燃料喷射阀

文档序号:1580774 发布日期:2020-01-31 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 燃料喷射阀 (Fuel injection valve ) 是由 久芳茂生 山崎昭宏 斋藤贵博 长冈正树 于 2018-03-26 设计创作,主要内容包括:具备驱动阀芯的可动铁芯(27a)和固定铁芯(25)、以及内部包含可动铁芯(27a)和固定铁芯(25)的筒状体(5)。筒状体(5)具有环状槽部(5h),该环状槽部(5h)在可动铁芯(27a)与固定铁芯(25)的相对部的外周侧沿周向形成壁厚较薄的薄壁部(5i)。薄壁部(5i)具有曲线部(5x),在与燃料喷射阀的中心轴线(1x)平行且包含中心轴线(1x)的截面中,该曲线部(5x)在沿着中心轴线(1x)的方向的两端部通过曲线将环状槽部(5h)的侧缘(5h1,5h2)与底部(与最薄壁部(5i0)对应的部分)连接。该曲线部(5x)在沿着中心轴线(1x)的方向上从侧缘(5h1,5h2)以比环状槽部(5h)的槽深尺寸(d)大的尺寸(l)范围设置。(The device is provided with a movable iron core (27a) and a fixed iron core (25) for driving a valve element, and a cylindrical body (5) which internally contains the movable iron core (27a) and the fixed iron core (25). The cylindrical body (5) has an annular groove (5h), and the annular groove (5h) forms a thin-walled portion (5i) having a small wall thickness in the circumferential direction on the outer peripheral side of the facing portion of the movable iron core (27a) and the fixed iron core (25). The thin portion (5i) has a curved portion (5x), and the curved portion (5x) connects the side edges (5h1,5h2) of the annular groove portion (5h) to the bottom portion (the portion corresponding to the thinnest portion (5i 0)) via curves at both end portions in the direction along the central axis (1x) in a cross section parallel to the central axis (1x) of the fuel injection valve and including the central axis (1 x). The curved portion (5x) is provided in a range of a dimension (l) greater than a groove depth dimension (d) of the annular groove portion (5h) from the side edges (5h1,5h2) in a direction along the center axis (1 x).)

燃料喷射阀

技术领域

本发明涉及喷射燃料的燃料喷射阀。

背景技术

作为本技术领域的背景技术,已知(日本)特开2008-215362号公报(专利文献1)所记载的燃料喷射阀。该燃料喷射阀通过金属管等一体地形成磁性筒体,在其中途部位设有将阀芯收纳部与铁芯部件插嵌部磁性切断的薄壁部(参照摘要)。由此,在电磁线圈的工作时,能够防止其磁场因磁性筒体而短路,能够在阀芯的吸附部与芯筒之间稳定地导磁(参照摘要)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:(日本)特开2008-215362号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1的燃料喷射阀中,通过设置将磁性筒体(筒状体)的阀芯收纳部与铁芯部件(固定铁芯)插嵌部磁性切断的薄壁部,能够在阀芯的吸附部(可动铁芯)与铁芯筒(固定铁芯)之间稳定地导磁,使作用在可动铁芯与固定铁芯之间作用的磁吸力提高。然而,存在向筒状体中压入固定铁芯或形成了阀座的阀座部件等的情况,对筒状体要求一定程度的强度。因此,使薄壁部的厚度(壁厚)尺寸减小来进行薄壁化在确保筒状体的强度的上存在限制。尤其是在专利文献1的燃料喷射阀中,对于薄壁部的形状的考虑并不充分,基本不能减小薄壁部的厚度尺寸。其结果是,降低通过筒状体的漏磁通的效果有限,使可动铁芯的磁吸力增加存在限制。

本发明的目的在于提供一种能够减小筒状体的薄壁部的厚度尺寸并能够使可动铁芯的磁吸力提高的燃料喷射阀。

用于解决技术问题的技术方案

为了达成上述目的,本发明的燃料喷射阀具备:

阀座和阀芯,它们协同动作而开闭燃料通路;

可动铁芯和固定铁芯,它们相互间作用电磁力而驱动所述阀芯;

筒状体,其内部包含所述可动铁芯和所述固定铁芯;

所述筒状体具有环状槽部,该环状槽部在所述可动铁芯与所述固定铁芯相对的相对部的外周侧沿周向形成壁厚较薄的薄壁部,

所述薄壁部具有曲线部,该曲线部在与燃料喷射阀的中心轴线平行且包含所述中心轴线的截面中在沿着所述中心轴线的方向的两端部通过曲线将所述环状槽部的侧缘与底部连接,

所述曲线部在沿着所述中心轴线的方向上从所述侧缘以比所述环状槽部的槽深尺寸大的尺寸范围设置。

发明的效果

根据本发明,能够减小筒状体的薄壁部的厚度尺寸,能够提高作用于可动铁芯的磁吸力。由此,能够增大对阀芯施力的弹簧部件的设置载荷,能够减小燃料喷射阀的最小燃料喷射量。

附图说明

图1是针对本发明的燃料喷射阀的一个实施例,表示沿着阀轴心(中心轴线)的截面的剖视图。

图2是将图1所示的可动子27附近放大表示的剖视图。

图3是将图2所示的喷嘴部8附近放大表示的剖视图。

图4是表示本发明的薄壁部5i的一个实施例的结构的剖视图,是将薄壁部5i附近放大表示的剖视图。

图5是针对图4的薄壁部5i和比较例的薄壁部5i’,对作用效果的差异进行说明的剖视图。

图6是针对图4的薄壁部5i和比较例的薄壁部5i’,对阀芯位移(阀芯升程)的差异进行说明的图。

图7是表示本发明的薄壁部5i的变形例(第一变形例)的结构的剖视图,是将薄壁部5i附近放大表示的剖视图。

图8是表示本发明的薄壁部5i的变形例(第二变形例)的结构的剖视图,是将薄壁部5i附近放大表示的剖视图。

图9是搭载了燃料喷射阀1的内燃机的剖视图。

具体实施方式

使用图1至图3对本发明的实施例进行说明。

参照图1,对燃料喷射阀1的整体结构进行说明。图1是针对本发明的燃料喷射阀的一个实施例,表示沿着阀轴心(中心轴线)的截面的剖视图。需要说明的是,中心轴线1x与一体地设有阀芯27c、杆部(连接部)27b以及可动铁芯27a的可动子27的轴心(阀轴心)27x一致,与筒状体5和阀座部件15的中心轴线一致。

在图1中,存在将燃料喷射阀1的上端部(上端侧)称作基端部(基端侧)、将下端部(下端侧)称作前端部(前端侧)的情况。基端部(基端侧)和前端部(前端侧)这样的称呼是基于燃料的流动方向或燃料喷射阀1相对于燃料配管的安装构造。并且,在本说明书中说明的上下关系以图1为基准,与将燃料喷射阀1搭载于内燃机的实际安装状态下的上下方向无关。

在燃料喷射阀1中通过金属材料制成的筒状体(筒状部件)5在其内侧以大致沿着中心轴线1x的方式构成构成燃料流路(燃料通路)3。筒状体5使用具有磁性的不锈钢等金属原材料,通过深拉加工等压力加工而形成为在沿着中心轴线1x的方向上带阶梯的形状。由此,筒状体5的一端侧(大径部5a侧)的直径相对于另一端侧(小径部5b侧)的直径变大。

在筒状体5的基端部设有燃料供给口2,在该燃料供给口2安装有用于将混入燃料中的异物除去的燃料过滤器13。

筒状体5的基端部形成有以朝向径向外侧扩径的方式弯曲的凸缘部(扩径部)5d,在由凸缘部5d和罩47的基端侧端部47a形成的环状凹部(环状槽部)4中配设有O型环11。

在筒状体5的前端部构成由阀芯27c和阀座部件15组成的阀部7。阀座部件15向筒状体5的前端侧内侧***,通过激光焊接固定于筒状体5。激光焊接从筒状体5的外周侧遍及整周地实施。在该情况下,也可以在将阀座部件15压入筒状体5的前端侧内侧的基础上通过激光焊接将阀座部件15固定于筒状体5。

在阀座部件15上固定有喷嘴板21n,阀座部件15和喷嘴板21n构成喷嘴部8。阀座部件15和喷嘴板21n通过阀座部件15***并固定于筒状体5的内周面而组装于筒状体5的前端侧。

本实施例的筒状体5通过一个部件来构成从设置燃料供给口2的部分到固定阀座部件15和喷嘴板21n的部分。筒状体5的前端侧部分构成对喷嘴部8进行保持的喷嘴座。在本实施例中,喷嘴座与筒状体5的基端侧部分一起通过一个部件构成。

在筒状体5的中间部配置有用于驱动阀芯27c的驱动部9。驱动部9通过电磁促动器(电磁驱动部)构成。

具体而言,驱动部9具备在筒状体5的内部(内周侧)固定的固定铁芯(固定芯)25、在筒状体5的内部相对于固定铁芯25配置在前端侧的可动子(可动部件)27、在筒状体5的外周侧外插的电磁线圈29和在电磁线圈29的外周侧覆盖电磁线圈29的磁轭33。可动子27在基端侧具有与固定铁芯25相对的可动铁芯(可动芯)27a,以能够在沿着中心轴线1x的方向上移动的方式被组装。并且,电磁线圈29配置在固定铁芯25与可动铁芯27a经由微小间隙δ1相对的位置的外周侧(径向外侧)。由此,使可动铁芯27a和固定铁芯25相互间作用电磁力而驱动阀芯27c。

在筒状体5的内侧收纳有可动子27和固定铁芯25,筒状体5与固定铁芯25抵接,并且构成与可动铁芯27a的外周面相对而围绕可动铁芯27a和固定铁芯25的壳体。即,筒状体5内部包含可动铁芯27a和固定铁芯25。

可动铁芯27a、固定铁芯25以及磁轭33构成通过向电磁线圈29通电而产生的磁通所流通的闭磁路。磁通通过微小间隙δ1,但是为了通过微小间隙δ1的部分降低在筒状体5中流通的漏磁通而在筒状体5的与微小间隙δ1对应的位置设置了非磁性部或者与筒状体5的其他的部分相比磁性弱的弱磁性部。以下,将该非磁性部或弱磁性部简称为非磁性部5c来进行说明。

在本实施例中,非磁性部5c由在筒状体5的外周面上形成的环状凹部5h构成。环状凹部5h使与非磁性部5c相当的部分薄壁化而构成薄壁部5i。即,环状凹部5h在位于可动铁芯27a与固定铁芯25相对的相对部的外周部的、筒状体5的部位沿周向形成壁厚较薄的薄壁部5i。薄壁部5i与筒状体5的其他的部分相比壁厚(厚度尺寸)薄,使通过此处的磁通的磁阻增大,使磁通难以流动。后文将对薄壁部5i详细地进行说明。

电磁线圈29卷绕于由树脂材料形成为筒状的线圈架31,外插于筒状体5的外周侧。电磁线圈29与在连接器41上设置的端子43电连接。在连接器41上连接有未图示的外部驱动电路,经由终端43向电磁线圈29通以驱动电流。

固定铁芯25由磁性金属材料构成。固定铁芯25形成为筒状,具有在沿着中心轴线1x的方向上贯通中心部的贯通孔25a。贯通孔25a构成可动铁芯27a的上游侧的燃料通路(上游侧燃料通路)3。固定铁芯25压入固定在筒状体5的小径部5b的基端侧,位于筒状体5的中间部。通过在小径部5b的基端侧设置大径部5a,固定铁芯25的组装变得容易。固定铁芯25既可以通过焊接而固定于筒状体5,也可以并用焊接和压入而固定于筒状体5。

可动子27由可动铁芯27a、杆部(连接部)27b以及阀芯27c构成。可动铁芯27a是圆环状的部件。阀芯27c是与阀座15b(参照图3)抵接的部件。阀座15b以及阀芯27c协同动作而开闭燃料通路。杆部27b为细长的圆筒形状,是将可动铁芯27a与阀芯27c连接的连接部。

可动铁芯27a是与阀芯27c连结并且通过在与固定铁芯25之间作用的磁吸力而用于在开闭阀方向上驱动阀芯27c的部件。

在本实施例中,将可动铁芯27a与杆部27b固定,但是也可以为可动铁芯27a和杆部27b以能够相对位移的方式连结的结构。

在本实施例中,通过不同的部件来构成杆部27b和阀芯27c,将阀芯27c固定于杆部27b。杆部27b与阀芯27c的固定通过压入或焊接来进行。杆部27b和阀芯27c可以通过一个部件而一体地构成。

杆部27b为圆筒形状,具有杆部27b的上端在可动铁芯27a的下端部开口并且沿轴向延伸设置的孔27ba。在杆部27b形成有将内侧(内周侧)与外侧(外周侧)连通的连通孔(开口部)27bo。在杆部27b的外周面与筒状体5的内周面之间形成有燃料室37。

在固定铁芯25的贯通孔25a中设有弹簧部件。在本实施例中,弹簧部件由螺旋弹簧39构成。以下,称为螺旋弹簧39来进行说明。

螺旋弹簧39的一端与在可动铁芯27a的内侧设置的弹簧座27ag抵接。螺旋弹簧39的另一端部与在固定铁芯25的贯通孔25a的内侧配设的调节器(调整件)35抵接。螺旋弹簧39以压缩状态配设在设置于可动铁芯27a的弹簧座27ag与调节器(调整件)35的下端(前端侧端面)之间。

螺旋弹簧39作为向阀芯27c与阀座15b抵接的方向(闭阀方向)对可动子27施力的施力部件发挥作用。通过在贯通孔25a内调节调节器35在沿着中心轴线1x的方向上的位置来调节螺旋弹簧39对可动子27(即阀芯27c)的作用力。

调节器35具有在沿着中心轴线1x的方向上贯通中心部的燃料流路3。

从燃料供给口2供给的燃料在调节器35的燃料流路3中流动之后,向固定铁芯25的贯通孔25a的前端侧部分的燃料流路3流动,向在可动子27内构成的燃料流路3流动。

磁轭33由具有磁性的金属材料形成,兼作燃料喷射阀1的壳体。磁轭33形成为具有大径部33a和小径部33b的带阶梯的筒状。大径部33a覆盖电磁线圈29的外周而成为圆筒形状,在大径部33a的前端侧形成有直径比大径部33a小的小径部33b。小径部33b压入或***筒状体5的小径部5b的外周。由此,小径部33b的内周面与筒状体5的外周面紧密地接触。此时,小径部33b的内周面的至少一部分隔着筒状体5与可动铁芯27a的外周面相对,使在该相对部分形成的磁路的磁阻减小。

在磁轭33的前端侧端部的外周面沿周向形成有环状凹部33c。在环状凹部33c的底面形成的薄壁部处,通过激光焊接使磁轭33与筒状体5遍及整周地接合。

在筒状体5的前端部外插具有凸缘部49a的圆筒状的保护器49,筒状体5的前端部被保护器49保护。保护器49覆盖在磁轭33的激光焊接部24上。

通过保护器49的凸缘部49a、磁轭33的小径部33b、磁轭33的大径部33a和小径部33b的阶梯面形成环状槽34,在环状槽34中外插O型环46。在燃料喷射阀1安装于内燃机时O型环46作为在形成于内燃机侧的***口的内周面与磁轭33中的小径部33b的外周面之间确保液密性和气密性的密封件发挥作用。

在从燃料喷射阀1的中间部到基端侧端部的附近的范围,对树脂罩47进行模塑。树脂罩47的前端侧端部覆盖磁轭33的大径部33a的基端侧的一部分。并且,通过形成树脂罩47的树脂而一体地形成连接器41。

参照图2,对可动子27附近的结构详细地进行说明。图2是将图1所示的可动子27附近放大表示的剖视图。

在本实施例中,可动铁芯27a和杆部27b通过一个部件一体地形成。

在可动铁芯27a的上端面(上端部)27ab的中央部形成有向下端侧凹的凹部27aa。在凹部27aa的底部形成弹簧座27ag,螺旋弹簧39的一端(前端侧端部)支承于弹簧座27ag。而且,在凹部27aa的弹簧座27ag形成有与杆部27b的孔27ba的内侧连通的开口部27af。开口部27af构成使从固定铁芯25的贯通孔25a流入凹部27aa内的空间27ai的燃料向杆部27b的孔27ba的内侧的空间27bi流动的燃料通路。

在本实施例中,通过一个部件来构成杆部27b和可动铁芯27a,但也可以将通过分开的部件构成的杆部27b和可动铁芯27a一体地组装。

可动铁芯27a的上端面(基端侧端面)27ab是位于固定铁芯25侧的端面,与固定铁芯25的下端面(前端侧端面)25b相对。与上端面27ab相反的一侧的可动铁芯27a的端面是位于燃料喷射阀1的前端侧(喷嘴侧)的端面,以下称之为下端面(下端部)27ak。

可动铁芯27a的上端面27ab和固定铁芯25的下端面25b构成相互作用磁吸力的磁吸面。

在本实施例中,在可动铁芯27a的外周面27ac构成沿筒状体5的内周面5e滑动的滑动部。作为该滑动部,在外周面27ac设有向径向外方突出的凸部27al。内周面5e构成供可动铁芯27a的凸部27al滑动的上游侧引导部50B。

另一方面,在阀座部件15中构成供阀芯27c的球面27cb滑动的引导面15c(参照图3),引导面15c对球面27cb进行引导的引导部构成下游侧引导部50A。由此,可动子27在上游侧引导部50B和下游侧引导部50A这两点被引导而在沿着中心轴线1x的方向(开闭阀方向)上往复动作。

在杆部27b形成有将内侧(孔27ba)与外侧(燃料室37)连通的开口部(连通孔)27bo。连通孔27bo构成将杆部27b的内侧与外侧连通的燃料通路。由此,固定铁芯25的贯通孔25a内的燃料通过孔27ba和连通孔27bo向燃料室37流动。

接着,参照图3,对喷嘴部8的结构详细地进行说明。图3是将图2所示的喷嘴部8附近放大表示的剖视图。

在阀座部件15中形成有在沿着中心轴线1x的方向上贯通的贯通孔(扩径部15d、引导面15c、圆锥面15v、燃料导入孔15e)。在该贯通孔的中途形成有向下游侧缩径的圆锥面(圆锥台面)15v。在圆锥面15v上构成阀座15b,通过阀芯27c与阀座15b分离和接触来进行燃料通路的开闭。需要说明的是,存在将形成阀座15b的圆锥面15v称为阀座面的情况。

阀座15b与阀芯27c的相互抵接的抵接部构成在闭阀时对燃料进行密封的密封部。

贯通孔(扩径部15d、引导面15c、圆锥面15v、燃料导入孔15e)中的从圆锥面15v起上侧的孔部分(扩径部15d、引导面15c、圆锥面15v)构成收纳阀芯27c的阀芯收纳孔。在阀芯收纳孔(扩径部15d、引导面15c、圆锥面15v)的内周面形成有在沿着中心轴线1x的方向上对阀芯27c进行引导的引导面15c。引导面15c构成对可动子27进行引导的两个引导面中位于下游侧的下游侧引导部(下游侧引导面)50A。

在引导面15c的上游侧形成有向上游侧扩径的扩径部15d。

阀芯收纳孔(扩径部15d、引导面15c、圆锥面15v)的下端部与燃料导入孔15e连接,燃料导入孔15e的下端面在阀座部件15的前端面15t开口。

在阀座部件15的前端面15t安装有喷嘴板21n。喷嘴板21n通过激光焊接而固定于阀座部件15。激光焊接部23以将形成有燃料喷射孔51的喷射孔形成区域包围的方式绕该喷射孔形成区域的周围一周。

并且,喷嘴板21n由板厚均一的板状部件(平板)构成,在中央部以朝向外方突出的方式形成有突状部21na。突状部21na由曲面(例如球状面)形成。在突状部21na的内侧形成有燃料室21a。该燃料室21a与形成于阀座部件15的燃料导入孔15e连通,通过燃料导入孔15e向燃料室21a供给燃料。

在突状部21na形成有多个燃料喷射孔51。燃料喷射孔51的形态没有特别要求。可以在燃料喷射孔51的上游侧具有对燃料施加旋转力的旋转室。燃料喷射孔的中心轴线51a相对于燃料喷射阀的中心轴线1x既可以平行也可以倾斜。并且,也可以是没有突状部21na的结构。

决定燃料喷雾的形态的燃料喷射部21由喷嘴板21n构成。阀座部件15和燃料喷射部21构成用于进行燃料喷射的喷嘴部8。阀芯27c也可以视为构成喷嘴部8的构成要素的一部分。

并且,在本实施例中,阀芯27c使用呈球状的球阀。因此,在阀芯27c中的与引导面15c相对的部位,在周向上空出间隔地设有多个切口面27ca,通过该切口面27ca来构成向薄板部供给燃料的燃料通路。阀芯27c也能够由除球阀之外的阀芯构成。例如,可以使用针阀。

阀座部件15在压入筒状体5的前端部的内周面5g之后通过焊接部19而焊接固定于筒状体5。

接着,参照图4,对于薄壁部5i的结构进行说明。图4是表示本发明的薄壁部5i的一个实施例的结构的剖视图,是将薄壁部5i附近放大表示的剖视图。

在本实施例中,薄壁部5i通过以在周向上绕筒状体5的外周面一周的方式形成环状凹部(环状槽部)5h而构成。即,环状凹部5h在位于可动铁芯27a与固定铁芯25相对的相对部(可动铁芯27a的上端面(基端侧端面)27ab和固定铁芯25的下端面(前端侧端面)25b相对的部分)的外周部的、筒状体5的部位沿周向形成壁厚较薄的薄壁部5i。

环状凹部5h通过使与中心轴线1x平行且包含中心轴线1x的截面形状(以下简称为截面形状)的整体呈曲线的曲线部5x来形成。尤其是在本实施例中,使该曲线部5x形成为构成椭圆的圆周的弧(圆周的一部分)的形状。由此,在环状凹部5h的截面形状中不存在例如直线部和直线部相交的那种弯折的形状部分。薄壁部5i形成于从环状凹部5h的上端侧的侧缘(基端侧端部)5h1到下端侧的侧缘(前端侧端部)5h2整体,在固定铁芯25与可动铁芯27a相对的部位附近形成有壁厚变得最小的最薄壁部5i0。在最薄壁部5i0处环状凹部5h最深。将与最薄壁部5i0对应的环状凹部5h的最深部5h0视为环状凹部5h的底部。

在本实施例中,最薄壁部5i0位于环状凹部5h的宽度方向(沿着中心轴线1x的方向)上的中心(中央)。沿着中心轴线1x的方向上的侧缘5h1与最薄壁部5i0之间的长度尺寸l大于环状凹部5h的深度尺寸d。沿着中心轴线1x的方向上的侧缘5h2与最薄壁部(环状凹部5h的底部)5i0之间的长度尺寸l大于环状凹部5h的深度尺寸d。即,在5h1与5i0之间设置的曲线部在沿着中心轴线1x的方向上从侧缘5h1以比环状凹部5h的槽深尺寸d大的尺寸(尺寸范围)l设置。并且,在5h2与5i0之间设置的曲线部在沿着中心轴线1x的方向上从侧缘5h2以比环状凹部5h的槽深尺寸d大的尺寸(尺寸范围)l设置。

从基端侧向筒状体5压入固定铁芯25,并且从前端侧向筒状体5压入阀座部件15。因此,筒状体5需要具有耐受通过压入而产生的压缩应力的强度。尤其是形成有环状凹部5h的薄壁部5i是强度变小的部位,薄壁部5i需要具有耐受由压入产生的压缩应力的强度。

在本实施例中,环状凹部5h的上端和下端与最薄壁部5i0之间的槽面(薄壁部5i的表面)形成为从外周侧看呈凹状(凹面)的平滑的曲面状(曲线部5x)。

即,环状凹部5h的上端与下端之间的槽面(薄壁部5i的表面)形成为从外周侧看呈凹状(凹面)的平滑的曲面状。由此,能够提高环状凹部5h可耐受的最大压缩载荷,从而提高筒状体5的强度。

接着,参照图5和图6,对本实施例的薄壁部5i的作用效果进行说明。

图5是针对图4的薄壁部5i和比较例的薄壁部5i’,对作用效果的差异进行说明的剖视图。

在图5中,以虚线表示相对于本实施例的环状凹部5h的比较例的环状凹部(环状槽部)5h’。比较例的环状凹部5h’在上端与下端之间的中央部具有底部5h0’,在底部5h0’的上端部和下端部分别形成有倾斜部(锥状部)5h3’。由此,在本实施例中,形成环状凹部5h’,该薄壁部5i’的底部5h0’的部分的筒状体5的壁厚(厚度尺寸)恒定且从底部5h0’的上端部和下端部朝向环状凹部5h’的侧缘(上端)5h1和侧缘(下端)5h2的壁厚变大。

在比较例的薄壁部5i’中,在环状凹部5h’的底部5h0’与倾斜部5h3’相交的部位,形成有外周面弯折而壁厚急剧变化的壁厚骤变部5h4’。壁厚骤变部5h4’能够耐受的最大压缩载荷变小,在固定铁芯25或阀座部件15的压入时,壁厚骤变部5h4’容易被破坏。

在本实施例中,通过使环状凹部5h的截面形状(薄壁部5i的外周面)从上端到下端为曲线形状,能够增大薄壁部5i可耐受的最大压缩载荷。由此,能够提高筒状体5的强度。这意味着若只要将筒状体5的强度维持成与以往相同的程度即可,能够使薄壁部5i的最小壁厚T1小于比较例的壁厚T1’。

图6是针对图4的薄壁部5i和比较例的薄壁部5i’,对阀芯位移(阀芯升程)的差异进行说明的图。

在本实施例中,能够使薄壁部5i的最小壁厚T1小于以往的壁厚T1’,因此能够提高薄壁部5i的磁阻,在固定铁芯25与可动铁芯27a的相对部处减少通过筒状体5的漏磁通。由此,能够增大在固定铁芯25与可动铁芯27a之间作用的磁吸力。在磁吸力变大时,能够使阀芯27c的开阀动作开始的时机提起,并且能够加快开阀速度,能够迅速地进行开阀动作。

并且,在磁吸力变大时,能够增大螺旋弹簧39的设置载荷(作用力),能够使阀芯27c的闭阀动作开始的时机提前,并且加快闭阀速度,能够迅速地进行闭阀动作。对该闭阀动作进行说明。

在图6中表示的是通过脉冲宽度(开时间)Ti的喷射脉冲来进行燃料喷射的情况。从喷射脉冲为开到阀芯27c开始开阀动作存在延迟期间A。这是因为在固定铁芯25与可动铁芯27a之间作用的磁吸力变得比螺旋弹簧39的设置载荷或燃料压力大需要时间。阀芯27c在期间B从闭阀状态向开阀状态过渡。以从喷射脉冲为开到阀芯27c过渡到开阀状态的时间为Ta。

需要说明的是,在本实施例中,使螺旋弹簧39的设置载荷增大能够增大磁吸力的量,使磁吸力和螺旋弹簧39的设置载荷之间的平衡成为与比较例相同的条件。因此,包含到阀芯27c开始开阀动作为止的延迟期间A和阀芯27c从闭阀状态向开阀状态过渡的过渡期间B在内的开阀时间Ta在本实施例和比较例中相同。

经过喷射脉冲的开时间Ti而喷射脉冲断开时,在固定铁芯25与可动铁芯27a之间作用的磁吸力减小。该磁吸力的减小需要时间,在本实施例的情况下,阀芯27c经过延迟期间C之后通过螺旋弹簧39的设置载荷而开始闭阀动作。另一方面,在比较例的情况下,由于螺旋弹簧39的设置载荷设定得比本实施例小,所以在经过比本实施例的延迟期间C长的期间之后才开始闭阀动作。这样,在本实施例中,与比较例相比能够缩短闭阀动作的开始延迟时间。

并且,在本实施例中,由于螺旋弹簧39的设置载荷设定得比比较例大,所以阀芯27c的闭阀速度也相对于比较例变快,在比比较例短的期间D从开阀状态过渡成闭阀状态。因此,在本实施例中,与比较例相比能够缩短从开阀状态过渡到闭阀状态的时间。

如上所述,在本实施例中,能够使包含到阀芯27c开始闭阀动作为止的延迟期间C和阀芯27c从开阀状态过渡到闭阀状态的过渡期间D在内的闭阀时间Tb比比较例的闭阀时间Tb’短。

在本实施例中,能够缩短闭阀时间Tb,因此能够减小可控制的最小燃料喷射量(qmin),能够提高qmin性能。发明人通过模拟实验确认通过采用本实施例的薄壁部5i,在使筒状体5的强度为与比较例相同的程度的状态下能够减小薄壁部5i的最小厚度,能够使磁吸力比比较例大,能够使qmin性能比比较例改善10%。

接着,参照图7和图8,对薄壁部5i的变形例进行说明。

图7是表示本发明的薄壁部5i的变形例(第一变形例)的结构的剖视图,是将薄壁部5i附近放大表示的剖视图。

在本变形例中,环状凹部5h通过以5h5所示的位置与5h6所示的位置之间的部分成为深度尺寸d(恒定)的方式形成的槽部5h7构成。环状凹部5h的沿着中心轴线1x的方向(宽度方向)上的侧缘(上端)5h1与5h5所示的位置之间的部分以及环状凹部5h的宽度方向上的侧缘(下端)5h2与5h6所示的位置之间的部分各自的槽面(薄壁部5i的表面)形成为从外周侧看呈凹状(凹面)的平滑的曲面状。即,5h1与5h5之间的槽面5h8的截面形状为通过5h1和5h5的曲线部(曲线)5x,5h2与5h6之间的槽面5h9的截面形状为通过5h2和5h6的曲线部(曲线)5x。尤其是在本实施例中,5h1与5h5之间的槽面5h8以其截面形状成为通过5h1和5h5的圆弧的方式形成,5h2与5h6之间的槽面5h9以其截面形状成为通过5h2和5h6的圆弧的方式形成。

沿着中心轴线1x的方向上的5h1与5h5之间的长度尺寸l大于环状凹部5h的深度尺寸d。即,在5h1与5h5之间设置的曲线部5x以及在5h2与5h6之间设置的曲线部5x在沿着中心轴线1x的方向上从侧缘5h1,5h2以比环状凹部5h的槽深尺寸d大的尺寸(尺寸范围)l设置。

需要说明的是,在本实施例中,沿着中心轴线1x的方向上的5h2与5h6之间的长度尺寸是和5h1与5h5之间的长度尺寸l相等的大小,但只要比环状凹部5h的深度尺寸d大,也可以是和5h1与5h5之间的长度尺寸l不同的大小。

在使槽面5h8和槽面5h9的截面形状为圆弧的情况下,使圆弧的半径r大于环状凹部5h的深度尺寸d。

在本变形例中,通过与上述的实施例同样地设定环状凹部5h的槽深d和螺旋弹簧39的设置载荷,能够得到与上述实施例同样的效果。不过,在本变形例中,与上述实施例相比,薄壁部5i可耐受的最大压缩载荷变小,但是能够比比较例大。

图8是表示本发明的薄壁部5i的变形例(第二变形例)的结构的剖视图,是将薄壁部5i的附近放大表示的剖视图。

在本变形例中,将第一环状凹部(第一环状槽部)5hA和第二环状凹部(第二环状槽部)5hB在沿着中心轴线1x的方向上分离地配置。第一环状凹部5hA在筒状体5上形成第一薄壁部5iA,第二环状凹部5hB在筒状体5上形成第二薄壁部5iB。在该情况下,在第一环状凹部5hA与第二环状凹部5hB之间构成壁厚尺寸大的部分5j。

在本实施例中,第一薄壁部5iA的最薄壁部5iA0位于第一环状凹部5hA的宽度方向(沿着中心轴线1x的方向)上的中心(中央)。并且,第二薄壁部5iB的最薄壁部5iB0位于第二环状凹部5hB的宽度方向(沿着中心轴线1x的方向)上的中心(中央)。

在第一薄壁部5iA的最薄壁部5iA0,第一环状凹部5hA最深。将与最薄壁部5iA0对应的第一环状凹部5hA的最深部5hA0视为第一环状凹部5hA的底部。并且,在第二薄壁部5iB的最薄壁部5iB0,第二环状凹部5hB最深。将与最薄壁部5iB0对应的第二环状凹部5hB的最深部5hB0视为第二环状凹部5hB的底部。

沿着中心轴线1x的方向上的第一环状凹部5hA的侧缘5hA1与最薄壁部5iA0之间的长度尺寸l大于第一环状凹部5hA的深度尺寸d。并且,沿着中心轴线1x的方向上的第一环状凹部5hA的侧缘5hA2与最薄壁部5iA0之间的长度尺寸l大于第一环状凹部5hA的深度尺寸d。即,在5hA1与5iA0之间设置的曲线部5xA在沿着中心轴线1x的方向上从第一环状凹部5hA的侧缘5hA1以比第一环状凹部5hA的槽深尺寸d大的尺寸(尺寸范围)l设置。并且,在5hA2与5iA0之间设置的曲线部5xA在沿着中心轴线1x的方向上从第一环状凹部5hA的侧缘5hA2以比第一环状凹部5hA的槽深尺寸d大的尺寸(尺寸范围)l设置。在本变形例中,在5hA1与5iA0之间设置的曲线部5xA和在5hA2与5iA0之间设置的曲线部5xA由构成一个椭圆的圆弧构成。

沿着中心轴线1x的方向上的第二环状凹部5hB的侧缘5hB1与最薄壁部5iB0之间的长度尺寸l大于第二环状凹部5hB的深度尺寸d。并且,沿着中心轴线1x的方向上的第二环状凹部5hB的侧缘5hB2与最薄壁部5iB0之间的长度尺寸l大于第二环状凹部5hB的深度尺寸d。即,在5hB1与5iB0之间设置的曲线部5xB在沿着中心轴线1x的方向上从第二环状凹部5hB的侧缘5hB1以比第二环状凹部5hB的槽深尺寸d大的尺寸(尺寸范围)l设置。并且,在5hB2与5iB0之间设置的曲线部5xB在沿着中心轴线1x的方向上从第二环状凹部5hB的侧缘5hB2以比第二环状凹部5hB的槽深尺寸d大的尺寸(尺寸范围)l设置。在本变形例中,在5hB1与5iB0之间设置的曲线部5xB和在5hB2与5iB0之间设置的曲线部5xB由构成一个椭圆的圆弧构成。

厚壁部分5j位于固定铁芯25与可动铁芯27a的相对部分的外周侧。因此,应该通过固定铁芯25的下端面25b和可动铁芯27a的上端面27ab的磁通的一部分(漏磁通)从固定铁芯25的侧面通过厚壁部分5j向可动铁芯27a的侧面(或者相反)流动。为了降低该漏磁通,在与厚壁部分5j的内周面相对的可动铁芯27a的侧面(外周面)和与厚壁部分5j的内周面相对的固定铁芯25的侧面(外周面)中的至少任一方上设置使与厚壁部分5j的内周面的间隙扩大的间隙扩大部。

在本变形例中,在与厚壁部分5j相对的固定铁芯25的侧面部分和可动铁芯27a的侧面部分双方设置使与筒状体5的内周面的间隔扩大的间隙扩大部25d,27am。通过设置间隙扩大部25d或间隙扩大部27am中的任一方,能够增大相对于从固定铁芯25的侧面通过厚壁部分5j向可动铁芯27a的侧面(或者相反方向)流动的漏磁通的磁阻,使漏磁通难以流动。通过设置间隙扩大部25d和间隙扩大部27am双方,能够使相对于漏磁通的磁阻更大。

在本变形例中,间隙扩大部25d,27am由锥状面构成。即,间隙扩大部25d,27am的截面形状形成为相对于中心轴线1x倾斜的直线状。该直线在固定铁芯25与可动铁芯27a相对的相对部侧靠近中心轴线1x(与筒状体5的内周面的间隔扩大),越靠近基端侧或前端侧越从中心轴线1x离开(与筒状体5的内周面的间隔缩小)。即,间隙扩大部25d,27am形成为随着靠近固定铁芯25与可动铁芯27a相对的相对部而使固定铁芯25和可动铁芯27a的直径变小。

并且,间隙扩大部25d的基端侧端部25d1在沿着中心轴线1x的方向上与第一环状凹部5hA的侧缘(前端侧端部)5hA2相比位于基端侧,间隙扩大部27am的前端侧端部25am1在沿着中心轴线1x的方向上比第二环状凹部5hB的侧缘(基端侧端部)5hB1位于前端侧。

在本变形例中,通过与上述实施例同样地设定第一环状凹部5hA和第二环状凹部5hB的槽深d以及螺旋弹簧39的设置载荷,能够得到与上述实施例同样的效果。

需要说明的是,环状凹部的个数可以是三个以上。

参照图9,对搭载了本发明的燃料喷射阀的内燃机进行说明。图9是搭载了燃料喷射阀1的内燃机的剖视图。

在内燃机100的发动机缸体101中形成气缸102,在气缸102的顶部设有进气口103和排气口104。在进气口103设有使进气口103开闭的进气阀105,并且在排气口104设有使排气口104开闭的排气阀106。在形成于发动机缸体101并与进气口103连通的进气流路107的入口侧端部107a连接有进气管108。

在燃料喷射阀1的燃料供给口2(参照图1)连接有燃料配管110。

在进气管108中形成有燃料喷射阀1的安装部109,在安装部109形成有***燃料喷射阀1的***口109a。***口109a贯通至进气管108的内壁面(进气流路),从***于***口109a的燃料喷射阀1喷射的燃料向进气流路内喷射。在双向喷雾的情况下,以在发动机缸体101设有两个进气口103的形态的内燃机为对象,各个燃料喷雾指向各进气口103(进气阀105)喷射。

在本发明的燃料喷射阀1中,能够使筒状体5的薄壁部5i的壁厚变薄(减小壁厚尺寸),从而减小不通过固定铁芯25与可动铁芯27a的相对面而通过薄壁部5i的漏磁通。因此,能够提高作用于可动铁芯27a的磁吸力。

能够使螺旋弹簧(弹簧部件)39的设置载荷增大磁吸力提高的量,并且使阀芯27c的闭阀动作开始时机提前,并且加快开阀速度,能够迅速地进行阀芯27c的闭阀动作。

在本实施例中,能够缩短阀芯27c的闭阀动作所需的时间,由此能够减小可控制的最小燃料喷射量(qmin),提高qmin性能。其结果是,能够使内燃机的燃油经济性性能提高。

具备本实施例的薄壁部5i的筒状体5在确保可耐受固定铁芯25和阀座部件15的压入的强度上是有效的,但是即使为不压入固定铁芯25和阀座部件15两者或任一者的构造,也能够提高强度,从而提高燃料喷射阀1的可靠性。

优选形成薄壁部5i的环状凹部(环状槽部)5h成为在周向上绕筒状体5的外周面一周的连续的形状。然而,虽然通过筒状体5的漏磁通的降低效果变差,但是也能够将环状凹部5h分割成多个环状凹部部分而形成为不连续的形状。

需要说明的是,本发明并不限定于上述实施例,能够删除一部分的结构或者追加未记载的其他的结构。

作为基于以上说明的实施例的燃料喷射阀,考虑例如以下所述的形态。

作为一个形态,燃料喷射阀具备:阀座和阀芯,它们协同动作而开闭燃料通路;可动铁芯和固定铁芯,它们相互间作用电磁力而驱动所述阀芯;筒状体,其内部包含所述可动铁芯和所述固定铁芯;所述筒状体具有环状槽部,该环状槽部在所述可动铁芯与所述固定铁芯相对的相对部的外周侧沿周向形成壁厚较薄的薄壁部,所述薄壁部具有曲线部,该曲线部在与燃料喷射阀的中心轴线平行且包含所述中心轴线的截面中在沿着所述中心轴线的方向的两端部通过曲线将所述环状槽部的侧缘与底部连接,所述曲线部在沿着所述中心轴线的方向上从所述侧缘以比所述环状槽部的槽深尺寸大的尺寸范围设置。

在所述燃料喷射阀的优选的形态中,所述薄壁部在所述截面中通过曲线将沿着所述中心轴线的方向上的所述环状槽部的一方的侧缘与另一方的侧缘之间连接。

在另一优选的形态中,在所述燃料喷射阀的任一形态的基础上,所述薄壁部的所述曲线由构成椭圆的圆周的弧构成。

在另一优选的形态中,在所述燃料喷射阀的任一形态的基础上,所述薄壁部具有在沿着所述中心轴线的方向上分离地配置的第一薄壁部和第二薄壁部,所述第一薄壁部通过第一环状凹部形成,所述第二薄壁部通过第二环状凹部形成。

在另一优选的形态中,在所述燃料喷射阀的任一形态的基础上,在所述第一薄壁部与所述第二薄壁部之间具有壁厚比所述第一薄壁部和所述第二薄壁部厚的厚壁部,在与所述厚壁部的内周面相对的所述可动铁芯的外周面和与所述厚壁部的内周面相对的所述固定铁芯的外周面中的至少任一方设有使与所述厚壁部的内周面的间隙扩大的间隙扩大部。

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