CN102472211B - 燃料喷射设备 - Google Patents

Abstract

一种燃料喷射设备(100)包括设置有喷孔(44)的控制体(40)、打开或闭合喷孔(44)的喷嘴针(60)、控制喷嘴针(60)的运动的压力控制腔(53)、高压燃料由此导入压力控制腔(53)的流入通道(52)、高压燃料由此从压力控制腔(53)排出的流出通道(54)、以及打开或闭合流入通道(52)的浮板(70)。在燃料喷射设备(100)中，控制体(40)包括在其径向上限定压力控制腔(53)的筒体(56)，并且筒体(56)的内壁部分(56a)包括连通槽(57a)，其引起相对于浮板(70)在流入通道(52)一侧处设置于压力控制腔(53)内的流入腔(53a)与相对于浮板(70)在喷嘴针(60)一侧处设置于压力控制腔内(53)的背压腔(53b)相连通。

Description

燃料喷射设备

相关申请的交叉参考

本申请基于2010年3月31日申请的日本专利申请No.2010-080838以及2010年12月3日申请的No.2010-270647，这两个申请的公开内容通过参考结合于此。

技术领域

本发明涉及一种将高压燃料喷射至内燃机的燃烧室的燃料喷射设备。

背景技术

已知一种燃料喷射设备，其包括其中具有高压燃料通路和压力控制腔的阀体，以及用于响应于阀元件在阀体内部在轴向上的运动打开和闭合喷孔的阀元件。阀元件的运动由压力控制腔中的燃料压力控制。举例来说，作为一种燃料喷射设备，专利文献1教导了一种具有控制元件的燃料喷射设备的技术，控制元件可在压力控制腔中在阀体的轴向上运动并且打开和闭合流入通道。在控制元件闭合流入通道时，其能防止高压燃料流入压力控制腔。压力控制腔中的燃料压力通过控制元件的操作而快速地下降。因而，由压力控制腔中的燃料压力控制的阀元件能快速地打开喷孔。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]欧洲专利No.1656498

在专利文献1公开的燃料喷射设备中，压力控制腔可由其中的控制元件分开。为了防止在压力控制腔中相对于控制元件定位于阀元件一侧的背压腔中的压力复原的退化，需要提供燃料从在压力控制腔中相对于控制元件定位于流入通道侧处的流入腔流动至背压腔的通路。因此，燃料能流过其中的间隙可设置于限定压力控制腔的内壁表面部分和作为控制元件之一并且与内壁表面部分相对的外壁表面部分之间。

然而，在限定压力控制腔的内壁表面部分与控制元件的壁表面部分之间的间隙被放大以提供燃料流动的通路的充分通道面积时，控制元件将可能相对于阀体的轴向倾斜。倾斜的控制元件可能就难以在压力控制腔中平稳地位移和往复运动，因此通向压力控制腔的流入通道的打开操作可能会受损。因此，控制元件可限制引导燃料流入压力控制腔。

在限定压力控制腔的内壁表面部分与控制元件的壁表面部分之间的间隙变窄以限制控制元件的倾斜时，背压腔中的压力复原可能需要更长时间。另一方面，在限定压力控制腔的内壁表面部分与控制元件之间的间隙被放大以便背压腔中的压力快速复原时，高压燃料进入流入腔的流动受到限制，因此就难以改进背压腔中的压力复原。因而，可能就难以提高阀元件在阀闭合时的响应性。

发明内容

考虑到前述和其他问题，本发明的目标是提供一种能提高阀元件在阀闭合时的响应性的燃料喷射设备。

根据本发明的一个示例，一种燃料喷射设备包括：阀体，其中设置高压燃料通路并且其在末端具有喷孔，高压燃料从喷孔喷射入内燃机的燃烧室；阀元件，其可在阀体的内部在阀体的轴向上移动，并且打开或闭合喷孔；压力控制腔，其相对于阀元件在与喷孔相反的一侧处设置于阀体内，并且其引入高压燃料且通过使用燃料压力控制阀元件的运动；流入通道，高压燃料由此导入压力控制腔；流出通道，来自压力控制腔的燃料由此排出至外部低压侧，以及控制元件，其可在压力控制腔的内部在压力控制腔的轴向上移动，并且打开或闭合流入通道。在这种燃料喷射设备中，阀体包括在其径向上限定压力控制腔的筒形内壁部分，并且筒形内壁部分包括连通槽，其引起相对于控制元件在流入通道一侧设置于压力控制腔内的流入腔与相对于控制元件在阀元件一侧设置于压力控制腔内的背压腔相连通。

根据本发明的上述方面，通过在筒形内壁部分处布置连通槽，导入相对于控制元件在流入通道一侧上定位于压力控制腔中的流入腔的燃料流入相对于控制元件在阀元件一侧上定位于压力控制腔中的背压腔。因此，确保了允许燃料从流入腔流动至背压腔的充分通道面积，因此其能防止背压腔中的压力复原通过控制元件中断。

另一方面，由于通过布置连通槽来提供充分的通道面积，筒形内壁部分和控制元件的壁部分(其在径向上与筒形内壁部分相对)之间的间隙能减小。间隙的减小能限制控制元件的位移轴线相对于阀体的轴向倾斜。因而，这允许控制元件在压力控制腔内平稳地位移，因此能实现流入通道至压力控制腔的快速打开操作。因此，能防止燃料导入压力控制腔受到控制元件限制。

因而，在控制元件打开流入通道时，燃料快速地导入流入腔，并且此外，燃料能平稳地流入背压腔。由此，用于压力复原直到阀元件开始运动所需的时间能缩短，因此能提高燃料喷射设备中阀元件在阀闭合时的响应性。

例如，筒形内壁部分可设置有可滑动接触壁表面，其可滑动地接触控制元件的围绕位移轴线的外周壁部分。因此，引起流入腔与背压腔相连通的充分通道面积通过布置连通槽来确保。因而，即使可滑动地接触控制元件的围绕位移轴线的外周壁部分的可滑动接触壁表面布置于筒形内壁部分上，也能防止背压腔中压力复原通过控制元件中断。另外，使得控制元件在可滑动接触壁表面上位移和往复运动能准确地限制控制元件的轴线的倾斜。因而，控制元件能在压力控制腔中准确地位移和往复运动，因此高压燃料在没有中断之下导入流入通道。因此，用于背压腔中压力复原所需的时间准确地缩短，因此能有效地提高阀元件在阀闭合时的响应性。

另外，筒形内壁部分可设置有连通壁表面，其限定筒形内壁部分与控制元件的围绕位移轴线的外周壁之间的连通间隙，并且连通间隙引起流入腔与背压腔相连通。

因而，充分的通道面积通过布置连通槽来确保，因此由连通间隙限定的通道面积无需放大。因此，连通间隙的尺寸能形成为更小，以限制控制元件的轴线的倾斜。即使连通间隙的通道面积如上所述较小，连通间隙的形成引起连接流入腔和背压腔的通路的总面积的增大。因而，背压腔中压力复原所需的时间能缩短，因此能提高阀元件在阀闭合时的响应性。

另外，在径向横截面中，连通槽的底部可具有弓形形状。在此情况下，高压燃料的高压施加至高压燃料流过其中的连通槽。由于连通槽的底部构造为弓形，应力可以不聚集于筒形内壁部分上的连通槽的底部附近。因而，能防止筒形内壁部分由于提供连通槽引起的退化。因此，能提高燃料喷射设备中阀元件在阀闭合时的响应性，同时实现燃料喷射设备的高度耐久性。

另外，多个连通槽可布置于筒形内壁部分上并且在筒形内壁部分的圆周方向上彼此间隔开。在此情况下，燃料由此从流入腔流动至背压腔的通路的通道面积能容易扩大。因而，这允许大量的燃料流入背压腔，因此背压腔中的压力复原能快速地实现。因此，能准确地提高燃料喷射设备在阀闭合时的响应性。

而且，连通槽可在圆周方向上彼此等距地间隔开。在此情况下，控制元件周围的燃料流能变得均匀。因而，这限制控制元件的倾斜。布置多个连通槽引起流入背压腔的燃料的流量增大。而且，均匀的燃料流通过等距地布置连通槽来获得，从而在没有变化之下快速地实现背压腔中的压力复原。因而，阀元件的运动开始时间提前，并且时间波动能限制为较小。因此，能提高并且稳定燃料喷射设备中阀元件在阀闭合时的响应性。

另外，阀体可设置有限制部分，其与控制元件在背压腔一侧上的端面相对并且在与流入通道分开的方向上的位移期间通过接触其端面来限制控制元件的位移。而且，限制部分可设置有子连通槽，其与连通槽一起使得流入腔与背压腔相连通。

因而，通过接触定位于背压腔一侧上的控制元件端面来限制控制元件的位移的限制部分的布置引起控制元件在与流入通道分离的方向上的位移的限制。因此，控制元件的位移量由限制部分限制。由此，在闭合阀元件时，控制元件快速地闭合流入通道并且停止将高压燃料导入压力控制腔。

而且，与连通槽一起引起流入腔与背压腔相连通的子连通槽设置于限制部分中。因此，能确保燃料从流入腔至背压腔的流动，因此防止背压腔中的压力复原通过端面与限制部分之间的接触而中断。因而，能提高燃料喷射设备中阀元件在阀闭合时和阀打开时的响应性。

而且，限制部分能构造为在筒形内壁部分上在径向内侧方向上突出的台阶形状，因此限制部分能准确地限制控制元件的位移，同时这个结构简单。

子连通槽的通道面积可构造为在从流入腔至背压腔的流动方向上接近流动方向的下游时变大。

在此情况下，流过子连通槽的燃料的压力在接近燃料下游侧时变低。由此，流过连通槽和子连通槽的燃料被朝着下游侧吸引，因此这允许燃料更平稳地从流入腔流入背压腔。因而，压力复原直到阀元件开始运动所需的时间能缩短，并且由此能进一步提高阀元件在阀闭合时的响应性。

例如，筒形内壁部分可设置有在筒形内壁部分的圆周方向上彼此等距地间隔开的连通槽，限制部分可设置有子连通槽，其分别连接至多个连通槽并且在圆周方向上彼此间隔开，并且连通槽和子连通槽可在圆周方向上彼此等距地间隔开。

在此情况下，燃料由此从流入腔流动至背压腔的通路的通道面积能容易地扩大。另外，通过在筒形内壁部分的圆周方向上彼此等距地间隔开多个连通槽和多个子连通槽，燃料能均匀地在控制元件周围流动。因而，其限制控制元件的倾斜。如上所述，通过在稳定浮板姿势的同时扩大通道面积，背压腔中的压力复原能快速且平稳地实现。因而，阀元件的运动开始时间能提前，并且时间波动能很小。因此，阀元件在阀闭合时的响应性能稳定地变高。

另外，在径向横截面中，连通槽的底部可构造为弓形，并且子连通槽可构造为与底部同轴并且具有与底部相同半径的圆弧形。

因而，当通过切割在阀体上形成连通槽和子连通槽时，用于形成连通槽和子连通槽的切割处理能用同一工具同时实施。因此，由于能同时形成连通槽和子连通槽的构造，能在筒体的低制造成本之下提供具有连通槽和子连通槽的阀体。由此，能在低制造成本之下提高燃料喷射设备中阀元件在阀闭合时和阀打开时的响应性。

另外，子连通槽的圆弧形的中心可定位于限制部分在其径向上的内周侧上。在此情况下，在流动方向上接近下游时，子连通槽的通道面积在从流入腔至背压腔的流动方向变大。因而，燃料能平稳地从流入腔流动至背压腔，因此能进一步提高阀元件在阀闭合时的响应性。

另外，刻槽可设置于筒形内壁部分上作为连通槽。即使在此情况下，燃料能从流入腔流动至背压腔。优选地，JISB-0951中限定的刻槽，举例来说，比如其中多个槽沿着轴向延伸的平行型刻槽或其中每个槽相互交叉并且形成条纹图案的菱形刻槽，在此情况下是适合的。

另外，由于在阀体的轴向上延伸的连通槽的构造，高压燃料流过连通槽的阻力能降低。因而，燃料能更平稳地从流入腔流动至背压腔。因此，背压腔中压力复原所需的时间能更短，因此能更有效地提高阀体在阀闭合时的响应性。

而且，连通槽的构造不限于沿着轴向延伸的形状，因此连通槽能螺旋地缠绕在筒形内壁部分的中心轴线周围并且沿着其延伸。

另外，阀体可设置有高压燃料由此进入布置于其末端中的喷孔的供应通路，并且可具有圆柱形元件，圆柱形元件保持于供应通路中、在内周侧上构成筒形内壁部分、并且将压力控制腔与供应通路分开。

而且，阀体可包括形成所述末端的喷嘴元件，喷孔布置于末端上，并且喷嘴元件可构成由筒形内壁部分和供应通路限定的压力控制腔，供应通路定位于压力控制腔的外周侧上并将高压燃料供应至喷孔。

如上所述，限定压力控制腔的部件可根据燃料喷射设备的构造而改变。然而，不管限定压力控制腔的部件，如果连通槽形成于限定压力控制腔的筒形内壁部分上并且这允许燃料流入背压腔，背压腔中的压力复原能快速地实现。因而，不管燃料喷射设备的构造，形成连通槽引起阀元件在阀闭合时的响应性的提高。

附图说明

图1是具有根据本发明第一实施例的燃料喷射设备的燃料供应系统的示意图；

图2是根据本发明第一实施例的燃料喷射设备的纵向截面图；

图3是示出根据本发明第一实施例的燃料喷射设备的一部分的局部放大图；

图4是示出根据本发明第一实施例的燃料喷射设备的这个部分的又一放大截面图；

图5是沿着图4的线V-V截取的横截图，示出第一实施例的连通槽的形状；

图6是示出根据本发明第二实施例的燃料喷射设备的一部分的局部放大图，其为图4的变型示例；

图7是沿着图6的线VII-VII截取的横截图，示出图5的变型示例；

图8是示出根据本发明第三实施例的燃料喷射设备的一部分的局部放大图，以及沿着图9中的在该处浮板保持于筒体内的线VIII-VIII截取的横截图；

图9是沿着图8的线IX-IX截取的横截图，示出根据本发明第三实施例的连通槽以及子连通槽的结构；

图10是示出根据本发明第四实施例的燃料喷射设备的一部分的横截图，其为图7的变型示例；

图11是示出根据本发明第五实施例的燃料喷射设备的一部分的横截图，其为图7的另一个变型示例；

图12是沿着图6的线XII-XII截取的横截图并且示出燃料喷射设备的一部分，用于描述根据本发明第六实施例的连通槽；

图13是示出根据本发明第七实施例的燃料喷射设备的一部分的横截图，其为图12的变型示例；并且

图14是示出根据本发明第七实施例的燃料喷射设备的一部分的横截图，其为图3的另一个变型示例。

具体实施方式

本发明的多个实施例将参照附图进行描述。在以下的实施例中，类似或相应的部件将由相同的参考标号指示并且为了简单的缘故将不再重复描述。

(第一实施例)

其中使用根据本发明第一实施例的燃料喷射设备100的燃料供应系统10在图1中示出。燃料供应系统10是所谓的直喷燃料供应系统，其中燃料直接喷射入作为内燃机的柴油机20的燃烧室22。

燃料供应系统10由供给泵12、高压燃料泵13、共轨14、发动机控制设备17(发动机ECU)、燃料喷射设备100等构成。

供给泵12是电驱动泵并且容纳于燃料罐11中。供给泵12将供给压力施加至存储于燃料罐11中的燃料，以使得燃料压力高于燃料的蒸气压力。供给泵12用燃料管道12a连接至高压燃料泵13并且将施加有预定供给压力的液态燃料供应至高压燃料泵13。燃料管道12a具有装配于此的压力控制阀(未示出)，并且供应至高压燃料泵13的燃料压力保持处于指定值。

高压燃料泵13附接至柴油机20并且由来自柴油机20的输出轴的动力驱动。高压燃料泵13由燃料管道13a连接至共轨14，并且还将压力施加至由供给泵12供应的燃料从而将高压燃料供应至共轨14。另外，高压燃料泵13具有电连接至发动机控制设备17的电磁阀(未示出)。电磁阀由发动机控制设备17打开或闭合，并且由此从高压燃料泵13供应至共轨14的燃料的压力最佳地控制为预定的压力。

共轨14是由金属材料比如铬钼铸钢制成的管状元件并且具有多个分支部件14a。这些分支部件14a的数量相应于柴油机每排气缸的数量。每个分支部件14a通过形成供应通道14d的燃料管道连接至燃料喷射设备100。燃料喷射设备100和高压燃料泵13由形成返回通道14f的燃料管道彼此连接。根据上述构造，共轨14暂时存储由高压燃料泵13供应的高压状态下的燃料，并且通过供应通道14d在保持于高压状态的压力下将燃料分配至多个燃料喷射设备100。另外，共轨14具有设置于轴向上的两个端部中的一端处的共轨传感器14b，并且具有设置于其另一端处的压力调节器14c。共轨传感器14b电连接至发动机控制设备17并且检测燃料的压力和温度并且将它们输出至发动机控制设备17。压力调节器14c将共轨14中的燃料的压力维持于恒定值，并将多余燃料减压和排出至低压侧。穿过压力调节器14c的多余燃料通过将共轨14连接至燃料罐11的燃料管道14e中的通道返回至燃料罐11。

燃料喷射设备100是用于加压燃料和用于从喷孔44喷射通过共轨14的分支部件14a供应的高压燃料的设备。具体地，燃料喷射设备100具有阀部分50，其基于来自发动机控制设备17的控制信号控制从喷孔44喷射的高压燃料的喷射。高压燃料通过供应通道14d从高压泵13供应。另外，在燃料喷射设备100中，多余燃料(其是从供应通道14d供应的高压燃料的一部分并且没有从喷孔44喷射)排入燃料喷射设备100与高压燃料泵13由此连通的返回通道14f，并且然后返回至高压燃料泵13。燃料喷射设备100插入并且装配入布置于作为柴油机20的燃烧室22的一部分的头部元件21内的插孔。在本实施例中，多个燃料喷射设备100布置用于柴油机20的相应燃烧室22，并且它们每个将燃料直接喷射入燃烧室22，具体地，在范围从160至220兆帕(MPa)的喷射压力下。

发动机控制设备17由微型计算机等构成。发动机控制设备17不仅电连接至上述共轨传感器14b，而且还连接至各种传感器，比如用于检测柴油机20的转速的转速传感器、用于检测节流阀开口的节流传感器、用于检测吸入空气体积的气流传感器、用于检测增压的增压传感器、用于检测冷却水温度的水温传感器以及用于检测润滑油的油温的油温传感器。发动机控制设备17基于来自相应传感器的信号将用于控制高压燃料泵13的电磁阀和每个燃料喷射设备110的阀部分50的打开和闭合的电信号输出至高压燃料泵13的电磁阀以及每个燃料喷射设备100。

下面，将基于图2或图3详细描述燃料喷射设备100的结构。

燃料喷射设备100包括控制阀驱动部件30、控制体40、喷嘴针60、弹簧76以及浮板70。

控制阀驱动部件30容纳于控制体40中。控制阀驱动部件30包括端子32、螺线管31、固定元件36、可动元件35、弹簧34以及阀座元件33。由导电性金属材料制成的端子32在延伸方向上的两个端部中的一个端部暴露至控制体40的外侧，并且另一个端部连接至螺线管31。螺线管31螺旋地缠绕并且通过端子32从发动机控制设备17供应脉冲电流。在螺线管31供应有脉冲电流时，螺线管31产生沿着轴向环绕的磁场。固定元件36是由磁性材料制成的圆柱形元件并且在由螺线管31产生的磁场中磁化。可动元件35由磁性材料制成，具有带两个台阶的圆柱形形状，并且布置在固定元件36的轴向的末端侧上。可动元件35由磁化的固定元件36在轴向上吸附至基端侧。弹簧34(其通过缠绕金属丝成圆形制成的盘簧)在将可动元件35与固定元件36分开的方向上推压可动元件35。阀座元件33与控制体40的控制阀座部分47a一起形成压力控制阀80。控制阀座部分47a将稍后描述。阀座元件33在可动元件35的轴向上布置于固定元件36的相反侧上，并且就座于控制阀座部分47a上。在螺线管31的磁场未产生时，阀座元件33通过弹簧34的偏压力就座于控制阀座部分47a上。在螺线管31的磁场产生时，阀座元件33与控制阀座部分47a分开。

具有喷嘴体41、筒体56、孔板46、保持件48以及锁紧螺母49的控制体40是细长形状的并且在其中包括高压燃料通道。喷嘴体41、孔板46以及保持件48按此顺序在它们插入燃烧室的方向上从末端侧布置。另外，燃料由此喷射至柴油机20的燃烧室22(参见图1)的喷孔44布置于控制体40的末端中。

控制体40具有流入通道52、流出通道54、压力控制腔53以及暴露至压力控制腔53的开口壁表面90。流入通道52的一端与连接至高压燃料泵13和共轨14的供应通道14d(参见图1)的一侧连通，并且流入通道52的另一端与压力控制腔53连通。流入通道52在开口壁表面90处具有流入端口52a的开口，这是与供应通道14d的一侧相反的通道端。因而，高压燃料能通过流入通道52导入压力控制腔53。而且，流出通道54的一端与连接至高压燃料泵13的返回通道14f(参见图1)的一侧连通，并且流出通道54的另一端与压力控制腔53连通。流出通道54在开口壁表面90处具有流出端口54a的开口，这是与返回通道14f的一侧相反的通道端。因而，压力控制腔53中的燃料能通过流出通道54流入低压侧。压力控制腔53由孔板46和筒体56限定。压力控制腔53相对于喷嘴针60在与喷孔44相反的一侧处设置于控制体40中。压力控制腔53构造为使得高压燃料从流入通道52导入其中并且通过流出通道54排出。

喷嘴体41由金属材料比如铬钼铸钢制成并且是具有底部的圆柱形。喷嘴体41具有喷嘴针容纳部分43、阀座部分45以及喷孔44。喷嘴针容纳部分43沿着喷嘴体41的轴向形成，并且是喷嘴针60接收于其中的圆柱形孔。喷嘴针容纳部分43具有从高压燃料泵13和共轨14(参见图1)供应的高压燃料。高压燃料由此供应至喷孔44的供应通道43a由喷嘴针容纳部分43和筒体56限定。阀座部分45形成于喷嘴针容纳部分43的底壁上并且与喷嘴针60的末端相接触。喷孔44布置于喷嘴体41的相对于阀座部分45与孔板46相反的末端中。多个喷孔44形成为从喷嘴体41的内侧辐射至喷嘴体41的外侧。在高压燃料穿过喷孔44时，高压燃料雾化并且扩散，并且从而燃料可容易地与空气相混合。

由金属材料制成的筒体56在腔53的径向上限定压力控制腔53。另外，筒体56同轴地接收和布置于喷嘴针容纳部分43内，并且限定供应通道43a和压力控制腔53。

筒体56具有呈筒状的内壁表面部分56a。内壁表面部分56a设置有控制壁表面部分57、筒体滑动表面部分59、板止挡部分58a以及针止挡部分58b。控制壁表面部分57在筒体56的轴向上定位于阀体46的一侧上，并且圆形地包围开口壁表面90。筒体滑动表面部分59布置于在筒体56的轴向上与孔板46相反的位置中，以使得喷嘴针60可沿着轴向在筒体滑动表面部分59上滑动。筒体滑动表面部分59的内径相对于控制壁表面部分57的内径减小。

板止挡部分58a具有朝着内壁表面部分56a的径向内侧突出的台阶形状，并且通过筒体滑动表面部分59的内径与控制壁表面部分57之间的差异构成。板止挡部分58a在筒体56的轴向上与浮板70相对。板止挡部分58a构造为通过浮板与流入通道52分开的位移来接触浮板70，以便控制浮板70朝着喷嘴针60的位移。针止挡部分58b布置于在筒体56的轴向上相对于筒体滑动表面部分59与控制壁表面部分57相反的相反侧处。针止挡部分58b面朝在筒体56的轴向上与板止挡部分58a相反的一侧，以控制喷嘴针60朝着浮板70的位移。

由金属材料比如铬钼铸钢制成的孔板46具有圆柱形元件并且保持于喷嘴体41和保持件48之间。孔板46包括控制阀座部分47a、开口壁表面90、流出通道54以及流入通道52。控制阀座部分47a布置于孔板46的在孔板46轴向上处于保持件48一侧的一个端面处，并且与控制阀驱动部件30的阀座元件33一起构成压力控制阀80。开口壁表面90是平状表面，其布置于喷嘴体41的一侧上并且在孔板46的另一个端面的径向上构造于中央部分中。开口壁表面90由筒体56围绕并且具有圆形形状。流出通道54从开口壁表面90的径向中央部分朝着控制阀座部分47a延伸。流出通道54相对于孔板46的径向倾斜。流入通道52从开口壁表面90中流出通道54的径向外侧朝着具有控制阀座部分47a的所述一个端面延伸。流入通道52相对于孔板46的轴向倾斜。

保持件48是由金属材料比如铬钼铸钢制成的筒形元件，其具有沿着轴向形成的纵向孔48a、48b，并且具有插座部分48c。纵向孔48a是使得供应通道14d(参见图1)与流入通道52连通的燃料通道。另一方面，纵向孔48b中在孔板46的一侧上具有控制阀驱动部件30。另外，在纵向孔48b中，插座部分48c构造于与孔板46相反的部分处，以阻塞纵向孔28b的开口。插座部分48c具有控制阀驱动部件30的端子32伸入其中的一端并且具有可分离地装配于其中的插头部分(未示出)。插头部分连接至发动机控制设备17。在插座部分48c连接至插头部分(未示出)时，脉冲电流可从发动机控制设备17供应至控制阀驱动部件30。

锁紧螺母49由金属材料制成并且具有带两个台阶的圆筒形状。锁紧螺母49接收喷嘴体41的一部分和孔板46，并且螺旋到保持件48的孔板46侧上。另外，保持螺母49在其内周壁部分上具有台阶部分49a。在锁紧螺母49装配至保持件48时，台阶部分49a将喷嘴体41和孔板46压向保持件48。这样，锁紧螺母49与保持件48一起保持喷嘴体41和孔板46。

由金属材料比如高速工具钢制成的喷嘴针60构造为大致圆柱形状，并且能沿着控制体40的轴向在控制体40中运动。喷嘴针60具有座部分65、压力接收表面61、弹簧容纳部分62、针滑动部分63、针锚固部分68、复位弹簧66以及轴环元件67。座部分65形成于作为喷嘴针60的轴向上的两个端部之一并且布置为与压力控制腔53相反的端部上，并且就座于控制体40的阀座部分45上。座部分65和阀座部分45构成打开和闭合喷孔44的阀部分50，供应入喷嘴针容纳部分43的高压燃料通过喷孔44排出。

压力接收表面61由喷嘴针60的轴向上的两个端部中的一个端部形成并且布置于压力控制腔53的与座部分65相反的一侧处。压力接收表面61与开口壁表面90和控制壁表面部分57一起隔开压力控制腔53，并且接收压力控制腔53中的燃料的压力。因而，喷嘴针60的位移由压力控制腔53中的燃料压力控制。弹簧容纳部分62是与喷嘴针60同轴的圆柱孔，并且定位于压力接收表面61的径向中央部分中。弹簧容纳部分62接收弹簧76的一部分。

作为喷嘴针60的圆柱形外周壁的一部分的针滑动部分63定位为与控制壁表面部分57相比更靠近压力接收表面61。针滑动部分63由筒体56的内周壁构成的筒体滑动表面部分59可滑动地支撑。轴环元件67是装配于喷嘴针60的外周壁部分上的环状元件并且由喷嘴针60保持。针锚固部分68在轴向上相对于喷嘴针滑动部分63布置于座部分65的一侧处，并且是通过扩大喷嘴针60的外径构造的台阶部分。针锚固部分68构成在喷嘴针60的轴向位移方向上面向筒体56的针止挡部分58b的表面。针锚固部分68锁定至针止挡部分58b，以使得喷嘴针60朝着浮板70的位移受到限制。

喷嘴针60由复位弹簧66偏压至阀部分50一侧。复位弹簧66是通过将金属丝缠绕成圆形而制成的盘簧。复位弹簧66在轴向上分别具有就座于轴环元件67的压力控制腔53侧上的表面上的一端以及就座于筒体56的阀部分侧的端面上的另一端。根据上述构造，喷嘴针60响应于施加至压力接收表面61的压力，也就是压力控制腔53中的燃料的压力，相对于筒体56在筒体56的轴向上以线性的方式往复地位移，以将座部分65就位于阀座部分45上或将座部分65与阀座部分45分开，从而闭合或打开阀部分50。

由金属材料制成并且构造为圆盘体的浮板70对开口壁表面90施压，以阻塞流入通道52。浮板70具有施压表面73、压力接收表面77、板锚固部分78、外周壁表面部分74以及连通孔71。浮板70可滑动地布置，用于在压力控制腔53内在控制体40的筒体56的轴向上往复运动。浮板70具有沿着喷嘴针60的轴向布置的位移轴向。浮板70的位移轴向中的两个端面中，在位移轴向上与开口壁表面90相对的端面形成施压表面部分73。呈圆形形状的施压表面部分73通过浮板70的往复运动紧靠在开口壁表面90上。浮板70的在位移轴向上与施压表面73相反的端面形成在位移轴向上与压力接收表面61相对的压力接收表面77。压力接收表面77由压力控制腔53中的加压燃料压向开口壁表面90。

另外，压力接收表面77的外周边缘具有板锚固部分78，其在位移轴向上与筒体56的板止挡部分58a相对。板锚固部分78锁定至板止挡部分58a，以使得浮板70朝着喷嘴针60的位移受到限制。

浮板70的将施压表面73连接至压力接收表面77的外周壁表面部分74在筒体56的径向上与控制壁表面部分57相对。另外，流入腔53a是在压力控制腔53中相对于浮板70定位于流入通道52一侧处的空间。此外，背压腔53b是在压力控制腔53中相对于浮板70定位于喷嘴针60一侧处的空间。

连通孔71在浮板70中从压力接收部分77的径向中央部分延伸至流出端口54a。连通孔71的延伸方向沿着浮板70的位移轴向。连通孔71的一端在施压表面73的与流出端口54a相对的径向中央部分处开口。在浮板70的施压表面73紧靠在开口壁表面90上的状态下，压力控制腔53通过连通孔71与流出端口54a连通。

连通孔71具有狭窄部分71a和凹陷部分72。连通孔71的最小通道面积由狭窄部分71a的尺寸限定，因此狭窄部分71a控制流过连通孔71的燃料的流量。狭窄部分71a的通道面积构造为小于流出端口54a的开口面积。狭窄部分71a定位为与形成压力接收表面77的另一个端面相比更靠近作为浮板70在其轴向上的两个端面之一并且形成施压表面73的端面。与浮板70同轴且是圆柱孔的凹陷部分72从压力接收表面77凹陷至与压力接收表面61相反的一侧，以使得连通孔71的通道面积由凹陷部分72部分地扩大。连通孔71在压力接收表面77中的开口由凹陷部分72扩大。另一方面，压力接收表面77在位移轴向上由弹簧76偏压。

弹簧76是通过缠绕金属丝成圆形制成的盘簧。弹簧76在轴向上的一端就座于浮板70的压力接收表面77上。弹簧76在轴向上的另一端容纳于喷嘴针60的弹簧容纳部分62中。弹簧76同轴地布置于浮板70和喷嘴针60之间并且在轴向上以收缩状态布置。

根据上述构造，弹簧76相对于喷嘴针60将浮板70偏压至开口壁表面90一侧。即使在流入腔53a和背压腔53b之间的压差变小时，浮板70也由弹簧76的偏压力偏压至开口壁表面90，从而使得施压表面部分73紧靠在开口壁表面90上。

下面，将基于图3和图5进一步详细描述燃料喷射设备100的特征部分。

连通槽57a和可滑动接触壁表面57b布置于筒体56的内壁表面部分56a中。连通槽57a从筒体56的作为筒体56的轴向上开口壁表面90一侧处的轴向端沿着筒体56的轴向延伸至板止挡部分58a，以使得连通槽57a引起流入腔53a与背压腔53b连通。多个连通槽57a设置于内壁表面部分56a中并且在其圆周方向上彼此隔开预定的距离。具体地，在第一实施例中，三个连通槽57a设置于内壁表面部分56a中并且在其圆周方向上彼此均匀地隔开。连通槽57a沿着筒体56的圆周方向具有弓形横截面，并且连通槽57a的弓形形状的中心角是大约90度。

连通槽57a由沿着筒体56的圆周方向设置的底部57d以及沿着筒体56的径向设置的侧部57e限定。在筒体56的径向横截面中，连接底部57d和侧部57e的角部57f形成为圆弧形状。如上所述，通过形成弓形的角部57f，防止了由流过连通槽57a的加压燃料施加至内壁表面部分56a的力集中在角部57f上。

可滑动接触壁表面57b布置于在筒体56的圆周方向上与可滑动接触壁表面57b相邻的连通槽57a之间。可滑动接触壁表面57b围绕浮板70的位移轴线可滑动地接触外周壁表面部分74。连通槽57a在圆周方向上彼此均匀地隔开，以使得三个可滑动接触壁表面57b也布置于筒体56的圆周方向上并且彼此均匀地隔开。因此，可滑动接触壁表面57b与外周壁表面部分74之间的接触部分的每个彼此隔开大约120°，以使得浮板70在浮板70的径向内侧的方向上由可滑动接触壁表面57b保持。

另外，甚至在可滑动接触壁表面57b和外周壁表面部分74之间，可能出现小的燃料流，比如非常小的燃料泄漏。然而，在设计燃料由此从流入腔53a流动至背压腔53b的总通道面积时，用于获得必要流量的总通道面积在不考虑穿过可滑动接触壁表面57b和外周壁表面部分74之间并且流入背压腔53b的燃料体积之下限定。因而，连通槽57a、在径向上延伸的径向槽77a以及连通孔71的通道面积限定为使得从流入腔53a流动至背压腔53b的必要燃料流量通过使得三个连通槽57a和三个径向槽77a与连通孔71相连通来设置。而且，三个连通槽57a和连通孔71的总通道面积设置为大于流入端口52a的开口面积。

另外，浮板70的板锚固部分78设置有所述多个径向槽77a。多个径向槽77a在圆周方向上彼此隔开。径向槽77a在浮板70的径向上延伸。径向槽77a在板锚固部分78和板止挡部分58a之间形成燃料能流过其中的通道。

接着，将在下面基于图2至图5描述燃料喷射设备100的操作，燃料喷射设备100通过从发动机控制设备17输出的控制信号控制阀部分50的打开/闭合并且喷射燃料。

在压力控制阀80阻塞流出端口54a和返回通道14f(参见图1)的状态下，浮板70的施压表面73通过弹簧76的偏压力朝着流入通道52的闭合位置紧靠在开口壁表面90上。在流出端口54a通过压力控制阀80的操作与返回通道14f连通时，压力控制腔53中的燃料开始通过流出通道54流出。这在邻近流出端口54a的位置处产生减压，因此浮板70被朝着开口壁表面90吸引，施压表面73对开口壁表面90施压，并且流入端口52a被阻塞。

压力控制腔53的背压腔53b中的燃料通过连通孔71从流出端口54a流出。如果从流出端口54a的流动继续，那么压力控制腔53中的燃料压力下降。在压力控制腔53中的燃料压力变得比预定压力值低时，喷嘴针60朝着压力控制腔53的一侧运动，因此座部分65与阀座部分45分开，从而打开阀部分50。(在以下的描述中，喷嘴针60开始运动时的压力将简称为预定压力)。之后，喷嘴针60朝着压力控制腔53一侧的运动通过针锚固部分68紧靠在针止挡部分58b上而受到限制。

在流出端口54a与返回通道14f(参见图1)之间的连通通过闭合压力控制阀80而中断时，浮板70由通过流入通道52导入的高压燃料压向喷嘴针60一侧。在由流入通道52中的高压燃料产生的朝着喷嘴针60一侧作用的力变得高于弹簧76的朝着开口壁表面90一侧作用的偏压力时，浮板70开始位移。浮板70与开口壁表面90的分离引起流入通道52和压力控制腔53之间的连通。由此，高压燃料导入流入腔53a。浮板70朝着喷嘴针60一侧的位移通过板锚固部分78紧靠在板止挡部分58a上而受到限制。

那么，从流入通道52导入流入腔53a的燃料通过布置于筒体56的内壁表面部分56a上的三个连通槽57a和三个径向槽77a以及连通孔71流动至背压腔53b。通过在背压腔53b中的压力复原，喷嘴针60被朝着阀部分50一侧压下。因而，喷嘴针60引起座部分65就座于阀座部分45上并且阻塞喷孔44。

甚至在阀部分50闭合后，从流入腔53a至背压腔53b的燃料流动继续。因而，压力控制腔53内的流入腔53a和背压腔53b之间的压差逐渐地降低。因此，弹簧76的偏压力变得大于浮板70朝着喷嘴针60一侧作用的力，因此浮板70引起板锚固部分78与板止挡部分58a分开并且重新开始朝着开口壁表面90一侧位移。因而，浮板70返回至施压表面73通过弹簧76的偏压力紧靠在开口壁表面90上的状态。

在第一实施例中，用于允许燃料从流入通道53a流动至背压腔53b的充分通道面积由连通槽57a提供。因而，背压腔53b中的压力复原通常不会由于浮板70而受到限制。

另一方面，由于通过连通槽57a提供充分的通道面积，筒体56的内壁表面部分56a和浮板70的外周壁表面部分74之间的间隙能减少。通过减少间隙，能限制出现浮板70的位移轴线相对于筒体56的轴向倾斜的情况。因而，浮板70可平稳地滑动并且能在压力控制腔53内位移。由此，浮板70允许流入通道52快速地开口入压力控制腔53。因此，燃料导入压力控制腔53没有受到浮板的限制。

因而，在浮板70打开流入通道52时，燃料快速地导入流入腔53a，并且此外，燃料能平稳地流入背压腔53b。由此，通过喷嘴针60位移的启动时间进行压力复原所需的时间可以缩短。因此，在燃料喷射设备100中，能提高喷嘴针60在阀闭合时的响应性。

另外，在第一实施例中，用于将流入通道53a与背压腔53b连通的通路的充分通道面积由连通槽57a提供。因而，即使可滑动地接触浮板70的外周壁表面部分74的可滑动接触壁表面57b布置于筒体56的内壁表面部分56a上，也能防止背压腔53b中的压力复原被浮板70中断。浮板70在可滑动接触壁表面57b上位移和往复运动，因此能限制浮板70的轴线的倾斜。因而，浮板70能在压力控制腔53中准确地位移并且往复运动，因此高压燃料导入流入通道53a不会中断。因此，背压腔53b中的压力复原所需的时间能准确地缩短，因此能更有效地提高喷嘴针60在阀闭合时的响应性。

在第一实施例中，高压燃料的高压力作用在高压燃料流过其中的连通槽57a上。在连通槽57a的径向横截面中，连通槽57a的底部57d和侧部57e之间的角部57f形成为圆弧形状，因此能防止应力集中于角部57f处。另外，连通槽57a构造为弓形并且在圆周方向上延伸，因此能提供上述的充分通道面积，并且能形成在径向上具有较浅深度的连通槽57a。因而，能容易给筒体56在径向上提供充分的壁厚，因此筒体56的强度退化能受到限制。因此，筒体56由于提供连通槽57a所引起的退化能受到限制。因此，能提高燃料喷射设备100中喷嘴针60在阀闭合时的响应性，同时能获得燃料喷射设备100的高耐久性。

在第一实施例中，三个连通槽57a在圆周方向上彼此隔开地布置，因此燃料由此从流入腔53a流入背压腔53b的通路的通道面积能容易地扩大。因而，这允许大量的燃料朝着背压腔53b流动，因此背压腔53b中的压力复原能快速地实现。另外，三个连通槽在筒体56的圆周方向上以相等的间隔隔开，因此燃料从三个部分流入背压腔53b。因而，浮板70周围的燃料流动能变得均匀。

提供三个连通槽57a引起流入背压腔53b的燃料流量的增大，并且均匀的燃料流量通过以等间距地布置连通槽57a来实现，因此浮板70相对于其轴向的倾斜可以受到限制。由此，背压腔53b中的压力复原快速且平稳地实现。因而，喷嘴针60的运动开始时间提前，并且运动开始时间的波动可以很小。因此，能提高燃料喷射设备100中喷嘴针60在阀闭合时的响应性。

另外，在第一实施例中，在筒体56的轴向上延伸的连通槽57a的构造能减少穿过连通槽56a的流动阻力。因而，从流入腔53a流动至背压腔53b的燃料流动能更平稳。因此，背压腔53b中压力复原所需的时间能更短，因此能更有效地提高喷嘴针60在阀闭合时的响应性。

另外，在第一实施例中，具有台阶部分的板止挡部分58a布置于控制体40的筒体56中，因此以简单的结构准确地限制了浮板70在与流入通道52分开的方向上的位移。由此，在闭合喷嘴针60时，浮板70快速地关闭流入通道52并且停止将高压燃料导入压力控制腔53。然而，在板锚固部分78和板止挡部分58a之间，从流入腔53a至背压腔53b的燃料流动可能受到限制。在本实施例中，径向槽77a布置于板锚固部分78中，因此即使在板锚固部分78和板止挡部分58a彼此相接触时，燃料也能流动。因而，连通槽57a的由此能缩短背压腔53b中的压力复原所需时间的功能在没有由于板锚固部分78和板止挡部分58a的接触而中断之下有效地实施。因此，能提高燃料喷射设备100中喷嘴针60在阀闭合时和阀打开时的响应性。

在第一实施例中，柴油机20是权利要求中描述的内燃机的示例，控制体40是权利要求中描述的阀体的示例，喷嘴体41是权利要求中描述的喷嘴元件的示例，筒体56是权利要求中描述的筒形元件的示例，内壁表面部分56a是权利要求中的筒形内壁部分的示例，喷嘴针60是权利要求中的阀元件的示例，并且浮板70是权利要求中的控制元件的示例。

(第二实施例)

图6和7中所示的本发明的第二实施例是上述第一实施例的变型示例。在第二实施例的燃料喷射设备200中，布置对应于第一实施例中的筒体56(参见图3)的筒体256。另外，在燃料喷射设备200中，与第一实施例中的弹簧76相应的构造省略。接着，将描述根据第二实施例的燃料喷射设备200的详细结构。

连通槽257a和可滑动接触壁表面257b布置于筒体256的内壁表面部分256a。连通槽257a和可滑动接触壁表面257b分别相应于布置于第一实施例的筒体56中的连通槽57a和可滑动接触壁表面57b(参见图4)。

将流入腔53a连接至背压腔53b的连通槽257a从筒体256在开口壁表面90一侧上的端部沿着筒体256的轴向延伸至板止挡部分258a。在第二实施例中，提供四个在筒体256的圆周方向上彼此相等地隔开的连通槽257a。连通槽257a在其径向横截面上具有半圆形状。如上所述，将连通槽257a的底部257d在与轴向垂直的横截面中形成为圆弧形状引起由流过连通槽257a的高压燃料施加的力不那么集中。

可滑动地接触浮板70的外周壁表面部分74的可滑动接触壁表面257b布置于在筒体256的圆周方向上彼此邻接的连通槽257a之间。可滑动接触壁表面257b接触外周壁表面部分74，因此浮板70由可滑动接触壁表面257b在浮板70的径向内侧方向上保持。另外，同第一实施例一样，甚至在可滑动接触壁表面257b和外周壁表面部分74之间，较少的燃料，比如非常少的燃料泄漏，可以流动。

接着，将基于图2、6和7描述用于打开和闭合上述燃料喷射设备200中的阀部分50的操作。

在流出端口54a通过压力控制阀80的操作与返回通道14f连通之前，浮板70的板锚固部分78就座于板止挡部分258a上。在压力控制阀80的操作使得流出端口54a与返回通道14f(参见图1)连通时，燃料通过流出通道54流出压力控制腔53。这在流出端口54a附近产生减压，因此浮板70被朝着开口壁表面90吸引，由此，施压表面73对开口壁表面90施压，并且这使得流入端口52a被阻塞。因此，同第一实施例一样，在压力控制腔53中的压力变得低于预定压力值时，喷嘴针60打开阀部分50。

紧靠在开口壁表面90上的浮板70对开口壁表面90施压，从而阻塞流入端口52a。由于流过连通孔71的燃料的流出，快速减压出现在压力控制腔53中，其中从流入端口52a的燃料流动中断。通过压力控制腔53中压力的减压，喷嘴针60向上朝着压力控制腔53一侧压，因此座部分65与阀部分45分开，从而将阀部分50保持处于打开状态。

在流出端口54a和返回通道14f(参见图1)之间的连通通过闭合压力控制阀80而中断时，浮板70由通过流入通道52导入的高压燃料压向喷嘴针60一侧，因此浮板70开始运动。浮板70与开口壁表面90的脱离引起流入通道52开口入压力控制腔53。由此，高压燃料导入流入腔53a。

然后，从流入通道52导入流入腔53a的燃料通过布置于筒体256的内壁表面部分256a上的四个连通槽257a以及四个连通孔71朝着背压腔53b流动。通过背压腔53b中的压力复原，喷嘴针60被朝着阀部分50一侧向下压。喷嘴针60引起座部分65将就座于阀座部分45上，以阻塞喷孔44。在第二实施例中，不同于第一实施例，浮板70保持与开口壁表面90脱离直到流出端口54a通过压力控制阀80与返回通道14f(参见图1)形成连通。

在第二实施例中，允许燃料从流入通道53a流动至背压腔53b的充分通道面积由连通槽257a确保。因而，能防止背压腔53b中的压力复原由浮板70中断。

另外，可滑动接触壁表面257b可滑动地接触浮板70的外周壁表面部分74，因此浮板70的位移轴线相对于筒体256的轴向倾斜的可能性更小。因此，浮板70能在压力控制腔53内平稳地位移，并且从而其能将流入通道52快速地开口入压力控制腔53。因而，能防止导入压力控制腔53的燃料流由浮板70限制。

因而，燃料快速地导入流入腔53a，并且此外，燃料能平稳地流入背压腔53b。因此，通过喷嘴针60的初始位移来进行压力复原所用的时间能缩短。因此，在燃料喷射设备200中，能提高喷嘴针60在阀闭合时的响应性。

另外，在第二实施例中，高压燃料的压力施加于此的连通槽257的底部257d构造为圆弧形状，因此应力不会集中于底部257d的附近。因而，能防止筒体256由于提供连通槽257a引起的退化。另外，通过应力的分布，连通槽257a在筒体256的径向上的深度能更大。因此，连通槽257在圆周方向上的宽度能变窄，同时确保充分的通道面积。因而，布置于彼此邻接的连通槽257之间的可滑动接触壁表面257b的宽度能在圆周方向上扩大。因此，外周壁表面部分74的接触可滑动接触壁表面257b的表面积变得更大，并且因此浮板70相对于轴向的倾斜将不大可能出现。因此，能提高燃料喷射设备200中喷嘴针60在阀闭合时的响应性，同时确保燃料喷射设备200的高耐久性。

在第二实施例中，筒体256是权利要求中描述的筒形元件的示例，并且内壁表面部分256a是权利要求中描述的筒形内壁部分的示例。

(第三实施例)

图8和9中所示的本发明的第三实施例是上述第一实施例的另一个变型示例。第三实施例中的燃料喷射设备300的控制体340具有与第一实施例中的筒体56(参见图3)相应的筒体356。而且，第三实施例的燃料喷射设备300包括与第一实施例的浮板70相应的浮板370。下文中，将基于图8和9描述根据第三实施例的燃料喷射设备300的构造。

筒体356的内壁表面部分356a设置有连通槽357a、可滑动接触壁表面357b、板止挡部分358a以及子连通槽357g。与第二实施例中的连通道257a(参见图6)一样，连通槽357a沿着筒体356的轴向延伸，从而将流入腔53a连接至背压腔53b。一对连通槽357a设置于内壁表面部分356a上。连通槽357a布置为在筒体356的圆周方向上彼此隔开180°。在与筒体356的轴向垂直的径向横截面中，连通槽357a的底部357d具有圆弧形状。可滑动接触壁表面357b布置于彼此邻接的连通槽357a之间，并且可滑动地接触浮板370的外周壁表面部分374。

板止挡部分358a具有朝着内壁表面部分356a的径向内侧突出的台阶形状，并且与作为浮板370在背压腔53b一侧上的端面的压力接触表面377相对。板止挡部分358a将通过浮板370与流入通道52分开的位移形成为与浮板370的压力接收表面377相接触，因此板止挡部分358a限制浮板370的位移。两个子连通槽357a设置于板止挡部分358a处。

两个子连通槽357g分别连接至两个连通槽357a。因此，每个连通槽357a与每个子连通槽357g相合并以将流入腔53a连接至背压腔53b。每个子连通槽357g布置为在筒体356的圆周方向上彼此隔开180°。在与筒体356的轴向垂直的径向横截面中，子连通槽357g具有圆弧形状。子连通槽357g和连通槽357a的底部357d彼此同轴且具有相同的半径。子连通槽357的圆弧形的中心在筒体356的径向上定位于板止挡部分358a的内侧。因而，子连通槽357g的通道面积在从流入腔53a至背压腔53b的流动方向上在接近下游侧时变大。

如上所述，通过提供具有子连通槽357g的板止挡部分358a，即使在浮板370和板止挡部分358彼此相接触时，燃料也能在流入腔53a和背压腔53b之间流动。因而，在浮板370的压力接收表面377中能省略对应于径向槽77a(参见图3)的构造。

在第三实施例中，子连通槽357g设置于板止挡部分358a中，并且与连通槽357a相合并以将流入腔53a连接至背压腔53b，因此确保燃料从流入腔53a流入背压腔53b。因此，其防止背压腔53b内的压力复原由于压力接收表面377和板止挡部分358之间的接触而中断。因而，能提高燃料喷射设备300中喷嘴针60在阀闭合时和阀打开时的响应性。

另外，在第三实施例中，子连通槽357g的通道面积在接近下游侧时变大，因此流过子连通槽357g的燃料的压力在接近燃料下游侧时变小。由此，流过连通槽357a和子连通槽357g的燃料被朝着下游侧吸引，因此这允许燃料更平稳地从流入腔53a流入背压腔53b。因而，压力复原所用的时间能缩短，因此能进一步提高喷嘴针60在阀闭合时的响应性。

在第三实施例中，多个连通槽357a和多个子连通槽357g可提供为超过两个，从而允许燃料由此从流入腔53a流入背压腔53b的通道面积的扩大。另外，通过在筒体356的圆周方向上彼此等距地间隔开多个连通槽357a和多个子连通槽357g，燃料能在浮板370周围均匀地流动。因而，浮板的倾斜能受到限制。如上所述，通道面积扩大并且浮板370的姿势稳定，因此背压腔53b中的压力复原快速且平稳地实现。因而，喷嘴针60的运动开始时间提前，并且时间波动能很小。因此，能提高喷嘴针60在阀闭合时的响应性。

在第三实施例中，在浮板370中能省略用于连通的径向槽，因此制造浮板370的成本能降低。另外，在筒体356的横截面中，子连通槽357g和连通槽357a分别由彼此同轴且具有相同半径的圆弧限定。因而，用于在筒体356中形成连通槽357a和子连通槽357g的切割处理能用同一工具同时实施。因此，同时形成连通槽357a和子连通槽357g引起筒体356的制造成本下降。由此，能在燃料喷射设备300中在低成本之下提高喷嘴元件在阀闭合时和阀打开时的响应性。

在第三实施例中，控制体340是权利要求中描述的阀体的示例，筒体356是权利要求中描述的筒形元件的示例，内壁表面部分356a是权利要求中描述的筒形内壁部分的示例，并且浮板370是权利要求中描述的控制元件的示例。

(第四实施例)

图10中所示的第四实施例是第二实施例的变型示例。第四实施例的燃料喷射设备400包括与第二实施例中的筒体256相应的筒体456。下文中，根据第四实施例的燃料喷射设备400的构造将基于图10和图6详细进行描述。

筒体456的内壁表面456a具有连通壁部分457c和与第二实施例中的连通槽257a基本上相应的四个连通槽457a。连通壁部分457c布置于在筒体456的圆周方向上彼此邻接的连通槽457a之间，并且在浮板70和外周壁表面部分74之间限定将流入腔53a连接至背压腔53b的连通间隙475。

在第四实施例中，连接流入腔53a和背压腔53b的通路的充分通道面积由连通槽457a确保。因而，能提高喷嘴针60在阀闭合时的响应性。

另外，充分的通道面积由连通槽457a确保，因此由连通间隙475限定的通道面积无需扩大。因而，连通槽475的深度能变小，以限制浮板70的轴线的倾斜。另一方面，即使连通间隙475的通道面积较小，形成连通间隙475引起连接流入通道53a和背压腔53b的通路的总通道面积的扩大。因此，从流入腔53a流入背压腔53b的燃料的量增大。因而，压力复原所需的时间缩短，因此能进一步提高喷嘴针60在阀闭合时的响应性。

在第四实施例中，筒体456是权利要求中描述的筒形元件的示例，并且内壁表面部分456a是权利要求中描述的筒形内壁部分的示例。

(第五实施例)

图11中所示的第五实施例是第二实施例的另一个变型示例。在第五实施例的燃料喷射设备500中，布置与第二实施例中的筒体256相应的筒体556。下文中，根据第五实施例的燃料喷射设备500的构造将基于图6和图11详细进行描述。

在筒体556的内壁表面部分556a中，布置分别与第二实施例中的连通槽257a和可滑动接触壁表面257b相应的连通槽557a和可滑动接触壁表面557b。在第五实施例中，连接流入腔53a和背压腔53b的四个连通槽557a在筒体556的圆周方向上彼此等距地间隔开。每个连通槽557a围绕筒体556的中心轴线螺旋形地缠绕并且沿着其延伸。可滑动接触壁表面557b设置于螺旋形连通槽557a之间并且可滑动地接触浮板70的外周壁表面部分74。

在上述第五实施例中，即使连通槽557a螺旋地缠绕，流入腔53a也能经由连通槽557a与背压腔53b连通，因此背压腔53b中的压力复原能快速地实现。因而，即使构造于筒体556的内壁表面部分556a上的连通槽57a是螺旋形的，也能提高喷嘴针60在阀闭合时的响应性。

在第五实施例中，筒体556是权利要求中描述的筒形元件的示例，并且内壁表面部分556a是权利要求中描述的筒形内壁部分的示例。

(第六和第七实施例)

图12和13中示出的本发明的第六和第七实施例是第二实施例的另一个变型示例。第六和第七实施例的燃料喷射设备600、700分别包括与第二实施例中的筒体256(参见图6)相应的筒体656、756。在筒体656、756的每个内壁表面部分656a、756a上，刻槽形成为连通槽657a、757a，以使得流入腔53a与背压腔53b连通。例如，JISB-0951中限定的内容适合于这种刻槽。

具体地，如图12中所示，作为第六实施例中的连通槽657a的刻槽通过在筒体656的圆周方向上彼此均匀地间隔开的沿着筒体656的轴向延伸的密纹来构造。图12的刻槽与上述JISB-0951中限定的平行类型的那种相应。导入流入腔53a的燃料流过刻槽并且在位移轴向上穿过浮板70，并且由此燃料到达背压腔53b。

而且，如图13中所示，作为第七实施例中的连通槽757a的刻槽通过在筒体656的圆周方向上彼此均匀地间隔开的围绕筒体756的中心轴线螺旋缠绕并且沿着其延伸的密纹来构造。通过改变每个螺旋槽的旋转方向，多个密纹彼此交叉，并且这形成条纹图案。刻槽相应于上述JISB-0951中限定的菱形刻槽。导入流入腔53a的燃料流过刻槽并且在位移轴向上穿过浮板70，从而流入背压腔53b。

如在第六和第七实施例中描述的，刻槽能形成为连通槽657a、757a。即使上述刻槽允许燃料从流入通道53a流入背压腔53b，因此背压腔53b中的压力复原能迅速地实现。因此，能提高喷嘴针60在阀闭合时的响应性。

(第八实施例)

图14中所示的第八实施例也是第一实施例的另一个变型示例。在第八实施例的燃料喷射设备800中，省略相应于在第一实施例中限定压力控制腔53的径向的筒体56(参见图3)的结构。另外，作为相应于第一实施例中的喷嘴体41(参见图3)的结构，提供第一喷嘴体841a和第二喷嘴体841b。下文，将基于图14描述根据第八实施例的燃料喷射设备800的构造。

第一喷嘴体841a和第二喷嘴体841b按照此顺序从控制体840的末端布置。喷孔44(参见图2)构造于第一喷嘴体841a的末端上。压力控制腔53布置于第二喷嘴体841b内。

第一喷嘴针本体841a和第二喷嘴针本体841b包括喷嘴针容纳部分843和供应通道843a。喷嘴针容纳部分843和供应通道843a分别相应于第一实施例的喷嘴针容纳部分43和供应通道43a。

喷嘴针容纳部分843定位于第一喷嘴针本体841a和第二喷嘴针本体841b的径向中央部分中，并且构造为形成于喷嘴体841a、841b中。在第二喷嘴体841b一侧的内壁表面部分856a上，控制壁表面部分857、筒体滑动表面部分859、板止挡部分858a以及针止挡部分858b提供为喷嘴针容纳部分843。控制壁表面部分857、筒体滑动表面部分859、板止挡部分858a和针止挡部分858b基本上类似于第一实施例中形成于筒体56的内壁表面部分56a中的相应部件57、59、58a、58b(参见图3)。第八实施例的压力控制腔53由第二喷嘴体841b的控制壁表面部分857、喷嘴针60的压力接收表面61以及开口壁表面90限定。

供应通路843a定位于压力控制腔53的外周侧处并且构造为在第一喷嘴体841a和第二喷嘴体841b中延伸。供应通路843a沿着控制体840的轴向延伸并且在轴向上的末端侧处连接至喷嘴针容纳部分843。由此，供应通路843a用喷嘴针容纳部分843供应高压燃料。

在上述第八实施例的控制体840中，布置压力控制腔53和供应通路843a。压力控制腔53限制喷嘴针60的运动，并且供应通路843a是高压燃料由此流入喷孔44(参见图2)的部分。在第一实施例中，通过保持于喷嘴针容纳部分43内的筒体56，压力控制腔53与供应通路43a分开(参见图3)。另一方面，在第八实施例中，供应通路843a布置于压力控制腔53的外周侧处，因此在压力控制腔53与供应通路843a分开的状态下，压力控制腔53由第二喷嘴体841b限定。

如上所述，限定压力控制腔53的部件可根据燃料喷射设备的构造而改变。然而，不管限定压力控制腔53的部件，如果连通槽857a形成于限定压力控制腔53的内壁表面部分856a上并且这允许燃料从流入腔53a流入背压腔53b，背压腔53b中的压力复原能迅速地实现。由此，不管燃料喷射设备的构造，形成连通槽857a引起喷嘴针60在阀闭合时的响应性的提高。

在第八实施例中，控制体840是权利要求中描述的阀体的示例，第一喷嘴体841a和第二喷嘴体841b是权利要求中描述的喷嘴元件的示例，并且内壁表面部分856a是权利要求中描述的筒形内壁部分的示例。

虽然本发明已经参照附图结合其优选实施例进行描述，但是要注意到，各种改变和变型对于本领域技术人员将变得明显。

在上述实施例中，提到了其中两个至四个连通槽布置为在筒体的圆周方向上在内壁表面部分上彼此等距地间隔开的构造。然而，连通槽的数量、位置和构造不限于此。例如，仅一个连通槽能布置于燃料喷射设备中筒体的内壁表面部分上。

在上述实施例中，可滑动接触壁表面或连通壁部分的任一个设置于布置在筒体的内壁表面部分上的连通槽之间。然而，可滑动接触壁表面和连通壁部分能同时设置。这种设置引起浮板倾斜的限制并且确保充分的燃料从流入腔53a流入背压腔53b。

在上述第三实施例中，子连通槽357g的通道面积构造为朝着下游侧变大。然而子连通槽357g的构造不限于第三实施例的构造。例如，子连通槽能沿着径向延伸并且构造为具有同样的通道面积。而且，子连通槽的数量和位置不限于上述构造。

在上述实施例中，在燃料喷射设备的轴向上，与其中提供插座部分48c的基端侧相比，压力控制腔53布置于更靠近其中形成喷孔44的末端侧的部分中。然而，在通常流行的燃料喷射设备中，与用于控制喷嘴针运动的压力控制腔相应的构造布置于与末端侧相比更靠近基端侧的位置中。本发明能应用于这种通常流行的燃料喷射设备中。更具体地，在上述第一至第七实施例中，由形成控制体的多个部件，尤其是筒体，限定压力控制腔53。在第八实施例中，压力控制腔53主要由第二喷嘴体841b限定。然而，压力控制腔53能由形成控制体并且除了筒体和喷嘴体之外的部件限定，比如与上述实施例中的保持件48相应的部件。

在上述实施例中，使用通过螺线管31的电磁力移动可动元件的结构，作为用于打开和闭合控制压力控制腔53中的燃料压力的压力控制阀80的驱动部分。然而，能使用除了螺线管31以外的驱动部分，例如压电元件。即使在此情况下，用于打开和闭合压力控制阀80的驱动部分也能基于来自发动机控制器17的控制信号操作。

在上面的实施例中，本发明应用至用于将燃料直接喷入燃烧室22的柴油机20的燃料喷射设备。然而，本发明可应用至用于任何内燃机比如奥托循环发动机等的燃料喷射设备，而不限于柴油机20。另外，由燃料喷射设备喷射的燃料不限于轻油，而是可以为汽油、液化石油气等。而且，本发明可应用至将燃料喷射至用于燃烧燃料的发动机比如外燃机的燃烧室的燃料喷射设备。

Claims (14)

1.一种燃料喷射设备，其包括：

其中设置高压燃料通路的阀体(40)，阀体在末端具有喷孔(44)，高压燃料从喷孔喷射入内燃机的燃烧室；

阀元件(60)，其能够在阀体的内部在阀体的轴向上移动，并且打开或闭合喷孔；

压力控制腔(53)，其相对于阀元件在与喷孔相反的一侧设置于阀体内，并且其引入高压燃料且通过利用燃料压力来控制阀元件的运动；

流入通道(52)，高压燃料通过流入通道导入压力控制腔；

流出通道(54)，燃料从压力控制腔通过流出通道排出至外部低压侧，以及

控制元件(70)，其能够在阀体的内部在阀体的轴向上移动，并且打开或闭合流入通道，其中

阀体设置有供应通路(43a)，高压燃料通过供应通路供应入布置于末端处的喷孔，

阀体包括筒形元件(56)，其保持于供应通路内，在内周侧限定筒形内壁部分(56a，256a，356a，456a，556a，656a，756a，856a)，并且将压力控制腔与供应通路沿阀体的径向分开，

筒形元件具有从筒形内壁部分凹陷的连通槽(57a，257a，357a，457a，557a，657a，757a，857a)，其中所述连通槽引起流入腔(53a)与背压腔(53b)相连通，流入腔相对于控制元件在流入通道侧设置于压力控制腔内，背压腔相对于控制元件在阀元件侧设置于压力控制腔内，

阀体设置有与控制元件在背压腔侧的端面相对的限制部分(358a)，

限制部分设置有与连通槽一起引起流入腔和背压腔相连通的子连通槽(357g)，以及

子连通槽构造为在从流入腔至背压腔的燃料流动方向上在接近下游侧时增大通道面积。

2.一种燃料喷射设备，其包括：

其中设置高压燃料通路的阀体(40)，阀体在末端具有喷孔(44)，高压燃料从喷孔喷射入内燃机的燃烧室；

阀元件(60)，其能够在阀体的内部在阀体的轴向上移动，并且打开或闭合喷孔；

压力控制腔(53)，其相对于阀元件在与喷孔相反的一侧设置于阀体内，并且其引入高压燃料且通过利用燃料压力来控制阀元件的运动；

流入通道(52)，高压燃料通过流入通道导入压力控制腔；

流出通道(54)，燃料从压力控制腔通过流出通道排出至外部低压侧，以及

控制元件(70)，其能够在阀体的内部在阀体的轴向上移动，并且打开或闭合流入通道，其中

阀体具有形成所述末端的喷嘴元件(841a，841b)，在喷嘴元件中设置所述喷孔，并且

喷嘴元件限定沿喷嘴元件的径向将压力控制腔分开的筒形内壁部分(56a，256a，356a，456a，556a，656a，756a，856a)，并且限定定位于压力控制腔的外周侧以将高压燃料供应入喷孔的供应通道(843a)，

喷嘴元件具有从筒形内壁部分凹陷的连通槽(57a，257a，357a，457a，557a，657a，757a，857a)，其中所述连通槽引起流入腔(53a)与背压腔(53b)相连通，流入腔相对于控制元件在流入通道侧设置于压力控制腔内，背压腔相对于控制元件在阀元件侧设置于压力控制腔内，

阀体设置有与控制元件在背压腔侧的端面相对的限制部分(358a)，

限制部分设置有与连通槽一起引起流入腔和背压腔相连通的子连通槽(357g)，以及

子连通槽构造为在从流入腔至背压腔的燃料流动方向上在接近下游侧时增大通道面积。

3.根据权利要求1或2的燃料喷射设备，其中

筒形内壁部分在控制元件的围绕位移轴线的外周壁部分处设置有可滑动接触壁表面(57b，257b，357b，557b)。

4.根据权利要求1或2的燃料喷射设备，其中

筒形内壁部分设置有连通壁表面，其限定筒形内壁部分和控制元件的围绕位移轴线的外周壁之间的连通间隙，并且连通间隙引起流入腔与背压腔相连通。

5.根据权利要求1或2的燃料喷射设备，其中

连通槽的底部(257d，357d)在径向横截面上具有弓形形状。

6.根据权利要求1或2的燃料喷射设备，其中

多个连通槽布置为在筒形内壁部分的圆周方向上彼此间隔开。

7.根据权利要求6的燃料喷射设备，其中

连通槽在圆周方向上彼此等距地间隔开。

8.根据权利要求1或2的燃料喷射设备，其中

限制部分构造为朝着筒形内壁部分的径向内侧突出的台阶形状。

9.根据权利要求1或2的燃料喷射设备，其中

筒形内壁部分包括在圆周方向上彼此间隔开的多个连通槽(357a)，

限制部分包括多个子连通槽(357g)，其分别连接至连通槽并且在圆周方向上彼此间隔开，并且

连通槽和子连通槽在圆周方向上彼此等距地间隔开。

10.根据权利要求1或2的燃料喷射设备，其中

连通槽的底部(357d)构造为圆弧形径向横截面，并且子连通槽构造为与底部同轴并且具有与底部相同的半径的圆弧形。

11.根据权利要求10的燃料喷射设备，其中

子连通槽的圆弧形的中心定位于限制部分的径向内侧。

12.根据权利要求7的燃料喷射设备，其中

连通槽通过在筒形内壁部分中设置刻槽来构造。

13.根据权利要求1或2的燃料喷射设备，其中

连通槽沿着轴向延伸。

14.根据权利要求1或2的燃料喷射设备，其中

连通槽围绕筒形内壁部分的中心轴线螺旋地缠绕并且沿着其延伸。