CN112041556B - 燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

本申请的燃料喷射阀(1)具有：阀保持件(4)，其配置在外壳(3)内；阀芯(5)，其配置在所述阀保持件(4)的内部；以及阀座(7)，其配置于所述阀芯(5)的下游侧端部，其中，燃料喷射阀包括：环状槽(12)，其形成于所述阀保持件(4)的外周面；上游侧密封定位环(13)，其在游隙嵌合于所述阀保持件(4)的外周面的状态下配置于所述环状槽(12)的位置，且被紧缩以使一部分嵌合在所述环状槽(12)的内部；环状密封构件(14)，其被插入所述阀保持件(4)的外周面并配置在所述上游侧密封定位环(13)下方；以及下游侧密封定位环(15)，其被插入所述阀保持件(4)的外周面并配置在所述环状密封构件(14)下方。

Description

燃料喷射阀

技术领域

本申请涉及一种用于内燃机的燃料供给系统的燃料喷射阀，尤其涉及一种提高安装性的燃料喷射阀。

背景技术

以往的燃料喷射阀1具有图10和图11所示这样的结构，其装配于内燃机的作为安装结构件的例如发动机缸盖2a的中空部内。在燃料喷射阀1的外壳3的下游侧设置有阀保持件4，上述阀保持件4配置在发动机缸盖2a的中空部内。在阀保持件4的中空部内配置有阀芯5和滚珠6，上述滚珠6设置于阀芯5的下游侧端部。在阀保持件4内部的下游侧端部设置有阀座7，阀芯5的滚珠6与阀座7接触、分离。

内燃机的作为安装结构件的例如发动机缸盖2a的密封方式是无需输送侧的固定，在成本上优异，并且将索环8嵌合于阀保持件4的上游侧的外周，使用具有上游侧密封面9a和下游侧密封面9b的压接密封构件的类型(以下称为索环类型)。

此外，另一现有的燃料喷射阀1具有图12和图13所示这样的结构，其装配于内燃机的作为安装结构件的例如进气歧管2b的中空部内。阀保持件4的结构相同。

内燃机的作为安装结构件的例如进气歧管2b的密封方式是虽需输送侧的固定、但燃料喷射阀1的安装自由度高，将O形环10以与上游侧密封面9a接触的方式嵌合于阀保持件4的外周面，并将下游侧密封定位环11以与O形环10接触的方式嵌合于阀保持件4的外周面，使用在内周侧和外周侧具有密封部的环状密封构件的类型(以下称为O形环类型)。主要采用上述两种密封方式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5006220号公报

专利文献2：日本专利第3802702号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述现有的燃料喷射阀中，一般来说，燃料喷射阀1很难具有两种密封结构，存在必须根据每种密封类型来改变燃料喷射阀1的形状这样的技术问题。

此外，通过将图10和图11所示的燃料喷射阀1的上游侧密封面9a沿用作O形环10的固定面，并且后续装配仅下游侧密封定位环11，从而能改变为O形环类型，并使燃料喷射阀1的主体通用化，这便是图12和图13所示的燃料喷射阀1。但是，在上述结构中，存在因O形环10的装配位置被限定于上游侧密封面9a而失去安装布局的自由度这样的问题。

此外，在现有的燃料喷射阀1中，将在上游侧密封面9a处密封的附接件装配于阀保持件4的外周，因上述附接件具有O形环10和将O形环10固定的上、下游的密封定位环，从而能确保O形环10的安装位置的自由度，并且能使燃料喷射阀1的主体通用化(参照专利文献1的附图)。但是，在这样的形状中，存在因使附接件覆盖于阀保持件4的外周而使得燃料喷射阀1的前端直径扩大这样的问题，或是因在现有的索环8和O形环10这两处增加密封部位而使管理成本增大这样的问题。

另外，在现有的燃料喷射阀1中，存在如下燃料喷射阀：通过将上、下游侧的密封定位环从前端分别压入阀保持件4的外周，从而能使燃料喷射阀1通用化，并能在一定程度上确保O形环10的密封位置的自由度(参照专利文献2)。但是，若将上游侧密封定位环从前端压入，则在位于阀保持件4的外周面的O形环10的密封面上会产生接触磨损。存在可能会因上述接触磨损而使密封面损伤，并在装配后O形环被切断这样的问题。

本申请公开了用于解决上述技术问题的技术，其目的在于提供一种燃料喷射阀，能容易且低成本地实现密封结构或安装位置的自由度。

解决技术问题所采用的技术方案

本申请所公开的燃料喷射阀具有：阀保持件，所述阀保持件配置在外壳内；阀芯，所述阀芯配置在所述阀保持件的内部；以及阀座，所述阀座配置在所述阀芯的下游侧端部，其中，所述燃料喷射阀包括：环状槽，所述环状槽形成于所述阀保持件的外周面；上游侧密封定位环，所述上游侧密封定位环在游隙嵌合于所述阀保持件的外周面的状态下配置于所述环状槽的位置，并且所述上游侧密封定位环被紧缩以使所述上游侧密封定位环的一部分嵌合在所述环状槽的内部；环状密封构件，所述环状密封构件被插入所述阀保持件的外周面，并配置在所述上游侧密封定位环的下方；以及下游侧密封定位环，所述下游侧密封定位环被插入所述阀保持件的外周面，并配置在所述环状密封构件的下方。

发明效果

根据本申请所公开的燃料喷射阀，在阀保持件的外周面形成环状槽，上游侧密封定位环在游隙嵌合于阀保持件的外周面的状态下配置于环状槽的位置，上游侧密封定位环被紧缩以使一部分嵌合在环状槽的内部，环状密封构件被插入阀保持件的外周面的上游侧密封定位环的下方，下游侧密封定位环被插入阀保持件的外周面的环状密封构件的下方，从而能使燃料喷射阀主体通用化，因此，能够获得能容易且低成本地运行的燃料喷射阀。

附图说明

图1是以局部剖面表示实施方式1的燃料喷射阀的主视图。

图2是表示实施方式1的燃料喷射阀的主视图。

图3是表示实施方式2的燃料喷射阀的、图2的A-A线处的剖视图。

图4是表示实施方式3的燃料喷射阀的主视图。

图5是表示实施方式3的燃料喷射阀的主视图。

图6是表示实施方式3的燃料喷射阀的主要部分的放大主视图。

图7是表示实施方式4的燃料喷射阀的主视图。

图8是表示实施方式5的燃料喷射阀的主视图。

图9是表示实施方式6的燃料喷射阀的主要部分的放大主视图。

图10是以局部剖面表示现有的燃料喷射阀的主视图。

图11是表示现有的燃料喷射阀的主视图。

图12是以局部剖面表示现有的另一燃料喷射阀的主视图。

图13是表示现有的另一燃料喷射阀的主视图。

具体实施方式

实施方式1

图1是以局部剖面表示实施方式1的燃料喷射阀的主视图。图2是表示实施方式1的燃料喷射阀的主视图。

在上述各图中，符号1是燃料喷射阀，符号2b是内燃机的作为安装结构件的例如进气歧管，符号3是外壳，符号4是薄壁圆筒形状的阀保持件，符号5是阀芯，符号6是滚珠，符号7是阀座。

燃料喷射阀1嵌插于例如在进气歧管2b中形成的中空状的插入口，并使从燃料配管导入的燃料进入进气歧管2b内，且配置有用于对燃料喷射阀1与进气歧管2b的气密进行保持的密封结构。

燃料喷射阀1包括：阀保持件4，上述阀保持件4配置在外壳3内；阀芯5，上述阀芯5配置在阀保持件4的内部；阀座7，上述阀座7配置在阀芯5的下游侧端部；环状槽12，上述环状槽12配置在阀保持件4的外周面；上游侧密封定位环13，上述上游侧密封定位环13以游隙嵌合于阀保持件4的外周面的状态下配置在环状槽12的位置，并且上述上游侧密封定位环13被紧缩而使得上述上游侧密封定位环13的一部分嵌合在环状槽12的内部；由例如O形环构成的环状密封构件(以下称为O形环)14，上述环状密封构件14被插入阀保持件4的外周面，且配置在上游侧密封定位环13的下方；以及下游侧密封定位环15，上述下游侧密封定位环15被插入阀保持件4的外周面，且配置在环状密封构件14的下方。由O形环构成的环状密封构件14在内周侧和外周侧具有密封部。

只要选择能在不与阀保持件4的外周面的密封面接触的状态下将上游侧密封定位环13插入，且能在形成于阀保持件4的外周面的环状槽附近以过盈嵌合的状态固定于阀保持件4的外周部的形状、材质即可。

即，只要以下述方式选择上游侧密封定位环13和阀保持件4的材料即可，即，尺寸设定成使上游侧密封定位环13的内径在常温状态下比阀保持件4的外径小，而在规定温度以上时使上游侧密封定位环13的内径变大，并且在常温状态下，使上游侧密封定位环13与阀保持件4在具有过盈量的状态下固定，然后在燃料喷射阀1的使用温度范围内确保过盈量。

此外，由于两个上游侧密封定位环13、下游侧密封定位环15的安装位置可变，并且能将O形环14装配在阀保持件4外周的任意位置，因此，存在燃料喷射阀1的安装自由度扩大这样的优点。

另外，通过将上游侧密封定位环13设为能不从前端侧压入阀保持件4的外周面，而是以与阀保持件4的外周面过盈嵌合的状态固定的形状、材质，从而设为不会对O形环14的密封面造成损伤的结构，由此，能抑制因装配后的O形环14切断而导致的气密泄漏不良的风险。

对上游侧密封定位环13的嵌插进行描述。(参照图6)在将燃料喷射阀1置于常温下的状态，将加热至高温而膨胀的上游侧密封定位环13从阀保持件4的前端插入阀保持件4的外周部，并在规定位置、即环状槽12附近的位置处对上游侧密封定位环13进行冷却而回到常温并使其收缩，作为上游侧密封定位环13的一部分的内周上端部嵌合并紧缩在环状槽12内而以过盈嵌合的状态固定。

然后，将下游侧密封定位环15从燃料喷射阀1的阀保持件4的前端压入，并在规定位置处固定。最后，通过将从燃料喷射阀1的阀保持件4的前端插入的O形环14卡定在上游侧密封定位环13与下游侧密封定位环15之间，从而成为O形环类型的密封结构。

此外，在此，分别设定尺寸和材质，使得在将上游侧定位环13的内径设为d(常温时)、线膨胀系数设为α1、阀保持件4的外周直径设为D(常温时)、线膨胀系数设为α2、将燃料喷射阀1的使用温度范围设为T1至T2的情况下，满足下式：

·D(1+α2(T2－常温))＞d(1+α1(T2－常温))

·D(1+α2(T1－常温))＞d(1+α1(T1－常温))。

此外，分别设定尺寸和材质，使得在以上游侧密封定位环13的耐热温度以下的高温T3状态插入常温的阀保持件4时，满足下式：

·D＜d(1+α1(T3－常温))。

作为满足上述三个式的条件的示例，阀保持件4从燃料封闭和防锈考虑，使用不锈钢，上游侧密封定位环13使用与不锈钢相比线膨胀系数更大且更廉价的聚酰胺类树脂。

根据本实施方式1，能将上游侧密封定位环13在不与阀保持件4的外周面的密封面接触的情况下插入，能容易且低成本地实现燃料喷射阀1。

此外，树脂制的上游侧密封定位环13能在形成于阀保持件4的外周面的环状槽12附近以过盈嵌合的状态固定于阀保持件4的外周部，能防止上游侧密封定位环13脱落。具体而言，若长时间持续压入状态，则存在因过盈嵌合部分的老化(日文：ヘタリ)而使上游侧密封定位环13的由过盈嵌合所产生的保持力减小的担忧，通过将上游侧密封定位环13的一部分配置在环状槽12中并设为间隙状态，从而使得该部分的尺寸不会发生变化，并且该部分被卡定于环状槽12，因此，能防止上述不良情况。

此外，由于设为树脂制的上游侧密封定位环13的一部分卡定于环状槽12的结构，因此，即使在由过盈嵌合所产生的保持力减小的情况下，也能防止上游侧密封定位环13在负压的影响下被拉入进气歧管2b内。

实施方式2

图3是表示实施方式2的燃料喷射阀的、图2的A-A线处的剖视图。

上游侧密封定位环13被分割成两个以上，图3表示例如分割成两个的情况，由半圆盘状的上游侧密封定位环13a和上游侧密封定位环13b构成。

在规定位置处从燃料喷射阀1的阀保持件4的外周侧将半圆盘状的上游侧密封定位环13a与上游侧密封定位环13b结合，通过以与阀保持件4的外周部过盈嵌合的状态下固定，从而形成上游侧密封定位环13。

将下游侧密封定位环15从燃料喷射阀1的阀保持件4的前端压入，并固定在规定位置。最后，通过将从燃料喷射阀1的阀保持件4的前端插入的O形环14卡定在上游侧密封定位环13与下游侧密封定位环15之间，从而成为O形环类型的密封结构。

此外，在此，分别设定尺寸和材质，使得在将上游侧密封定位环13的内径设为d(常温时)、线膨胀系数设为α1、将阀保持件4的外周直径设为D(常温时)、线膨胀系数设为α2、将燃料喷射阀1的使用温度范围设为T1至T2的情况下，满足下式：

·D(1+α2(T2－常温))＞d(1+α1(T2－常温))

·D(1+α2(T1－常温))＞d(1+α1(T1－常温))。

这样，只要以下述方式选择上游侧密封定位环13和阀保持件4的材料即可，即，将尺寸设定成通过例如分割成两个并结合而形成的上游侧密封定位环13的内径比阀保持件4的外周直径小，在常温状态下，上游侧密封定位环13与阀保持件4在具有过盈量的状态下固定，然后在燃料喷射阀1的使用温度范围内确保过盈量。

根据本实施方式2，通过在将上游侧密封定位环13分割成两个以上的部件的状态下在阀保持件4的外周的规定位置处结合，从而能缩短加工时间。此外，上述结合具有焊接、压入等工艺自由度高且容易根据生产数量来选择最佳的工艺的优点。

实施方式3

图4是表示实施方式3的燃料喷射阀的主视图。图5是表示实施方式3的燃料喷射阀的主视图。图6是表示实施方式3的燃料喷射阀的主要部分的放大主视图。

在阀保持件4的外周部设置有多个环状槽12，从上游侧朝向下游侧分别配置有第一环状槽12a、第二环状槽12b、第三环状槽12c。在本实施方式3中表示出树脂制的上游侧密封定位环13配置于第一环状槽12a的情况，并设为上游侧密封定位环13的一部分卡定于第一环状槽12a的结构。即使在由过盈嵌合所产生的保持力减小的情况下，也可防止上游侧密封定位环13在负压的影响下被拉入进气歧管2b内。

此外，通过预先在阀保持件4的外周设置多个环状槽12，从而能在通用的燃料喷射阀1中确保多个O形环的装配位置。在这种情况下，能在三处设置O形环14。

在上游侧密封定位环13向阀保持件4的外周侧面的嵌插中，如图6所示，在将燃料喷射阀1的阀保持件4置于常温下的状态下，将加热成高温而膨胀的上游侧密封定位环13从阀保持件4的前端插入阀保持件4的外周部。接着，将上游侧密封定位环13进一步插入至上游侧的规定位置、即环状槽12的第一环状槽12a附近的位置。在上述状态下，对上游侧密封定位环13进行冷却而回到常温并使其收缩，作为上游侧密封定位环13的一部分的内周上端部在环状槽12的第一环状槽12a内嵌合、紧缩而以过盈嵌合的状态固定。

通过使由树脂形成的上游侧密封定位环13的一部分以P1尺寸卡定在第一环状槽12a的里侧，从而防止脱落。具体而言，若长时间持续压入状态，则存在因过盈嵌合部分的老化而使上游侧密封定位环13的、由过盈嵌合所产生的保持力减小的担忧，通过将上游侧密封定位环13的一部分配置在第一环状槽12a中并设为间隙状态，从而使得上述部分的尺寸不会发生变化，并且该部分被卡定于第一环状槽12a，因此，能防止上述不良情况。此外，通过将多个环状槽12设置于阀保持件4的外周，从而能在通用的燃料喷射阀1中具有与环状槽12的数量相应的O形环14的安装自由度。

此外，能在不与阀保持件4的外周面的密封面S接触的情况下将上游侧密封定位环13插入第一环状槽12a，并且能在不对密封面S造成损伤的情况下使上游侧密封定位环13卡定于第一环状槽12a。接着，在将下游侧密封定位环15插接于阀保持件4的外周面的规定位置后，通过使O形环14嵌插在上游侧密封定位环13与下游侧密封定位环15之间，从而O形环不会切断，能对气密泄漏不良等风险进行抑制。

实施方式4

图7是表示实施方式4的燃料喷射阀的主视图。在上述实施方式3中，对上游侧密封定位环13嵌合于最上方的第一环状槽12a的情况进行了描述，但在本实施方式4中表示出上游侧密封定位环13嵌合于从上游侧算起第二个的第二环状槽12b的情况，并起到与上述实施方式3相同的效果。

实施方式5

图8是表示实施方式5的燃料喷射阀的主视图。在上述实施方式3中对上游侧密封定位环13嵌合于最上方的第一环状槽12a的情况，在实施方式4中对上游侧密封定位环13嵌合于从上游侧算起第二个的第二环状槽12b的情况进行了描述，但在本实施方式5中，表示出上游侧密封定位环13嵌合于最下游侧的第三环状槽12c的情况，并起到与上述实施方式3、实施方式4相同的效果。

实施方式6

图9是表示实施方式6的燃料喷射阀的主要部分的放大主视图。在本实施方式6中，使阀保持件4在上游侧和下游侧的外径尺寸不同，并且使下游侧的阀保持件4的外径尺寸设定得比上游侧的阀保持件4的外径尺寸小。

即，在阀保持件4的外周部设有多个的所有环状槽12中，将环状槽12的下游侧的阀保持件4的外径尺寸设定得比环状槽12的上游侧的阀保持件4的外径尺寸小。

在图9中，作为一实施例，在第二环状槽12b与第三环状槽12c的关系中，第三环状槽12c的下游侧的阀保持件4的外径尺寸Q2相对于第二环状槽12b的下游侧的阀保持件4的外径尺寸Q1满足Q1＞Q2的关系。第三环状槽12c的下游侧的阀保持件4的外径尺寸Q2设定得比第二环状槽12b的下游侧的阀保持件4的外径尺寸Q1小P2。

在这种状态下，将下游侧密封定位环15压入第二环状槽12b的下游侧的阀保持件4的外周部时，第三环状槽12c的下游侧的阀保持件4的外径尺寸Q2为小了P2的外径尺寸。此外，下游侧密封定位环15的内周面与第三环状槽12c的下游侧的阀保持件4的外周面之间存在间隙，从而能设为不需要的压入部，并且能对下游侧密封定位环15的嵌插时间的缩短或是压入扭转进行抑制。

此外，在上述实施方式中，对将下游侧的阀保持件4的外径尺寸Q2构成为比上游侧的阀保持件4的外径尺寸Q1小的情况进行了描述，但并不限定于此，下游侧的阀保持件4的外径尺寸Q2也可以设为朝向下游侧变小的外径尺寸的锥形形状，并起到相同的效果。

此外，还能将阀保持件4的下游侧端部的外径尺寸设为比其上游侧的阀保持件4的外径尺寸小，并起到相同的效果。

另外，在上述各实施方式中，对燃料喷射阀1安装于内燃机的作为安装结构件的例如进气歧管的情况进行了描述，但也能应用到燃料喷射阀1安装于内燃机的作为安装结构件的例如发动机缸盖的情况，并起到相同的效果。即，本申请的燃料喷射阀1在进气歧管或发动机缸盖中通用，因此，能容易且低成本地实现。

本申请记载有各种各样的例示的实施方式和实施例，但一个或多个实施方式所记载的各种各样的特征、方式以及功能并不局限于应用到特定的实施方式，能单独或以各种组合的方式应用到实施方式。

因此，未被例示的无数的变形例被设想在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，包含对至少一个构成要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况，还包含将至少一个构成要素抽出并与其它实施方式的构成要素组合的情况。

工业上的可利用性

本申请对于能容易且低成本地运行的燃料喷射阀的实现而言是理想的。

符号说明

1 燃料喷射阀；

3 外壳；

4 阀保持件；

5 阀芯；

7 阀座；

12 环状槽；

12a 第一环状槽；

12b 第二环状槽；

12c 第三环状槽；

13 上游侧密封定位环；

14 环状密封构件(O形环)；

15 下游侧密封定位环。

Claims (6)

1.一种燃料喷射阀，具有：

阀保持件，所述阀保持件配置在外壳内；

阀芯，所述阀芯配置在所述阀保持件的内部；以及

阀座，所述阀座配置在所述阀芯的下游侧端部，

其特征在于，所述燃料喷射阀包括：

环状槽，所述环状槽形成于所述阀保持件的外周面；

上游侧密封定位环，所述上游侧密封定位环在游隙嵌合于所述阀保持件的外周面的状态下配置于所述环状槽的位置，并且所述上游侧密封定位环被紧缩以使所述上游侧密封定位环的一部分嵌合在所述环状槽的内部；

环状密封构件，所述环状密封构件被插入所述阀保持件的外周面，并配置在所述上游侧密封定位环的下方；以及

下游侧密封定位环，所述下游侧密封定位环被插入所述阀保持件的外周面，并配置在所述环状密封构件的下方。

2.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

所述上游侧密封定位环构成为在常温状态下使所述上游侧密封定位环的内径小于所述阀保持件的外径，在所述燃料喷射阀的使用温度范围以上的高温状态下，使所述上游侧密封定位环的内径大于所述阀保持件的外径，在所述燃料喷射阀的使用温度范围内，所述上游侧密封定位环的一部分嵌合于所述环状槽。

3.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

所述上游侧密封定位环被分割成多个。

4.如权利要求2所述的燃料喷射阀，其特征在于，

所述上游侧密封定位环被分割成多个。

5.如权利要求1至4中任一项所述的燃料喷射阀，其特征在于，

所述燃料喷射阀配置有多个形成于所述阀保持件的外周面的所述环状槽，所述上游侧密封定位环的一部分嵌合于所述环状槽中的任一个。

6.如权利要求5所述的燃料喷射阀，其特征在于，

在形成于所述阀保持件的外周面的所有所述环状槽的上游及下游处，所述阀保持件的外径不同，并且使下游侧的所述阀保持件的外径构成为比上游侧的所述阀保持件的外径小。

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