CN1397726A

CN1397726A - 燃油喷射阀

Info

Publication number: CN1397726A
Application number: CN02126144A
Authority: CN
Inventors: 千嶋正俊; 久保贤一
Original assignee: Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2003-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: KR20030007145A; JP3851122B2; KR100495171B1; JP2003028022A; CN100359156C; CN1654811A; CN1270077C

Abstract

提供一种不提高成本的、极力减小由加工工序和组装工序等产生的外力的影响的、不使磁芯24产生磁致伸缩现象并减少固体间差异的、可以提高磁舌45和磁芯24之间的平行度和精度的并且性能差异小的廉价燃油喷射阀。通过焊接等方式使磁芯24和磁芯安装体41成一体并且使磁芯24的板侧成为自由端，由此在把用于安装磁芯24的磁芯安装体41和磁芯24一体固定在磁芯24固定端(上圆周部24D)上的同时，使磁芯24的与固定端相反的那侧端部(吸引面24A)成为自由端。

Description

燃油喷射阀

技术领域

本发明涉及燃油喷射阀，尤其是涉及在预定时刻喷射由蓄压器(总油道)等供给的高压燃油的燃油喷射阀。

现有技术

根据图4来简要说明过去的燃油喷射阀。

图4是燃油喷射阀1的主要部分的放大截面图。燃油喷射阀1具有喷油器壳2、喷嘴体3、喷油嘴针阀4、阀塞5、阀体6、背压控制部7。

在喷油器壳2的前端部上安装着喷嘴体3，同时在喷油器壳的上部上设置了高压燃油输入部8。在高压燃油输入部8的上方，设置了上述背压控制部7。

来自油箱9的燃油通过燃油泵10而增至高压，它们积蓄在总油道11(蓄压器)中并且从高压燃油输入部8中将高压燃油供给燃油喷射阀1。

就是说，从高压燃油输入部8到喷油器壳2及喷嘴体3地形成了燃油通道12，可以把高压燃油供给喷油嘴针阀4的承压部4A。此外，燃油通道12的局部从高压燃油输入部8延伸到图4中的上方并从背压控制部7起形成了燃油回流道13，燃油可由此回到油箱9。

在喷嘴体3的前端部上，形成了数量随意的燃油喷孔14，喷油嘴针阀4的前端压在与喷孔14连通的座部15上并由此封闭了喷孔14，喷油嘴针阀4通过抬离座部15而打开喷孔14并由此可以喷出燃油。

在喷油嘴针阀4的上部上，设置了在压向座部15的落座方向上对喷油嘴针阀4施加作用力的喷嘴弹簧16，与喷油嘴针阀4一体的阀塞5继续向上延伸。

阀体6在其滑动孔6A的上方中央部上形成了控压室17并且使阀塞5的前端部从下侧接近该控压室17。

控压室17与成型于阀体6上的输入侧孔18连通。输入侧孔18与燃油通道12连通并且把来自总油道11的输入压力供给控压室17。

控压室17也与启闭孔19连通，启闭孔19可通过背压控制部7的阀球20(控制阀体)来启闭。

而且，控压室17的阀塞5顶部5A的承压面积比喷油嘴针阀4的承压部4A的承压面积大。

背压控制部7是通过控制控压室17内的压力(即喷油嘴针阀4的背压)来控制喷油嘴针阀4的升起动作的部分，它具有上述阀球20、与阀球20一体的磁舌21、磁舌导向件22、磁铁23、磁芯24、磁芯安装体25、阀簧26、间隙调节套27、连接器28、上述控压室17。

磁舌21的杆部21A在轴向上通过磁舌导向件22得到引导并且其垂直于杆部21A的板部21B在其与调节套27前端部27A保持预定平行度地具有第一间隙L1(升起量)并且在其与磁芯24吸引面24A之间保持预定平行度地具有第二间隙L2。

磁铁23被容纳在磁芯24的磁铁容纳部24B中，使磁芯24产生一定的磁通并可由此吸引磁舌(板部21B)。

磁芯24是由磁性材料构成的。

磁芯24的吸引面24A的外边缘接触由钢材等构成的固定体29的内阶梯面29A，磁芯安装体25设置在磁芯24的上部上，在内阶梯面29A与固体体29的铆紧部29B之间，磁芯24和磁芯安装体25被压紧成一体，同时，通过把与固定体29的外凸部29C配合的限位螺母30紧固在喷油器壳2上，从而安装上磁芯安装体25和磁芯24。

而磁芯安装体25是由非磁性材料构成的，其上开口部分通过塞31被堵住。

间隙调节套27被插入磁芯24的中心孔24C内。

在间隙调节套27及阀簧26与磁芯安装体25之间设置了垫片32，由此可调节第一间隙L1(升起量)和第二间隙L2。

连接器28与外界控制回路(未示出)相连并且在预定时刻给磁铁23输送驱动信号。

在这样构成的燃油喷射阀1中，来自总油道11的高压燃油经过燃油通道12而从高压燃油输入部8到达喷油嘴针阀4的承压部4A，同时，它们经过输入侧孔18被供给控压室17的阀塞5顶部5A。

因而，喷油嘴针阀4通过阀塞5承受控压室17的背压并且在与喷嘴弹簧16的作用力的合力作用下压坐在喷嘴体3的座部15上并由此封闭喷孔14。

通过连接器28在预定时刻给磁铁23输送驱动信号，磁铁23克服阀簧27的作用力地吸引磁舌21，当阀球20由此抬起并打开启闭孔19时，控压室17的高压通过启闭孔19并经过燃油回流道13返回油箱9，由此解除了作用于控压室17的阀塞5顶部5A上的高压，喷油嘴针阀4通过承压部4A的高压克服喷嘴弹簧16作用力地抬离座部15，从而打开喷孔14地喷出燃油。

如果阀球20通过使磁铁23消磁而关闭了启闭孔19，则控压室17内的压力通过阀塞5使喷油嘴针阀4位于其落座位置(座部15)上，从而关闭了喷孔14并结束燃油喷射。

不过，在磁芯24中，为了使其磁特性稳定，在进行组装前，通过退火(软磁材料退火)来消除因切削和其它机械加工等而产生的内部磁性，随后，在不通过机械方式施加力的情况下，它可理想地被用作成品。

而实际上在组装时，通过在固定体29的铆紧操作以及限位螺母30的紧固操作等使紧固力或压缩力从外界作用于磁芯24，因而在其内部产生应变(压缩应变)，存在着象磁性恶化及产生固体差异这样的问题。

就是说，由于磁芯24的安装结构是整个磁芯24通过磁芯安装体25与固定体29(成品情况)成一体的结构，所以无法避免随后的加工或安装操作所带来的磁性改变。另外，尽管未示出，但磁铁24也可以是单独的并且在组装时进行铆紧工序，在这种情况下，在磁芯24内产生内应力，磁性肯定有变化。

而且，在任何情况下，与磁舌21(板部21B)相对的磁芯24都接触到如固定体29的内阶梯面29A，因此，通过该内阶梯面29A的磁芯24漏磁及磁损失是无法避免的，同时，存在着漏磁本身也容易产生差别的问题。

作为磁芯24的磁性材料地，烧结材料具有因其内部有小孔隙而容易防止发生涡电流的优点，另一方面，除了成本高外，在高压及高精度燃油喷射阀的情况下，不能无视由外力作用带来的上述磁致伸缩的发生。

另外，纯铁材料容易低成本加工并且能够在发热时彻底确保磁力性能，另一方面，由于不象烧结材料那样在内部有微小孔隙，因而必须要有防止涡电流的结构，同时，存在着由外力作用引起的磁致伸缩现象容易发生且效率容易降低的问题。对任何一种材料来说，减少在加工时和组装时的外力的影响的要求都很迫切。

在与总油道11相连的燃油喷射阀1中，必须精度很高地控制单程中的燃油喷射量，但也要求可成本低廉地实现燃油喷射阀。

另外，根据燃油喷射系统的要求，喷射高压燃油的场合就不用提了，在除引燃喷油(预喷射)和主喷射外还需要后喷射的场合下，当在很短时间内非常快速地进行磁铁的励磁和消磁时，存在着不能无视由发热和磁性变化引起的应变的问题。

随后，描述磁舌21、间隙调节套27和磁芯24之间的平行度，磁舌21的板部21B与间隙调节套27前端27A之间的第一间隙L1及与磁芯24吸引面24A之间的第二间隙L2的各自平行度是通过累计磁芯24、磁芯安装体25、固定体29、垫片32、间隙调节套27、磁舌导向件22及磁舌21等各部件的精度而形成的，由于与多个部件有关，所以很难提高间隙精度，并且要求高精度部件很多，存在着成本提高的问题。

尤其是，在使磁铁23特性稳定的同时，为使其固体差异缩小而必须尽可能缩小磁舌21和磁芯24之间的气隙(第二间隙L2)或使其最佳化、提高平行度精度且进而缩小误差，但如上所述地，存在着由组装多个部件引起的背压控制部7的部分成本提高的问题。

另外，磁舌21在位于第一间隙L1和第二间隙L2等相反那侧上的杆部21A处受到磁舌导向件22的引导，所以，存在着很难提高间隙的平行度和精度的问题。

此外，日本专利申请公开号平8-165965、日本专利申请公开号平11-82228等就涉及这种燃油喷射阀。

发明内容

鉴于上述各种问题而制定了本发明，本发明的课题是要提供一种磁芯安装结构得到改进的燃油喷射阀。

此外，本发明的课题是提供一种可不提高成本就能改善磁芯的磁性的燃油喷射阀。

而且，本发明的课题是提供一种极力减小由加工工序或组装工序等带来的外力的影响的并且能够不使磁芯产生磁致伸缩地缩小固定间差异的燃油喷射阀。

另外，本发明的课题是提供一种可降低磁芯的漏磁或磁损的燃油喷射阀。

而且，本发明的课题是提供一种可根据需要而选择任意的磁芯烧结材料或纯铁材料等磁性材料的燃油喷射阀。

另外，本发明的课题是提供一种改善磁舌的滑动支持结构的燃油喷射阀。

此外，本发明的课题是提供一种可提高磁舌和磁芯之间的相互平行度和精度的燃油喷射阀。

而且，本发明的课题是提供一种具有性能差异小的磁舌和磁芯的廉价燃油喷射阀。

即，本发明的着眼点在于，不使用固定体及其它部件地通过焊接、熔敷或粘接等方式使磁芯与磁芯安装体成为一体，同时使磁芯板侧成为自由端或开放状态(悬臂支承状态)以及在磁芯内部设置磁舌滑动部。

就是说，第一发明是对磁芯安装结构的改造，它涉及一种燃油喷射阀，该燃油喷射阀具有启动闭用于控制可启闭燃油喷孔的喷油嘴针阀的背压的控压室的控制阀体、用于驱动该控制阀体的磁舌、用于吸引该磁舌的磁芯和磁铁，其中通过所述控制阀体来控制该控压室，可进行借助喷油嘴针阀的所述喷孔的启闭，其特点是，用于安装所述磁芯的磁芯安装体和该磁芯被一体地固定在所述磁芯的固定端上，同时，所述磁芯的与该固定端相反那侧的端部成为自由端。

所述磁芯和所述磁芯安装体能够通过在所述固定端上的焊接、熔敷或粘接等方式与其成为一体。

第二发明是对磁舌的滑动支持结构的改进，它涉及一种燃油喷射阀，该燃油喷射阀具有启动闭用于控制可启闭燃油喷孔的喷油嘴针阀的背压的控压室的控制阀体、用于驱动该控制阀体的磁舌、用于吸引该磁舌的磁芯和磁铁，其中通过所述控制阀体来控制该控压室，可进行借助喷油嘴针阀的所述喷孔的启闭，其特点是，延伸于所述磁芯侧的滑动导向部成型于所述磁舌上，同时，所述滑动导向部可在该磁芯的内周侧受到引导。

所述滑动导向部能够是如此形成的，即它垂直于与所述磁芯的吸引面平行相对的板部。

所述磁芯被固定磁芯安装体上，所述滑动导向部能够在所述磁芯内周侧通过成型于该磁芯安装体上的磁舌导向部来引导。

所述磁芯在其与位于其外周侧的部件例如安装上述磁芯安装体的喷油器壳等之间设有很小的环形间隙。

上述磁芯在其与位于其内周侧的所述磁芯安装体(例如成型于该磁芯安装体上的磁舌导向部)之间设有很小的环形间隙。

在所述磁芯上，能够沿其径向地形成径向沟槽。

在本发明的燃油喷射阀中，通过改进磁芯的安装结构和磁舌的滑动支持结构，在使磁芯的磁性变稳定的同时，通过使磁芯及磁舌的平行度或精度保持预定水平，能够低成本地确保可靠性。

尤其是，根据第一发明，采用了通过焊接、熔敷或粘接等方式而只在磁芯固定端的一体部分上把磁芯与磁芯安装体连成一体的固定状态，使磁芯的与该固定端相反那侧的端部成为自由端，在该自由端上使磁芯处于开放状态(悬臂支承状态)，由此一来，实现了可以说把磁芯悬吊在上述固定端上的结构，即使在组装时或组装后，外力也不能直接作用在磁芯本身上。因此，没有使磁芯产生生应变并且减小了磁漏，可以在最佳的磁性状态下进行使用并能确保稳定的性能。

另外，通过在磁芯与其外周侧上的部件如喷油器壳之间设置一定的环形间隙，能够以喷油器壳为基准地在该环形间隙范围内进行磁芯和与该磁芯相对的磁舌的对中调整，从而也能有望提高组装精度。

而且，因减少部件，从而也可以降低成本。

因此，在能够在效率最佳的状态下获得稳定的磁力增大和减小特性的同时，能够减小产品误差并以和过去一样的成本获得必需的性能。

尤其是根据第二发明，与过去不同地在磁舌上形成延伸于磁芯侧的滑动导向部，滑动导向部在磁芯内部受到引导，由此一来，在更近的位置上且在更紧密组合的部件之间获得相互平行度。

此外，在使磁芯和磁舌之间的平行度和精度提高且实现性能提高的同时，减少了部件并降低了成本及性能的固体差异或误差，能够提高耐久性和可靠性。发明效果

如上所述地，根据本发明，通过使磁芯和磁芯安装体成一体并且在磁芯侧引导磁舌，在不使磁芯产生磁致伸缩的同时，可确保各部件之间的平行度和精度并降低成本地进行制造，而且能够实现稳定性和可靠性的提高。

附图说明

图1是本发明第一实施形式的燃油喷射阀40的主要部分的放大截面图。

图2是沿图1的II-II线的磁芯24的局部截面图。

图3是本发明第二实施形式的燃油喷射阀50的主要部分的放大截面图。

图4是传统燃油喷射阀的主要部分的放大截面图。

发明的实施形式

以下，根据图1、2来说明本发明第一实施形式的燃油喷射阀40，不过，与4一样的部分用相同符号表示并省略了对其的详细描述。

图1是燃油喷射阀40的主要部分的放大截面图，图2是沿图1的线II-II的磁芯24的局部截面图。在燃油喷射阀40中，在相当于所述磁芯安装体25的磁芯安装体41的下部上，通过激光焊等方式将磁芯24一体化。

就是说，通过把磁芯24的上圆周部24D(固定端)焊接在磁芯安装体41的下圆周部41A上，使磁芯安装体41和磁芯24成为一体。而作为这种一体化手段地也能够采用利用摩擦作用等的熔敷或粘接等方式。

磁芯安装体41是通过与其外凸部41B配合的限位螺母42被安装在喷油器壳2上的，从而在把O形圈43设置在其与喷油器壳2和上凸部2A之间的同时，使垫片44位于喷油器壳2本身部分之间。

另外，磁芯安装体41作为外缘地在对应于于作为磁舌45止动部的间隙调节套27的部位上一体地具有磁舌导向部41C。

磁舌45具有带阀球20的杆部45A、垂直于杆部45A的板部45B，垂直于板部45B的滑动导向部45C，滑动导向部45C可以在磁芯安装体45的磁舌导向部41C内轴向导向滑动。

而磁舌导向部41C不是被压入磁芯24的中心孔24C内，而是简单地嵌入其中。

如上所述地，磁芯24的上圆周部24D以悬臂支承方式与磁芯安装体41成为一体，而与上圆周部24D相反那侧的吸引面24A成为自由端，同时磁舌45(板部45B)与该自由端(吸引面24A)平行相对。

磁芯24在其与位于其外周侧的喷油器壳2之间形成第一环形间隙46，磁芯安装体41嵌在喷油器壳2的上凸部2A上，由此可确保设定磁芯24中心轴线时的径向调整量。

通过在径向上削掉磁舌导向部41C外周面的一部分而使该部分变薄，在其与磁芯24的中心孔24C之间形成第二环形间隙47，在可以减少通过磁舌导向部41C的磁芯24漏磁的同时，形成了用于由磁舌导向部41C的加工热引起的膨胀的安全部。

而且，第二间隙L2是在磁芯24的吸引面24A和磁舌45的板部45B之间形成的，第一间隙L1(升起量)是在磁舌导向部41C的前端41D与板部45B之间形成的。

如图2所示，在磁芯24上，在沿其径向形成径向沟槽24E的同时，在磁芯安装体41上，形成了与该径向沟槽24E连通能够的连通通道48。

在这样构成的燃油喷射阀40中，磁芯24的上圆周部24D只是部分被固定在磁芯安装体41的下圆周部41A上，其与磁舌45的板部45B相对的吸引面24A成为处于不与任何部件接触的开放状态的自由端，因而，在其与喷油器壳2之间形成第一环形间隙46，在其与磁舌导向部41C之间形成第二环形间隙47，从而在悬吊状态下悬臂支承着磁芯24，在磁芯24上没有外力作用。

因此，不用说在加工或组装时，即便是在组装后，也没有外力作用在燃油喷射阀40或喷油器壳2上，在磁芯24上没有产生应变，在其磁性不变的同时，固体间的特性不太可能出现差异。

另外，磁舌45在其磁芯24侧的滑动导向部45C处通过磁芯安装体41的磁舌导向部41C而受到轴向引导，能够更精确且更容易地确保磁舌45与磁芯24吸引面24A之间的平行度，在提高性能并减少部件的同时，可降低成本。

而成型于磁芯24上的径向沟槽24E及成型于磁芯安装体41上的连通通道48是相互连通的，因此，燃油随着磁舌45的轴向往复动作而移向磁舌45的上下流方向变得容易了，可使磁舌45的响应速度保持预定水平。

即便磁芯24是用纯铁制成的，通过设置其径向沟槽24E，也可以防止在其圆周方向上产生涡电流。

图3是本发明第二实施形式的燃油喷射阀50的主要部分的放大截面图，燃油喷射阀50与燃油喷射阀40(图1)一样，相当于磁芯安装体41的所述磁芯安装体25(图4)与磁芯24的一体结构(磁芯安装结构)是通过以焊接等方式使磁芯24的上圆周部24D(固定端)与磁芯安装体25的下圆周部25A成一体而形成的，至于磁舌滑动支持机构，也是通过磁芯安装体25的磁舌导向部25B来轴向引导磁舌45的滑动导向部45C。

不过，在该燃油喷射阀40中，磁芯安装体25被安装在喷油器壳2上，它采用了具有铆紧结构的所述固定体29和限位螺母30。

磁芯24在其与位于其外周侧的固定体29之间形成第一环形间隙46。

第二间隙L2形成于磁舌导向部25B前端25C与板部45B之间。

在这样构成的燃油喷射阀50中，也通过相对磁芯安装体25而如上所述地悬臂支承磁芯24，能够不使磁芯24变形并获得良好磁性。

而且，通过磁芯安装体25的磁舌导向部25B进行磁舌45导向，由此一来，能够在以预定水平获得磁舌45与磁芯24彼此间的平行度和精度的同时，能够确保稳定的性能。

另外，仍然可以沿用大部分的传统燃油喷射阀1(图4)产品，因而可抑制成本提高。

符号说明1-燃油喷射阀(图4)；2-喷油器壳；2A-喷油器壳的上凸部(图1)；3-喷嘴体；4-喷油嘴针阀；4A-喷油嘴针阀4的承压部；5-阀塞；5A-阀塞5的顶部；6-阀体；7-背压控制部；8-高压燃油输入部；9-油箱；10-燃油泵；11-总油道(蓄压器)；12-燃油通道；13-燃油回流道；14-喷孔；15-座部；16-喷嘴弹簧；17-控压室；18-输入侧孔；19-启闭孔；20-阀球(控制阀体)；21-磁舌；21A-磁舌21的杆部；21B-磁舌21的板部；22-磁舌导向件；23-磁铁；24-磁芯；24A-磁芯24的吸引面(自由端)；24B-磁芯24的磁铁容纳部；24C-磁芯24的中心孔；24D-磁芯24的上圆周部(固定端，图1)；24E-磁芯24的径向沟槽(图2)；25-磁芯安装体(图3，4)；25A-磁芯安装体25的下圆周部(图3)；25B-磁芯安装体25的磁舌导向部(图3)；25C-磁舌导向部25B的前端(图3)；26-阀簧；27-间隙调节套；27A-间隙调节套27的前端；28-连接器；29-固定体；29A-固定体29的内阶梯面；29B-固定体29的铆紧部；29C-固定体29的外凸部；30-限位螺母；31-塞；32-垫片；40-燃油喷射阀(第一实施形式，图1)；41-磁芯安装体；41A-磁芯安装体的下圆周部；41B-磁芯安装体41的外凸部；41C-磁芯安装体41的磁舌导向部；41D-磁舌导向部41C的前端；42-限位螺母；43-O形圈；44-垫片；45-磁舌；45A-磁舌45的杆部；45B-磁舌45的板部；45C-磁舌45的滑动导向部；46-第一环形间隙；47-第二环形间隙；48-连通通道；50-燃油喷射阀(第二实施形式，图3)；L1-第一间隙(升起量)；L2-第二间隙；

Claims

1、一种燃油喷射阀，它具有启动闭用于控制可启闭燃油喷孔的喷油嘴针阀的背压的控压室的控制阀体、用于驱动该控制阀体的磁舌、用于吸引该磁舌的磁芯和磁铁，其中通过所述控制阀体来控制该控压室，可进行借助喷油嘴针阀的所述喷孔的启闭，其特征在于，用于安装所述磁芯的磁芯安装体和该磁芯被一体地固定在所述磁芯的固定端上，同时，所述磁芯的与该固定端相反那侧的端部成为自由端。

2、如权利要求1所述的燃油喷射阀，其特征在于，所述磁芯和所述磁芯安装体通过在所述固定端上的焊接、熔敷或粘接等方式与其成为一体。

3、一种燃油喷射阀，它具有启动闭用于控制可启闭燃油喷孔的喷油嘴针阀的背压的控压室的控制阀体、用于驱动该控制阀体的磁舌、用于吸引该磁舌的磁芯和磁铁，其中通过所述控制阀体来控制该控压室，可进行借助喷油嘴针阀的所述喷孔的启闭，其特征在于，延伸于所述磁芯侧的滑动导向部成型于所述磁舌上，同时，所述滑动导向部可在该磁芯的内周侧受到引导。

4、如权利要求3所述的燃油喷射阀，其特征在于，所述滑动导向部是如此形成的，即它垂直于与所述磁芯的吸引面平行相对的板部。

5、如权利要求3所述的燃油喷射阀，其特征在于，所述磁芯被固定磁芯安装体上，所述滑动导向部可在所述磁芯内周侧通过成型于该磁芯安装体上的磁舌导向部来引导。

6、如权利要求1或3所述的燃油喷射阀，其特征在于，所述磁芯在其与位于其外周侧的部件之间设有很小的环形间隙。

7、如权利要求1或5所述的燃油喷射阀，其特征在于，所述磁芯在其与位于其内周侧的所述磁芯安装体之间设有很小的环形间隙。

8、如权利要求1或3所述的燃油喷射阀，其特征在于，在所述磁芯上，在其径向上形成了径向沟槽。