CN1712697A - 内燃机燃油喷射阀 - Google Patents
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Abstract
提供一个针阀20，针阀20在其前端具有支座接触部分24。提供一个喷嘴体22，喷嘴体22具有一个支座部分26，支座接触部分24与支座部分26接触。喷嘴体22包括：锥形面34，锥形面34包括支座部分26；以及燃油接收部分28，燃油接收部分28包括球形袋状壁面36。针阀20前端包括第一突起38，第一突起38呈锥形且具有比锥形面34大的锥角，针阀20前端还包括第二突起40，第二突起40呈锥形且具有比第一突起38小的锥角。更具体而言，第二突起40呈圆锥形。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机燃油喷射阀，更具体而言，涉及到适用于直喷式内燃机的燃油喷射阀，该直喷式内燃机将燃油直接喷射到气缸内。
背景技术
例如，日本待决专利No.147317/2002公开了通过操作针阀来打开/关闭流路的燃油喷射阀。该燃油喷射阀使得通过形成锥形而增加位于支座部分下游的流路直径，其中针阀与该支座部分接触。位于支座部分下游流路中的沉淀物减小了流路的横截面积，从而减小了燃油喷射量。如上所述构造上述常规的燃油喷射阀，以增加支座部分下游侧的燃油流量，从而增强了去除位于支座部分下游流路中积碳的效果。
在内燃机燃油喷射阀中，当位于支座部分下游的流路容积增加从而增加流路中的燃油残余量时，沉淀物的量增加。根据上述常规的燃油喷射阀所使用的方法，可以改善支座部分下游侧的燃油流动；但是很难有效地避免沉淀物的聚积。其原因在于支座部分下游侧的流路容积增加了。而且，如果支座部分下游侧的流路容积如上述常规的燃油喷射阀的情形那样只是简单地增加，则可能破坏喷雾特性。
发明内容
所作本发明用于解决上述问题。本发明的一个目的在于：为内燃机提供一种燃油喷射阀，该燃油喷射阀可以以增强的效果控制支座部分下游侧流路中的沉淀物聚积，以避免燃油喷射量减小。
上述目的由内燃机燃油喷射阀来实现，它包括一个针阀，该针阀在其前端具有支座接触部分。提供一个喷嘴体，喷嘴体包括：一个锥形面，该锥形面具有一个支座部分，支座接触部分与该支座部分接触，该锥形面还具有一个设置在支座部分下游的预定区域；以及一个由袋状壁面形成的燃油接收部分，该袋状壁面位于锥形面的下游。针阀前端包括第一突起，该第一突起紧邻支座接触部分的下游，并且第一突起呈锥形且具有比该锥形面大的锥角。而且针阀前端包括第二突起，第二突起从第一突起向下游伸出，并且形成第二突起使得最外面的突起端位于针阀的轴线与第一突起的斜面延伸出的虚拟平面的交点的下游。
结合附图阅读以下的详细说明，本发明的其它目的和更多特征将显而易见。
附图说明
图1所示为根据本发明的燃油喷射阀的第一个实施例的垂直剖面图。
图2为图1所示燃油喷射阀的喷嘴体部分的放大的垂直剖面图。
图3为本发明第二个实施例所采用针阀的前端形状的垂直剖面图。
图4为本发明第三个实施例所采用针阀的前端形状的垂直剖面图。
图5为本发明第四个实施例所采用针阀的前端形状的垂直剖面图。
具体实施方式
第一个实施例
图1为根据本发明的燃油喷射阀10第一个实施例的垂直剖面图。图1所示的燃油喷射阀10适用于例如直喷式汽油发动机，这种发动机直接向气缸里喷射燃油。然而，根据本发明的燃油喷射阀不限于在直喷式汽油发动机中使用。
根据本实施例的燃油喷射阀10包括用磁性材料制成的固定铁芯12。可动铁芯16紧靠着固定铁芯12，并由螺旋弹簧14向下压紧。可动铁芯16可在燃油喷射阀10的内部沿轴向滑动。固定铁芯12的周边设有电磁感应圈18。构造燃油喷射阀10使得：当电磁感应圈18产生预定的电磁力时，固定铁芯12吸引住可动铁芯16；而在该电磁力消失时，螺旋弹簧14工作使得可动铁芯16与固定铁芯12分离。
可动铁芯16与针阀20接合在一起，针阀20与可动铁芯16相互协调以使燃油喷射阀10的内部移动。燃油喷射阀10包括一个喷嘴体22，喷嘴体22形成为使得喷嘴体22包围针阀20。喷嘴体22包括：一个支座部分26，针阀20的支座接触部分24与支座部分26接触；一个燃油接收部分(袋)28，燃油接收部分28设置为与针阀20面对；以及一个喷嘴孔30，喷嘴孔30与燃油接收部分28连通。
如图1所示，针阀20与喷嘴体22之间形成一空间32。燃油源(未示出)提供高压燃油到该空间32中。当不对电磁感应圈18提供激励电流时，针阀20落座到喷嘴体22的支座部分26上，从而向上堵塞了喷嘴孔30。在这种情况下，没有燃油从喷嘴孔30中喷射出来。
当在上述状态下给电磁感应圈18提供激励电流时，固定铁芯12吸引住可动铁芯16，从而针阀20脱离支座部分26。这样，贮存在针阀20周围的高压燃油就流入燃油接收部分28。接着，燃油就从喷嘴孔30中向外喷射。
在如上述构造的燃油喷射阀10中，当积碳在支座部分26下游侧的流路中聚积时，燃油喷射量将因为流路横截面积的减小而减小。当燃油接收部分28的容积减小时，根据本实施例的包括燃油接收部分28的燃油喷射阀10能够减少燃油接收部分28中的燃油残余量，从而控制了沉淀物的聚积。然而，当燃油接收部分28的容积只是简单地减小，就很难得到理想的喷雾特性(喷射形状等)。对直喷式内燃机而言，得到好的喷雾特性尤为重要。为获得好的喷雾特性，不应该只为减少沉淀物的量而改变燃油接收部分28的壁面形状。在这些情形下，为满足上述要求，将按下面的描叙来构造根据本实施例的燃油喷射阀10。更具体而言，包括燃油接收部分28的燃油喷射阀10将按下面的说明来构造，以防止燃油喷射量因为沉淀物的聚积而减少，同时还不破坏喷雾特性。在本说明书中，根据燃油喷射阀10中的燃油流动方向，称位于支座部分26侧的喷嘴孔30侧为“支座部分26的下游侧”，或简称为“下游侧”。
现参照图2详细描述喷嘴体部分的构造，这是根据本实施例的燃油喷射阀所特有的。
图2为图1所示燃油喷射阀10的喷嘴体部分的放大的垂直剖面图。如图2所示，喷嘴体22具有一个锥形面34，它包括支座部分26。锥形面34有一个设置在支座部分26下游的预定区域。锥形面34的下游侧形成袋状壁面36。为提供好的喷雾特性，袋状壁面36包括面对针阀20的球面。前述燃油接收部分28就是袋状壁面36所形成的空间。前述喷嘴孔30设置于袋状壁面36上，呈圆柱形，其中心轴线与针阀20的轴线倾斜一个预定的角度。
针阀20的前端设有第一突起38和第二突起40，它们位于支座接触部分24的下游。第一突起38呈锥形且具有比锥形面34大的锥角。第二突起40从第一突起38向下游伸出，并且形成第二突起40使得最外面的突起端位于交点P的下游，交点P是针阀20的轴线与从第一突起38的斜面延伸出的虚拟平面的交点。更具体而言，第二突起40呈锥形且具有比第一突起38小的锥角。为满足上述形状的要求，根据本实施例的第二突起40呈圆锥形，从而从第一突起38向下游伸出。如前所述，根据本实施例的针阀20具有涉及两个不同的锥角的两级锥形突起，并且位于支座接触部分24的下游。
如前所述，根据本实施例的燃油喷射阀10包括第一突起38，其具有比锥面34大的锥角。因此，紧邻支座部分26下游的流路具有较大的流路横截面积。从而，可以防止燃油喷射量因为沉淀物的聚积而减少。而且，燃油接收部分28的容积也由于设置了从第一突起38向下游伸出的第二突起40而减小了。这样，能够减少残留在燃油接收部分28中的燃油量而减少燃油接收部分28中的沉淀物的量。
而且，根据本实施例的燃油喷射阀10构造成使得第二突起40呈锥形且具有比第一突起38小的锥角。另外，第二突起40的前端呈具有锐角的圆锥形。因此改善了从支座部分26到燃油接收部分28的燃油流动。更具体而言，由于针阀20的前端具有如上所述的两级锥形面，从而减小了燃油接收部分28内所产生的涡流。从而，燃油稳定流动而不与针阀20的表面分离。换言之，从针阀20表面去除沉淀物的力增加了。另外，针阀20的表面温度降低了。从而，可以有效地控制针阀20内的沉淀物聚积。而且，因为袋状壁面36是球形的，从而保持喷雾特性不受破坏。
如前所述，根据本实施例的燃油喷射阀10有效地控制了支座部分26(针阀20的前端和锥形面34)下游侧流路中的沉淀物聚积，而不破坏喷雾特性，从而控制了燃油喷射量的减少。而且，根据本实施例的燃油喷射阀10提供上述优点而没有改变燃油接收部分28的形状，这对于确定喷雾特性是重要的。
第二个实施例
现参照图3描述本发明的第二个实施例。
图3为本发明第二个实施例中所采用的针阀50的前端形状的垂直剖面图。如图3所示，根据本实施例的针阀50的前端的构造，除了第一突起52与第二突起54之间接合处的垂直剖面是弯曲的、更具体而言呈弧状之外，皆与第一个实施例中的构造相同。根据图3所示的结构，流入燃油接收部分28的燃油比第一个实施例结构中的燃油更稳定地沿着针阀50的前端流动，例如，分离控制的程度提高了。
如上所述，在前述的第一个实施例或第二个实施例中，具有图2所示针阀20的燃油喷射阀10或具有图3所示针阀50的燃油喷射阀能够有效地控制沉淀物的聚积，而不破坏喷雾特性。根据针阀20或50，其构造如前所述，可以通过调节针阀的前端形状来改变喷雾特性。例如，可以通过增加图2所示针阀20的第二突起40的锥角、或者通过减小图3所示针阀50的第一突起52与第二突起54之间接合处的圆弧曲率来减小喷雾穿透力(表示喷雾可达距离的指标)。而且，可以通过确保第二突起40或54的锥角是喷嘴孔30喷射角(针阀20或50的轴线与喷嘴孔30的轴线之间的角度)的两倍来减小喷雾的微粒尺寸。当采用上述方法时，就可以通过改变针阀20或50的前端形状来调节喷雾特性。因此，当根据内燃机规格需要各种喷雾特性时，可以通过改变针阀的前端形状来适应这些规格。
第三个实施例
现在参照图4描述本发明的第三个实施例。
图4为本发明第三个实施例中所采用的针阀60的前端形状的垂直剖面图。如图4所示，根据本实施例的针阀60的前端的构造，除了第二突起62的前端为球形外，皆与第一个实施例中的构造相同。更具体而言，图4所示的构造，使得第一突起64的锥角与第二突起62的锥角的差值比第一个实施例的构造中大。而且，使得第二突起62的前端尺寸在朝向轴线的方向上显著地减小。当采用这一结构时，由此得到的在前端具有两级突起(由于采用了不同的锥角)的针阀的前端形状使得燃油接收部分28的容积能有效地减小。因此，根据本实施例的针阀60能通过减少燃油接收部分28中的燃油残余量来有效地控制沉淀物的聚积。
第四个实施例
现在参照图5描述本发明的第四个实施例。
图5为本发明第四个实施例所采用针阀70的前端形状的垂直剖面图。如图5所示，根据本实施例的针阀70的前端构造，除了在支座接触部分24下游设有的突起72具有形成为凸向针阀70轴线的曲面外，皆与第一个实施例中的构造相同。当结构如图5所示时，突起72的底部与锥形面34之间流路的横截面积增加了。而且，由于突起72伸入燃油接收部分28中，因而减小了燃油接收部分28的容积。而且，突起72具有一个连续的曲面。因此，流入燃油接收部分28的燃油比第二个实施例结构中的燃油更稳定地沿着针阀70的前端流动，例如，分离控制的程度提高了。
本发明的上述主要特征及优点总结如下：
本发明的第一个方面包括内燃机燃油喷射阀，它包括针阀，针阀在其前端有一个支座接触部分。提供一个喷嘴体，喷嘴体包括：一个锥形面，该锥形面具有一个支座部分，支座接触部分与该支座部分接触，该锥形面还具有一个设置在支座部分下游的预定区域；以及一个由袋状壁面形成的燃油接收部分，该袋状壁面位于该锥形面的下游。针阀前端包括第一突起，它紧邻支座接触部分的下游，并且第一突起呈锥形且具有比该锥形面大的锥角。而且针阀前端包括第二突起，它从第一突起向下游伸出，并且形成第二突起使得最外面的突起端位于针阀的轴线与从第一突起的斜面延伸出的虚拟平面的交点的下游。
本发明的第二个方面，第二突起呈锥形且具有比第一突起小的锥角。
本发明的第三个方面，第二突起可以呈圆锥形。
本发明的第四个方面，第二突起的前端可以是球形。
本发明的第五个方面，第一突起与第二突起之间的接合处的垂直剖面可以是弯曲的。
本发明的第六个方面包括内燃机燃油喷射阀，它包括针阀，针阀在其前端有一个支座接触部分。提供一个喷嘴体，喷嘴体包括：一个锥形面，该锥形面具有一个支座部分，支座接触部分与该支座部分接触，该锥形面还具有一个设置在支座部分下游的预定区域；以及一个由袋状壁面形成的燃油接收部分，该袋状壁面位于锥形面的下游。针阀前端包括一个突起，该突起紧邻支座接触部分的下游，并且弯曲凸向针阀轴线。
本发明的第七个方面，袋状壁面可以包括球面，该球面面对针阀的前端。
根据本发明的第一个方面，可以增加紧邻支座部分的下游流路横截面积。因此，可以控制可能由沉淀物引起的燃油喷射量的减少。而且，设有第二突起以减小燃油接收部分的容积。因此，可以减少燃油接收部分中沉淀物的数量。这样，本发明的本方面可以有效地控制支座部分下游侧流路中沉淀物的聚积，从而控制了燃油喷射量的减少。
根据本发明的第二个方面，可以改善针阀前端部分中的燃油流动。于是从针阀表面去除沉淀物的力增加了。因此，针阀的表面温度降低了。这样，可以有效控制针阀内沉淀物的聚积。
根据本发明的第三个方面，针阀的前端可以适当成形，以改善针阀部分的燃油流动，从而有效控制沉淀物的聚积。
根据本发明的第四个方面，前端可以适当成形，以较好的效果减小燃油接收部分的容积。于是，本发明的本方面可以减少燃油接收部分中的燃油残余量，从而有效控制沉淀物的聚积。
根据本发明的第五个方面，同本发明的第二个到第四个方面相比，能更大程度地改善针阀部分中燃油的流动。
根据本发明的第六个方面，突起的底部与锥形面之间流路的横截面积增加了。而且，由于前端部分的突起伸入燃油接收部分中，因而减小了燃油接收部分的容积。因此，本发明的本方面可以有效地控制支座部分下游侧流路中的残余物的聚积，从而控制燃油喷射量的减少。而且，本发明的第六个方面比前述本发明的第五个方面更大程度地改善了针阀部分中的燃油流动。
根据本发明的第七个方面，燃油接收部分能够适当成形，以提供好的喷雾特性。这样，本发明的本方面能有效地控制支座部分下游侧流路中沉淀物的聚积，而不破坏喷雾特性，从而控制了燃油喷射量的减少。
另外，本发明不限于这些实施例，而是可以不偏离本发明的范围来作出变化和改进。
Claims (7)
1.一种内燃机燃油喷射阀，包括：
一个针阀，该针阀在其前端具有支座接触部分；以及
一个喷嘴体，该喷嘴体包括一个锥形面，该锥形面具有一个支座部分，所述支座接触部分与该支座部分接触，该锥形面还具有一个设置在所述支座部分下游的预定区域，该喷嘴体还包括一个由袋状壁面形成的燃油接收部分，该袋状壁面位于所述锥形面的下游；
其中所述针阀的所述前端包括一个第一突起，该第一突起紧邻所述支座接触部分的下游，并且第一突起呈锥形且具有比所述锥形面大的锥角；还包括一个第二突起，第二突起从所述第一突起向下游伸出，并且形成第二突起使得最外面的突起端位于所述针阀的轴线与从所述第一突起的斜面延伸出的虚拟平面的交点的下游。
2.根据权利要求1所述的内燃机燃油喷射阀，其中所述第二突起呈锥形且具有比所述第一突起小的锥角。
3.根据权利要求2所述的内燃机燃油喷射阀，其中所述第二突起呈圆锥形。
4.根据权利要求2所述的内燃机燃油喷射阀，其中所述第二突起的所述前端呈球形。
5.根据权利要求2、3或4中任一权利要求所述的内燃机燃油喷射阀，其中所述第一突起与所述第二突起之间的接合处的垂直剖面是弯曲的。
6.一种内燃机燃油喷射阀，包括：
一个针阀，该针阀在其前端具有支座接触部分；以及
一个喷嘴体，该喷嘴体包括一个锥形面，该锥形面具有一个支座部分，所述支座接触部分与该支座部分接触，该锥形面还具有一个设置在所述支座部分下游的预定区域，该喷嘴体还包括一个由袋状壁面形成的燃油接收部分，该袋状壁面位于所述锥形面的下游；
其中所述针阀的所述前端包括一个突起，该突起紧邻所述支座接触部分的下游，并且弯曲凸向所述针阀的轴线。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6中任一权利要求所述的内燃机燃油喷射阀，其中所述袋状壁面包括球面，该球面面对所述针阀的前端。
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