JP2004507648A

JP2004507648A - エアアシスト燃料噴射器

Info

Publication number: JP2004507648A
Application number: JP2002522421A
Authority: JP
Inventors: キメル，　ジェームス，　アレン; ディロン，　スコット，　ピー．
Original assignee: シナージェクト，　エルエルシー
Priority date: 2000-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2004-03-11
Also published as: EP1311756A2; WO2002016761A3; DE60123440T2; ATE340928T1; US6484700B1; DE60123440D1; WO2002016761A2; AU2001286638A1; EP1311756B1; WO2002016761B1

Abstract

アーマチュア（１３２）とアーマチュアを作動させるソレノイドとを有するエアアシスト燃料噴射器。アーマチュア（１３２）はエアアシスト燃料噴射器のポペット（１３４）に液体燃料とガスを給送するための円錐形部分を有するコンジット（１５０）を含む。コンジット（１５０）はエアアシスト燃料噴射器のキャップ（１０２）から液体燃料とガスを受け取るための入口を含む。キャップ（１０２）は液体燃料とガスを給送するための多数のチャネル（１０４，１０６）を含み、かつチャネルの出口はアーマチュアコンジット（１５０）への入口の周縁の半径方向に内側に配置される。アーマチュアはまた、アーマチュアへの入口の上流の領域とアーマチュアの下流の領域の間に配置される流路を含む。流路はアーマチュアに一つ以上の凹所、またはエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアガイドに一つ以上の凹所を含んでもよい。
【選択図】図６

Description

【０００１】
本発明はエアアシスト燃料噴射器に関し、さらに詳しくは、そのようなエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアに関する。
【０００２】
従来の燃料噴射器は、ある量の燃料をエンジンの燃焼シリンダに給送するように構成される。燃焼効率を高め、かつ汚染物質を低減するために、給送される燃料を噴霧化することが望ましい。一般的に言うと、燃料の噴霧化は、高圧燃料を従来の燃料噴射器に供給することによって、または低圧燃料を加圧ガスで噴霧化すること、すなわち「エアアシスト燃料噴射」によって達成することができる。
【０００３】
図１および２は、従来のエアアシスト燃料噴射器５０を示す。従来のエアアシスト燃料噴射器５０は、従来の燃料噴射器（図示せず）から計測量の低圧燃料を、かつエア／燃料レール（図示せず）から加圧エアを受け取る。エアアシスト燃料噴射器５０は、加圧エアで低圧燃料を噴霧化し、エアと燃料の混合物をエンジンの燃焼室に移送する。
【０００４】
エア／燃料レールからの加圧エアおよび従来の燃料噴射器からの計測量の燃料は、燃料およびエアをアーマチュア５４の貫通穴に給送するキャップ５２を通して、エアアシスト燃料噴射器５０に入る。その後、燃料およびエアはポペット５６の通路内を移動し、ポペットの端またはヘッド付近の小さいスロットを介してポペットから出る。ポペット５６は、ソレノイド５８を付勢することによって作動するアーマチュア５４に取り付けられる。ソレノイド５８を付勢すると、アーマチュア５４はばね６０の力を克服し、脚６２に向かって移動する。ポペット５６はアーマチュア５４に取り付けられているので、アーマチュアが作動すると、ポペットのヘッドは座６４から離れて上昇し、計測量の噴霧化された燃料がエンジンの燃焼室に給送される。
【０００５】
図２に示すように、アーマチュア５４の貫通穴は、キャップ５２に面するアーマチュア５４の端で拡大されている。この拡大された円筒形の容積はキャップ５２からの突起を受容し、液体燃料およびエアをポペット５６の通路に渡すのに役立つ。図２にさらに示す通り、それは従来、アーマチュア５４とキャップ５２との間のエア容量を最小化すると考えられていた。しかし、この従来の構造はしばしば、キャップ５２とアーマチュア５４との間に液体燃料を蓄積させ、それが今度は、異なる燃料補給速度間の低劣な過渡的応答時間の原因になる。
【０００６】
例えば、エアアシスト燃料噴射器５０が自動車またはオートバイのエンジン内に取り付けられており、車両の操作者が車両を減速するためにスロットルをオフにした場合、エアアシスト燃料噴射器５０に供給される燃料の量は減少する。エアアシスト燃料噴射器５０から出る燃料の流量は、エアアシスト燃料噴射器に供給される燃料の流量が低下したときに瞬時に低下することが理想的である。しかし、上述の通り、液体燃料はキャップ５２とアーマチュア５４との間の領域に蓄積する傾向がある。エアアシスト燃料噴射器５０内を流れるエアが蓄積した燃料を噴射器から外に排出させるには時間がかかる。定常燃料補給速度のときは、この蓄積燃料は一般的に問題を生じない。しかし、燃料補給速度が変化するときに、この蓄積燃料がエアアシスト燃料噴射器から給送され、したがって操作者がスロットルをオフにしたときに給送される燃料の量に悪影響を及ぼす。この効果は異なる燃料補給速度間の応答時間を本質的に遅延させ、従来のエアアシスト燃料噴射器５０の信頼性および全体的性能を低下させる。
【０００７】
他の従来のエアアシスト燃料噴射器に関連するさらなる問題は、高燃料補給レベル時にソレノイドが消勢された後、ポペットが閉じるのに、すなわち座に当接するのにかかる時間の量に関係する。この問題は、表面密着および差圧による流体遅延（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｄｅｌａｙ）によって生じると考えられる。そのような従来のエアアシスト燃料噴射器に供給される燃料補給速度を増加するときに、圧力はアーマチュアの軸受を通って容易に解放されないので、アーマチュアと脚との間の容積の圧力は、アーマチュアの上流および脚の下流の容積より低い圧力を持つことがある。この差圧は、燃料補給速度の増加中にアーマチュアが脚に当接しているときに、ばねポケット内で最も優勢になる。アーマチュアと脚との間の容積の圧力は、高い燃料補給速度のときにアーマチュアの上流または脚の下流の容積の圧力と等しくないので、ソレノイドが消勢されたときに、アーマチュアをその作動位置に維持する傾向があり、したがってポペットを開いたままにする差圧を、ばねは克服しなければならない。この作用は、高い燃料補給速度時のポペットの閉止を不規則に遅延させ、「流体遅延」と呼ばれる。界接するアーマチュアと脚との間の表面密着、すなわち「静止摩擦」も、この不規則は閉止挙動の一因となる。
【０００８】
したがって、異なる燃料補給速度間の低劣な過渡的応答時間からくる問題の他に、従来のエアアシスト燃料噴射器には、高燃料補給レベル時の流体遅延および表面密着による不規則な閉止挙動からくる問題があり、それは従来のエアアシスト燃料噴射器の信頼性および性能をさらに低下させる。
【０００９】
従来のエアアシスト燃料噴射器に関連する前述の問題に照らして、本発明の一実施形態の一目的は、燃料がエアアシスト燃料噴射器内に蓄積して、異なる燃料レベル間の過渡的応答時間に悪影響を及ぼす可能性を低減することである。本発明の一実施形態のさらなる目的は、エアアシスト燃料噴射器が流体遅延および／または静止摩擦のために不規則に閉じる可能性を低減することである。
【００１０】
本発明の好適な実施形態の幾つかの態様は以下の通りである。
１．エアアシスト燃料噴射器は、第１端と、前記第１端に相対して配置された第２端と、前記第１端と前記第２端との間に伸長するコンジットとを有し、前記コンジットの少なくとも一部分が円錐形である強磁性体のアーマチュアと、ソレノイドが付勢されたときに前記アーマチュアを動かすためのソレノイドと、前記ソレノイドが付勢されたときにポペットが作動するように前記アーマチュアに取り付けられ、液体燃料とガスの前記混合物を移送するための通路を有するポペットであって、前記通路が液体燃料とガスの前記混合物を受け取るための入口を有し、前記通路の前記入口が前記エアアシスト燃料噴射器内の前記混合物の流れの方向に対して前記第１端の下流に配置されて成るポペットとを備えている。
２．上記エアアシスト燃料噴射器は、
前記アーマチュアに隣接して配置され、前記液体燃料およびガスを前記アーマチュアの前記コンジットに給送するための複数のチャネルを有するキャップをさらに備えており、前記複数のチャネルの各々が入口および出口を有し、かつ相互に間隔をおいて配置され、前記チャネルの前記出口の各々が前記混合物の前記流れの方向に対して前記アーマチュアの前記第１端の上流に配置される。
３．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記複数のチャネルが、前記混合物の前記ガスの大部分を移送するための少なくとも１つのガスチャネルと、前記混合物の前記液体燃料の大部分を移送するための少なくとも１つの液体燃料チャネルとを含む。
４．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記キャップが１つの液体燃料チャネルと複数の前記ガスチャネルとを有する。
５．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記通路の前記入口が前記流れの方向に対して前記円錐形部分の下流に配置される。
６．前記エアアシスト燃料噴射器は、前記アーマチュアを誘導するためのアーマチュアガイドであって、前記アーマチュアの上流の位置から前記アーマチュアの下流の位置まで伸長するアーマチュアガイドをさらに備えている。
７．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記コンジットの少なくとも一部分が円筒形である。
８．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記コンジットの前記円筒形部分が、前記ポペットを前記アーマチュアに取り付ける前記ポペットの端部分を受容する。
９．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記コンジットの前記円錐形部分が前記混合物の前記流れの方向に対して前記円筒形部分の上流に配置される。
１０．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記通路の前記入口が前記混合物の前記流れの方向に対して前記コンジットの前記円錐形部分の下流に配置される。
１１．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記コンジットの前記円錐形部分が前記円錐形部分の中心軸に対してある角度を取る表面を含み、前記角度が１０度から４５度の間である。
１２．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記角度が１０度から３５度の間である。
１３．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記角度が１５度から２５度の間である。
１４．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記角度が約１６度である。
１５．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記ポペットの前記通路が円筒形の通路である。
１６．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記通路の前記入口が前記混合物の前記流れの方向に対して前記アーマチュアの前記第２端の上流に配置される。１７．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記アーマチュアが、
前記アーマチュアの前記第１端と前記第２端との間に位置する外面と、
前記外面から引っ込めて作られた、前記第１端から前記第２端まで伸長する流路と
をさらに備えている。
１８．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記外面が円筒面であり、前記流路が前記円筒面の周囲に少なくとも部分的に螺旋を描く少なくとも１つの溝を含む。
１９．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記外面が円筒面であり、前記流路が少なくとも１つの直線状の溝を含む。
２０．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記アーマチュアの前記第１端が前記流れの方向に対して前記アーマチュアの前記第２端の上流に配置され、前記コンジットが円筒形部分を含み、前記コンジットの前記円錐形部分が前記流れの方向に対して前記円筒形部分の上流に配置され、前記円筒形部分が前記ポペットの端部分を受容し、前記円筒形部分が円筒面および前記円筒面から引っ込めて作られた流路を含み、前記流路が少なくとも前記円錐形部分から前記第２端まで伸長する。
２１．前記エアアシスト燃料噴射器がエア／燃料レールと組み合わされ、前記エア／燃料レールが燃料噴射器を受容するキャビティを含む。
２２．前記エアアシスト燃料噴射器が内燃エンジンと組み合わされる。
２３．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記エンジンが２行程エンジンである。
２４．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記エンジンが４行程エンジンである。
２５．エアアシスト燃料噴射器は、第１端と、前記第１端に相対して配置された第２端と、前記第１端と前記第２端との間に伸長するコンジットとを有する強磁性体のアーマチュアと、ソレノイドが付勢されたときに前記アーマチュアを動かすためのソレノイドと、前記ソレノイドが付勢されたときにポペットが作動するように前記アーマチュアに取り付けられ、液体燃料とガスの混合物を移送するための通路を有するポペットであって、前記通路が液体燃料とガスの前記混合物を受け取るための入口を有し、前記コンジットが前記ポペットの端部分を受容し、前記通路の前記入口が前記コンジット内に配置されて成るポペットと、前記混合物の流れの方向に対して前記入口の上流の領域と前記流れの方向に対して前記アーマチュアの下流の領域との間に配置された流路であって、前記コンジットの表面における少なくとも１つの凹所および前記ポペットの外面における凹所を含む流路とを備えている。
２６．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記流路が前記コンジットの前記表面の前記凹所である。
２７．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記コンジットの前記表面が円筒面である。
２８．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記凹所が前記円筒面における少なくとも１つの溝を含み、前記少なくとも１つの溝が前記円筒面の周囲に少なくとも部分的に螺旋を描く。
２９．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記凹所が前記円筒面における少なくとも１つの直線状の溝を含む。
３０．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記流路が前記ポペットの前記外面の前記凹所である。
３１．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記ポペットの前記外面が円筒面である。
３２．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記凹所が前記円筒面における少なくとも１つの直線状の溝を含む。
３３．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記凹所が前記円筒面における少なくとも１つの溝を含み、前記少なくとも１つの溝が前記円筒面の周囲に少なくとも部分的に螺旋を描く。
３４．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記コンジットが前記ポペットの前記端部分を嵌め合うように受容する。
３５．前記エアアシスト燃料噴射器が、液体燃料とガスの前記混合物を前記アーマチュアの前記コンジットに給送するための複数のチャネルを有するキャップをさらに備えており、前記複数のチャネルの各々が入口および出口を有し、かつ相互に間隔をおいて配置される。
３６．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記コンジットの少なくとも一部分が円錐形である。
３７．エアアシスト燃料噴射器は、液体燃料とガスの前記混合物を給送するための複数のチャネルを有するキャップであって、前記複数のチャネルの各々が入口および出口を有し、かつ相互に間隔をおいて配置されて成るキャップと、第１端と、前記第１端に相対して配置された第２端と、前記第１端と前記第２端との間に伸長するコンジットとを有する強磁性体のアーマチュアであって、前記コンジットが入口を有し、前記複数のチャネルの前記出口が全部前記コンジットの前記入口の周縁の半径方向に内側に配置されて成るアーマチュアと、ソレノイドが付勢されたときに前記アーマチュアを動かすためのソレノイドと、前記ソレノイドが付勢されたときにポペットが作動するように前記アーマチュアに取り付けられ、液体燃料とガスの前記混合物を移送するための通路を有するポペットであって、前記通路が液体燃料とガスの前記混合物を受け取るための入口を有し、前記通路の前記入口が前記混合物の流れの方向に対して前記第１端の下流に配置されて成るポペットとを備えている。
３８．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記コンジットの少なくとも一部分が円錐形である。
３９．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記通路の前記入口が前記混合物の前記流れの方向に対して前記円錐形部分の下流に配置される。
４０．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記円錐形部分が前記混合物の流れの方向に対して前記円筒形形部分の上流に配置される。
４１．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記コンジットの前記入口の前記周縁が円形である。
４２．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記複数のチャネルが、前記混合物の前記ガスの大部分を移送するための少なくとも２つのガスチャネルと、前記混合物の前記液体燃料の大部分を移送するための少なくとも１つの液体燃料チャネルとを含む。
４３．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記少なくとも１つの液体燃料チャネルが前記キャップの中心軸上に配置された液体燃料チャネルであり、前記少なくとも２つのガスチャネルが前記液体燃料チャネルの周りに均等に周方向に間隔をおいて配置される。
４４．エアアシスト燃料噴射器は、第１端と、前記第１端に相対して配置された第２端と、前記第１端と前記第２端との間に伸長するコンジットとを有する強磁性体のアーマチュアと、ソレノイドが付勢されたときに前記アーマチュアを動かすためのソレノイドと、前記アーマチュアを受容する通路を有するアーマチュアガイドと、前記ソレノイドが付勢されたときにポペットが作動するように前記アーマチュアに取り付けられ、液体燃料とガスの混合物を移送するための通路を有するポペットであって、前記通路が液体燃料とガスの前記混合物を受け取るための入口を有し、前記通路の前記入口が前記アーマチュアの前記第１端の下流に配置されて成るポペットと、前記混合物の流れの方向に対して前記第１端の上流の領域と前記流れの方向に対して前記第２端の下流の領域との間の流路であって、前記アーマチュアの外面における少なくとも１つの凹所および前記通路の表面における凹所を含む流路とを備えている。
４５．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記流路が前記通路の前記表面の前記凹所である。
４６．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記通路の前記表面が円筒面である。
４７．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記凹所が前記円筒面の周囲に少なくとも部分的に螺旋を描く少なくとも１つの溝を含む。
４８．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記凹所が前記円筒面の少なくとも１つの直線状の溝を含む。
４９．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記流路が前記アーマチュアの前記外面の前記凹所である。
５０．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記アーマチュアの前記外面が円筒面である。
５１．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記凹所が前記円筒面の少なくとも１つの直線状の溝を含む。
５２．前記エアアシスト燃料噴射器において、前記凹所が前記円筒面の周囲に少なくとも部分的に螺旋を描く少なくとも１つの溝を含む。
５３．前記エアアシスト燃料噴射器が、液体燃料とガスの前記混合物を前記アーマチュアの前記コンジットに給送するための複数のチャネルを有するキャップをさらに備えており、前記複数のチャネルの各々が入口および出口を有し、かつ相互に間隔をおいて配置され、前記アーマチュアガイドの前記通路が前記キャップの少なくとも一部分を受容する。
【００１１】
本発明の実施形態は、以下の詳細な説明から当業者には容易に明瞭になるであろう。理解される通り、本発明は、全て本発明から逸脱することなく、他の異なる実施形態が可能であり、その幾つかの細部は様々な明瞭な態様の変形が可能である。したがって、図面および記述は、限定としてではなく、本質的に例示とみなすべきである。
図１は、従来のエアアシスト燃料噴射器の側面図である。
図２は、図１に示したエアアシスト燃料噴射器を図１の線２−２に沿って切った断面図である。
図３は、本発明の一実施形態に係るエアアシスト燃料噴射器の斜視図である。
図４は、図３に示したエアアシスト燃料噴射器の側面図である。
図５は、図３に示したエアアシスト燃料噴射器の平面図である。
図６は、図３に示したエアアシスト燃料噴射器を図５の線６−６に沿って切った断面図である。
図７は、図６の組立分解図である。
図８は、図３に示したエアアシスト燃料噴射器のキャップの平面図である。
図９は、図８に示したキャップを図８の線９−９に沿って切った断面図である。
図１０は、図３に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
図１１は、図１０に示したアーマチュアを図１０の線１１−１１に沿って切った断面図である。
図１２は、図１０に示したアーマチュアの側面図である。
図１３は、２行程内燃エンジンのヘッドに配置された図３のエアアシスト燃料噴射器の部分断面図である。
図１４は、本発明に係るエアアシスト燃料噴射器の代替実施形態を示す断面図である。
図１５は、図１４に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
図１６は、図１５に示したアーマチュアを図１５の線１６−１６に沿って切った断面図である。
図１７は、図１５に示したアーマチュアの側面図である。
図１８は、本発明の別の実施形態に係るエアアシスト燃料噴射器の断面図である。
図１９は、図１８に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
図２０は、図１９に示したアーマチュアを図１９の線２０−２０に沿って切った断面図である。
図２１は、図１９に示したアーマチュアの側面図である。
図２２は、本発明に係るエアアシスト燃料噴射器のさらなる実施形態を示す断面図である。
図２３は、図２２に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
図２４は、図２３に示したアーマチュアを図２３の線２４−２４に沿って切った断面図である。
図２５は、図２３に示したアーマチュアの側面図である。
図２６は、本発明にかかるエアアシスト燃料噴射器の別の実施形態を示す断面図である。
図２７は、図２６に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
図２８は、図２７に示したアーマチュアを図２７の線２８−２８に沿って切った断面図である。
図２９は、図２７に示したアーマチュアの側面図である。
図３０は、本発明に係るエアアシスト燃料噴射器のさらなる実施形態を示す断面図である。
図３１は、図３０に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
図３２は、図３１に示したアーマチュアを図３１の線３２−３２に沿って切った断面図である。
図３３は、図３１に示したアーマチュアの側面図である。
図３４は、本発明に係るエアアシスト燃料噴射器の別の実施形態を示す断面図である。
図３５は、図３４に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
図３６は、図３５に示したアーマチュアを図３５の線３６−３６に沿って切った断面図である。
図３７は、図３５に示したアーマチュアの側面図である。
図３８は、本発明に係るエアアシスト燃料噴射器の別の実施形態を示す断面図である。
図３９は、本発明の一実施形態に係るアーマチュアガイドの側面図である。
図４０は、図３９に示したアーマチュアガイドの端面図である。
図４１は、図３９に示したアーマチュアガイドを図４０の線４１−４１に沿って切った断面図である。
図４２は、図３９に示したアーマチュアガイドを図３９の線４２−４２に沿って切った断面図である。
図４３は、本発明に係るエアアシスト燃料噴射器のさらなる実施形態を示す断面図である。
図４４は、本発明の別の実施形態に係るアーマチュアガイドの側面図である。
図４５は、図４４に示したアーマチュアガイドの端面図である。
図４６は、図４４に示したアーマチュアガイドを図４５の線４６−４６に沿って切った断面図である。
図４７は、図４４に示したアーマチュアガイドを図４４の線４７−４７に沿って切った断面図である。
図４８は、本発明に係るエアアシスト燃料噴射器の別の実施形態を示す断面図である。
【００１２】
図３〜１３は、本発明の一実施形態に係るエアアシスト燃料噴射器１００を示す。エアアシスト燃料噴射器１００は加圧ガスを利用して低圧液体燃料を噴霧化し、それは一緒に、図４および６に示すように流れｆの方向に沿って、エアアシスト燃料噴射器１００内を移動する。図７に最もよく示す通り、エアアシスト燃料噴射器１００は２つの主要組立体、すなわちソレノイド組立体１１０および弁組立体１３０を含む。
【００１３】
ソレノイド組立体１１０は少なくとも、筒状ボビン１１２に巻き付けられた導電性ワイヤのコイル１１４を含む。コイル１１４は、ボビン１１２に螺旋状に巻き付けられた絶縁導体の巻線を含むことが好ましい。コイル１１４は、端子１２０に溶接するなど電気的に接続された２つの端を有する。コイル１１４は、端子１２２に電気的に接続されたコネクタ１２２に電流を通すことによって付勢される。
【００１４】
ソレノイド組立体１１０のボビン１１２は本質的に、コイル１１４の導体が巻き付けられたスプールである。ボビン１１２は、下でさらに述べる通り、その中でアーマチュア１３２が電磁的に作動される貫通穴１１６を画定する。ボビン１１２およびコイル１１４は少なくとも部分的に、強磁性体の筒状ケーシング１１８内に配置される。したがって、筒状ケーシング１１８は少なくとも部分的にコイル１１４を収容する。ソレノイド組立体１１０はまた上保持器１２６および下保持器１２４をも含み、それらはケーシング１１８の端を部分的に閉鎖する環状体である。上保持器１２６および下保持器１２４は、ボビン１１２の貫通穴１１６と一致する円筒形通路を含む。ソレノイド組立体１１０の保持器１２６、１２４はボビン１１２およびコイル１１４をケーシング１１８内に保持する。上保持器１２６の円筒形通路はキャップ１０２の少なくとも一部分を受容し、それについては下でさらに述べる。下保持器１２４の円筒形通路は、弁組立体１３０の少なくとも一部分を受容する。ソレノイド組立体１１０はまた、ケーシング１１８および上下保持器１２６、１２４の少なくとも一部分を収容する、ガラス繊維入りナイロンなどの絶縁性材料のオーバモールド１２８をも含む。オーバモールド１２８はまた端子１２０およびコネクタ１２２の一部分をも収容する。
【００１５】
ソレノイド組立体１１０の好適な実施形態は図７に示す品目を含むが、ソレノイド組立体１１０の代替実施形態は、ソレノイド組立体が付勢されたときにアーマチュア１３２を作動させることができるようにコイル１１４およびボビン１１２を含む限り、より多くのまたはより少ないこれらの品目を含むことができることは理解されるであろう。例えば、ソレノイド組立体１１０の別の実施形態は、コイル１１４、ボビン１１２、およびケーシング１１８のみを含むことができる。
【００１６】
再び図７を参照すると、エアアシスト燃料噴射器１００の弁組立体１３０は、噴霧化される量の液体燃料とガスを給送するために弁として機能するエアアシスト燃料噴射器１００の動的部分を画定する。好適な実施形態では、弁組立体１３０はアーマチュア１３２、ポペット１３４、座１４２、脚１４０、ばね１４６、およびアーマチュアガイド１４８を含む。アーマチュア１３２は４３０ＦＲステンレス鋼または類似物などの強磁性体で形成され、ソレノイド組立体１１０およびアーマチュア１３２の組合せによって画定される電磁アクチュエータの可動部として機能する。図６に示す通り、エアアシスト燃料噴射器１００のアーマチュア１３２は、アーマチュアがソレノイド組立体１１０によって発生する磁束線にさらされるように、ソレノイド組立体１１０に対して相対的に配置される。したがって、ソレノイド組立体１１０が付勢されると、アーマチュア１３２は作動する。好適な実施形態では、アーマチュア１３２は部分的にボビン１１２の貫通穴１１６内に配置される。アーマチュア１３２は、液体燃料とガスの混合物をポペット１３４の入口１６４に給送するコンジット１５０を含む。
【００１７】
ポペット１３４はアーマチュア１３２に取り付けられ、それはソレノイド組立体１１０を付勢することによって作動される。図６および７に示す通り、好適な実施形態では、コンジット１５０の一部分がポペット１３４の端部分１６２を受容する。したがって、ポペットの入口１６４は、液体燃料とガスの混合物の流れｆの方向に対してコンジット１５０の少なくとも一部分のすぐ下流に配置される。好適な実施形態では、ポペット１３４の端部分１６２は、溶接接続、好ましくはＹＡＧレーザ溶接により、アーマチュア１３２に取り付けられる。しかし、代替実施形態も考えられる。例えば、ポペット１３４は締まり嵌め、接着剤、ねじ切りまたはねじ込みアタッチメント、錠と鍵アタッチメント、保持リングアタッチメント、電子ビーム溶接、超音波溶接、または他の周知のアタッチメントにより様々な位置でアーマチュア１３２に取り付けることができる。ポペット１３４はアーマチュアに取り付けられているので、ソレノイド組立体１１０を付勢することによってアーマチュアが作動すると、ポペット１３４はアーマチュア１３２と共に移動する。
【００１８】
図１０〜１２は、エアアシスト燃料噴射器１００のアーマチュア１３２をさらに詳細に示す。アーマチュア１３２のコンジット１５０の少なくとも一部分が、液体燃料とガスの混合物をポペット１３４の入口１６４に給送する。コンジット１５０は管またはチャネルであり、円形入口１７８を含む。代替実施形態では、入口１７８は楕円形、矩形、または不規則な形状など、他の形状を取ることができる。コンジット１５０はアーマチュア１３２の第１の上流の端１７２から、第１端１７２の反対側に位置するアーマチュア１３２の第２の下流の端１７４まで伸長する。端１７２、１７４は平坦であることが好ましいが、端１７２、１７４は他の形状を取ることができることは理解されるであろう。例えば、端１７２、１７４は丸みまたは隆起を含むことができ、かつ面取りすることができる。アーマチュアが加動されたときに、アーマチュア１３２と脚１４０の止め面１７０との間の表面接着の防止を助けるために、アーマチュアの第２端１７４および／または止め面１７０は、１〜４の間の表面組織粗さ指数、好ましくは３．２付近の表面組織粗さ指数を持つ。
【００１９】
図６、７、１０および１１に示す通り、コンジット１５０は円錐形部分１７６を含む。円錐形部分１７６は、断面積（中心軸Ｃに直角な面で測定した）が流れｆの方向に減少する円錐形コンジットである。アーマチュア１３２の好適な実施形態では、円錐形部分１７６は、コンジット１５０の中心軸Ｃから測定したとき１６°の角度αの表面１８０を含む。アーマチュア１３２の他の実施形態では、角度αは１０〜４５°の間とすることができるが、１０〜３５°の間が好ましく、１５〜２５°の間がより好ましい。さらに、角度αは、湾曲漏斗に似た湾曲円錐部分を画定するために円錐形部分１７６の長さに沿って連続的に変化することができる。
【００２０】
エアアシスト燃料噴射器１００の好適な実施形態では、円錐部分１７６は第１端１７２から、アーマチュア１３２の長さｌに沿ってほぼ中央にある位置ｘまで伸長する。図６および７に示す通り、コンジット１５０の一部分は、入口１６４が位置ｘ付近または液体燃料とガスの混合物の流れｆの方向に対して位置ｘの下流に配置される程度まで、脚１３４の端部分１６２を受容することが好ましい。すなわち、ポペット１３４の入口１６４が円錐部分１７６の終端部分付近または円錐部分１７６の下流の別の位置に配置されることが好ましい。エアアシスト燃料噴射器１００の代替実施形態では、入口１６４は、ポペット１３４がアーマチュア１３２に取り付けられる位置によって、円錐部分１７６が終端する位置ｘの上流または下流に配置させることができる。例えば、入口１６４が第２端１７４のすぐ隣にくるように、ポペットの端部分１６２をアーマチュアの第２端１７４に取り付けることができる。加えて、コンジット１５０の円錐部分１７６は、図１５に示した実施形態よりアーマチュア１３２のさらに下流まで伸長することができる。例えば、円錐部分１７６はアーマチュア１３２の全長ｌの１／４に伸長することができ、あるいは明らかなようにアーマチュアの全長ｌに伸長することができる。
【００２１】
ポペット１３４は、液体燃料と加圧ガスの混合物を給送するための細長い中空の管であり、ステムおよびヘッド１３８を含む。ポペット１３４の入口１６４は筒状通路１３６に開口しており、それは入口１６４からポペットのヘッド１３８の直前に位置する出口１４４まで伸長する。好適な実施形態では、ポペット１３４は、相互に等間隔に離されポペットの長手軸にほぼ直角に配置された４つのスロット形出口１４４を含む。ポペット１３４は４つのスロット形出口１４４を持つことが好ましいが、他の構成でも足りる。例えば、ポペット１３４は１つのスロット形出口、２つの円形出口、５つの楕円形出口、または１０個のピンサイズ出口を含むことができる。
【００２２】
ポペット１３４のヘッド１３８は、流れｆの方向に対して出口１４４の下流に配置され、ソレノイド組立体１１０が付勢されていないときに座１４２に当接する湾曲または傾斜面を持つ大まかにマッシュルーム形である。ソレノイド組立体１１０を付勢することによってアーマチュア１３２が作動すると、ポペット１３４はアーマチュア１３２と一緒に移動して、ヘッド１３８はエアアシスト燃料噴射器１００から離れる方向に座１４２から離れて上昇する。ヘッド１３８が座１４２から離れて上昇すると、ヘッド１３８と座１４２との間の封止が破れるので、出口１４４から流出する液体燃料およびガスがエアアシスト燃料噴射器１００から流出する。
【００２３】
図６および７にも図示する通り、ポペット１３４の移動は、ポペット１３４と座１４２との間に配置された軸受１５２で案内される。軸受１５２は、エアアシスト燃料噴射器１００内の液体燃料とガスの混合物の流れｆの方向に対して出口１４４の直前に配置される。したがって、ポペット１３４および座１４２は、ポペットのヘッド端付近にポペットの移動を案内するための軸受面を含む。座１４２はポペットの移動のための軸受として役立ち、かつポペット弁組立体１３０が開閉するときのヘッド１３８の衝撃をも吸収するので、座は、硬化４４０ステンレス鋼などの耐摩耗性および耐衝撃性の材料から作成することが好ましい。エアアシスト燃料噴射器１００は別個の座１４２を含む必要が無いことは理解されるであろう。例えば、脚１４０は座１４２および軸受１５２を画定することができる。
【００２４】
図６および７にさらに示す通り、ポペット１３４は脚１４０の細長いチャネル１６８内を移動する。脚１４０は、ポペット１３４がその中を移動し、かつ座１４２を支持する矩形体である。ポペット１３４がその中を移動する脚１４０のチャネル１６８は、加圧ガスの二次流路としても役立つことができる。したがって、ヘッド１３８が座１４２から離れて上昇すると、加圧ガスがポペット１３４の外側であるが脚１４０の内側を流動して、出口１４４から流出する液体燃料およびガスを噴霧化するのを助ける。
【００２５】
弁組立体１１０のばね１４６はアーマチュア１３２と脚１４０との間に配置される。さらに詳しくは、ばね１４６は、脚１４０の細長いチャネル１６８と同心の穴１５６内に着座する。穴１５６はアーマチュア１３２に面し、ばね１４６用の座を画定する。ばね１４６は、アーマチュア１３２に当接する第１端と、脚１４０に当接する第２端とを有する圧縮ばねである。穴１５６の底は、ばね１４６の下流端のための座を画定し、アーマチュア１３２の凹所１８２はばねの上流端のための座を画定する。ソレノイド組立体１１０が付勢されていないとき、ばね１４６はアーマチュア１３２を脚１４０から偏倚させ、したがってポペット１３４は、ヘッド１３８が座１４２に当接している閉鎖位置に維持される。しかし、ソレノイド組立体１１０が付勢されると、電磁力がアーマチュア１３２にばね１４６の偏倚力を克服させるので、アーマチュアはそれが脚１４０の止め面１７０に当接するまで脚１４０に向かって移動する。ソレノイド組立体１１０が消勢されると、電磁力が除去され、ばね１４６は再びポペットヘッド１３８が座１４２に当接するまで、アーマチュア１３２を止め面１７０から遠ざけさせる。
【００２６】
図６および７にも示す通り、アーマチュア１３２の移動は、アーマチュア１３２の外面とアーマチュアガイド１４８の内面との間の軸受１５４によって案内される。アーマチュアガイド１４８は本質的に、アーマチュアのためのガイドとして働くためにアーマチュア１３２の長さの少なくとも一部分に伸長する管である。好適な実施形態では、アーマチュアガイド１４８は、流れｆの方向に対してアーマチュア１３２の上流に位置する第１端１５８、および流れｆの方向に対してアーマチュアの下流に位置する第２端１６０を有しているので、アーマチュアガイド１４８はまた、弁組立体１３０内を流動する液体燃料およびガスからソレノイド組立体１１０を密閉する。したがって、アーマチュアガイド１４８の第２端１６０は、レーザ溶接または他の方法などによって密封状に脚１４０に取り付けられ、アーマチュアガイド１４８の第１端１５８付近の外面は上シール１０５用の封着面として役立つ。この構成は、液体燃料およびガスがエアアシスト燃料噴射器１００から流出するのを防止するのに役立つ。アーマチュアガイド１４８は好ましいが、エアアシスト燃料噴射器１００はアーマチュアガイド１４８を含む必要はないことは理解されるであろう。例えば、ソレノイド組立体１１０の一部分または別個のインサートがアーマチュア１３２用のガイドとして機能することができる。加えて、ソレノイド組立体１１０は、アーマチュアガイド１４８を利用するのではなく、明らかなように複数のＯリングにより液体燃料およびガスから封止することができる。
【００２７】
エアアシスト燃料噴射器１００は加圧エアを利用して、低圧燃料を噴霧化する。エンジンに設置する場合、エアアシスト燃料噴射器１００は、エアアシスト燃料噴射器から流出する噴霧化された低圧燃料がエンジンの内燃室、すなわち燃焼が行われるエンジンの部分、通常はピストンクラウンと細長いヘッドとの間のシリンダの容積に給送されるように配置されるが、燃焼室はこの容積の外側の別個のセルまたはキャビティに伸長することがある。例えば図１３に示すように、エアアシスト燃料噴射器１００は２行程内燃エンジンのヘッド２１０のキャビティ２１８内に、エアアシスト燃料噴射器１００が計測量の噴霧化された液体燃料をそれがスパークプラグか他のものによって点火される２行程内燃エンジン２１４の燃焼筒２１２に給送することができるように配置される。図１３に示す通り、エアアシスト燃料噴射器１００は従来の燃料噴射器２００に隣接して配置される。燃料噴射器２００は、２行程エンジン２１４用に構成されたエア／燃料レール２０２のキャビティ２１６内に少なくとも部分的に配置される。液体燃料をエアアシスト燃料噴射器１００に給送するのに適した燃料噴射器の例として、ボッシュ、シーメンス、デルフィ、日本電装、Ｋｅｉｈｅｎ、Ｓａｇｅｍ、またはＭａｇｎｅｔｉ　Ｍｏｒｅｌｌｉから市販されているトップまたはボトムフィードマニホルドポート噴射器がある。エア／燃料レール２００は、液体燃料を燃料噴射器２００に給送する１つまたはそれ以上の内部通路および／または管路２０６のみならず、加圧ガス、好ましくはエアをエアアシスト燃料噴射器１００に給送する１つまたはそれ以上の通路２０４をも含む。
【００２８】
エアアシスト燃料噴射器１００は、それが好ましくは加圧エアを利用して液体燃料を噴霧化するので、「エアアシスト」燃料噴射器と呼ばれる。好適な実施形態では、エアの圧力は、２行程用途には大まかに５５０ＫＰａであり、４行程用途には大まかに６５０ＫＰａである。液体燃料の圧力はエア圧より高いことが好ましく、大まかには６２０〜８００ＫＰａの間である。他の用途では、エア圧は１０００〜１５００ＫＰａの間である。エアアシスト燃料噴射器１００はエア／燃料レール２０２によって給送される加圧エアにより液体ガソリンを噴霧化することが好ましいが、エアアシスト燃料噴射器１００が多くの他の液体可燃形態のエネルギを様々なガスで噴霧化できることは理解されるであろう。例えば、エアアシスト燃料噴射器１００は液体灯油または液体メタンを加圧気体酸素、プロパン、または排気ガスにより噴霧化することができる。したがって、用語「エアアシスト」は技術用語であり、ここで使用する場合、エアアシスト燃料噴射器１００が加圧エアだけで使用されることを要件とすることは意図していない。
【００２９】
図１３に示すように、エア／燃料レール２０２はエアアシスト燃料噴射器１００用の取付台を画定する。すなわち、エア／燃料レール２０２はエアアシスト燃料噴射器１００の少なくとも一面に当接して、エアアシスト燃料噴射器をヘッド２１０のキャビティ２１８内に適切に保持する。図示しない代替実施形態では、Ｏリングがエアアシスト燃料噴射器とエア／燃料レールとの間のシールを画定する。そのようなＯリングはエアアシスト燃料噴射器１００またはエア／燃料レール２０２の一部とみなすことができる。
【００３０】
従来の燃料噴射器２００は、計測量の液体燃料をエアアシスト燃料噴射器１００のキャップ１０２の入口に直接給送するように構成かつ配置される。したがって、キャップ１０２はエア／燃料レール２０２からの加圧ガスのみならず、従来の燃料噴射器２００からの液体燃料をも受け取る。図８および９に示す通り、キャップ１０２は、液体燃料を受け取る少なくとも１つの燃料通路１０４と、加圧ガスを受け取る少なくとも１つのガス通路１０６とを含む。エアアシスト燃料噴射器１００の好適な実施形態では、キャップ１０２はキャップの中心軸に沿って配置された１つだけの円筒形液体燃料通路１０４と、液体燃料通路１０４の周りに周方向に等間隔で配置された４つの円筒形ガス通路１０６を含む。代替実施形態では、エアアシスト燃料噴射器１００はキャップ１０２を含まず、あるいは代替的に構成されたキャップを含む。例えば、液体燃料および加圧ガスは、キャップ１０２とは逆に、エアアシスト燃料噴射器のアーマチュア１３２を通してエアアシスト燃料噴射器１００に流入することができる。代替的に、キャップ１０２は、エアアシスト燃料噴射器１００の内部に最終的にまたは直接給送するための液体燃料および加圧ガスを受け取る通路を１つだけ含むことができる。キャップ１０２に対する燃料噴射器２００の出口の近接性のため、燃料噴射器から流出する液体燃料の大部分は燃料通路１０４に流入する。加圧ガスはエア／燃料レール２０２の環状通路２０８を介してキャップ１０２に給送される。こうしてエア／燃料レール２０２によって移送される加圧ガスの大部分は、キャップ１０２のガス通路１０６に流入する。したがって、キャップ１０２は加圧ガスおよび液体燃料のためのエアアシスト燃料噴射器１００への入口として機能する。
【００３１】
加圧ガスおよび液体燃料の混合物はキャップ１０２から流出し、次いで流れｆの方向に対してキャップの下流に位置するアーマチュア１３２に流入する。液体燃料および加圧ガスはコンジット１５０の円錐部分１７６で混合し、ポペット１３４の入口１６４に移送される。その後、液体燃料およびガスはポペット１３４の筒状通路１３６内を移動する。ソレノイド組立体１１０が付勢されると、アーマチュア１３２はばね１４６の偏倚力を克服して、止め面１７０に着座するまで脚１４０に向かって移動する。ポペット１３４はアーマチュア１３２に取り付けられているので、アーマチュア１３２が作動すると、ポペットのヘッド１３８は流れｆの方向に座１４２から離れて上昇する。ヘッド１３８が座１４２から離れて上昇すると、ヘッド１３８と座１４２との間のシールが破れ、ガスと燃料の混合物が出口１４４から流出する。出口１４４から流出する混合物は次いで、計測量の噴霧化液体燃料がエンジン２１４の燃焼室２１２に給送されるように、エアアシスト燃料噴射器１００からヘッド１３８を超えて押し出される。
【００３２】
前述したソレノイド組立体１１０が消勢されると、ばね１４６の偏倚力がアーマチュア１３２をその原位置に戻す。ポペット１３４はアーマチュア１３２に取り付けられているので、ポペット１３４のヘッド１３８は座１４２に戻り、さらなるガスおよび燃料がエアアシスト燃料噴射器１００から流出するのを防止するシールを画定する。したがって、エアアシスト燃料噴射器１００は、従来の燃料噴射器２００によって供給される液体燃料を、エア／燃料レール２０２を介して供給される加圧ガスで噴霧化する。噴霧化された燃料は次いでエンジンの燃焼室２１２に給送され、そこで点火されてエンジンに動力を与える。
【００３３】
上述の通り、キャップ１０２から流出する液体燃料およびガスは、アーマチュアコンジット１５０の円錐部分１７６で混合する。円錐部分１７６の円錐形は、液体燃料およびガスをポペット１３４の通路１３６に注ぎ込み下降させるのに役立つ。これは、異なる燃料補給速度間の過渡応答時間に悪影響を及ぼす、キャップ１０２とアーマチュア１３２との間領域における液体燃料の蓄積を防止するのに役立つ。
【００３４】
加えて、アーマチュア１３２の円錐形の意匠は、同様の用途用に構成された従来のアーマチュアと比較してアーマチュア１３２の重量を軽減し、それはアーマチュアが止め面１７０に当接するときに発生する雑音のレベルを有利に低減する。円錐形部分１７６の断面積はアーマチュア１３２内の流れｆの方向に減少するので、アーマチュアの第２端１７４付近により多くの強磁性体が存在し、ソレノイド組立体１１０からの磁束密度を増加させる。したがって、アーマチュア１３２は容易に作動するが、エアアシスト燃料噴射器１００の各サイクル毎に一部の従来のエアアシスト燃料噴射器より大量のエアおよび液体燃料を給送するので有利である。
【００３５】
さらに、図５、６および１０に示す通り、アーマチュア１３２の入口１７８は、直径Ｄを有する円形である。図８および９に示す通り、対向するガス通路１０６の最外点間の距離ωは、入口１７８の直径Ｄより小さい。したがって、キャップ１０２のガス通路１０６および燃料通路１０４は入口１７８の周縁より半径方向に内側に配置され、それは液体燃料およびガスをコンジット１５０およびポペット１３４の通路１３６に直接給送するのを助ける。この構成は、異なる燃料補給速度間の過渡応答時間に悪影響を及ぼす、キャップ１０２とアーマチュア１３２との間の領域における液体燃料の蓄積を防止する傾向がある。
【００３６】
図１４〜４８は、本発明に係るエアアシスト燃料噴射器の代替実施形態２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１１１０を示す。エアアシスト燃料噴射器１００の特徴、機能、および利点についての上記の記述は、エアアシスト燃料噴射器２００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１１００にも適用される。したがって、図１４〜４８に示すエアアシスト燃料噴射器２００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１１００は、エアアシスト燃料噴射器１００に対応する参照番号が１００づつ増やして割り当てられている。明らかなように、エアアシスト燃料噴射器２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１１００は、以下でさらに記載する通り、多くの追加機能および内在的な機能を含む。
【００３７】
図１４に示す通り、エアアシスト燃料噴射器２００は、アーマチュア２３２を除き、全ての点でエアアシスト燃料噴射器１００と同一である。図１５〜１７に示す通り、エアアシスト燃料噴射器２００のアーマチュア２３２は、流れｆの方向に対してポペット２３４の入口２６４の上流の領域からアーマチュア２３２の下流の領域まで伸長することが好ましい流路２８４を含む。図１４〜１７に示した実施形態では、流路２８４はばね２４６用の凹所２８２の部分のみならず、ポペット２３４と当接するコンジット２５０の円筒面２８３に配置された２つの陥凹直線状スロット２８５をも含む。スロット２８５は、ポペット２３４の上流端を受容するコンジット２５０の部分の両側に配置することが好ましい。流路２８４は、アーマチュア２３２が止め面２７０と当接しているときに、アーマチュア２３２と脚２４０との間の容積内、特に穴２５６内に差圧が生じる可能性を防止する。すなわち、流路２８４は、アーマチュア２３２の作動中に、アーマチュア２３２と脚２４０との間の容積とそれらの上流および下流の容積との間の差圧を解放する。したがって、流路２８４は、不規則な閉鎖挙動を引き起こす液体遅延および／または静止摩擦を防止するのに役立つ。
【００３８】
図１８に示す通り、エアアシスト燃料噴射器３００は、アーマチュア３３２を除き、全ての点でエアアシスト燃料噴射器１００と同一である。図１８〜２１に示す通り、エアアシスト燃料噴射器３００のアーマチュア３３２は、流れｆの方向に対してポペット３３２の入口３６４の上流の領域からアーマチュア３３２の下流の領域まで伸長することが好ましい流路３８４を含む。図１８〜２１に示した実施形態では、流路３８４はばね用の凹所３８２の部分のみならず、ポペット３３４と当接するコンジット３５０の円筒面３８３に配置された１つの陥凹螺旋状スロット３８５をも含む。流路３８４は、アーマチュア３３２の作動中に、アーマチュア３３２と脚３４０との間の容積とそれらの上流および下流の容積との間の差圧を解放する。したがって、流路３８４は、不規則な閉鎖挙動を引き起こす液体遅延および／または静止摩擦を防止するのに役立つ。
【００３９】
図２２に示す通り、エアアシスト燃料噴射器４００は、アーマチュア４３２を除き、全ての点でエアアシスト燃料噴射器１００と同一である。図２２〜２５に示す通り、エアアシスト燃料噴射器４００のアーマチュア４３２は、流れｆの方向に対してポペット４３２の入口４６４の上流の領域、この場合にはアーマチュア４３２の上流の領域から、アーマチュア４３２の下流の領域まで伸長することが好ましい流路４８４を含む。図２２〜２５に示した実施形態では、流路４８４は、アーマチュアガイド４４８と当接するアーマチュア４３２の円筒形の外面４８１に配置された２つの陥凹直線状スロット４８５のみならず、第２下流端４７４における２つの陥凹直線状スロット４７５をも含む。流路４８４は、アーマチュア４３２の作動中に、アーマチュア４３２と脚４４０との間の容積とそれらの上流および下流の容積との間の差圧を解放する。したがって、流路４８４は、不規則な閉鎖挙動を引き起こす液体遅延および／または静止摩擦を防止するのに役立つ。
【００４０】
図２６に示す通り、エアアシスト燃料噴射器５００は、アーマチュア５３２を除き、全ての点でエアアシスト燃料噴射器１００と同一である。図２６〜２９に示す通り、エアアシスト燃料噴射器５００のアーマチュア５３２は、流れｆの方向に対してポペット５３４の入口５６４の上流の領域、この場合にはアーマチュア５３２の上流の領域から、アーマチュア５３２の下流の領域まで伸長することが好ましい流路５８４を含む。図２６〜２９に示した実施形態では、流路５８４は、アーマチュアガイド５４８と当接するアーマチュア５３２の円筒形の外面５８１に配置された２つの陥凹螺旋状スロットを含む。流路５８４は、アーマチュア５３２の作動中に、アーマチュア５３２と脚５４０との間の容積とそれらの上流および下流の容積との間の差圧を解放する。したがって、流路５８４は、不規則な閉鎖挙動を引き起こす液体遅延および／または静止摩擦を防止するのに役立つ。
【００４１】
図３０に示す通り、エアアシスト燃料噴射器６００は、アーマチュア６３２を除き、全ての点でエアアシスト燃料噴射器１００と同一である。図３０〜３３に示す通り、エアアシスト燃料噴射器６００のアーマチュア６３２は、流れｆの方向に対してポペット６３４の入口６６４の上流の領域からアーマチュア６３２の下流の領域まで伸長することが好ましい流路６８４を含む。図３０〜３３に示した実施形態では、流路６８４はばね６４６用の凹所６８２の部分のみならず、ポペット６３４と当接するコンジット６５０の円筒面６８３に配置された２つの陥凹直線状スロット６８５をも含む。スロット６８５は、ポペット６３４の上流端を受容するコンジット６５０の部分の両側に配置することが好ましいが、スロット６８５は別の場所に配置してもよい。図３０〜３３に示した実施形態では、流路６８４はまた、アーマチュアガイド６４８と当接するアーマチュア６３２の円筒形の外面６８１に配置された２つの陥凹直線状スロット６８７をも含む。流路６８４は、アーマチュア６３２の作動中に、アーマチュア６３２と脚６４０との間の容積とそれらの上流および下流の容積との間の差圧を解放する。したがって、流路６８４は、不規則な閉鎖挙動を引き起こす液体遅延および／または静止摩擦を防止するのに役立つ。
【００４２】
図３４に示す通り、エアアシスト燃料噴射器７００は、アーマチュア７３２を除き、全ての点でエアアシスト燃料噴射器１００と同一である。図３４〜３７に示す通り、エアアシスト燃料噴射器７００のアーマチュア７３２は、流れｆの方向に対してポペット７３４の入口７６４の上流の領域からアーマチュア７３２の下流の領域まで伸長することが好ましい流路７８４を含む。図３４〜３７に示した実施形態では、流路７８４はばね７４６用の凹所７８２の部分のみならず、ポペット７３４と当接するコンジット７５０の円筒面７８３に配置された１つの陥凹螺旋状スロット７８５をも含む。図３４〜３７に示した実施形態では、流路７８４はまた、アーマチュアガイド７４８と当接するアーマチュア７３２の円筒形の外面７８１に配置された２つの陥凹螺旋状スロット７８７をも含む。流路７８４は、アーマチュア７３２の作動中に、アーマチュア７３２と脚７４０との間の容積とそれらの上流および下流の容積との間の差圧を解放する。したがって、流路７８４は、不規則な閉鎖挙動を引き起こす液体遅延および／または静止摩擦を防止するのに役立つ。
【００４３】
図３８に示す通り、エアアシスト燃料噴射器８００は、アーマチュアガイド８４８を除き、全ての点でエアアシスト燃料噴射器１００と同一である。図３８〜４２に示す通り、エアアシスト燃料噴射器８００のアーマチュアガイド８４８は、流れｆの方向に対してポペット８３４の入口８６４の上流の領域、この場合にはアーマチュア８３２の上流の領域から、アーマチュア８３２の下流の領域まで伸長することが好ましい流路８８４を含む。図３８〜４２に示した実施形態では、流路８８４は、アーマチュア８３２と当接するアーマチュアガイド８４８の円筒形の内面８８９に配置された４つの陥凹直線状スロットを含む。流路８８４は、アーマチュア８３２の作動中に、アーマチュア８３２と脚８４０との間の容積とそれらの上流および下流の容積との間の差圧を解放する。したがって、流路８８４は、不規則な閉鎖挙動を引き起こす液体遅延および／または静止摩擦を防止するのに役立つ。
【００４４】
図４３に示す通り、エアアシスト燃料噴射器９００は、アーマチュアガイド９４８を除き、全ての点でエアアシスト燃料噴射器１００と同一である。図４３〜４７に示す通り、エアアシスト燃料噴射器９００のアーマチュアガイド９４８は、流れｆの方向に対してポペット９３４の入口９６４の上流の領域、この場合にはアーマチュア９３２の上流の領域から、アーマチュア９３２の下流の領域まで伸長することが好ましい流路９８４を含む。図４３〜４７に示した実施形態では、流路９８４は、アーマチュア９３２と当接するアーマチュアガイド９４８の円筒形の内面９８９に配置された陥凹螺旋状スロットを含む。流路９８４は、アーマチュア９３２の作動中に、アーマチュア９３２と脚９４０との間の容積とそれらの上流および下流の容積との間の差圧を解放する。したがって、流路９８４は、不規則な閉鎖挙動を引き起こす液体遅延および／または静止摩擦を防止するのに役立つ。
【００４５】
図４８に示す通り、エアアシスト燃料噴射器１１００は、アーマチュア１１３２を除き、全ての点でエアアシスト燃料噴射器１００と同一である。図４８に示す通り、エアアシスト燃料噴射器１１００のアーマチュア１１３２は、流れｆの方向に対してポペット１１３４の入口１１６４の上流の領域からアーマチュア１１３２の下流の領域まで伸長することが好ましい流路１１８４を含む。流路１１８４は、ばね１１４６用の凹所１１８２の部分のみならず、ポペット１１３４と当接するコンジット１１５０の円筒面６８３に配置された２つの陥凹直線状スロットをも含む。該スロットは、ポペット１１３４の上流端を受容するコンジット１１５０の部分の両側に配置することが好ましい。流路１１８４は、アーマチュア１１３２の作動中に、アーマチュア１１３２と脚１１４０との間の容積とそれらの上流および下流の容積との間の差圧を解放する。流路１１８４は、不規則な閉鎖挙動を引き起こす液体遅延および／または静止摩擦を防止するのに役立つ。加えて、コンジット１１５０は円錐形部分を含まず、完全に円筒形である。理解される通り、対応するエアアシスト燃料噴射器２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００のそれぞれのコンジット２５０、３５０、４５０、５５０、６５０、７５０、８５０、９５０もまた、円錐形部分を含まないように完全に円筒形とすることができる。
【００４６】
それぞれの流路２８４、３８４、４８４、５８４、６８４、７８４、８８４、９８４、１１８４の部分を画定する凹所の数は変化することができることも理解されるであろう。例えば、アーマチュア２８４は１つ、４つ、または５つの陥凹直線状スロット２８５を含むことができる。エアアシスト燃料噴射器の代替実施形態２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１１００では、それぞれのアーマチュア２３２、３３２、４３２、５３２、６３２、７３２、８３２、９３２、１１３２および／または止め面２７０、３７０、４７０、５７０、６７０、７７０、８７０、９７０、１１７０は、対応するばね穴２５６、３５６、４５６、５５６、６５６、７５６、８５６、９５６、１１５６から対応するアーマチュアまたは脚の外部円筒面まで伸長するスロットまたは溝を含む。そのようなスロットまたは溝はそれぞれの流路２８４、３８４、４８４、５８４、６８４、７８４、８８４、９８４、１１８４の部分を画定することができ、上述の流体遅延および／または静止摩擦を防止するのに役立つ。
【００４７】
流路２８４、３８４、４８４、５８４、６８４、７８４、８８４、９８４、１１８４の各々が、ばね用の穴内の圧力を解放するのに充分であるが、液体燃料および加圧ガスのそれぞれのポペットの通路への給送を実質的に妨害しないように充分に小さい断面積を持つことが好ましい。それぞれの流路の少なくとも一部分を画定する１つまたはそれ以上の凹所の正味断面積は、好ましくは０．５〜２．５ｍｍ^２であり、さらに好ましくは０．５〜１．５ｍｍ^２であり、最も好ましくは１．０〜１．２ｍｍ^２である。流路は図に示したもの以外の形状構成を取ることができることも理解されるであろう。
【００４８】
以上の説明で本発明の原理、好適な実施形態、および動作モードについて記載した。しかし、保護することを意図する発明は、開示した特定の実施形態に限定されると解釈すべきではない。さらに、ここに記載した実施形態は、限定ではなく例示とみなすべきである。本発明の精神から逸脱することなく、他者が変形や変化を施したり、等価物を利用することができる。したがって、請求の範囲に記載する本発明の精神および範囲内に該当するそのような変形、変化、および等価物を本発明に含めるつもりであることを明言する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のエアアシスト燃料噴射器の側面図である。
【図２】図１に示したエアアシスト燃料噴射器を図１の線２−２に沿って切った断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るエアアシスト燃料噴射器の斜視図である。
【図４】図３に示したエアアシスト燃料噴射器の側面図である。
【図５】図３に示したエアアシスト燃料噴射器の平面図である。
【図６】図３に示したエアアシスト燃料噴射器を図５の線６−６に沿って切った断面図である。
【図７】図６の組立分解図である。
【図８】図３に示したエアアシスト燃料噴射器のキャップの平面図である。
【図９】図８に示したキャップを図８の線９−９に沿って切った断面図である。
【図１０】図３に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
【図１１】図１０に示したアーマチュアを図１０の線１１−１１に沿って切った断面図である。
【図１２】図１０に示したアーマチュアの側面図である。
【図１３】２行程内燃エンジンのヘッドに配置された図３のエアアシスト燃料噴射器の部分断面図である。
【図１４】本発明に係るエアアシスト燃料噴射器の代替実施形態を示す断面図である。
【図１５】図１４に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
【図１６】図１５に示したアーマチュアを図１５の線１６−１６に沿って切った断面図である。
【図１７】図１５に示したアーマチュアの側面図である。
【図１８】本発明の別の実施形態に係るエアアシスト燃料噴射器の断面図である。
【図１９】図１８に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
【図２０】図１９に示したアーマチュアを図１９の線２０−２０に沿って切った断面図である。
【図２１】図１９に示したアーマチュアの側面図である。
【図２２】本発明に係るエアアシスト燃料噴射器のさらなる実施形態を示す断面図である。
【図２３】図２２に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
【図２４】図２３に示したアーマチュアを図２３の線２４−２４に沿って切った断面図である。
【図２５】図２３に示したアーマチュアの側面図である。
【図２６】本発明にかかるエアアシスト燃料噴射器の別の実施形態を示す断面図である。
【図２７】図２６に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
【図２８】図２７に示したアーマチュアを図２７の線２８−２８に沿って切った断面図である。
【図２９】図２７に示したアーマチュアの側面図である。
【図３０】本発明に係るエアアシスト燃料噴射器のさらなる実施形態を示す断面図である。
【図３１】図３０に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
【図３２】図３１に示したアーマチュアを図３１の線３２−３２に沿って切った断面図である。
【図３３】図３１に示したアーマチュアの側面図である。
【図３４】本発明に係るエアアシスト燃料噴射器の別の実施形態を示す断面図である。
【図３５】図３４に示したエアアシスト燃料噴射器のアーマチュアの端面図である。
【図３６】図３５に示したアーマチュアを図３５の線３６−３６に沿って切った断面図である。
【図３７】図３５に示したアーマチュアの側面図である。
【図３８】本発明に係るエアアシスト燃料噴射器の別の実施形態を示す断面図である。
【図３９】本発明の一実施形態に係るアーマチュアガイドの側面図である。
【図４０】図３９に示したアーマチュアガイドの端面図である。
【図４１】図３９に示したアーマチュアガイドを図４０の線４１−４１に沿って切った断面図である。
【図４２】図３９に示したアーマチュアガイドを図３９の線４２−４２に沿って切った断面図である。
【図４３】本発明に係るエアアシスト燃料噴射器のさらなる実施形態を示す断面図である。
【図４４】本発明の別の実施形態に係るアーマチュアガイドの側面図である。
【図４５】図４４に示したアーマチュアガイドの端面図である。
【図４６】図４４に示したアーマチュアガイドを図４５の線４６−４６に沿って切った断面図である。
【図４７】図４４に示したアーマチュアガイドを図４４の線４７−４７に沿って切った断面図である。
【図４８】本発明に係るエアアシスト燃料噴射器の別の実施形態を示す断面図である。

Claims

エアアシスト燃料噴射器であって：
第１端と、前記第１端に相対して配置された第２端と、前記第１端と前記第２端との間に伸長するコンジットとを有し、前記コンジットの少なくとも一部分が円錐形であるアーマチュアと、
ソレノイドが付勢されたときに前記アーマチュアを動かすためのソレノイドと、
前記ソレノイドが付勢されたときに作動するポペットであって、液体燃料とガスの混合物を移送するための通路を有するポペットであって、前記通路が入口および出口を有し、前記通路の前記入口が前記エアアシスト燃料噴射器内の前記混合物の流れの方向に対して前記第１端の下流に配置されて成るポペットと、
を備えているエアアシスト燃料噴射器。
エアアシスト燃料噴射器であって：
第１端と、前記第１端に相対して配置された第２端と、前記第１端と前記第２端との間に伸長するコンジットとを有するアーマチュアと、
ソレノイドが付勢されたときに前記アーマチュアを動かすためのソレノイドと、
前記ソレノイドが付勢されたときに作動するポペットであって、液体燃料とガスの混合物を移送するための通路を有するポペットであって、前記通路が液体燃料とガスの前記混合物を受け取るための入口を有し、前記コンジットが前記ポペットの端部分を受容し、前記通路の前記入口が前記コンジット内に配置されて成るポペットと、
前記混合物の流れの方向に対して前記第一端の上流の領域と前記流れの方向に対して前記第２端の下流の領域との間の流路であって、前記コンジットの表面における少なくとも１つの凹所および前記ポペットの外面における凹所を含む流路と、
を備えているエアアシスト燃料噴射器。
エアアシスト燃料噴射器であって：
第１端と、前記第１端に相対して配置された第２端と、前記第１端と前記第２端との間に伸長するコンジットとを有するアーマチュアと、
ソレノイドが付勢されたときに前記アーマチュアを動かすためのソレノイドと、
前記アーマチュアを受容する通路を有するアーマチュアガイドと、
前記ソレノイドが付勢されたときに作動するポペットであって、液体燃料とガスの混合物を移送するための通路を有するポペットであって、前記通路が液体燃料とガスの前記混合物を受け取るための入口を有し、前記通路の前記入口が前記アーマチュアの前記第１端の下流に配置されて成るポペットと、
前記アーマチュアの外面における少なくとも１つの凹所および前記アーマチュアガイドの前記通路の表面における凹所を含む流路であって、前記アーマチュアの前記外面における前記凹所が前記混合物の流れの方向に対して前記第１端の上流の領域と前記流れの方向に対して前記第２端の下流の領域との間に伸長し、前記アーマチュアガイドの前記通路の前記表面における前記凹所が前記混合物の前記流れの方向に対して前記第１端の前記上流の領域と前記流れの方向に対して前記第２端の前記下流の領域との間に伸長する流路と、
を備えているエアアシスト燃料噴射器。
前記アーマチュアに隣接して配置され、前記液体燃料およびガスを前記アーマチュアの前記コンジットに給送するための複数のチャネルを有するキャップをさらに備えている請求項１、２または３のエアアシスト燃料噴射器。
前記複数のチャネルが、前記混合物の前記ガスの大部分を移送するための少なくとも１つのガスチャネルと、前記混合物の前記液体燃料の大部分を移送するための少なくとも１つの液体燃料チャネルとを含む請求項４のエアアシスト燃料噴射器。
前記複数のチャネルの各々が混合物の流れの方向に対してアーマチュアの第１端の上流に配置される請求項４または５のエアアシスト燃料噴射器。
前記複数のチャネルの出口がいずれも前記コンジットの前記入口の周縁の半径方向に内側に配置される請求項４，５または６のいずれか一項のエアアシスト燃料噴射器。
前記少なくとも１つの液体燃料チャネルが前記キャップの中心軸上に配置され、前記少なくとも２つのガスチャネルが前記液体燃料チャネルの周りに均等に周方向に間隔をおいて配置される請求項４から６のいずれか一項のエアアシスト燃料噴射器。
前記コンジットの少なくとも一部分が円錐形であり、および／または前記コンジットの少なくとも一部分が円筒形である請求項１から８のいずれか一項のエアアシスト燃料噴射器。
前記コンジットの前記円錐形部分が前記混合物の前記流れの方向に対して前記円筒形部分の上流に配置される請求項９のエアアシスト燃料噴射器。
通路が流れの方向に対して円錐形部分の下流に配置される請求項９のエアアシスト燃料噴射器。
前記コンジットの前記円錐形部分が前記円錐形部分の中心軸に対してある角度を取る表面を含み、前記角度が１０度から４５度の間であり、好ましくは１０度から３５度の間であり、より好ましくは１５度から２５度の間であり、最も好ましくは１６度である請求項９，１０または１１のいずれか一項のエアアシスト燃料噴射器。
前記アーマチュアを誘導するためのアーマチュアガイドであって、前記アーマチュアの上流の位置から前記アーマチュアの下流の位置まで伸長するアーマチュアガイドをさらに備えている請求項１から１２のいずれか一項のエアアシスト燃料噴射器。
前記流路が少なくとも１つの螺旋を描く溝または少なくとも１つの直線状の溝を含む請求項２または３のエアアシスト燃料噴射器。
前記混合物の流れの方向に対して前記第１端の上流の領域と前記流れの方向に対して前記第２端の下流の領域との間の流路をさらに備える請求項１のエアアシスト燃料噴射器。
エアアシスト燃料噴射器であって：
液体燃料とガスの混合物を給送するための複数のチャネルを有するキャップであって、前記複数のチャネルの各々が入口および出口を有し、かつ相互に間隔をおいて配置されるキャップと、
第１端と、前記第１端に相対して配置された第２端と、前記第１端と前記第２端との間に伸長するコンジットとを有するアーマチュアであって、前記コンジットが入口を有し、前記複数のチャネルの前記出口が全部前記コンジットの前記入口の周縁の半径方向に内側に配置されるアーマチュアと、
ソレノイドが付勢されたときに前記アーマチュアを動かすためのソレノイドと、
前記ソレノイドが付勢されたときに作動するように前記アーマチュアに取り付けられるポペットであって、液体燃料とガスの前記混合物を移送するための通路を有するポペットであって、前記通路が液体燃料とガスの前記混合物を受け取るための入口を有し、前記通路の前記入口が前記混合物の流れの方向に対して前記第１端の下流に配置されて成るポペットと、
を備えているエアアシスト燃料噴射器。
前記ソレノイドが付勢されたときに前記ポペットが外側に開いている請求項１から１６のいずれか一項のエアアシスト燃料噴射器。