專(zhuān)利名稱(chēng)：用于噴射壓力流體的噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于間歇地噴射壓力流體如燃料的噴射器。
背景技術(shù)：
在JP-A-9-126095中披露了用于間歇地噴射壓力流體的噴射器的一個(gè)示例。在該噴射器中，沿著噴嘴本體的軸向形成兩個(gè)對(duì)齊的噴射孔，且通過(guò)軸向驅(qū)動(dòng)針打開(kāi)或關(guān)閉噴射孔。其中一個(gè)噴射孔形成在閥座的下游，另一個(gè)噴射孔形成在更下游側(cè)。帶有兩個(gè)噴射孔的傳統(tǒng)噴射器存在下述問(wèn)題。噴嘴本體內(nèi)的燃料壓力隨著其位置距閥座越近而越高。從距閥座較近的噴射孔噴射出的燃料的壓力較高，并且噴射出的燃料被很好地霧化成細(xì)小顆粒。另一方面，從距閥座較遠(yuǎn)的噴射孔噴射出的燃料的壓力較低，因此噴射出的燃料很難被霧化成細(xì)小顆粒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而提出，且本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的帶有多個(gè)噴射孔的流體噴射器，其中，從噴射器噴射出的流體被很好地霧化成細(xì)小顆粒。
流體噴射器包括杯形的噴嘴本體和針，其中，所述噴嘴本體帶有用作閥座的內(nèi)表面，所述針帶有包含密封部分的外表面。穿過(guò)噴嘴本體的壁形成包括第一噴射孔和第二噴射孔的至少兩個(gè)噴射孔。第一噴射孔比第二噴射孔距離閥座更近，即第二噴射孔相對(duì)于噴射器的流體流位于第一噴射孔的下游。第一噴射孔的橫截面大于第二噴射孔的橫截面。
壓力流體如燃料被供給到噴射器中。在針的密封部分置于噴嘴本體的閥座上時(shí)，噴射孔關(guān)閉，且沒(méi)有噴射壓力流體。在將針的密封部分從噴嘴本體的閥座向上提起時(shí)，噴射孔打開(kāi)，并從噴射孔噴射壓力流體。第一噴射孔周?chē)膲毫α黧w的壓力較高，這是因?yàn)榈谝粐娚淇拙嚅y座較近。因此，盡管第一噴射孔的橫截面相對(duì)較大，但是來(lái)自第一噴射孔噴射的流體可被充分地霧化成細(xì)小顆粒。
另一方面，第二噴射孔周?chē)膲毫α黧w的壓力較低，這是因?yàn)槠溥h(yuǎn)離閥座設(shè)置。然而，通過(guò)壓縮穿過(guò)橫截面較小的第二噴射孔的流體通道來(lái)增大該流體的壓力。因此，從第二噴射孔噴射出的流體被很好地霧化成小顆粒。因而，從兩個(gè)噴射孔噴射出的流體被同等很好地霧化。
為了使得第一噴射孔的橫截面大于第二噴射孔的橫截面，沿著垂直于杯形的噴嘴本體軸向的方向測(cè)量的第一噴射孔的寬度大于第二噴射孔的寬度。除了使得第一噴射孔的寬度較大以外，第一噴射孔的高度也可大于第二噴射孔的高度。噴嘴本體的內(nèi)表面和針的外表面之間的壓力流沒(méi)有被導(dǎo)向直接碰撞噴射孔。以這種方式，從噴射孔噴射出的流體保持穩(wěn)定，避免了壓力流中的偏離的影響。
通過(guò)對(duì)下面參考附圖描述的優(yōu)選實(shí)施例的更好理解，本發(fā)明的其他目的和特征將變得更加清楚。


圖1是示出作為本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例形成有噴射孔的噴射器的尖端部分的橫截面視圖；圖2是示出噴射器的整個(gè)結(jié)構(gòu)的橫截面視圖；
圖3是示出從圖1的方向III所看到的圖1中所示噴射器的尖端部分的側(cè)視圖；圖4是示出本發(fā)明的第二實(shí)施例的噴射器的尖端部分的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考圖1-3描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。首先，將參考圖2描述噴射器10的整體結(jié)構(gòu)。這里示出的噴射器10用作將燃料供給至用于清潔從內(nèi)燃機(jī)排放的廢氣的設(shè)備中的還原催化劑的噴射器。用于清潔含有還原催化劑的廢氣的設(shè)備被安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的廢氣通道內(nèi)，且燃料作為還原劑被供給到還原催化劑。除了燃料之外的其他材料可用作供給到還原催化劑的還原劑。
盡管在該實(shí)施例中噴射器用作將燃料供給至還原催化劑的噴射器，但是，本發(fā)明的噴射器也可用作將壓力燃料直接噴射到內(nèi)燃機(jī)燃燒室內(nèi)的燃料噴射器，或者可用作將燃料供給到內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的預(yù)混合空氣和燃料的腔室內(nèi)的燃料噴射器。
如圖2所示，噴射器10包括圓柱形殼體11，該圓柱形殼體11由第一磁性部分12、第二磁性部分14和置于該兩個(gè)磁性部分之間的非磁性部分13組成。非磁性部分13用作將第一磁性部分12與第二磁性部分14磁絕緣的部件。用激光焊等將形成殼體11的三部分連接成一整體?？商鎿Q地，可以通過(guò)熱處理成形為圓柱形的一部分磁性材料來(lái)制造非磁性部分13。
在殼體11的頂端，具有入口16的入口部件15被壓配合到殼體11的內(nèi)孔中。用于除去燃料所含雜質(zhì)的過(guò)濾器17被置于入口部件15的內(nèi)部。通過(guò)入口16和過(guò)濾器17將燃料供給到殼體11內(nèi)。一圓柱形噴嘴固定器(支座)20連接到殼體11的底端。通過(guò)壓配合、焊接等將杯形的噴嘴本體30連接到噴嘴固定器30的底端。
在圖1中以放大比例示出了噴嘴本體30的尖端部分。噴嘴本體30帶有朝向尖端收縮的錐形內(nèi)表面31。該錐形內(nèi)表面31用作閥座32，針(needle)50的錐形外表面51安置在該閥座32上。帶有圓柱形表面331和球面332的袋部分33與錐形表面31相連。第一噴射孔41的一端朝向袋部分33敞開(kāi)，另一端朝向噴嘴本體30的外表面敞開(kāi)。類(lèi)似地，第二噴射孔42的一端朝向袋部分33敞開(kāi)，另一端朝向閥體30的外表面敞開(kāi)。
如圖2所示，針50置于殼體11、噴嘴固定器20和噴嘴本體30內(nèi)。針50被可滑動(dòng)地支撐在其內(nèi)，從而其可沿軸向移動(dòng)。如圖1所示，針50具有朝向尖端會(huì)聚的外表面。該外表面包括兩個(gè)錐形表面51和52，密封部分53形成在兩個(gè)錐形表面51和52之間。在針被朝下驅(qū)動(dòng)時(shí)，密封部分53安置于噴嘴本體30的閥座32上。流體通道21形成在針50的外表面(由錐形表面51、52組成)和噴嘴本體的內(nèi)表面(具有閥座32的錐形表面31)之間。
如圖2所示，噴射器10包括用于驅(qū)動(dòng)針50的驅(qū)動(dòng)部分60。驅(qū)動(dòng)部分60由線軸61、線圈62、固定鐵心63、可動(dòng)鐵心64和磁性部件65組成。線軸61由樹(shù)脂材料制成，并成形為圓柱形。線軸61置于圓柱形殼體11的周?chē)?，線圈62卷繞在線軸61周?chē)?。線圈與支撐在連接器22內(nèi)的端子23電連接。由磁性材料制成的固定鐵心63成形為圓柱形，并通過(guò)壓配合等與殼體11的內(nèi)孔相連。
由磁性材料如鋼制成的可動(dòng)鐵心被可滑動(dòng)地支撐在殼體11的內(nèi)孔中。針50的上端與可動(dòng)鐵心64相連，從而針50與可動(dòng)鐵心64一起被沿軸向驅(qū)動(dòng)。彈簧66置于固定鐵心63的內(nèi)孔中，并被壓縮在調(diào)節(jié)管67和可動(dòng)鐵心64之間，從而將與可動(dòng)鐵心64相連的針50向下偏置。利用彈簧66的偏置力可將針50的密封部分53置于閥座32上。可以調(diào)節(jié)與固定鐵心63的內(nèi)孔相連的調(diào)節(jié)管67的位置，從而調(diào)節(jié)彈簧66的偏置力。磁性部件65由磁性材料如鋼制成，并覆蓋線圈62的外圍。
在線圈62沒(méi)有被通電時(shí)，利用彈簧66的偏置力將針50置于閥體30的閥座32上，并因此將噴射孔41、42關(guān)閉。在線圈62被通電時(shí)，可動(dòng)鐵心64抵抗彈簧66的偏置力被吸引到固定鐵心63上，并將針50從閥座32向上提起，從而打開(kāi)噴射孔41、42。
現(xiàn)在，參考圖1和3，將詳細(xì)描述形成在噴嘴本體33內(nèi)的噴射孔41、42。第一噴射孔41和第二噴射孔42穿過(guò)噴嘴本體30的壁形成。噴射孔41、42的一端向著袋部分33的內(nèi)表面30a敞開(kāi)，其另一端向著噴嘴本體30的外表面敞開(kāi)。與第二噴射孔42相比，第一噴射孔41距離閥座32更近。換句話說(shuō)，第二噴射孔42相對(duì)閥座32形成在第一噴射孔41的下游。流體通道21形成在噴嘴本體30的內(nèi)表面和針50的外表面之間。
圖3示出了從圖1的方向III所看到的噴嘴本體30的尖端部分的側(cè)視圖。第一噴射孔41和第二噴射孔42均是扁平的，且沿著噴嘴本體30的軸向相互對(duì)齊地布置。沿著垂直于杯形的噴嘴本體30的軸向的方向測(cè)量的第一噴射孔41的寬度W1遠(yuǎn)大于其沿軸向的高度H1。類(lèi)似地，第二噴射孔42的寬度W2遠(yuǎn)大于其高度H2。第一噴射孔41的橫截面面積(即W1×H1)大于第二噴射孔42的橫截面面積(即W2×H2)。高度H1基本等于高度H2。
由于第一噴射孔41比第二噴射孔42更靠近流體通道21，因此通過(guò)第一噴射孔41的流體壓力高于通過(guò)第二噴射孔42的流體壓力。因此，從第一噴射孔41噴射出大量的高壓流體，該高壓流體被霧化成細(xì)小顆粒。另一方面，通過(guò)壓縮/擠壓橫截面面積來(lái)增大從第二噴射孔42噴射出的流體壓力，盡管該流體壓力開(kāi)始時(shí)低于從第一噴射孔41噴射出的流體壓力。因此，從第二噴射孔42噴射出的流體也很好地霧化成細(xì)小顆粒。因此，從兩個(gè)噴射孔41、42噴射出的流體同樣很好地霧化成細(xì)小顆粒。
因?yàn)閲娮毂倔w30的尖端如圖1和3所示會(huì)聚，所以難以使得第二噴射孔42的寬度W2更大。另外，為了避免從兩個(gè)噴射孔41、42噴射出的兩股流體流發(fā)生干涉，需要使兩個(gè)噴射孔41、42之間保持一定的距離。這就使得加大寬度W2變得更困難。另一方面，能夠確保用于第一噴射孔41的足夠大的寬度W1，這是因?yàn)槠湮挥趪娮毂倔w30的根部。因而，在從第二噴射孔42噴射出補(bǔ)充量的流體的同時(shí)，能夠從第一噴射孔41噴射出足夠量的流體。兩個(gè)流體噴射孔41、42均形成為具有非常薄的橫截面區(qū)域。因此，從兩個(gè)噴射孔41、42噴射出的霧化的流體流形成薄的流體膜。這在將流體霧化成細(xì)小顆粒方面是有利的。
通過(guò)流體通道21將壓力流體供給到袋部分33。沿著噴嘴本體30的錐形內(nèi)表面和針50的錐形外表面51之間的中心線Le形成流體的主流(參見(jiàn)圖1)。第一噴射孔41和第二噴射孔42內(nèi)的流體通道的方向L1和L2不與中心線Le對(duì)齊。因此，通過(guò)流體通道21供給的流體的主流不會(huì)直接碰撞噴射孔41、42的開(kāi)口，相反，其碰撞到兩個(gè)開(kāi)口之間的袋部分33的內(nèi)表面30a上。
現(xiàn)在將簡(jiǎn)要描述噴射器10的操作。在線圈62(參見(jiàn)圖2)未被通電時(shí)，利用彈簧66的偏置力將針50的密封部分53置于噴嘴本體30的閥座32上。因而，噴射孔41、42關(guān)閉。在線圈62被通電時(shí)，與針50相連的可動(dòng)鐵心64抵抗彈簧66的偏置力被吸引到固定鐵心63上。密封部分53被從閥座32上提起。因此，噴射孔41、42打開(kāi)，且流體從噴射孔41、42噴射出來(lái)。在線圈62被斷電時(shí)，提起針50的磁力消失，且密封部分53借助于彈簧66的偏置力被再次放置在閥座32上，從而將噴射孔41、42關(guān)閉。因此，中止了噴射孔的流體噴射。
如上所述，從橫截面較大的第一噴射孔41噴射距閥座較近的高壓流體。因?yàn)閴毫^高，所以噴射的流體被很好地霧化成細(xì)小顆粒。通過(guò)壓縮流體流的橫截面面積來(lái)增大從距閥座32較遠(yuǎn)的第二噴射孔42噴出的相對(duì)壓力較低流體的壓力。因此，從第二噴射孔42噴出的流體也被霧化成細(xì)小顆粒。以這種方式，從兩個(gè)噴射孔41、42噴出的流體總體上被很好地霧化。
在噴射器10被用在用于清潔廢氣的設(shè)備中的情況下，供給到噴射器10的流體壓力為大約幾個(gè)MPa(兆帕)，其低于供給到用在將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的系統(tǒng)中的噴射器10的燃料壓力。因此，在用于清潔廢氣的系統(tǒng)中的噴射器10中，靠近閥座32的高壓流體被從橫截面較大的第一噴射孔41中強(qiáng)制噴射出來(lái)。因而，能夠從第一噴射孔41噴射出適當(dāng)霧化的足夠量的流體。
流體的霧化還通過(guò)噴射孔41、42的平而薄的橫截面進(jìn)一步促進(jìn)，這是因?yàn)閲娚涞牧黧w形成了薄的噴霧薄膜。通過(guò)流體通道21供給的流體的主流沒(méi)有直接碰撞噴射孔41、42的開(kāi)口。因此，從噴射孔41、42噴射出的流體不受主流位置改變的影響，所述主流位置的改變可由針50相對(duì)閥體30的偏心率而造成。這意味著從噴射孔41、42噴射出的流體可被穩(wěn)定而充分地霧化，而不受所供給的流體的主流變化的影響。另外，由于供給的主流碰撞噴射孔41、42的兩個(gè)開(kāi)口之間的內(nèi)表面30a，供給流體的動(dòng)能被轉(zhuǎn)化成用于霧化流體的能量。
現(xiàn)在將參考圖4描述本發(fā)明的第二實(shí)施例，其示出了噴嘴本體30的尖端部分的側(cè)視圖。在該實(shí)施例中，第一噴射孔71和第二噴射孔72用于代替第一實(shí)施例的噴射孔41、42，且相對(duì)于第一實(shí)施例的第一噴射孔41的橫截面尺寸而言，第一噴射孔71的橫截面尺寸被加大。其他結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同。
在該第二實(shí)施例中，除了第一噴射孔71的寬度W3大于第二噴射孔72的寬度W4之外，第一噴射孔71的高度H3大于第二噴射孔72的高度H4。換句話說(shuō)，第一噴射孔71的橫截面面積遠(yuǎn)大于第二噴射孔72的橫截面面積。盡管從第一噴射孔71噴射出的流體形成流體柱，如果靠近閥座32的流體壓力足夠高，從第一噴射孔71噴射出的流體將被適當(dāng)?shù)仂F化。在要求噴射大量流體的應(yīng)用中，第二實(shí)施例是有利的。
本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，而是可以具有各種變化。例如，圖1中示出的袋部分33可成形為簡(jiǎn)單的半球形，而不需要形成圓柱形表面331?？商鎿Q地，袋部分33可成形為圓柱形。盡管在前述實(shí)施例中形成兩個(gè)噴射孔，但是也可以形成多于兩個(gè)的噴射孔。
盡管已經(jīng)參考前述優(yōu)選實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可在形式和細(xì)節(jié)上對(duì)其進(jìn)行多種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于噴射壓力流體的噴射器(10)，該噴射器包括杯形的噴嘴本體(30)，其具有用作閥座(32)的內(nèi)表面(31)；具有外表面(51)的針(50)，該針(50)包含一密封部分(53)，一流體通道(21)形成在該噴嘴本體的內(nèi)表面(31)和該針的外表面(51)之間，該流體通道(21)在該針的密封部分(53)置于該閥體的閥座(32)上時(shí)關(guān)閉，而在該密封部分從該閥座上提起時(shí)打開(kāi)；以及至少兩個(gè)噴射孔(41、42)，其穿過(guò)該噴嘴本體(30)的壁形成，包括形成于閥座(32)的下游的第一噴射孔(41)和形成于該第一噴射孔的更下游的第二噴射孔(42)，該第一噴射孔(41)的橫截面大于該第二噴射孔(42)的橫截面，其中在該針的密封部分(53)從該閥體的閥座(32)上提起時(shí)，壓力流體通過(guò)該噴射孔(41、42)被噴射。
2.如權(quán)利要求1所述的噴射器，其特征在于沿著垂直于該杯形的噴嘴本體(30)的軸向的方向測(cè)量，第一噴射孔(41)的橫截面寬度(W1)大于第二噴射孔(42)的橫截面寬度(W2)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的噴射器，其特征在于該噴嘴本體的內(nèi)表面(31)與該針的外表面(51)之間的流體通道(21)的方向(Le)不與該噴射孔(41、42)中的任何一個(gè)的流體通道(L1、L2)對(duì)齊。
4.如權(quán)利要求2所述的噴射器，其特征在于沿著該杯形的噴嘴本體的軸向測(cè)量，該第一噴射孔(41)的橫截面高度(H3)大于該第二噴射孔(42)的橫截面高度(H4)。
全文摘要
一種噴射器(10)，其將壓力流體如燃料供給至廢氣清潔設(shè)備中的催化劑或者供給至內(nèi)燃機(jī)。該噴射器包括具有閥座(32)的噴嘴本體(30)和具有密封部分(53)的針(50)，其中，該密封部分(53)將被置于該閥座上或從該閥座上提起。包括第一噴射孔(41)和第二噴射孔(42)的兩個(gè)或多個(gè)噴射孔(41、42)穿過(guò)噴嘴本體(30)的壁形成。橫截面較大的第一噴射孔(41)與橫截面較小的第二噴射孔(42)相比更靠近閥座(32)。根據(jù)針(50)相對(duì)噴嘴本體(30)的移動(dòng)，供給到噴射器(10)的壓力流體間歇地通過(guò)噴射孔(41、42)噴射。從多個(gè)噴射孔(41、42)噴射出的流體被同等良好地霧化。
文檔編號(hào)F02M51/06GK1699740SQ20051007024
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者多田亮一, 原田明典, 吉丸清考 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝