CN1614222A - 燃料喷射阀 - Google Patents
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Abstract
一种燃料喷射阀，在与因套筒(17)与轭铁(16)焊接时的热量而在轭铁(16)中产生的磁特性变化部分(16a)相对的位置，根据燃料喷射信号而朝轴向往复移动的可动铁芯(22)的外周，形成具有规定宽度和深度的径向的凹部(22a)。采用本发明，能抑制借助套筒(17)将固定铁芯(11)与轭铁(16)焊接而一体化时的热量而产生的轭铁(16)磁特性变化部分(16a)所引起的喷射量特性的产品偏差。
Description
技术领域
本发明涉及主要用于车辆用发动机的燃料喷射阀。
背景技术
图6比如是专利文献1(日本专利2002-3831号公报，图1)所揭示的传统的燃料喷射阀整体结构的纵剖视图。
另外，图7是用于说明图6所示的燃料喷射阀的主要部分(磁通道部分)结构的局部放大图。图7中省略了表示截面的斜线。
当动作信号从发动机的微机输送到燃料喷射阀的驱动回路(未图示)时，则线圈13中电流流动，由固定铁心11、可动铁心22、轭铁16、壳体12构成的磁路产生磁力线100所示的磁通，可动铁心22受到超过压缩弹簧14弹力的电磁吸力而被吸引至固定铁心11侧。
通过可动铁心22被吸引至固定铁心11侧，与可动铁心一体化的阀体21也朝固定铁心11侧移动，对发动机内进行燃料喷射。
图6或图7中，17是用于连接轭铁16和固定铁心11的连接构件，即非磁性的金属性套筒。
该套筒17包括嵌入固定铁心11的圆筒部、向该圆筒部的轭铁16侧的端部外周环状突出形成的环部。因此，从图7可见，套筒17的截面形状为L字形。
套筒17的环部，在与轭铁16抵接的状态下与轭铁16焊接，套筒17的圆筒部与嵌入的固定铁心11焊接。
因此，固定铁心11与轭铁16的位置关系通过套筒17而得到固定。
17a表示套筒17的环部与轭铁16的焊接部分，17b表示套筒17的圆筒部与固定铁心11的焊接部分。
由此，在轭铁16与固定铁心11之间配置非磁性金属制的套筒17，尽可能减少固定铁心11与轭铁16之间的磁漏，并将轭铁16与套筒17之间及固定铁心11与套筒17焊接接合，进行燃料密封。
尤其是，缸内喷射用燃料喷射阀(即车辆用燃料喷射阀)，由于需要将阀体的响应作成高速，故要求套筒17所产生的涡电流作成最小。
在如此的燃料喷射阀中，通过尽可能减薄套筒17的厚度t，而使产生的涡电流最小化。
在传统的燃料喷射阀中，当使套筒17的厚度变薄，则由于套筒17与轭铁16的焊接部17a接近轭铁16的磁通道(即，磁力线100的通道)，故焊接引起的高温化的部分向一部分轭铁的磁通道扩散，该部分(即图7的黑点所示的半圆的内部)成为磁通密度下降的磁特性变化部分16a。
在燃料喷射阀中，主要作为轭铁16材质的电磁不锈钢如图8所示，具有在大约900℃以上时磁通密度急剧下降(比如，在900℃磁通密度为1.10T，在950℃磁通密度下降为1.02T)的倾向，导致在可动铁心22内产生的电磁吸力也下降。
在大批量生产燃料喷射阀的场合，由于因焊接温度及焊接位置的偏差而导致磁特性变化部分的磁特性也有偏差，故可动铁心所产生的电磁吸力也会发生偏差。
因此，存在着所生产的燃料喷射阀的喷射量特性、每产品的偏差很大的问题。
图9表示传统的燃料喷射阀的喷射量特性的产品偏差的图，横轴是外加于燃料喷射阀的喷射信号的驱动脉冲宽度(msec)，纵轴是每一次的燃料喷射量(mm3)。
从图9可见，传统的燃料喷射阀的喷射量特性的产品偏差的上限和下限之间有10％左右的偏差幅度。
本发明是为了解决上述问题而作的，其目的在于提供一种能抑制因套筒与轭铁焊接时热量发生的磁特性变化部分所引起的喷射量特性的产品偏差的车辆用的燃料喷射阀。
本发明内容
本发明的燃料喷射阀具有阀装置和螺线管装置，所述阀装置包括：根据燃料喷射信号而朝轴向往复移动的筒状的可动铁心；一端与所述可动铁心一体化、另一端上设有阀座部的阀体；具有通过所述阀座部接近、离开而进行开闭的节流孔的板，所述螺线管装置包括：与所述可动铁心轴向相对配置的筒状的固定铁心；配置在所述可动铁心外周部的筒状的轭铁；通过焊接将所述固定铁心和所述轭铁接合而一体化的非磁性金属的套筒；与所述固定铁心、可动铁心、轭铁一起形成磁路的壳体；配置在所述固定铁心的外周部且对所述可动铁心施加轴向电磁吸力的线圈；对所述阀体施加朝所述板方向移动的弹力的压缩弹簧，其特征在于，在与因将所述套筒与所述轭铁焊接时的热量而在所述轭铁中产生的磁特性变化部分相对的位置，所述可动铁心的外周形成有具有规定宽度和深度的径向凹部。
根据本发明，由于在与因将所述套筒与所述轭铁焊接时的热量而在所述轭铁中产生的磁特性变化部分相对的位置，可动铁心的外周形成具有规定宽度和深度的径向凹部，故通过可动铁心的磁通迂回到凹部的下侧(即没有固定铁心的一侧)。
因此，可减少通过轭铁的磁特性变化部分的磁通数，不易受磁特性偏差的影响，能抑制因套筒与轭铁焊接时的热量产生的磁特性变化部分所引起的喷射量特性的产品偏差。
附图的简单说明
图1是表示实施例1的燃料喷射阀整体结构的纵剖视图。
图2是表示用于说明实施例1的燃料喷射阀的主要部分结构的局部放大图。
图3是表示实施例1的燃料喷射阀的喷射量特性的图。
图4是表示用于说明实施例2的燃料喷射阀的主要部分结构的局部放大图。
图5是表示用于说明实施例2的燃料喷射阀的效果图。
图6是表示传统的燃料喷射阀的整体结构的纵剖视图。
图7是表示用于说明传统的燃料喷射阀的主要部分结构的局部放大图。
图8是表示用于轭铁的电磁不锈钢的温度与磁通密度关系的图。
图9是表示传统的燃料喷射阀的喷射量特性的产品偏差的图。
具体实施方式
实施例1
图1是表示实施例1的燃料喷射阀的整体结构的纵剖视图。
另外，图2是用于说明图1所示实施例1的燃料喷射阀的主要部分(磁通道部分)结构的局部放大图。图2中省略了表示剖面的斜线。
如图1所示，本实施例的燃料喷射阀1由螺线管10和阀装置20构成。
螺线管装置10包括线圈13、固定铁心11、轭铁16、壳体12、用于连接固定铁心11和轭铁16的连接构件即非磁性金属制的套筒17、用于对与后叙的可动铁心一体化的阀体施加弹力的压缩弹簧14、对压缩弹簧14的位置进行调节并固定的杆15等。
另外，阀装置20包括阀体21、将阀体21固定并进行收放的阀本体24、与阀体21的一端一体化的可动铁心22、设置在阀本体24的端部的阀座部24a、具有多个节流孔的板23等。
30是用于将高压(比如，2Mpa以上)燃料向燃料喷射阀1供给的燃料供给管，31是燃料供给管30的燃料流通孔。
汽车用的发动机是多气缸，将多个燃料喷射阀与各气缸对应地在纸面的前后方向(与纸面正交的方向)排列，将燃料供给管30的长度方向在纸面的前后方向(与纸面正交的方向)配置。另外，33是过滤器的网格部，34是过滤器保持构件。
燃料喷射阀1是在燃料供给管30与发动机的缸盖40之间分别通过密封材料51及52利用轴向向下的负荷作用而安装在垫圈53上。
当动作信号从发动机的微机输送到燃料喷射阀1的驱动回路(未图示)时，则线圈13中电流流动，由固定铁心11、可动铁心22、轭铁16、壳体12构成的磁路产生磁通，可动铁心22受到超过压缩弹簧14的弹力的电磁吸力而被吸引至固定铁心11侧。
当可动铁心22被吸引至固定铁心11侧时，则与可动铁心22一体化的阀体21前端部即阀座部21a，也离开阀本体24的阀座面，阀座部21a与阀本体24的阀座面之间形成间隙时，高压的燃料通过板23的节流孔向发动机的气缸内喷射。
当来自燃料喷射阀1的驱动回路(未图示)的动作信号消失时，则线圈13内流动的电流消失，从而，将可动铁心22朝固定铁心11侧吸引的吸力也消失。
因此，阀体21在压缩弹簧14的弹力的施力下朝板23侧移动，阀座部21a被按压在阀本体24的阀座面上，燃料的喷射结束。
图2中，61是轴向空气间隙，在该部分(即，轴向空气间隙61)电磁吸力在固定铁心11和可动铁心22之间产生动作，可动铁心22被固定铁心11吸引。
由于可动铁心22在轴向上移动一定程度的距离，因此轴向空气间隙61需要可动铁心22的移动距离以上的间隙。
另外，62是径向空气间隙，是设在可动铁心22与轭铁16之间的间隙，以使可动铁心22在轴向移动时不与轭铁16接触。
正如在背景技术中所说明的那样，非磁性金属制的套筒17由嵌入固定铁心11的圆筒部、该圆筒部的轭铁16侧的端部外周环状地突出形成的环部构成，通过轴A的平面上的截面形状为L字形。
套筒17的环部在与轭铁16的固定铁心11侧的端面抵接的状态下利用激光焊接而与轭铁16接合，套筒17的圆筒部利用激光焊接而与嵌入的固定铁心11接合。
因此，固定铁心11与轭铁16的位置关系通过套筒17得到固定。
17a表示套筒17的环部与轭铁16的焊接部分，17b表示套筒17的圆筒部与固定铁心11的焊接部分，各个焊接部分(接合部)利用激光焊接而接合成可燃料密封的状态。
套筒17使固定铁心11与轭铁16之间的磁漏最小，并且为了防止生锈，使用透磁率低的非磁性材料、即奥氏体类的不锈钢。
为了使由固定铁心11、可动铁心22、轭铁16、壳体12构成的磁路所产生的磁通的响应性作成高速，需要尽量减少套筒17中产生的涡电流，套筒17的壁厚t尽量做薄。
但是，套筒17与轭铁16的焊接部17a处的溶融温度虽超过铁的融点即1540℃，但轭铁16的焊接部17a附近的部分(图2中由黑点的半圆围起的部分)也因金属的传热上升至大约1000℃。
该部分磁通密度下降，而且成为各产品的磁特性发生偏差的磁特性变化部分16a。
本实施例中，减少通过磁特性变化部分16a的磁通量(即磁力线100的数量)，以减少在轭铁16的磁特性变化部分16a处的磁特性偏差对整体的磁通量偏差的影响，抑制可动铁心22中发生的电磁吸力的偏差。
因此，在与磁特性变化部分16a相对的位置，可动铁心22的外周设有具有规定宽度和深度的凹部(槽沟部)22a，形成磁阻大的部分。
由此，由于通过可动铁心22的磁通迂回至凹部22a的下侧(即，没有固定铁心11的一侧)，故通过轭铁16的磁特性变化部分16a的磁通量也减少，不易受该部分的磁特性的偏差引起的影响。
凹部(槽部)22a的宽度最好比磁特性变化部分16a的轴向长度大。
凹部(槽部)22a的径向深度需要做成：在可动铁心22的外周形成凹部(槽部)22a的磁通量的减少所造成电磁力下降在实用上不带来妨碍的程度。
图3是表示本实施例的燃料喷射阀的喷射量特性的图，横轴是外加于燃料喷射阀的喷射信号的驱动脉冲宽度(m sec)，纵轴是一次的燃料喷射量(mm3)。
与图9相比可见，传统的燃料喷射阀中喷射量特性偏差的上限和下限之间有10％左右的偏差幅度，本实施例的燃料喷射阀中，改善为6％左右。
因此，实施例1中，批量生产的燃料喷射阀的喷射量特性的产品偏差减少，能生产质量稳定的燃料喷射阀。
如以上所作的说明，本实施例的燃料喷射阀包括阀装置20和螺线管装置10，阀装置20具有：根据燃料喷射信号而朝轴向往复移动的筒状的可动铁心22；一端与可动铁心22一体化、另一端上设有阀座部24a的阀体21；以及具有通过阀座部24a接近、离开进行开闭的节流孔的板23，螺线管装置10具有：与可动铁心22轴向相对配置的筒状的固定铁心11；配置在可动铁心22外周部的筒状的轭铁16；通过焊接将固定铁心11和轭铁16接合而一体化的非磁性金属的套筒17；与固定铁心11、可动铁心22、轭铁16一起形成磁路的壳体12；配置在固定铁心11的外周部且对可动铁心22施加轴向电磁吸力的线圈13；以及对阀体21施加朝板23方向移动的弹力的压缩弹簧14，
在与因套筒17与轭铁16焊接时的热量而在轭铁16中产生的磁特性变化部分16a相对的位置，可动铁心22的外周形成具有规定宽度和深度的径向凹部22a。
其结果，通过可动铁心22的磁通迂回到在可动铁心22的外周部形成的凹部的下侧(即，没有固定铁心的一侧)，可减少通过轭铁16的磁特性变化部分的磁通量，不易受磁特性偏差的影响，能抑制因套筒17与轭铁16焊接时的热量产生的磁特性变化部分16a引起的喷射量特性的产品偏差。
实施例2
图4是表示用于说明实施例2的燃料喷射阀的主要部分(磁通道部分)结构的局部放大图。图4中省略了表示剖面的斜线。
在上述实施例1的燃料喷射阀中，可动铁心22的外周的一部分上形成具有规定宽度和深度的凹部22a，可动铁心22的径向厚度做薄，故该部分发生磁通阻塞部，电磁力下降。
为此，实施例2的燃料喷射阀的阀体21由磁性材料构成，阀体21的上部也通过磁力线100。
由此，通过将阀体21的上部与可动铁心22作成并行的磁路，可避免在可动铁心22的外周形成凹部22a而引起的磁通量的下降。
阀本体24下部的阀座部24a是与具有节流孔的板23进行冲突动作的部分，作为耐磨损性的磁性材料使用了马氏体类的不锈钢。
图5是表示用于说明实施例2的燃料喷射阀的效果图。
在实施例1的燃料喷射阀中，可动铁心22的外周设有凹部22a，使磁通不经过轭铁16的磁特性变化部分16a，可减小批量生产的燃料喷射阀的喷射量特性的偏差。
但是，如图5所示，通过磁通道的磁通量的减少，螺线管装置10的电磁力比传统的场合下降20％左右。
相比之下，实施例2的燃料喷射阀中，阀体21由磁性材料构成，将阀体21的上部与可动铁心22作成并行的磁路，避免磁通量的下降，故如图5所示，螺线管装置10的电磁力比实施例1的场合恢复了16％左右。
由此，实施例2的燃料喷射阀中，可动铁心22的外周设有凹部22a，磁通不经过轭铁16的磁特性变化部分16a，可减小批量生产的燃料喷射阀的喷射量特性的偏差，同时，阀体21由磁性材料构成，将阀体21的上部与可动铁心22作成并行的磁路，避免磁通量的下降，故螺线管装置10的电磁力下降很小(4％左右)。
即，实施例2可实现喷射量特性的偏差小且螺线管装置的电磁力下降微小的燃料喷射阀。
本发明对实现一种能抑制燃料喷射量特性的偏差的车辆用的燃料喷射阀是有用的。
Claims (2)
1.一种燃料喷射阀，具有阀装置和螺线管装置，所述阀装置包括：根据燃料喷射信号朝轴向进行往复移动的筒状的可动铁心；一端与所述可动铁心一体化、另一端上设有阀座部的阀体；具有通过所述阀座部接近、离开进行开闭的节流孔的板，
所述螺线管装置包括：与所述可动铁心轴向相对配置的筒状的固定铁心；配置在所述可动铁心外周部的筒状的轭铁；通过焊接而将所述固定铁心和所述轭铁接合被一体化的非磁性金属的套筒；与所述固定铁心、可动铁心、轭铁一起形成磁路的壳体；配置在所述固定铁心的外周部且对所述可动铁心施加轴向电磁吸力的线圈；对所述阀体施加朝所述板方向移动的弹力的压缩弹簧，其特征在于，
在与因所述套筒与所述轭铁焊接时的热量而在所述轭铁中产生的磁特性变化部分相对的位置，所述可动铁心的外周形成具有规定宽度和深度的径向的凹部。
2.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，一端与所述可动铁心一体化的所述阀体，由磁性材料形成。
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