CN102893016A - 电磁式燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

在电磁式燃料喷射阀中，在固定铁芯（6）的内周固定设置有非磁性或弱磁性的导向衬套（19），使该导向衬套（19）的前端从固定铁芯（6）的吸引面（6a）突出，当线圈（37）励磁时，通过使可动铁芯（16）抵接于导向衬套（19）的前端，来限定阀芯（15）的开阀界限，并且，在固定铁芯（6）和可动铁芯（16）之间形成空隙（g），在阀组装体（V）设有滑动自如地支承于导向衬套（19）的内周面的滑动部件（20）。由此，提供能够有效地稳定阀芯的开闭姿势、并且当线圈消磁时闭阀响应性良好的结构简单的电磁式燃料喷射阀。

Description

电磁式燃料喷射阀

技术领域

本发明涉及电磁式燃料喷射阀的改进，所述电磁式燃料喷射阀具备：阀套，其在一端具有圆锥状的阀座；固定铁芯，其连续设置于该阀套的另一端，并具有成为燃料流路的中空部；阀组装体，其由与固定铁芯的吸引面相对置的可动铁芯、与所述阀座协同动作的阀芯以及将这些固定铁芯和阀芯之间一体连结的阀杆构成；阀簧，其对所述阀芯向闭阀方向施力；以及线圈，其配设于所述固定铁芯的外周，通过励磁使固定铁芯吸引所述可动铁芯从而使所述阀芯开阀，在所述固定铁芯设有导向部，该导向部支承所述阀组装体的后端部并使其滑动自如。

背景技术

这种电磁式燃料喷射阀如专利文献1所公开的那样，已经被公知。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-31853号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在这种电磁式燃料喷射阀中，能够将阀组装体的支承跨距较长地设定为在阀座及固定铁芯之间的距离以上，从而具有如下优点：有效地防止阀组装体的倾倒，能够有效地稳定阀芯的开闭姿势。

本发明的目的在于提供一种结构简单的电磁式燃料喷射阀，其能够在确保如上所述的优点的同时，在线圈消磁时迅速消除固定铁芯及可动铁芯中的剩磁，从而使闭阀响应性良好。

用于解决课题的技术方案

为了达成上述目的，本发明的电磁式燃料喷射阀具备：阀套，其在一端具有圆锥状的阀座；固定铁芯，其连续设置于该阀套的另一端，并具有成为燃料流路的中空部；阀组装体，其由与固定铁芯的吸引面相对置的可动铁芯、与所述阀座协同动作的阀芯、以及将这些固定铁芯和阀芯之间一体连结的阀杆构成；阀簧，其对所述阀芯向闭阀方向施力；以及线圈，其配设于所述固定铁芯的外周，通过励磁使固定铁芯吸引所述可动铁芯，从而使所述阀芯开阀，在所述固定铁芯设有导向部，该导向部支承所述阀组装体的后端部使其滑动自如，所述电磁式燃料喷射阀的第一特征在于，作为所述导向部，在所述固定铁芯的内周固定设置有非磁性或弱磁性的导向衬套，使该导向衬套的前端从所述固定铁芯的吸引面突出，当所述线圈励磁时，通过使所述可动铁芯抵接于所述导向衬套的前端，来限定所述阀芯的开阀界限，并且，在所述固定铁芯和可动铁芯之间形成空隙，在所述阀组装体设有滑动自如地支承于所述导向衬套的内周面的滑动部件。而且，所述导向衬套与后述的本发明的实施方式中的第二导向衬套19相对应。

另外，本发明在第一特征的基础上，其第二特征在于，将所述导向衬套的硬度设定为比所述固定铁芯的硬度高。

进而，本发明在第一特征的基础上，其第三特征在于，将所述导向衬套和所述滑动部件的硬度设定为大致相同。

进而，本发明在第一或第三特征的基础上，其第四特征在于，将所述滑动部件的外周面形成为在所述阀组装体的中心轴线上具有中心的球面，使该滑动部件始终与所述导向衬套的内周面线接触。

进而，本发明在第一特征的基础上，其第五特征在于，将所述阀芯的外周面形成为在所述阀组装体的中心轴线上具有中心的球面，在所述阀套形成有支承该阀芯使其滑动自如的导向部，使所述阀芯的外周面始终与所述导向部的内周面线接触。而且，所述导向部与后述的本发明的实施方式中的第一导向衬套18相对应。

进而，本发明在第一、第三及第四特征中任意一个特征的基础上，其第六特征在于，在所述滑动部件的外周面形成有在所述滑动部件与所述导向衬套之间划分形成燃料流路的平坦面。

进而，本发明在第一、第三～第六特征中任意一个特征的基础上，其第七特征在于，将所述滑动部件的后端面形成为支承所述阀簧的前端的弹簧座。

进而，本发明在第七特征的基础上，其第八特征在于，将所述滑动部件嵌合并紧固于在所述可动铁芯的后端面突出设置的支轴，使该支轴以嵌合于所述阀簧的内周的方式从所述滑动部件的弹簧座突出。

发明效果

根据本发明的第一特征，由非磁性或弱磁性材料构成固定设置于固定铁芯的内周的导向衬套，并使该导向衬套的前端从固定铁芯的吸引面突出，当线圈励磁时，通过使可动铁芯抵接于该导向衬套的前端，来限定所述阀芯的开阀界限，并且，在固定铁芯和可动铁芯之间形成空隙，因此，导向衬套确保了阀组装体的较长的支承跨距，并兼有支承滑动部件以稳定阀组装体的开闭姿势的功能、和当线圈励磁时避免可动铁芯与固定铁芯的直接接触以提高闭阀响应性的功能，能够同时实现电磁式燃料喷射阀的燃料喷射流量特性的稳定化和结构的简化。

根据本发明的第二特征，导向衬套具有比固定铁芯高的硬度，因此提高了导向衬套的耐磨性，能够长期使阀组装体的开闭姿势和滑动摩擦系数稳定，并有利于电磁燃料喷射阀的燃料喷射流量特性的稳定化。

根据本发明的第三特征，将导向衬套和滑动部件的硬度设定为大致相同，因此提高了这两者的耐磨性，从而能够长期使阀组装体的开闭姿势更加稳定。

根据本发明的第四特征，将滑动部件的外周面形成为在所述阀组装体的中心轴线上具有中心的球面，并使该滑动部件始终与所述导向衬套的内周面线接触，由此，不会因各部分的制作误差引起的阀组装体的倾斜而使滑动阻力增加，能够使阀组装体轻快地动作。

根据本发明的第五特征，将阀芯的外周面形成为在所述阀组装体的中心轴线上具有中心的球面，在所述阀套形成有支承该阀芯使其滑动自如的导向部，并使所述阀芯的外周面始终与所述导向部的内周面线接触，由此，不会因各部分的制作误差引起的阀组装体的倾斜而使滑动阻力增加，能够使阀组装体轻快地动作，并能够使阀芯恰当地落座于阀座，可靠地进行闭阀。

根据本发明的第六特征，通过对滑动部件的外周面的平面加工，能够在滑动部件周围简单地形成燃料流路，并且，利用通过该燃料流路的燃料，能够有效地对滑动部件和导向衬套的滑动面进行润滑，有助于它们的耐磨性的提高。

根据本发明的第七特征，将比固定铁芯硬度高的滑动部件形成为支承阀簧的前端的弹簧座，因此能够得到有耐磨性的弹簧座。

根据本发明的第八特征，在可动铁芯的后端面突出设置的支轴除了发挥将滑动部件固定于可动铁芯的作用之外，还发挥与阀簧的前端部内周嵌合来防止阀簧的压曲的伸缩导向件的作用，有助于阀簧的伸缩动作的稳定化，进而有助于阀组装体的开闭动作的稳定化。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的发动机用电磁式燃料喷射阀的纵剖侧视图。（第一实施例）

图2是图1的箭头2所示部分的放大图。（第一实施例）

图3是沿图1中的3-3线的剖视图。（第一实施例）

图4是沿图2中的4-4线的剖视图。（第一实施例）

图5是沿图2中的5-5线的剖视图。（第一实施例）

图6是示出本发明的第二实施方式的、与图2对应的图。（第二实施例）

标号说明

I：燃料喷射阀

V：阀组装体

Y：阀组装体的中心轴线

2：阀套

6：固定铁芯

6a：固定铁芯的吸引面

6b：固定铁芯的中空部

8：阀座

15：阀芯

16：可动铁芯

17：阀杆

18：导向部（第一导向衬套）

19：导向衬套（第二导向衬套）

20：滑动部件

23：燃料流路

26：燃料流路

29：支轴

31：弹簧座

33：阀簧

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

实施例1

首先，对图1至图5所示的本发明的第一实施方式进行说明。在图1及图2中，在发动机的气缸盖1设有在燃烧室1a开口的安装孔1b，在该安装孔1b安装有电磁式的燃料喷射阀I。该燃料喷射阀I能够朝向燃烧室1a喷射燃料。

该燃料喷射阀I的阀套2由阀座部件3、同轴地结合于该阀座部件3的后端部的磁性圆筒体4、和同轴地结合于该磁性圆筒体4的后端的非磁性圆筒体5构成。在非磁性圆筒体5的后端同轴地结合有固定铁芯6，在该固定铁芯6的后端同轴地连续设置有燃料入口筒7。固定铁芯6具有与燃料入口筒7的内部连通的中空部6b。在燃料入口筒7的入口安装有燃料过滤器14。

阀座部件3由具有前端壁的小径筒部3a、和形成于该小径筒部3a的后端的凸缘部3b构成，在小径筒部3a的前端壁形成有：圆锥状的阀座8；与该阀座8的前端相连的阀孔9；和与该阀孔9相连并在小径筒部3a的前端面开口的燃料喷孔10。

磁性圆筒体4由薄壁筒部4a和连续设置于该薄壁筒部4a的后端的厚壁筒部4b构成，厚壁筒部4b形成为其内径比薄壁筒部4a的内径小、外径比薄壁筒部4a的外径大。在薄壁筒部4a的内周面依次嵌合有垫片11和阀座部件3的凸缘部3b，该凸缘部3b液密地焊接于薄壁筒部4a。

厚壁筒部4b具有从其内周侧的后端面突出的环状突起12，非磁性圆筒体5与该环状突起12的末端抵靠并液密地焊接于该环状突起12的末端。这些厚壁筒部4b及非磁性圆筒体5形成为内周面相互连接。

固定铁芯6在前端部外周具有环状凹部13，非磁性圆筒体5的后端部嵌合于该环状凹部13并液密地焊接于该环状凹部13。固定铁芯6及非磁性圆筒体5形成为它们的外周面相连接。

在从阀座部件3到非磁性圆筒体5的阀套2内收纳有阀组装体V。该阀组装体V包括：与所述阀座8协同动作来开闭阀孔9的阀芯15；以与固定铁芯6的前端的吸引面6a相对置的方式配置于磁性圆筒体4及非磁性圆筒体5的内侧的可动铁芯16；以及将这些阀芯15和可动铁芯16之间一体连结的阀杆17。

阀杆17形成为直径比阀芯15的直径小，并具有贯通可动铁芯16的中心部且从可动铁芯16的后端面突出的长度。另外，阀杆17具有与可动铁芯16的前端抵接的连结凸缘17a，该连结凸缘17a抵靠于可动铁芯16的前端面。另外，阀杆17通过焊接而与阀芯15结合成一体。

在图2及图3中，在小径筒部3a的前端部内周面压入有圆筒状的第一导向衬套18，该第一导向衬套18支承该阀芯15使其滑动自如。阀芯15的外周面以始终与第一导向衬套18的内周面线接触的方式，形成为在阀组装体V的中心轴线Y上具有中心的球面。在第一导向衬套18和阀杆17之间划分形成有筒状的燃料流路21，在阀芯15的外周面形成有在阀芯15与第一导向衬套18之间划分形成燃料流路22的多个平坦面25。因此，第一导向衬套18在引导阀芯15的开闭动作的同时容许燃料的通过。

在固定铁芯6的内周面形成有在吸引面6a开口的嵌合凹部28，圆筒状的第二导向衬套19通过压入而固定设置在该嵌合凹部28。该第二导向衬套19形成为其内周面与固定铁芯6的内周面连续。另一方面，所述阀杆17的向可动铁芯16的后方突出的部分构成为突入到第二导向衬套19内的支轴29，滑动自如地支承于上述第二导向衬套19的内周面的滑动部件20嵌合于该支轴29，并通过焊接、铆接等紧固于该支轴29。因此，可动铁芯16形成为由连结凸缘17a及滑动部件20夹持。

上述滑动部件20的外周面以与第二导向衬套19的内周面线接触的方式，形成为在阀组装体V的中心轴线Y上具有中心的球面。

另外，第二导向衬套19的前端面从固定铁芯6的吸引面6a突出预定长度，并使可动铁芯16的后端面抵接于该第二导向衬套19的前端面，由此来限定阀芯15的开阀界限。另外，当可动铁芯16抵接于第二导向衬套19时，在可动铁芯16和固定铁芯6的对置面之间形成有与第二导向衬套19从固定铁芯6向前方突出的长度相对应的空隙（air gap）g。上述第二导向衬套19及滑动部件20由比固定铁芯6的硬度高的非磁性或弱磁性材料、例如马氏体类的不锈钢构成。因而第二导向衬套19和滑动部件20的硬度大致相同。

利用上述第一及第二导向衬套18、19对阀组装体V的两点支承，在可动铁芯16的外周面与磁性圆筒体4及非磁性圆筒体5的内周面之间，能够确保防止它们接触的筒状的间隙30。

如图4所示，在滑动部件20的外周面形成有在滑动部件20与第二导向衬套19之间划分形成燃料流路23的多个平坦面26。另外，在可动铁芯16设有上下贯通该可动铁芯的多个通孔24。

而且在图1及图2中，所述滑动部件20的后端面作为环状的弹簧座31，在与固定铁芯6的中空部6b嵌合并利用来自侧方的铆接固定的管状的保持器32和弹簧座31之间压缩设置有阀簧33，该阀簧33对可动铁芯16向阀芯15的闭阀侧施力。因此，弹簧座31支承阀簧33的前端。此时，通过保持器32相对于固定铁芯6的嵌合深度来对阀簧33的设定载荷进行调节，在该调节后，通过对固定铁芯6的外周壁局部地向内侧进行铆接，从而将保持器32固定于固定铁芯6。由于如上所述滑动部件20的硬度比固定铁芯6的硬度高，所以滑动部件20的后端的弹簧座31可以是耐磨性高的部件。

所述支轴29从滑动部件20的弹簧座31突出，该突出部分以成为阀簧33的伸缩导向件的方式嵌合于阀簧33的前端部内周。

在磁性圆筒体4的从环状突起12至固定铁芯6的外周面嵌入安装有线圈组装体35。该线圈组装体35由嵌合于上述外周面的线圈骨架36和缠绕安装于该线圈骨架36的线圈37构成，围绕该线圈组装体35的线圈壳体38的前端通过焊接并抵接而结合于磁性圆筒体4的后端面，连接于线圈壳体38的后端的环状的磁轭39通过焊接等而结合于固定铁芯6的外周面。

在磁性圆筒体4的从后端部至燃料入口筒7的中间部的外周面模压成型有合成树脂制的包覆层40。在该包覆层40的后部外周，呈缺口状形成有连接器收纳部41，与所述线圈37相连的连接器42配置于该连接器收纳部41，封闭该连接器收纳部41的侧方开口部的合成树脂制的罩43卡定于包覆层40。在连接器42连接有供电用的外部导线44。

接下来，对该第一实施方式的作用进行说明。

在线圈37已消磁的状态下，阀组装体V借助阀簧33的作用力被向前方按压，从而使阀芯15落座于阀座8，封闭阀孔9。

通过通电对线圈37励磁后，由此产生的磁通依次穿过固定铁芯6、线圈壳体38、磁性圆筒体4及可动铁芯16，借助其磁力，阀组装体V的可动铁芯16克服阀簧33的设定载荷而被固定铁芯6吸引，阀芯15从阀座8离开，因此阀孔9开放。因此，从未图示的燃料泵向燃料入口筒7压送的燃料依次流经管状的保持器32内部、固定铁芯6的中空部6b、滑动部件20的周围的燃料流路23、可动铁芯16的通孔24、阀套2的内部、第一导向衬套18内侧的燃料流路21、阀芯15周围的燃料流路22、阀座8、阀孔9，从燃料喷口10直接喷射至发动机的燃烧室。

另外，在阀组装体V的前端部及后端部分别设置的阀芯15及滑动部件20分别滑动自如地支承于阀座部件3的第一导向衬套18及固定铁芯6的第二导向衬套19，因此，能够将阀组装体V的支承跨距较长地设定为在阀座8及固定铁芯6之间的距离以上，使阀组装体V的开闭姿势稳定，从而能够防止燃料喷射流量特性的失常。而且，第二导向衬套19由比固定铁芯6的硬度高的非磁性或弱磁性材料构成，因此耐磨性高，能够长期使阀组装体V的滑动摩擦系数稳定，并能够使燃料喷射阀I的燃料喷射流量特性更加稳定。

另外，将第二导向衬套19及滑动部件20的硬度设定为大致相同，因此提高两者19、20的耐磨性，从而能够长期使阀组装体V的开闭姿势更加稳定。

而且，阀芯15及滑动部件20的外周面分别形成为在阀组装体V的中心轴线Y上具有中心且与第一及第二导向衬套18、19的内周面线接触的球面，因此不会因各部分的制作误差引起的阀组装体的倾斜而使滑动阻力增加，能够使阀组装体V轻快地动作，并能够使阀芯15恰当地落座于阀座8，可靠地进行闭阀。

另外，当线圈37励磁时，通过使阀组装体V的可动铁芯16抵接于从固定铁芯6的吸引面突出的第二导向衬套19的前端面，来限定阀芯15的开阀界限，可动铁芯16隔着空隙g与固定铁芯6的吸引面6a相对置，避免了与固定铁芯6的直接接触，因此，再加上第二导向衬套19为非磁性或弱磁性，当线圈37消磁时，两铁芯6、16之间的剩磁迅速消失，从而能够提高阀芯15的闭阀响应性。

如上所述，第二导向衬套19兼有：支承滑动部件20以稳定阀组装体V的开闭姿势的功能；和当线圈37励磁时，避免可动铁芯16及固定铁芯6的直接接触以提高闭阀响应性的功能，能够同时实现燃料喷射特性的稳定化和结构的简化。

另外，在阀芯15的外周面形成有在阀芯15与第一导向衬套18之间划分形成燃料流路22的多个平坦面25，在滑动部件20的外周面形成有在滑动部件20与第二导向衬套19之间划分形成燃料流路23的多个平坦面26，因此，通过对阀芯15及滑动部件20的各外周面的平面加工，能够在阀芯15及滑动部件20周围简单地形成燃料流路22、23，并且利用通过这些燃料流路22、23的燃料，能够有效地对阀芯15和第一导向衬套18、滑动部件20和第二导向衬套19的各滑动面进行润滑，并有助于它们的耐磨性的提高。

另外，支轴29从滑动部件20的弹簧座31突出并延伸，其以成为阀簧33的伸缩导向件的方式嵌合于阀簧33的前端部内周，因此，除了发挥将滑动部件20固定于可动铁芯16的作用之外，还发挥防止阀簧33的压曲的伸缩导向件的作用，有助于阀簧33的伸缩动作的稳定化，进而有助于阀组装体V的开闭动作的稳定化。

实施例2

接着，对图6所示的本发明的第二实施方式进行说明。

在该第二实施方式中，在阀组装体V中，在可动铁芯16的前端面利用与可动铁芯16相同的材料一体形成阀杆17，并在可动铁芯16的后端面利用与可动铁芯16相同的材料一体形成支轴29，滑动部件20嵌合并紧固于该支轴29，其他的结构与前述实施方式相同，因此图6中对与前述实施方式对应的部分标以同一参考标号，并省略重复说明。

本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。例如，可以将燃料喷射阀V构成为向发动机的进气***喷射燃料的形式。另外，可以在阀座部件3形成导向孔来代替支承阀芯15使其滑动自如的第一导向衬套18。

Claims (8)

1.一种电磁式燃料喷射阀，该电磁式燃料喷射阀具备：

阀套（2），其在一端具有圆锥状的阀座（8）；

固定铁芯（6），其连续设置于该阀套（2）的另一端，并具有成为燃料流路的中空部（6b）；

阀组装体（V），其由与固定铁芯（6）的吸引面（6a）相对置的可动铁芯（16）、与所述阀座（8）协同动作的阀芯（15）、以及将这些固定铁芯（6）和阀芯（15）之间一体连结的阀杆（17）构成；

阀簧（33），其对所述阀芯（15）向闭阀方向施力；以及

线圈（37），其配置于所述固定铁芯（6）的外周，通过励磁使固定铁芯（6）吸引所述可动铁芯（16），从而使所述阀芯（15）开阀，

在所述固定铁芯（6）设有导向部，该导向部支承所述阀组装体（V）的后端部使其滑动自如，

所述电磁式燃料喷射阀的特征在于，

作为所述导向部，在所述固定铁芯（6）的内周固定设置有非磁性或弱磁性的导向衬套（19），使该导向衬套（19）的前端从所述固定铁芯（6）的吸引面（6a）突出，当所述线圈（37）励磁时，通过使所述可动铁芯（16）抵接于所述导向衬套（19）的前端，来限定所述阀芯（15）的开阀界限，并且，在所述固定铁芯（6）和可动铁芯（16）之间形成空隙（g），在所述阀组装体（V）设有滑动自如地支承于所述导向衬套（19）的内周面的滑动部件（20）。

2.根据权利要求1所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，

将所述导向衬套（19）的硬度设定为比所述固定铁芯（6）的硬度高。

3.根据权利要求1所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，

将所述导向衬套（19）和所述滑动部件（20）的硬度设定为大致相同。

4.根据权利要求1或3所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，

将所述滑动部件（20）的外周面形成为在所述阀组装体（V）的中心轴线（Y）上具有中心的球面，使该滑动部件（20）始终与所述导向衬套（19）的内周面线接触。

5.根据权利要求1所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，

将所述阀芯（15）的外周面形成为在所述阀组装体（V）的中心轴线（Y）上具有中心的球面，在所述阀套（2）形成有支承该阀芯（15）使其滑动自如的导向部（18），使所述阀芯（15）的外周面始终与所述导向部（18）的内周面线接触。

6.根据权利要求1、3、4中的任意一项所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，

在所述滑动部件（20）的外周面形成有在所述滑动部件（20）与所述导向衬套（19）之间划分形成燃料流路（23）的平坦面（26）。

7.根据权利要求1、3～6中的任意一项所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，

将所述滑动部件（20）的后端面形成为支承所述阀簧（33）的前端的弹簧座（31）。

8.根据权利要求7所述的电磁式燃料喷射阀，其特征在于，

将所述滑动部件（20）嵌合并紧固于在所述可动铁芯(16)的后端面突出设置的支轴（29），使该支轴（29）以嵌合于所述阀簧（33）的内周的方式从所述滑动部件（20）的弹簧座（31）突出。

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