CN117413120A - 燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

在对燃料喷射阀(I)中的阀芯(13)进行开阀时，通过阀座(8)的燃料流入燃料集合室(49)后，不会产生涡流，可消除燃料流的压力损失。燃料集合室(49)的底面由顺着虚拟球面(B)形成的球带状的凹曲面(49a)构成。其中，该虚拟球面(B)的中心Bo置于阀座(8)的中心线(Y)上，并且，虚拟球面(B)与中心线(Y)的交点(P)位于阀孔(7)内。

Description

燃料喷射阀

技术领域

本发明主要涉及在发动机的燃料供给***中所使用的燃料喷射阀。

背景技术

以往，作为发动机用的燃料喷射阀，已知有下述专利文献1所公开的燃料喷射阀。该燃料喷射阀具备：阀座部件，其在前端部具有圆锥状的阀座以及贯穿该阀座的中心部的阀孔；阀芯，其在前端部具有与所述阀座协作而开闭所述阀孔的球形阀部；喷射器板，其与所述阀座部件的前端面接合，并具有从所述阀孔向半径方向外侧离开地配置且与所述阀孔连通的多个燃料喷孔，在所述阀座与阀孔之间设置有燃料集合室，该燃料集合室使通过了该阀座的燃料集合并将其引导至该阀孔，另一方面，在所述阀座部件与喷射器板的对置面之间设置有扁平的燃料扩散室，该燃料扩散室使通过了所述阀孔的燃料呈放射状扩散而将其引导至所述多个燃料喷孔。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-2723号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述专利文献1所公开的燃料喷射阀中，燃料集合室的周壁从其底面立起，并从阀座到燃料集合室的底面形成台阶部，在阀体开阀时，该台阶部成为从阀座流入燃料集合室的燃料的流动产生涡流的原因，这增大了燃料流的压力损失，导致燃料喷射量减少。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种燃料喷射阀，在阀体开阀时，在通过了阀座的燃料流入燃料集合室之后，该燃料喷射阀不会让燃料的流动产生涡流。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明的燃料喷射阀的第一特征的内容如下。该燃料喷射阀具备：阀座部件，其在前端部具有圆锥状的阀座以及贯穿该阀座的中心部的阀孔；阀芯，其在前端部具有与所述阀座协作而开闭所述阀孔的球形阀部；以及，喷射器板，其与所述阀座部件的前端面接合，并具有从所述阀孔向半径方向外侧离开地配置且与所述阀孔连通的多个燃料喷孔，在所述阀座部件设置将所述阀座与阀孔之间连接的燃料集合室，并且在所述阀座部件和所述喷射器板的对置面之间设置有扁平的燃料扩散室，该燃料扩散室将所述阀孔以及所述多个燃料喷孔之间连通，所述燃料喷射阀的特征在于，所述燃料集合室的底面由凹曲面构成，该凹曲面顺着虚拟球面的球带而形成，其中，所述虚拟球面的中心置于所述阀座的中心线上，并且所述虚拟球面与该中心线的交点位于所述阀孔内。

另外，本发明的燃料喷射阀的第二特征的内容如下。在上述第一特征的基础上，所述阀座部件具有对所述球形阀部的开闭动作进行引导的截面多边形的导向孔，在该导向孔的多个内角部与所述球形阀部之间划分出与所述阀座相连的多个燃料通路。

发明的效果

根据本发明的第一特征，连接阀座与阀孔之间的燃料集合室的底面由顺着虚拟球面而形成的球带状的凹曲面构成，该虚拟球面的中心位于阀座的中心线上且与该中心线的交点位于阀孔内，由此，在燃料集合室的底面与阀座之间不会形成台阶部，而且，燃料集合室与球形阀部之间的间隔朝向阀孔逐渐增加。因此，在阀体开阀时，燃料从阀座流入燃料集合室时，能够防止产生涡流。而且，在燃料集合室中，能够在不减少燃料的流量的情况下将该燃料引导至阀孔。由此，能够减少燃料流的压力损失，从而抑制来自喷射器板的各燃料喷孔的燃料喷射量的减少，能够有助于提高发动机的低油耗性和输出性能。

另外，根据本发明的第二特征，通过使在阀座部件中引导球形阀部的开闭动作的导向孔形成为截面多边形状，即使不对球形阀部实施平面加工，也能在球形阀部的周围设置多个燃料流路。而且，具有多边形截面的导向孔能够通过锻造与阀座一起成型于阀座部件，因此，能够实现制作成本的降低。

附图说明

图1是表示本发明的用于发动机的燃料喷射阀的实施方式的纵向剖视图。

图2是图1的箭头2所示部分的放大图。

图3是图2的3-3线的剖视图。

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。在本发明的燃料喷射阀I中，将燃料喷射侧设定为前方，将燃料入口侧设定为后方。

首先，在图1中，在发动机E的气缸盖40设置有向燃烧室42开口的安装孔41，在该安装孔41安装有能够向燃烧室42喷射燃料的燃料喷射阀I。此时，在燃料喷射阀I及气缸盖40之间夹装有缓冲部件43。

上述燃料喷射阀I的阀壳体2由圆筒状的阀座部件3、与该阀座部件3的后端部外周面嵌合并液密地焊接的磁性圆筒体4、与该磁性圆筒体4的后端抵接并液密地焊接的非磁性圆筒体6、在该非磁性圆筒体6的内周面嵌合了小径的前端部5a而经液密地焊接的中空圆筒状的固定芯5、与该固定芯5的后端部外周嵌合而经液密地焊接的燃料入口筒26构成。

阀座部件3具有圆锥状的阀座8、贯通该阀座8的中心部的阀孔7以及与阀座8的大径部相连的导向孔9。

在非磁性圆筒体6的前端部保留有不与固定芯5嵌合的部分，从该部分到磁性圆筒体4嵌装有中空圆筒状的可动芯12，可动芯12与固定芯5的前端面对置，阀芯13与该可动芯12连结。

该阀芯13由球形的阀部14和阀杆15构成，阀部14能够在所述导向孔9中滑动，从而与所述阀座8协作而对阀孔7进行开闭；所述阀杆15的前端部与该阀部14焊接而与其结合，该阀杆15的后端部被压入于可动芯12的内周面并与其焊接。因此，阀芯13能够与可动芯12形成一体地在阀壳体内升降。

上述阀杆15由带有切槽15a的管材构成，其内部与可动芯12的中空部连通，并且阀杆15的内外经由切槽15a连通。

在所述固定芯5的中空部的中间部压入并固接有由带切槽的管材构成的保持器20，其前端部构成第一弹簧座21。另一方面，所述阀杆15的后端部终结于可动芯12的中空部的中途，其上端部构成第二弹簧座22，在第一弹簧座21和第二弹簧座22之间以压缩的方式设置阀弹簧23，可动芯12利用该阀弹簧23的设定载荷从固定芯5朝向背离的方向、即阀芯13的闭阀方向施力。通过保持器20嵌合到固定芯5的嵌合深度来调整该阀弹簧23的设定载荷。

在可动芯12的内周面埋设有从其后端面略微突出的非磁性材料制的环状的止动部件35。在固定芯5对可动芯12进行吸引时，该限位部件35与固定芯5抵接而使两芯5、12之间保持一定的间隙。

在阀壳体2的外周，与固定芯5和可动芯12对应地嵌装有线圈组装体28。该线圈组装体28由合成树脂制的筒管29和卷装于该筒管29的线圈30构成，该筒管29从磁性圆筒体4的后端部到固定芯5嵌装于它们的外周面，在该筒管29的后端部一体地形成有端子支承臂29a，端子支承臂29a支承向筒管29的一侧方突出的供电端子33的基端部，线圈30的末端与供电端子33连接。在线圈组装体28的外周配设有磁轭31。

注塑成型合成树脂制的包覆层27，包覆层27从磁性圆筒体4到燃料入口筒26包覆它们的外周面且埋封线圈组装体28。此时，收容并保持供电端子33且向线圈组装体28的一侧突出的联接器34与上述包覆层27一体成型。

在所述燃料入口筒26的入口安装有燃料过滤器36。另外，燃料盖46经由密封部件47嵌装于燃料入口筒26的上端部外周。该燃料盖46是由与燃料泵(未图示)的排出口相连的燃料导轨45分支形成的多个燃料分配盖中的一个燃料盖。

接着，参照图2及图3对阀座部件3的构造进行详细说明。

设置于阀座部件3的上述导向孔9形成为截面多边形(在图示例中为六边形)，并形成为从圆锥状的阀座8的大径部沿着阀座8的中心线Y向后方延伸。即，该导向孔9通过下述方式形成：具有相同宽幅的3个以上的平面9a包围上述中心线地配置而形成截面多边形(在图示例中为六边形)，多个平面9a引导球形阀部14的升降、即开闭动作。另外，在导向孔9的多个内角部9b与球形阀部14之间划分出与阀座8相连的多个燃料通路37。

而且，在阀座8与各平面9a之间设置有将相邻的上述燃料通路37之间连接的连通凹部38。其结果，如图3所示，圆锥状的阀座8的大径部在俯视时呈星形形状。

另外，在阀座部件3设置有从上述导向孔9朝向其后方呈锥状扩展并延伸的引导孔16。该引导孔16具有在组装燃料喷射阀I时将球形阀部14引导至导向孔9的功能。

并且，在阀座部件3设置有将上述阀座8与阀孔7之间连接的燃料集合室49。该燃料集合室49的底面由通过下述方式形成的凹曲面49a构成。

即，首先，如图2所示，通过使半径R2比球形阀部14的半径R1小的虚拟球面B的中心Bo从球形阀部14的中心O沿着阀座8的中心线Y向前方(在图示例中为下方)偏置一定距离S，该虚拟球面B通过圆锥状的阀座8的小径侧端缘，并且在上述阀孔7内的交点P处与中心线Y交叉。在这种虚拟球面B上，顺着从阀座8的小径侧端缘直到阀孔7的后缘(在图示例中为上缘)的球带部分，形成上述凹曲面49a。

该凹曲面49a与上述阀座8、导向孔9及引导孔16通过锻造一起在阀座部件3上成型。

钢板制的喷射器板10液密地焊接在阀座部件3的前端面上，该喷射器板10具有与阀孔7连通的多个燃料喷孔11。

而且，在阀座部件3与喷射器板10的对置面之间形成有扁平的燃料扩散室50，燃料扩散室50使从阀孔7向半径方向外侧扩展并通过阀孔7的燃料向半径方向外侧扩散。在图示例中，该燃料扩散室50在阀座部件3的前端面形成为凹部。在喷射器板10上穿设有多个燃料喷孔11，这些燃料喷孔11从阀孔7向半径方向外侧离开的位置处向燃料扩散室50开口。因此，阀孔7与各燃料喷孔11之间经由燃料扩散室50连通。

而且，阀孔7的内周面由凸状曲面7a构成，从而使燃料集合室49的底面与燃料扩散室50的顶面形成平滑的连续。

在以上说明中，燃料入口筒26、固定芯5、阀杆15和阀壳体2的各中空部、阀杆15的切槽15a、球形阀部14周围的燃料通路37以及连通凹部38构成从燃料入口筒26的入口到阀座8的一系列的燃料流路18。

接着，对本实施方式的作用进行说明。

在线圈30的通电断开状态下，可动芯12和阀芯13因阀弹簧22的设定载荷而被推压向前方，使球形阀部14落座于阀座8。因此，从未图示的燃料泵被压送至燃料入口筒26的燃料充满上述一系列的燃料流路18并处于等待状态。

当将线圈30设定成通电接通的状态时，线圈30产生的磁通依次通过固定芯5、线圈壳体(磁轭)31、磁性圆筒体4及可动芯12，可动芯12利用该磁力克服阀弹簧23的设定载荷而被固定芯5吸引，阀芯13的球形阀部14从阀座8离座，因此，上述燃料流路18的高压燃料在通过阀座8之后被燃料集合室49集中引导至阀孔7，通过阀孔7使流动反转而向燃料扩散室50移动，并以放射状的方式扩散而从喷射器板10的多个燃料喷孔11喷射出，形成多个喷雾泡沫F。

另外，连接上述阀座8和阀孔7之间的燃料集合室49的底面由凹曲面49a构成，该凹曲面49a顺着虚拟球面B的球带而形成，其中，虚拟球面B的中心Bo置于阀座8的中心线Y上，并且虚拟球面B与该中心线Y的交点P位于阀孔7内。因而，在燃料集合室49的底面的与阀座8的连接部上不会形成台阶部。因此，在阀芯13开阀时，能够防止燃料从阀座8流入燃料集合室49时产生涡流，从而能够减少燃料流的压力损失。

而且，燃料集合室49的底面与球形阀部14的间隔朝向阀孔7逐渐增大，因此，燃料以流量在燃料集合室49内不会减少的方式被引导至阀孔7，这里也能减少燃料流的压力损失。

而且，阀孔7的内周面(凸状曲面)7a由凸状曲面构成，从而使燃料集合室49的底面与燃料扩散室50的顶面连续，因此，该内周面7a能极其顺畅地引导阀孔7内的燃料的流动反转，从而防止在该反转部位产生涡流。因此，这里也能够减少燃料流的压力损失。

这样，能够抑制来自各燃料喷孔11的燃料喷射量的减少，同时能够实现促进喷射燃料的微粒化以及喷雾泡沫F的稳定化，有助于提高发动机的低油耗性和输出性能。

另外，使引导球形阀部14的开闭动作的导向孔9形成为截面多边形，由此，即使不对球形阀部14实施平面加工，也能在球形阀部14的周围设置多个燃料通路37。而且，具有多边形截面的导向孔9能够通过锻造与阀座8一起成型于阀座部件3，因此，能够实现制作成本的降低。

本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其宗旨的范围内能够进行各种设计变更。

符号说明

I.....燃料喷射阀

B.....虚拟球面

Bo....虚拟球面的中心

P.....交点

3.....阀座部件

7.....阀孔

8.....阀座

9.....导向孔

10....喷射器板

11....燃料喷孔

13....阀芯

14....球形阀部

37....燃料通路

49....燃料集合室

49a...凹曲面(燃料集合室的底面)

50....燃料扩散室。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种燃料喷射阀，其具备：

阀座部件(3)，其在前端部具有圆锥状的阀座(8)以及贯穿该阀座(8)的中心部的阀孔(7)；阀芯(13)，其在前端部具有与所述阀座(8)协作而开闭所述阀孔(7)的球形阀部(14)；以及喷射器板(10)，其与所述阀座部件(3)的前端面接合，并具有从所述阀孔(7)向半径方向外侧离开地配置且与所述阀孔(7)连通的多个燃料喷孔(11)，

所述燃料喷射阀的特征在于，

在所述阀座部件(3)设置将所述阀座(8)与阀孔(7)之间连接的燃料集合室(49)，所述燃料集合室(49)的底面由凹曲面(49a)构成，该凹曲面(49a)顺着虚拟球面(B)的球带而形成，其中，所述虚拟球面(B)的中心(Bo)置于所述阀座(8)的中心线(Y)上，并且所述虚拟球面(B)与该中心线(Y)的交点(P)位于所述阀孔(7)内，

在所述阀座部件(3)和所述喷射器板(10)的对置面之间设置有扁平的燃料扩散室(50)，该燃料扩散室(50)将所述阀孔(7)以及所述多个燃料喷孔(11)之间连通，

所述燃料扩散室(50)与所述阀座部件一体形成，所述阀孔(7)的内周面具备凸状曲面(7a)，以使燃料集合室(49)的底面与燃料扩散室(50)的顶面形成平滑的连续。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

所述阀座部件(3)具有对所述球形阀部(14)的开闭动作进行引导的截面多边形的导向孔(9)，在该导向孔(9)的多个内角部(9b)与所述球形阀部(14)之间划分出与所述阀座(8)相连的多个燃料通路(37)。

Claims (2)

1.一种燃料喷射阀，其具备：

阀座部件(3)，其在前端部具有圆锥状的阀座(8)以及贯穿该阀座(8)的中心部的阀孔(7)；阀芯(13)，其在前端部具有与所述阀座(8)协作而开闭所述阀孔(7)的球形阀部(14)；以及喷射器板(10)，其与所述阀座部件(3)的前端面接合，并具有从所述阀孔(7)向半径方向外侧离开地配置且与所述阀孔(7)连通的多个燃料喷孔(11)，在所述阀座部件(3)设置将所述阀座(8)与阀孔(7)之间连接的燃料集合室(49)，并且在所述阀座部件(3)和所述喷射器板(10)的对置面之间设置有扁平的燃料扩散室(50)，该燃料扩散室(50)将所述阀孔(7)以及所述多个燃料喷孔(11)之间连通，

在所述燃料喷射阀中，

所述燃料集合室(49)的底面由凹曲面(49a)构成，该凹曲面(49a)顺着虚拟球面(B)的球带而形成，其中，所述虚拟球面(B)的中心(Bo)置于所述阀座(8)的中心线(Y)上，并且所述虚拟球面(B)与该中心线(Y)的交点(P)位于所述阀孔(7)内。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

所述阀座部件(3)具有对所述球形阀部(14)的开闭动作进行引导的截面多边形的导向孔(9)，在该导向孔(9)的多个内角部(9b)与所述球形阀部(14)之间划分出与所述阀座(8)相连的多个燃料通路(37)。