CN101545431B - 喷射器 - Google Patents

Abstract

一种喷射器(I)，其中：针阀(1)被容纳在棒状的主体(2)中，电枢部(1a)一体地设置在针阀(1)的基端部，通过电磁驱动部的螺线管(5)能吸引电枢部(1a)。压力控制室(7)与高压燃料供给路径连通，控制阀(6)在压力控制室(7)和低压燃料流出路径之间开闭。使压力控制室(7)的背压作用到电枢部(1a)，在螺线管(5)吸引并驱动控制阀(6)从而压力控制室(7)的背压降低到预定压力时，通过螺线管(5)的吸引力针阀(1)上升。

Description

喷射器

技术领域

本发明涉及一种内燃机的燃料喷射装置用的喷射器，特别涉及直动式喷射器。

背景技术

例如作为柴油机用途，已知一种蓄压式燃料喷射装置，其中将高压燃料蓄压在各气缸共用的共轨。以往，蓄压式燃料喷射装置的喷射器中采用：将从共轨供给的高压燃料供给到喷孔，并且供给到开口喷孔的针阀的背压室，通过三通阀构造的电磁控制阀控制背压室的压力。电磁控制阀将阀体容纳在与背压室连通的阀室中，通过螺线管驱动阀体使阀室与高压燃料供给路径和低压燃料流出路径的某一个有选择地连通，从而使背压室的压力增加或减少。

近几年按照对装置的小型化或者零部件数的削减的要求，提出了螺线管直接驱动针阀的直动方式的燃料喷射器。直动方式在使用作为柴油的代替燃料被考虑的二甲醚(dimethyl ether：DME)或者液化石油气(liquefiedpetroleum gas：LPG)等的液化气燃料时有利，并且由于作为控制油不使用容易汽化的液化气燃料，从而能够避免装置整体的大型化。

作为直动方式的喷射器，例如日本特开2005-291128号公报(以下称作专利文件1)中，已公开了一种燃料喷射器，与针阀一体设置的电枢容纳在电枢室，燃料从外部供给的燃料供给路径经过电枢室与针阀周边的燃料路径连接。由此，燃料不断通过电枢室被供给，从而有燃料难以停滞在喷射器中、能够省略回收装置等的优点。

另外，日本特开2003-214287号公报(以下称作专利文件2)中，已公开了一种燃料喷射器，其中棒状部件与针阀的喷孔相反方向一侧的端部连接，电枢设置在该棒状部件周边，并且具备降低机构，其通过电枢室的燃料减少对该端部作用的压力。该降低机构是例如在针阀和棒状部件之间形成而与燃料箱连通的低压室，由于减少对低压室端面的面积作用的压力，从而能够容易开阀。

专利文件1的喷射器中，高压总是对针阀的背部作用，从而开阀时需要大的吸引力以压退相当于该高压的受压面积的力。

专利文件2中，虽然构成为减少对针阀的背部作用的压力，但是能够减少的压力只不过是对应于低压室断面的面积的量。由此，燃料压力通过高喷射压化而变得更高时，对电磁驱动部要求的吸引力变大，从而不能充分地减少开阀需要的驱动力。因此，会产生如下问题，即：电磁驱动部大型化，从而不能避免成本的上涨，或者由于喷射器的空间、负载电流的限制，在高喷射压下不能打开及关闭针阀。

发明内容

本发明的目的是提供一种喷射器，通过电磁驱动部驱动针阀的直动式喷射器中，通过充分地减少对针阀的背部作用的燃料压力并由小的吸引力可以打开或关闭针阀，从而可以在高喷射压下也以良好的控制性喷射燃料，并且实现小型化、低成本以及高性能。

本发明提供一种喷射器，通过电磁驱动部吸引并驱动容纳在棒状的主体中的针阀，并且通过开闭设置在上述主体前端的喷孔，从而喷射从高压燃料供给路径供给的高压燃料，具有：

电枢部，一体地设置在上述针阀的基端部，并且被容纳在与上述高压燃料供给路径连通的压力控制室，从而使背压作用到上述针阀；以及

控制阀，设置在上述电磁驱动部，并且在上述压力控制室和低压燃料流出路径之间开闭；其中，

在通过上述电磁驱动部将上述控制阀开阀从而使上述压力控制室的压力降低的状态下，通过对上述针阀作用的吸引力使上述针阀上升。

在电磁驱动部吸引并驱动控制阀时，控制阀开阀而连通压力控制室和低压燃料流出路径之间，从而压力降低。由此，使针阀的背压为预定压力以下，还通过电磁驱动部的吸引力使针阀上升，从而能够喷射燃料。

本发明中，通过结合电磁驱动部的吸引力和对针阀施加背压的压力控制室的压力控制，从而无需电磁驱动部的大型化，并且能够开闭直动型的针阀。由此，可以在高喷射压下驱动直动的针阀，并且提高阀上升的控制性从而能够进行高效率而稳定的燃料喷射。

本发明的另一个技术方案中，上述电磁驱动部具有螺线管，通过上述螺线管的吸引力使上述针阀上升，上述螺线管吸引并驱动上述控制阀。

通过螺线管形成控制阀以及针阀的磁路，在将控制阀开阀而使压力控制室的压力降低从而使针阀的背压为预定压力以下的状态下，还能够通过螺线管的吸引力设定为针阀开阀。这时，随着上升，吸引力增加，从而针阀快速地上升而能够获得靴型(boots type)的喷射特性。

另外，可以构成为：使吸引力作用到上述控制阀以及上述针阀的磁路，串联地通过上述控制阀的磁性体部以及上述针阀的磁性体部。

由于通过将以螺线管为中心而产生的磁路构成为串联地通过控制阀的磁性体中以及针阀的磁性体中，不分散磁力而能够产生强的吸引力，从而增加对针阀作用的吸引力，能够可靠地产生开阀需要的力。

另外，可以构成为：

在上述主体中容纳上述针阀以及上述电磁驱动部，上述控制阀同轴地配置于上述针阀；

通过由非磁性体构成的筒状部，保持由磁性体构成的上述控制阀的外周；

与上述控制阀相对置的、上述压力控制室的顶壁中央部由磁性体构成；

位于上述螺线管和上述电枢部之间的、上述压力控制室的顶壁外周部由非磁性体构成。

通过非磁性体配置在控制阀的外周以及压力控制室的顶壁外周部，并且控制阀配置成靠近针阀的磁性体部，从而能够容易地形成串联地通过控制阀和针阀的磁路，并且通过更大的吸引力能够快速驱动设置在针阀的基端部的电枢部。由此，不需要为了提高吸引力改变螺线管规格或者增加螺线管电流，从而在高喷射压下也能够进行直动的针阀控制。

另外，可以具有容器状的阀体，由磁性体构成，保持上述控制阀的上述针阀侧端部，并且其底部作为上述顶壁中央部。

另外，可以构成为：上述阀体的底部突出到上述压力控制室中，并且位于在凹部中，上述凹部设置在上述电枢部的基端部。

另外，可以构成为：在上述电枢部设置溢出通路，该溢出通路连通上述电枢部的侧面和上述凹部之间、或者连通上述电枢部的侧面和上述基端部之间。

另外，可以构成为：在上述控制阀设置溢出通路，该溢出通路与上述低压燃料流出路径连通；

另外，可以构成为：在上述阀体的底部设置出口节流孔，该出口节流孔作为上述压力控制室和上述溢出通路之间的连通路径，并且通过上述控制阀被开闭。

另外，可以构成为：环状非磁性体作为上述顶壁外周部，一体地设置在上述阀体的底部外侧壁。

另外，可以构成为：上述阀体的底面作为上述针阀的限制器。

另外，可以构成为：上述阀体的底面形成为球面。

另外，本发明的另一个技术方案中，上述电磁驱动部具有两个螺线管，通过第一个螺线管的吸引力将上述控制阀开阀，从而上述压力控制室与上述低压燃料流出路径连通，在由此得到的预定压力以下的状态下，通过第二个螺线管的吸引力使上述针阀上升。

也可以构成为通过两个螺线管形成控制阀以及针阀上的磁路，各自独立地控制。通过独立地控制对两个螺线管的通电定时，能够进行高效率的燃料喷射。

另外，可以构成为：对上述第二个螺线管通电后，停止对上述第一个螺线管的通电。

具体而言，通过只在针阀开阀时进行对控制阀通电并在开阀后停止对控制阀的通电，从而可以减少漏出量并且能够进行高效率的燃料喷射。

另外，可以构成为：上述控制阀的限制器设置在上述主体上。

附图说明

通过下面的构成本申请的一部分的详细说明、所附权利要求书和附图，可以理解本发明的特征和优点以及相关部分的操作方法和功能。在附图中：

图1是表示本发明第一实施方式的喷射器I的概况构造的整体截面图；

图2是第一实施方式的喷射器的主要部分放大截面图；

图3是为了说明第一实施方式的喷射器的动作的时序图；

图4是表示本发明第二实施方式的喷射器I的概况构造的整体截面图；

图5是为了说明第二实施方式的喷射器的动作的时序图；

图6是表示本发明第三实施方式的喷射器I的概况构造的整体截面图；

图7是第三实施方式的喷射器的主要部分放大截面图；

图8是表示第三实施方式的喷射器的控制阀的开阀状态的主要部分放大截面图；

图9是表示第三实施方式的喷射器的针阀的开阀状态的主要部分放大截面图；

图10是表示第三实施方式的喷射器的控制阀的闭阀状态的主要部分放大截面图；

图11是为了说明第三实施方式的喷射器的动作的时序图。

具体实施方式

以下参照图1至3说明适用于本发明的第一实施方式。

图1是表示本发明的喷射器I的概况构造的整体截面图，图2是表示其主要部分结构的放大截面图，图3是表示燃料喷射控制的一例的时序图。

喷射器I例如适用于柴油机的蓄压式燃料喷射装置，一对一地设置于内燃机的每个汽缸。在作为各个喷射器I共用的蓄压室的共轨(图示省略)中，由高压供给泵(图示省略)加压到高压的燃料被蓄压，控制装置(ECU，图示省略)对装置整体进行控制以成为与内燃机的工作状态对应的最适的喷射量和喷射时期。对于在共轨中被蓄压的燃料，除一般的柴油以外，可以使用如二甲醚(DME)或者液化石油气(LPG)这样的液化燃料，或者这些可以并用。

如图1所示，喷射器I在主体2的下半部中滑动自如地保持针阀1，该主体2具有大致棒状的整体形状。主体2由其下端部构成小径的嘴部2a，突出地位于对应的汽缸的燃烧室(图示省略)中，从前端的喷孔3喷射燃料。在主体2的上端部，在侧面突出地形成高压配管21以及低压配管22，该高压配管21与到外部的共轨的高压燃料供给路径(图示省略)连接，该低压配管22与到燃料箱(图示省略)的低压燃料流出路径(图示省略)连接。在主体2中形成有沿轴向延伸的高压路径23以及低压路径24，高压路径23与高压配管21连接，低压路径24与低压配管22连接。

另外，主体2一般具有适当地被分割为用于形成多个主体部件或者路径等的隔片等、并且通过固定螺母将它们互相结合而成为一体化的结构，但在此处表示为将整体作为一个主体而简化了的结构。

喷射器I的主体2下半部中，针阀1的外周形成有油槽室4，多个喷孔3贯穿形成于设置在油槽室4下端部的袋腔部31的壁。油槽室4与高压路径23连接，并且被导入来自共轨的高压燃料而成为高压(Pcr)。图示的状态下，在针阀1中，其前端部(图中的下端部)与在油槽室4和袋腔部31之间的境界部形成的嘴座41抵接，关闭喷孔3。这时，针阀1的前端面上，油槽室4的压力只作用于嘴座41(截面积As)的外侧部分。就是说，通过油槽室4带来的开阀方向(图中的上方)的负荷被表示：当从闭阀状态要开阀时(闭阀状态)为Fp＝Pcr×(Ap-As)，当从开阀状态要闭阀时(开阀状态)为Fp＝Pcr×Ap。

构成电磁驱动部的螺线管5以及控制阀6被容纳在主体2的上半部中。该螺线管5通过配置在作为筒状部的筒状非磁性体51周边的线圈壳52被保持，柱塞状的控制阀6被保持在筒状非磁性体51的筒内，并且以筒状非磁性体51的内周面作为导向面而可动。在构成为电磁驱动部的螺线管5以及控制阀6的下方并在油槽室4的上方位置，形成有压力控制室7。

针阀1中，其基端部(图中的上端部)贯穿油槽室4的顶部壁，并且位置在压力控制室7中。大径的电枢部1a一体地设置在针阀1的基端部，并且与螺线管5的下端磁极面相对置。压力控制室7经过向侧面开口的入口节流孔8与高压路径23总是连通，并且通过从高压路径23供给的燃料的压力，从而成为与油槽室4的压力(Pcr)同等的高压(Pcr’)。这个压力作为背压(Pcr’×Ap)作用于与电枢部1a一体地设置的针阀1(截面积Ap)。另外，法兰11突出地设置在电枢部1a的下端外周，弹簧12配置在该法兰11和压力控制室7上部壁之间，并且由其弹力(Fsp)将针阀1向闭阀方向(图中的下方)施力。

另外，出口节流孔9设置在压力控制室7的顶面中央。该出口节流孔9通过设置在控制阀6下端部的阀体61被开闭，转换压力控制室7和低压路径24之间的连通以及遮断，从而增加或减少压力控制室7的压力(Pcr’)。就是说，增加或减少：通过作为背压作用于针阀1(截面积Ap)的油压力和弹簧12的弹力产生的闭阀方向的负荷(Fp’＝Pcr’×Ap+Fsp)。控制阀6通过配置在其上方的弹簧62向下方被施力，并且在不对螺线管5通电的图示的状态下，位于阀体61关闭出口节流孔9的下端位置。控制阀6被容纳的筒状非磁性体51的筒内空间以及弹簧62被容纳的空间，与低压路径24连通。控制阀6、出口节流孔9以及针阀1位于同轴的位置。

电磁驱动部通过螺线管5吸引并驱动控制阀6，开放出口节流孔9。在控制阀6中，例如，凹部设置在与出口节流孔9相对置的底面侧，并且形成为保持相比于出口节流孔9直径大的大致半球状的阀体61的形状，从而可以形成为阀体61的平坦的底面关闭出口节流孔9。本实施方式中，将螺线管5共用于控制阀6以及针阀1，使螺线管5的吸引力也作用到针阀1的电枢部1a。螺线管5的吸引力(Fs)向针阀1的开阀方向作用。另外，入口节流孔8和出口节流孔9一般设定为出口节流孔9的直径相比入口节流孔8的直径大。由此，在开放出口节流孔9时，燃料流出，压力控制室7的压力降低，从而对针阀1的背部作用的压力降低。在压力控制室7降低到预定压力时，螺线管5可能吸引电枢部1a，从而针阀1上升而开放喷孔3。

以下参照图2、3详细说明上述本发明的喷射器I的动作。

图1所示的喷射器I的结构中，从不对螺线管5通电的图示的状态开始，当对螺线管5通电时，如图2所示，产生通过控制阀6的磁路S1，从而产生吸引力。如图3所示，这个吸引力与电流值成比例而增加，从而使控制阀6上升。控制阀6主体通过螺线管5的筒内被保持，并且高压燃料的压力没有作用，微小的吸引力也可以上升，从而当对螺线管5通电时就开始上升。

图2中，通过控制阀6的上升，对关闭出口节流孔9的阀体61作用的弹簧62的弹力被解除时，通过成为高压的压力控制室7的压力(Pcr’)使阀体61推上去。由此，压力控制室7的燃料从出口节流孔9流出至低压路径24，从而压力逐渐降低。如图3所示，压力控制室7的压力Pcr’降低到从入口节流孔8流入的流入量和向出口节流孔9流出的流出量之间平衡，从而成为定压。

另外，产生通过电枢部1a的磁路S2，从而产生吸引力。这时，在针阀1上，除了通过磁路S2产生的吸引力Fs以外，还在开阀方向上作用有上述油槽室4的油压力Fp(＝Pcr×(Ap-As))。就是说，如图3所示，作为对针阀1作用的力，在向上方向上作用有油槽室4产生的油压力和在磁路S2上产生的吸引力之间的合力(向开阀方向作用的力Fp+Fs)，而在向下方向上作用有压力控制室7产生的油压力和弹簧12的弹力之间的合力(向闭阀方向作用的力Fp’＝Pcr’×Ap+Fsp)。

这个吸引力Fs在通电初期，因为相比于对针阀1的背部作用的闭阀方向的力Fp’小，所以即使加上油槽室4的油压力Fp也不足以使针阀1上升。当螺线管5的电流上升时，吸引力Fs逐渐增加。另外，控制阀6上升后，因为对于维持上升需要的螺线管5电流值相比于吸引所需要的电流值变小(图中，箭头A所示)，所以螺线管5需要的电流值成为对控制阀6的上升维持用电流加上针阀1的吸引用电流。另外，因为弹簧12的弹力(Fsp)相对于油压力充分小，所以向闭阀侧作用的力Fp实质上成为压力控制室7的油压力，以后适当说明。

由于通过螺线管电流的上升吸引力Fs增加并且压力控制室7的压力Pcr’降低而成为定压，从而某时刻两者平衡，然后吸引力进一步增加时，向开阀侧作用的力Fp+Fs超过向闭阀侧作用的力Fp’(Fp’≤Fp+Fs)。由此，螺线管5吸引并驱动电枢部1a，针阀1开阀，从而油槽室4的燃料从喷孔3喷射。当针阀1开始上升时，油槽室4的燃料对嘴座41内侧也作用并且油压力Fp增加，而且对电枢部1a作用的磁路23以乘数效应增强，吸引力Fs急剧上升，从而针阀1迅速上升(图中，箭头B所示)。

针阀1上升到电枢部1a与压力控制室7的顶面抵接。就是说，图2中，电枢部1a和作为限制器的压力控制室7的顶面之间的距离，成为针阀1的最大上升量h。在预定时间(t1)过去后，对螺线管5的通电停止时，对控制阀6和针阀1作用的吸引力Fs急剧减少，控制阀6的阀体61关闭出口节流孔9，从而压力控制室7的压力再度上升。在对针阀1向开阀侧作用的力Fp+Fs低于向闭阀侧作用的力Fp’时，针阀1闭阀。

依照本实施方式，燃料喷射形成为靴型喷射图，就是说，对针阀1作用的吸引力随着上升的开始急剧地增加，并且针阀1急剧地上升到最大上升位置(图3的最下端所示)。

这样，本实施方式中，使用了直动型喷射器的结构中，附设控制阀6从而能控制压力控制室7的压力，还有通过将螺线管5共用于控制阀6以及针阀1，从而使螺线管5的吸引力有效地发挥。螺线管5的吸引力和通过控制阀6开阀带来的压力控制室7的压力降低支持针阀1的开阀，从而没有螺线管5的大型化，并且能够以良好的响应性能开闭直动型的针阀1。另外，由于螺线管5的共用化，从而能够节省空间且低成本地稳定喷射特性并提高阀上升的控制性，并且能够实现高功能的控制。

以下参照图4、5说明本发明的第二实施方式。

图4是表示喷射器I的概况构造的整体截面图，图5是表示燃料喷射控制的一个例子的时序图。

本实施方式中，如图4所示，除了控制阀6用螺线管5(第一螺线管)以外，还设置有针阀1用螺线管5’(第二螺线管)。控制阀6构成为大致T字形的阀体64容纳在靠近螺线管5下方设置的阀室63中，并且开闭在阀室63底面开口的出口节流孔9。阀室63与低压路径24总是连通，弹簧62将阀体64向闭阀方向施力，该弹簧62被容纳在螺线管5的筒内空间。

螺线管5’设置在阀室63和压力控制室7之间，弹簧12被容纳在与压力控制室7连通的螺线管5’的筒内空间，并且将针阀1向闭阀方向施力。压力控制室7经过螺线管5’的筒内空间与出口节流孔9连通。其他喷射器I的基本结构以及各部分的结构与上述第一实施方式同样，从而省略说明。

本实施方式中，独立地设置有控制阀6用螺线管5和针阀1用螺线管5’，将控制阀6和针阀1各自独立地控制。具体而言，先通过螺线管5将控制阀6开阀从而压力控制室7的压力充分地降低后，通过使螺线管5’起动而针阀开阀，从而能够高效率地利用螺线管5、5’的吸引力。

以下参照图5说明本实施方式的喷射器I的动作。图4中，从不对螺线管5、5’通电的图示的状态开始，当对螺线管5通电时，控制阀6的阀体64被吸引并驱动。在通过控制阀6的上升，出口节流孔9被开放从而连通压力控制室7和低压路径24之间时，压力控制室7的燃料经过出口节流孔9流出，从而压力控制室7的压力逐渐降低。

与第一实施方式不同，在该时刻，对针阀1作用的力中，只在向下方向上作用有压力控制室7带来的油压力(Pcr’×Ap)和弹簧12的弹力(Fsp)(向闭阀方向作用的力Fp’＝Pcr’×Ap+Fsp)，而没有向开阀方向作用的力。在压力控制室7的压力降低到一定的低压的状态下，当对螺线管5’通电时，吸引力(Fs)产生，然后向开阀方向作用的力Fs+Fp超过向闭阀方向作用的力Fp’时，针阀1开始上升。

针阀1开阀后(最大上升量h)，停止对螺线管5的通电。由此，出口节流孔9被关闭从而压力控制室7的压力(Pcr’)再度上升，但是如果设定成使得在压力控制室7达到一定压(与油槽室的压力同等)的时刻向闭阀方向作用的力Fp’小于等于向开阀方向作用的力Fs+Fp(向闭阀方向作用的力Fp’≤向开阀方向作用的力Fs+Fp)，则能够维持开阀。这样，由于只在开阀针阀1时开阀控制阀6，从而能够缩短螺线管5的通电时间(t2)。在预定时间(t3)过去后螺线管5’停止通电从而使对针阀1作用的吸引力Fs降低时，通过向闭阀方向作用的力Fp’针阀1闭阀。

本实施方式中，由于设置有多个螺线管5、5’并独立地控制通电定时和通电时间，可以进行与第一实施方式同样的动作。在该结构中，由于只在针阀1开阀时控制阀6暂时开阀，从而可以减少从出口节流孔9的漏出量，并且不需要为了维持控制阀6开阀所需的负荷电流(图3中箭头A的部分)。另外，螺线管5、5’产生分别使控制阀6以及针阀1开阀的最小限度的吸引力即可，从而能够使喷射器I整体比较小型化。

以下参照图6至11说明本发明的第三实施方式。

图6是表示喷射器I的概况构造的整体截面图，图7是喷射器的主要部分放大截面图，图8、9、10是表示喷射器的详细动作的主要部分放大截面图，图11是表示燃料喷射控制的一个例子的时序图。

如图6所示，本实施方式构成为：在与上述第一实施方式同样的基本结构中形成磁路部，该磁路部串联地通过控制阀6的磁性体部以及针阀1的磁性体部。与上述第一实施方式同样地，螺线管5共用于控制阀6以及针阀1。

图6、7中，螺线管5被容纳在主体2上半部中保持控制阀6外周的筒状非磁性体51周边以通过线圈壳52被保持，压力控制室7在这些控制阀6和螺线管5的下方形成。针阀1的电枢部1a被容纳在压力控制室7。本实施方式中，由于与电枢部1a相对置的压力控制室7的顶壁为结合了磁性体和非磁性体的结构，从而容易形成通过电枢部1a的磁路。具体而言，设置有保持控制阀6下端部的容器状的阀体91，阀体91的底部作为压力控制室7的顶壁中央部，环状非磁性体53一体地设置在阀体91的底部外侧壁并作为压力控制室7的顶壁外周部。

由磁性体构成的阀体91中，其筒状的上端部与筒状非磁性体51的下端部接合，底部突出到压力控制室7中并位于在凹部13中，该凹部13设置在电枢部1a的上面中央。筒状非磁性体51的上端部与筒部25接合，该筒部25从由磁性体构成的主体2突出到线圈壳52中。本实施方式中，控制阀6以该筒部25、筒状非磁性体51以及阀体91的内周面作为导向面而滑动。这样，由于磁性体部位于控制阀6的上下端部外周，从而容易形成磁路。

另外，设置有出口节流孔9以贯穿阀体91的底部中央，通过控制阀6的阀体61开闭出口节流孔9。在开阀时从出口节流孔9流出的燃料向轴向贯通控制阀6，并且经过连通上下端面之间的溢出通路65流出到低压路径24。在控制阀6上方的主体2壁形成有作为限制器的阶梯部，规定了控制阀6的最大上升量h1。

环状非磁性体53紧贴在线圈壳52的底面，且被形成为预定厚度的平板形状，并且所述环状非磁性体53被配置成架设在阀体91和其外方的主体2之间，且遮断螺线管5和压力控制室7之间。电枢部1a的上面外周部的环状凸部突出地位于环状非磁性体53、阀体91以及主体2之间形成的环状凹部中，并且与环状非磁性体53相对置。这时，由磁性体构成的主体2、阀体91以及电枢部1a的环状凸部位置接近，从而容易形成磁路。弹簧12设置在电枢部1a外周的法兰11和主体2之间，并且将针阀1向下方施力。

此处，为了防止环状非磁性体53和电枢部1a直接接触，通过与电枢部1a的凹部13相对置的阀体91的底面作为限制器，设定针阀1的最大上升量h2。由此，能够保护环状非磁性体53从而维持强度，并且能够减小控制阀6开阀时的涡电流。另外，在针阀1最大上升时与电枢部1a的凹部13抵接的阀体91的底面形成为大致球面，并且两者成为点接触，从而在最大上升位置针阀1的受压面积不会变化很大。

另外，溢出通路14和溢出通路15设置在电枢部1a外周的环状凸部上，该溢出通路14将凹部13内空间和法兰11上方的侧面连通，该溢出通路15将环状凸部上面和法兰11上方的侧面连通。由此，压力控制室7中的燃料可以自由流通到在电枢部1a上方形成的环状凹部中以及电枢部1a的凹部13内空间中，并且不妨碍上升。这时，如上所述，通过作为限制器的阀体91的底面形成为大致球面，能够容易地设定最大上升量h2，并且能够在不会被阀体91关闭的位置形成溢出通路14，从而不妨碍内外的燃料流通。

以下参照图6并根据图7至11说明本实施方式的喷射器I的动作。

图7中，从不对螺线管5的通电的图示的状态开始，当对螺线管5通电时，如图8所示，产生通过主体2的筒部25、控制阀6、阀体91、电枢部1a的环状凸部以及主体2的磁路S3。本实施方式的结构中，由环状非磁性体53构成与电枢部1a相对置的压力控制室7的顶壁外周部，并且电枢部1a的环状凸部配置在作为顶壁中央部的阀体91和主体2之间，从而磁路S3被形成为串联地通过控制阀6和电枢部1a。另外，控制阀6的上下端部紧贴在由磁性体构成的主体2以及阀体91，并且电枢部1a的环状凸部通过微小空隙靠近阀体91以及主体2，从而会形成串联地通过控制阀6以及针阀1的电枢部1a的强的磁路。

如图11所示，对螺线管5通电同时产生的吸引力Fs’与电流值成比例而增加，从而使控制阀6迅速上升到最大上升h1位置(参照图7)。另外，在控制阀6的阀体61开放出口节流孔9时，经过电枢部1a的凹部13连通压力控制室7和阀体91内空间之间。由此，在压力控制室7的燃料经过控制阀6的溢出通路65流出到低压路径24时，压力控制室7的压力Pcr’逐渐降低。

另外，闭阀状态下，通过磁路S3产生的吸引力Fs和油槽室4的油压力Fp(＝Pcr×(Ap-As))对针阀1的电枢部1a作用。本实施方式中，由于形成了通过电枢部1a的强的磁路S3，从而吸引力Fs的起动很快，油压力和吸引力的合力(向开阀侧作用的力Fs+Fp)迅速上升而成为一定。由此，在压力控制室7的压力Pcr’降低而成为定压之前的某时刻，压力控制室7产生的油压力和弹簧12的弹力的合力(向闭阀侧作用的力Fp’＝Pcr’×Ap+Fsp)平衡，然后压力控制室7的压力Pcr’进一步降低时，向开阀侧作用的力Fp+Fs超过向闭阀侧作用的力Fp’(Fp’≤Fp+Fs)。压力控制室7的压力Pcr’以后也逐渐降低到从入口节流孔8的流入量和向出口节流孔9的流出量之间平衡，成为定压。

由此，如图9所示，螺线管5吸引并驱动电枢部1a，从而针阀1开始上升。这时，由于通过针阀1上升油槽室4的油压力Fp(＝Pcr×Ap)增加，从而向开阀侧作用的力Fp+Fs容易地超过向闭阀侧作用的力Fp’，并且电枢部1a能够迅速上升到与作为限制器的阀体91底部抵接的最大上升h2位置(参照图7)。

在预定时间过去后并对螺线管5的通电停止时，对控制阀6和针阀1作用的吸引力Fs急剧减少，控制阀6的阀体61关闭出口节流孔9，从而压力控制室7的压力再度上升。在对针阀1向开阀侧作用的力Fp+Fs低于向闭阀侧作用的力Fp’时，针阀1闭阀。

这样，通过磁路S3被形成为串联地通过控制阀6以及电枢部1a，能够不分散磁力并产生强有力的吸引力，从而能够高效率地产生针阀1开阀所需的吸引力。另外，通过形成磁路S3的磁性体部靠近，能够产生更大的吸引力，从而吸引力的起动很快，并且随着压力控制室7的压力降低迅速开始针阀1的上升。结果，不需要增加螺线管5的外形尺寸或者电流值而能够增加吸引力，并且可以在高喷射压下直动地对针阀1进行开闭控制。

本实施方式中，由于构成为：1)压力控制室7的只有顶壁中央部为磁性体，并且压力控制室7的外周部为非磁性体；2)压力控制室7的顶壁中央部形成为容器状，而与控制阀6接触，并且与顶壁外周部的非磁性体成为一体化3)使容器状的顶壁中央部突出位于压力控制室7中；4)使控制阀6的上端部与主体2接触，从而能够使通过上述磁路S3产生的吸引力更有效地发挥。不过，这些结构不一定需要所有的，各部分的形状不同也可以。只要构成为可以以尽可能不介入空间等的方式来形成含有控制阀6和针阀1的电枢部1a的磁路，就能够获得相同的效果。

如上面说明，依照本发明，通过电磁驱动部直接驱动针阀的方式的喷射器中，在针阀开阀时，使对针阀背部作用的压力降低，从而能够容易地开闭针阀，并且不需要增加吸引力而在高喷射压下也能够以良好的控制性喷射燃料。

另外，本发明的应用并不仅仅限于上述第一至第三实施方式，而也可以在权利要求的范围内进行适当变形。例如，也可以随意组合上述各实施方式的结构。

Claims (14)

1.一种喷射器，具有：

主体，形成为棒状，并且在其前端设置有喷孔；

针阀，被容纳在上述主体中；以及

电磁驱动部，吸引并驱动上述针阀；其中，

通过开闭上述喷孔，喷射从高压燃料供给路径供给的高压燃料；其特征在于，具有：

电枢部，一体地设置在上述针阀的基端部，并且被容纳在与上述高压燃料供给路径连通的压力控制室，从而使背压作用到上述针阀；以及

控制阀，设置在上述电磁驱动部，并且在上述压力控制室和低压燃料流出路径之间开闭；其中，

在通过上述电磁驱动部将上述控制阀开阀从而使上述压力控制室的压力降低的状态下，通过对上述针阀作用的吸引力使上述针阀上升。

2.如权利要求1所述的喷射器，其特征在于，

上述电磁驱动部具有螺线管，通过上述螺线管的吸引力使上述针阀上升，上述螺线管吸引并驱动上述控制阀。

3.如权利要求2所述的喷射器，其特征在于，

在上述电磁驱动部中，使吸引力作用到上述控制阀以及上述针阀上的磁路，串联地通过上述控制阀的磁性体部以及上述针阀的磁性体部。

4.如权利要求3所述的喷射器，其特征在于，

在上述主体中容纳上述针阀以及上述电磁驱动部，上述控制阀同轴地配置于上述针阀；

通过由非磁性体构成的筒状部，保持由磁性体构成的上述控制阀的外周；

与上述控制阀相对置的、上述压力控制室的顶壁中央部由磁性体构成；

位于上述螺线管和上述电枢部之间的、上述压力控制室的顶壁外周部由非磁性体构成。

5.如权利要求4所述的喷射器，其特征在于，

具有：

容器状的阀体，由磁性体构成，保持上述控制阀的上述针阀侧端部，并且其底部作为上述顶壁中央部。

6.如权利要求5所述的喷射器，其特征在于，

上述阀体的底部突出到上述压力控制室中，并且位于在凹部中，上述凹部设置在上述电枢部的基端部。

7.如权利要求6所述的喷射器，其特征在于，

在上述电枢部设置溢出通路，该溢出通路连通上述电枢部的侧面和上述凹部之间、或者连通上述电枢部的侧面和上述基端部之间。

8.如权利要求5所述的喷射器，其特征在于，

在上述控制阀设置溢出通路，该溢出通路与上述低压燃料流出路径连通；

在上述阀体的底部设置出口节流孔，该出口节流孔作为上述压力控制室和上述溢出通路之间的连通路径，并且通过上述控制阀被开闭。

9.如权利要求5所述的喷射器，其特征在于，

环状非磁性体作为上述顶壁外周部，一体地设置在上述阀体的底部外侧壁。

10.如权利要求5所述的喷射器，其特征在于，

上述阀体的底面作为上述针阀的限制器。

11.如权利要求10所述的喷射器，其特征在于，

上述阀体的底面形成为球面。

12.如权利要求2所述的喷射器，其特征在于，

上述电磁驱动部具有两个螺线管，

通过第一个螺线管的吸引力将上述控制阀开阀，从而上述压力控制室与上述低压燃料流出路径连通，在由此得到的预定压力以下的状态下，通过第二个螺线管的吸引力使上述针阀上升。

13.如权利要求12所述的喷射器，其特征在于，

上述电磁驱动部对上述第二个螺线管通电后，停止对上述第一个螺线管的通电。

14.如权利要求1至13中任一项所述的喷射器，其特征在于，

上述控制阀的限制器设置在上述主体上。

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