CN103807071A

CN103807071A - 直喷式燃料喷射阀的支承结构

Info

Publication number: CN103807071A
Application number: CN201310529466.6A
Authority: CN
Inventors: 冈本淳; 釜洞敦; 宫下纯一; 住舍宣明
Original assignee: Keihin Dock Co Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: US20140123933A1; CN103807071B; JP5955198B2; JP2014092061A; DE102013221694B4; US9546627B2; DE102013221694A1

Abstract

本发明提供能够长时间稳定地支承燃料喷射阀的直喷式燃料喷射阀的支承结构。在金属制的阀套（1）设有在其轴向支承于发动机（E）的第一载荷承受部（4a），另一方面，在固定铁芯（6）的后端部设有在其轴向支承于弹性保持部件（13）的第二载荷承受部（6c），由以套装在所述燃料入口筒（7）的方式固定于发动机（E）的燃料分配管（D）对所述弹性保持部件（13）赋予朝向前方的设定载荷，从而将所述第一及第二载荷承受部（4a、6c）夹持在发动机（E）和所述弹性保持部件（13）之间。

Description

直喷式燃料喷射阀的支承结构

技术领域

本发明涉及直喷式燃料喷射阀的支承结构的改进，该直喷式燃料喷射阀具备：阀套，其在前端具有阀座；固定铁芯，其连接设置于该阀套的后端；燃料入口筒，其与该固定铁芯的后端相连；可动铁芯，其与所述固定铁芯的前端的吸引面对置；线圈，其配设于所述固定铁芯的外周；阀芯，其收纳于所述阀套并与所述阀座协作；线圈壳体，其用于收纳所述线圈并且该线圈壳体的前端与所述阀套结合；以及合成树脂制的覆盖层，其在从该线圈壳体至所述固定铁芯的范围模压成形并对线圈壳体及固定铁芯之间进行密封，通过对所述线圈通电来使所述固定铁芯吸引所述可动铁芯而使所述阀芯开阀，从而向发动机的燃烧室直接喷射燃料。

背景技术

以往，作为所述直喷式燃料喷射阀的支承结构，如在专利文献1中所公开的，已知如下结构：在阀套设有在其轴向支承于发动机的第一载荷承受部，另一方面，在合成树脂制的覆盖层的后端部设有在其轴向支承于弹性保持部件的第二载荷承受部，并且利用以套装于所述燃料入口筒的方式固定于发动机的燃料分配管对所述弹性保持部件赋予朝向前方的设定载荷，从而将第一及第二载荷承受部夹持在发动机和所述弹性保持部件之间。

专利文献1：日本特开2011-99456号公报

在所述直喷式燃料喷射阀的支承结构中，需要克服发动机的燃烧室的高压力，因此对弹性保持部件赋予的设定载荷非常大。然而，在以往的结构中，由于在合成树脂制的覆盖层的后端部设有在其轴向支承于弹性保持部件的第二载荷承受部，所以由于对弹性保持部件赋予的大的设定载荷，在长时间内在覆盖层产生塑性变形，随之弹性保持部件的设定载荷减少，燃料喷射阀的支承有可能变得不稳定。

发明内容

本发明是鉴于所述情况而完成的，其目的在于，提供能够长时间稳定地支承燃料喷射阀的所述直喷式燃料喷射阀的支承结构。

为达成上述目的，本发明的直喷式燃料喷射阀的支承结构具备：阀套，其在前端具有阀座；固定铁芯，其连接设置于该阀套的后端；燃料入口筒，其与该固定铁芯的后端相连；可动铁芯，其与所述固定铁芯的前端的吸引面对置；线圈，其配设于所述固定铁芯的外周；阀芯，其收纳于所述阀套并与所述阀座协作；线圈壳体，其收纳所述线圈，并且该线圈壳体的前端与所述阀套结合；以及合成树脂制的覆盖层，其在从该线圈壳体至所述固定铁芯的范围模压成形，通过对所述线圈通电来使所述固定铁芯吸引所述可动铁芯而使所述阀芯开阀，从而向发动机的燃烧室直接喷射燃料，其特征在于，在金属制的所述阀套设有在其轴向支承于发动机的第一载荷承受部，另一方面，在所述固定铁芯的后端部设有在其轴向支承于弹性保持部件的第二载荷承受部，由以套装在所述燃料入口筒的方式固定于发动机的燃料分配管对所述弹性保持部件赋予朝向前方的设定载荷，从而将所述第一及第二载荷承受部夹持在发动机和所述弹性保持部件之间。

另外，所述第一载荷承受部对应于后述的本发明的实施方式中的磁性圆筒体的磁轭部4a，所述第二载荷承受部对应于固定铁芯6的后端面6c。

根据本发明的特征，在金属制的阀套设有在其轴向支承于发动机的第一载荷承受部，另一方面，在固定铁芯的后端部设有在其轴向支承于弹性保持部件的第二载荷承受部，由以套装在燃料入口筒的方式固定于发动机的燃料分配管对所述弹性保持部件赋予朝向前方的设定载荷，从而将所述第一及第二载荷承受部夹持在发动机和所述弹性保持部件之间，因此，在第一及第二载荷承受部之间夹有均为金属制的阀套和固定铁芯，即使在这些金属制的部件持续作用弹性保持部件的强力的设定载荷，也不会使这些金属部件产生变形，因此也不会给弹性保持部件的设定载荷带来变化，所以能够长时间稳定地支承燃料喷射阀。另一方面，模压成形于线圈壳体及固定铁芯的覆盖层配置在所述第一及第二载荷承受部的内侧，不会受到弹性保持部件的设定载荷，因此能够长时间确保对线圈壳体及固定铁芯的密封性，而不会产生设定载荷引起的变形。

附图说明

图1是以将本发明的实施方式涉及的电磁式燃料喷射阀安装于发动机的状态示出的主视图。

图2是沿图1的2-2线的剖视图。

图3是图2的3部分的放大图。

标号说明

D：燃料分配管；

E：发动机（气缸盖）；

I：燃料喷射阀；

1：阀套；

4a：第一载荷承受部（磁轭部）；

6：固定铁芯；

6a：固定铁芯的吸引面；

6c：第二载荷承受部（固定铁芯的后端面）；

8：阀座；

13：弹性保持部件；

15：阀芯；

16：可动铁芯；

37：线圈；

38：线圈壳体；

40：覆盖层。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

在图1及图2中，在发动机的气缸盖E设有在燃烧室Ea开口的安装孔Eb，在该安装孔Eb安装有电磁式的燃料喷射阀I。该燃料喷射阀I能够朝向燃料室Ea喷射燃料。此外，在燃料喷射阀I中，以燃料的喷射侧为前方，以燃料的流入侧为后方。

该燃料喷射阀I的阀套1由如下部分构成：金属制的阀套体2，其为中空圆筒状；有底圆筒状的阀座部件3，其嵌合并焊接于该阀套体2的前端部内周面；磁性圆筒体4，其嵌合并焊接于阀套体2后端的大径部2a的外周；和金属制的非磁性圆筒体5，其同轴地结合在该磁性圆筒体4的后端。在非磁性圆筒体5的后端同轴地结合有固定铁芯6，在该固定铁芯6的后端同轴地一体连接设置有燃料入口筒7。固定铁芯6具有与燃料入口筒7的内部连通的中空部6b。

磁性圆筒体4在轴向中间部一体地具有凸缘状的磁轭部4a，该磁轭部4a经由缓冲部件11支承于载荷承受孔Ec，该载荷承受孔Ec围绕气缸盖E的所述安装孔Eb的上端开口部。而且，磁轭部4a构成在燃料喷射阀1的轴向支承于气缸盖E的第一载荷承受部。

在燃料入口筒7的入口安装有燃料过滤器14，在燃料入口筒7的外周隔着密封部件9套装有用于分配高压力的燃料的燃料分配管D。在该燃料分配管D和固定铁芯6的后端面6c之间夹设有由板簧构成的弹性保持部件13，以对该弹性保持部件13赋予预定的设定载荷（压缩载荷）的方式，将燃料分配管D的支架Da通过螺栓12固定安装在设于气缸盖E的支承部Ed。而且，固定铁芯6的后端面6c构成在燃料喷射阀I的轴向支承于弹性保持部件13的第二载荷承受部。这样，燃料喷射阀I借助弹性保持部件13的设定载荷被夹持在气缸盖E及弹性保持部件13之间，并克服了气缸的燃烧室Ea的高压力。

在阀座部件3的前端壁设有圆锥状的阀座8和在该阀座8的中心附近开口的多个燃料喷孔10。

在从阀座部件3至非磁性圆筒体5的范围的阀套1内收纳有由阀芯15及可动铁芯16构成的阀组装体17。阀芯15由与所述阀座8协作来开闭燃料喷孔10的球状的阀部15a、和支承该阀部15a并伸出至固定铁芯6的中空部6b的前端部的阀杆15b构成，在该阀杆15b的中间部外周面嵌合并固定安装有可动铁芯16，该可动铁芯16的后端面与固定铁芯6的前端面即吸引面6a相对置。

阀部15a滑动自如地支承于阀座部件3的内周面，但在该阀部15a的外周形成有容许燃料通过的多个平坦面。另一方面，可动铁芯16滑动自如地支承于磁性圆筒体4的内周面。从而，阀组装体17沿轴向滑动自如地支承于阀座部件3及磁性圆筒体4这两个部位。

在可动铁芯16埋设有从其后端面突出的非磁性体的套环18，通过该套环18与固定铁芯6的吸引面6a抵接，来规定阀芯15的开阀行程。

在可动铁芯16设有使固定铁芯6的中空部6b与阀套1内连通的多个通孔22。可动铁芯16的在阀杆15b周围的后端面成为弹簧座31，在压入固定铁芯6的中空部6b的管状的保持器32和上述弹簧座31之间压缩设置有对可动铁芯16向阀芯15的闭阀侧施力的阀簧33。此时，通过保持器32向固定铁芯6的嵌合深度来调整阀簧33的设定载荷。

在从磁性圆筒体4的后端部至固定铁芯6的外周面套装有线圈组装体35。该线圈组装体35由嵌合在上述外周面的线圈骨架36和卷绕在该线圈骨架36上的线圈37构成，收纳该线圈组装体35的线圈壳体38的前端部载置并焊接在磁性圆筒体4的所述磁轭4a上。

如图2及图3所明确示出的，在所述线圈壳体38的后端部外周面形成有环状的固定槽45。该固定槽45由平坦的环状的前部内侧面45a、比该前部内侧面45a直径小且平坦的环状的后部内侧面45b、以及连接该前部及后部内侧面45a、45b之间的环状的槽底45c构成，该槽底45c形成为至少一部分朝向前方扩径的锥面45c1。在图示例中，该槽底45c由与后部内侧面45b相连的锥面45c1和将该锥面45c1的大径部连接于前部内侧面45a的圆筒面45c2构成。另一方面，在固定铁芯6的外周面形成有多条环状槽46。而且，在从包括上述固定槽45的线圈壳体38的后端部至包括上述环状槽46的固定铁芯6的后端部的范围，模压成形有覆盖它们的合成树脂制的覆盖层40。而且，覆盖层40具备：厚壁的圆筒状的第一密封部40a，其结合于固定铁芯6的外周面；薄壁的环状的第二密封部40b，其与该第一密封部40a的前端相连并填充在上述固定槽45中；以及绝缘部40c，其与第一密封部40a的前端相连并含浸于线圈组装体35中。

另外，在第一密封部40a一体成形有联接器41，该联接器41在第一密封部件40a的一侧突出并对与上述线圈37相连的端子42进行保持。

接着，对该实施方式的作用进行说明。

在线圈37的非通电状态下，利用阀簧33的设定载荷向前方推压阀芯15，使阀芯15落座于阀座8从而封闭燃料喷孔10。即，处于闭阀状态，在可动铁芯16和固定铁芯6的吸引面6a之间保持有预定的间隙。

对线圈37通电后，由此产生的磁通依次经过固定铁芯6、线圈壳体38、磁性圆筒体4以及可动铁芯16，利用其磁力，可动铁芯16克服阀簧33的设定载荷而被固定铁芯6的吸引面6a吸引，非磁性的套环18抵接于吸引面6a而停止。在此期间，阀芯15从阀座8离开，成为开阀状态。阀芯15开阀时，从未图示的燃料泵压送至燃料入口筒7的燃料依次经过管状的保持器32内部、固定铁芯6的中空部6b、可动铁芯16的通孔22、阀套1的内部、阀座而从燃料喷孔10直接喷射至发动机的燃烧室Ea。

在发动机运转中，燃烧室Ea的高压力作为向后方推压阀套1的载荷而作用于阀套1，该后方的载荷由夹装在固定铁芯6和燃料分配管D之间的弹性保持部件13的设定载荷支承，燃料喷射阀I的第一及第二载荷承受部4a、6c夹持在气缸盖E和弹性保持部件13之间。

然而，在上述第一及第二载荷承受部4a、6c之间夹有均为金属制的阀套1和固定铁芯6，即使在这些金属制的部件持续作用弹性保持部件13的强力的设定载荷，也不会使这些金属部件产生变形，因此也不会给弹性保持部件13的设定载荷带来变化，所以能够长时间稳定地支承燃料喷射阀I。

在从线圈壳体38的后端部至固定铁芯6的后端部的范围模压成形的合成树脂制的覆盖层40具备：厚壁的圆筒状的第一密封部40a，其结合于固定铁芯6的外周面；薄壁的环状的第二密封部40b，其与该第一密封部40a的前端相连并填充于上述固定槽45；以及绝缘部40c，其与第一密封部40a的前端相连并含浸于线圈组装体35，因此能够防止雨水和清洗水等从线圈壳体38及固定铁芯6的外周面向线圈37侧浸入。

在因发动机的运转中的线圈37的发热和发动机停止运转时的线圈37的散热而在线圈37周围的固定铁芯6、线圈壳体38及覆盖层40反复进行加热和冷却时，由于磁性体的线圈壳体38及固定铁芯6的热膨胀系数与合成树脂制的覆盖层40的热膨胀系数的差异，因此覆盖层40大幅地反复进行膨胀和收缩。特别地，覆盖层40的第一密封部40a比第二密封部40b的壁厚，因此其膨胀量及收缩量比第二密封部40b大。而且，第一密封部40a的与固定铁芯6的贴合面积比第二密封部40b的与线圈壳体38的贴合面积大，因此第一密封部40a的与固定铁芯6的结合力比第二密封部40b的与线圈壳体38的结合力大，因此，第一密封部40a的膨胀及收缩使第二密封部40b产生移位。

而且，第二密封部40b位于第一密封部40a的前端部外周，因此第一密封部40a在轴向及半径方向膨胀时，如图3所示地在第二密封部40b施加朝向前方外侧的力F1，第一密封部件40a在轴向及半径方向收缩时，对第二密封部件40b施加朝向后方内侧的力F2。

承受这样的力F1、F2的第二密封部40b贴合于线圈壳体38的环状的固定槽45的槽底45c的锥面45c1，并且其锥面45c1形成为朝向前方扩径，并成为沿着上述力F1、F2的方向的形状，因此即使在上述锥面45c1和第二密封部40b之间产生滑动也能够维持贴合状态。因此，即使由于第一密封部40a的膨胀和收缩而在第二密封部40b与固定槽45的平坦的前部及后部内侧面45a、45b中的一方之间产生间隙，也能够保持槽底45c的锥面45c1和第二密封部40b的贴合状态，而且能够维持第二密封部40b对线圈壳体38的密封功能。

另外，虽说第二密封部40b比第一密封部40a壁薄且膨胀量及收缩量较小，但在低温时收缩，增强相对于线圈壳体38的外周的固定槽45的槽底45c的贴合力，因此能够提高对线圈壳体38的密封性。特别地，在低温时，附着的水滴难以蒸发，因此有效提高了第二密封部40b的密封性。

这样的覆盖层40形成于线圈壳体38的外周面及固定铁芯6的外周面，并配置在所述第一及第二载荷承受部4a、6c的内侧，因此不会受到弹性保持部件13的设定载荷，从而能够长时间确保对线圈壳体38及固定铁芯6的密封性，而不会产生设定载荷引起的变形。

本发明不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种设计变更。

Claims

1.一种直喷式燃料喷射阀的支承结构，其具备：阀套（1），其在前端具有阀座（8）；固定铁芯（6），其连接设置于该阀套（1）的后端；燃料入口筒（7），其与该固定铁芯（6）的后端相连；可动铁芯（16），其与所述固定铁芯（6）的前端的吸引面（6a）对置；线圈（37），其配设于所述固定铁芯（6）的外周；阀芯（15），其收纳于所述阀套（1）并与所述阀座（8）协作；线圈壳体（38），其收纳所述线圈（37），并且该线圈壳体（38）的前端与所述阀套（1）结合；以及合成树脂制的覆盖层（40），其在从该线圈壳体（38）至所述固定铁芯（6）的范围模压成形，通过对所述线圈（37）通电来使所述固定铁芯（6）吸引所述可动铁芯（16）而使所述阀芯（15）开阀，从而向发动机（E）的燃烧室（Ea）直接喷射燃料，其特征在于，

在金属制的所述阀套（1）设有在其轴向支承于发动机（E）的第一载荷承受部（4a），另一方面，在所述固定铁芯（6）的后端部设有在其轴向支承于弹性保持部件（13）的第二载荷承受部（6c），由以套装在所述燃料入口筒（7）的方式固定于发动机（E）的燃料分配管（D）对所述弹性保持部件（13）赋予朝向前方的设定载荷，从而将所述第一及第二载荷承受部（4a、6c）夹持在发动机（E）和所述弹性保持部件（13）之间。