CN1973127A - 燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃料喷射阀，在阀座部件(3)的阀座(8)与出口孔(7)之间设有漏斗状的燃料聚集凹部(35)，该燃料聚集凹部(35)使通过阀座(8)后的燃料聚集并将其引导至出口孔(7)，另一方面，在阀座部件(3)和喷射板(10)的对置面之间设有扁平的燃料扩散室(36)，该燃料扩散室(36)使通过出口孔(7)后的燃料向径向外侧扩散并将其引导至多个燃料喷孔(11)，其中，沿着假想环(T)的内周侧曲面形成出口孔(7)的内周面(7A)，并且该内周面(7A)与燃料聚集凹部(35)的底面和燃料扩散室(36)的顶面连续。由此，可以防止燃料在阀座部件的出口孔反转时产生涡流，从而减少燃料的压力损失，并且能够抑制喷射燃料的减少，促进喷射燃料的微粒化和实现喷雾泡沫的稳定化。

Description

燃料喷射阀

技术领域

本发明涉及一种主要用于内燃机的燃料供给系统的燃料喷射阀，特别涉及一种燃料喷射阀的改良，该燃料喷射阀具有：阀座部件，其在一端部具有阀座和贯穿该阀座的中心部的出口孔；阀体，其收纳在该阀座部件中，并相对于上述阀座进行开闭动作；和喷射板，其与阀座部件的一端面接合，且具有从出口孔向径向外侧离开地配置的多个燃料喷孔，在阀座与出口孔之间设有漏斗状的燃料聚集凹部，该燃料聚集凹部使通过阀座后的燃料聚集并将其引导至出口孔，另一方面，在阀座部件和喷射板的对置面之间设有扁平的燃料扩散室，该燃料扩散室使通过出口孔后的燃料向径向外侧扩散并将其引导至多个燃料喷孔。

背景技术

这样的燃料喷射阀如在下述专利文献1中所公开的那样已经公知。

专利文献1：日本专利公报特开2000-97129号

在该燃料喷射阀中，当阀体打开时，通过阀座后的燃料通过燃料聚集凹部被引导至出口孔，从出口孔向燃料扩散室，该燃料的流动发生反转，之后燃料向径向外侧扩散，从喷射板的多个燃料喷孔喷出，从而形成喷雾泡沫。

另外，在现有的燃料喷射阀中，出口孔的内周面是圆筒状，在燃料聚集凹部的底面与出口孔的内周面之间、以及出口孔的内周面与燃料扩散室的顶面之间形成有直角或接近直角的角，所以当燃料的流动在出口孔反转时，在反转的内侧产生大量的涡流，这样的涡流增大了燃料的压力损失从而减少了喷射量，或者妨碍了来自燃料喷孔的喷射燃料的微粒化，从而成为导致喷雾泡沫的方向或形状不稳定等的原因。

发明内容

本发明是鉴于该状况而完成的，其目的在于提供一种下述燃料喷射阀，其可以防止燃料在出口孔反转时产生涡流，从而减少燃料的压力损失，并且能够抑制喷射燃料的减少，促进喷射燃料的微粒化和使喷雾泡沫稳定化。

为了达成上述目的，本发明的燃料喷射阀包括：阀座部件，其在一端部具有阀座和贯穿该阀座的中心部的出口孔；阀体，其收纳在该阀座部件中，并且相对于上述阀座进行开闭动作；和喷射板，其与阀座部件的一端面接合，并且具有从出口孔向径向外侧离开地配置的多个燃料喷孔，在阀座与出口孔之间设有漏斗状的燃料聚集凹部，该燃料聚集凹部使通过阀座后的燃料聚集并将其引导至出口孔，另一方面，在阀座部件和喷射板的对置面之间设有扁平的燃料扩散室，该燃料扩散室使通过出口孔后的燃料向径向外侧扩散并将其引导至多个燃料喷孔，其第一特征在于，沿着假想环的内周侧曲面形成上述出口孔的内周面，并且使该出口孔的内周面与燃料聚集凹部的底面和燃料扩散室的顶面连续。

另外，在第一特征的基础上，本发明的第二特征在于，上述假想环设定成：其圆形母线的中心位于上述燃料聚集凹部的底面与上述燃料扩散室的顶面所构成的角的角平分线上。

进而，在第一特征的基础上，本发明的第三特征在于，上述燃料扩散室的高度设定为上述假想环的圆形母线的半径的1/2以下。

此外，在第一～第三特征中的任一项的基础上，本发明的第四特征在于，上述阀体的落位于上述阀座的落位部形成为球带状，上述阀体的从上述燃料聚集凹部面向出口孔的前端部形成为突出的圆锥状。

并且，在第一～第四特征中的任一项的基础上，本发明的第五特征在于，通过将分别与上述假想环的内周侧曲面接触且圆锥角度不同的多个圆锥面连接起来，或者将圆锥角度不同的多个圆锥面与位于它们中间的圆筒面连接起来，来构成上述出口孔的内周面。

根据本发明的第一特征，由于沿着假想环的内周侧曲面形成阀座部件的出口孔的内周面，并且使该出口孔的内周面与燃料聚集凹部的底面和燃料扩散室的顶面连续，所以燃料的流动在出口孔内的反转通过该内周面被极其顺利地引导，从而防止了在该流动的内侧产生涡流，由此能够减少燃料的压力损失，从而能够促进喷射燃料的微粒化和实现喷雾泡沫的稳定化，而不会伴有来自喷射板的各燃料喷孔的燃料喷射量的减少，能够有助于发动机的低燃料消耗和输出性能的提高。

另外，根据本发明的第二特征，上述假想环设定成：其圆形母线的中心位于漏斗状的燃料聚集凹部的底面与燃料扩散室的顶面所构成的角的角平分线上，由此能够使燃料聚集凹部的底面和燃料扩散室的顶面与出口孔的内周面之间的连接平滑，这使得燃料的流动在出口孔内的反转更顺利，从而能够可靠地防止在该流动的内侧产生涡流。

进而，根据本发明的第三特征，燃料扩散室的高度设定为上述假想环的圆形母线的半径的1/2以下，由此能够提高燃料在燃料扩散室内的扩散速度，促进燃料在各燃料喷孔的开口边缘的分离，能够有效地实现喷射燃料的微粒化，而且在燃料喷射后，通过毛细管现象能够将残留燃料可靠地保持在燃料扩散室中，从而能够防止燃料从燃料喷孔滴下，有助于减少泄漏。

并且，根据本发明的第四特征，由于阀部的面向燃料聚集凹部和出口孔的前端部与球带状的落位部连续，并且形成为突出的圆锥状，所以通过该前端部能够减少燃料聚集凹部和出口孔的中心部的死区容积，并且能够发挥整流效果以促进燃料从燃料聚集凹部向出口孔的聚集和引导，从而能够实现燃料的压力损失的减少。

此外，根据本发明的第五特征，通过将与假想环的内周侧曲面接触且圆锥角度不同的多个圆锥面连接起来，或者将圆锥角度不同的多个圆锥面与位于它们的中间部的圆筒面连接起来，来构成上述出口孔的内周面，所以能够通过切削等比较容易地对沿着假想环的内周侧曲面的内周面进行加工。

附图说明

图1是本发明的实施例的内燃机用电磁式燃料喷射阀的纵剖面图。(第一实施例)

图2是图1中的2部的放大图。(第一实施例)

图3是表示开阀状态下的图2中的3部的放大图。(第一实施例)

标号说明

I：燃料喷射阀；T：假想环；Ta：假想环的圆形母线；To：上述圆形母线的中心；r：上述圆形母线的中心的半径；3：阀座部件；7：出口孔；7A：出口孔的内周面；7a、7b：构成上述内周面的一部分的圆锥面；7c：构成上述内周面的一部分的圆筒面；8：阀座；18：阀体；35：燃料聚集凹部；36：燃料扩散室。

具体实施方式

以下根据附图中所示的本发明的优选实施例说明本发明的实施方式。

实施例1

参照图1～图3说明本发明的实施例，首先在图1和图2中，内燃机用电磁式燃料喷射阀I的阀壳体2由圆筒状的阀座部件3、磁性圆筒体4和非磁性圆筒体6构成，上述阀座部件3在前端具有阀座8；上述磁性圆筒体4与该阀座部件3的后端部同轴地结合；上述非磁性圆筒体6与该磁性圆筒体4的后端同轴地结合。

阀座部件3从其外周面具有环状肩部3b，并且在后端部具有连接筒部3a，该连接筒部3a向磁性圆筒体4侧突出，通过将该连接筒部3a压入到磁性圆筒体4的前端部内周面，并使磁性圆筒体4的前端面与环状肩部3b抵接，来将阀座部件3和磁性圆筒体4相互同轴且液密地结合起来。磁性圆筒体4和非磁性圆筒体6的对置端面对顶，且在整周上通过激光束焊接而相互同轴且液密地结合在一起。

阀座部件3具有：圆筒状的导孔9；与该导孔9的前端相连的圆锥状的阀座8；和贯穿该阀座8的中心部的出口孔7。在阀座部件3的前端面的整周上液密地焊接有钢板制的喷射板10，该喷射板10具有多个与上述出口孔7连通的燃料喷孔11。

在非磁性圆筒体6的内周面从其后端侧液密地压入固定有中空圆筒状的固定铁芯5。这时，在非磁性圆筒体6的前端部留有不与固定铁芯5配合的部分，在从该部分到阀座部件3的阀壳体2内收纳有阀组装体V。

阀组装体V由阀体18和可动铁芯12构成，上述阀体18由相对于上述阀座8进行开闭动作的阀部16和支承该阀部16的阀杆部17构成；上述可动铁芯12与阀杆部17连接，并且在从磁性圆筒体4跨越到非磁性圆筒体6的范围内插入在磁性圆筒体4和非磁性圆筒体6中，该可动铁芯12与固定铁芯5同轴地对置。阀杆部17形成为直径小于上述导孔9，在该阀杆部17的外周一体地形成有前后一对的轴颈部17a、17a，该轴颈部17a、17a向径向外侧突出，且可滑动地由上述导孔9的内周面支承。这时，两轴颈部17a、17a在两者的轴向上尽可能隔开间隔地配置。

在阀组装体V上设有：纵孔19，其形成在从可动铁芯12的后端面到阀部16的近前的范围内；多个第一横孔20a，它们使该纵孔19与可动铁芯12的外周面连通；多个第二横孔20b，它们使上述纵孔19与两轴颈部17a、17a之间的阀杆部17的外周面连通；和多个第三横孔20c，它们使上述纵孔19与阀部16的外周面连通。这时，在纵孔19的中途形成有朝向固定铁芯5侧的环状的弹簧座24。

固定铁芯5具有与可动铁芯12的纵孔19连通的纵孔21，在固定铁芯5的后端一体地连着设置有内部与该纵孔21连通的燃料入口筒26。燃料入口筒26由与固定铁芯5的后端相连的缩径部26a、和与该缩径部26a连续的扩径部26b构成，管状的保持件23从该缩径部26a配合插入在纵孔21中并且通过敛缝固定，在该保持件23与上述弹簧座24之间收缩地设有阀弹簧22，该阀弹簧22对可动铁芯12向阀体18的闭阀侧施力。这时，通过保持件23在纵孔21中的配合深度来调整阀弹簧22的设置负荷，并通过在调整后将缩径部26a的外周壁局部地向内敛缝，来将保持件23固定在缩径部26a中。在扩径部26b上安装有燃料过滤器27。

固定铁芯5是由铁素体类的高硬度磁性材料制成的。另一方面，在可动铁芯12的与固定铁芯5的吸引面对置的吸引面中，埋设有环状的止挡元件14，该止挡元件14围绕上述阀弹簧22。该止挡元件14的外端从可动铁芯12的吸引面略微突出，该止挡元件14通常与固定铁芯5的吸引面对置并与固定铁芯5的吸引面之间存在相当于阀体18的开阀行程的间隙。

在阀壳体2的外周与固定铁芯5和可动铁芯12对应地配合安装有线圈组装体28。该线圈组装体28由绕线管29和卷绕安装在该绕线管29上的线圈30构成，上述绕线管29在从磁性圆筒体4的后端部到整个非磁性圆筒体6的范围内与该磁性圆筒体4和非磁性圆筒体6的外周面配合，线圈壳体31围绕该线圈组装体28，该线圈壳体31的前端焊接在磁性圆筒体4的外周面上，该线圈壳体31的后端焊接在磁轭5b的外周面上，该磁轭5b从固定铁芯5的后端部外周呈凸缘状突出。线圈壳体31构成为圆筒状，并且在一侧形成有沿轴向延伸的狭缝31a。

上述线圈壳体31、线圈组装体28、固定铁芯5和燃料入口筒26的前半部由通过注射成形而制成的合成树脂制的包覆体32封埋。这时，通过狭缝31a来向线圈壳体31内填充包覆体32。另外，在包覆体32的中间部一体地连着设置有连接器34，该连接器34收纳与上述线圈30相连的连接端子33。

然后参照图2和图3详细说明上述阀座8和阀部16周围的结构。

阀座部件3的阀座8形成为圆锥状，在该阀座8和出口孔7之间形成有漏斗状的燃料聚集凹部35，该燃料聚集凹部35使通过阀座8后的燃料聚集并将其引导至出口孔7。

另一方面，在阀体18的阀部16设有：球带状的落位部16a，其落位于上述阀座8；和圆锥状的前端部16b，其从燃料聚集凹部35面向出口孔7突出。球带状的落位部16a的中心在阀体18的轴线上。

另外，在阀座部件3和喷射板10的对置面之间形成有扁平的燃料扩散室36，该燃料扩散室36从出口孔7向径向外侧扩大，并使通过出口孔7后的燃料向径向外侧扩散。该燃料扩散室36在图示例中作为凹部形成在阀座部件3的前端面。在喷射板10中贯穿设置有多个燃料喷孔11、11…，上述多个燃料喷孔11、11…在从出口孔7向径向外侧离开的位置向燃料扩散室36开口。因此，出口孔7和各燃料喷孔11之间通过燃料扩散室36而连通。

此外，出口孔7的内周面7A沿着假想环T的内周侧曲面形成，并且与燃料聚集凹部35的底面和燃料扩散室36的顶面连续。具体来讲，假想环T设定成：其圆形母线Ta的中心To位于漏斗状的燃料聚集凹部35的底面与燃料扩散室36的顶面所构成的角的角平分线L上，通过将与该假想环T的内周侧曲面接触且圆锥角度不同的多个圆锥面7a、7b连接起来，或者将圆锥角度不同的多个圆锥面7a、7b与位于它们的中间部的圆筒面7c连接起来，来构成出口孔7的内周面7A。

燃料扩散室36的高度t设定为上述假想环T的圆形母线Ta的半径r的1/2以下，并且优选设定为t＝20～110μm。

接下来说明本实施例的作用。

如图1和图2所示，在线圈30处于消磁了的状态下，通过阀弹簧22的作用力将阀组装体V向前方按压，从而使阀体18落位于阀座8。因此，从未图示的燃料泵压送至燃料入口筒26的燃料通过管状的保持件23内部、阀组装体V的纵孔19以及第一～第三横孔20a～20c后，在阀座部件3内待机，以润滑阀体18的轴颈部17a、17a的周围。

当通过通电对线圈30励磁时，由此产生的磁通依次经过固定铁芯5、线圈壳体31、磁性圆筒体4和可动铁芯12，并且借助该磁力使阀组装体V的可动铁芯12克服阀弹簧22的设置负荷而被向固定铁芯5吸引，如图3所示，由于阀体18的阀部16从阀座部件3的阀座8离开，所以阀座部件3内的高压燃料在通过阀座8后，通过燃料聚集凹部35聚集在一起并被导向出口孔7，并在出口孔7使流动反转，然后移至燃料扩散室36，并且向径向外侧扩散，然后从喷射板10的多个燃料喷孔11、11…喷出，从而形成多个喷雾泡沫F、F。

另外，如上所述，出口孔7的内周面7A沿着假想环T的内周侧曲面形成，并且与燃料聚集凹部35的底面和燃料扩散室36的顶面连续，所以燃料的流动在出口孔7内的反转通过该内周面7A被极其顺利地引导，从而能够防止在该流动的内侧产生涡流。其结果为，能够减少燃料的压力损失，并能够促进喷射燃料的微粒化且实现喷雾泡沫F的稳定化，而不会伴有来自各燃料喷孔11的燃料喷射量的减少，从而能够有助于发动机的低燃料消耗和输出性能的提高。

特别是由于假想环T设定成：其圆形母线Ta的中心To位于漏斗状的燃料聚集凹部35的底面与燃料扩散室36的顶面所构成的角的角平分线L上，所以能够使燃料聚集凹部35的底面和燃料扩散室36的顶面与出口孔7的内周面之间的连接平滑，这使得燃料的流动在出口孔7内的反转更顺利，从而能够可靠地防止在该流动的内侧产生涡流。

另外，在通过将与假想环T的内周侧曲面接触且圆锥角度不同的多个圆锥面7a、7b连接起来，或者将圆锥角度不同的多个圆锥面7a、7b与位于它们的中间部的圆筒面7c连接起来，来构成出口孔7的内周面7A的情况下，能够通过切削等比较容易地对出口孔7的沿着假想环T的内周侧曲面的内周面7A进行加工。

另一方面，阀体18的阀部16的、落位于圆锥状阀座8的落位部16a由于形成为球带状，所以能够相对于阀座8自动调心，从而能够始终确保良好的闭阀状态。此外，阀部16的面向燃料聚集凹部35和出口孔7的前端部16b与该落位部16a连续，且形成为突出的圆锥状，所以通过该前端部16b能够减少燃料聚集凹部35和出口孔7的中心部的死区容积，并且发挥整流效果以促进燃料从燃料聚集凹部35向出口孔7的聚集和引导，从而能够实现燃料的压力损失的减少。

另外，通过把燃料扩散室36的高度t设定为上述假想环T的圆形母线Ta的半径r的1/2以下，能够提高燃料在燃料扩散室36内的扩散速度，促进燃料在各燃料喷孔11的开口边缘的分离，从而能够有效地实现喷射燃料的微粒化，而且在燃料喷射后，通过毛细管现象能够将残留燃料可靠地保持在燃料扩散室36中，从而能够防止燃料从燃料喷孔11滴下，有助于减少泄漏。特别如果将燃料扩散室36的高度t设定为20～110μm，则能够减少燃料扩散室36的死区容积，从而提高上述效果，另外，如果t在20μm以下，则会由于流路阻力的增加而难以确保喷射燃料的所需量。

本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种设计变更。

Claims (5)

1、一种燃料喷射阀，该燃料喷射阀包括：阀座部件(3)，其在一端部具有阀座(8)和贯穿该阀座(8)的中心部的出口孔(7)；阀体(18)，其收纳在该阀座部件(3)中，并且相对于上述阀座(8)进行开闭动作；和喷射板(10)，其与阀座部件(3)的一端面接合，并且具有从出口孔(7)向径向外侧离开地配置的多个燃料喷孔(11)，在阀座(8)与出口孔(7)之间设有漏斗状的燃料聚集凹部(35)，该燃料聚集凹部(35)使通过阀座(8)后的燃料聚集并将其引导至出口孔(7)，另一方面，在阀座部件(3)和喷射板(10)的对置面之间设有扁平的燃料扩散室(36)，该燃料扩散室(36)使通过出口孔(7)后的燃料向径向外侧扩散并将其引导至多个燃料喷孔(11)，其特征在于，

沿着假想环(T)的内周侧曲面形成上述出口孔(7)的内周面(7A)，并且使该出口孔(7)的内周面(7A)与燃料聚集凹部(35)的底面和燃料扩散室(36)的顶面连续。

2、根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

上述假想环(T)设定成：其圆形母线(Ta)的中心(To)位于上述燃料聚集凹部(35)的底面与上述燃料扩散室(36)的顶面所构成的角(θ)的角平分线(L)上。

3、根据权利要求1或2所述的燃料喷射阀，其特征在于，

上述燃料扩散室(36)的高度(t)设定为上述假想环(T)的圆形母线(Ta)的半径(r)的1/2以下。

4、根据权利要求1至3中的任一项所述的燃料喷射阀，其特征在于，

上述阀体(18)的落位于上述阀座(8)的落位部(16a)形成为球带状，上述阀体(18)的从上述燃料聚集凹部(35)面向出口孔(7)的前端部(16b)形成为突出的圆锥状。

5、根据权利要求1至4中的任一项所述的燃料喷射阀，其特征在于，

通过将分别与上述假想环(T)的内周侧曲面接触且圆锥角度不同的多个圆锥面(7a、7b)连接起来，或者将圆锥角度不同的多个圆锥面(7a、7b)与位于它们中间的圆筒面(7c)连接起来，来构成上述出口孔(7)的内周面(7A)。

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