CN102465805A - 燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃料喷射阀，从中央室向涡旋室高效地引导燃料，抑制燃料的流速的降低，可以实现燃料的微粒化。在与中央室连接的相邻的连通路之间形成有在连通路内引导燃料的引导壁。

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：在阀体上形成有旋回槽，在腔室主体内产生旋回流。在腔室主体上形成有向径向突出的涡旋室。

专利文献1：日本特开2009-197682号公报

在上述专利文献1中记载的技术中，由于在相邻的涡旋室之间没有壁，所以不能从腔室(中央室)向涡旋室内高效地引导燃料，从而可能使燃料的流速降低。

发明内容

本发明是着眼于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种燃料喷射阀，从中央室向涡旋室高效地引导燃料，并抑制燃料的流速降低，可以实现燃料的微粒化。

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开口部连通，具有圆筒状的内侧面；涡旋槽，其在所述阀体的外周相对于轴向向斜方向凹状地形成，在所述中央室内使燃料旋回；多个涡旋赋予室，其形成于比所述中央室更靠下游侧，具有圆筒状的内侧面，在内部使燃料旋回并赋予旋回力；连通路，其朝向所述各涡旋赋予室的切线方向与所述涡旋赋予室连接，并且，朝向所述中央室的切线方向与所述中央室连接，从所述中央室向所述涡旋赋予室供给燃料；喷射孔，其在所述涡旋赋予室的底部圆筒状地形成，与外部贯通，其中，在与所述中央室连接的相邻的所述连通路之间形成有向所述连通路内引导燃料的引导壁。

根据本发明，可以从中央室向涡旋室高效地引导燃料，抑制燃料的流速降低，可以实现燃料的微粒化。

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是从轴向观察实施例1的喷嘴板的平面图；

图4是表示实施例1的开阀时的阀座部件内的燃料的流动的图；

图5是表示燃料从实施例1的开阀时的中央室向涡旋室的流动的图；

图6是从轴向观察实施例2的喷嘴板的平面图和表示燃料的流动的图；

图7是从轴向观察实施例3的喷嘴板的平面图和表示燃料的流动的图；

图8是从轴向观察实施例4的喷嘴板的平面图和表示燃料的流动的图；

图9是从轴向观察其它实施例的喷嘴板的平面图；

图10是其它实施例的燃料喷射阀的涡旋室附近的放大剖面图。

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

21涡旋槽

41涡旋室

42中央室

44喷射孔

45连通路

46涡旋赋予室

48下游开口部(开口部)

49引导壁

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、具有闭阀时利用阀体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的轴向倾斜凹状地形成的涡旋槽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的另一端侧前端安装有用于将燃料喷射阀1与发动机的进气门连接的衬套52。

经由连结销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的另一端侧焊接有喷嘴板8。在该喷嘴板8上形成有：对燃料赋予涡旋(旋回力)的三个涡旋室41、对各涡旋室41分配燃料的中央室42、在涡旋室41喷射赋予了涡旋的燃料的喷射孔44。

[喷嘴板的结构]

图2是燃料喷射阀1的喷嘴板8附近的放大剖面图。图3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3的直线A-A的位置切断的剖面。

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的轴的同芯上圆形凹状地形成。

涡旋室41形成有三个，分别具有连通路45和涡旋赋予室46。相对于连通路45的中央室42，径向外侧的侧壁45a形成于中央室42的切线上，作为连通路45整体沿中央室42的切线方向延伸形成。在相邻的连通路45之间形成有从中央室42朝向连通路45引导燃料的引导壁49。

在连通路45的前部形成有涡旋赋予室46。连通路45以从轴向一端侧观察到的宽度成一定的方式形成。涡旋赋予室46形成为圆形凹状。

在涡旋赋予室46的中心部分形成有喷射孔44。该喷射孔44朝向另一端侧贯通。以在连通路的侧面并且连接于涡旋赋予室46的径向内侧的侧面45b的延长线L与喷射孔44外切的方式形成连通路45。另外，即使侧面45b的延长线L不与喷射孔44外切，只要比喷射孔44更靠径向外侧即可。另外，侧面45a形成在涡旋赋予室46的切线上。

[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4是表示开阀时的阀座部件7内的燃料的流动的图。另外，图5是表示燃料从开阀时的中央室42向涡旋室41的流动的图。图4中，由点线概略表示阀座部件7。

如果开阀，则燃料通过涡旋槽21时相对于轴向被向斜方向(例如从阀体4的中央朝向涡旋室46)引导。之后，燃料边旋回边通过阀体4和阀座6之间向中央室42供给。供给到中央室42的燃料沿引导壁49流动，通过通路45例如涡旋赋予室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。带有旋回能量的燃料沿着喷射孔44的侧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。在刚刚从喷射孔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。

(燃料引导的效率化)

为实现燃料的微粒化，需要确保燃料在涡旋赋予室46内的流速。因此，需要从中央室42向涡旋室41高效地供给燃料。

因此，实施例1的燃料喷射阀1中，在连接于中央室42的连通路45之间形成有向连通路45内引导燃料的曲面状的引导壁49。由此，从中央室42排出并朝向连通路45的燃料与引导壁49发生冲突，缓缓地转换方向，可不降低流速地从中央室42流向连通路45，可抑制燃料在涡旋赋予室46内的流速降低，可促进燃料的微粒化。

另外，实施例1的燃料喷射阀1中，以在连通路45的侧面并且连接于涡旋赋予室46内的径向内侧的侧面的延长线L与喷射孔44外切的方式形成连通路45。由此，连通路45的涡旋赋予室46的径向内侧的侧面的延长线L以与喷射孔44外切的方式形成，因此，可减少燃料与连通路45的壁冲突，可在保持直接朝向喷射孔44的流速的同时进入喷射孔44内，一边在喷射孔44内的壁旋回一边进行喷射。

[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；涡旋槽21，其在阀体4的外周相对于轴向向斜方向凹状地形成，在中央室42内使燃料旋回；多个涡旋赋予室46，其形成于比中央室42更靠下游侧，具有圆筒状的内侧面，在内部使燃料旋回并赋予旋回力；连通路45，其朝向各涡旋赋予室46的切线方向与涡旋赋予室46连接，并且，朝向中央室42的切线方向与中央室42连接，从中央室42向涡旋赋予室46供给燃料；喷射孔44，其在涡旋赋予室46的底部圆筒状地形成，与外部贯通，其中，在与中央室42连接的相邻的连通路45之间形成有向连通路45内引导燃料的曲面状的引导壁49

因此，从中央室42排出且朝向连通路45的燃料与引导壁49冲突，缓缓地转换方向，可不降低流速地通过引导壁49使燃料从中央室42流向连通路45，可防止燃料在涡旋赋予室46内的流速降低，可促进燃料的微粒化。

(2)以连通路45的侧面并且连接于涡旋赋予室内46的径向内侧的侧面45b的延长线L与喷射孔44外切的方式形成连通路45。

因此，可以在确保上游涡旋的流动的同时使燃料直接进入喷射孔44，一边旋回一边喷射，可促进燃料的微粒化。

〔实施例2〕

对实施例2的燃料喷射阀1进行说明。实施例1的燃料喷射阀1相对于连通路45的中央室42将径向外侧的侧壁45a形成于中央室42的切线上。对于该结构，在实施例2的燃料喷射阀1中，在连通路45的侧壁45a和中央室42的连接部位形成有台阶部45c。

图6是从轴向一端侧观察喷嘴板8的平面图和表示燃料的流向的图。图6(a)表示喷嘴板整体，图6(b)是图6(a)中点划线的圆B所示的部分的放大图。

图6所示，在连通路45的侧壁45a和中央室42的连接部位形成有台阶部45c。该台阶部45c形成为曲线状，中央室42侧的端部朝向中央室42的切线方向连接，侧壁45a侧的端部朝向侧壁45a延伸的方向连接。

[作用]

在连通路45的侧壁45a和中央室42的连接部位形成有曲线状的台阶部45c。如图6所示的燃料的流动，燃料从中央室42流向连通路45a时不会发生乱流，能够抑制流速的降低。

[效果]

(3)在连通路45的侧面(侧面45a)、即连接于中央室42内的径向外侧的部位具有台阶部45c，将台阶部45c形成为曲线状。

因此，燃料从中央室42流向连通路45a时不会产生乱流，可抑制流速的降低。

〔实施例3〕

对实施例3的燃料喷射阀1进行说明。实施例1的燃料喷射阀1以从轴向一端侧观察连通路45的宽度成一定的方式形成。对于该结构，在实施例3的燃料喷射阀1中，从轴向一端侧观察到的宽度以使连通路45朝向涡旋赋予室46缩窄的方式形成。

图7是从轴向一端侧观察喷嘴板8的平面图和表示燃料的流向的图。如图7所示，相对于连通路45的中央室42，径向内侧的侧壁45b如下形成，即，相对于中央室42向径向外侧的侧壁45a倾斜，随着朝向涡旋赋予室46相对于中央室42接近径向外侧的侧壁45a。即，如图7所示，连通路45以从轴向一端侧观察到的宽度朝向涡旋赋予室46缩窄的方式形成。

[作用]

以从轴向一端侧观察到的宽度朝向涡旋赋予室46缩窄的方式形成连通路45。由此，燃料的流速从中央室42朝向涡旋赋予室46加快，可以提高在涡旋赋予室46内的旋回力。

[效果]

(4)连通路45的侧面、即连接于涡旋赋予室内46的方向内侧的面(侧面45b)形成为相对于连接于涡旋赋予室46内的径向外侧的面(侧面45a)倾斜。

因此，燃料的流速从中央室42朝向涡旋赋予室46加速，可以提高在涡旋赋予室46内的旋回力。

〔实施例4〕

对实施例4的燃料喷射阀1进行说明。就实施例1的燃料喷射阀1而言，相对于连通路45的中央室42，径向外侧的侧壁45a与涡旋赋予室46的径向外侧连接，相对于连通路45的中央室42，径向内侧的侧壁45b与涡旋赋予室46的径向内侧连接。对于该结构，在实施例4的燃料喷射阀1中，相对于连通路45的中央室42，径向外侧的侧壁45a与涡旋赋予室46的径向内侧连接，相对于连通路45的中央室42，径向内侧的侧壁45b与涡旋赋予室46的径向外侧连接。

图8是从轴向一端侧观察喷嘴板8的平面图和表示燃料的流向的图。如图8所示，相对于连通路45的中央室42，径向外侧的侧壁45a与涡旋赋予室46的径向内侧连接，相对于连通路45的中央室42，径向内侧的侧壁45b与涡旋赋予室46的径向外侧连接。

以连通路的侧面并且连接于涡旋赋予室46的径向内侧的侧面45a的延长线L与喷射孔44外切的方式形成连通路45。另外，侧面45a的延长线L即使不与喷射孔44外切，只要比喷射孔44更靠径向外侧即可。另外，侧面45b形成于涡旋赋予室46的切线上。

[作用]

相对于连通路45的中央室42，径向外侧的侧壁45a与涡旋赋予室46的径向内侧连接，相对于连通路45的中央室42，径向内侧的侧壁45b与涡旋赋予室46的径向外侧连接。

根据该结构，相对于中央室42内的燃料的旋转方向，可使涡旋赋予室46的燃料的旋转方向成为逆方向，可以在维持来自中央室42的流速的状态下，使燃料流入涡旋赋予室46。

[效果]

(5)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；涡旋槽21，其在阀体4的外周相对于轴向向斜方向凹状地形成，在中央室42内使燃料旋回；多个涡旋赋予室46，其形成于比中央室42更靠下游侧，具有圆筒状的内侧面，在内部使燃料旋回并赋予旋回力；连通路45，其朝向各涡旋赋予室46的切线方向与涡旋赋予室46连接，并且，朝向中央室42的切线方向与中央室42连接，从中央室42向涡旋赋予室46供给燃料；喷射孔44，其在涡旋赋予室46的底部圆筒状地形成，与外部贯通，其中，在连通路45的侧面，连接于涡旋赋予室46的径向内侧的侧面45b与中央室42的径向外侧连接，且连接于涡旋赋予室46的径向内侧的侧面45a的延长线以与喷射孔44相切或比喷射孔44更靠径向外侧的方式形成。

因此，相对于中央室42内的燃料的旋转方向，可使涡旋赋予室46的燃料的旋转方向为逆方向，可以在维持来自中央室42的流速的状态下，使燃料流入涡旋赋予室46。

〔其它实施例〕

以上基于实施例1～实施例4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。

图9、图10是燃料喷射阀1的喷嘴板8附近的放大剖面图。实施例1～实施例4的燃料喷射阀1中，在喷嘴板8上形成有中央室42、涡旋室41、喷射孔44。对于该结构，如图9所示，也可以新设置中间板50，在该中间板50上形成中央室42、涡旋室41，在喷嘴板8上形成喷射孔44。该情况下，在阀座部件7的另一端部同时焊接中间板50、喷嘴板8。另外，如图10所示，也可以在阀座部件的另一端部形成中央室42、涡旋室41，在喷嘴板8上形成喷射孔。

Claims (5)

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开口部连通，具有圆筒状的内侧面；

涡旋槽，其在所述阀体的外周相对于轴向向斜方向凹状地形成，在所述中央室内使燃料旋回；

多个涡旋赋予室，其形成于比所述中央室更靠下游侧，具有圆筒状的内侧面，在内部使燃料旋回并赋予旋回力；

连通路，其朝向所述各涡旋赋予室的切线方向与所述涡旋赋予室连接，并且，朝向所述中央室的切线方向与所述中央室连接，从所述中央室向所述涡旋赋予室供给燃料；

喷射孔，其在所述涡旋赋予室的底部圆筒状地形成，与外部贯通，其特征在于，

在与所述中央室连接的相邻的所述连通路之间形成有向所述连通路内引导燃料的引导壁，

以在所述连通路的侧面并且连接于所述涡旋赋予室内的径向内侧的侧面的延长线与所述喷射孔相切的方式或者比所述喷射孔更靠向径向外侧的方式形成连通路。

2.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

在所述连通路的侧面并且连接于所述中央室内的径向外侧的部位具有台阶部，将所述台阶部形成为曲线状。

3.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

在所述连通路的侧面并且连接于所述涡旋赋予室内的方向内侧的面形成为相对于连接于涡旋赋予室内的径向外侧的面倾斜。

4.一种燃料喷射阀，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开口部连通，具有圆筒状的内侧面；

涡旋槽，其在所述阀体的外周相对于轴向向斜方向凹状地形成，在所述中央室内使燃料旋回；

多个涡旋赋予室，其形成于比所述中央室更靠下游侧，具有圆筒状的内侧面，在内部使燃料旋回并赋予旋回力；

连通路，其朝向所述各涡旋赋予室的切线方向与所述涡旋赋予室连接，并且，朝向所述中央室的切线方向与所述中央室连接，从所述中央室向所述涡旋赋予室供给燃料；

喷射孔，其在所述涡旋赋予室的底部圆筒状地形成，与外部贯通，其特征在于，

在所述连通路的侧面并且连接于所述涡旋赋予室的径向内侧的侧面与所述中央室的径向外侧连接，且连接于所述涡旋赋予室的径向内侧的侧面的延长线以与所述喷射孔相切或比所述喷射孔更靠向径向外侧的方式形成。

5.如权利要求1～3中任一项所述的燃料喷射阀，其特征在于，在所述阀座部件的开口部侧设有圆盘状的喷嘴板，且在所述阀座部件和所述喷嘴板之间设有中间板，在所述中间板上形成所述中央室和所述涡旋赋予室，且在所述喷嘴板上形成有所述喷射孔。

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