CN108071539A - 燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃料喷射器，该燃料喷射器的喷射孔包括：内孔段，所述内孔段相对于内表面的法线远离第一侧倾斜地从喷射器顶端的底壁延伸，以限定与所述内表面形成钝角的位于第一侧的第一内侧壁表面和与所述第二侧的内表面形成锐角的位于与所述第一侧相反的第二侧的第二内侧壁表面；中间孔段，所述中间孔段包括第一中间侧壁表面，该第一中间侧壁表面从所述第一内侧壁表面朝向所述第一侧倾斜地延伸；和外孔段，所述外孔段包括第一外侧壁表面，该第一外侧壁表面从所述第一中间侧壁表面朝向所述第一侧倾斜地延伸。在内孔段的内端的径向外侧形成有凹部。

Description

燃料喷射器

技术领域

本发明涉及一种用于内燃发动机的燃料喷射器。

背景技术

在用于汽车的内燃发动机的直喷燃料喷射器中，期望将喷射燃料雾化并减少喷射燃料渗透，以便抑制燃料粘结至气缸壁表面和活塞冠表面。JP2010-248919A公开了一种促进燃料雾化的方法。根据该方法，在喷射孔中形成由增大直径部分构成的扩散器部分，使该喷射孔的出口端在直径上大于其入口端，从而在喷射孔中产生燃料流的分离漩涡。

然而，鉴于进一步改善热效率并对环境影响最小化，期望将燃料进一步雾化并进一步减少渗透。

发明内容

鉴于现有技术的这些问题，本发明的主要目的是提供一种允许燃料进一步雾化并进一步减少渗透的燃料喷射器。

为了实现该目的，本发明提供了一种燃料喷射器，该燃料喷射器包括：喷嘴(21)，该喷嘴包括：管状喷嘴主体(27)，该管状喷嘴主体(27)沿着预定的喷嘴中心轴线(X)延伸并且在内部限定燃料通路(26)；和喷嘴顶部(28)，该喷嘴顶部(28)包括底壁(30)，该底壁以与所述喷嘴中心轴线同轴的关系限定面对所述燃料通路的环状阀座(29)，所述喷嘴顶部设置有穿过所述底壁并且被所述环状阀座包围的多个喷射孔(35)；以及阀构件(23)，该阀构件(23)在所述燃料通路中布置成可沿着所述喷嘴中心轴线移动并且被构造成选择性地坐置在所述阀座上；其中所述喷射孔中的至少一个喷射孔从燃料通路侧开始顺序地包括内孔段(71)、中间孔段(72)和外孔段(73)，所述内孔段相对于所述底壁的内表面的法线远离第一侧倾斜地从所述底壁的内表面(60)延伸，从而限定位于所述第一侧的第一内侧壁表面(81)和位于与所述第一侧相反的第二侧的第二内侧壁表面(82)，该第一内侧壁表面相对于所述第一侧的所述内表面形成钝角，该第二内侧壁表面相对于所述第二侧的所述内表面形成锐角，所述中间孔段包括第一中间侧壁表面(83)，该第一中间侧壁表面连接至所述第一内侧壁表面从而相对于所述第一内侧壁表面朝向所述第一侧倾斜地延伸，并且所述外孔段包括第一外侧壁表面(85)，该第一外侧壁表面连接至所述第一中间侧壁表面，从而相对于所述第一中间侧壁表面朝向所述第一侧倾斜地延伸；其中在所述内孔段的内端的相对于所述喷嘴中心轴线来说的径向外侧上和/或在所述阀构件的、与所述内孔的内端的相对于所述喷嘴中心轴线来说的所述径向外侧对置的部分上形成有凹部(65；89)。

由此，从所述喷射孔喷射的燃料可进一步雾化，并且能够限制渗透。当阀构件被从阀座抬起时，部分燃料从径向外方向流入内孔段，并且凹部增加该流动的横截面积，从而使得该区域中的燃料流的速率减小。另外，第二侧的内侧壁表面相对于底壁的内表面形成锐角。因此，从第二侧进入内孔段的燃料流部分在进入内孔段之后立即与第二侧的内壁侧表面分离，并且所得到的湍流促进燃料雾化。另外，因为位于第一侧的中间侧壁表面远离第二侧倾斜，所以防止了前进到中间孔段内的燃料流与第一侧的中间侧壁表面碰撞。类似地，因为第一侧的外侧壁表面远离第二侧倾斜，所以防止了前进到外孔段内的燃料流与第一侧的外侧壁表面碰撞。由此，防止燃料流的圆锥变窄。由于这些特征，促进了燃料雾化，并且使燃料流的渗透最小化。

在本发明中，优选的是，所述中间孔段包括位于所述第二侧的第二中间侧壁表面(84)，该第二中间侧壁表面在同一方向上从所述第二内侧壁表面连续地延伸。

由此，简化了喷射孔的钻孔工作，同时确保燃料流与位于第二侧的侧壁表面有利地分离。

在上述构造中，优选的是，所述外孔段包括位于第二侧的第二外侧壁表面(86)，所述第二外侧壁表面(86)从所述第二中间侧壁表面朝向所述第二侧倾斜地延伸距所述第二中间侧壁表面较短的距离，然后与所述第二中间侧壁表面平行地延伸。

该特征也方便喷射孔的钻孔工作，同时确保燃料流与位于第二侧的侧壁表面的有利分离，防止所喷射的燃料的圆锥变窄。

优选地，所述外孔段包括位于所述第二侧的第二外侧壁表面，该第二外侧壁表面与所述第一外侧壁表面基本平行地延伸。

由此，能够简化外孔段的钻孔工作。

还优选地，所述外孔段包括位于所述第二侧的第二外侧壁表面，该第二外侧壁表面与所述第二内侧壁表面基本平行地延伸。

由此，能够在平行于所述内孔段的方向上钻设外孔段，并且因此能够方便外孔段的钻孔工作。

在本发明中，优选地，所述中间孔段的横截面积大于所述内孔段更大的横截面积，并且所述外孔段的横截面积大于所述中间孔段的横截面积。

由此，防止分离的燃料流与相对的侧壁表面发生碰撞，从而防止所喷射的燃料的圆锥变窄，促进燃料雾化，并且使燃料渗透最小化。

优选地，所述内孔段由具有恒定圆形横截面的线性延伸孔构成。

由此，能够简化喷射孔的内孔段的钻孔工作。

还优选地，所述外孔段具有由具有恒定圆形横截面的线性延伸孔构成的最外侧部分。

由此，能够简化喷射孔的外孔段的钻孔工作。

根据本发明的优选实施方式，所述喷射孔相对于所述喷嘴中心轴线沿着同心圆形成在所述喷嘴顶部的底壁中，并且所述凹部包括同心地包围所述喷射孔的环状凹部。

由此能够以简单且精确的方式形成所述凹部。

优选地，所述底壁包括限定凹入内表面(31)和凸出外表面(32)的圆锥形或圆顶形的壁，并且所述凹部包括正交于所述喷嘴中心轴线的环状底表面(66)和与所述喷嘴中心轴线平行地延伸的圆筒状侧表面(67)。

由此，能够实现燃料流的均匀且有利的分布，从而能够以廉价的方式实现有利的燃料雾化和燃料渗透的减少。

因而，本发明提供了一种允许进一步雾化燃料并进一步减少渗透的燃料喷射器。

附图说明

图1是包括根据本发明的第一实施方式的燃料喷射器的内燃发动机的剖视图；

图2是燃料喷射器的剖视图；

图3是燃料喷射器的顶部的放大剖视图；

图4是从喷嘴顶部的内部看时喷嘴顶部的平面图；

图5是从喷嘴顶部的外部看时喷嘴顶部的仰视图；

图6是沿着图2的线VI-VI截取的第一和第六喷射孔的剖视图；

图7是沿着图4的线VII-VII截取的第二喷射孔的剖视图；

图8是沿着图4的线VIII-VIII截取的第四喷设孔的剖视图；

图9是作为代表性示例给出的其中一个喷射孔的剖视图；

图10a和10b是示出了用于与本发明的第一实施方式比较的喷射孔的两个示例的剖视图；

图11是示出了根据本发明的第一实施方式的喷射孔中的燃料流的示意图；

图12示出了从根据本发明的第一实施方式的燃料喷射器和比较例的燃料喷射器的喷射孔喷射的燃料的摄影图像；

图13是示出了用于第一实施方式的燃料喷射器和比较例的燃料喷射器的燃料压力和对应的渗透之间的关系的曲线图；

图14是示出了用于第一实施方式的燃料喷射器和比较例的燃料喷射器的燃料压力和对应平均粒径之间的关系的曲线图；

图15是根据本发明的第二实施方式的喷射孔的剖视图；以及

图16是根据本发明的第三实施方式的燃料喷射器的顶端部的放大图。

具体实施方式

(第一实施方式)

在下文中参照附图描述根据本发明的第一实施方式的用于汽车内燃发动机的直喷燃料喷射器。

如图1所示，汽车的内燃发动机1设置有气缸体2和附装至气缸体2的上端的气缸盖3。在气缸体2中形成有多个气缸4，活塞5沿着气缸4的轴线可滑动地接收在每个气缸4中。在气缸盖3的面对相应气缸4的部分中形成有基本成屋顶形状的多个燃烧室凹部6。每个燃烧室凹部6与对应活塞5的上表面协同地限定燃烧室7。

一对进气口11形成在每个燃烧室凹部6的一侧。每个进气口11从燃烧室凹部6延伸至气缸盖3的侧壁并且通向外部。一对排气口12形成在燃烧室凹部6的另一侧。每个排气口12从燃烧室凹部6延伸到气缸盖3的另一个侧壁并通向外部。每个进气口11位于燃烧室7侧的一端设置有用于选择性地关闭进气口11的进气门13，该进气门13由提升阀构成。每个排气口12位于燃烧室7侧的一端设置有用于选择性地关闭排气口12的排气门14，该排气门14由提升阀构成。火花塞安装孔16在竖直方向上居中地穿入到气缸盖3的部分中，并且火花塞17拧入在火花塞安装孔16中。

燃料喷射器孔19穿入气缸盖3的位于气缸盖3的进气侧的部分内。燃料喷射器孔19具有相对于气缸4的中心轴线成角度的中心轴线X。燃料喷射器孔19的内端位于两个进气口11之间，并且燃料喷射器孔19的外端在低于进气口11但高于气缸体2的位置处在气缸盖3的对应侧壁处开口。

燃料喷射器20插入在燃料喷射器孔19中。燃料喷射器20沿着轴线X延伸。燃料喷射器20的顶端暴露于燃烧室7，而燃料喷射器20的基端则伸到气缸盖3之外。

如图2中所示，燃料喷射器20包括设置在其顶端处的喷嘴21、设置在基端中的壳体22、可滑动地接收在喷嘴21中的阀构件23和容纳在壳体22中的螺线管24。由塑料材料制成的罩构件25是在壳体22的外周上成型的嵌件。

喷嘴21包括沿着轴线X(喷嘴轴线X)延伸并且在内部限定用于传导燃料的第一流动通路26的圆筒状喷嘴主体27。喷嘴轴线X与燃料喷射器20的轴线同轴地布置。喷嘴主体27的基端部在直径方面相对于其顶端部扩大。喷嘴主体27的顶端部通过喷嘴顶部28而关闭。在当前实施方式中，喷嘴顶部28是组装至喷嘴主体27的单独构件，但是在其它实施方式中，喷嘴顶部28可以是与喷嘴主体27一体的构件。

如图3所示，喷嘴顶部28设置有底壁30，该底壁限定面对喷嘴21的基端侧(第一流动通路26侧)的内表面31和背离基端侧的外表面32。如稍后将描述的，喷嘴顶部28设置有形成在底壁30的内表面31上的环状阀座29以及贯穿底壁30的多个喷射孔35。在当前实施方式中，喷射孔35包括第一至第六喷射孔35A至35F(参见图4和图5)。在如下描述中，将后缀A至F附加至参考数字以单独地表示第一至第六喷射孔35A至35F，而在统指喷射孔35时将后缀A至F省略。

如图2所示，壳体22通过组合第一壳体部分37和第二壳体部分38而形成。第一壳体部分37形成为具有两个开口端的圆筒状形状，并且在内部限定用于引导燃料的第二流动通路39。第一壳体部分37的一端被插入到喷嘴主体27的基端的开口内，从而将第一流动通路26和第二流动通路39连接至彼此。第一壳体部分37在距离其一端预定距离处设置有径向向外突出的第一径向凸缘41。喷嘴主体27和第一壳体部分37之间的相对轴向位置通过第一凸缘41抵靠喷嘴主体27的基端的端面来确定。第一凸缘41从喷嘴主体27的基端部分的外周表面向外突出。

第二壳体部分38形成为具有两个开口端的管状形状，并且在其顶端部分处设置有径向向内突出的径向第二凸缘42。第二壳体部分38装配在喷嘴主体27的基端部分的外周和第一壳体部分37上，从使得第二壳体部分38的内圆周表面与第一径向凸缘41的外圆周表面接触，并且使得第二径向凸缘42的内圆周表面与喷嘴主体27的基端部分的外圆周表面接触。以喷嘴轴线X为中心的环状空间由喷嘴主体27的基端部分、第二壳体部分38、第一径向凸缘41和第二径向凸缘42限定，并且环状螺线管24被收纳在该环状空间中。螺线管24通过导线连接至由罩构件25形成的连接器中的端子。螺线管24通过这些端子连接至控制电路，从而从电源接收受控的电力。

阀构件23包括在第一流动通路26中沿着喷嘴轴线X延伸的柱状轴杆45和以同轴关系形成在轴杆45的基端处的圆盘46。圆盘46具有预定厚度并且具有与喷嘴主体27的基端部分的内圆周表面滑动接触的外周表面。多个通孔47在轴向方向上穿过圆盘46。阀构件23可相对于喷嘴主体27在轴向方向上移位。轴杆45的顶端48形成为被构造成坐置在阀座29上的球形。

具有两个开口端的圆筒状弹簧座51被压配合到第一壳体部分37的第二流动通路39内。由压缩螺旋弹簧构成的弹簧52插设在弹簧座51和圆盘46之间。弹簧52朝向喷嘴21的顶侧或者说沿使阀构件23安置在阀座29上的方向推动阀构件23。

第一壳体部分37的基端部分连接至燃料管(未在图中示出)，从而由燃料泵(未在图中示出)加压的燃料经由该燃料管供应至第一和第二流动通路26和39。当阀构件23坐置在阀座29上时，不向喷射孔35供应燃料，因而不会从喷射孔35喷射燃料。当向螺线管24施加电力时，第一壳体部分37的顶端部分被螺线管24磁化，从而致使圆盘46被吸引到第一壳体部分37的顶端部分，并且将阀构件23从阀座29升起。结果，燃料被供应至喷射孔35，并且从每个喷射孔35喷射燃料。

下面更详细地描述与喷嘴顶部28相关的部分。如图3、图4和图6中所示，在喷嘴顶部28的底壁30的内表面31上形成朝向顶侧凹入并以喷嘴轴线X为中心的锥形表面60。内表面31的锥形表面60的中央部分比内表面31的其余部分朝向顶端侧进一步凹入。除了外表面(下表面)32的中央部分形成为正交于喷嘴轴线X的平坦表面之外，喷嘴顶部28的底壁30的外表面32形成为与凹形内表面31对应的凸表面。

喷嘴顶部28的底壁30的锥形表面60同心地设置有环状阀座29，轴杆45设置有形状为球形、半球形或圆锥形的顶端48，使得顶端48能够在如之前讨论的以喷嘴轴线X为中心的环状接触表面处紧密地接触阀座29。当轴杆45的顶端48坐置在阀座29上时，在轴杆45的顶端48的外表面和喷嘴顶部28的底壁30的内表面31的中央部分之间产生间隙62，并且该间隙62通过阀构件23而与第一流动通路26分离开。

喷射孔35的内端被阀座29包围并且以规则间隔沿着以喷嘴轴线X为中心的圆定位。在图4中(图4是喷嘴顶部28的底壁30的平面图)，第一喷射孔35A被示出为位于上端，第六喷射孔35F位于下端。为了方便描述，如下讨论将以该位置限定为基础，不过在现实中喷嘴轴线X竖直地取向。

第二和第三喷射孔35B和35C定位在第一喷射孔35A的两侧，并且第四和第五喷射孔35D和35E位于第六喷射孔35F的两侧。第一喷射孔35A、第二喷射孔35B、第四喷射孔35D、第六喷射孔35F、第五喷射孔35E和第三喷射孔35C在顺时针方向上顺序地沿着该圆布置，如在图4中看到的。

如图5中所示，喷射孔35的轴线Y在互不相同的方向上延伸。在燃料喷射器20安装在内燃发动机1中的状态下，第一喷射孔35A的轴线YA和第六喷射孔35F的轴线YF布置在由喷嘴轴线X和气缸轴线限定的公共参考平面上。

第一喷射孔35A的轴线YA与喷嘴轴线X基本平行地布置。第六喷射孔35F的轴线YF在参考平面上相对于喷嘴轴线X朝向顶侧向下倾斜。第二喷射孔35B的轴线YB和第三喷射孔35C的轴线YC被布置成关于该参考平面对称。第二喷射孔35B的轴线YB和第三喷射孔35C的轴线YC向下倾斜并且朝向顶侧横向远离参考平面。第四喷射孔35D的轴线YD和第五喷射孔35E的轴线YE被布置成关于参考平面对称。第四喷射孔35D的轴线YD和第五喷射孔35E的轴线YE向下倾斜并且朝向顶侧横向远离所述参考表面。第四喷射孔35D的轴线YD在横向方向和向下方向上比第二喷射孔35B的轴线YB都更急剧地倾斜，并且第五喷射孔35E的轴线YE在横向方向和向下方向上比第三喷射孔35C的轴线YC都更急剧地倾斜。第六喷射孔35F的轴线YF相对于喷嘴轴线X的向下倾角小于第二喷射孔35B的轴线YB和第三喷射孔35C的轴线YC相对于喷嘴轴线X的向下倾角。

如图1中所示，第一至第六喷射孔35A至35F的燃料喷射方向DA至DF在从正交于气缸轴线和喷嘴轴线X限定的参考平面的方向看时向下扩散。第一喷射孔35A的燃料喷射方向DA基本平行于喷嘴轴线X，而第六喷射孔35F的燃料喷射方向DF、第二和第三喷射孔35B和35C的燃料喷射方向DB和DC、以及第四和第五喷射孔35D和35E的燃料喷射方向DD和DE以该顺序逐渐更向下指向。

如图4和图6所示，环状凹部65相对于喷嘴轴线X以同心方式形成在底壁30的锥形表面60中。凹部65由正交于喷嘴轴线X的平面底表面66和基本正交于底表面66并与喷嘴轴线X同心的外圆周表面67(圆筒状侧表面)限定。该底表面66与喷射孔35的径向(相对于喷嘴轴线X)外部重叠，从而每个喷射孔35的上敞开端的径向外部由平面底表面66限定，而喷射孔35的上敞开端的径向内部由喷嘴顶部28的底壁30的锥形表面60限定。凹部65的宽度(底表面66相对于喷嘴轴线X的径向尺寸)优选为喷射孔35的内端的半径的80％到150％，并且凹部65的深度(外圆周表面67的高度)优选为喷射孔35的内端的半径的80％到150％。

图6是包含第一喷射孔35A的轴线YA和第六喷射孔35F的轴线YF的喷嘴顶端28的剖视图。图7是包含第二喷射孔35B的轴线YB的喷嘴顶部28的剖视图。图8是包含第四喷射孔35D的轴线YD的喷嘴顶部28的剖视图。要注意的是，第三喷射孔35C具有与第二喷射孔35B对称的结构，而第五喷射孔35E具有与第四喷射孔35D对称的结构。如图6至图8所示，第一至第五喷射孔35A至35E中的每个都从基端侧开始顺序地包括内孔段71、中间孔段72和外孔段73。内孔段71由具有恒定圆形横截面的线性延伸的孔构成。第一至第五喷射孔35A至35E的轴线YA至YE与相应的第一至第五内孔段71A至71E的轴线重合。

第一至第五喷射孔35A至35E的内孔段71A至71E是相对于锥形表面60的法线从一侧倾斜地远离锥形表面60延伸的笔直圆孔(正圆柱孔)。为了方便如下公开，将每个内孔段71远离地倾斜延伸的侧限定为第一侧，将与该第一侧径向相反的一侧或者说每个内孔段71相对于锥形表面60的法线倾斜地延伸到的一侧限定为第二侧。

因而，内孔段71设置有与锥形表面60的邻接部分形成钝角的位于第一侧的侧壁表面(第一内侧壁表面81)和与锥形表面60的邻接部分形成锐角的位于第二侧的侧壁表面(第二内侧壁表面82)。

中间孔段72设置有：位于第一侧的侧壁表面(第一中间侧壁表面83)，该侧壁表面为第一内侧壁表面81的延续并且相对于第一内侧壁表面81朝向第一侧倾斜；和位于第二侧的侧壁表面(第二中间侧壁表面84)，该侧壁表面是第二内侧壁表面82的延续，并且倾角没有任何变化。

外孔段73设置有：位于第一侧的侧壁表面(第一外侧壁表面85)，该侧壁表面是第一中间侧壁表面83的延续，并且朝向第一侧比第一中间侧壁表面83更急剧地倾斜；和位于第二侧的侧壁表面(第二外侧壁表面86)，该侧壁表面是中间侧壁表面84的延续并且在与第二中间侧壁表面84基本平行地延伸之前朝向第二侧急剧地倾斜(紧邻第二中间侧壁表面84)。

因而，第一内侧壁表面81与邻接锥形表面60形成钝角，第一中间侧壁表面83相对于第一内侧壁表面81朝向第一侧倾斜，而第一外侧壁表面85朝向第一侧更急剧地倾斜。同时，第二内侧壁表面82与邻接锥形表面60形成锐角，第二中间侧壁表面84作为第二内侧壁表面82的线性延伸部而延伸。而第二外侧壁表面86相对于第二内侧壁表面82(朝向第二侧)拉平。

第一喷射孔35A的第一侧与相对于喷嘴轴线X来说的径向外侧重合，并且第一喷射孔35A的第二侧与相对于喷嘴轴线X来说的径向内侧重合。对于第二至第五喷射孔35B至35E中的每个，第一侧相对于源自喷嘴轴线X的径向线成角度(倾斜)。

内孔段72的横截面积大于中间孔段71的横截面积，并且外孔段73的横截面积大于中间孔段71的横截面积。

如下面参照图9所讨论的，可以以不同方式描述第一至第五喷射孔35A至35E。在图9中，将左侧限定为第一侧，并且将右侧限定为第二侧。更具体地说，第一至第五喷射孔35A至35E中的每个都包括：小直径段91，该小直径段91由具有圆形横截面的线性孔构成，该线性孔在相对于锥形表面60的法线倾斜的方向上朝向第二侧延伸；锥形段92，该锥形段92同轴地连接至小直径段91并且设置有逐渐增加的直径；和大直径段93，该大直径段93同轴地连接至锥形段92并且由直径大于小直径段91的具有圆形横截面的基本线性孔构成。

喷射孔35进一步包括：第一扩张部94，该第一扩张部94形成为朝向第一侧扩大锥形段92；和第二扩张部95，该第二扩张部95形成为朝向第一侧扩大大直径段93。小直径段91的上部可以相当于内孔段71。小直径段91的剩余下部分和锥形段92的大部分(包括第一扩张部94)可以相当于中间孔段72。锥形段92的其余部分和大直径段93(包括第二扩张部95)可以相当于外孔段73。第一扩张部94的横向宽度可以基本等于小直径段91的直径，而第二扩张部95的横向宽度可以等于大直径段93的直径。

第一扩张部94的壁表面比小直径段91的对应壁表面更向第一侧(朝向顶端侧)倾斜，并且第二扩张部95的壁表面比第一扩张部94的壁表面更向第一侧(朝向顶端侧)倾斜。

第一扩张部94的基端侧端可以定位在小直径段91的位于第一侧的侧壁表面的轴向中间点。

如图6中所示，第六喷射孔35F包括：小直径段101，该小直径段101由具有圆形横截面并且相对于锥形表面60的法线向第一侧略微倾斜的线性孔构成；锥形段102，该锥形段102与小直径段101同轴，并且具有朝向顶端侧逐渐增加的直径；和大直径段103，该大直径段103由直径比小直径段101大的具有圆形横截面的线性孔构成。

下面讨论第一实施方式的喷射器20的操作模式和优点。具体地说，将第一喷射孔35与图10a中所示的第一比较例的喷射孔200和图10b中所示的第二比较例的喷射孔300进行比较。图10a中所示的第一比较例的喷射孔200包括：小直径段201，该小直径段201由具有圆形横截面并且具有相对于锥形表面60的法线朝向第二侧倾斜的线性孔构成；锥形段202，该锥形段202同轴地并连续地连接至小直径段201并且具有朝向顶端侧逐渐增加的直径；和大直径段203，该大直径段203同轴地并且光滑地连接至锥形段202并且由具有圆形横截面的线性孔构成。图10b中所示的第二比较例的喷射孔300包括与第一比较例的喷射孔200的类似的小直径段301、锥形段302和大直径段303，并且进一步设置有位于小直径段301的内端的第一侧的凹部304。凹部304具有与第一实施方式的凹部65类似的构造。除了喷射孔的构造之外，第一比较例和第二比较例类似于第一实施方式。

当阀构件23从阀座29升起时，在从阀座29的中央部分朝向燃料喷射孔35、200、300的燃料流上，从阀座29的径向向外部分朝向喷射孔35、200、300的燃料流占优势。

如图10a所示，在喷射孔200的情况下，位于第一侧的侧壁表面与锥形表面60形成钝角，而位于第二侧的侧壁表面与锥形表面60形成锐角。然而，从两侧(由虚线箭头和实线箭头表示)流动的燃料部分彼此推靠，从而在小直径段201中不会发生流动分离，特别是不管在位于第二侧的侧壁表面和锥形表面60之间形成的锐角如何。

如图10b所示，在喷射孔300的情况下，由于存在凹部304，与小直径段301的第二侧的燃料流相比，小直径段301的第一侧的燃料流(由虚线箭头表示)速率减小。结果，小直径段301的第二侧的燃料流(由实线箭头表示)受到第一侧的燃料流的干涉较小，结果，由于在位于第二侧的侧壁表面和锥形表面60之间形成的锐角而使得在小直径段301中对于沿着小直径段301的位于第二侧的侧壁表面的燃料流来说可能发生流动分离。结果，在燃料流中产生气穴现象，从而促进燃料雾化。然而，燃料流被推靠在大直径段303的位于第一侧的侧壁上，从而可能发生流体流变窄。结果，妨碍燃料流扩散，而这又导致增加燃料流的渗透。

另一方面，在图11中所示的第一实施方式的喷射孔35的情况下，从第一侧进入喷射孔35的内端的燃料流的速率由于凹部65的存在而减小，这类似于第二比较例的情况。具体而言，因为凹部65沿着阀座29的整个周边延伸，从阀座29的径向向外部分朝向喷射孔35的燃料流相对于从阀座29的中央部分朝向燃料喷射孔35的燃料流不占优势。因此，已经围绕角部(在侧壁表面和锥形表面之间)转弯的沿着位于第二侧的侧壁表面的燃料流不会被从第一侧进入喷射孔35的燃料流推动，从而在紧邻该角部下游的部分中可能发生流动分离。这引发了燃料的气穴现象，而这促进了燃料的雾化。

流动分离致使燃料流沿着第一侧集中。然而，由于中间孔段的位于第一侧的侧壁表面朝向第一侧倾斜，并且外孔段的位于第一侧的侧壁表面在相同方向上甚至更进一步倾斜，因此防止了中间孔段和外孔段中的燃料流汇聚成狭窄燃料流(或者说允许自由扩散)。此外，中间孔段和外孔段的侧壁表面的倾斜角向第一侧逐渐增加也促进了流动分离并因此促进燃料雾化。因此，根据本发明的第一实施方式，能够同时实现有利的燃料雾化和渗透减少。

凹部65通过减小沿着内孔段的位于第一侧的侧壁表面的燃料流速率而促进了限定在内孔段的位于第二侧的侧壁表面和锥形表面60之间的锐角的角部处的流动分离。凹部65的大小和构造可以以如下方式选择，即：使得沿着第一内侧壁表面的燃料流的速率大于沿着第二内侧壁的燃料流的速率。

图12示出了根据本发明的第一实施方式、第一比较例和第二比较例的从喷射孔喷射的燃料的摄影图像。在这些情况中的每种情况下，从燃料喷射时间点开始2ms后获取图像，并且以15MPa的燃料压力将燃料喷射到大气环境。X轴对应于所喷射的燃料的横向扩散，而Y轴对应于所喷射的燃料的竖直扩散。从这些摄影图像可以认识到，从喷射孔35喷射的燃料比从喷射孔200和喷射孔300喷射的燃料表现出了更少的渗透，特别是从喷射孔35喷射的燃料的核心部分不比从喷射孔200和300喷射的燃料的核心部分有力。这意味着从喷射孔35喷射的燃料比从喷射孔200和300喷射的燃料表现出了更小的渗透性。

图13是示出了用于第一实施方式的燃料喷射器和比较例的燃料喷射的燃料压力和对应的渗透之间的关系的曲线图。从该曲线图可以认识到，从喷射孔35喷射的燃料在整个燃料压力范围上表现出了比从喷射孔200和300喷射的燃料低的渗透。

图14是示出了用于第一实施方式的燃料喷射器和比较例的燃料喷射器的燃料压力和对应平均粒径之间的关系的曲线图。粒径由SMD(索特尔平均直径)表示。从该曲线图可以认识到，从喷射孔35喷射的燃料在整个燃料压力范围上表现出了比从喷射孔200和300喷射的燃料小的粒径。

(第二实施方式)

下面参照图15描述根据本发明的第二实施方式的喷射孔35。该实施方式与第一实施方式的不同之处在于，第二外侧壁表面86包括与第一外侧壁表面85平行地延伸的区段(最外侧段)。在这种情况下，外孔段的最外侧部分由具有恒定圆形横截面的线性延伸的孔构成。该实施方式简化了外孔段的机加工。

第二实施方式的该喷射孔35可以以不同方式表征。第二实施方式的喷射孔35可以包括：小直径段91，该小直径段91由具有圆形横截面并且在相对于锥形表面60的法线倾斜的方向上朝向第二侧延伸的线性孔构成；锥形段92，该锥形段92同轴地连接至小直径段91并且设置有逐渐增加的直径；和大直径段93，该大直径段93同轴地连接至锥形段92并且由具有直径大于小直径段91的圆形横截面的基本线性孔构成，其中大直径段93包括形成为使第二外侧壁表面86朝向第一侧的第一狭窄部分96。

(第三实施方式)

图16是根据本发明的第三实施方式的燃料喷射器的顶端部的剖视图。在该实施方式中，省去了第一实施方式的凹部65，并且凹部89形成在轴杆45的顶端48的、与内孔段的内端的第一侧对置的部分中。凹部89可以围绕喷嘴中心轴线X以环状方式形成。类似于第一实施方式的凹部65，与从内孔段的内端的第二侧流动的燃料流的速率相比，该凹部89减小了从内孔段的内端的第一侧流动的燃料流的速率。另选地，凹部65、89可以分散地单独设置在每个喷射孔的内孔段的内端的第一侧。如果期望，可以同时采用形成在锥形表面60中的凹部65和形成在轴杆45的顶端48中的凹部89。

尽管已经就本发明的优选实施方式描述了本发明，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种变更和修改。

Claims (10)

1.一种燃料喷射器，该燃料喷射器包括：

喷嘴，该喷嘴包括：管状喷嘴主体，该管状喷嘴主体沿着预定的喷嘴中心轴线延伸并且在内部限定燃料通路；和喷嘴顶部，该喷嘴顶部包括底壁，该底壁限定以与所述喷嘴中心轴线同轴的关系面对所述燃料通路的环状阀座，所述喷嘴顶部设置有穿过所述底壁并且被所述环状阀座包围的多个喷射孔；以及

阀构件，该阀构件在所述燃料通路中布置成能沿着所述喷嘴中心轴线移动并且被构造成选择性地坐置在所述阀座上；

其中所述喷射孔中的至少一个喷射孔从燃料通路侧开始顺序地包括内孔段、中间孔段和外孔段，

所述内孔段相对于所述底壁的内表面的法线远离第一侧倾斜地从所述底壁的所述内表面延伸，从而限定位于所述第一侧的第一内侧壁表面和位于与所述第一侧相反的第二侧的第二内侧壁表面，该第一内侧壁表面相对于位于所述第一侧的所述内表面形成钝角，该第二内侧壁表面相对于所述第二侧的所述内表面形成锐角，

所述中间孔段包括第一中间侧壁表面，该第一中间侧壁表面连接至所述第一内侧壁表面从而相对于所述第一内侧壁表面朝向所述第一侧倾斜地延伸，并且

所述外孔段包括第一外侧壁表面，该第一外侧壁表面连接至所述第一中间侧壁表面，从而相对于所述第一中间侧壁表面朝向所述第一侧倾斜地延伸；

其中在所述内孔段的内端的相对于所述喷嘴中心轴线来说的径向外侧上和/或在所述阀构件的、与所述内孔段的所述内端的相对于所述喷嘴中心轴线来说的所述径向外侧对置的部分上形成有凹部。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述中间孔段包括位于所述第二侧的第二中间侧壁表面，该第二中间侧壁表面在同一方向上从所述第二内侧壁表面连续地延伸。

3.根据权利要求2所述的燃料喷射器，其中所述外孔段包括位于所述第二侧的第二外侧壁表面，该第二外侧壁表面从所述第二中间侧壁表面朝向所述第二侧倾斜地延伸距所述第二中间侧壁表面较短的距离，然后与所述第二中间侧壁表面平行地延伸。

4.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述外孔段包括位于所述第二侧的第二外侧壁表面，该第二外侧壁表面与所述第一外侧壁表面基本平行地延伸。

5.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述外孔段包括位于所述第二侧的第二外侧壁表面，该第二外侧壁表面与所述第二内侧壁表面基本平行地延伸。

6.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述中间孔段的横截面积比所述内孔段的横截面积大，并且所述外孔段的横截面积比所述中间孔段的横截面积大。

7.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述内孔段由具有恒定圆形横截面的线性延伸孔构成。

8.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述外孔段具有由具有恒定圆形横截面的线性延伸孔构成的最外侧部分。

9.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述喷射孔相对于所述喷嘴中心轴线沿着同心圆形成在所述喷嘴顶部的所述底壁中，并且所述凹部包括同心地包围所述喷射孔的环状凹部。

10.根据权利要求9所述的燃料喷射器，其中所述底壁包括限定凹入内表面和凸出外表面的圆锥形或圆顶形的壁，并且所述凹部包括正交于所述喷嘴中心轴线的环状底表面和与所述喷嘴中心轴线平行地延伸的圆筒状侧表面。