CN101592111A - 燃料喷射阀和焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料喷射阀和焊接方法，该燃料喷射阀包括管状体和阀座构件，所述管状体允许燃料在其中流动，所述阀座构件具有形成有阀座表面的内圆周表面，所述焊接方法包括：将阀座构件插入到管状体中；以及通过使用两个能量施加头将热能施加至管状体的两个点而将管状体沿管状体的圆周方向焊接至阀座构件，所述两个点沿管状体的圆周方向互不相同并且沿管状体的轴向方向也互不相同。

Description

燃料喷射阀和焊接方法

技术领域

[0001]本发明涉及一种燃料喷射阀和焊接方法。

背景技术

[0002]已经有包括管状体、管状阀座构件以及阀(valving)元件的燃料喷射阀。燃料在管状体内流动。在阀座构件已经插入到管状体中的状态下，阀座构件焊接到管状体。阀元件可以座落在阀座表面上或从阀座表面运动，所述阀座表面环形地形成在阀座构件的内圆周上。燃料喷射阀喷射已经通过阀元件与阀座表面之间的空间的燃料。

[0003]在这种燃料喷射阀中，有以下问题：由于管状体与阀座构件之间焊接，阀座构件热变形从而减小阀座表面的形状形成准确度，在该情况下，在阀元件已经落座在阀座表面上的状态下燃料可能在阀元件与阀座表面之间泄漏。

[0004]日本专利申请公开No.2002-321077公开了一种先前提出的将管状体焊接至阀座构件的方法。在该技术中，用于发射激光束的两个光学头布置在与管状体的中心轴线垂直的平面中，并分别布置在管状体的外圆周上的两个圆周点(spot)(位置)上。在管状体持续旋转的情况下，这些光学头将激光束施加至管状体的外圆周表面上的两个点。由此，管状体和阀座构件沿其圆周方向被熔化，使得管状体借助整周焊接而焊接至阀座构件。

发明内容

[0005]然而，在如上所述的焊接方法中，管状体和阀座构件在管状体的一个轴向区域处焊接在一起。因此，导致管状体与阀座构件之间的结合强度(连接强度)较低的问题。

[0006]此外，当管状体焊接至阀座构件时，期望的是阀座构件的阀座表面的热变形是小的。

[0007]因此本发明的目的是提供一种燃料喷射阀和/或焊接方法，其被设计成当管状体和阀座构件之间进行焊接时增强管状体与阀座构件之间的结合强度并减小阀座构件的阀座表面的热变形。

[0008]根据本发明的一方面，提供一种用于燃料喷射阀的焊接方法，所述燃料喷射阀包括管状体和阀座构件，所述管状体允许燃料在管状体中流动，所述阀座构件具有形成有阀座表面的内圆周表面，所述焊接方法包括：将阀座构件插入到管状体中；以及，通过使用两个能量施加头将热能施加至管状体的两个点而将管状体沿管状体的圆周方向焊接至阀座构件，所述两个点沿管状体的圆周方向互不相同并且沿管状体的轴向方向也互不相同。

[0009]根据本发明的另一方面，提供一种用于燃料喷射阀的焊接方法，所述燃料喷射阀包括管状体和管状阀座构件，所述管状体允许燃料在管状体中流动，所述阀座构件具有形成有环形阀座表面的内圆周表面，所述焊接方法包括以下步骤：第一步骤：通过将阀座构件插入到管状体中而形成双管状体；第二步骤：通过使用两个能量施加头将热能施加至双管状体的两个点而将管状体沿管状体的圆周方向环形地焊接至阀座构件，所述两个点沿管状体的圆周方向相互移位并且沿管状体的轴向方向也相互移位；以及第三步骤，与所述第二步骤同时地相对于两个能量施加头旋转双管状体，以便使管状体和阀座构件中的每个的两个区域焊接，所述两个区域沿所述轴向方向相互移位。

[0010]根据本发明的又一方面，提供一种燃料喷射阀，其包括：管状体，其允许燃料在管状体中流动；阀座构件，其具有形成有阀座表面的内圆周表面，所述阀座构件插入到管状体中；阀元件，其能够座落在阀座表面上或从阀座表面运动；驱动段，其构造成使阀元件座落在阀座表面上或使阀元件从阀座表面运动；以及，喷射段，其构造成喷射已经流过阀元件与阀座表面之间的空间的燃料，管状体通过以上方面所述的焊接方法焊接至阀座构件。

[0011]将从以下参照附图的说明了解本发明的其它目的和特征。

附图说明

[0012]图1是示出内燃机和根据本发明的实施例的燃料喷射阀的剖视图；

[0013]图2是示出根据本发明的实施例的燃料喷射阀的剖视图(沿轴向方向得到的剖视图)；

[0014]图3是示出根据本发明的实施例的燃料喷射阀的尖端部分的剖视图(沿轴向方向得到的剖视图)；

[0015]图4A是用于解释根据本发明的实施例管状体与阀座构件之间的焊接的解释性视图；图4B是用于解释管状体与阀座构件之间的焊接的修改示例的解释性视图；图4C是用于解释管状体与阀座构件之间的焊接的比较示例的解释性视图；

[0016]图5是示出根据本发明的实施例的激光焊接装置的示意性平面图；

[0017]图6是示出根据本发明的实施例在激光焊接装置中的两个激光头与管状体之间的位置关系的侧视图；

[0018]图7是示出根据本发明的实施例在管状体已经焊接至阀座构件的状态下燃料喷射阀的尖端部分的(沿轴向方向得到的)剖视图；

[0019]图8是示出根据本发明的实施例的管状体的焊接轨迹的斜透视图；

[0020]图9是示出根据本发明的实施例两个焊接轨迹之间的间距与阀座表面的圆度变化量之间的关系的图表；

[0021]图10示出根据本发明的实施例两个激光头之间的角度与阀座表面的圆度变化量之间的关系的图表。

具体实施方式

[0022]将参照附图解释根据本发明的实施例。在该实施例中，燃料喷射阀用于安装在诸如四轮车或两轮车的车辆中的内燃机。在下文中，为了方便，燃料喷射阀喷射燃料的一个端部部分称为燃料喷射阀的尖端部分(轴向尖端部分)，并且燃料喷射阀从燃料管道被供应燃料的另一端部部分称为燃料喷射阀的基端部分(轴向基端部分)。此外，用词“轴向”或以下解释中简单提及的“轴向”意思是燃料喷射阀的轴向方向。图1是示出内燃机和根据该实施例的燃料喷射阀的剖视图。图2是示出根据该实施例的燃料喷射阀的剖视图(沿轴向方向得到的剖视图)。图3是示出根据该实施例的燃料喷射阀的尖端部分的剖视图(沿轴向方向得到的剖视图)。图4A是用于解释根据该实施例管状体(空心圆筒构件)与阀座构件之间的焊接的解释性视图。图4B是用于解释根据该实施例管状体与阀座构件之间的焊接的修改示例的解释性视图。图4C是用于解释管状体与阀座构件之间的焊接的比较示例的解释性视图。

[0023]如图1所示，燃料喷射阀1的基端部分通过连接管道101与燃料管道103连接。另一方面，燃料喷射阀1的尖端部分通过插入而配合到内燃机105的插入开口(插入孔)105a中。在该实施例中，插入开口105a设置在内燃机105的进气管105b中。即，进气管105b形成有插入开口105a。通过打开进气门105c而打开发动机机体105d的气缸105e，以便使从燃料喷射阀1喷射的燃料供应到气缸105e中。在该实施例中的燃料喷射阀1是用于将燃料喷射到进气管105b中的低压式喷射阀。

[0024]如图2中所示，燃料喷射阀1包括由金属制成的管状体5、阀段7以及驱动段9。管状体5基本形成为管状形状(空心圆形的圆筒形状)，从而在管状体5内具有流动通道3。即，管状体5的径向内部空心用作允许燃料流过的流动通道3。阀段7设置在管状体5的尖端部分内，且功能为打开或关闭流动通道3。驱动段9功能为驱动阀段7。

[0025]管状体5例如通过将诸如深冲压机件的加压机件施加至诸如不锈钢的磁性金属材料而形成为包括台阶的薄壁金属管。该管状体5包括在管状体5的基端侧上的大直径部分5a和在管状体5的尖端侧上的小直径部分5b。小直径部分5b的直径小于大直径部分5a的直径。管状体5的基端部分插入到连接管道101中。在管状体5的基端部分的外圆周表面上配合有O型环11。即，管状体5的基端部分插入到O型环11中。O型环11功能为通过封闭(即，密封)管状体5与连接管道101之间的间隙来保证管状体5与连接管道101之间不透流体和不透气。已经从燃料泵(未示出)泵送且已经在燃料管道103中流动的燃料通过连接管道101供应到管状体5内。该供应的燃料从管状体5的基端部分沿流动通道3朝管状体5的尖端部分流动。

[0026]管状体5的基端部分附装有用于过滤燃料的燃料过滤器13。燃料过滤器13包括管状金属芯部13a、框架13b和附装至框架13b的过滤器主体13c。金属芯部13a通过压配合而配合到管状体5的大直径部分5a内。框架13b由比管状体5柔软的树脂材料制成，例如尼龙或氟树脂。框架13b与金属芯部13a一体地形成。过滤器主体13c是网格形式，并用于过滤燃料。

[0027]如图2和3中所示，阀段7包括由金属制成的阀座构件15和由金属制成的阀元件17。阀座构件15布置在管状体5的尖端部分中，并紧固或固定到管状体5。阀元件17布置在管状体5中。

[0028]如图3中所示，阀座构件15包括具有阀座表面15b的内圆周表面。阀座构件15的与阀座表面15b的存在范围对应的轴向预定部分被形成管的形状，所述管的径向厚度朝燃料流动的下游侧变得较大。即，阀座构件15形成有沿燃料喷射阀1的轴向方向通过阀座构件15的阀元件孔15a。阀元件17被接收或布置在阀元件孔15a中，从而可沿轴向方向运动。阀元件孔15a的内圆周表面包括形成环形形状的阀座表面15b。因此，阀座构件15整体上也是管的形式。

[0029]更具体地，阀座构件15包括第一管部分15d、第二管部分15e和第三管部分15f。第一管部分15d位于阀座构件15的下游部分处，并且包括作为第一管部分15d的内圆周表面的阀座表面15b。第一管部分15d的内径朝第一管部分15d的下游端部变得较小。第二管部分15e位于阀座构件15的上游部分处，即，位于第一管部分15d的上游。第二管部分15e构成阀座构件15的入口(进口)。第二管部分15e的内径朝燃料流动的下游侧变得较小。第三管部分15f将第一管部分15d与第二管部分15e连接起来。第三管部分15f是管(圆形空心圆筒)的形式，使得第三管部分15f的内径和外径在第三管部分15f的任一轴向点处是基本恒定的。在阀元件孔15a的尖端部分(下游部分)处，阀座构件15包括与第一管部分15d的下游部分连接的管状出口部分(离开部分)15c。

[0030]阀座构件15通过将整个圆周激光焊接从管状体5的径向外部施加至管状体5而固定到管状体5。在沿管状体5的轴向方向相互分离开的两个区域(两个整个圆周区域)处执行该激光焊接。即，相邻的两个焊接轨迹(焊接区域)19和20沿轴向方向相互分离开。以下将解释关于激光焊接的细节。在附图中，通过黑色三角形示出焊接轨迹。在该实施例中，如图3和4A中所示，用于焊接轨迹20的阀座构件15的熔化量(在焊接轨迹19和20中较靠近阀座表面15b的一个焊接轨迹处熔化的量)小于用于焊接轨迹19(在焊接轨迹19和20中较远离阀座表面15b的另一焊接轨迹处)的阀座构件15的熔化量。用于这些区域的阀座构件15的总的熔化量小于图4C中所示的比较示例中的阀座构件15的熔化量。图4C中所示的比较示例是阀座构件15仅在管状体5的一个轴向点(一个整个圆周区域)处焊接至管状体5(由焊接轨迹302所示的焊接)的情况。在根据本发明的实施例中，管状体5与阀座构件15之间的焊接不受图4A中所示的型式限制，并可以执行成使得阀座构件15在两个焊接区域处相应的熔化量彼此相等，例如如图4B中所示。同样在该情况下，用于这些焊接区域的阀座构件15的总的熔化量小于图4C中所示的比较示例中的阀座构件15的熔化量。阀座构件15与管状体5共同限定双管状体50。

[0031]在阀座构件15的尖端上固定有作为喷射段的喷嘴板21。喷嘴板21覆盖或封闭阀元件孔15a。喷嘴板21形成有多个作为喷孔的喷射孔21a。这些喷射孔21a通向内燃机105的进气管105b。阀座表面15b与阀元件17之间经过的燃料通过喷嘴板21的喷射孔21a进行喷射。喷嘴板21例如由诸如不锈钢的金属形成。喷嘴板21借助以围绕喷射孔21a的环形形状实施的激光焊接而固定至阀座构件15。该焊接区域(焊接轨迹)在图3中由附图标记23所示。

[0032]如图2和3中所示，阀元件17形成球形形状，并可以座落在阀座表面15b上或从阀座表面15b运动。阀元件17通过驱动段9的驱动力在图3中所示的落座位置与阀打开位置(未示出)之间沿轴向方向来回地被驱动。当阀元件17座落在阀座构件15的阀座表面15b上时，阀元件17运动到落座位置中。另一方面，当阀元件17从阀座表面15b拉离开时，阀元件17运动到阀打开位置中。

[0033]驱动段9是电磁致动器，并且构造成驱动阀段7的阀元件17。如图2中所示，驱动段9包括固定铁心(芯管)25、运动铁心(衔铁)27、电磁线圈29、绕线筒31和轭33。固定铁心25布置在管状体5内，并固定或紧固到管状体5。运动铁心27布置在管状体5内且布置在固定铁心25的尖端侧上，并沿轴向方向可运动。管状体5通过电磁线圈29，并且电磁线圈29径向地位于固定铁心25和运动铁心27的外部。绕线筒31布置在电磁线圈29的内圆周侧上。轭33布置在电磁线圈29的外圆周侧上。固定铁心25、运动铁心27、电磁线圈29和轭33这些部件形成闭合磁路。

[0034]固定铁心25由磁性金属材料制成并形成沿轴向方向延伸的管的形状。固定铁心25通过压配合而配合到管状体5的小直径部分5b中。当燃料喷射阀1处在关闭状态下时，固定铁心25的尖端表面通过较小的空间(间隙)δ面对运动铁心27的基端表面。固定铁心25中通过插入而配合有沿轴向方向延伸的调节器管状体35。已经流到固定铁心25中的燃料通过调节器管状体35的内部，并继而从固定铁心25向外流动。即，固定铁心25和调节器管状体35形成或限定流动通道3的一部分。

[0035]运动铁心27由磁性金属材料制成并形成沿轴向方向延伸的阶梯管的形状。运动铁心27包括大直径部分27a和小直径部分27b。大直径部分27a面对固定铁心25(与固定铁心25相对)。小直径部分27b的直径(外径)小于大直径部分27a的直径(外径)。小直径部分27b从大直径部分27a的端部部分朝燃料喷射阀1的尖端侧突出。阀元件17通过焊接固定到运动铁心27的尖端部分，以便使阀元件17与运动铁心27一体地运动。运动铁心27的大直径部分27a形成有朝固定铁心25打开的凹部分27c，如图2中所示。小直径部分27b形成有与凹部分27c连接(即，与凹部分27c相通)的开口27d。开口27d形成通过小直径部分27b的侧面。此外，在运动铁心27的小直径部分27b的外圆周表面与管状体5的内圆周表面之间形成背压室37。即，小直径部分27b的外圆周表面与管状体5的内圆周表面共同限定背压室37。根据这种运动铁心27的结构，从固定铁心25引入到凹部分27c的燃料通过开口27d流到背压室37中。因此，运动铁心27形成或限定流动通道3的一部分。

[0036]运动铁心27与固定铁心25之间插入压缩状态下的螺旋弹簧39。螺旋弹簧39功能为构成驱动段9的偏压构件。在螺旋弹簧39已经插入到运动铁心27的凹部分27c中的状态下，螺旋弹簧39的一个端部部分(基端部分)与调节器管状体35的尖端表面(尖端侧端面)接触，并且螺旋弹簧39的另一端部部分(尖端部分)与凹部分27c的底面接触。螺旋弹簧39沿使燃料喷射阀1关闭的方向(即，使阀元件17座落到阀座表面15b上的方向)偏压或推动运动铁心27和阀元件17。

[0037]轭33形成阶梯管的形状。轭33包括大直径部分33a和小直径部分33b。大直径部分33a覆盖电磁线圈29的外圆周。小直径部分33b具有小于大直径部分33a的直径的直径，并且从大直径部分33a的端部部分朝燃料喷射阀1的尖端侧突出。轭33的小直径部分33b通过压配合配合在管状体5的小直径部分5b上，并由此紧固到管状体5。

[0038]绕线筒31由树脂材料制成并形成管的形状。绕线筒31布置在管状体5的外圆周表面上，从而使管状体5插入到绕线筒31中。在电磁线圈29已经缠绕绕线筒31的状态下，电磁线圈29布置在管状体5的外圆周表面上。电力通过导电路径(线缆)45和设置在连接器41中的销43从外部电源(未示出)供应至电磁线圈29。

[0039]根据驱动段9的操作，当电磁线圈29没有被激发(OFF)时，阀元件17通过螺旋弹簧39的偏压力而保持座落在阀座表面15b上(阀关闭状态)。这时，小空间δ轴向地存在于固定铁心25与运动铁心27之间。另一方面，当电磁线圈29被激发(转到ON)时，通过电磁线圈29、固定铁心25、运动铁心27以及轭33形成闭合磁路。由此，施加使运动铁心27朝固定铁心25运动的磁力。借助该磁力，运动铁心27克服螺旋弹簧39的偏压力而被拉到固定铁心25，以便使构造成与运动铁心27一体地运动的阀座构件15与阀座表面15b分离(阀打开状态)。

[0040]在驱动段9的轭33的小直径部分33b的外圆周表面上配合有O型环46。即，小直径部分33b插入到O型环46中。该O型环46功能为通过封闭(即，密封)插入开口105a的内圆周表面与轭33的外圆周表面之间的间隙来保证内燃机105的插入开口105a的内圆周表面与轭33的外圆周表面之间不透流体和不透气。

[0041]燃料喷射阀1还包括罩47和保护器49。罩47覆盖或包住管状体5的中间部分。罩47由树脂或类似物制成。罩47通过在轭33、电磁线圈29和类似物已经附装在管状体5的外圆周侧上的状态下进行喷射模制而形成。罩47与连接器41一体地模制。在该罩47内部，形成导电路径45。保护器49覆盖或包住管状体5的尖端部分。保护器49是圆形管的形式并配合在管状体5的尖端部分上以保护管状体5的尖端部分。

[0042]根据具有上述结构的燃料喷射阀1，当阀元件17响应于电磁线圈29的激发而与阀座表面15b分离并且由此燃料喷射阀1变为阀打开状态时，供应至管状体5的燃料流过流动通道3。即，在燃料通过燃料过滤器被过滤以后，该燃料流过固定铁心25和运动铁心27进入背压室37中。然后，燃料从背压室37流过阀元件17与阀座构件15的阀座表面15b之间在阀打开状态时产生的空间(间隙)。然后，燃料从喷嘴板21的喷射孔21a喷射。

[0043]接下来，现在将详细解释燃料喷射阀1中的管状体5与阀座构件15之间的焊接方法。图5是示出根据该实施例的激光焊接装置的示意性平面图。图6是示出根据该实施例在激光焊接装置中的两个激光头与管状体5之间的位置关系的侧视图。图7是示出在该实施例中在管状体5已经焊接至阀座构件15的状态下燃料喷射阀1的尖端部分的剖视图(沿轴线得到)。图8是示出在该实施例中管状体5的焊接轨迹的斜透视图。

[0044]通过使用图5中所示的激光焊接装置201实施管状体5与阀座构件15之间的焊接。激光焊接装置201包括激光振荡器202、射束分离器203、第一和第二激光头204和205以及旋转机构(未示出)。激光振荡器202产生或引起激光束(激光)的振荡。射束分离器203将由激光振荡器202产生的激光束分成或分裂成两个激光束。第一和第二激光头204和205是能量施加头，并发射或输出由射束分离器203分成的两个激光束。旋转机构功能为相对于第一和第二激光头204和205旋转机件(待焊接的物体)。

[0045]射束分离器203包括第一镜203a、第二镜203b、分束器203c和第三镜203d。分束器203c是被构造成将入射的激光束分成或分裂成两个具有彼此相等的强度(强度比1∶1)的激光束的半反射镜(half mirror)。即，由分束器203c分成的每个激光束都具有等于分之前的激光束的强度的50％的强度。该射束分离器203借助第一和第二镜203a和203b将从激光振荡器202发射的激光束引入到分束器203c。然后，引入的激光束通过分束器203c分裂或分开。由分束器203c分成的两个激光束中的一个被第三镜203d反射，并继而通过线缆或类似物(未示出)引入到第一激光头204中。由分束器203c分成的两个激光束中的另一个通过线缆或类似物(未示出)引入到第二激光头205中。

[0046]如图5和6中所示，第一和第二激光头204和205中的每一个都促使入射的(引入的)激光束会聚到一点；并用会聚的激光束照射双管状体50。即，激光束被发射并会聚到设置为工件的双管状体50的焊接部分。

[0047]第一激光头204布置成使得从第一激光头204发射的激光束A1的光轴位于与管状体5的轴中心(轴向中心线)垂直的第一平面内，并且也使得激光束A1的光轴经过管状体5的轴中心。此外，第二激光头205布置成使得从第二激光头205发射的激光束A2的光轴位于与管状体5的轴中心垂直的第二平面内，并且也使得激光束A2的光轴经过管状体5的轴中心。该第一平面与第二平面平行，并且沿管状体5的轴向方向与第二平面分离开。第一和第二激光头204和205被布置成将焊接轨迹19与焊接轨迹20分离，所述焊接轨迹19与焊接轨迹20通过使用这些激光头204和205进行两个焊接操作而产生。如图7中所示，有利的是第一和第二激光头204和205布置成满足以下关系：0＜w≤0.9mm，其中w表示由激光头204和205产生的两个焊接轨迹(焊接区域)19和20之间的间距(距离)。此外，这些第一和第二激光头204和205布置成使得当沿轴向方向观察时，激光束A1的光轴的方向与激光束A2的光轴的方向不同。有利的是激光束A1的光轴与激光束A2的光轴之间的角度θ是在70度至110度(70°-110°)范围内，如图5中所示。

[0048]在通过使用激光焊接装置201执行的用于管状体5和阀座构件15的焊接过程中，首先，阀座构件15插入到管状体5中以形成双管状体50。接着，如图6和7中所示，第一和第二光学头204和205用激光束A1和A2从管状体5的径向外部照射双管状体50。由此，热能施加至双管状体50，以便使管状体5和阀座构件15在各自沿管状体5的圆周方向设置的两个区域处相互焊接(即，以便形成两个相互轴向分离开的环形焊接轨迹)。更具体地，由于激光头204和205的上述布置，因此激光焊接装置201将激光束A1和A2的热能施加至双管状体50的两个位置(点)，所述两个位置沿管状体5的圆周方向互不相同并沿管状体5的轴向方向也互不相同。在施加该热能的同时，激光焊接装置201的旋转机构相对于第一和第二激光头204和205旋转双管状体50。由此，双管状体50由于激光头204的激光束A1的热能引起的热应变和双管状体50由于激光头205的激光束A2的热能引起的热应变相互抵消，同时焊接管状体5和阀座构件15中的每个的轴向分离的两个区域。图8示出管状体5在焊接以后的状态。

[0049]在该焊接中，阀座构件15由第二激光头205的焊接引起的熔化量(在分别用于激光头204和205的两个焊接区域19和20中较靠近阀座表面15b的一个焊接区域处熔化的量)小于阀座构件15由第一激光头204的焊接引起的熔化量(在两个焊接区域19和20中较远离阀座表面15b的另一焊接区域处熔化的量)。熔化量的调节例如可以通过以下方式实现：将激光头204和205设置成使得与第二激光头205的焦点相比较第一激光头204的焦点处于较接近阀座构件15的轴向中心的位置。

[0050]此外在该实施例中，阀座构件15的第二管部分15e给出由第一和第二激光头204和205焊接的两个区域。即，两个焊接区域位于阀座构件15的上游部分中，所述上游部分是相对于燃料流动方向的阀座表面15b的上游。

[0051]现在将参照图9和10解释根据上述的焊接的实验结果。图9是示出根据该实施例两个焊接轨迹之间的间距(轴向距离)与阀座表面的圆度变化量(不圆度)之间的关系的图表。图10是示出根据该实施例两个激光束之间的角度与阀座表面的圆度变化量之间的关系的图表。

[0052]图9示出在激光束A1的光轴与激光束A2的光轴之间的角度θ(参见图5)等于70度的情况下，关于焊接轨迹19和20之间的间距w(mm)与阀座表面15b的圆度变化量(μm)之间的关系的实验结果。图9还示出比较示例的实验结果，在所述比较示例中通过仅使用一个激光头在双管状体50的一个(轴向)区域处执行环形焊接。在该比较示例中，阀座表面15b在焊接之前与焊接之后之间的圆度变化量(即，圆度差：阀座表面15b在焊接之后的圆度值-阀座表面15b在焊接之前的圆度值)等于0.073μm。另一方面，在根据本发明的实施例中，阀座表面15b在焊接之前和焊接之后之间的圆度变化量至少在焊接轨迹19与20之间的间距w满足关系0≤w≤0.9mm的条件下基本小于比较示例的相应的圆度变化量。应注意，每个上述数值都是多个实验结果值的平均值，除非另外解释。

[0053]图10示出关于由第一和第二激光头204和205输出的两个激光束A1和A2的光轴之间的角度θ与阀座表面15b的圆度变化量之间的关系的实验结果，并且还示出比较示例的实验结果。在图10中根据本发明的实施例中的焊接的实验结果中，焊接轨迹19与20之间的间距w设置成0.3(mm)。应注意，图10的比较示例和图9的比较示例相同。

[0054]根据如上所述的本发明的实施例，管状体5通过使用两个能量施加头(激光头204和205)将热能施加至管状体5的两个点而沿管状体5的圆周方向焊接至阀座构件15，所述两个点沿管状体5的圆周方向互不相同且沿管状体5的轴向方向也互不相同。由此，焊接管状体5和阀座构件15中的每个的两个轴向不同(轴向分离)的区域。因此，管状体5与阀座构件15之间的结合区域(连接区域的总和)的尺寸被扩大以增强结合强度。另外，因为可以使得每个焊接区域(点)的熔化量较小，所以可以减小阀座表面15b的热变形。

[0055]此外，根据本发明的实施例，通过使用功能为能量施加头的两个激光头204和205而将热能施加至双管状体50的沿管状体5的圆周方向相互移位并且沿管状体5的轴向方向也相互移位的两个点，并且同时通过相对于两个激光头204和205旋转双管状体50，管状体5沿管状体5的圆周方向环形地焊接至阀座构件15。由此，焊接管状体5和阀座构件15中的每个的轴向不同的两个区域。因此，因为在这些轴向不同的两个区域中给出双管状体50的焊接，所以焊接宽度(即，两个焊接区域的总的宽度)与仅在一个轴向区域中给出双管状体50的焊接的示例相比较是较大的。因此，在该实施例中可以增强管状体5与阀座构件15之间的结合强度。另外，因为双管状体50在将热能施加至双管状体50的两个点的同时相对于两个激光头204和205旋转，所以在焊接期间双管状体50由于激光头204的热能引起的热应变和由于激光头205的热能引起的热应变相互抵消，所述两个点沿管状体5的圆周方向相互移位(分离开)并且沿管状体5的轴向方向也相互移位。因此，可以保持阀座构件15的阀座表面15b较小的热变形。

[0056]此外，根据本发明的实施例，阀座构件15在两个焊接点中较靠近阀座表面15b的一个焊接点(用于第二激光头205的点)处的熔化量(第一熔化量)小于阀座构件15在两个焊接点中较远离阀座表面15b的另一焊接点(用于第一激光头204的点)处的熔化量(第二熔化量)。因此，由焊接引起的到阀座表面15b的热传递可以较低，以便可以进一步减小阀座表面15b的热变形。

[0057]此外，根据本发明的实施例，阀座构件15包括第一管部分15d、第二管部分15e和第三管部分15f，所述第一管部分15d具有作为第一管部分15d的内圆周表面的阀座表面15b，所述第二管部分15e位于第一管部分15d沿燃料流动方向的上游并构成阀座构件15的入口，所述第三管部分15f将第一管部分15d与第二管部分15e连接起来。第一管部分15d的内径朝燃料流动方向的下游侧变得较小，并且第二管部分15e的内径朝燃料流动方向的下游侧变得较小。通过第一和第二激光头204和205对第二管部分15e执行两个点的焊接(在第二管部分15e中实施两个点的焊接)。因此，由焊接引起的到阀座表面15b的热传递可以较低，以便与通过第一和第二激光头204和205向第一管部分15d或第三管部分15f执行两个点的焊接的情况比较，可以进一步减小阀座表面15b的热变形。

[0058]此外，根据本发明的实施例，满足以下关系：0＜w≤0.9mm，其中w表示通过使用第一和第二激光头204和205在两个点处进行焊接所产生的两个轨迹19和20之间的间距。因此，可以显著减小阀座构件15的阀座表面15b的热变形。

[0059]虽然以上已经参照本发明的某些实施例说明了本发明，但本发明不受上述实施例限制。根据以上教导，本领域的技术人员将想到上述实施例的修改和变型。例如，在以上实施例中，旋转机构(未示出)相对于第一和第二激光头204和205旋转双管状体50。然而，本发明不受这种结构限制。旋转机构可以构造成相对于双管状体50旋转第一和第二激光头204和205。

[0060]此外，在以上实施例中，构造成发射激光束的激光头用作能量施加头。然而，本发明不受这种结构限制。构造成发射电子束的电子束头可以用作能量施加头。

[0061]此外，在以上实施例中，燃料喷射阀是低压式的且功能为将燃料喷射到进气管中。然而，本发明不受这种结构限制。燃料喷射阀可以是高压式的且功能为直接将燃料喷射到气缸中。即，根据本发明可以使用气缸直接喷射式燃料喷射阀。

[0062]本申请基于2008年5月27日提交的在先的日本专利申请No.2008-138581。该日本专利申请的整个内容通过参考包含于此。

[0063]参照以下权利要求限定本发明的范围。

Claims (8)

1.一种用于燃料喷射阀的焊接方法，所述燃料喷射阀包括管状体和阀座构件，所述管状体允许燃料在所述管状体中流动，所述阀座构件具有形成有阀座表面的内圆周表面，所述焊接方法包括：

将所述阀座构件插入到所述管状体中；以及

通过使用两个能量施加头将热能施加至所述管状体的两个点而将所述管状体沿所述管状体的圆周方向焊接至所述阀座构件，所述两个点沿所述管状体的所述圆周方向互不相同并且沿所述管状体的轴向方向也互不相同。

2.一种用于燃料喷射阀的焊接方法，所述燃料喷射阀包括管状体和管状阀座构件，所述管状体允许燃料在所述管状体中流动，所述阀座构件具有形成有环形阀座表面的内圆周表面，所述焊接方法包括以下步骤：

第一步骤：通过将所述阀座构件插入到所述管状体中而形成双管状体；

第二步骤：通过使用两个能量施加头将热能施加至所述双管状体的两个点而将所述管状体沿所述管状体的圆周方向环形地焊接至所述阀座构件，所述两个点沿所述管状体的所述圆周方向相互移位并且沿所述管状体的轴向方向也相互移位；以及

第三步骤，与所述第二步骤同时地相对于所述两个能量施加头旋转所述双管状体，以便焊接所述管状体和所述阀座构件中的每个的两个区域，所述两个区域沿所述轴向方向相互移位。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的焊接方法，其中所述阀座构件在所述两个焊接点中较靠近所述阀座表面的一个焊接点处的熔化量小于所述阀座构件在所述两个焊接点中较远离所述阀座表面的另一焊接点处的熔化量。

4.根据权利要求1和2中任一项所述的焊接方法，其中所述阀座构件形成其厚度朝燃料流动方向的下游侧变得较大的管状形状；并且其中在所述阀座构件的上游部分中实施所述两个点的焊接，所述上游部分位于所述阀座表面沿所述燃料流动方向的上游。

5.根据权利要求1和2中任一项所述的焊接方法，其中所述阀座构件包括：

第一管部分，其具有作为所述第一管部分的内圆周表面的所述阀座表面，所述第一管部分的内径朝所述燃料流动方向的下游侧变得较小；

第二管部分，其位于所述第一管部分沿所述燃料流动方向的上游，所述第二管部分构成所述阀座构件的入口，所述第二管部分的内径朝所述燃料流动方向的下游侧变得较小；以及

第三管部分，其将所述第一管部分与所述第二管部分连接起来；以及

其中在所述第二管部分中实施所述两个点的所述焊接。

6.根据权利要求1和2中任一项所述的焊接方法，

其中满足关系：0＜w≤0.9mm，其中w表示通过在所述两个点处的焊接产生的两个焊接轨迹之间的间距。

7.根据权利要求2所述的焊接方法，其中所述管状体的所述两个点设置成使得所述双管状体由于所述两个能量施加头中的一个的热能引起的热应变和所述双管状体由于所述两个能量施加头中的另一个的热能所引起的热应变相互抵消。

8.一种燃料喷射阀，其包括：

管状体，其允许燃料在所述管状体中流动；

阀座构件，其具有形成有阀座表面的内圆周表面，所述阀座构件插入到所述管状体中；

阀元件，其能够座落在所述阀座表面上或从所述阀座表面运动；

驱动段，其构造成使所述阀元件座落在所述阀座表面上或使所述阀元件从所述阀座表面运动；以及

喷射段，其构造成喷射已经流过所述阀元件与所述阀座表面之间的空间的燃料，

所述管状体通过根据权利要求1和2中任一项所述的焊接方法焊接至所述阀座构件。

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