CN102444511B - 燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃料喷射阀，其可以抑制燃料喷雾的冲突，实现燃料的微粒化。以从相邻的燃料喷射孔喷射的燃料喷雾不重叠的方式配置与各涡旋室连通并将赋予了涡旋的燃料向燃烧室侧喷射的直径不同的多个燃料喷射孔。

Description

燃料喷射阀

技术领域

本发明涉及作为发动机的燃料喷射阀使用的燃料喷射阀。

背景技术

作为这种技术，公开有下述专利文献1所记载的技术。该公报中公开有：通过对从各燃料喷孔喷射的燃料赋予涡旋，使燃料微粒化的燃料喷射阀。刚刚从各燃料喷孔喷射之后的燃料为液膜状态，但之后经过液丝状态而成为微粒化状态。该燃料喷射阀中，通过使从相邻的燃料喷孔喷射的燃料喷雾冲突，从液膜状态早期成为液丝状态，结果促进燃料的微粒化。

专利文献1：日本特开2003-336561号公报

但是，当使从相邻的燃料喷孔喷射的燃料喷雾冲突时，液粒彼此结合，形成粗大粒，可能抑制燃料的微粒化。

发明内容

本发明是着眼于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种燃料喷射阀，能够抑制燃料喷雾的冲突，实现燃料的微粒化。

为实现上述目的，本发明中，以从相邻的燃料喷射孔喷射的燃料喷雾不重叠的方式配置，与各涡旋室连通并将被赋予了涡旋的燃料向燃烧室侧喷射的直径不同的多个燃料喷射孔。

根据本发明，能够抑制燃料喷雾的冲突，实现燃料的微粒化。

附图说明

图1是实施例1的燃料喷射阀的轴向剖面图；

图2是实施例1的燃料喷射阀的涡旋室附近的放大剖面图；

图3是从轴向另一端侧观察实施例1的阀座部件的图；

图4是从轴向观察实施例1的喷嘴板的图；

图5是实施例1的阀座部件及喷嘴板的梗概图；

图6是表示实施例1的燃料流向燃料喷射孔的流动的样子的图；

图7是表示使燃料从实施例1的燃料喷射孔扩散的方向的图；

图8是实施例1的涡旋室及燃料喷射孔部分的放大图；

图9是表示从实施例1的燃料喷射孔喷射的燃料成为喷雾的样子的图；

图10是表示从实施例1的燃料喷射孔喷射的燃料喷雾的形状的图；

图11是表示实施例1的燃料喷雾的扩散范围的图；

图12是从轴向另一端侧观察其它实施例的阀座部件的图；

图13是从轴向观察其它实施例的喷嘴板的图；

图14是表示其它实施例的燃料喷雾的扩散范围的图；

图15是其它实施例的燃料喷射阀的涡旋室附近的放大剖面图；。

图16是其它实施例的燃料喷射阀的涡旋室附近的放大剖面图；

图17是从轴向另一端侧观察其它实施例的阀座部件的图。

标记说明

1燃料喷射阀

4阀体

6阀座

7阀座部件

8喷嘴板

41涡旋室

44燃料喷射孔

具体实施方式

〔实施例1〕

对实施例1的燃料喷射阀1进行说明。

[燃料喷射阀的结构]

图1是燃料喷射阀1的轴向剖面图。该燃料喷射阀1用于汽车用发动机等。

燃料喷射阀1具有：磁性筒体2、收容于磁性筒体2内的芯筒体3、在轴向可滑动的阀体4、与阀体4一体形成的阀轴5、具有闭阀时通过阀体4闭锁的阀座6的阀座部件7、具有开阀时喷射燃料的喷射孔的喷嘴板8、通电时使阀体4向开阀方向滑动的电磁线圈9、感应磁束的轭铁10。

磁性筒体2例如由通过电磁不锈钢等磁性金属材料形成的金属管等构成，通过使用拉伸等冲压加工、研削加工等手段，如图1所示形成带台阶筒状并一体形成。磁性筒体2具有形成于一端侧的大径部11、和比大径部11小径的形成于另一端侧的小径部12。

在小径部12形成有将局部薄壁化的薄壁部13。小径部12被分成从薄壁部13向一端侧收容芯筒体3的芯筒体收容部14、和从薄壁部13向另一端侧收容阀部件15(阀体4、阀轴5、阀座部件7)的阀部件收容部16。薄壁部13形成为以将后述的芯筒体3和阀轴5收容于磁性筒体2的状态包围芯筒体3和阀轴5之间的间隙部分。薄壁部13使芯筒体收容部14和阀部件收容部16之间的磁阻增大，且将芯筒体收容部14和阀部件收容部16之间进行磁遮断。

大径部11构成向阀部件15传送燃料的燃料通路17，在大径部11的一端部设有过滤燃料的燃料过滤器18。在燃料通路17经由燃料配管60连接有泵47。该泵47通过泵控制装置54进行控制。

芯筒体3形成为具有中空部19的圆筒形，且被压入磁性筒体2的芯筒体收容部14。在中空部19收容有通过压入等手段而固定的弹簧支承座20。在该弹簧支承座20的中心形成有沿轴向贯通的燃料通路43。

阀体4的外形形成为大致球体状，在周体上具有相对于燃料喷射阀1的轴向并行切削出的燃料通路面21。阀轴5具有大径部22和外形形成为比大径部22小径的小径部23。

在小径部23的前端通过焊接一体固定有阀体4。另外，图中黑半圆及黑三角表示焊接部位。在大径部22的端部穿设有弹簧插入孔24。该弹簧插入孔24的底部形成比弹簧插入孔24小径地形成的弹簧座部25，并且形成有台阶部的弹簧支承座部26。在小径部23的端部形成有燃料通路孔27。该燃料通路孔27与弹簧插入孔24连通。小径部23的外周和燃料通路孔27形成贯通的燃料流出孔28。

阀座部件7设有：大致圆锥状的阀座6、从阀座6向一端侧与阀体4的直径大致同型地形成的阀体保持孔30、随着朝向一端开口侧而大径地形成的开口部31。

另外，在阀座部件7的另一端侧形成有对燃料赋予涡旋(旋回流)的多个涡旋室41、和向各涡旋室41分配燃料的燃料分配室42。

阀轴5及阀体4可轴向滑动地被收装于磁性筒体2。在阀轴5的弹簧支承座部26和弹簧支承座20之间设有螺旋弹簧29，将阀轴5及阀体4向另一端侧施力。阀座部件7以阀体4落座于阀座6的方式插入磁性筒体2，且通过焊接而固定于磁性筒体2。

在阀座部件7的另一端侧设有喷嘴板8，该喷嘴板8通过焊接而与阀座部件7固定。在喷嘴板8上形成有在涡旋室41喷射赋予了涡旋的燃料的燃料喷射孔44。

在磁性筒体2的芯筒体3的外周嵌插电磁线圈9。即，电磁线圈9配置于芯筒体3的外周。电磁线圈9具有利用树脂材料形成的绕线管32和卷绕于该绕线管32的线圈33。线圈33经由连接销34与电磁线圈控制装置55连接。电磁线圈控制装置55根据基于来自检测曲柄角的曲柄角传感器的信息计算的向燃烧室侧喷射燃料的时间对电磁线圈9的线圈33通电，使燃料喷射阀1开阀。

轭铁10具有中空的贯通孔，具有形成于一端开口侧的大径部35、比大径部35小径地形成的中径部36、比中径部36小径地形成的形成于另一端开口侧的小径部37。小径部37嵌合于阀部件收容部16的外周。在中径部36的内周收装有电磁线圈9。在大径部35的内周配置有连结芯38。

连结芯38通过磁性金属材料等形成为大致C字状。轭铁10经由小径部37及连结芯38在大径部35与磁性筒体2连接，即，在电磁线圈9的两端部与磁性筒体2磁连接。在轭铁10的另一端侧前端保持有用于将燃料喷射阀1与发动机的进气口连接的O型环40，且安装有用于保护磁性筒体前端的保护器52。

经由连接销34向电磁线圈9供电时产生磁场，通过该磁场的磁力，使阀体4及阀轴5对抗线圈弹簧29的作用力而进行开阀。

燃料喷射阀1如图1所示，除磁性筒体2的大径部11的一端部之外的部分、至小径部12的电磁线圈9设置位置、电磁线圈9和轭铁10的中径部36之间、连结芯38的外周和大径部35之间、大径部35的外周、中径部36的外周、及连接销34的外周由树脂罩53覆盖。连接销34的前端部分通过将树脂罩53开口而形成，被插入控制器单元的连接器。

在磁性筒体2的一端部外周设有O型环39，在轭铁10的小径部37的外周设有O型环40。

[涡旋室的结构]

图2是燃料喷射阀1的涡旋室41附近的放大剖面图。图3是图2中A向视阀座部件7的平面图。

在阀座部件7的另一端侧形成有涡旋室41和燃料分配室42。燃料分配室42圆形凹状地形成于阀座部件7的轴的同芯上。开阀时将燃料引导中央室42。

涡旋室41具有两个大的涡旋室41a和两个小的涡旋室41b。参照图3进行说明，涡旋室41具有导入通路410a、401b和涡旋赋予室411a、411b。导入通路410从燃料分配室42放射状地延伸而形成。在放射状延伸的导入通路410的前端形成有涡旋赋予室411。涡旋赋予室411形成为圆形凹状。导入通路410在涡旋赋予室411的切线上与涡旋赋予室411连接。导入通路410和涡旋赋予室411以能够对燃料高效地赋予涡旋的方式设定，根据导入通路410的长度、截面积、涡旋赋予室411的直径的大小之比决定。因此，大小不同的涡旋室41a和涡旋室41b的形状大致相似。

[喷嘴板的结构]

图4是从周向观察喷嘴板8的平面图。图4中，由点线表示涡旋室41和燃料分配室42的位置。在喷嘴板8上形成有沿轴向贯通的燃料喷射孔44。该燃料喷射孔44具有两个大径的燃料喷射孔44a和两个小径的燃料喷射孔44b。在阀座部件7上焊接喷嘴板8时，燃料喷射孔44a的中心和涡旋赋予室411a的中心以燃料喷射孔44b的中心和涡旋赋予室411b的中心大致一致的方式形成。

燃料喷射孔44以成为距相邻的其它燃料喷射孔44尽可能远的位置形成，且以从各燃料喷射孔44喷射的燃料喷雾不冲突的方式形成。

另外，两个大径的燃料喷射孔44a的导入通路410b被设定为比其它两个小径的燃料喷射孔41b的导入通路410b长，因此，大径的燃料喷射孔44a形成在相比小径的燃料喷射孔44b更远离喷嘴板8的中心的位置。

[作用]

其次，对实施例1的燃料喷射阀1的作用进行说明。

(燃料的微粒化)

图5是阀座部件7及喷嘴板8的梗概图。另外，图5为略图，仅记载有一个涡旋室41及燃料喷射孔44。图6是表示燃料从燃料分配室42经过涡旋室41流向燃料喷射孔44的流动的样子的图。图7是通过剖面表示燃料经过涡旋室41从燃料喷射孔44喷射的样子的图。另外，在图7中，燃料由影线表示，空气层由空白表示。在图8是涡旋室41及燃料喷射孔44局部的放大图，表示从燃料喷射孔44喷射燃料的样子。图9是表示从燃料喷射孔44扩散的方向的图。

如果开阀，则燃料从阀体4和阀座6之间向燃料分配室42供给。供给到燃料分配室42的燃料通过连通路45流入到涡旋赋予室46。流入到涡旋赋予室46的燃料在涡旋赋予室46内旋回，在实现旋回能量的状态下向燃料喷射孔44供给进行喷射(图5、图6)。具有旋回能量的燃料以沿着燃料喷射孔44的壁部分的方式边旋回边喷射(图7、图8)。因此，从燃料喷射孔44喷射的燃料沿燃料喷射孔44的切线方向飞散(图9)。从燃料喷射孔44喷射之后的燃料喷雾通过燃料喷射孔44开口部的边缘部分以薄的液膜状态圆锥状扩展。之后，液膜状态的燃料分离，形成微细化的液滴。

由此，可促进燃料的气化，特别是可降低低温启动时的氮氧化物等的产生。

(燃料喷雾的冲突防止)

为实现喷射的燃料的微粒化，需要减小燃料喷射孔44的直径。但是，如果减小燃料喷射孔44的直径，则从一个燃料喷射孔44能够喷射的燃料喷射量为少量，因此，需要形成多个燃料喷射孔44。喷嘴板8由于通过焊接固定于阀座部件7上，所以可以形成燃料喷射孔44的范围有限，燃料喷射孔44彼此的距离接近时，相邻的燃料喷雾发生冲突，液粒彼此结合，形成粗大粒，可能抑制燃料的微粒化。

另一方面，如果增大燃料喷射孔44的直径，则一个燃料喷射孔44能够喷射的燃料喷射量为大量，因此，可以使形成的燃料喷射孔44为少数。但是，如果增大燃料喷射孔44的直径，则喷射的燃料粗大化。

因此，在实施例1的燃料喷射阀1中，以从相邻的燃料喷射孔喷射的燃料喷雾不重叠的方式配置与各涡旋室41连通并且赋予了涡旋的燃料向燃烧室侧喷射的直径不同的多个燃料喷射孔。

图10是表示从燃料喷射孔44喷射的燃料喷雾的形状的图。图11是表示燃料喷雾的扩散范围的图。如图10、图11所示，从大径的燃料喷射孔44a喷射的燃料喷雾和从小径的燃料喷射孔44b喷射的燃料喷雾的扩散范围不重叠，可以防止燃料喷雾的冲突。因此，可以防止液粒的粗大化，促进燃料的气化。另外，通过形成大径的燃料喷射孔44a和小径的燃料喷射孔44b，可以在确保燃料喷射量的同时，充分确保微粒化的燃料也在某比例以上。

(效率的涡旋赋予)

可以对燃料高效地赋予涡旋的导入通路410和涡旋赋予室411的形状根据导入通路410的长度、截面积、涡旋赋予室411的直径的大小之比而决定

因此，在实施例1的燃料喷射阀1中，将各燃料喷射孔44的形状形成为相似形状。因此，可以对燃料高效地赋予涡旋，可以实现燃料的微粒化。

[效果]

下面列记实施例1的燃料喷射阀1的效果。

(1)设有：泵47，其供给燃料；阀体4，其可滑动地设置；阀座部件7，其一端侧形成有在闭阀时阀体4落座的阀座6；多个涡旋室41，其形成于阀座部件7的另一端侧，对燃料赋予涡旋；喷嘴板8，其以从相邻的燃料喷射孔44喷射的燃料喷雾不重叠的方式配置与各涡旋室41连通并将赋予了涡旋的燃料向燃烧室侧喷射的直径不同的多个燃料喷射孔44。

从大径的燃料喷射孔44a喷射的燃料喷雾和从小径的燃料喷射孔44喷射的燃料喷雾的扩散范围不重叠，或者尽可能地降低扩散覆盖的范围，可以抑制燃料喷雾的冲突。因此，可以防止液粒的粗大化，促进燃料的气化。另外，通过形成大径的燃料喷射孔44a和小径的燃料喷射孔44b，可以在确保燃料喷射量的同时，充分确保微粒化的燃料也在某比例以上。

(2)将多个涡旋室41及多个燃料喷射孔44的形状形成为相似形状。

因此，在燃料喷射孔44大时，导入通路410也变长。由此，可以将燃料朝向涡旋赋予室411的流动整流，可以对燃料高效地赋予涡旋，可以实现燃料的微粒化。

〔其它实施例〕

以上基于实施例1对本申请发明进行说明，但各发明的具体的结构不限于各实施例，即使有不脱离发明的宗旨的范围的设计变更等，也包含于本发明。

实施例1的燃料喷射阀1中，形成有两个大的涡旋室41a和两个小的涡旋室41b、两个大径的燃料喷射孔44a和两个小径的燃料喷射孔44b，但各自的数量可以适宜设定。

图12是从轴向另一端侧观察阀座部件7的图。图13是从轴向观察喷嘴板8的图。图14是表示燃料喷雾的扩散范围的图。例如图12、图13所示，也可以形成一个大的涡旋室41a和两个小的涡旋室41b、一个大径的燃料喷射孔44a和两个小径的燃料喷射孔44b。即使在该情况下，也如图14所示，只要从大径的燃料喷射孔44a喷射的燃料喷雾和从小径的燃料喷射孔44b喷射的燃料喷雾的扩散范围不重叠即可。

另外，实施例1的燃料喷射阀1中，在阀座部件7上形成有涡旋室41和燃料分配室42，但也可以设置中间板50，并在该中间板50上形成涡旋室41和燃料分配室42。

图15是燃料喷射阀1的涡旋室41附近的放大剖面图。如图15所示，在中间板50上形成涡旋室41、燃料分配室42，且将中间板50与喷嘴板8一同焊接于阀座部件7。

另外，也可以在喷嘴板8上形成涡旋室41、燃料分配室42。

图16是燃料喷射阀1的涡旋室41附近的放大剖面图。如图16所示，在喷嘴板8上形成有涡旋室41、燃料分配室42和燃料喷射孔44

另外，实施例1的燃料喷射阀1中，将涡旋赋予室411形成为圆形，但也可以为其它形式。图17是从轴向另一端侧观察阀座部件7的图。如图17所示，涡旋赋予室411的壁被形成为螺旋状地形成的凹状。

Claims (6)

1.一种燃料喷射阀，其设有：

泵，其供给燃料；

阀体，其可滑动地设置；

阀座部件，其在一端侧形成有在闭阀时阀体落座的阀座；

多个涡旋室，其形成于所述阀座部件的另一端侧，对燃料赋予涡旋；

喷嘴板，其配置有与各涡旋室连通并将被赋予了所述涡旋的燃料向燃烧室侧喷射的直径不同的多个燃料喷射孔，使从相邻的所述燃料喷射孔喷射的燃料喷雾不重叠。

2.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，将多个所述涡旋室及多个所述燃料喷射孔的形状形成为相似形状。

3.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述涡旋室具有两个大的涡旋室和两个小的涡旋室，所述燃料喷射孔具有两个大径的燃料喷射孔和两个小径的燃料喷射孔。

4.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀，其特征在于，所述涡旋室具有一个大的涡旋室和两个小的涡旋室，所述燃料喷射孔具有一个大径的燃料喷射孔和两个小径的燃料喷射孔。

5.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀，其特征在于，在所述阀座部件和所述喷嘴板之间设置中间板，在所述中间板上形成有所述涡旋室及燃料分配室。

6.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀，其特征在于，在所述喷嘴板上形成有所述涡旋室及燃料分配室。