CN102444512A - 燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃料喷射阀，其能够抑制由燃料流动的剥离带来的流速的降低，能够实现燃料的微粒化。设有具有一端侧与阀座部件的开口部连通、另一端侧与中央室连通的整流孔的中间板。

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：在燃料喷射阀开阀时，燃料通过阀体和阀座面之间流向燃料缩流部，通过了燃料缩径部的燃料在燃料外周放射室内向外周向扩展。

专利文献1：日本特开2003-148299号公报

上述专利文献中记载的技术中，在燃料从阀体和阀座面之间流出时，由于从阀体开始燃料缩流部间的空间宽，所以燃料发生冲突而产生乱流，在燃料的流动紊乱的状态下，燃料流向燃料外周放射室。因此，燃料在燃料外周放射室的流速降低，燃料的微粒化效果可能降低。

发明内容

本发明是着眼于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制由燃料的流动的剥离带来的流速的降低且可实现燃料的微粒化的燃料喷射阀。

为实现上述目的，本申请发明提供一种燃料喷射阀，其具备：阀体，其可滑动地设置；阀座部件，其形成有在闭阀时阀体落座的阀座，并且在下游侧具有开口部；中央室，其与阀座部件的开口部连通，具有圆筒状的内侧面；涡旋赋予室，其形成于比中央室更下游侧，具有圆筒状的内侧面，在内部使燃料旋回而赋予旋回力；喷射孔，其圆筒状地形成于涡旋赋予室的底部且与外部贯通；连通孔，其朝向涡旋赋予室的切线方向与涡旋赋予室连接，并且，将涡旋赋予室和阀座部件的开口部连通，其中，设有具有一端侧与阀座部件的开口部连通，另一端侧与中央室连通的整流孔的中间板。

根据本发明，能够消减死区。

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是从轴向观察实施例1的中间板的平面图；

图4是从轴向观察实施例1的喷嘴板的平面图；

图5是表示比较例的燃料的流向的图；

图6是表示实施例1的燃料的流向的图；

图7是其它实施例的整流孔附近的局部放大剖面图；

图8是从轴向一端侧观察其它实施例的喷嘴板的平面图；

图9是从轴向一端侧观察其它实施例的喷嘴板的平面图；

图10是从轴向一端侧观察其它实施例的喷嘴板的平面图；

图11是从轴向一端侧观察实施例的喷嘴板的平面图。

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

42中央室

44喷射孔

46涡旋赋予室

48下游开口部(开口部)

49中间板

50整流孔

51加厚部

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收容于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形成有：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、随着从阀体保持孔30朝向一端开口侧而大径地形成的上游开口部31、在阀座6的另一端侧进行开口的下游开口部48。

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利用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。

在阀座部件7的另一端侧焊接有中间板49。在该中间板49上形成有整流孔50。

在中间板49的另一端侧焊接有喷嘴板8。在该喷嘴板8上形成有：对燃料赋予涡旋(旋回流)的多个涡旋室41、对各涡旋室41分配燃料的中央室42和在涡旋室41喷射赋予了涡旋的燃料的喷射孔44。

[中间板及喷嘴板的结构]

图2是燃料喷射阀1的中间板49及喷嘴板8附近的放大剖面图。图3是从轴向观察中间板49的平面图。图4是从轴向一端侧观察喷嘴板8的平面图。另外，图2的喷嘴板8的剖面为在图4的直线A-A的位置切断的剖面。

在中间板49上，在阀座部件7的轴的同芯上形成有具有圆筒状的内侧面的整流孔50。整流孔50沿轴向贯通中间板49，一端侧的上游开口部50a与阀座部件7的下游开口部48连通，另一端侧的下游开口部50b与喷嘴板8的中央室42连通。整流孔50的上游开口部50a的轴向剖面形状及下游开口部50b的轴向剖面形状分别形成大致直角。另外，整流孔50从上游开口部50a朝向下游开口部50b大致同径形成。该整流孔50的直径形成为比阀座部件7的下游开口部48的直径小的小径。换言之，在下游开口部48和整流孔50之间形成有台阶部51。

在喷嘴板的一端侧侧面形成有涡旋室41和中央室42。中央室42在阀座部件7的轴的同芯上形成为圆形凹状。

涡旋室41形成有两个，分别具有连通路45和涡旋赋予室46。连通路45沿中央室42的径向形成。在连通路45的前部形成有涡旋赋予室46。连通路45以截面面积朝向涡旋赋予室46成为一定的方式形成。涡旋赋予室46在图4所示的平面上，侧壁形成为螺旋形状。

如果将整流孔50的高度设为a、将中央室42的高度设为b，则整流孔50的高度a形成为比中央室42的高度b低。中央室42形成为与涡旋室41相同的高度，换言之，整流孔50形成为比中央室42及涡旋室41低。

另外，也可以如下设定整流孔50的高度。将使阀座6延伸向另一端侧的线L和整流孔50的内侧面的交点设为c，将闭阀时的阀体4的最下点设为d。整流孔50形成为高度a比点c和点d的距离e低。

[作用]

其次，对实施例1的燃料喷射阀1的作用进行说明。

如果开阀，则燃料通过阀体4和阀座6之间，经由整流孔50向中央室42供给。供给到中央室42的燃料通过连通孔45流入涡旋赋予室46。流入到涡旋赋予室46的燃料在涡旋赋予室46内旋回，在保持旋回能量的状态下向喷射孔44供给进行喷射。保持旋回能量的燃料沿着喷射孔44的壁部一边旋回一边喷射。因此，从喷射孔44喷射的燃料沿喷射孔44的切线方向飞散。从喷射孔44喷射之后的燃料喷雾通过喷射孔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，形成微粒化的液滴。

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。

(流体乱流的降低)

在燃料冲突的场所，在阀座部件7和阀体4之间产生燃料的乱流。图5是表示在下游开口部48和中央室42之间设置了整流孔55时的燃料的流动的图。图5中，箭头表示燃料的流向。另外，图5的喷嘴板8的剖面为在图4中直线B-B的位置切断的剖面。

如图5所示，燃料沿阀座6流向下游开口部48，从下游开口部48流入中央室42。流入到中央室42的燃料向中央室42的径向外侧扩展。即，燃料以沿阀座6向燃料喷射阀1的中心轴向汇集的方式流动，之后，在中央室向径向外侧扩展。因此，在燃料汇集时进行冲突，产生向阀体4侧(箭头X)的流动，而产生大的乱流。由于阀座部件7和阀体4之间的乱流V，从而流入涡旋赋予室46的燃料的流速可能降低。由此，不能在涡旋赋予室46内对燃料赋予足够的旋回力，不能实现从喷射孔44喷射的燃料的微粒化。

因此，实施例1的燃料喷射阀1中，在阀座部件7和喷嘴板8之间设有形成有整流孔50的中间板49。

图6是表示实施例1的燃料喷射阀1的燃料的流向的图。图6中，箭头表示燃料的流动。另外，图6的喷嘴板8的剖面为在图4中直线B-B的位置切断的剖面。

如图6所示，燃料沿阀座6流向下游开口部48，从下游开口部48经由整流孔50流入中央室42。流入到中央室42的燃料向中央室42的径向外侧扩展。即，燃料以沿阀座6向燃料喷射阀1的中心轴向汇集的方式流动，之后，通过整流孔50沿轴向流动，在中央室向径向外侧扩展。即，由于阀座部件7和阀体4的空间小，所以燃料顺畅地流向中央室42，实施例1的燃料喷射阀1的燃料流动的乱流V的变化可以比图5所示的燃料流动的乱流的变化小。由此，能够抑制燃料的流动发生紊乱并抑制燃料的流速的降低，能够在涡旋赋予室46内赋予燃料足够的旋回力。因此，能够实现从喷射孔44喷射的燃料的微粒化。

另外，在燃料喷射阀1闭阀时，在下游开口部48、整流孔50、中央室42、涡旋室41、喷射孔44残留燃料。将在闭阀时燃料残留的体积称作死区。残留燃料成为引起燃料喷射的精度恶化、不完全燃烧带来的碳氢化合物的增大、低脉冲控制时的开闭阀的响应性的恶化、燃料喷射初期的喷雾粒子的粗大化的原因。降低残留燃料需要减小死区。

因此，实施例1的燃料喷射阀1中，形成的整流孔50的高度比中央室42的高度低。由此，可降低整流孔50内的死区，可降低残留燃料。因此，能够抑制燃料喷射的精度恶化、不完全燃烧带来的碳氢化合物的增大、低脉冲控制时的开闭阀的响应性的恶化、燃料喷射初期的喷雾粒子的粗大化。

另外，实施例1的燃料喷射阀1中，形成的中间板49的整流孔50的直径比阀座部件7的下游开口部48的直径小。换言之，实施例1的燃料喷射阀1中，在下游开口部48和整流孔50中间形成有台阶部51。

由此，通过中间板49可将燃料在中心汇集，因此，可缩短阀座部件7的阀座6的长度，可降低死区。因此，可降低残留燃料，能够抑制燃料喷射的精度恶化、不完全燃烧引起的碳氢化合物的增大、低脉冲控制时的开闭阀的响应性的恶化、燃料喷射初期的喷雾粒子的粗大化。

另外，整流孔50的高度越高，燃料通过的通路的距离越长，流速因阻力而降低。由此，在涡旋赋予室46内不能赋予燃料足够的旋回力，不能实现从喷射孔44喷射的燃料的微粒化。

因此，实施例1的燃料喷射阀1中，形成的中间板49的整流孔50的高度比阀座6的延长线和整流孔50的内侧面的交点与闭阀时的阀体4的最下点的高度低。

由此，可降低燃料通过整流孔50内时的阻力，可以抑制燃料的流速的降低。因此，在涡旋赋予室46内能够赋予燃料足够的旋回力，能够实现从喷射孔44喷射的燃料的微粒化。

[效果]

下面列记实施例1的燃料喷射阀1的效果。

(1)一种燃料喷射阀1，其具备：阀体4，其可滑动地设置；阀座部件7，其形成在闭阀时阀体4落座的阀座6，并且在下游侧具有下游开口部48；中央室42，其与阀座部件7的下游开口部48连通，具有圆筒状的内侧面；涡旋赋予室46，其形成于比中央室42更下游侧，具有圆筒状的内侧面，在内部使燃料旋回而赋予旋回力；喷射孔44，其圆筒状地形成于涡旋赋予室46的底部且与外部贯通；连通路45，其朝向涡旋赋予室46的切线方向与涡旋赋予室46连接，并且，将涡旋赋予室46和阀座部件7的开口部连通，其中，设有具有一端侧与阀座部件7的下游开口部48连通，另一端侧与中央室42连通的整流孔的中间板。

因此，由于中间板49将燃料在中心汇集，因此，不需要延长阀座6，可以使阀座6的端面接近阀体4侧，可以消减死区。另外，轴向的空间消失，在中心附近冲突的流动容易流向下游开口部48方向，因此，能够抑制燃料的流动的紊乱。

(2)整流孔50的高度形成为比中央室42的高度低。

因此，可以降低整流孔50内的死区，可以降低残留燃料。因此，能够抑制燃料喷射的精度恶化、不完全燃烧带来的碳氢化合物的增大、低脉冲控制时的开闭阀的响应性的恶化、燃料喷射初期的喷雾粒子的粗大化。

(3)中间板49的整流孔50的直径形成为比阀座部件7的下游开口部48的直径小。

因此，利用中间板49可将燃料汇集向中心，因此，可缩短阀座部件7的阀座6的长度，可降低死区。因此，可降低残留燃料，可防止燃料喷射的精度恶化、不完全燃烧带来的碳氢化合物的增大、低脉冲控制时的开闭阀的响应性的恶化、燃料喷射初期的喷雾粒子的粗大化。

(4)在阀座部件7的下游开口部48和中间板49的整流孔50之间设有台阶部51。

因此，利用中间板49可将燃料汇集向中心，因此，可缩短阀座部件7的阀座6的长度，可降低死区。因此，可降低残留燃料，可防止燃料喷射的精度恶化、不完全燃烧带来的碳氢化合物的增大、低脉冲控制时的开闭阀的响应性的恶化、燃料喷射初期的喷雾粒子的粗大化。

(5)形成的中间板49的整流孔50的高度比阀座6的延长线和整流孔50的内侧面的延长线的交点与闭阀时的阀体4的最下点的高度低。

因此，可降低燃料通过整流孔50内时的阻力，可以抑制燃料的流速的降低。因此，在涡旋赋予室46内可赋予燃料足够的旋回力，可实现从喷射孔44喷射的燃料的微粒化。

〔其它实施例〕

以上基于实施例1对本申请发明进行了说明，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，将中间板49的整流孔50的上游开口部50a及下游开口部50b的剖面形状形成为大致直角。整流孔50的上游开口部50a及下游开口部50b的剖面形状与实施例1的形状无关，也可以为其它形状。图7是中間板49的整流孔50附近的局部放大剖面图。例如图7(a)所示，上游开口部50a的剖面形状也可以形成R。另外，如图7(b)所示，也可以在上游开口部50a及下游开口部50b形成R。

另外，实施例1的燃料喷射阀1中，从中间板49的整流孔50的上游开口部50a朝向下游开口部50b形成为大致同径。如图7(c)所示，也可以使其以从上游开口部50a朝向下游开口部50b缩径的方式形成。另外，如图7(d)所示，也可以以从上游开口部50a朝向下游开口部50b缩径的方式形成，并且，上游开口部50a的剖面形状也可以形成R。另外，如图7(e)所示，也可以以从上游开口部50a朝向下游开口部50b缩径的方式形成，并且，上游开口部50a及下游开口部50b的剖面形状也可以形成R。另外，如图7(f)所示，也可以以从上游开口部50a朝向下游开口部50b扩径的方式形成。

另外，实施例1的燃料喷射阀1中，在喷嘴板8上形成有两个涡旋室41。喷嘴板8的涡旋室41的数量也可以为两个以上。图8是从轴向一端侧观察喷嘴板8的平面图。例如图8(a)所示，也可以形成三个涡旋室41。另外，如图8(b)所示，也可以形成四个涡旋室41。另外，如图8(c)所示，也可以形成五个涡旋室41。另外，如图8(d)所示，也可以形成六个涡旋室41。

另外，实施例1的燃料喷射阀1中，也可以以截面面积朝向涡旋赋予室46为一定的方式形成涡旋室41的连通路45，但截面面积也可以不一定。图9是从轴向一端侧观察喷嘴板8的平面图。例如图9所示，也可以以截面面积朝向涡旋赋予室46减小的方式形成涡旋室41的连通路45。

另外，实施例1的燃料喷射阀1中，以沿中央室42的径向延伸的方式形成连通路45，但连通路45延伸的方向可以不限于中央室42的径向。图10是从轴向一端侧观察喷嘴板8的平面图。例如图10所示，也可以以沿中央室42的切线方向延伸的方式形成连通路45。

另外，实施例1的燃料喷射阀1中，将涡旋赋予室46的内壁形成为螺旋形状，但涡旋赋予室46的内壁的形状可以不限于螺旋形状。图11是从轴向一端侧观察喷嘴板8的平面图。例如图11所示，也可以将涡旋赋予室46形成为圆形状，将喷射孔44配置于涡旋赋予室46的中心。

Claims (7)

1.一种燃料喷射阀，其具备：

阀体，其可滑动地设置；

阀座部件，其形成在闭阀时所述阀体落座的阀座，并且在下游侧具有开口部；

中央室，其与所述阀座部件的所述开口部连通，具有圆筒状的内侧面；

涡旋赋予室，其形成于比所述中央室更下游侧，具有圆筒状的内侧面，在内部使燃料旋回而赋予旋回力；

喷射孔，其圆筒状地形成于所述涡旋赋予室的底部且与外部贯通；

连通路，其朝向所述涡旋赋予室的切线方向与所述涡旋赋予室连接，并且，将所述涡旋赋予室和所述阀座部件的所述开口部连通，其特征在于，

设有具有一端侧与所述阀座部件的所述开口部连通，另一端侧与所述中央室连通的整流孔的中间板。

2.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，形成的所述整流孔的高度比所述中央室的高度低。

3.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，将所述整流孔的直径形成为比所述阀座部件的开口部的直径小。

4.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，在所述整流孔和所述阀座部件的开口部之间设有台阶部。

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，将所述整流孔的高度形成为比所述阀座的延长线和所述整流孔的内侧面的延长线的交点与闭阀时的所述阀体的最下点的高度低。

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，以截面面积朝向所述涡旋赋予室减小的方式形成所述连通路。

7.如权利要求1～5中任一项所述的燃料喷射阀，其特征在于，以向所述中央室的切线方向延伸的方式形成所述连通路。

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