CN101842574A - 燃料喷射阀及燃料喷射装置 - Google Patents

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Abstract

燃料喷射阀及燃料喷射装置,具备:喷射器主体(4z),在内部形成使高压燃料向喷孔流通的高压通路(6az、6bz、6cz),并且收容用于使喷孔开闭的压电促动器(2z)(开闭机构)及背压控制机构(3z)(开闭机构)等;杆(51z)(压变体),安装在上述主体(4z)上,受到高压燃料的压力而进行弹性变形;以及应变计(52z)(传感器元件),安装在杆(51z)上,将在杆(51z)中产生的应变的大小转换为电信号而作为压力检测值输出。即,将应变计(52z)安装在与主体(4z)分体构成的杆(51z)上。

Description

燃料喷射阀及燃料喷射装置
技术领域
本发明涉及搭载在内燃机中、从喷孔喷射燃料的燃料喷射阀及燃料喷射装置。
背景技术
为了高精度地控制内燃机的输出转矩及排放状态,重要的是对从燃料喷射阀喷射的燃料的喷射量及喷射开始时间等、其喷射方式进行高精度的控制。所以,以往提出了通过检测随着喷射进行变动的燃料的压力来检测实际的喷射方式的技术。
例如,实现了通过对伴随喷射而燃料压力开始下降的时期进行检测、来检测实际的喷射开始时期,或通过对伴随喷射而产生的燃料压力的下降量进行检测、来检测实际的喷射量。如果能够如此地检测实际的喷射方式,就能够根据该检测值来高精度控制喷射方式。
在检测这种燃料压力的变动时,由于伴随喷射而产生的燃料压力变动在共轨内被缓冲,所以通过直接设置于共轨(蓄压容器)的燃料压力传感器(共轨压力传感器),无法检测出正确的燃料压力变动。因此,在专利文献1记载的发明中,通过将燃料压力传感器设置在从共轨向燃料喷射阀供给燃料的高压配管中与共轨的连接部分上,由此实现在伴随喷射而产生的燃料压力变动在共轨内缓冲之前检测该燃料压力变动。
专利文献1:日本特开2000-265892号公报
专利文献2:日本特开2007-231770号公报
专利文献3:日本特开2007-270822号公报
专利文献4:日本特开2007-218249号公报
专利文献5:日本特开昭57-5526号公报
但是,伴随喷射而在喷孔中产生的燃料压力变动在高压配管中较大地衰减。因此,通过在与共轨的连接部分上设置的专利文献1记载的燃料压力传感器,对于高精度地检测该燃料压力变动来说是不充分的。因此,本发明的发明人对如下情况进行了研究:通过将燃料压力传感器搭载于燃料喷射阀,由此将燃料压力传感器设置在高压配管的更下游侧。该研究的结果,可知当将燃料压力传感器搭载于燃料喷射阀时,产生以下的问题。
即,燃料喷射阀一般在内部形成使高压燃料向喷孔流通的高压通路,并且具备收容开闭喷孔的开闭机构的主体,该主体由于温度的急剧变化引起的热膨胀收缩而发生应变。特别是,在将主体安装到柴油发动机或直喷式汽油发动机那样在气缸盖上的情况下,主体的温度例如上升到140℃左右,所以上述应变变得更显著。另一方面,燃料压力传感器一般具备传感器元件,该传感器元件对受到成为检测对象的高压燃料的压力而弹性变形的部件的应变(弹性变形量)进行检测。
因而,在将燃料压力传感器搭载在燃料喷射阀中时,当想要如上述那样在发生应变的主体上直接安装上述传感器元件时,传感器元件受到在主体上发生的应变的影响,结果导致燃料压力检测的精度下降。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的,其第1目的是提供一种能够搭载燃料压力传感器的燃料喷射阀,通过抑制传感器元件受到主体的应变的影响、能够高精度地检测随着喷射而发生的燃料压力变动。
然而,以往作为具备对喷射的燃料的压力进行检测的压力传感器的发明,例如存在专利文献2内所提出的共轨系统。其中,在共轨的一端侧设置有检测内部的燃料压力的1个压力传感器。作为在这种共轨系统中所使用的喷射器,例如存在专利文献3及专利文献4内所提出的喷射器。
另一方面,在专利文献5内提出了作为燃料喷射装置的喷射器,该喷射器将对喷射的燃料的压力进行检测的压力传感器组装为一体型。具体而言,在专利文献5中,在喷射器内的燃料通路的附近位置上形成凹部,在凹部内配置有应变计。并且,通过应变计检测伴随着燃料喷射的燃料通路的压力变化。
但是,在上述专利文献2~4的以往的技术中,虽然能够检测共轨本身的燃料压力,但存在的课题为,对于实际施加在各喷射器上的各个压力不能检测。
在上述专利文献5的以往的技术中,在位于喷射器下部的燃料通路附近的喷射器外壁上直接形成凹部而形成了压力检测部。燃料通路通常构成为沿喷射器主体的轴向贯通的贯通孔,所以在从其外壁形成凹部的情况下,加工时的凹部的底面部分(隔膜部)的厚度控制较困难,结果,存在的课题为:发生厚度不均匀、压力或压力变动的检测精度有可能下降。特别是,在以专利文献2~4为代表的处理高压燃料的喷射器中,喷射器主体从其强度提高的目的出发,而实施了由硬度比较高的金属形成、或使高压燃料通路的壁厚较大等措施,所以上述课题变得特别显著。
所以,本发明的第2目的是得到一种燃料喷射装置,能够容易地形成构成压力检测部的隔膜部。
此外,在上述专利文献2的以往的技术中,在位于喷射器下部的燃料通路附近的喷射器外壁上直接形成凹部,从外部在此处配置压力检测单元(应变计)。一般,喷射器主体由于大部分插入发动机内而固定,所以存在的课题为:从在设置于外壁上的凹部中所配置的压力检测单元进行接线的情况,在现实中较困难。
所以,本发明的第3目的是得到一种燃料喷射装置,在自身的内部中配置压力检测部。
此外,在将压力检测部配置在自身的内部的情况下,喷射器主体的径向尺寸(粗细)有可能增大。
所以,本发明的第4目的是得到一种燃料喷射装置,抑制喷射器主体的径向尺寸的增大并且在自身的内部配置压力检测部。
以下,对用于解决上述课题的手段及其作用效果进行说明。
在技术方案1所述的发明中,在搭载于内燃机、从喷孔喷射燃料的燃料喷射阀中,其特征在于,具备:
主体,在内部形成使高压燃料向上述喷孔流通的高压通路,并且收容开闭上述喷孔的开闭机构;
压变体,安装在上述主体上,受到上述高压燃料的压力而进行弹性变形;以及,
传感器元件,安装在上述压变体上,将在上述压变体中产生的应变的大小转换为电信号,并作为压力检测值进行输出。
据此,由于压变体与主体分体地构成,所以在由于热膨胀收缩而产生的主体的内部应力传播到压变体时,能够使其传输损耗变大。即,通过将压变体与主体分体地构成,使主体的应变对压变体的影响变小。由此,根据将传感器元件安装在与主体分体地构成的压变体上的本发明,与将传感器元件直接安装在主体上的情况相比,能够抑制传感器元件受到的在主体中发生的应变的影响。因而,能够在避免燃料压力检测的精度降低的同时将燃料压力传感器搭载于燃料喷射阀。
在技术方案2所述的发明中,其特征在于,上述压变体的材质是热膨胀系数比上述主体小的材质,所以能够抑制压变体本身热膨胀收缩而发生应变。此外,与使主体整体成为热膨胀系数较小的材质的情况相比,仅使压变体为热膨胀系数较小的材质即可,所以能够实现材料成本的降低。
在技术方案3所述的发明中,其特征在于,上述压变体中的安装上述传感器元件的部分形成为轴对称形状,所以在压变体受到高压燃料的压力而弹性变形时,其变形为轴对称。由此,当由传感器元件检测压变体的变形(应变)的大小时,能够提高其检测精度。此外,与本发明相反,在将传感器元件直接安装在主体上的情况下,为了实现传感器元件的检测精度提高而将主体整体形成为轴对称形状是极其困难的。与此相对,在本发明中,由于将传感器元件安装在与主体分体地构成的压变体上,所以能够容易地将压变体中的安装传感器元件的部分形成为轴对称形状。
作为这样将压变体形成为轴对称形状的具体例,可以举出如技术方案4记载那样,其特征在于,上述压变体构成为,具备:在一端形成有将上述高压燃料导入内部的导入口的圆筒形状的圆筒部;和将上述圆筒部的另一端封闭的圆板形状的隔膜部。
在技术方案5所述的发明中,其特征在于,上述主体形成为大致圆筒形状;上述压变体安装在上述高压通路中的沿上述主体的径向延伸的部分的轴上、或者沿轴向延伸的部分的轴上。因此,在对主体实施用于安装压变体的加工时,能够使其加工性良好。
在技术方案6所述的发明中,其特征在于,构成为,上述主体形成为大致圆筒形状,在上述主体的外表面上形成有插入配置上述压变体的凹部,能够从上述主体的轴向外侧或径向外侧将上述压变体插入到上述凹部中。因此,在将压变体组装到主体上时,能够提高其操作性。
在技术方案7所述的发明中,其特征在于,上述压变体形成为,其一端部被组装在上述主体内部、另一端部位于上述主体的外部;上述传感器元件安装在上述压变体的另一端部上。据此,由于压变体的另一端部形成为位于主体的外部,所以在该另一端部上,由于热膨胀收缩而产生的主体的应变的影响变小。并且,根据将传感器元件安装到主体应变的影响较小的另一端部上的上述权利要求7所述的发明,能够进一步抑制传感器元件受到在主体中产生的应变的影响,能够提高燃料压力检测精度。
在技术方案8所述的发明中,其特征在于,具备:绝缘基板,安装有与上述传感器元件布线连接、将从上述传感器元件输出的电信号进行放大的电路部件;和安装面,安装有上述压变体中的上述传感器元件;上述绝缘基板和上述安装面配置在同一平面上。据此,在对传感器元件与电路部件进行布线连接时,能够提高其连接的操作性。特别是,在通过引线接合进行布线连接的情况下,能够有效地提高连接操作性。
在技术方案9所述的发明中,其特征在于,使上述主体及上述压变体的材质都为金属制;在上述主体上形成环状的密封面,并且在上述压变体上也形成环状的密封面;上述主体与上述压变体之间通过上述两个密封面而金属接触密封。因此,与在主体与压变体之间夹着垫片而密封的情况相比,能够容易地将高压的燃料密封。特别是,由于在近年的柴油发动机中促进了燃料的高压化(例如约200Mpa),所以通过金属接触密封,能够容易地对这种高压燃料进行密封,是优选的。
根据技术方案10所述的本发明,其特征在于,具备:流体通路,从外部供给高压流体;喷孔,与上述流体通路连接,喷射上述高压流体的至少一部分;分支通路,从上述流体通路分支;隔膜部,与上述分支通路连接,至少一部分能够由于上述高压流体作用的压力而应变位移;位移检测构件,检测上述隔膜部的位移;喷射器主体,在内部形成有上述流体通路及上述喷孔;以及分体部件,与上述喷射器主体分体形成,配置在该喷射器主体内;上述分体部件在自身的内部具备:与上述流体通路连通而构成上述分支通路的至少一部分的孔部或槽部;和与上述孔部和槽部连通而构成上述隔膜部的薄壁部。
由于在与喷射器主体分体形成的分体部件内具有隔膜部和孔部或槽部,所以能够容易地加工、形成隔膜部。结果,隔膜部的厚度控制变得容易,能够提高压力检测精度。此外,能够将压力检测部配置到自身的内部。此外,由于将隔膜部设在从流体通路分支的分支通路上,所以与将隔膜部直接设置在流体通路附近的喷射器外壁上的情况相比,隔膜部的形成变得容易。此外,结果隔膜部的厚度控制变得容易,能够提高压力检测精度。
根据技术方案11所述的本发明,其特征在于,上述分体部件由沿与该喷射器主体的轴向大致垂直的方向配置的板状部件构成。
由于用沿与喷射器主体的轴向大致垂直的方向配置的板状部件来形成分体部件,所以在将压力检测部配置到自身的内部时,能够防止喷射器主体的径向、即粗细方向的尺寸的增大。
根据技术方案12所述的本发明,其特征在于,还具备:喷嘴针阀,将上述喷孔开闭;促动器,控制上述喷嘴针阀的喷射器主体轴向的移动;以及压力控制室,从上述流体通路被供给上述高压流体的一部分,通过上述促动器的动作来填充或排出上述高压流体,并且由于所填充的上述高压流体作用的压力而产生将上述喷嘴针阀向闭阀方向施力的力;上述分支通路的一部分与从上述流体通路向上述压力控制室的通路或上述压力控制室连接,另一部分与上述隔膜部连接。
由于使分支通路从自流体通路向压力控制室的通路或上述压力控制室分支,所以不需要设置用于将分支通路连接到流体通路的特别的支流路。因而,在将压力检测部配置到自身的内部时,能够防止喷射器主体的径向、即粗细方向的尺寸的增大。
根据技术方案13所述的本发明,其特征在于,还具备将上述喷嘴针阀向闭阀方向施力的弹簧部件;上述压力控制室与上述弹簧部件的施加力一起将上述喷嘴针阀向闭阀方向施力。
这样,通过填充在压力控制室中的高压流体作用的压力和弹簧部件将喷嘴针阀向闭阀方向施力,所以能够将喷嘴针阀可靠地维持为闭阀状态。
根据技术方案14所述的本发明,其特征在于,上述分体部件具有:导入上述高压流体的入口小孔;与上述入口小孔连通并且构成上述压力控制室的一部分的压力控制室用空间;与上述压力控制室用空间连通并且将上述高压流体排出到低压通路的出口小孔;以及将上述流体通路与上述入口小孔连接的连接通路;上述分支通路在上述分体部件内从上述连接通路分支地设置;上述隔膜部在与上述连接通路不同的部位上与上述分支通路连接地形成在上述分体部件内。
根据技术方案15所述的本发明,其特征在于,上述分体部件具备:第1部件,具有上述入口小孔、上述压力控制室用空间以及上述出口小孔;和第2部件,在上述喷射器主体内直接或间接地层叠配置在上述第1部件上,具有上述连接通路及上述分支通路,并且上述隔膜部在与上述连接通路不同的部位上与上述分支通路连接地形成。
由于在与喷射器主体分体形成的第2部件内具有隔膜部和孔部或槽部,所以能够容易地加工、形成隔膜部。结果,隔膜部的厚度控制变得容易,能够提高压力检测精度。此外,能够将压力检测部配置到自身的内部。进而,由于使包括隔膜部的第2部件与构成压力控制室的一部分的第1部件层叠配置,所以能够防止喷射器主体的径向、即粗细方向的尺寸的增大。
根据技术方案16所述的本发明,其特征在于,上述第2部件由具有规定厚度的板状部件构成;上述位移检测构件具有设置在上述第2部件的上述隔膜部的与上述高压流体的导入侧相反的面上的应变检测元件;上述隔膜部配置在从上述第2部件的表面深入至少为上述应变检测元件的厚度量的位置上。
由于隔膜部配置在从第2部件的表面深入至少为应变检测元件的厚度量的位置上,所以在将第2部件搭载到喷射器主体内时能够防止对应变检测元件施加应力,所以能够容易地将压力检测部配置到自身的内部。
根据技术方案17所述的本发明,其特征在于,具备:喷嘴针阀,将上述喷孔开闭;和控制活塞,对上述喷嘴针阀传递向上述喷嘴针阀的闭阀方向施力的力;上述喷射器主体具有收纳上述喷嘴针阀的喷嘴主体和收纳上述控制活塞的下部主体;上述分体部件层叠配置在上述下部主体与上述喷嘴主体之间,检测上述喷嘴主体附近的高压流体的压力。
由于在与喷射器主体分体形成的分体部件内具有隔膜部和孔部或槽部,所以能够容易地加工、形成隔膜部。结果,隔膜部的厚度控制变得更容易,能够提高压力检测精度。此外,能够将压力检测部配置到自身的内部。由于分体部件层叠配置在下部主体与喷嘴主体之间,所以能够防止喷射器主体的径向、即粗细方向的尺寸的增大。进而,由于能够检测喷嘴主体附近的高压燃料的压力,所以能够时滞较少地检测实际喷射的燃料的压力变化。
根据技术方案18所述的本发明,其特征在于,上述分体部件由层叠配置在上述下部主体与上述喷嘴主体之间的金属部件构成,具备:将上述流体通路与上述喷孔连接的连接通路;从上述连接通路分支设置的上述分支通路;以及与上述分支通路连接、配设在与上述连接通路不同的区域中的作为上述隔膜部的金属隔膜。
由于将分支通路设置在层叠配置于下部主体与喷嘴主体之间的金属部件内,所以不需要设置用于将分支通路与流体通路连接的特别的支流路。由此,在将压力检测部配置到自身的内部时,能够防止喷射器主体的径向、即粗细方向的尺寸的增大。
根据技术方案19所述的本发明,其特征在于,上述分体部件由具有规定厚度的板状部件构成;上述位移检测构件具有设置在上述分体部件的上述隔膜部的与上述高压流体的导入侧相反的面上的应变检测元件;上述隔膜部配置在从上述分体部件的表面深入至少为上述应变检测元件的厚度量的位置上。
由于隔膜部配置在从分体部件的表面深入至少为应变检测元件的厚度量的位置上,所以在将分体部件搭载到喷射器主体内时能够防止对应变检测元件施加应力,所以能够容易地将压力检测部配置到自身的内部。
根据技术方案20所述的本发明,其特征在于,上述喷射器主体具备布线通路,该布线通路从配置上述分体部件的部分延伸到配置上述促动器的部分,收容向上述位移检测构件的接线。由于在喷射器主体内具备布线通路,所以接线的处理变得简单。
根据技术方案21所述的本发明,其特征在于,上述分支通路相对于上述流体通路的流体流动方向,具有90度以上的折返角度地与上述流体通路连接。
在喷射时和喷射之后不久,从流体通路新供给高压流体为从喷孔喷射流体及从压力控制室排出的流体量。由于流体通路内是高压,所以在分支通路相对于流体通路的流体流动方向以比90度小的角度、即沿顺方向连接的情况下,在分支通路内在新流体供给中也总是被施加高压,喷射时与非喷射时的压力差变小。但是,通过使折返角度为90度以上,在新流体供给中通过流体通路内的高压流体的移动,分支通路内的高压流体中朝向与流体通路的分支点侧产生吸引力。在此情况下,相对于高压燃料的压力下降,还在与其压力下降的变化方向相同方向上重叠吸引力。因此,能够使喷射时与非喷射时的压力差变大。
根据技术方案22所述的本发明,其特征在于,还具有与上述分支通路连接的开口部和另一端被封闭而构成上述隔膜部的筒状杆;上述分支通路在上述燃料通路与上述筒状杆之间具有比该开口部小径的小孔部。通过具有小孔部,能够使相对于压力变动的隔膜部的位移变大,所以能够进一步使喷射时与非喷射时的压力差变大。
根据技术方案23所述的本发明,其特征在于,上述喷射器主体具有:喷射器主体,内部具有从外部被供给高压流体的第1流体通路;和接头部,相对于上述喷射器主体的轴向具有规定角度地从上述喷射器主体突出,并且具有将流体导入路径与上述第1流体通路连接的第2流体通路;分支通路具备在上述接头部中从上述第2流体通路分支、与上述喷射器的轴向平行地延伸的通路。
分支通路在接头部具备与喷射器的轴向平行地延伸的通路,所以能够防止隔膜部和位移检测构件在喷射器主体的径向上突出为接头部以上。即能够防止粗细方向的尺寸的增大。
另外,如技术方案24所述那样,优选,上述隔膜部是在构成上述分支通路的部分之中通路壁厚构成得最薄的部分。由此,能够使伴随着压力变动的隔膜的位移变大。
此外,如技术方案25所述那样,优选,上述位移检测构件具有一体地粘贴在上述隔膜部的与上述分支通路相反的面上的半导体式压力传感器。
根据技术方案26所述的本发明,其特征在于,具备:第2隔膜部,与上述分支通路连接,至少一部分能够由于上述高压流体作用的压力而应变位移;和第2位移检测构件,检测上述第2隔膜部的位移。
由于将由薄壁部构成的第2隔膜部设置在从流体通路分支的分支通路上,所以与在流体通路附近的喷射器外壁上直接设置隔膜部的情况相比,第2隔膜部的形成变得容易。此外,结果第2隔膜部的厚度控制变得容易,能够提高压力检测精度。此外,由于能够进行多个系统的压力检测,所以例如也可以如技术方案52中记载的发明那样将来自第1及第2压力检测单元的输出信号冗余地输出。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的喷射器的概略内部结构的示意的截面图。
图2是关于燃料压力传感器的单体构造、以及燃料压力传感器向喷射器主体的安装构造、详细地说明图1的放大图。
图3是表示本发明的第2实施方式的喷射器的概略内部结构的示意的截面图。
图4是表示本发明的第3实施方式的喷射器的概略内部结构的示意的截面图。
图5是表示本发明的第4实施方式的喷射器的概略内部结构的示意的截面图。
图6是表示本发明的第5实施方式的喷射器的概略内部结构的示意的截面图。
图7是将本发明的第6实施方式的燃料喷射装置用喷射器安装在共轨系统中的结构的概略图。
图8是第6实施方式的燃料喷射装置用喷射器的截面图。
图9(a)是第6实施方式的小孔部件的截面图,图9(b)是图9(a)的俯视图,图9(c)是该实施方式的压力检测部件的截面图,图9(d)是图9(c)的俯视图,图9(e)是图9(c)的变形例的压力检测部件的截面图。
图10(a)是第6实施方式的压力检测部件的隔膜部件附近的放大俯视图,图10(b)是图10(a)的A-A截面图。
图11(a)是表示第6实施方式的压力传感器的制造方法的截面图。
图12是第7实施方式的燃料喷射装置用喷射器的截面图。
图13(a)是第7实施方式的压力检测部件的俯视图,图13(b)是B-B截面图,图13(c)是图13(a)的C-C截面图。
图14是第8实施方式的燃料喷射装置用喷射器的局部截面图。
图15是第8实施方式的燃料喷射装置用喷射器的局部截面图。
图16(a)是说明第8实施方式的分支通路的安装构造的概略图,图16(b)是表示比较例的概略图。
图17是第8实施方式的接头部的放大截面图。
图18是第8实施方式的隔膜部的局部截面图。
图19是表示第8实施方式的压力检测部的组装顺序的截面图。
图20(a)是表示第9实施方式的小孔部件的主要部分的局部截面图,图20(b)是图20(a)的俯视图,图20(c)是表示该实施方式的压力检测部件的主要部分的局部截面图,图20(d)是图20(c)的俯视图,图20(e)是表示组装在喷射器主体中时的控制活塞与压力检测部件的位置关系的截面图。
图21(a)是表示第10实施方式的小孔部件的主要部分的局部截面图,图21(b)是图21(a)的俯视图,图21(c)是表示压力检测部件的主要部分的局部截面图,图21(d)是图21(c)的俯视图,图21(e)是表示组装到喷射器主体中时的控制活塞与压力检测部件的位置关系的截面图。
图22(a)是表示第11实施方式的燃料喷射装置用喷射器的小孔部件(压力检测部件)的主要部分的局部截面图,图22(b)是图22(a)的俯视图,图22(c)是表示组装在喷射器主体中时的控制活塞与压力检测部件的位置关系的截面图,图22(d)是图20(a)的变形例的压力检测部件的截面图。
图23(a)是表示第12实施方式的燃料喷射装置用喷射器的小孔部件(压力检测部件)的主要部分的局部截面图,图23(b)是图23(a)的俯视图。
图24是表示第13实施方式的喷射器的截面图。
图25是表示第14实施方式的喷射器的截面图。
图26(a)是表示第15实施方式的小孔部件的主要部分的局部截面图,图26(b)是图26(a)的俯视图,图26(c)是表示压力检测部件的主要部分的截面图,图26(d)是图26(c)的俯视图。
图27(a)是表示第16实施方式的压力检测部件的主要部分的俯视图,图27(b)是图27(a)的B-B截面图,图27(c)是图27(a)的C-C截面图。
图28(a)是表示第17实施方式的小孔部件的主要部分的局部截面图,图28(b)是图28(a)的俯视图,图28(c)是表示压力检测部件的主要部分的截面图,图28(d)是图28(c)的俯视图。
图29(a)是表示第18实施方式的小孔部件(压力检测部件)的主要部分的局部截面图,图29(b)是图29(a)的俯视图,图29(c)是图29(a)的变形例的小孔部件的截面图。
图30(a)是表示第19实施方式的小孔部件(压力检测部件)的主要部分的局部截面图,图30(b)是图30(a)的俯视图。
符号的说明:
2z压电促动器(开闭机构),3z背压控制机构(开闭机构),4z喷射器主体,6z、6az、6bz、6cz高压通路,11z喷孔,50z燃料压力传感器,51z杆(压变体),52z应变计(传感器元件)。
11下部主体,11b燃料供给路径(第1流体通路(高压通路)),11c燃料导入路径(第2流体通路(高压通路)),11d收容孔,11f接头部(入口部),11g分支燃料供给路径,12喷嘴主体,12a阀座,12b喷孔,12c高压室(燃料蓄积室),12d燃料送出路,12e收容孔,13棒状过滤器,14固定螺母(定位器),16小孔部件,161气门体侧端面,162平坦面,16a连通路(出口侧节流部、出口小孔),16b连通路(入口侧节流部、入口小孔),16c连通路(压力控制室),16d阀座,16e燃料排出通路,16g导孔,16h入口部,16k间隙,16p贯通孔,16r燃料泄漏槽,17气门体,17a。17b贯通孔,17c阀室,17d低压通路(导通路),18a槽部(分支通路),18b压力检测空间,18c连通路(压力控制室),18d处理基板,18e电气布线,18f压力传感器,18g下部主体,18h检测部连通路,18k玻璃层,18m量规,18n隔膜部,18p贯通孔,18q另一面,18r单晶半导体芯片,18s贯通孔,18t定位部件,19c布线、焊盘,19d氧化膜,102燃料箱,103高压燃料泵,104共轨,105高压燃料通路,106低压燃料通路,107电子控制装置(ECU),108燃料压力传感器,109曲轴转角传感器,110油门传感器,2喷射器,20喷嘴针阀,21流体导入部,22喷射器,30控制活塞,30c针阀部,30p端部外壁,31环状部件,32喷射器,35弹簧,37燃料通路,301喷嘴,302压电促动器(促动器),303背压控制机构,308保持部件,321壳体,322压电元件,323引线,331气门体,335高压座面,336低压座面,341、341a~341c收纳孔,41阀部件,41a球面部,42阀电枢,50连接器,51a、51b尾销,52主体上部,53上部壳体,54中间壳体,59施力部件(弹簧部件),61线圈,62线轴,63固定芯,64挡块,7电磁阀装置,8背压室(压力控制室),80、85、87压力检测部,81、86压力检测部件(燃料压力传感器),82平坦面,92定位部件。
具体实施方式
以下,基于附图说明将本发明具体化的各实施方式。另外,在以下的各实施方式相互中,对于相互相同或等同的部分,在图中赋予相同的符号。
(第1实施方式)
利用图1以及图2说明本发明的第1实施方式。图1是表示本实施方式的喷射器(燃料喷射阀)的概略内部结构的示意截面图,图2是详细说明图1的放大图。
首先,根据图1说明喷射器的基本结构、动作。喷射器为,将积蓄在共轨(未图示)内的高压燃料喷射至在柴油内燃机的气缸内所形成的燃烧室E1z中,并具备:在开阀时喷射燃料的喷嘴1z;通过电荷的充放电来进行伸缩的压电促动器2z(开闭机构);以及由压电促动器2z驱动而控制喷嘴1z的背压的背压驱动机构3z(开闭机构)。
喷嘴1z具备:形成有喷孔11z的喷嘴主体12z;与喷嘴主体12z的阀座接触离开而开闭喷孔11z的针阀13z;以及将针阀13z向闭阀方向施力的弹簧14z。
压电促动器2z由层叠多个压电元件而形成的层叠体(压电堆)构成。压电元件是通过压电效果而伸缩的电容性的负载,通过其充电和放电而切换伸长状态和缩小状态。由此,压电堆作为使针阀13z动作的促动器起作用。
在背压控制机构3z的气门体31z内收容有:跟随压电促动器2z的伸缩而移动的活塞32z;将活塞32z向压电促动器2z侧施力的碟形弹簧33z;以及被活塞32z驱动的球形的阀体34z。另外,在图1中虽然将气门体31z图示为1个部件,但实际上其被分割为多个。
大致圆筒状的喷射器主体4z,在其径向中心部形成有沿着喷射器轴线方向(图1的上下方向)延伸的阶梯圆柱状的收纳孔41z,在该收纳孔41z中收纳有压电促动器2z及背压控制机构3z。另外,通过使大致圆筒状的定位器5z与喷射器主体4z螺合,而将喷嘴1z保持在喷射器主体4z的端部。
在喷嘴主体12z、喷射器主体4z以及气门体31z中,形成有常时从共轨供给高压燃料的高压通路6z(相当于流体通路),在喷射器主体4z以及气门体31z中,形成有与未图示的燃料箱连接的低压通路7z。另外,这些主体12z、4z、31z为金属制,并插入配置于在内燃机的气缸盖E2z上形成的插入孔E3z中。在喷射器主体4z上形成有与夹紧装置Kz的一端卡合的卡合部42z(按压面),通过将夹紧装置Kz的另一端用螺栓紧固在气缸盖E2z上,由此夹紧装置Kz的一端将卡合部42z朝向插入孔E3z按压。由此,喷射器在被按压到插入孔E3z内的状态下固定。
在针阀13z的喷孔11z侧的外周面与喷嘴主体12z的内周面之间,形成有高压室15z。该高压室15z在针阀13z向开阀方向位移了时与喷孔11z连通。另外,经由高压通路6z常时向高压室15z供给高压燃料。在针阀13z的反喷孔侧形成有背压室16z。在该背压室16z中配置有上述的弹簧14z。
在气门体31z中,在使气门体31z内的高压通路6z与喷嘴1z的背压室16z连通的路径中形成有高压座面35z,在使气门体31z内的低压通路7z与喷嘴1z的背压室16z连通的路径中形成有低压座面36z。另外,在高压座面35z与低压座面36z之间配置有上述的阀体34z。
在喷射器主体4z中,如图2所示,形成有与高压配管HPz连接的高压口43z(高压配管连接部)以及与低压配管LPz(泄漏配管)连接的低压口44z(泄漏配管连接部)。另外,低压口44z可以如图1所示那样相对于夹紧装置Kz配置在喷孔侧,也可以如图2所示那样相对于夹紧装置Kz配置在反喷孔侧。对于高压口43z也是同样,相对于夹紧装置Kz配置在反喷孔侧或喷孔侧都可以。
在本实施方式中,通过高压配管HPz从共轨供给到高压口43z的燃料,从圆筒状喷射器主体4z的外周面侧供给。供给至喷射器的燃料在流通过高压通路6z之中相对于喷射器轴线方向(图1的上下方向)垂直延伸的高压口43z内的部分6az、6bz(参照图2)之后,流入沿着喷射器轴线方向(图1的上下方向)延伸的部分6cz(参照图2)。之后,朝向高压室15z以及背压室16z流通。
高压通路6cz(第1通路部)与高压通路6bz(第2通路部)大致直角地交叉而构成弯头形状,从其交叉部6dz向喷射器主体4z的反喷孔侧分支,而形成有在高压通路6cz的同轴上延伸的分支通路6ez。通过该分支通路6ez,高压通路6bz、6cz内的燃料被导入后述的燃料压力传感器50z。
另外,在高压口43z内的高压通路6az、6bz中,形成有相对于小径部6bz扩大了通路截面的大径部6az,在该大径部6az中配置有捕捉高压燃料中的夹杂物的过滤器45z(参照图2)。
在上述结构中,在压电促动器2z收缩的状态下,如图1所示,阀体34z与低压座面36z接触而背压室16z与高压通路6z连接,向背压室16z导入高压的燃料压力。然后,通过该背压室16z内的燃料压力和弹簧14z,针阀13z被向闭阀方向施力而喷孔11z被关闭。
另一方面,在对压电促动器2z施加电压而压电促动器2z伸长了的状态下,阀体34z与高压座面35z接触而背压室16z与低压通路7z连接,背压室16z内成为低压。然后,通过高压室15z内的燃料压力,针阀13z被向开阀方向施力而喷孔11z被打开,从该喷孔11z向燃烧室E1z喷射燃料。
在此,随着从喷孔11z的燃料喷射,高压通路6z的高压燃料的压力变动。检测该压力变动的燃料压力传感器50z(相当于隔膜部以及位移检测构件)安装在喷射器主体4z上。通过在由燃料压力传感器50z检测出的压力变动波形中,检测随着从喷孔11z的开始喷射而燃料压力开始下降的时期,由此能够检测实际的喷射开始时期。另外,通过检测随着喷射结束而燃料压力开始上升的时期,由此能够检测实际的喷射结束时期。另外,除该喷射开始时期以及喷射结束时期外,通过检测随着喷射而产生的燃料压力的下降量,由此能够检测喷射量。
接下来,利用图2说明燃料压力传感器50z的单体构造、以及燃料压力传感器50z向喷射器主体4z的安装构造。
燃料压力传感器50z构成为具备:受到分支通路6ez内的高压燃料的压力而弹性变形的杆51z(压变体);和将杆51z产生的应变的大小转换为电信号而输出为压力检测值的应变仪52z(相当于传感器元件或位移检测构件)。对于金属制杆51z的材料,由于受到超高压而要求高强度,以及要求热膨胀导致的变形较小、对应变仪52z的影响较小(即低热膨胀系数),具体而言,能够以Fe、Ni、Co或Fe、Ni作为主体,作为析出强化材料选定加入了Ti、Nb、Al或Ti、Nb的材料,通过冲压、切削或冷锻等形成。
杆51z构成为具备:在一端形成有将高压燃料导入内部的导入口51az的圆筒状的圆筒部51bz;和封闭圆筒部51bz的另一端的圆板状的隔膜部51cz(相当于薄壁部)。由圆筒部51bz的内面51dz以及隔膜部51cz来承受从导入口51az流入圆筒部51bz内的高压燃料的压力,由此杆51z整体弹性变形。
在此,圆筒部51bz以及隔膜部51cz形成为相对于图2中的点划线所示的轴线J1z为轴对称形状。因此,在承受高压燃料而弹性变形时,杆51z轴对称地变形。另外,燃料压力传感器50z被偏置配置,以便杆51z的轴线J1z与喷射器主体4z的轴线J2z平行,并且杆51z的轴线J1z相对于喷射器主体4z的轴线J2z错开。
在圆筒状喷射器主体4z之中反喷孔侧的端面上,形成有插入杆51z的圆筒部51bz的凹部46z。在凹部46z的内周面上形成有阴螺纹部,在圆筒部51bz的外周面上形成有阳螺纹部51ez。另外,在从喷射器主体4z的轴线J2z方向外侧将杆51z插入凹部46z之后,用工具紧固形成在圆筒部51bz的外周面上的倒角部51fz,由此使圆筒部51bz的阳螺纹部51ez与凹部46z的阴螺纹部螺合。
在凹部46z的底面上,以包围导入口51az的方式形成有环状延伸的密封面46az。在圆筒部51bz之中的一端侧(反隔膜侧),形成有与上述密封面46az紧密接触的环状的密封面51gz。因此,通过使圆筒部51bz的阳螺纹部51ez与凹部46z的阴螺纹部螺合而紧固的紧固力,圆筒部51bz的密封面51gz被按压到凹部46z的密封面46az上。由此,通过两个密封面46az、51gz,喷射器主体4z与杆51z被金属接触密封。
通过该金属接触密封,防止分支通路6ez内的高压燃料通过喷射器主体4z与杆51z的接触面而漏出至喷射器主体4z的外部。另外,两个密封面46az、51gz为相对于轴线J1z垂直地扩展的形状,为平面密封构造。
应变仪52z隔着未图示的绝缘膜而粘贴在隔膜部51cz的安装面51hz(与导入口51az相反侧的面)上。因此,在由于流入圆筒部51bz内的高压燃料的压力而杆51z以扩大的方式弹性变形时,应变仪52z检测隔膜部51cz所产生的应变的大小(弹性变形量)。另外,隔膜部51cz以及圆筒部51bz的一部分位于凹部46z的外侧,隔膜部51cz为相对于轴线J1z垂直扩展的形状。
在与安装面51hz同一平面上并列配置有绝缘基板53z,在绝缘基板53z上安装有构成电压施加电路以及放大电路的电路部件54z。这些电路通过引线接合Wz与应变仪52z连接。从电压施加电路施加了电压的应变仪52z与未图示的其他电阻元件构成桥式电路,并且电阻值与隔膜部51cz所产生的应变的大小相对应地变化。由此,与隔膜部51cz的应变相对应,桥式电路的输出电压变化,该输出电压作为高压燃料的压力检测值输出至放大电路。放大电路对从应变仪52z(桥式电路)输出的压力检测值进行放大,并将放大的信号输出至传感器用端子55z。
另外,驱动用端子56z是如下的端子:与连接至压电促动器2z的正极以及负极的引线21z(驱动用布线)连接,用于向压电促动器2z供电的端子。压电促动器2z的驱动电力为高电压(例如160V~170V),并且在压电促动器2z的每次充放电时反复导通断开。
传感器用端子55z以及驱动用端子56z通过模制树脂60z一体化。模制树脂60z构成为具备:配置在大致圆筒状喷射器主体4z的反喷孔侧的端面上的本体部61z;从本体部61z向喷孔侧延伸的凸起部62z;以及从本体部61z向喷孔侧延伸的圆筒部63z。
在本体部61z上形成有供燃料压力传感器50z插入配置的贯通孔61az,隔膜部51cz的安装面51hz在本体部61z的反喷孔侧露出。另外,在本体部61z的反喷孔侧的面上安装有上述绝缘基板53z。由此,安装面51hz与绝缘基板53z在同一平面上并列配置。安装面51hz上的应变仪52z、电路部件54z以及绝缘基板53z等,收容在形成于本体部61z的反喷孔侧的凹部61bz内,该凹部61bz通过树脂制的盖部件64z封闭。
凸起部62z插入到形成于喷射器主体4z的引线21z的布线孔47z中。由此,模制树脂60z相对于喷射器主体4z被定位在径向上。另外,在凸起部62z上形成有沿轴线J2z方向贯通并延伸的贯通孔62az,引线21z插入配置在贯通孔62az中。引线21z的一端以及驱动用端子56z的一端56az在本体部61z的反喷孔侧露出,这些端部彼此通过焊接等来电连接。
圆筒部63z为沿着大致圆筒状喷射器主体4z的外周面延伸的形状,喷射器主体4z的外周面与圆筒部63z的内周面之间通过O形环S1z(密封部件)来环状地密封。通过该密封,防止喷射器主体4z外部的水通过喷射器主体4z与模制树脂60z的接触面而浸入应变仪52z以及引线21z。另外,当水附着于引线21z上时,水有可能通过引线21z而浸入驱动用端子56z以及电路部件54z等。
通过模制树脂60z而成为一体化状态的传感器用端子55z以及驱动用端子56z,保持在树脂制的连接器壳体70z内。即,通过传感器用端子55z、驱动用端子56z以及连接器壳体70z构成1个连接器。连接器壳体70z构成为具备:与外部布线进行连接器连接的连接器连接部71z;在内部保持模制树脂60z的本体部72z;以及从本体部72z向喷孔侧延伸的圆筒部73z。
本体部72z以及圆筒部73z形成为沿着模制树脂60z的本体部61z、盖部件64z以及圆筒部63z的外表面的形状,与连接器壳体70z和模制树脂60z通过熔敷等方法相互结合。另外,在本体部72z上形成有环状的熔敷部72az,由此防止喷射器主体4z外部的水,通过连接器壳体70z的圆筒部73z内周面与模制树脂60z的圆筒部73z外周面的接触面,而浸入在连接器连接部71z内露出的传感器用端子55z以及驱动用端子56z。
在圆筒部73z的喷孔侧端部形成有卡止部72bz,其与形成于喷射器主体4z的卡合部48z卡合。由此,连接器壳体70z以及模制树脂60z相对于喷射器主体4z被定位在轴线J1z方向上。
接着,简单说明燃料压力传感器50z以及连接器壳体70z等向喷射器主体4z的安装步骤。
首先,在喷射器主体4z的收纳孔41z以及凹部46z中,分别组装压电促动器2z以及燃料压力传感器50z。关于燃料压力传感器50z的组装,如上所述,在将燃料压力传感器50z从轴线J2z方向外侧插入凹部46z之后,用工具紧固倒角部51fz,由此由两个密封面46az、51gz使喷射器主体4z与杆51z金属接触密封。另一方面,通过模制树脂60z将传感器用端子55z、驱动用端子56z一体化,并且将安装了电路部件54z的状态的绝缘基板53z组装在模制树脂60z上。
接着,将保持着传感器用端子55z、驱动用端子56z及绝缘基板53z的状态的模制树脂60z,组装到组装了压电促动器2z及燃料压力传感器50z的状态的喷射器主体4z上。具体而言,在将模制树脂60z的凸起部62z插入布线孔47z中的同时,使引线21z插入贯通孔62az中,且在本体部61z的贯通孔61az中插入燃料压力传感器50z。由此,安装面51hz和绝缘基板53z被并列配置在同一平面上。
接着,利用引线接合机通过引线接合Wz将绝缘基板53z上的未图示的连接盘与安装面51hz上的应变仪52z电连接。另外,通过焊接将在凹部61bz内露出的引线21z的一端21az与驱动用端子56z的一端56az电连接。
接着,通过熔敷或粘结剂等将盖部件64z安装在模制树脂60z的凹部61bz中,将应变仪52z、电路部件54z以及绝缘基板53z等封闭在凹部61bz内。接着,将连接器壳体70z组装到模制树脂60z上。具体而言,在将被模制树脂60z一体化的状态的传感器用端子55z以及驱动用端子56z配置在连接器连接部71z内部的同时,将模制树脂60z的本体部61z配置在连接器壳体70z的本体部72z内部,且使连接器壳体70z的卡止部72bz与喷射器主体4z的卡合部48z卡合。
通过以上,燃料压力传感器50z以及连接器壳体70z等向喷射器主体4z的组装完成。在该组装完成状态下,在喷射器主体4z与放大电路等电路部件54z之间隔着模制树脂60z。另外,在杆51z与电路部件54z之间也隔着模制树脂60z。在此,喷射器插入配置在气缸盖E2z的插入孔E3z中,所以成为高温(例如约140℃),因此担心电路部件54z由于热量而损坏。
对此,本实施方式的电路部件54z以及绝缘基板53z,不与金属制的喷射器主体4z以及金属制的杆51z直接接触,而隔着模制树脂60z。因此,模制树脂60z作为电路部件54z的对于来自喷射器主体4z以及杆51z的热量的绝热部件起作用。由此,解除了电路部件54z由于热量而损坏的担心。
根据以上详细说明的本实施方式,能够得到以下效果。
(1)在将检测高压燃料的燃料压力的燃料压力传感器50z搭载至喷射器主体4z时,由应变仪52z以及杆51z构成燃料压力传感器50z,在安装于喷射器主体4z的杆51z上粘贴应变仪52z。因此,杆51z与主体4z分体构成,所以在由于热膨胀收缩而产生的主体4z的内部应力向杆51z传播时,能够增大其传输损耗。即,通过使杆51z与主体4z分体构成,主体4z的应变对杆51z的影响减小。由此,与将应变仪52z直接粘贴在主体4z上的情况相比,能够抑制应变仪52z受到的主体4z所产生的应变的影响。因此,能够避免燃料压力传感器50z的燃料压力检测的精度下降,并且能够将燃料压力传感器50z搭载至喷射器。
(2)杆51z采用热膨胀系数较小的材质,所以能够抑制杆51z自身热膨胀收缩而产生应变。另外,与将主体4z整体为热膨胀系数较小的材质的情况相比,由于仅使杆51z为热膨胀系数较小的材质即可,所以能够实现材料成本的减少。
(3)杆51z形成为轴对称形状,因此在隔膜部51cz受到高压燃料的压力而弹性变形时,其变形成为轴对称,与燃料压力成比例而高精度地变形。因此,在由应变仪52z检测隔膜部51cz的应变的大小时,能够提高其检测精度。
(4)隔膜部51cz位于主体4z的凹部46z的外侧,因此难以受到主体4z的热膨胀收缩导致的应变的影响。由此,能够进一步减轻应变仪52z受到的主体4z所产生的应变的影响,能够提高燃料压力传感器50z的燃料压力检测的精度。
(5)将安装了应变仪52z的安装面51hz和安装了电路部件54z的绝缘基板53z并列配置在同一平面上。因此,在进行利用引线接合机通过引线接合Wz将应变仪52z和电路部件54z电连接的操作时,能够提高其连接操作的操作性。
(6)通过使杆51z的阳螺纹部51ez与主体4z的阴螺纹部螺合而紧固的紧固力,杆51z的密封面51gz被按压到主体4z的密封面46az上。由此,由两个密封面46az、51gz将主体4z与杆51z金属接触密封。因此,能够容易将主体4z与杆51z之间相对于高压的燃料进行密封。
(7)从高压通路6bz、6cz分支而形成将高压燃料向燃料压力传感器50z导入的分支通路6ez,所以在分支通路6ez内,与高压通路6bz、6cz相比能够使燃料的流动几乎消除。并且,燃料压力传感器50z检测几乎不发生燃料流动的分支通路6ez的高压燃料,所以能够避免燃料的流动导致的燃料压力传感器50z的检测精度恶化。
(8)这里,当使分支通路6ez从高压通路6z分支时,应力容易集中在主体4z中的两个通路6z、6ez交叉的部分(分支的部分)上,所以产生了考虑主体4z的强度确保的需要。所以,在本实施方式中,使分支通路6ez从两个高压通路6cz、6bz交叉的交叉部6dz分支,并且将分支通路6ez形成为在高压通路6cz的同轴上延伸的形状。因此,能够减少担心应力集中的部位即交叉部的数量,是优选的。
(9)这里,外力从夹紧装置Kz、高压配管HPz及低压配管LPz等外部部件作用在主体4z上。即,在主体4z的卡合部42z上,从夹紧装置Kz作用朝向气缸盖E2z的插入孔E3z按压的力(外力)。此外,当在高压配管HPz及低压配管LPz从规定位置错开的状态下与高压口43z及低压口44z连结时,在这些口43z、44z的部分上,从配管HPz、LPz作用要回到规定位置的方向的力(外力)。并且,当如此来自外部部件Kz、HPz、LPz的外力作用在主体4z上时,在主体4z中的、由气缸盖E2z支持的部分与外力作用的部分42z、43z、44z之间,主体4z的内部应力变高。于是,组装在主体4z上的燃料压力传感器50z,担心由于受到这种外力引起的内部应力的影响而导致压力检测精度下降。
对于这样的担心,在本实施方式中,使燃料压力传感器50z向主体4z的安装位置,相对于主体4z中的高压口43z、低压口44z及卡合部42z为气缸盖E2z的相反侧的部分。因此,燃料压力传感器50z位于主体4z中的从内部应力变高的部分(即由气缸盖E2z支持的部分与外力作用部42z、43z、44z之间的部分)偏离的部位上。由此,能够抑制燃料压力传感器50z受到在主体4z中产生的内部应力的影响,进而能够实现燃料压力传感器50z的检测精度提高。另外,在本实施方式中,杆51z采用热膨胀系数比主体4z小的材质。但是,也可以将杆51z和主体4z用相同热膨胀系数的材质、金属构成。在此情况下,杆51z与主体4z之间的金属接触密封的密封性变得更可靠。
(第2实施方式)
在上述第1实施方式中构成为,在将燃料压力传感器50z组装到喷射器主体4z上时,能够从圆筒状主体4z的轴线J2z方向外侧组装。相对于此,在图3所示的本实施方式中构成为,能够从圆筒状主体4z的径向外侧组装。具体而言,供杆51z的圆筒部51bz插入的凹部461z形成在圆筒状主体4z的外周面上。因而,与杆51z金属接触密封的主体4z的密封面461az,沿相对于轴线J2z平行地扩展的朝向形成。
此外,第1实施方式的喷射器的高压口43z为,沿着将高压配管HPz连接在喷射器的径向上的朝向形成,但本实施方式的喷射器的高压口431z,沿着将高压配管HPz连接在喷射器的轴线J2z方向上的朝向形成。具体而言,在圆筒状主体4z的反喷孔侧端面上形成有高压口431z。
此外,分支通路6ez从配置过滤器45z的大径部6az分支。因此,能够由容积较大的大径部6az发挥积蓄效果,能够检测降低了作为噪声的压力脉动的状态的燃料压力。
这里,当使分支通路6ez从高压通路6az、6bz分支时,应力容易集中在主体4z中的两个通路交叉的部分(分支的部分)上,所以产生了考虑主体4z的强度确保的需要。鉴于这一点,也可以通过使分支通路6ez从小径部6bz分支而实现主体4z的强度提高。
(第3实施方式)
在上述第2实施方式中,从高压通路6az分支而形成向燃料压力传感器50z导入高压燃料的分支通路6ez,相对于此,在图4所示的本实施方式中,将分支通路6ez废除,将燃料压力传感器50z直接安装在使燃料朝向喷孔11z流通的高压通路6az上。
具体而言,废除由圆筒部51bz及隔膜部51cz构成杆51z的情况,而使杆51z的前端部511az突出到高压通路6az中,并使其前端部511az位于高压通路6az内。并且,应变计52z安装在前端部511az的内侧(即杆51z的内部),将在前端部511az中发生的应变的大小转换为电信号,而作为压力检测值输出。
此外,在上述各实施方式中,喷射器主体4z的密封面46az及杆51z的密封面51gz是相对于杆51z的轴线J1z垂直扩展的形状,为平面密封构造。相对于此,在本实施方式中,主体4z的密封面462az及杆51z的密封面511gz是相对于轴线J1的垂直方向倾斜的形状,为锥形密封z构造。
优选使两个密封面462az、511gz的某一个弯曲为凸状、使另一个为平面形状。但是,与主体4z相比,杆51z能够容易加工为上述弯曲,所以优选使主体4z的密封面462az为平面形状、将杆51z的密封面511gz形成为弯曲形状。
(第4实施方式)
在上述第3实施方式中,将如图4所示那样废除了分支通路6ez的构成,适用到在圆筒状主体4z的反喷孔侧端面上形成了高压口431z的类型的喷射器中。相对于此,在图5所示的本实施方式中,将废除了分支通路6ez的构成,适用到在圆筒状主体4z的外周面上形成了高压口43z的类型的喷射器中。
(第5实施方式)
压电促动器2z的引线21z及燃料压力传感器50z位于连接器壳体70z的内部中,需要从连接器壳体70z的外部对这些引线21z及燃料压力传感器50z进行密封。关于该密封构造,在上述第1实施方式中,通过在模制树脂60z的圆筒部63z的内周面与主体4z的外周面之间配置O形环S1z(密封部件),由此通过1个O形环S1z对引线21z及燃料压力传感器50z的双方进行密封。
相对于此,在图6所示的实施方式中,对于引线21z及燃料压力传感器50z的各个,具备各自的O形环S2z、S3z(密封部件)。具体而言,在燃料压力传感器50z的圆筒部51bz与模制树脂60z的凹部46z之间配置有O形环S2z。此外,在喷射器主体4z的布线孔47z与模制树脂60z的凸起部62z之间配置有O形环S3z。
(第6实施方式)
图7是包括上述柴油机的蓄压式燃料喷射装置100的整体构成图。图8是表示本实施方式的喷射器2的截面图。图9(a)、图9(b)是表示本实施方式的流体控制阀的主要部分的局部截面图及俯视图,图9(c)~图9(e)是表示压力检测部件的主要部分的局部截面图及俯视图。图10(a)、图10(b)是表示压力检测部件的主要部分的截面图及俯视图。图11(a)~图11(c)是表示压力传感器的制造方法的截面图。以下,参照附图说明本实施方式的燃料喷射装置100。
如图7所示,从燃料箱102抽取的燃料,通过高压燃料供给泵(以下称为供给泵)103加压,并在高压状态下供给至共轨104。共轨104在高压状态下积蓄从供给泵103供给的燃料,并经由高压燃料通路105供给至喷射器2。喷射器2例如设置在搭载于汽车等车辆的多气缸(在本实施方式中为4气缸)的柴油发动机(以下称为发动机)的各个气缸上,将共轨104内所蓄压的高压燃料(高压流体)直接喷射供给至燃烧室内。另外,喷射器2还与低压燃料通路106连接,能够经由低压燃料通路106使燃料返回燃料箱102。
电子控制装置(ECU)107具备微型计算机、存储器等而构成,进行柴油机的输出的控制。在进行该控制时,ECU107取入对共轨104内的燃料压力进行检测的燃料压力传感器108的检测结果、对柴油机的曲轴的旋转角度进行检测的曲轴转角传感器109的检测结果、对用户的油门踏板的操作量进行检测的油门传感器110、设置在各喷射器2中对喷射器内的燃料压力进行检测的压力检测部80等、各种传感器的检测结果,并参照这些检测结果。
如图8所示,喷射器2构成为包括:喷嘴主体12,能够在轴向上移动地收容喷嘴针阀20;下部主体11,收容作为将喷嘴针阀20向闭阀侧施力的施力部件的弹簧35;作为紧固部件的固定螺母14,通过规定的紧固轴向力来紧固喷嘴主体12和下部主体11;作为流体控制阀的电磁阀装置7;以及检测高压燃料的压力的压力检测部80。喷嘴主体12、下部主体11以及固定螺母14为,通过由固定螺母14紧固喷嘴主体12和下部主体11来构成喷射器的喷嘴本体。在本实施方式中,下部主体11和喷嘴主体12构成喷射器主体。另外,喷嘴针阀20和喷嘴主体12构成喷嘴部。
喷嘴主体12形成为大致筒状体,是在前端部(图8中的下方侧的端部)侧具备1个或者多个用于将高压燃料喷射至燃烧室的喷孔12b的大致筒状部件。
在该喷嘴主体12的内部,形成有用于能够轴向移动地保持实心圆柱状的喷嘴针阀20的收容孔(以下称为第1针阀收容孔)12e。在该第1针阀收容孔12e的图中的中间部位,设有扩大了其孔径的燃料蓄积室12c。具体而言,喷嘴主体12的内周,朝向燃料流动的下游按顺序形成有第1针阀收容孔12e、燃料蓄积室12c、阀座12a,在阀座12a的下游侧设置有贯通喷嘴主体12内外的喷孔12b。
阀座12a具有圆锥台面,圆锥台面的大径侧与第1针阀收容孔12e连续,小径侧向喷孔12b延伸。喷嘴针阀20被配置为能够在该阀座12a上入座以及离座,通过入座以及离开,喷嘴针阀20进行闭阀以及开阀。
进而,在喷嘴主体12上设置有从该喷嘴主体12的图示上端侧的接合面向燃料蓄积室12c延伸的燃料送出路12d。该燃料送出路12d与下部主体11的后述的燃料供给路11b连通,由此将在共轨104内所蓄压的高压燃料经由燃料蓄积室12c向阀座12a侧送入。燃料送出路12d和燃料供给路11b构成高压燃料通路。
下部主体11形成为大致筒状体,在内部设置有收容孔(以下称为第2针阀收容孔)11d,该收容孔11d用于能够在轴向上移动地收容弹簧35、以及用于驱动喷嘴针阀20的控制活塞30。在该第2针阀收容孔11d的图示下端侧的接合面上,形成有比中间的内周11d1更大地扩大的内周11d2。
具体而言,在该内周(以下也称为弹簧室)11d2中,形成了收容弹簧35、环状部件31、以及控制活塞30的针阀部30c的所谓弹簧室。环状部件31夹入配置在弹簧35与喷嘴针阀20之间,构成通过弹簧35将喷嘴针阀20向闭阀方向施力的弹簧座部。针阀部30c构成为,能够经由环状部件31而间接地、或者直接地与喷嘴针阀20抵接。
进而,在下部主体11上,设置有与连接于共轨104的分支管的高压配管(参照图7)气密地连结的接头部(以下称为入口部)11f。该入口部11f具有将从共轨104供给的高压燃料导入的入口即流体导入部21、和向燃料供给路11b(第1流体通路(相当于高压通路))引导的燃料导入路11c(第2流体通路(相当于高压通路)),在燃料导入路11c内部配置有棒状过滤器13。在下部主体11的入口部11f内部及弹簧室11d2的周围设置有燃料供给路11b。
另外,在下部主体11上,设有用于使被引导至弹簧室11d2的燃料返回图7所示的燃料箱等低压配管系统内的燃料排出通路(也称为泄漏回收用通路)(未图示)。燃料排出通路、弹簧室11d2构成低压燃料通路。
另外,如图8所示,在控制活塞30的另一端部侧,设置有通过电磁阀装置7供给排出液压的压力控制室(以下也称为液压控制室)8、16c。
通过增减该液压控制室8、16c的液压,使喷嘴针阀20闭阀以及开阀。具体而言,当从液压控制室8、16c排出、减少液压时,喷嘴针阀20以及控制活塞30反抗弹簧35的施加力而向图8中的轴向上方移动,喷嘴针阀20开阀。另一方面,当向液压控制室8、16c导入、增加液压时,喷嘴针阀20以及控制活塞30通过弹簧35的施加力而向图9中的轴向下方移动,喷嘴针阀20闭阀。
另外,通过控制活塞30的端部外壁(上端部)30p、第2针阀收容孔11d、小孔部件16以及压力检测部件81来形成压力控制室8、16c、18c。端部外壁30p被配置为,在喷孔12b的开阀时,与和小孔部件16面接触的压力检测部件81的平坦面82为同一面或比其向喷孔12b侧错位。即,在喷孔12b的开阀时,端部外壁30p收纳在压力检测部件81的压力控制室18c部分。
接着,详细说明电磁阀装置7。电磁阀装置7是使压力控制室8、16c、18c和低压通路(以下也称为导通路)17d断开连接的双向电磁阀。电磁阀装置7配置在下部主体11的反喷孔侧的端部。电磁阀装置7通过主体上部52固定于下部主体11。在第2针阀收容孔11d的反喷孔侧的端部,设置有作为阀主体的小孔部件16。
小孔部件16优选由在相对于喷射器2的轴向即控制活塞30的延伸方向大致垂直的方向上配置的金属性的板状部件(第1部件)构成。另外,小孔部件16与构成喷射器主体的下部主体11以及喷嘴主体12分体(通过不同工序以及/或作为不同部件)形成,并在形成后组装至下部主体11而一体地保持。在小孔部件16上,如图9(a)、图9(b)所示,设置有连通路16a、16b、16c。在此,图9(b)是从阀电枢42侧观察小孔部件16的俯视图。连通路(以下也称为小孔)16a、16b、16c具有作为出口侧节流部的小孔(以下称为出口小孔)16a、作为入口侧节流部的小孔(以下称为入口小孔)16b、以及与第2针阀收容孔11d连通的压力控制室16c。
出口小孔16a配置为与阀座16d和压力控制室16c连通,通过经由阀部件41的阀电枢42的闭阀以及开阀来封闭以及流通。入口小孔16b具有在平坦面162上开口而导入燃料的入口部16h。该入口部16h配置在如下位置:经由压力控制室16c和在后述的压力检测部件81上形成的检测部连通路18h,与从燃料供给路11b分支的分支燃料供给路11g连通的位置。
另外,对于经由阀部件41而进行开阀以及闭阀的小孔部件16的阀座16d、以及阀电枢42的阀构造,将后述。
在小孔部件16的反喷孔侧设置有作为阀壳体的气门体17。在气门体17的外周部形成有阳螺纹,通过将气门体17螺入下部主体11的筒状螺纹部,由此小孔部件16被气门体17和下部主体11夹持。气门体17形成为大致圆筒形状,并设置有贯通孔17a、17b(参照图8)。在贯通孔(以下也称为导孔)17a与贯通孔17b之间形成有导通路17d。
由小孔部件16的气门体侧端面161和贯通孔17a的内壁形成阀室17c。在小孔部件16的外壁上形成有对边距离面(未图示),在对边距离面与下部主体11的内壁之间形成的间隙16k与贯通孔17b连通(参照图8)。
如图9(c)、图9(d)所示,压力检测部80由与喷射器主体(下部主体11和气门体17)分体地(分别地)形成的压力检测部件81构成。在此,图9(d)是从小孔部件16侧观察压力检测部件81的俯视图。压力检测部件81优选由在相对于喷射器2的轴向即控制活塞30的延伸方向大致垂直的方向上配置的金属性的板状部件(第2部件)构成,并在下部主体11内与小孔部件16直接或间接地层叠,而相对于下部主体11以及喷嘴主体12一体地保持。在本实施方式中,压力检测部件81具有平坦面82,其与小孔部件16的喷射阀侧的平坦面162、面彼此液密地直接层叠。压力检测部件81和小孔部件16具有大致相同的外形,并形成为:在使两者重合时,小孔部件16的入口部16h、贯通孔16p、压力控制室16c的位置与压力检测部件81的检测部连通路18h、贯通孔18p、压力控制室18c的位置分别一致。另外,检测部连通路18h的反小孔部件侧,在与从燃料供给路11b分支的分支燃料供给路11g相对应的位置上开口。由此,压力检测部件81的贯通孔18h构成从燃料供给路11b向压力控制室的通路的一部分。
压力检测部件81(相当于燃料压力传感器)还具备由从小孔部件16侧具有规定深度和内径的槽形成的压力检测空间18b,该槽底部构成隔膜部18n。在隔膜部18n的与压力检测空间18b相反侧的表面上,一体地贴合而接合有后述的半导体式的压力传感器18f。
隔膜部18n位于从压力检测空间18b的相反侧表面具有至少比压力传感器18f的厚度大的尺寸量的深度,接合有压力传感器18f一侧的表面形成为直径比压力检测空间18b大。另外,通过对夹着隔膜部18n的两个槽的深度进行控制,由此在其制造时控制隔膜部18b的厚度。在压力检测部件81的平坦面82上,以比压力检测空间18b浅的深度,形成有将检测部连通路18h与压力检测空间18b连通的槽部18a(分支通路)。在压力检测部件81与小孔部件16面接触时,槽部18a形成将小孔部件16的平坦面作为壁的一部分的合成通路(分支通路)。由此,槽部18a(分支通路)的一部分与从燃料供给路11b向压力控制室8、16c的通路即入口小孔16b连接,另一部分与隔膜部18n连接。由此,隔膜部18n通过导入至压力检测空间18b的高压燃料所作用的压力而能够应变。
在此,隔膜部18n构成为,在包括在槽部18a与小孔部件16之间形成的合成通路和压力检测空间18b在内的分支通路之中,其通路壁厚最薄。合成通路的通路壁厚是指,从合成通路的内壁观察到的压力检测部件81以及小孔部件16的厚度。
另外,也可以代替槽部18a,而如图9(e)所示,成为以从检测部连通路18h与压力检测空间18b连结的方式倾斜设置的孔部。另外,由压力传感器18f(位移检测构件)和隔膜部18n构成压力检测部。
以下参照图10详细说明压力检测部。
压力传感器18f具备:形成在压力检测空间18b中的圆形的隔膜部18n;和在一面侧成为隔膜部18n的一个面的凹陷部18g的底部粘接的作为位移检测构件的单晶半导体芯片(以下称为半导体芯片)18r;在隔膜部18n的另一面18q侧,导入与发动机的燃料喷射压力等相应的压力介质(气体、液体等),并根据隔膜部18n以及半导体芯片18r的变形来进行压力检测。
压力检测部件81通过切削等形成,并形成中空圆筒形状的压力检测空间18b,由热膨胀率与玻璃为相同程度的Fi-Ni-Co系合金即科瓦铁镍钴合金等构成。在压力检测部件81中形成有隔膜部18n,从压力检测空间18b侧导入作为压力介质的高压燃料,对隔膜部18n的另一面18q施加压力。
在此,如果表示压力检测部件81的尺寸的一个例子,则圆筒的外径为6.5mm,圆筒的内径为2.5mm,隔膜部18b的壁厚例如在20MPa的测定时为0.65mm、在200MPa的测定时为1.40mm。在凹陷部18g的底面即隔膜部18n的一个面上粘接的半导体芯片18r,由面方位为(100)面且整体呈均匀壁厚的平面形状的单晶硅基板构成,其一个面18i通过由低熔点玻璃等形成的玻璃层18k,固定在隔膜部18n的一个面(凹陷部18g的底面)上。
在此,如果表示半导体芯片18r的尺寸的一个例子,则为3.56mm×3.56mm的正方形,壁厚为0.2mm。另外,玻璃层18k的厚度为0.06mm。另外,在半导体芯片18r的另一面18j侧,配置有4个作为压电电阻元件的长方形的量规18m。如上所述,在具有(100)面方位的半导体芯片18r中,在其构造上<110>结晶轴相互正交存在。
4个量规18m沿着<110>结晶轴方向的2个轴向分别各配置2个。在此,一对量规将其长边方向沿X方向配置,一对量规将其短边方向沿Y方向配置。进而,这4个量规18m配置在相对于隔膜部18n的中心O的圆周上。
另外,虽未图示,但在半导体芯片18r上,形成有用于由4个量规18m构成桥式电路且与外部电路连接的布线、焊盘,并且形成有保护膜。作为半导体芯片18r的主要制造工序,如图11(a)~(c)所示,在n型子晶片19a上,通过光刻法形成希望的图形之后,使硼等扩散而形成P+区域19b,形成作为压电电阻元件的量规18m。如果对其形成布线、焊盘19c以及确保布线、焊盘的绝缘的氧化膜19d,并且形成保护膜,并对焊盘上的保护膜进行蚀刻,则完成半导体芯片18r。
然后,利用低熔点玻璃将完成的芯片18r粘接在压力检测部件81的隔膜部18n上,由此得到图10所示的压力传感器18f。压力传感器18f通过上述结构,将由于高压燃料所作用的压力而位移(挠曲)的隔膜部18n的位移转换为电信号(在本实施例中是伴随压电电阻元件的电阻变化的桥式电路的电位差)。该电信号由未图示的外部的处理电路进行处理而检测压力。
另外,处理电路也可以单片地制作在芯片18r上,但在本实施方式中,也可以在芯片18r的上方,在例如通过倒装片那样的表面安装连接而电连接的处理基板18d上,制作构成上述桥式电路的恒流源或比较器等。在处理基板18d上,还具有存储了对压力传感器18f的灵敏度数据和喷射器的喷射量特性进行表示的数据的非易失性存储器(未图示)。另外,电气布线18e的一端与配置在处理基板18d的一边的连接焊盘连接,电气布线18e的另一端通过形成在气门体17内的布线通路(未图示),连接至与连接器50一体形成的尾销51b,并与ECU107连接。
包括压电电阻元件的压力传感器18f和低熔点玻璃构成应变检测元件。在此,隔膜部18n配置如下位置:从压力检测部件81的与压力检测空间18b相反的表面,深入至少压力传感器18f和低熔点玻璃的厚度量的位置。在处理基板18d和电气布线18e也配置在厚度方向上的情况下,在比还包括与其相应量的厚度的距离更深的位置上配置隔膜部18n的反压力检测空间18b表面。
另外,在本实施方式中,作为位移检测构件采用贴合在金属制的隔膜部18n上的半导体式的压力传感器18f,但不限于此,也可以在隔膜部18n上贴合或蒸镀而形成由金属膜等构成的应变检测元件。
回到图8,线圈61直接卷绕在树脂制的线轴62上,线轴62以及线圈61的外周侧由未图示的树脂模覆盖。另外,也可以在由树脂模覆盖通过卷绕装置卷绕的线圈(以下称为卷绕线圈)61的外周之后,对所覆盖的卷绕线圈61进行2次树脂成型而与线轴62一体成型。线圈61的端部与在连接器50上与尾销51b一体形成的尾销51a电连接,并与ECU107连接。
固定芯63形成为大致圆筒状,具备内周侧芯部、外周侧芯部、以及与这两个芯部连接的上端部,在内周侧芯部与外周侧芯部之间夹入线圈61。固定芯由磁性材料形成。
在固定芯63的图8中的下部侧,阀电枢42与固定芯63相面对地配置,并配置为固定芯63的下端面(以下称为磁极面)与阀电枢42的上端面(以下称为磁极面)能够接近以及离开。利用通过电流供给而在线圈61中产生的电磁力,磁通从内周侧芯部以及外周侧芯部的磁极面朝向阀电枢42的磁极面流动,与磁通密度相对应的吸引力作用于阀电枢42。
在固定芯63的内侧插入配置有大致圆筒状的挡块64,其夹入固定在固定芯63与上部壳体53之间。在挡块64内配置有压缩弹簧等施力部件59(弹簧部件)。该施力部件59的施加力作用于阀电枢42,向阀电枢42的磁极面与固定芯的磁极面的空气隙扩展的方向上施力。挡块64的阀电枢侧的端面限制阀电枢完全提升时的升程。
在挡块64以及主体上部52的内侧,形成有使经由阀室17c、贯通孔17b流出的燃料向低压侧流出的燃料通路37。
在此,作为上述壳体的主体上部52、中间壳体54、以及作为下部壳体的气门体17构成阀壳体。中间壳体54形成为大致筒状,以引导固定芯63的方式将其收容。具体而言,固定芯63形成为阶梯的大致有底圆筒状,插入在中间壳体54的下端部的内周侧。固定芯63的外周以阶梯为分界向下方缩径,该阶梯通过与在中间壳体54的内周侧形成的台阶卡止,由此防止固定芯63从中间壳体54脱落。
阀电枢42具备形成为大致平板状的平板部、以及比平板部直径小的小径轴部。平板部的上端面形成有与固定芯63的内侧芯部以及外侧芯部的磁极面相对配置的磁极面。阀电枢42由磁性材料构成,例如由波门杜尔铁钴合金形成。在平板部的下部侧形成有小径轴部。
在阀电枢42的小径轴部的端面42a上设置有大致球状的阀部件41,阀电枢42能够经由阀部件41在小孔部件16的阀座16d上入座以及离座。另外,小孔部件16通过销等定位部件92而定位固定在下部主体11上。小孔部件16的贯通孔16p以及压力检测部件81的贯通孔18p是插入定位部件92的卡止孔。
接着,根据图9说明具有经由阀部件41而相互入座以及离座的阀电枢42以及阀座16d的小孔部件16的阀构造。
如图9所示,阀电枢42的小径轴部的阀部件侧的端面42a形成为平坦面,能够与阀部件42的球面部41a抵接以及离开。另外,阀电枢42的小径部被配置为能够轴向移动地保持在气门体17的贯通孔17a的内周,并且能够插通阀室17c。阀电枢42和阀座16d经由阀部件41入座以及离座,由此使从液压控制室8、16c向阀室17c的燃料流动截断以及流通。
具体而言,阀部件41是具有平面部41b的球状体,平面部41b被配置为能够在阀座16d上入座以及离座。阀部件41在平面部41b入座时封闭出口小孔16a。平面部41b构成第2平坦面。
另外,在小孔部件16的阀电枢侧的端面161上,设置有滑动自由地支持阀部件41的球面部41a的有底孔状的导孔16g。阀座16d设置在导孔16g内周的底部,并形成平面状的座面。阀座16d构成座部,导孔16g构成导向部。另外,阀座16d构成在小孔部件16上形成的台阶部。另外,具有的特征为,导孔16g的开口端与小孔部件16的端面161为齐平面,导向部与小孔部的端面为齐平面。
阀座16d的外周形成为比导孔16g的内周小,在阀座16d与导孔16g之间设置有环状的燃料排出通路16e。阀座16d的外周形成为比阀部件41的平面部41b的外周小。由此,在阀部件41的平面部41b与阀座16d入座以及离座时,在导孔16g的底部之中、在除了在平面部41b上入座的阀座16d以外的部位,不会限制燃料流动。
另外,燃料排出通路16e构成在阀座与第2平坦面的紧密接触区域中设置的流体排出通路。
另外,燃料排出通路16e形成为流路截面积从阀座16d侧向导孔16g侧变大。由此,在阀部件41从阀座16d离座时,能够使从阀座16d流出的燃料顺畅地流向低压侧。
如上所述,阀部件41能够轴向移动地支持于导孔16g,因此导孔16g的内周与阀部件41的球面部41a的球面之间的间隙的大小,被设定为能够相互滑动的程度的引导游隙。通过基于该引导游隙的燃料泄漏量,限制从阀座16d向低压侧流出的燃料流量。
在本实施方式中,在导孔16g的内壁上设置有与低压侧的阀室17c连通的燃料泄漏槽16r,通过该燃料泄漏槽16r来扩大从阀座16d向低压侧流出的燃料的流路面积。由此,由于在导孔16g的内壁上设置将从阀座16d向低压侧流出的燃料的流路面积扩大的燃料泄漏槽16r,因此在阀部件41从阀座16d离座时,从阀座16d向低压侧流出的燃料的流量不会被节流,能够确保应该从连通路16a、16b、16c流出的燃料流量。
另外,上述燃料泄漏槽16r以从阀座16d放射状延伸的方式形成在导孔16g的内壁上(未图示)。由此,能够根据应该从上述连通路16a、16b、16c流出的燃料流量,设置多个(在本实施例中为6个)燃料泄漏槽16r。并且,由于放射状地设置多个燃料泄漏槽16r,因此能够防止由于从阀座16d流出并在燃料泄漏槽16r中流动的燃料的流体力而阀部件41的姿态变得不稳定。
另外,阀座16d的内周形成为阶梯内周,并按照出口侧内周161、出口小孔16a、以及压力控制室16c的顺序形成。
另外,在此,阀电枢42构成支持部件。小孔部件16构成具有阀座的阀主体。另外,气门体17构成阀壳体。
以下说明具有上述结构的喷射器2的动作。从作为高压源的共轨104经由高压配管、燃料供给路11b、燃料送出路12d向燃料蓄积室12c供给高压燃料,并且经由燃料供给路11b、入口小孔16b向液压控制室8、16c供给高压燃料。
在不向线圈61通电时,阀电枢42以及阀部件41通过施力部件59的施加力而被按压到阀座16d侧(图8的下方),阀部件41入座到阀座16d。由于阀部件41的入座而出口小孔16a被封闭,从液压控制室8、16c向阀室17c、低压通路17d的燃料流动被切断。
此时,蓄积在液压控制室8、16c中的燃料压力(以下称为背压),维持为与共轨104内部的燃料压力(以下称为共轨压力)相同的压力。通过蓄积在液压控制室8、16c中的背压而经由控制活塞30将喷嘴针阀20向喷孔封闭方向施力的作用力(以下称为第1作用力)、与通过弹簧35的施加力而将喷嘴针阀20向喷孔封闭方向施力的作用力(以下称为第2作用力)之和,比喷嘴针阀20由于燃料蓄积室12c以及阀座12a附近的共轨压力而在喷孔开放方向上受到的作用力(以下称为第3作用力)大。因此,喷嘴针阀20入座于阀座12a,喷孔12b被封闭。不从喷孔12b喷射燃料。另外,在入座于阀座16d的阀部件41上,作用有被封闭的出口小孔16a(具体为出口侧内周161)内的燃料压力(背压)。
当开始向线圈61通电(以下称为喷射器2的开时)时,在线圈61中产生电磁力,通过固定芯63与阀电枢42的两个磁极面之间产生的磁吸引力,阀电枢42被向固定芯63方向吸引。此时,阀部件41上作用有由于上述出口小孔16a的背压而向离座方向的作用力(以下称为第4作用力),因此阀部件41与阀电枢42一起从阀座16d离座。当该阀部件41离座时,阀部件41沿着导孔16g向固定芯63方向移动。
此时,由于阀电枢42以及阀部件41从阀座16d离座,产生经由出口小孔16a从液压控制室8、16c向阀室17c、低压通路17d流动的燃料流动。由于液压控制室8、16c内的燃料向低压侧开放,因此液压控制室8、16c的背压下降。当背压下降时,第1作用力立刻减少。并且,当在喷嘴针阀20的喷孔开放方向上作用的第3作用力、变得比在喷嘴针阀20的喷孔封闭方向上作用的第1作用力以及第2作用力大时,喷嘴针阀20从阀座12a离座,向图8的上方提升。当喷嘴针阀20提升时,喷孔12b开放,从喷孔12b喷射燃料。
另外,当向线圈61停止通电(以下称为喷射器2的闭时)时,线圈61的电磁力消失,因此阀电枢42以及阀部件41通过施力部件59的施加力而向阀座16d方向移动。当阀部件41的平面部41b入座于阀座16d时,从液压控制室8、16c向阀室17c、低压通路17d的燃料流出停止。并且,液压控制室8、16c的背压增加,当第1作用力以及第2作用力比第3作用力大时,喷嘴针阀20开始向图8的下方移动。并且,当喷嘴针阀20入座于阀座12a时,燃料喷射结束。
根据上述结构的实施方式,能够在自身的内部配置压力检测部。并且,除了上述以外,还具备以下效果。
将由薄壁部构成的隔膜部18n设置在从燃料供给路11b分支的分支通路上,因此与直接将隔膜部18n设置在燃料通路附近的喷射器外壁上的情况相比,容易形成隔膜部18n。另外,其结果为,容易进行隔膜部18n的厚度控制,因此能够防止厚度不均匀,能够提高压力检测精度。
隔膜部18n是在构成分支通路的部分之中通路壁厚构成为最薄的部分,所以能够增大与压力变动相伴的隔膜的位移。
在与喷射器主体(下部主体11和气门体17)分体形成的压力检测部件81内具有隔膜部18n和孔部或槽部,因此能够容易地加工、形成隔膜部18n。结果,隔膜部18n的厚度控制变得更加容易,能够提高压力检测精度。
并且,使包括隔膜部18n的压力检测部件与构成压力控制室8、16c的一部分的小孔部件16层叠配置,因此能够防止喷射器主体的径向即粗细方向的尺寸的增大。
通过在与喷射器主体的轴向大致垂直的方向上配置的板状部件来形成压力检测部件81,因此在自身的内部配置压力检测部时,能够防止喷射器主体的径向即粗细方向的尺寸的增大。
由于使分支通路从燃料供给路11b向压力控制室8、16c的通路分支,因此无需设置用于将分支通路与燃料供给路11b连接的特别的支流路。因此,在自身的内部配置压力检测部时,能够防止喷射器主体的径向即粗细方向的尺寸的增大。
隔膜部18n配置在从压力检测部件81的表面深入至少应变检测元件的厚度量的位置,因此能够防止在将压力检测部件81搭载到喷射器主体内时对应变检测元件施加应力,由此能够容易地在自身的内部配置压力检测部。
由于在喷射器主体内具备布线通路,因此接线的处理变得简单。另外,将向电磁阀装置7(促动器)的线圈61的信号导入的尾销51a、以及将来自压力传感器18f(位移检测构件)的信号输出的尾销51b,一体地形成于共通的连接器50上,因此能够一次地进行用于与外部连接的组装工序。
(第7实施方式)
图12是表示本发明第7实施方式的喷射器22的截面图。图13(a)~(c)是表示压力检测部件的主要部分的局部截面图以及平面图。以下,参照附图说明本实施方式的燃料喷射装置。另外,对于与第6实施方式相同或等同的结构附加相同符号,并省略其说明。
第7实施方式为,代替在第6实施方式中使用的压力检测部80而具备压力检测部85。
如图12所示,喷射器22构成为包括:喷嘴主体12,能够沿轴向移动地收容喷嘴针阀20;下部主体11,收容将喷嘴针阀20向闭阀侧施力的施力部件即弹簧35;压力检测部85,夹持在喷嘴主体12与下部主体11之间;作为紧固部件的固定螺母14,通过规定的紧固轴向力对喷嘴主体12、压力检测部85和下部主体11进行紧固;以及作为流体控制阀的电磁阀装置7。
小孔部件16的入口部16h配置在将压力控制室16c和从燃料供给路11b分支的分支燃料供给路11g连通的位置上。另外,压力控制室由小孔部件16的压力控制室8、16c构成。
如图13(a)~(c)所示,压力检测部85优选由压力检测部件86形成,该压力检测部件86由在相对于喷射器2的轴向即控制活塞30(以及喷嘴针阀20)的延伸方向大致垂直的方向上配置的金属性的板状部件(第2板状部件)构成,压力检测部85夹持在喷嘴主体12与下部主体11之间。在本实施方式中,压力检测部件86具有平坦面82,其与形成在喷嘴主体12上的平坦面、面彼此之间液密地直接层叠。压力检测部件86具有与下部主体11的喷嘴主体12侧端面大致相同的形状,形成为大致圆形。压力检测部件86形成为:在被夹持在喷嘴主体12与下部主体11之间时,下部主体11的燃料供给路11b、控制活塞30的针阀部30c的前端部分、定位部件92插入部的位置与压力检测部件86的检测部连通路18h、贯通孔18s、定位用贯通孔18t的位置一致。另外,检测部连通路18h的反下部主体侧,在与喷嘴主体12侧的燃料送出路12d相对应的位置上开口。由此,压力检测部件86的检测部连通孔18h构成从燃料供给路11b向燃料送出路12d的通路的一部分。
压力检测部件86还具备压力检测空间18b,该压力检测空间18b由从喷嘴主体12侧具有规定深度和内径的槽构成,该槽底部构成隔膜部18n。在隔膜部18n的表面上接合有在图10及图11中说明了的半导体式的压力传感器18f。隔膜部18n位于如下深度:从形成了压力检测空间18b侧的相反侧的压力检测部件86的表面、具有至少比压力传感器18f的厚度大的尺寸量的深度,接合有压力传感器18f一侧的表面形成为直径比压力检测空间18b大。另外,通过对夹住隔膜部18n的双方的槽的深度控制,由此在其制造时控制隔膜部的厚度。在压力检测部件81的平坦面82上,以比压力检测空间18b浅的深度形成有将检测部连通路18h与压力检测空间18b连通的槽部18a(分支通路)。在本实施方式中,槽部18a夹着控制活塞30的针阀部30c的前端部分的插入部,而在左右形成有多个(优选为2个)。由此,能够将燃料供给路11b的燃料高效地向压力检测空间18b导出。
与第6实施方式同样,包括压电电阻元件的压力传感器18f和低熔点玻璃构成应变检测元件。在此,隔膜部18n被配置在如下位置:从压力检测部件86的与压力检测空间18b相反的表面,深入至少压力传感器18f和低熔点玻璃的厚度量的位置。在处理基板18d和电气布线18e进一步配置在厚度方向上的情况下,将隔膜部18n的反压力检测空间18b表面,配置在比还包含与其相应的厚度量的距离更深的位置上。
通过本实施方式,也能够起到与第6实施方式同样的效果。特别是,在第7实施方式中,除了第6实施方式以外,还具有以下的效果。
在与喷射器主体分体形成的压力检测部件86内具有隔膜部18n和孔部或槽部18a,因此能够容易地加工、形成隔膜部18n。结果,容易进行隔膜部18n的厚度控制,能够提高压力检测精度。压力检测部件86层叠配置在下部主体11与喷嘴主体12之间,因此能够防止喷射器主体的径向即粗细方向的尺寸的增大。并且,能够检测喷嘴主体12附近的高压燃料的压力,因此能够时滞较少地检测实际喷射的燃料的压力变化。
在层叠配置于下部主体11与喷嘴主体12之间的金属的压力检测部件86内设置有分支通路,因此无需设置用于将分支通路与燃料供给路11b以及燃料送出路12d连接的特别的支流路。由此,在自身的内部配置压力检测部85时,能够防止喷射器主体的径向即粗细方向的尺寸的增大。
隔膜部18n配置在从压力检测部件的表面深入至少应变检测元件的厚度量的位置上,因此能够防止在将压力检测部件86搭载到喷射器主体内时对应变检测元件施加应力,因此能够容易地在自身的内部配置压力检测部。
(第8实施方式)
对本发明的第8实施方式进行说明。图14是本发明的第8实施方式的燃料喷射装置用喷射器的局部截面图,图15是表示图14的喷射器的概略内部结构的示意的截面图。图16是说明分支通路的安装构造的概略图。图17是接头部的放大截面图,图18是隔膜部的局部截面图,图19是表示压力检测部的组装步骤的截面图。另外,在本实施方式中,也对于与第6实施方式或第7实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
第8实施方式与第6实施方式的不同点为:代替组装在下部主体(喷射器主体)11内部的压力检测部80,而具备与接头部11f螺合固定的压力检测部87;代替电磁阀驱动的促动器,而通过压电促动器302驱动控制活塞。
以下,基于图14及图15,对本实施方式的喷射器32的基本的结构、动作进行说明。
与第6实施方式同样,喷射器32构成为包括:喷嘴主体12,能够在轴向移动地收容喷嘴针阀(针阀)20;喷射器主体11,收容将针阀20向闭阀侧施力的施力部件即弹簧35;作为紧固部件的定位器(固定螺母)14,通过规定的紧固轴向力紧固喷嘴主体12和喷射器主体11;压电促动器(促动器)302,构成背压控制机构303;以及压力检测部87,检测高压燃料的压力。喷嘴主体12、喷射器主体11以及定位器14,通过由定位器14对喷嘴主体12和喷射器主体11进行紧固来构成喷射器的喷嘴本体。喷嘴针阀20和喷嘴主体12构成喷嘴部301。
在喷射器主体11上,设置有与连接在共轨104的分支管上的高压配管(参照图7)液密地连结的第1接头部(以下称为入口部)11f、以及与低压燃料通路106液密地连结而使燃料返回燃料箱102的第2接头部(出口部)11t。该入口部11f具有将从共轨104供给的高压燃料导入的入口即流体导入部21、以及将从流体导入部21导入的高压燃料向燃料供给路11b(第1流体通路(相当于高压通路))引导的燃料导入路11c(第2流体通路(相当于高压通路)),在燃料导入路11c内部配置有棒状过滤器13。
在喷射器主体11的第1接头部11f上,向燃料供给路11b(第1流体通路)引导的燃料导入路11c(第2流体通路),相对于喷射器主体11的轴向向规定方向倾斜地形成。从安装性的观点来看,优选燃料导入路11c相对于轴向具有45度~60度左右的倾斜地形成。另外,第1接头部11f具有从燃料导入路11c分支而在与喷射器主体11的轴向大致平行方向上延伸的分支通路318a。即,在本实施方式中,如图16(a)所示,当以燃料导入路11c为基准进行观察时,分支通路318a相对于高压流体的流动方向(图中的箭头),具有120度~135度的折返角地与燃料导入路11c连接。另外,分支通路318a优选在与喷射器主体11的轴向大致平行方向上延伸,但也可以改变分支通路318a的配置方向,以使上述折返角度为90度以上。
在喷射时和喷射之后不久,从共轨104向燃料导入路11c供给从喷射器喷射或排出的燃料量的燃料。由于燃料导入路11c内为高压,所以在如图16(b)所示那样分支通路318a’相对于燃料导入路11c的流体流动方向以小于90度的角度、即在顺向上连接的情况下,在燃料导入路11c内即使在新燃料供给过程中也常时被施加高压力,喷射时与非喷射时的压力差变小。但是,通过使折返角度为90度以上,由此在新燃料供给过程中通过燃料导入路11c内的高压流体的移动,对于填充到分支通路318a中的高压燃料,朝向与燃料导入路11c的分支点(连接点)侧产生吸引力。此时,对于高压燃料的压力下降,进一步在与该压力下降的变化方向相同的方向上重叠吸引力。因此,能够增大喷射时与非喷射时的压力差。
在喷射器主体11的第2接头部11t中,设置有作为低压燃料通路的燃料排出通路(也称为泄漏回收用通路)37,用于使从背压控制机构303排出的低压燃料返回到燃料箱(参照图10)的低压配管系统内。
喷射器32具备:喷嘴部301,在开阀时喷射燃料;压电促动器302,通过电荷的充放电来进行伸缩;以及背压控制机构303,由压电促动器302驱动而控制喷嘴部301的背压。
压电促动器302在不锈钢制的圆筒状的壳体321内层叠地收纳有多个压电元件322。该压电元件322经由2根引线323与未图示的电源连接。该引线323由刚性比引线323高的保持部件308保持。
为了抑制引线323的覆盖产生磨损,保持部件308由硬度比金属低的材料、例如尼龙等树脂构成。另外,保持部件308的形状和厚度等被设定,以便刚性比引线323高。
引线323的前端以其一部分在喷射器主体11的反喷嘴侧端部、即比接头部11f靠上部的端部突出的形状延伸。另外,使通过模制形成将尾销51a、51b一体形成而得到的连接器壳体50,从喷射器主体11的上部安装,由此进行接合。
如图15所示,喷嘴部301具备形成有喷孔12b的喷嘴主体12、与喷嘴主体12的阀座接合离开而开闭喷孔12b的针阀20、以及将针阀20向闭阀方向施力的弹簧35。
在背压控制机构303的气门体331内,收容有追随压电促动器302的伸缩而移动的活塞332、将活塞332朝向压电促动器302侧施力的碟形弹簧333、以及被活塞332驱动的球形的阀体41。另外,在图15中虽然将气门体331图示为1个部件,但实际上分割为多个。
金属制的大致圆筒状的喷射器主体11形成有从喷射器轴线方向的一端侧贯通到另一端侧的收纳孔341,在该收纳孔341中收纳有压电促动器302以及背压控制机构303。另外,通过使大致圆筒状的定位器14与喷射器主体11螺合,由此喷嘴部301被保持在喷射器主体11的端部。
在喷嘴主体12、喷射器主体11以及气门体331中,形成有常时从共轨供给高压燃料的燃料供给路11b以及燃料送出路12d,在喷射器主体11以及气门体331中,形成有经由燃料排出通路(也称为泄漏回收用通路)37与燃料箱(参照图7)连接的低压通路17d。
在针阀20的喷孔12b侧的外周面与喷嘴主体12的内周面之间,形成有燃料蓄积室(高压室)12c。该高压室12c在针阀20向开阀方向位移时与喷孔12b连通。另外,经由燃料供给路11b向高压室12c常时供给高压燃料。在针阀20的反喷孔侧形成有作为压力控制室的背压室8。在该背压室8中配置有上述的弹簧35。
在气门体331上,在使气门体331内的燃料供给路11b与喷嘴部301的背压室8连通的路径中形成有高压座面335,在使气门体331内的低压通路17d与喷嘴部301的背压室8连通的路径中形成有低压座面336。并且,在高压座面335与低压座面336之间配置有上述阀体41。
如图14所示,喷射器主体11的收纳孔341由圆柱形状的3个收纳孔341a~341c构成。第1收纳孔341a为,一端在喷射器主体11的喷嘴侧的端面上开口,从喷射器主体11的喷嘴侧端面向喷射器主体11的反喷嘴侧延伸。第2收纳孔341b为,直径比第1收纳孔341a小,从第1收纳孔341a的反喷嘴侧端部向喷射器主体11的反喷嘴侧延伸。另外,第1收纳孔341a与第2收纳孔341b同轴配置。第3收纳孔341c为,相对于第1收纳孔341a和第2收纳孔341b偏心设置,一端在喷射器主体11的反喷嘴侧的端面上开口,另一端与第2收纳孔341b连接。
另外,在第1收纳孔341a中收纳有压电促动器302,在第2收纳孔341b以及第3收纳孔341c中,收纳有引线323以及保持部件308。另外,在压电促动器302的壳体321上形成的锥状的座面325,与第1收纳孔341a和第2收纳孔341b的阶梯部341d抵接,压电促动器302被定位固定在喷射器主体11上。
在上述结构中,在压电促动器302收缩的状态下,如图15所示,阀体41与低压座面336相接触,而背压室8与燃料供给室11b连接,向背压室8中导入高压的燃料压力。并且,通过该背压室8内的燃料压力以及弹簧35,针阀20被向闭阀方向施力,喷孔12b被关闭。
另一方面,在对压电促动器302施加电压而压电促动器302伸长的状态下,阀体41与高压座面335相接触,而背压室8与低压通路17d连接,背压室8内成为低压。并且,通过高压室12c内的燃料压力,针阀20被向开阀方向施力而喷孔12b打开,从该喷孔12b向内燃机的气缸内喷射燃料。
以下,使用图17~图19说明压力检测部87的结构。图17是表示本实施方式的压力检测部87的截面图。图18是将图17的点线包围的A部分(包括传感器芯片和金属杆的截面)放大表示的立体图。
壳体410直接安装在上述分支通路318a上,在其外周面上形成有该安装用的螺纹411。另外,在壳体410的内部形成有压力导入通路412,该压力导入通路412在壳体410被安装在上述燃料导入路11c上的状态下连通,从一端侧(图17中的下方侧)导入压力。
在此,作为壳体410的材质,可以采用对兼有耐腐蚀性和高强度的碳钢(例如S15C等)实施了提高耐腐蚀性的镀Zn的材质,或者具有耐腐蚀性的XM7,SUS430,SUS304,SUS630等。
金属杆420由形成为中空阶梯圆筒形状的金属构成,在一端侧具有形成为薄壁状的压力检测用的隔膜部18n,在另一端侧具有用于向该隔膜部18n引导压力的压力检测空间318b。另外,在金属杆420的外周面之中的轴向的中途部位上,形成有锥状地扩大直径的阶梯部423,隔着该阶梯部423,金属杆420的另一端侧(压力检测空间318b侧)与一端侧(隔膜部18n侧)相比外周直径变大。
在此,上述壳体410的压力导入通路412是具有与金属杆420的外形相对应的形状的阶梯内孔,其一端侧(压力导入侧)的内径成为大径部。另外,在压力导入通路412的内面上,形成有与金属杆420的阶梯部423相对应的锥形状的座面413。
另外,在金属杆420的大径部的外周面上形成有阳螺纹部424,另一方面,在壳体420的压力导入通路412的内周面上形成有与阳螺纹部424相对应的阴螺纹部414。并且,金属杆420以其另一端侧(压力检测空间318b侧)位于压力导入通路412的一端侧的方式插入压力导入通路412内,阳螺纹部424与阴螺纹部414螺纹结合,由此金属杆420固定在壳体410上。
在此,通过上述螺纹结合的轴向力,金属杆420外周面的阶梯部423相对于在壳体410的压力导入通路412的内面上形成的座面413,被从金属杆420的另一端侧向一端侧按压而密封。这样,金属杆420的压力检测空间318b成为与压力导入通路412连通的状态,相互紧密接触的阶梯部423和座面413形成密封部K,由此确保该压力检测空间318b与压力导入通路412的连通部的密封性。
另外,在金属杆420的隔膜部18n的外表面上,如图18所示,通过低熔点玻璃440接合有由单晶Si(硅)构成的压力传感器芯片18f。该压力传感器芯片18f作为如下的应变仪起作用:将从压力检测空间318b导入至金属杆420内部的压力引导到隔膜部18n,并检测隔膜部18n由于该压力而变形时产生的应变。
对于金属杆420的材料,由于承受超高压、因此要求高强度,并且由于通过玻璃440接合由Si构成的压力传感器芯片18f、因此要求低热膨胀系数,具体而言,能够将Fe、Ni、Co或Fe、Ni作为主体,并选定添加了Ti、Nb、Al或Ti、Nb的材料作为析出强化材料,通过冲压、切削或冷锻等形成。
另外,金属杆420的隔膜部18n从壳体410的压力导入通路412的另一端侧突出,在该隔膜部18n的外周,陶瓷基板450通过粘接等配置在壳体410上。在该基板450上,通过粘结剂固定有对压力传感器芯片18f的输出进行放大的放大器IC芯片18d以及特性调整IC芯片18d。在该特性调整IC芯片18d内,包括不仅存储了压力检测感度数据、而且还存储了喷射器的喷射特性数据的非易失性存储器。
这些IC芯片18d通过由引线接合等形成的铝的细线454,与陶瓷基板450的导体(布线部)连接。另外,用于向尾销51b进行电连接的销51b1通过银焊料与陶瓷基板450的上述导体接合。
通过销51b1嵌入成形在树脂464中而构成的组件即连接器终端460与陶瓷基板450,通过销51b1与销456的激光焊接来接合。另外,销51b1固定保持在连接器50与壳体410之间。另外,销51b1与连接器50的尾销51b连接,并能够与喷射器用的尾销51a一起、通过1个电气配线(布线部件)与汽车的ECU等电连接。
连接器支架470成为尾销51b的外形,与经由O形环480组装的壳体410一体化而构成外壳,并保护该外壳内部的压力传感器芯片18f、各种IC、电连接部不受湿气、机械外力的影响。连接器支架470的材质能够采用水解性较高的PPS(聚苯硫醚)等。
参照图19对具有所述结构的压力检测部87的组装方法进行说明。图19是在与上述图17相对应的截面上表示组装前的各部件的分解状态的图,基本上各部件沿着图19中的点划线组装。
首先,将通过玻璃440接合了压力传感器芯片18f的状态的金属杆420,从其一端侧(隔膜部18n侧)向壳体410的压力导入通路412的一端侧(压力导入侧)插入。然后,一边围绕轴旋转金属杆420一边插入,使阳螺纹部424与阴螺纹部414螺纹结合。
这样,通过螺纹结合的轴向力,金属杆420的阶梯部423与壳体410的座面413紧密接触而密封,确保了金属杆420的压力检测空间318b与壳体410的压力导入通路412之间的连通部的密封性。
接着,将搭载了芯片18d以及销456的陶瓷基板450,通过粘接剂等固定到壳体410的压力导入通路412的另一端侧的部位上。这样,通过进行引线接合,将压力传感器芯片18f和陶瓷基板450的导体(布线部)通过上述细线454进行电连接。
接着,通过激光焊接(YAG激光焊接等)将尾销51b1与销456接合。接着,经由O形环480将连接器支架470组装到壳体410上,并通过凿密壳体410的端部,来将连接器支架470与壳体410进行固定。这样,完成上述图17所示的压力检测部87。
所述压力检测部87通过将壳体410的螺纹411与形成在喷射器主体的接头部11f上的阴螺纹部直接螺合来进行安装。这样,分支通路318a内的燃料压力(压力介质),在从压力导入通路412的一端侧导入,并从金属杆420的压力检测空间318b向金属杆420的内部(压力检测空间318b)引导时,隔膜部18n由于其压力而变形。
通过压力传感器芯片18f将该隔膜部18n的变形转换为电信号,由构成传感器的处理电路部的陶瓷基板450等处理该信号,进行压力检测。并且,基于检测出的压力(燃料压力),通过上述ECU等进行燃料喷射控制。
根据上述结构的本实施方式,与第6实施方式相同,具有以下效果。
将由薄壁部构成的隔膜部18n设置在从燃料供给路11b分支的分支通路上,因此与将隔膜部18n直接设置在燃料通路附近的喷射器外壁上的情况相比,容易形成隔膜部18n。并且,其结果为,容易进行隔膜部18n的厚度控制,能够提高压力检测精度。
隔膜部18n是在构成分支通路的部分之中通路壁厚构成为最薄的部分,所以能够增大与压力变动相伴的隔膜的位移。
利用与喷射器主体11分体形成的压力检测部87,并在其中具有隔膜部18n和孔部或槽部,因此能够容易地加工、形成隔膜部18n。结果,隔膜部18n的厚度控制更加容易,能够提高压力检测精度。
向压电促动器的导入信号的尾销51a和将来自压力传感器18f(位移检测构件)的信号输出的尾销51b,一体地形成于共通的连接器50,因此能够一次地进行用于与外部连接的组装工序。
进而,在本实施方式中,具有从接头部11f的外壁到达燃料导入路11c、并且与压力检测部87的壳体相对应的结合构件(在本实施方式的情况下是由壳体侧的阳螺纹部和接头部11f侧的阴螺纹部构成的螺纹安装构件),因此能够容易地将压力检测部87安装到喷射器32上。另外,由于是螺纹安装构件,因此也能够容易地更换压力检测部87。
如图16(a)所示,当以燃料导入路11c为基准进行观察时,分支通路318a相对于高压流体的流动方向(图中的箭头),具有120度~135度的折返角地与燃料导入路11c连接。由此,在新燃料供给过程中通过燃料导入路11c内的高压流体的移动,对于填充到分支通路318a’中的高压燃料,在分支通路318a内的高压流体中产生朝向与流体通路的分支点侧的吸引力。此时,相对于高压燃料的压力下降,进一步在与该压力下降的变化方向相同的方向上重叠吸引力。因此,能够增大喷射时与非喷射时的压力差。
分支通路318a在与喷射器主体11的轴向大致平行方向上延伸,因此能够防止压力检测部87在喷射器主体11的径向上突出为接头部11f以上。即能够防止粗细方向的尺寸的增大。
(第9实施方式)
对本发明的第9实施方式进行说明。图20(a)、图20(b)是表示本实施方式的流体控制阀的主要部分的局部截面图及俯视图,图20(c)、图20(d)是表示压力检测部件的主要部分的局部截面图及俯视图,图20(e)是表示组装在喷射器主体中时的控制活塞与压力检测部件的位置关系的截面图。另外,对于与第6~第8实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
第9实施方式为,作为压力检测部80,代替在第6实施方式中使用的压力检测部件81而使用在图20(c)、图20(d)中所示那样的压力检测部件81A,其他结构、功能、效果、还包括图20(a)、图20(b)所示的本实施方式的小孔部件16,与第6实施方式相同。
如图20(c)、图20(d)所示,本实施方式的压力检测部件81A由与喷射器主体(下部主体11和气门体17)分体地(分别地)形成的压力检测部件81A形成。压力检测部件81A优选由在相对于喷射器2的轴向即控制活塞30延伸方向大致垂直的方向上配置的金属性的板状部件(第2部件)构成,在下部主体11内与小孔部件16直接或间接地层叠,而相对于下部主体11以及喷嘴主体12一体地保持。
在本实施方式中,压力检测部件81A具有平坦面82,其与小孔部件16的喷孔侧的平坦面162、面彼此液密地直接层叠。压力检测部件81A与小孔部件16具有大致相同的外形,并形成为:在使两者重合时,小孔部件16的入口部16h、贯通孔16p、压力控制室16c的位置与压力检测部件81的检测部的连通路18h、贯通孔18p、压力控制室18c的位置分别一致。另外,检测部连通路18h的反小孔部件侧,在与从燃料供给路11b分支的分支燃料供给路11g相对应的位置上开口。由此,压力检测部件81的贯通孔18h构成从燃料供给路11b向压力控制室16c、18c的通路的一部分。
压力检测部件81A还具备由从小孔部件16侧具有规定深度和内径的槽构成的压力检测空间18b,该槽底部构成隔膜部18n。在隔膜部18n的与压力检测空间18b相反侧的表面上,一体地贴合而接合有图10所示的半导体式的压力传感器18f。
隔膜部18n位于从压力检测空间18b的相反侧表面具有至少比压力传感器18f的厚度大的尺寸量的深度,接合有压力传感器18f一侧的表面形成为直径比压力检测空间18b大。另外,通过对夹住隔膜部18n的双方的槽的深度进行控制,在其制造时控制隔膜部18n的厚度。在压力检测部件81A的平坦面82上,以比压力检测空间18b浅的深度,形成有将压力检测部件81A内的压力控制室18c与压力检测空间18b连通的槽部18a(分支通路)。槽部18a通过使压力检测部件81A与小孔部件16液密地面接触,由此形成将小孔部件16的平坦面162作为壁的一部分的合成通路(分支通路)。由此,槽部18a(分支通路)在与贯通孔18h不同的位置上,一部分相对于压力控制室16c、18c连接,另一部分与隔膜部18n连接。由此,隔膜部18n能够通过导入压力检测空间18b的高压燃料所作用的压力而应变。
在此,隔膜部18n为,在槽部18a与小孔部件16之间形成的合成通路和包括压力检测空间18b的分支通路之中,其通路壁厚构成为最薄。合成通路的通路壁厚是指从合成通路的内壁观察的压力检测部件81A以及小孔部件16的厚度。
如图20(e)所示,通过控制活塞30的端部外壁(上端部)30p、小孔部件16以及压力检测部件81A来形成压力控制室16c、18c。端部外壁30p被配置为:在喷孔12b的开阀时,与槽部18a的下端部位置为相同位置、或比其向喷孔12b侧位置错开规定距离(L)。即,在喷孔12b的开阀时(控制活塞30向阀部件41侧提升起的状态),端部外壁30p收纳在压力检测部件81A的压力控制室18c部分。
在开阀时,在控制活塞30的端部外壁30p处于比槽部18a靠反喷孔12b侧的情况下,发生控制活塞30会覆盖槽部18a的情况。在该情况下,压力传感器能够检测到压力控制室16c、18c内的压力变化,要在压力控制室16c、18c内的压力上升、控制活塞30向闭阀方向移动而槽部18a开放之后,因此在检测之前产生时间的损失。但是,在本实施方式中,端部外壁30p成为上述位置关系,所以在喷孔12b的开阀时也能够成为使分支通路常时与压力控制室连通的状态。另外,当然在闭阀时控制活塞30返回喷孔侧,因此端部外壁30p位于比槽部18a靠喷孔12b侧为规定距离(L)+提升量。此时,优选配置为,在闭阀时端部外壁30p也收纳在压力检测部件81A的压力控制室18c部分。由此,能够防止端部外壁30p通过压力检测部件81A与下部主体11的接触面附近时,有可能发生的“钩挂”。
在上述结构的本实施方式中,由在小孔部件16内形成的空间16c和在压力检测部件81A内形成的空间18c,形成压力控制室16c、18c。在动作时,向压力控制室16c、18c的内部供给、填充高压燃料的一部分,由此在压力控制室16c、18c中产生将喷嘴针阀20向闭阀方向施力的力,喷孔12b闭阀。由此,喷射成为停止状态。另一方面,通过将填充在压力控制室16c、18c中的高压燃料排出,由此在压力控制室16c、18c内部产生的力下降,喷嘴针阀开阀。由此,开始从喷孔的喷射。即,可以说压力控制室16c、18c内部所产生的内部压力的变化的定时与从喷孔的喷射定时大致一致。
因此,在本实施方式中,压力控制室16c、18c经由槽部18a与隔膜部18n间接连接,通过压力传感器18f(位移检测构件)来检测该隔膜部18n的位移,因此对实际从喷孔12b喷射的定时也能够高精度地检测。例如,在共轨系统中,在想检测从各喷射器实际喷射的喷射量的情况下,可以考虑对喷射器主体内的高压燃料的压力变化及其变化定时进行计算。在该情况下,在本实施方式中,也检测出压力控制室16c、18c内部的压力变化,因此不仅能够高精度(时滞少)地检测该压力变化量(压力的绝对值或压力的变动量),而且能够高精度(时滞少)地检测其变化定时。
压力检测部件81A也可以由第6实施方式那样的作为Fi-Ni-Co系合金的科瓦铁镍钴合金等构成,但在本实施方式中,利用金属玻璃来构成。金属玻璃是不具有结晶构造的玻璃状的非晶金属材料,且为低拉伸弹性模量,因此能够提高压力检测的感度。例如,可以使用Fe系:{Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si,Ge)}、Ni系:{Ni-(Zr,Hf,Nb)-B}、Ti系:{Ti-Zr-Ni-Cu}、或Zr系:Zr-Al-TM(TM:VI~VIII族过渡性金属)的金属玻璃。
另一方面,小孔部件16由于在内部流通高流速的高压燃料、并且重复与阀部件41接触,因此优选硬度较高。即,优选构成小孔部件16的材料的硬度比构成压力检测部件81A的材料高。
在本实施方式中,槽部18a(分支通路)形成在压力控制室16c、18c的内壁之中的、与入口小孔16b和出口小孔16a不同(离开)的位置上。即,形成在与从入口小孔16b向出口小孔16a的高压燃料的流动路径不同的位置即压力检测部件81A侧。入口小孔16b以及出口小孔16a的内部及其开口部附近,由于高压燃料的流动较快,所以在压力变化成为稳定之前产生时滞。但是,通过采用上述结构,能够检测出压力控制室16c、18c内的流动的稳定区域的压力变化。
另外,虽未图示,但也可以与图9(e)所示的变形例相同,代替图20(c)的槽部18a,而成为以从压力检测部件81A的压力检测室18c与压力检测空间18b连结的方式倾斜地设置的孔部。
根据上述结构的实施方式,能够在自身的内部配置压力检测部。这样,除了上述以外,与第6实施方式相同,具有以下效果。
将由薄壁部构成的隔膜部18n设置在从燃料供给路11b分支的分支通路上,因此与将隔膜部18n直接设置在燃料通路附近的喷射器外壁上的情况相比,容易形成隔膜部18n。另外,其结果为,容易进行隔膜部18n的厚度控制,因此能够防止厚度不均匀,能够提高压力检测精度。
隔膜部18n是在构成分支通路的部分之中通路壁厚构成为最薄的部分,所以能够增大与压力变动相伴的隔膜的位移。
在与喷射器主体(下部主体11和气门体17)分体形成的压力检测部81A内具有隔膜部18n和孔部或槽部,因此能够容易加工、形成隔膜部18n。结果,隔膜部18n的厚度控制更加容易,能够提高压力检测精度。
进而,使包括隔膜部18n的压力检测部件81A与构成压力控制室16c、18c的一部分的小孔部件16层叠配置,因此能够防止喷射器主体的径向即粗细方向的尺寸的增大。
通过在与喷射器主体的轴向大致垂直的方向上配置的板状部件来形成压力检测部件81A,因此在自身的内部配置压力检测部时,能够防止喷射器主体的径向即粗细方向的尺寸的增大。
使分支通路从自燃料供给路11b向压力控制室16c、18c的通路上分支,因此无需设置用于将分支通路与燃料供给路11b连接的特别的支流路。因此,在自身的内部配置压力检测部80时,能够防止喷射器主体的径向即粗细方向的尺寸的增大。
隔膜部18n配置在从压力检测部件81A的表面深入至少应变检测元件的厚度量的位置,因此能够防止在将压力检测部件81A搭载到喷射器主体内时对应变检测元件施加应力,因此能够容易地在自身的内部配置压力检测部。
在喷射器主体内具有布线通路,因此接线的处理变得简单。另外,向电磁阀装置7(促动器)的线圈61导入信号的尾销51a、以及将来自压力传感器18f(位移检测构件)的信号输出的尾销51b,一体地形成于共通的连接器50,因此能够一次地进行用于与外部连接的组装工序。
(第10实施方式)
对本发明的第10实施方式进行说明。图21(a)、图21(b)是表示本实施方式的流体控制阀的主要部分的局部截面图及俯视图,图21(c)、图21(d)是表示压力检测部件的主要部分的局部截面图及俯视图,图21(e)是表示组装在喷射器主体中时的控制活塞与压力检测部件的位置关系的截面图。另外,对于与第6~第9实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
第10实施方式为,作为压力检测部80,代替在第9实施方式中使用的压力检测部件81A,而使用图21(c)、图21(d)所示那样的压力检测部件81B,其他结构、功能、效果、还包括图21(a)、图21(b)所示的本实施方式的小孔部件16,与第6实施方式相同。
如图21(c)、图21(d)所示,本实施方式的压力检测部件81B也与喷射器主体分体形成。该压力检测部件81B,由在相对于喷射器2的轴向大致垂直的方向上配置的金属性的板状部件(第2部件)构成,在下部主体11内与小孔部件16层叠,而与下部主体11一体地保持。
此外,在本实施方式中,压力检测部件81B具有平坦面82,其与小孔部件16的喷孔侧的平坦面162、面彼此液密地直接层叠。压力检测部件81B与小孔部件16具有大致相同的外形,并形成为:在使两者重合时,小孔部件16的入口部16h、贯通孔16p、压力控制室16c的位置与压力检测部件81B的检测部连通路18h、贯通孔18p、压力控制室18c的位置分别一致。另外,检测部连通路18h的反小孔部件侧,在与从燃料供给路11b分支的分支燃料供给路11g相对应的位置上开口。
但是,本实施方式的压力检测部件81B与第9实施方式的压力检测部件81A不同,隔膜部18n由在压力控制室18c中直接设置的薄壁部构成。更具体而言,隔膜部(薄壁部)18n形成在直接设置在压力控制室18c的内壁上的凹部(压力检测空间)18b、与从压力检测部件81B的外部侧壁朝向压力控制室18c形成的凹陷部18g之间。并且,在隔膜部18n的与压力控制室18c相反侧的凹陷部18g的底面上,一体地贴合而接合有图10所示的半导体式的压力传感器18f。
凹陷部18g的深度至少比压力传感器18f的厚度大,另外,凹陷部18g形成为直径比设置在压力控制室18c中的凹部18b大。另外,通过形成凹部18b以及凹陷部18g时的深度控制,来控制隔膜部18n的厚度。
这样,在本实施方式中,通过在构成压力控制室18c的内壁的一部分上设置的薄壁部,来构成隔膜部18n。由此,能够实现与上述第10实施方式相同的作用效果。即,能够通过压力传感器18f无时滞地检测压力控制室18c内部的压力变动。
另外,在本实施方式中,如图21(e)所示,控制活塞30的端部外壁(上端部)30p也被配置为,在喷孔12b开阀时,与凹部18b的下端部位置为相同位置、或比其向喷孔12b侧位置偏离规定距离(L)。由此,在喷孔12b的开阀时,导入压力控制室18c的高压燃料的压力,无任何阻碍地作用于在压力控制室18c的内壁上设置的凹部18b。因此,通过压力检测器18f能够高精度地检测压力控制室18c内的高压燃料的压力。
进而,在本实施方式中,也在压力控制室16c、18c内壁的一部分上设置作为隔膜部18n起作用的薄壁部,并通过压力传感器18f检测该隔膜部18n的位移,因此也能够高精度地检测实际从喷孔12b喷射燃料的定时。
另外,在本实施方式中,在压力控制室16c、18c内壁的一部分上设置有隔膜部18n,其位置从入口小孔16b和出口小孔16a离开。因此,能够难以受到入口小孔16b以及出口小孔16a的内部及其开口部附近的、流动较快的高压燃料的影响,能够检测压力控制室16c、18c内的流动的稳定区域的压力变化。
其他的作用效果与第10实施方式相同,因而省略说明。另外,在本实施方式中,也可以利用金属玻璃来形成压力检测部件81B。
另外,在本实施方式中,使高压燃料向喷孔12b流通的“高压通路”、“流体通路”,由燃料导入路11c、燃料供给路11b以及燃料送出路12d构成。另外,从该高压通路(流体通路)分支而向压力检测部80导入高压燃料的“分支通路”,由分支燃料供给路11g、检测部连通路18h、入口部16h以及入口小孔16b构成。即,本实施方式的分支通路,是从导入高压燃料的入口即流体导入路21朝向喷孔12b的通路上分支,而向压力控制室16c引导燃料的通路。
(第11实施方式)
对本发明的第11实施方式进行说明。图22(a)、图22(b)是表示本发明的第11实施方式的燃料喷射装置用喷射器的流体控制阀(压力检测部件)的主要部分的局部截面图及俯视图,图22(c)是表示组装在喷射器主体中时的控制活塞与压力检测部件的位置关系的截面图。另外,对于与第6~第10实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
在上述第6~第10实施方式中,用于检测高压燃料的压力的压力检测部80、85、87设置在与小孔部件16分开的压力检测部件81、81A、81B、86上。相对于此,在本实施方式中,将作为压力检测部80起作用的构成组装到小孔部件16A上。
以下,参照附图对本实施方式的小孔部件16A的具体的结构进行说明。如图22(a)、图22(b)所示,本实施方式的小孔部件16A由在相对于喷射器2的轴向大致垂直的方向上配置的金属性的板状部件构成。该小孔部件16A与构成喷射器主体的下部主体11以及喷嘴主体12分体形成,在其形成后被组装到下部壳体11上而被一体地保持。
在小孔部件16A上,与第6实施方式的小孔部件16相同,形成有在平坦面162上开口而导入燃料的入口部16h、入口小孔16b、出口小孔16a、压力控制室16c、阀座16d以及燃料泄露槽16r等。它们的功能与第6实施方式的小孔部件16的相应的结构相同。
但是,在本实施方式中,小孔部件16A具备:压力检测空间18b,由在小孔部件16A的反阀体部41侧的平坦面162上形成的槽部或孔部形成;和槽部18a,同样形成在平坦面162上,连接压力检测空间18b与压力控制室16c。
另外,在小孔部件16A的气门体侧端面161的、与压力检测空间18b的形成位置相对应的位置上,形成有用于设置半导体式的压力传感器18f的凹陷部18g。因此,在本实施方式中,小孔部件16A的、由压力检测空间18b和用于设置压力传感器18f的凹陷部18g所夹着的部分,成为由于高压燃料而应变的隔膜部18n。另外,如图22(a)等所示,在气门体17的内部,形成有用于将作为来自压力传感器18f的信号线的电气布线导出至连接器50的布线通路,该布线通路的开口部在与配置有压力传感器18f的凹陷部18g相对应的位置上开口。
隔膜部18n的与压力检测空间18b相反侧表面(即凹陷部18g的底面),位于从小孔部件16A的气门体侧端面161具有至少比压力传感器18f的厚度大的尺寸量的深度,并形成为直径比压力检测空间18b侧的表面大。另外,通过夹着隔膜部18n的双方的槽的深度控制,在其制造时控制隔膜部18n的厚度。
在小孔部件16A的反阀体部41侧的平坦面162上,如上所述,以比压力检测空间18b浅的深度,形成有将压力控制室16c和压力检测空间18b连通的槽部18a。本实施方式的小孔部件16A不与压力检测部件、而与下部主体11面接触。在该面接触时,槽部18a形成将下部主体11的上端面作为一部分的合成通路(分支通路)。由此,经由槽部18a(分支通路)导入压力控制室16c内的高压燃料也能够流入压力检测空间18b。
另外,在使小孔部件16A与下部主体11重合时,小孔部件16A的入口部16h、贯通孔16p、以及压力控制室16c的位置,与下部主体11的从燃料供给路11b分支的分支燃料供给路11g、有底孔(未图示)、以及压力控制室8的位置分别一致。由此,小孔部件16A的入口部16h以及入口小孔16b,构成从燃料供给路11b向压力控制室16c的通路的一部分。
通过采用上述结构,在本实施方式中,也能够实现与第10实施方式相同的作用效果。尤其是,在本实施方式中,小孔部件16A兼备作为压力检测部起作用的结构,因此无需分开设置压力检测部件。
另外,在本实施方式中,如图22(c)所示,控制活塞30的端部外壁(上端部)30p也配置为,在喷孔12b的开阀时,与槽部18a的下端部位置为相同位置、或比其向喷孔12b侧位置偏离规定距离(L)。由此,在喷孔12b的开阀时,槽部18a(的一部分)也不被控制活塞30封闭,因此具有与导入压力控制室16c的高压燃料实质相同压力的高压燃料也常时被导入压力检测空间18b。因此,通过压力传感器18f,能够无时滞地检测压力控制室16c内的高压燃料的压力,也能够高精度地检测实际从喷孔12b喷射燃料的定时。
另外,在本实施方式中,槽部18a(分支通路)也形成在压力控制室16c的内壁之中的、从入口小孔16b和出口小孔16a离开的位置上。因此,通过压力传感器18f,能够检测压力控制室16c内的流动的稳定区域的压力变化。其他作用效果与第10实施方式相同,因此省略说明。
但是,在本实施方式中,也可以代替槽部18a,而如图22(d)所示,成为以从压力控制室16c与压力检测空间18b连结的方式倾斜地设置的孔部18a’。
(第12实施方式)
对本发明的第12实施方式进行说明。图23(a)、图23(b)是表示本发明的第12实施方式的燃料喷射装置用喷射器的流体控制阀(压力检测部件)的主要部分的局部截面图及俯视图。另外,对于与第6~第11实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
本实施方式的小孔部件16B与上述小孔部件16A相同,构成为组入了作为压力检测部80起作用的构成。因此,在本实施方式中,也不设置独立的压力检测部件,而仅将小孔部件16B组装到下部主体11上。
但是,在第11实施方式的小孔部件16A与本实施方式的小孔部件16B中,压力检测空间18b的形成位置不同。其他结构与第11实施方法的小孔部件16A相同,因此以下说明其不同点。
如图23(a)、(b)所示,在本实施方式的小孔部件16B中,压力检测空间18b形成为,从如下的流体通路分支,该流体通路为从在平坦面162上开口而导入燃料的入口部16h经由小孔16b朝向压力控制室16c。这样,在压力检测空间18b中,除了如上述第11实施方式那样、暂时将导入压力控制室16c的高压燃料经由分支通路导入之外,还可以如本实施方式这样,将导入压力控制室16c之前的高压燃料、以压力检测空间18b为分支通路而导入该压力检测空间18b。在任意一种情况下,作为分支通路,都无需设置用于与从入口部16h至压力控制室16c的流体通路连接的、或用于与压力控制室16c连接的特别的支流路。因此,在将压力检测部设置在小孔部件16B的内部时,能够防止喷射器主体的径向即粗细方向的尺寸的增大。其他作用效果与第11实施方式相同,因此省略说明。
在本实施方式中,使高压燃料流向喷孔12b的“高压通路”、“流体通路”,由燃料导入路11c、燃料供给路11b以及燃料送出路12d构成。另外,从该高压通路(流体通路)分支而向压力检测部80导入高压燃料的“分支通路”,由分支燃料供给路11g、检测部连通路18h以及入口部16h构成。即,本实施方式的分支通路,是在从导入高压燃料的入口即流体导入路21朝向喷孔12b的通路上分支、而向压力检测空间18b引导燃料的通路。
另外,在上述说明中,第6实施方式至第10实施方式的压力检测部80、85、87,作为不同的实施方式进行了说明,但也可以在1个喷射器内使用多个压力检测部80、85、87。另外,作为多个压力检测部的一部分或全部,也可以使用具备第11、12实施方式所记载的作为压力检测部80起作用的构成的小孔部件16A、16B。
在这种情况下,根据使用方法的不同而不同,但作为一个例子,为了相互保证各压力传感器18f的可靠性,能够进行冗余使用。另外,作为其他例子,能够利用各传感器的信号,来进行更加精细的喷射量控制。即,在喷射燃料之后不久,燃料供给路11b的压力在微观上从喷孔12b侧下降,而该压力下降引起的脉动朝向流体导入部21传播。另外,在燃料喷射后闭阀之后不久,燃料压力还是从喷孔12b侧上升,而该压力上升引起的脉动朝向流体导入部21传播。这样,利用燃料供给路11b的从燃料导入部21观察的上游侧与下游侧之间的压力变化的时间差,能够进行更加精细的喷射量控制。
以下,在第13实施方式至第19实施方式中,表示能够适用于上述那种用途的、在1个喷射器内包括多个压力检测部的实施方式。
(第13实施方式)
图24是表示本发明的第13实施方式的喷射器2的截面图。对于与第6~第12实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
本实施方式同时具有第6实施方式的压力检测部80和第7实施方式的压力检测部85。构成压力检测部80的压力检测部件81与在图9(c)、(d)中说明的相同,构成压力检测部85的压力检测部件86与在图13(a)~(c)中说明的相同。
与第6、第7实施方式不同的是,一起输出来自压力检测部80的输出信号和来自压力检测部85的输出信号,因此连接器50的尾销51b由压力检测部80用的尾销51b1和压力检测部85用的尾销51b2构成(未图示)。
根据本实施方式,压力检测部80配置在燃料导入路21的附近,压力检测部85配置在喷孔12b侧,因此压力检测部80和压力检测部85检测的高压燃料压力的压力变动定时不同。由此,通过各个压力检测部80、85,能够相对于内部的压力变化而检测出变动定时不同的多个压力信号。
(第14实施方式)
图25是表示本发明的第14实施方式的喷射器的截面图。对于与第6~第13实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
本实施方式同时具备第6实施方式的压力检测部80和第8实施方式的压力检测部87。构成压力检测部80的压力检测部件81与在图9(c)、图9(d)中说明的相同,构成压力检测部87的压力检测部件86与在图17~图19中说明的相同。
在本实施方式中,也一起输出来自压力检测部80的输出信号和来自压力检测部87的输出信号,因此连接器50的尾销51b由压力检测部80用的尾销51b1和压力检测部87用的尾销51b3构成(未图示)。
(第15实施方式)
对本发明的第15实施方式进行说明。图26(a)、图26(b)是表示本实施方式的流体控制阀的主要部分的局部截面图及俯视图,图26(c)、图26(d)是表示压力检测部件81C的主要部分的局部截面图及俯视图。另外,对于与第6~第14实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
第15实施方式构成为,在第6实施方式中使用的压力检测部件81中,如图26(c)、(d)所示,进一步具有多个(本实施方式中为2个)压力检测部80(槽部、隔膜部和压力传感器)(第1、第2压力检测构件)。其他结构、功能、效果,也包括图26(a)、(b)所示的本实施方式的小孔部件16在内,与第6实施方式相同。
压力检测部件81C为,2个独立的槽部18a(以下以第1、第2进行说明)与检测部连通路18h连通。第1槽部18a与相对应的第1压力检测空间18b连接,通过第1隔膜部将其压力变化传递至第1压力传感器18f。第2槽部18a也与相对应的第2压力检测空间18b连接,通过第2隔膜部将其压力变化传递至第2压力传感器18f。
在此,2个槽部18a,优选如图26(d)所示,相对于检测部连通路18h分别配置在相反侧。由此,提高2个槽部18a的处理的设计自由度。并且,虽然未图示,但优选2个槽部18a的长度和深度分别大致相同。由此,能够提高来自2个压力传感器18f的信号的同一性。但是,2个槽部18a也可以相对于检测部连通路18h分别配置在同一侧(未图示)。此时,能够将来自2个压力传感器18f的布线从压力检测部件81的同一侧面导出,能够容易地进行布线的处理。
(第16实施方式)
对本发明的第16实施方式进行说明。图27(a)~图27(c)是表示本实施方式的压力检测部件86A的主要部分的局部截面图及俯视图。另外,对于与第6~第15实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
第16实施方式为以下构成,在第7实施方式中使用的压力检测部件86中,如图27(a)~(c)所示,还具有多个(本实施方式中为2个)压力检测部85(槽部、隔膜部和压力传感器)(第1、第2压力检测构件)。其他结构、功能、效果与第7实施方式相同。
压力检测部件86A为,2个独立的槽部18a(以下以第1、第2进行说明)与检测部连通路18h连通。第1槽部18a与相对应的第1压力检测空间18b连接,通过第1隔膜部18n将其压力变化传递至第1压力传感器18f。第2槽部18a也与相对应的第2压力检测空间18b连接,通过第2隔膜部18n将其压力变化传递至第2压力传感器18f。
2个槽部18a,优选如图27(a)所示,相对于检测部连通路18h分别配置在相反侧。由此,提高2个槽部18a的处理的设计自由度。并且,与第15实施方式相同,优选2个槽部18a的长度和深度分别大致相同。由此,能够提高来自2个压力传感器18f的信号的同一性。
压力检测部件86A之中配置有压力传感器18f一侧的2个空间,通过连接槽181连结。因此,通过连接槽181能够容易进行来自压力传感器18f的电气布线的处理。
(第17实施方式)
对本发明的第17实施方式进行说明。图28(a)、图28(b)是表示本实施方式的流体控制阀的主要部分的局部截面图及俯视图,图28(c)、图28(d)是表示压力检测部件81D的主要部分的局部截面图及俯视图。另外,对于与第6~第16实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
第17实施方式是以下构成,在第9实施方式中使用的压力检测部件81A中,如图28(c)、(d)所示,还具有多个(本实施方式中为2个)压力检测部80(槽部、隔膜部和压力传感器)(第1、第2压力检测构件)。其他结构、功能、效果,也包括该图(a)、(b)所示的本实施方式的小孔部件16在内,与第9实施方式相同。
压力检测部件81D为,2个独立的槽部18a(以下以第1、第2进行说明)与压力控制室18c连通。第1槽部18a与相对应的第1压力检测空间18b连接,通过第1隔膜部将其压力变化传递至第1压力传感器18f。第2槽部18a也与相对应的第2压力检测空间18b连接,通过第2隔膜部18n将其压力变化传递至第2压力传感器18f。
2个槽部18a优选相对于压力控制室18c分别配置在相反侧。由此,提高2个槽部18a的处理的设计自由度。
另外,2个槽部18a也可以相对于压力控制室18c分别配置在同一侧(未图示)。由此,能够将来自2个压力传感器18f的布线从压力检测部件81D的同一侧面导出,能够容易地进行布线的处理。
另外,在本实施方式中,槽部18a在与小孔部件16的平坦面162之间形成了通路,但也可以上下相反地配置压力检测部件81D。在这种情况下,在槽部18a与下部主体11的平坦面(未图示)之间形成通路,第1以及第2压力传感器18f配置在小孔部件16侧。
(第18实施方式)
对本发明的第18实施方式进行说明。图29(a)、图29(b)是表示本实施方式的流体控制阀(小孔部件)16C的主要部分的局部截面图及俯视图。另外,对于与第6~第17实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
第18实施方式是以下构成,在第11实施方式中使用的具备作为压力检测部80起作用的构成的小孔部件16A中,如图29(a)、(b)所示,还具有多个(本实施方式中为2个)压力检测部80(槽部、隔膜部和压力传感器)(第1、第2压力检测构件)。其他结构、功能、效果与第11实施方式相同。
小孔部件16C为,2个独立的槽部18a(以下以第1、第2进行说明)与压力控制室16c连通。第1槽部18a与相对应的第1压力检测空间18b连接,通过第1隔膜部18n将其压力变化传递至第1压力传感器18f。第2槽部18a也与相对应的第2压力检测空间18b连接,通过第2隔膜部18n将其压力变化传递至第2压力传感器18f。
2个槽部18a,优选如图29(b)所示,相对于压力控制室16c分别配置在相反侧。由此,提高2个槽部18a的处理的设计自由度。
另外,2个槽部18a也可以相对于压力控制室16c分别配置在同一侧(未图示)。在该情况下,能够将来自2个压力传感器的布线从小孔部件16C的同一侧面导出,能够容易地进行布线的处理。
另外,在本实施方式中,也可以代替槽部18a,而如图29(c)所示,成为以从压力控制室16c与压力检测空间18b连结的方式倾斜地设置的孔部18a’。
(第19实施方式)
对本发明的第19实施方式进行说明。图30(a)、图30(b)是表示本实施方式的流体控制阀(小孔部件)16D的主要部分的局部截面图及俯视图。另外,对于与第6~第18实施方式相同或等同的结构赋予相同的符号而省略其说明。
第19实施方式为,同时具有第11实施方式的压力检测部和第12实施方式的压力检测部。即,在本实施方式的小孔部件16D中,形成有:经由槽部18a与压力控制室16c连接的第1压力检测空间18b;和形成为在从导入燃料的入口部16h经由入口小孔16b朝向压力控制室16c的流体通路上分支的第2压力检测空间18b。并且,与第1以及第2压力检测空间18b相对应,分别设置有第1以及第2隔膜部18n和第1以及第2压力传感器18f。
在本实施方式中,在第1压力检测空间18b与第2压力检测空间18b之间,具有比分支通路直径小的入口小孔16b。由此,能够在第1压力检测空间18b和第2压力检测空间18b中使压力变动定时错开。其他的结构、功能、效果与第11、第12实施方式相同。
(其他实施方式)
上述各实施方式也可以如以下那样地变更实施。此外,本发明并不限定于上述实施方式的记载内容,也可以将各实施方式的特征构造分别任意地组合。
·在上述第1~第5实施方式中,使模制树脂60z作为电路部件54z的相对于来自喷射器主体4z及杆51z的热的隔热部件起作用,但在使其如此作为隔热部件起作用时,也可以代替模制树脂60z而采用橡胶、陶瓷。此外,也可以采用在内部形成多个气泡的发泡性树脂,而实现隔热性能提高。
·在上述第1~第5实施方式中,使喷射器主体4z与杆51z金属接触密封,但也可以将该金属接触密封的构造废除,而成为在主体4z与杆5z之间夹着垫片而进行密封的构造。
·在上述第1~第5实施方式中,通过模制树脂60z使传感器用端子55z以及驱动用端子56z这两个端子55z、56z一体化,但也可以通过不同的模制树脂来保持两个端子55z、56z的每一个。但是,在这种情况下,也优选使2个模制树脂体保持在1个连接器壳体70z内,实现连接器数量的减少。
·在上述第1~第5实施方式中,采用应变仪52z作为检测杆51z的应变量的传感器元件,但也可以采用压电元件等其他传感器元件。
·在上述第1~第5实施方式中,将安装了电路部件54z的绝缘基板53z与应变仪52z并列配置为同一平面状,但也可以将绝缘基板53z以及应变仪52z在轴线J1z方向上层叠配置。
·关于燃料压力传感器50z相对于喷射器主体4z的安装位置,在上述各实施方式中,将燃料压力传感器50z安装在主体4z之中的位于气缸头E2z的插入孔E3z外侧的部分。与此相对,也可以将燃料压力传感器50z安装在位于气缸头E2z的插入孔E3z内部的部分。
·在上述第1~第5实施方式中,将本发明适用于柴油发动机的喷射器,但也可以将本发明适用于汽油发动机、尤其是向燃烧室E1z直接喷射燃料的直喷式汽油发动机。
·例如,在第6实施方式和第7实施方式中,以电磁阀驱动的喷射器说明了本发明,但对于使用了压电促动器的喷射器,也可以分别适用第6实施方式的压力检测部80和第7实施方式的压力检测部件85、或适用双方。反之,也可以将在接头部11f具备压力检测部87的结构适用于电磁阀驱动的喷射器中。
·如在第13实施方式~第19实施方式中说明那样,在同时使用多个压力检测部80、85、87的情况下,也可以将第1压力检测部设定为,使其相对于高压燃料的压力变化的输出信号变化比第2压力检测部大。由此,对于内部的压力变化,能够输出灵敏度不同的两个系统的输出信号。这种结构,如第14实施方式~第18实施方式那样、在第1及第2压力检测部实质上检测相同的压力的情况下特别具有优点。
具体而言,构成为,使构成第1压力检测部的第1隔膜部具有直径比构成第2压力检测部的第2隔膜部大的大致圆形隔膜。由此,能够使第1压力检测部与第2压力检测部的灵敏度不同。此外,例如也可以构成为,使构成第1压力检测部的第1隔膜部具有比构成第2压力检测部的第2隔膜部薄壁的大致圆形隔膜。通过这种结构,能够使第1压力检测部与第2压力检测部的灵敏度不同。
(关于从上述实施方式中提取的发明组)
从上述各实施方式(特别是第6~第19实施方式)提取出以下的发明组(发明1~16)。以下,对于这些发明的特征,一边根据需要而表示效果等一边进行说明。
<发明1>
根据发明1,其特征在于,具备:流体通路,从外部供给高压流体;喷孔,与上述流体通路连接,喷射上述高压流体的至少一部分;压力控制室,从上述流体通路供给上述高压流体的一部分,产生将开闭上述喷孔的喷嘴针阀向闭阀方向施力的力;隔膜部,与上述压力控制室直接或间接地连接,至少一部分能够由于上述高压流体作用的压力而应变位移;以及位移检测构件,检测上述隔膜部的位移。
由于将隔膜部与压力控制室直接或间接地连接,所以不需要设置用于将隔膜部与流体通路连接的特别的支流路。因而,在将压力检测部配置到自身的内部时,能够防止喷射器主体的径向、即粗细方向的尺寸的增大。
这里,通过将高压流体的一部分供给、填充到压力控制室的内部,而在压力控制室中产生将喷嘴针阀向闭阀方向施力的力,喷孔被闭阀。由此,喷射成为停止状态。另一方面,通过将填充在压力控制室中的高压燃料排出,由此在压力控制室的内部产生的力下降,喷嘴针阀开阀。由此,开始从喷孔的喷射。即,可以说在压力控制室的内部产生的内部压力的变化的定时与从喷孔的喷射定时大致一致。因而,在本发明中,由于将隔膜部与压力控制室直接或间接地连接设置,并通过位移检测构件来检测该隔膜部的位移,所以还能够高精度地检测实际从喷孔喷射的定时。
<发明2>
根据从属于发明1的发明2,具备与上述压力控制室连通的分支通路;上述隔膜部由与上述分支通路连通的薄壁部构成。由此,不需要设置用于将分支通路与流体通路连接的特别的支流路。因而,在将压力检测部配置到自身的内部时,能够防止喷射器主体的径向、即粗细方向的尺寸的增大。
<发明3>
根据从属于发明2的发明3,其特征在于,具备在内部形成了上述流体通路及上述喷孔的喷射器主体、和与上述喷射器主体分体形成而配置在该喷射器主体内的分体部件;上述分体部件在自身的内部具备与上述压力控制室连通的上述分支通路、和与上述分支通路连通的上述薄壁部。由于在与喷射器主体分体形成的分体部件内具有与压力控制室连通的分支通路和薄壁部,所以能够容易地加工、形成隔膜部。结果,与上述发明1的效果相比,隔膜部的厚度控制变得更容易,能够提高压力检测精度。
<发明4>
根据从属于发明3的发明4,其特征在于,上述分体部件具有被导入上述高压流体的入口小孔、与上述入口小孔连通并且构成上述压力控制室的一部分的压力控制室用空间、以及与上述压力控制室用空间连通并且将上述高压流体排出到低压通路中的出口小孔;上述分支通路在上述分体部件内与上述压力控制室用空间连通地设置;上述隔膜部与上述分支通路连接并形成在上述分体部件内。由于在与喷射器主体分体形成的分体部件内具有与压力控制室连通的分支通路和隔膜部,所以能够容易地加工、形成隔膜部。结果,与上述发明1的效果相比,隔膜部的厚度控制变得更容易,能够提高压力检测精度。
<发明5>
根据从属于发明4的发明5,其特征在于,上述分支通路在与上述入口小孔及上述出口小孔不同的部位上与上述压力控制室用空间连接。入口小孔及出口小孔内部由于高压流体的流动较快,所以在压力的变化变为稳定之前发生时滞。但是,根据本发明,由于采用上述结构,所以能够检测压力控制室内的流动稳定区域的压力变化。
<发明6>
根据从属于发明4或5的发明6,其特征在于,上述分体部件具备:第1部件,具有上述入口小孔、上述压力控制室用空间以及上述出口小孔;和第2部件,在上述喷射器主体内直接或间接地层叠配置在上述第1部件上,具有上述连接通路及上述分支通路,并且上述隔膜部在与上述连接通路不同的部位上与上述分支通路连接而形成。
由于在与喷射器主体分体形成的第2部件内具有薄壁部,所以能够容易地加工、形成隔膜部。结果,隔膜部的厚度控制变得容易,能够提高压力检测精度。进而,由于使包括隔膜部的第2部件与构成压力控制部的一部分的第1部件层叠配置,所以能够防止喷射器主体的径向、即粗细方向的尺寸的增大。
<发明7>
根据从属于发明6的发明7,其特征在于,上述第2部件由具有规定厚度的板状部件构成;上述位移检测构件具有设置在上述第2部件的上述隔膜部的与上述高压流体的导入侧相反的面上的应变检测元件;上述隔膜部配置在从上述第2部件的表面深入至少上述应变检测元件的厚度量的位置上。
由于隔膜部配置在从第2部件的表面深入至少应变检测元件的厚度量的位置上,所以能够防止在将第2部件搭载到喷射器主体内时对应变检测元件施加应力,能够容易地将压力检测部配置到自身的内部。
<发明8>
如从属于发明3~7的任一项的发明8那样,也可以通过在构成上述压力控制室的内壁的一部分上设置的薄壁部来构成上述隔膜部。由此,能够没有时滞地检测压力控制室内部的压力变动。
<发明9>
根据从属于发明2的发明9,其特征在于,具备在内部形成有上述流体通路及上述喷孔的喷射器主体、和与上述喷射器主体分体形成并配置在该喷射器主体内的分体部件;上述分体部件在自身的内部具备上述压力控制室,该压力控制室在一部分具有比其他部分薄壁的薄壁部。由此,能够没有时滞地检测压力控制室内部的压力变动。
<发明10>
根据从属于发明9的发明10,其特征在于,上述分体部件具备被导入上述高压流体的入口小孔、与上述入口小孔连通并且构成上述压力控制室的一部分的压力控制室用空间、与上述压力控制室用空间连通并且将上述高压流体排出到低压通路中的出口小孔、以及设置在上述压力控制室用空间的一部分的上述薄壁部。
由于在与喷射器主体分体形成的分体部件内的压力控制室用空间的一部分具有薄壁部,所以能够容易地加工、形成隔膜部。结果,与上述发明1的效果相比,隔膜部的厚度控制变得更容易,能够提高压力检测精度。
<发明11>
根据从属于发明10的发明11,其特征在于,上述隔膜部在与上述入口小孔及上述出口小孔不同的部位上形成在上述压力控制室用空间中。入口小孔及出口小孔内部由于高压流体的流动较快,所以在压力的变化变为稳定之前发生时滞。但是,根据本发明,能够检测压力控制室内的流动稳定区域的压力变化。
<发明12>
根据从属于发明9~11的任一项发明12,其特征在于,上述分体部件由具有规定厚度的板状部件构成;上述位移检测构件具有设置在上述分体部件的上述隔膜部的与上述高压流体的导入侧相反的面上的应变检测元件;上述隔膜部配置在从上述分体部件的表面深入至少上述应变检测元件的厚度量的位置上。
由于隔膜部配置在从第2部件的表面深入至少应变检测元件的厚度量的位置上,所以能够防止在将第2部件搭载到喷射器主体内时对应变检测元件施加应力,能够容易地将压力检测部配置到自身的内部。
<发明13>
根据从属于发明2~12的任一项的发明13,其特征在于,上述分体部件由在与该喷射器主体的轴向大致垂直的方向上配置的板状部件构成。
由于分体部件由在与喷射器主体的轴向大致垂直的方向上配置的板状部件构成,所以在将压力检测部配置到自身的内部时,能够防止喷射器主体的径向、即粗细方向的尺寸的增大。
<发明14>
根据从属于发明3~13的任一项的发明13,其特征在于,具备将向上述喷嘴针阀的闭阀方向施力的力对于上述喷嘴针阀传递的控制活塞;上述控制活塞为,在上述喷射器主体内上端部面对上述压力控制室地配置,由此承受在上述压力控制室中产生的力,上述上端部被配置为,在上述喷孔的开阀时,比上述分支通路开口的部分向上述喷孔侧离开规定距离(L)。
在开阀时控制活塞的上端部处于比分支通路靠反喷孔侧的情况下,会发生控制活塞覆盖分支通路的情况。在此情况下,位移检测构件能够检测压力控制室内的压力变化,是在压力控制室内的压力上升而控制活塞向闭阀方向移动、分支通路被开放之后,所以产生在检测之前的时间上的损失。另一方面,在本发明中,由于采用上述结构,所以能够成为在喷孔的开阀时也总是将分支通路与压力控制室连通的状态。
<发明15>
如从属于发明1~3的任一项的发明15那样,优选,上述压力控制室具有从上述流体通路导入上述高压流体的一部分的入口小孔、与上述入口小孔连通的压力控制室用空间、以及与上述压力控制室用空间连通并且将上述高压流体排出到低压通路中的出口小孔;上述隔膜部与上述压力控制室用空间连接。
<发明16>
根据发明16,其特征在于,具备:流体通路,从外部供给高压流体;喷孔,与上述流体通路连接,喷射上述高压流体的至少一部分;分支通路,从上述流体通路分支;隔膜部,与上述分支通路连接,至少一部分能够通过上述高压流体作用的压力而应变位移;以及位移检测构件,检测上述隔膜部的位移;并且具备:第2隔膜部,与上述分支通路连接,至少一部分能够通过上述高压流体作用的压力而应变位移;和检测上述第2隔膜部的位移的第2位移检测构件。
由于将由薄壁部构成的第2隔膜部设置在从流体通路分支的分支通路上,所以与将隔膜部直接设置在流体通路附近的喷射器外壁上的情况相比,第2隔膜部的形成变得容易。此外,结果第2隔膜部的厚度控制变得容易,能够提高压力检测精度。此外,由于能够进行多个系统的压力检测,所以例如也能够如<发明33>那样将来自第1及第2压力检测单元的输出信号冗余地输出。

Claims (26)

1.一种燃料喷射阀,搭载于内燃机、从喷孔喷射燃料,其特征在于,具备:
主体,在内部形成使高压燃料向上述喷孔流通的高压通路,并且收容开闭上述喷孔的开闭机构;
压变体,安装在上述主体上,受到上述高压燃料的压力而进行弹性变形;以及
传感器元件,安装在上述压变体上,将在上述压变体中产生的应变的大小转换为电信号,并作为压力检测值输出。
2.如权利要求1所述的燃料喷射阀,其特征在于,
上述压变体的材质是热膨胀系数比上述主体小的材质。
3.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀,其特征在于,
上述压变体中的安装上述传感器元件的部分形成为轴对称形状。
4.如权利要求3所述的燃料喷射阀,其特征在于,
上述压变体构成为,具备:
圆筒形状的圆筒部,在一端形成有将上述高压燃料导入到内部的导入口;和
圆板形状的隔膜部,将上述圆筒部的另一端封闭。
5.如权利要求1~4中任一项所述的燃料喷射阀,其特征在于,
上述主体形成为大致圆筒形状;
上述压变体安装在上述高压通路中的、沿上述主体的径向延伸的部分的轴上、或者沿轴向延伸的部分的轴上。
6.如权利要求1~5中任一项所述的燃料喷射阀,其特征在于,
上述主体形成为大致圆筒形状;
在上述主体的外表面上形成有插入配置上述压变体的凹部;
能够从上述主体的轴向外侧或径向外侧将上述压变体插入上述凹部。
7.如权利要求1~6中任一项所述的燃料喷射阀,其特征在于,
上述压变体形成为,一端部组装在上述主体内部,另一端部位于上述主体的外部;
上述传感器元件安装在上述压变体的另一端部上。
8.如权利要求1~7中任一项所述的燃料喷射阀,其特征在于,具备:
绝缘基板,安装有电路部件,该电路部件与上述传感器元件布线连接、并对从上述传感器元件输出的电信号进行放大;和
安装面,安装有上述压变体中的上述传感器元件;
上述绝缘基板和上述安装面配置在同一平面上。
9.如权利要求1~8中任一项所述的燃料喷射阀,其特征在于,
使上述主体及上述压变体的材质都为金属制;
在上述主体上形成环状的密封面,并且在上述压变体上也形成环状的密封面;
上述主体与上述压变体之间通过上述两个密封面而被金属接触密封。
10.一种燃料喷射装置,其特征在于,具备:
流体通路,从外部供给高压流体;
喷孔,与上述流体通路连接,喷射上述高压流体的至少一部分;
分支通路,从上述流体通路分支;
隔膜部,与上述分支通路连接,至少一部分能够通过上述高压流体作用的压力而应变位移;
位移检测构件,检测上述隔膜部的位移;
喷射器主体,在内部形成有上述流体通路及上述喷孔;以及
分体部件,与上述喷射器主体分体形成,并配置在该喷射器主体内;
上述分体部件在自身的内部具备:与上述流体通路连通而构成上述分支通路的至少一部分的孔部或槽部;和与上述孔部或槽部连通而构成上述隔膜部的薄壁部。
11.如权利要求10所述的燃料喷射装置,其特征在于,
上述分体部件由沿与该喷射器主体的轴向大致垂直的方向配置的板状部件构成。
12.如权利要求10或11所述的燃料喷射装置,其特征在于,
还具备:
喷嘴针阀,开闭上述喷孔;
促动器,控制上述喷嘴针阀的喷射器主体轴向的移动;以及
压力控制室,从上述流体通路被供给上述高压流体的一部分,通过上述促动器的动作来填充或排出上述高压流体,并且通过所填充的上述高压流体作用的压力来产生将上述喷嘴针阀向闭阀方向施力的力;
上述分支通路为,一部分与从上述流体通路向上述压力控制室的通路或上述压力控制室连接,另一部分与上述隔膜部连接。
13.如权利要求12所述的燃料喷射装置,其特征在于,
还具备将上述喷嘴针阀向闭阀方向施力的弹簧部件;
上述压力控制室与上述弹簧部件的施加力一起将上述喷嘴针阀向闭阀方向施力。
14.如权利要求12或13所述的燃料喷射装置,其特征在于,
上述分体部件具有导入上述高压流体的入口小孔、与上述入口小孔连通并且构成上述压力控制室的一部分的压力控制室用空间、与上述压力控制室用空间连通并且将上述高压流体排出到低压通路中的出口小孔、以及将上述流体通路与上述入口小孔连接的连接通路;
上述分支通路在上述分体部件内从上述连接通路分支地设置;
上述隔膜部在与上述连接通路不同的部位上与上述分支通路连接,并形成在上述分体部件内。
15.如权利要求14所述的燃料喷射装置,其特征在于,
上述分体部件具备:
第1部件,具有上述入口小孔、上述压力控制室用空间、以及上述出口小孔;和
第2部件,在上述喷射器主体内直接或间接地层叠配置在上述第1部件上,并具有上述连接通路及上述分支通路,并且上述隔膜部在与上述连接通路不同的部位上与上述分支通路连接地形成。
16.如权利要求15所述的燃料喷射装置,其特征在于,
上述第2部件由具有规定厚度的板状部件构成;
上述位移检测构件具有应变检测元件,该应变检测元件设置在上述第2部件的上述隔膜部的与上述高压流体的导入侧相反的面上;
上述隔膜部配置在从上述第2部件的表面深入至少上述应变检测元件的厚度量的位置上。
17.如权利要求10或权利要求11所述的燃料喷射装置,其特征在于,
具备:
喷嘴针阀,开闭上述喷孔;和
控制活塞,对上述喷嘴针阀传递向上述喷嘴针阀的闭阀方向施力的力;
上述喷射器主体具有收纳上述喷嘴针阀的喷嘴主体和收纳上述控制活塞的下部主体;
上述分体部件层叠配置在上述下部主体与上述喷嘴主体之间,而检测上述喷嘴主体附近的高压流体的压力。
18.如权利要求17所述的燃料喷射装置,其特征在于,
上述分体部件由层叠配置在上述下部主体与上述喷嘴主体之间的金属部件构成,并具备将上述流体通路与上述喷孔连接的连接通路、从上述连接通路分支地设置的上述分支通路、以及与上述分支通路连接并配设在与上述连接通路不同的区域中的作为上述隔膜部的金属隔膜。
19.如权利要求17或18所述的燃料喷射装置,其特征在于,
上述分体部件由具有规定厚度的板状部件构成;
上述位移检测构件具有应变检测元件,该应变检测元件设置在上述分体部件的上述隔膜部的与上述高压流体的导入侧相反的面上;
上述隔膜部配置在从上述分体部件的表面深入至少上述应变检测元件的厚度量的位置上。
20.如权利要求10至19中任一项所述的燃料喷射装置,其特征在于,
上述喷射器主体具备布线通路,该布线通路从配置上述分体部件的部分延伸到配置上述促动器的部分、并收容向上述位移检测构件的接线。
21.如权利要求10至20中任一项所述的燃料喷射装置,其特征在于,
上述分支通路相对于上述流体通路的流体流动方向具有90度以上的折返角度地与上述流体通路连接。
22.如权利要求10或21中任一项所述的燃料喷射装置,其特征在于,
还具有与上述分支通路连接的开口部和另一端被封闭而构成上述隔膜部的筒状杆;
上述分支通路在上述燃料通路与上述筒状杆之间具有直径比该开口部小的小孔部。
23.如权利要求10、21、22中任一项所述的燃料喷射装置,其特征在于,
上述喷射器主体具有:喷射器主体,在内部具有从外部被供给高压流体的第1流体通路;和接头部,相对于上述喷射器主体的轴向具有规定角度地从上述喷射器主体突出,并且具有将流体导入部与上述第1流体通路连接的第2流体通路;
分支通路具备在上述接头部中从上述第2流体通路分支并与上述喷射器的轴向平行地延伸的通路。
24.如权利要求10至23中任一项所述的燃料喷射装置,其特征在于,
上述隔膜部是在构成上述分支通路的部分之中通路壁厚构成得最薄的部分。
25.如权利要求10至24中任一项所述的燃料喷射装置,其特征在于,
上述位移检测构件具有一体地粘贴在上述隔膜部的与上述分支通路相反的面上的半导体式压力传感器。
26.如权利要求10所述的燃料喷射装置,其特征在于,具备:
第2隔膜部,与上述分支通路连接,至少一部分能够通过上述高压流体作用的压力而应变位移;和
第2位移检测构件,检测上述第2隔膜部的位移。
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