的要部截面图(实施例5)。

图7是喷射器的要部截面图(实施例6)。

图8(a)是喷射器的要部截面图、图8(b)是表示作用于球阀体的背压和下游侧液压的说明图(现有例)。

具体实施方式

优选方式1的喷射器为，具备开闭喷孔的喷射阀体和使喷射阀体动作的电磁促动器，根据电磁促动器的动作来操作将喷射阀体向闭阀方向施力的背压，由此使喷射阀体开闭喷孔。

并且，形成背压的背压室的流出口向上方开口，电磁促动器具备：球阀体，该球阀体通过面向下方的平坦面开闭背压室的流出口；和引导部件，该引导部件自由转动地收容并保持球阀体，并使其在上下方向上位移。并且，在引导部件中向下方开口地设置有用于收容并保持球阀体的收容空间，球阀体从下方被压入收容空间而保持为自由转动。

并且，在引导部件中，在形成收容空间的下方部设置有从下端朝向上方的切口部。并且，切口部可将下方部的轴心作为中心而左右对称地设置。

另外，该喷射器为，将液化气体燃料导入背压室而形成背压，并且通过喷孔喷射液化气体燃料。

根据优选方式2的喷射器，在形成收容空间的下方部的内壁上设置有向内周侧突出的凸部。

根据优选方式3的喷射器，电磁促动器具有将上述球阀体向上方施力的施力单元。

(实施例1)

(实施例1的构成)

利用图1对实施例1的喷射器1的构成进行说明。

喷射器1为，具备开闭喷孔2的喷射阀体3和使喷射阀体3动作的电磁促动器4，根据电磁促动器4的动作来操作将喷射阀体3向闭阀方向施力的背压，由此使喷射阀体3开闭喷孔2。并且，喷射器1为，例如将作为液化气体燃料的二甲醚(DME)作为燃料导入背压室5而形成背压，并且通过喷孔2将DME喷射供应给发动机。

并且，喷射器1为，根据来自未图示的电子控制装置(ECU)的指令来导通、截止向电磁促动器4的通电，由此操作背压而开闭喷孔2。并且，ECU构成为周知的计算机，该计算机具备：CPU，具有控制功能和运算功能；ROM和RAM等存储装置；输入装置以及输出装置，该ECU根据从表示发动机的运行状态的各种传感器得到的检测值，输出用于控制喷射器1的指令信号。

并且，在喷射器1中，在背压室5之外还设置有喷嘴室9，该喷嘴室9形成将喷射阀体3向开阀方向施力的液压，并且通过喷射阀体3的密封部8开闭与喷孔2之间。喷嘴室9例如经由高压流路10而始终与共轨那样的高压燃料供应源连通，并接受高压DME的供应。

背压室5经由从高压流路10分支的供应流路12，接受高压DME的供应。在供应流路12上设置有对DME向背压室5的流入进行限制的节流孔13。并且，在用于从背压室5排出DME的排出流路14上也设置有节流孔15。而且，背压室5的流出口16、即排出流路14的下游端通过电磁促动器4开闭。这里，节流孔13、15被设定为，在流出口16被打开时，通过节流孔15的DME的流量比通过节流孔13的DME的流量大。

并且，喷射器1具有：复位弹簧19，将喷射阀体3向闭阀方向施力；和指令活塞(コメンドピスト)20，形成背压室5并且将背压传递给喷射阀体3。并且，喷射阀体3和指令活塞20，被自由滑动地支承在主体上而在轴向上位移，喷射阀体3的滑动轴部21划分喷嘴室9和低压室22，指令活塞20划分背压室5和低压室22。

另外，从高压的背压室5和喷嘴室9向低压室22中泄漏有DME。并且，泄漏到低压室22的DME经由低压流路23被导入电磁促动器4侧，与从背压室5的流出口16排出的DME一起返回到与燃料箱连通的返回流路。并且，在低压室22中收容有复位弹簧19。

电磁促动器4具备：螺线管26，根据来自ECU的指令而被通电，产生磁吸引力；球阀体27，开闭背压室5的流出口16；电枢28，保持球阀体27，并通过磁吸引力而向开放流出口16的方向驱动；以及复位弹簧29，将电枢28向封闭流出口16的方向施力。

由此，当对螺线管26进行通电、流出口16开放时，高压的DME从背压室5排出而背压降低，因此作用在喷射阀体3的闭阀方向的施加力(背压的施加力与复位弹簧19的施加力的合力)，比作用于喷射阀体3的开阀方向的施加力(喷嘴室9的液压的施加力)小。结果，喷射阀体3向开阀方向位移而开放喷孔2。

并且，当停止对螺线管26的通电、流出口16被封闭时，DME停止从背压室5流出而背压上升，因此，作用于喷射阀体3的闭阀方向的施加力比开阀方向的施加力大。结果，喷射阀体3向闭阀方向位移而封闭喷孔2。

(实施例1的特征)

使用图2说明实施例1的喷射器1的特征。

根据喷射器1，背压室5的流出口16向上方开口，球阀体27通过面向下方的平坦面32来开闭流出口16。并且，电枢28作为引导部件起作用，该引导部件自由转动地收容并保持球阀体27，并使其在上下方向上位移。并且，在电枢28上向下方开口地设置有用于收容并保持球阀体27的收容空间33，球阀体27从下方压入收容空间33而被保持为自由转动。

并且，在电枢28上，在形成收容空间33的下方部35上设置有从下端朝向上方的4个切口部36～39，在4个切口部36～39中，切口部36、38以下方部35的轴心为中心左右对称地设置，同样，切口部37、39也以下方部35的轴心为中心左右对称地设置。

(实施例1的效果)

根据实施例1的喷射器1，背压室5的流出口16向上方开口，电磁促动器4具备：球阀体27，通过面向下方的平坦面32来开闭流出口16；和电枢28，自由转动地收容并保持球阀体27并使其在上下方向上位移。并且，在电枢28上向下方开口地设置有用于收容并保持球阀体27的收容空间33，球阀体27从下方压入收容空间33而被保持为自由转动。

由此，能够抑制电枢28的轴部分的变形量、球阀体27与下方部35之间的间隙等阀体保持参数，在喷射器1的个体间的不均。即，在通过压入球阀体27来构成使电枢28保持球阀体27的构造(阀体保持构造)时，与通过敛缝加工设置阀体保持构造时相比，阀体保持参数的变动减小，因此缩小喷射器1个体间的阀体保持参数的不均。因此，能够缩小喷射器1的个体间的喷射特性和密封能力的不均。

并且，通过压入球阀体27构成阀体保持构造时，与通过敛缝加工设置阀体保持构造时相比，球阀体27和电枢28各自的精度确实反映为阀体保持参数的精度。因此，如果根据流出口16的下游侧液压的变动幅度设定阀体保持参数的精度、并满足该精度地设定球阀体27和电枢28的精度，则即使在同一个体的喷射器1中，也能够与下游侧液压变动无关地使球阀体27的上升速度稳定。结果，同一个体的喷射器1中也能够抑制喷射特性的不均。

并且，在电枢28的下方部35上设置有从下端朝向上方的切口部36～39。

由此，所压入的球阀体27导致的下方部35的扩张被切口部36～39吸收，因此进一步减小压入球阀体27导致的阀体保持参数的变动。因此，能够进一步缩小喷射器1个体之间的喷射特性和密封能力的不均，并且在同一个体的喷射器1中也能够进一步抑制喷射特性的不均。

(实施例2)

根据实施例2的喷射器1，如图3所示，在下方部35上设置有3个切口部36～38，3个切口部36～38在周向上等间隔设置。

(实施例3)

根据实施例3的喷射器1，如图4所示，在下方部35的下端的内壁上设置有向内周侧突出的凸部42。

由此，球阀体27与凸部42卡止地被保持，因此能够降低压入的球阀体27的保持力、即由于下方部35的扩张而从下方部35向球阀体27作用的弹性力。因此，能够缩小下方部35的扩张量，所以能够进一步减小阀体保持参数的变动。结果，能够进一步缩小喷射器1个体之间的喷射特性和密封能力的不均，并且在同一个体的喷射器1中也能够进一步抑制喷射特性的不均。

(实施例4)

根据实施例4的喷射器1，如图5所示，电磁促动器4具有板簧44来作为将球阀体27向上方施力的施力单元，该板簧44配置在电枢28的下端与球阀体27之间，将球阀体27向上方施力。

由此，能够不通过敛缝加工或压入来构成阀体保持构造，因此能够进一步抑制阀体保持参数的变动。结果，能够进一步缩小喷射器1个体之间的喷射特性和密封能力的不均，并且在同一个体的喷射器1中也能够进一步抑制喷射特性的不均。

(实施例5)

根据实施例5的喷射器1，如图6所示，电磁促动器4具有螺旋弹簧46来作为将球阀体27向上方施力的施力单元，该螺旋弹簧46配置在主体与球阀体27之间，将球阀体27向上方施力。

(实施例6)

根据实施例6的喷射器1，如图7所示，电磁促动器4具有磁铁48来作为将球阀体27向上方施力的施力单元，该磁铁48在球阀体27的上方内置于电枢28，并将球阀体27向上方磁吸引。

(变形例)

根据实施例1、2的喷射器1，所压入的球阀体27导致的下方部35的扩张被切口部36～39或者切口部36～38吸收，但是也可以在下方部35的内壁上设置槽，而通过槽来吸收下方部35的扩张。

并且，根据实施例1～6的喷射器1，切口部36～39、凸部42、板簧44、盘簧46以及磁铁48等施力单元(以下称为阀体保持单元)，分别设置有1个，但是也可以将从其中选择的多个阀体保持单元装备在喷射器1上，也可以将所有阀体保持单元装备在喷射器1上。

并且，实施例1～6的喷射器1喷射作为液化气体燃料的DME，但是也可以使喷射器1喷射液化天然气或液化石油气等其他液化气体燃料，也可以使喷射器1喷射液化气体燃料以外的轻油等。

Claims (7)

1、一种喷射器，具备开闭喷孔的喷射阀体和使该喷射阀体动作的电磁促动器，根据上述电磁促动器的动作来操作将上述喷射阀体向闭阀方向施力的背压，由此使上述喷射阀体开闭上述喷孔，该喷射器的特征在于，

形成上述背压的背压室的流出口向上方开口，

上述电磁促动器具备：球阀体，该球阀体通过面向下方的平坦面开闭上述背压室的流出口；和引导部件，该引导部件自由转动地收容并保持该球阀体，并使其在上下方向上位移；

在上述引导部件中向下方开口地设置有用于收容并保持上述球阀体的收容空间，

上述球阀体从下方压入上述收容空间而保持为自由转动。

2、如权利要求1所述的喷射器，其特征在于，

在上述引导部件中，在形成上述收容空间的下方部设置有从下端朝向上方的切口部。

3、如权利要求2所述的喷射器，其特征在于，

上述切口部以上述下方部的轴心为中心左右对称地设置。

4、如权利要求1至3任意一项所述的喷射器，其特征在于，

在形成上述收容空间的下方部的内壁上设置有向内周侧突出的凸部。

5、一种喷射器，具备开闭喷孔的喷射阀体和使该喷射阀体动作的电磁促动器，根据上述电磁促动器的动作来操作将上述喷射阀体向闭阀方向施力的背压，由此使上述喷射阀体开闭上述喷孔，该喷射器的特征在于，

形成上述背压的背压室的流出口向上方开口，

上述电磁促动器具备：球阀体，该球阀体通过面向下方的平坦面开闭上述背压室的流出口；引导部件，该引导部件自由转动地收容并保持该球阀体，并使其在上下方向上位移；以及施力单元，该施力单元将上述球阀体向上方施力。

6、如权利要求1、2、3或5所述的喷射器，其特征在于，

将液化气体燃料导入上述背压室而形成上述背压，并且通过上述喷孔喷射液化气体燃料。

7、如权利要求1至3任意一项所述的喷射器，其特征在于，

切口部在上述下方部的周向上等间隔地设置。

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