CN115095460A - 电磁式燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁式燃料喷射阀，压缩设置在固定铁芯与可动铁芯之间的螺旋弹簧即使在发动机的高速旋转区域也不会产生屈曲现象，能够保持正规的弹簧比率，能够使阀芯的开闭特性稳定。压缩设置在固定铁芯(5)与可动铁芯(12)之间的螺旋弹簧(23)构成为其线圈中心径(D)随着从该螺旋弹簧(23)的两端部(23a、23b)靠向其中央部而减小。

Description

电磁式燃料喷射阀

技术领域

本发明涉及一种主要用于发动机的燃料供给系统的电磁式燃料喷射阀，特别涉及如下的电磁式燃料喷射阀的改良，该电磁式燃料喷射阀具备：阀壳，其在一端部具有阀座；中空的固定铁芯，其接连设置于该阀壳的另一端部；阀芯，其与所述阀座协同动作；可动铁芯，其与所述阀芯连结，使被吸引面与所述固定铁芯的吸引面对置；线圈，其配设于所述固定铁芯的外周，在通电时，该线圈使所述固定铁芯与可动铁芯之间产生基于磁力的吸引力；以及螺旋弹簧，其压缩设置于所述固定铁芯与所述可动铁芯之间，在所述线圈的非通电时，该螺旋弹簧为了使所述阀芯闭阀而对所述可动铁芯施力，在所述固定铁芯以及所述可动铁芯分别设置有第一弹簧座以及第二弹簧座，所述第一弹簧座以及第二弹簧座以该螺旋弹簧配设于所述固定铁芯的中空部的方式分别支承该螺旋弹簧的一端部以及另一端部。

背景技术

这样的电磁式燃料喷射阀如下述专利文献1所公开那样已知。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2006-2636号公报

发明内容

发明要解决的问题

在以往的这样的电磁式燃料喷射阀中，对可动铁芯向阀芯的闭阀方向施力的螺旋弹簧呈其线圈中心径在全长上恒定的圆筒状。在这样的螺旋弹簧中，在发动机的高旋转区域，伴随着线圈的通电接通、断开的高速反复，在螺旋弹簧的伸缩以高速进行时，该螺旋弹簧有时也加上喘振现象(固有振动)而产生屈曲现象，由于该屈曲现象，屈曲部与固定铁芯的内周面剧烈接触，产生摩擦，由此，螺旋弹簧的弹簧比率会发生变化，产生难以确保阀芯稳定的开闭特性的不良情况。

为了避免这样的不良情况，存在这样的结构：从固定铁芯的吸引面到其内周面设置环状的避让凹部，使螺旋弹簧的屈曲部不会与其内周面接触，但在这样的结构中，存在如下不良情况：与环状的避让凹部相应地，固定铁芯的吸引面积减少，使阀芯的开阀响应性降低。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种所述电磁式燃料喷射阀，即使在发动机的高速旋转区域，所述螺旋弹簧也不会产生屈曲现象，保持正规的弹簧比率，使阀芯的开闭特性稳定。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种电磁式燃料喷射阀，其具有：阀壳，其在一端部具有阀座；中空圆筒状的固定铁芯，其接连设置于该阀壳的另一端部；阀芯，其与所述阀座协同动作；可动铁芯，其在所述阀壳内与所述阀芯连结，使被吸引面与所述固定铁芯的吸引面对置；线圈，其配设于所述固定铁芯的外周，在通电时，该线圈使所述固定铁芯产生针对所述可动铁芯的吸引力；以及螺旋弹簧，其压缩设置于所述固定铁芯与所述可动铁芯之间，在所述线圈的非通电时，该螺旋弹簧以使所述可动铁芯从所述固定铁芯离开而使所述阀芯闭阀的方式对所述可动铁芯施力，在所述固定铁芯以及所述可动铁芯分别设置有第一弹簧座以及第二弹簧座，所述第一弹簧座以及第二弹簧座以该螺旋弹簧的主要部分配设于所述固定铁芯的中空部的方式分别支承该螺旋弹簧的一端部以及另一端部，其第一特征在于，所述螺旋弹簧构成为其线圈中心径随着从该螺旋弹簧的两端部靠向其中央部而减少。

另外，本发明在第一特征的基础上，第二特征在于，所述螺旋弹簧的两端部在该螺旋弹簧的圆周上配置在彼此相反的相位。

发明效果

根据本发明的第一特征，螺旋弹簧构成为其线圈中心径随着从螺旋弹簧的两端部靠向其中央部而减少，由此，成为不等螺距弹簧，难以产生喘振，并且在压缩时，能够抑制螺旋弹簧的中央部处的横向力的产生，能够有效地防止屈曲现象。由此，能够抑制螺旋弹簧的弹簧比率的变化，能够确保阀芯稳定的开阀特性。而且，不需要从固定铁芯的吸引面到其内周面设置用于避免与屈曲的螺旋弹簧接触的环状的避让凹部，因此，固定铁芯的吸引面积也不会减少，能够良好地保持阀芯的开阀响应性。

另外，根据本发明的第二特征，螺旋弹簧的两端部在该螺旋弹簧的圆周上配置在彼此相反的相位，因此，在螺旋弹簧的压缩变形时，能够抑制其中央部处的横向力的产生，能够更有效地防止屈曲现象。

附图说明

图1是表示本发明的内燃机用电磁式燃料喷射阀的实施方式的纵剖视图。

图2是表示上述燃料喷射阀的闭阀状态的、沿图1的箭头2方向的放大剖视图。

图3是图2中的螺旋弹簧的放大侧视图。

图4是沿图3中的箭头4方向的视图。

标号说明

I：电磁式燃料喷射阀；

D：螺旋弹簧的线圈中心径D；

Y：螺旋弹簧的轴线；

2：阀壳；

5：固定铁芯；

8：阀座；

12：可动铁芯；

13：阀芯；

21：第一弹簧座；

22：第二弹簧座；

23：螺旋弹簧；

23a：螺旋弹簧的一端部；

23b：螺旋弹簧的另一端部。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。在本发明的电磁式燃料喷射阀I中，将燃料喷射侧设为前方，将燃料入口侧设为后方。

首先，在图1中，在发动机E的气缸盖40设置有向燃烧室42开口的安装孔41，在该安装孔41安装能够向燃烧室42进行燃料喷射的电磁式燃料喷射阀I。此时，在该燃料喷射阀I与气缸盖40之间夹装有缓冲部件43。

在图1及图2中，该电磁式燃料喷射阀I的阀壳2由以下部分构成：圆筒状的阀座部件3；磁性圆筒体4，其与该阀座部件3的后端部嵌合并液密地焊接；非磁性圆筒体6，其与该磁性圆筒体4的后端抵接且液密地焊接；中空圆筒状的固定铁芯5，其前端部与该非磁性圆筒体6的内周面嵌合且液密地焊接；以及燃料入口筒26，其与该固定铁芯5的后端部外周嵌合且液密地焊接。

阀座部件3具备：在其前端面开口的阀孔7、与该阀孔7的内周端相连的圆锥状的阀座8、以及与该阀座8的大径部相连的圆筒状的引导孔9。在阀座部件3的前端面液密地焊接有钢板制的喷射器板10，该喷射器板10具有与上述阀孔7连通的多个燃料喷孔11。

在非磁性圆筒体6的前端部留出了不与固定铁芯5嵌合的部分，从该部分到磁性圆筒体4，滑动自如地嵌装有使被吸引面(上端面)与固定铁芯5的吸引面(下端面)对置的中空圆筒状的可动铁芯12，阀芯13与该可动铁芯12一体地连结。

阀芯13由以下部分构成：球状的阀部14，其能够以与所述阀座8协同动作来开闭阀孔7的方式在所述引导孔9中滑动；以及阀杆15，其下端部通过焊接等而固定安装于该阀部14，该阀杆15的上端被压入并固定安装于可动铁芯12的内周面。因此，阀芯13能够与可动铁芯12成为一体地升降。

上述阀杆15由附带切槽15a的管材构成，上述阀杆15的内部与可动铁芯12的中空部连通，并且阀杆15的内外经由切槽15a而连通。另外，在球状的阀部14的周围形成有允许燃料通过的多个平坦面17。

而且，燃料入口筒26、固定铁芯5、保持器20、可动铁芯12以及阀杆15各自的中空部、阀杆15的切槽15a、阀座部件3的引导孔9、阀孔7以及燃料喷孔11构成阀壳2内的一连串的燃料流路18。

在所述固定铁芯5的中空部，在其中间部处压入并固定安装有由附带切槽的管材构成的保持器20，其下端部成为第一弹簧座21。另一方面，所述阀杆15的上端部在可动铁芯12的中空部的中途结束，其上端部成为第二弹簧座22，在这些第一及第二弹簧座21、22之间压缩设置螺旋弹簧23，通过该螺旋弹簧23的设定载荷，可动铁芯12被向从固定铁芯5向下方离开的方向，即阀芯13落座至阀座8的落座方向施力。该螺旋弹簧23的设定载荷通过保持器20相对固定铁芯5的嵌合深度来调整。

如图3和图4所示，上述螺旋弹簧23由螺旋弹簧构成，形成为：其线圈中心径D在两端部23a、23b为相同直径并且随着靠向轴向中央部而逐渐减小的形状，即形成为轴向中央部为最小直径的鼓形。而且，该螺旋弹簧23的两端部23a、23b，即螺旋弹簧的卷绕起始端部和卷绕结束端部在螺旋弹簧23的圆周上配置于彼此相反的相位。

在该螺旋弹簧23的两端部23a、23b，分别通过研磨而形成有与螺旋弹簧23的轴线Y正交的平坦的第一及第二座面23a’、23b’。并且，这些第一及第二座面23a’、23b’分别稳定地支承于所述第一及第二弹簧座21、22，由此，螺旋弹簧23以适当的姿态压缩设置在两铁芯5、12之间。这样，该螺旋弹簧23的包括中央部在内的大部分收纳于固定铁芯5的中空部。

在可动铁芯12的内周面埋设有比其被吸引面稍微突出的非磁性材料制成的环状的止动部件35。关于该止动部件35，在固定铁芯5和可动铁芯12相互吸引时，止动部件35与固定铁芯5的吸引面抵接，由此，在固定铁芯5与可动铁芯12的对置端面间残存规定的间隙，由此，在线圈30的通电断开时，使两铁芯5、12之间的剩磁减少，使阀芯13的闭阀响应性良好。

再次回到图1中，在阀壳2的外周与固定铁芯5和可动铁芯12对应地嵌装有线圈组装体28。该线圈组装体28由以下部分构成：合成树脂制成的绕线架29，其从磁性圆筒体4的后端部遍及固定铁芯5地与它们的外周面嵌合；以及线圈30，其卷绕安装于该绕线架29，在该绕线架29的后端部一体地形成有对向其一侧方突出的供电端子33的基端部进行支承的端子支承臂29a，供电端子33与线圈30的末端连接。线圈组装体28的大致半周面由轭31覆盖。

在线圈组装体28、固定铁芯75以及燃料入口管26的除了后端部以外的部分，模制成型有将它们封埋起来的合成树脂制的覆盖层27。此时，收纳、保持供电端子33并向线圈组装体28的一侧方突出的连接器34与覆盖层27被成型为一体。

在所述燃料入口管26的入口安装有燃料过滤器36。另外，在燃料入口管26的上端部外周隔着密封部件47嵌装有燃料盖46。该燃料盖46是从与燃料泵(未图示)的排出口相连的燃料轨道45分支形成的多个燃料分配盖中的一个。

接下来，对本实施方式的作用进行说明。

在线圈30的通电断开状态下，可动铁芯12和阀芯13通过螺旋弹簧22的作用力而被向前方按压，使阀芯13的阀部14落座于阀座8。

在使线圈30成为通电接通状态时，由此产生的磁通依次流过磁轭31、磁性圆筒体4、可动铁芯12、固定铁芯5，通过在两铁芯5、12间产生的基于磁力的吸引力，可动铁芯12一边压缩螺旋弹簧22一边被吸附于固定铁芯5，使阀芯13的阀部14从阀座8离开，因此，阀孔7开放。于是，从未图示的燃料泵压送到燃料入口筒26的高压燃料通过阀壳2的燃料流路18，从燃料喷孔11直接喷射到发动机E的燃烧室42。

在使线圈30成为通电断开状态时，可动铁芯12被从基于磁力的来自固定铁芯5的吸引力中释放，因此，螺旋弹簧23一边借助于其设定载荷而伸长一边使可动铁芯12下降，使阀芯13闭阀，停止从燃料喷孔11的燃料喷射。

另外，在发动机E的高速旋转区域，通过如上述那样高速地反复进行线圈30的通电接通、断开状态，伴随着可动铁芯12的升降，螺旋弹簧23高速地反复进行伸缩动作，而在本发明中，螺旋弹簧23构成为其线圈中心径D随着靠向轴向中央部而逐渐减小的鼓形，因此，成为不等螺距弹簧，在其各部分弹簧比率不同，因此，难以产生喘振现象，并且在压缩变形时，能够抑制螺旋弹簧23的中央部处的横向力的产生，能够有效地防止屈曲现象。因此，即使螺旋弹簧23收纳于固定铁芯5的中空部，也能够避免螺旋弹簧23与固定铁芯5的内周面接触，由此能够抑制螺旋弹簧23的弹簧比率的变化，能够确保阀芯13的适当的开闭特性。而且，在螺旋弹簧23中，在直径比其两端部23a、23b小的中央部处，与固定铁芯5的内周面之间必然形成比较大的间隙，因此，即使在螺旋弹簧23的中央部产生一些横向摆动，该横向摆动也被上述间隙吸收，螺旋弹簧23的中央部不会与固定铁芯5的内周面剧烈接触。

另外，不需要从固定铁芯5的吸引面到其内周面设置用于避免与屈曲的螺旋弹簧23接触的环状的避让凹部，因此，固定铁芯5的吸引面的面积也不会减少，能够良好地保持阀芯13的开阀响应性。

并且，在上述螺旋弹簧23中，支承于固定铁芯5和可动铁芯12中的第一和第二弹簧座21、22的、螺旋弹簧23的两端部23a、23b在螺旋弹簧23的圆周上配置在彼此相反的相位，因此，在螺旋弹簧23的压缩变形时，其压缩载荷为沿着穿过螺旋弹簧23的两端部23a、23b之间的对角线L发挥作用的趋势，由此能够抑制螺旋弹簧23的中央部处的横向力的产生，能够更有效地防止其屈曲现象。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于此，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种设计变更。例如，螺旋弹簧23的一端部23a以及另一端部23b也能够设为相互不同的直径。

Claims (2)

1.一种电磁式燃料喷射阀，其具有：

阀壳(2)，其在一端部具有阀座(8)；

中空圆筒状的固定铁芯(5)，其接连设置于该阀壳(2)的另一端部；

阀芯(13)，其与所述阀座(8)协同动作；

可动铁芯(12)，其在所述阀壳(2)内与所述阀芯(13)连结，使被吸引面与所述固定铁芯(5)的吸引面对置；

线圈，其配设于所述固定铁芯(5)的外周，在通电时，该线圈使所述固定铁芯(5)产生针对所述可动铁芯(12)的吸引力；以及

螺旋弹簧，其压缩设置于所述固定铁芯(5)与所述可动铁芯(12)之间，在所述线圈的非通电时，该螺旋弹簧以使所述可动铁芯(12)从所述固定铁芯(5)离开而使所述阀芯(13)闭阀的方式对所述可动铁芯(12)施力，

在所述固定铁芯(5)以及所述可动铁芯(12)分别设置有第一弹簧座(21)以及第二弹簧座(22)，所述第一弹簧座(21)以及第二弹簧座(22)以该螺旋弹簧配设于所述固定铁芯(5)的中空部的方式分别支承该螺旋弹簧(23)的一端部(23a)以及另一端部(23b)，

其特征在于，

所述螺旋弹簧(23)构成为其线圈中心径(D)随着从该螺旋弹簧(23)的两端部(23a、23b)靠向其中央部而减少。

2.根据权利要求1所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，

所述螺旋弹簧(23)的两端部(23a、23b)在该螺旋弹簧(23)的圆周上配置于彼此相反的相位。

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