專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料噴射閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥，特別涉及通過(guò)電磁驅(qū)動(dòng)的可動(dòng)件而開(kāi)閉燃料通路的燃料噴射閥。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)中，具備進(jìn)行將與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的適當(dāng)?shù)娜剂狭孔儞Q為燃料噴射閥的噴射時(shí)間的運(yùn)算，使供給燃料的燃料噴射閥驅(qū)動(dòng)的燃料噴射控制裝置。燃料噴射閥通過(guò)內(nèi)部的螺線管中流過(guò)的電流所產(chǎn)生的磁力進(jìn)行構(gòu)成燃料噴射閥的閥體的開(kāi)閉，進(jìn)行燃料的噴射。噴射的燃料量主要由燃料的壓カ和燃料噴射閥的噴ロ部的氣氛壓強(qiáng)的壓差，以及使閥體維持為打開(kāi)狀態(tài)、噴射燃料的時(shí)間決定。近年來(lái)，出于降低燃料消費(fèi)量的觀點(diǎn)，為了減少燃料消費(fèi)量，不需要內(nèi)燃機(jī)的輸出的情況下不進(jìn)行燃料噴射的燃料切斷的機(jī)會(huì)増加，同時(shí)重新開(kāi)始燃料噴射的頻度也有所增カロ。重新開(kāi)始燃料噴射時(shí)需要相當(dāng)于無(wú)負(fù)荷的較少的燃料量。此外，以輸出的増加和排氣性能的提高為目的，進(jìn)行拆分噴射。這是為了將原本I次的噴射所需的燃料拆分為多次，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)期噴射來(lái)提高內(nèi)燃機(jī)的性能，所以要求減少每I次的燃料噴射量。此外，在內(nèi)燃機(jī)中，還實(shí)施了通過(guò)縮小尺寸來(lái)提高車(chē)輛搭載時(shí)的燃料消費(fèi)量的嘗試。在該情況下，想要通過(guò)增壓進(jìn)氣等實(shí)現(xiàn)比功率(比輸出)的提高，所以要求在不增加最小噴射量、或使其減少的基礎(chǔ)上，使最大噴射量増加。因此對(duì)燃料噴射閥要求的動(dòng)態(tài)范圍(對(duì)最大噴射量除以最小噴射的值)有増加的傾向。在燃料噴射閥中，例如可動(dòng)件由圓筒狀的銜鐵、位于該銜鐵的中心部的柱塞桿、以及柱塞桿的前端設(shè)置的閥體構(gòu)成，在中心部具有引導(dǎo)燃料的燃料導(dǎo)入孔的固定芯體的端面與銜鐵的端面之間設(shè)置磁隙，進(jìn)而具備對(duì)包括該磁隙的磁路供給磁通的電磁線圏。構(gòu)成為因通過(guò)磁隙的磁通在銜鐵的端面與固定芯體的端面之間產(chǎn)生的磁引力而將銜鐵拉向固定芯體ー側(cè)使可動(dòng)件驅(qū)動(dòng)，使閥體離開(kāi)閥座而開(kāi)放閥座上設(shè)置的燃料通路。在這樣構(gòu)成的燃料噴射閥中，具有以下問(wèn)題銜鐵的端面與固定芯體的端面之間的碰撞面相互貼合，磁路的磁力消失之后，至銜鐵返回初始位置，即二者完全分離、閥體被壓緊在閥座的狀態(tài)為止的時(shí)間較長(zhǎng)。作為其原因之一，能夠列舉銜鐵的端面與固定芯體的端面開(kāi)始分離、磁吸引間隙逐漸擴(kuò)大時(shí)，銜鐵的端面與固定芯體的端面之間發(fā)生流體性的密合現(xiàn)象。具體而言，要將銜鐵與固定芯體貼合的流體力的大小，具有與銜鐵的移動(dòng)速度成正比，與間隙大小的三次方成反比的性質(zhì)。由于從開(kāi)閥狀態(tài)切換到閉閥開(kāi)始狀態(tài)之后間隙較小，出于燃料難以從外部流入該間隙內(nèi)、和銜鐵因包圍銜鐵的流體的慣性質(zhì)量而以非常微小的移動(dòng)速度移動(dòng)這些理由，所以受到上述現(xiàn)象的影響，表現(xiàn)出銜鐵的端面與固定芯體的端面貼合這樣的狀態(tài)。為了緩和該現(xiàn)象，重點(diǎn)在于不妨礙銜鐵的端面與固定芯體的端面之間以及銜鐵的周?chē)a(chǎn)生的燃料的流動(dòng)，進(jìn)而要促進(jìn)該流動(dòng)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，為了緩和上述問(wèn)題，公開(kāi)了將銜鐵的端面與固定芯體的端面之間的碰撞面作為部分的接觸面，使其難以產(chǎn)生密合現(xiàn)象，防止貼合。作為現(xiàn)有技術(shù)的一例，可知有以下的燃料噴射閥，其中，可動(dòng)件上設(shè)置的至少ー個(gè)碰撞區(qū)劃具備僅構(gòu)成芯體的端面與可動(dòng)件的端面的搭接區(qū)域的一部分的寬度b，該碰撞區(qū)劃的寬度b為20 i! m 500 i! m之間，位于比碰撞區(qū)劃更低的位置的階梯部區(qū)劃具有階梯部底部，該階梯部區(qū)劃位于比碰撞區(qū)劃低5 y m 15 y m的位置(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I )。該燃料噴射閥中，相互碰撞的結(jié)構(gòu)部分中至少某一方構(gòu)成為形成耐磨耗性表面后碰撞面即使在較長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間后也不會(huì)因磨耗而不適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大，所以可動(dòng)件被固定芯體吸引而移動(dòng)的時(shí)間以及可動(dòng)件從固定芯體的吸引力中脫離并向離開(kāi)固定芯體的方向移動(dòng)的時(shí)間維持為大致固定，可以獲得最佳的磁性或液壓性。作為其他現(xiàn)有技術(shù)的一例，可知有以下的燃料噴射閥，其中，在 銜鐵上，具有在其中央部在與固定芯體的燃料導(dǎo)入孔的端部相対的位置形成的凹處，在其端面上在周長(zhǎng)方向上分散地形成、與固定芯體的端面接觸的凸部區(qū)域，在該端面上在凸部區(qū)域的剰余部分形成的凹部區(qū)域，在該凹部區(qū)域中一端開(kāi)ロ、另一端在銜鐵的與固定芯體相反一側(cè)端面上在上述柱塞的周?chē)_(kāi)ロ的多個(gè)貫通孔(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。該燃料噴射閥中，可動(dòng)件從開(kāi)閥位置轉(zhuǎn)移至閉閥動(dòng)作的狀態(tài)下銜鐵周?chē)娜剂系牧鲃?dòng)變得順暢，燃料能夠?qū)τ阢曡F的端面與固定芯體的端面之間的間隙快速供給，能夠使銜鐵從固定芯體快速分離，因此能夠縮短閉閥延遲時(shí)間。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007-187167號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :國(guó)際公開(kāi)2008/038395號(hào)說(shuō)明書(shū)

發(fā)明內(nèi)容
為了從燃料噴射閥精度良好地進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧康娜剂蠂娚?，需要使閥體的開(kāi)閉動(dòng)作迅速地進(jìn)行，而燃料噴射閥打開(kāi)、關(guān)閉時(shí)，因磁通和流體的作用引起的響應(yīng)延遲，閥的打開(kāi)、關(guān)閉動(dòng)作會(huì)比燃料噴射控制裝置實(shí)際想要開(kāi)閥、閉閥的時(shí)期延遲完成。作為改善該響應(yīng)延遲的ー種方法，為了降低磁路的響應(yīng)延遲，在固定芯體中確保必要的磁路面積，并且在離開(kāi)產(chǎn)生磁通的電磁線圈的部位、例如燃料噴射閥的固定芯體的中心存在燃料通路的情況下，通過(guò)擴(kuò)大燃料通路的直徑，能夠減少固定芯體的離開(kāi)電磁線圈的部位的截面積，提高磁路的響應(yīng)。此外，按照同樣的原理，通過(guò)將銜鐵的與固定芯體的碰撞面上設(shè)置的凸部配置在電磁線圈ー側(cè)、即銜鐵的外周側(cè)，能夠提高磁路的響應(yīng)。但是，為了如專(zhuān)利文獻(xiàn)I中所公開(kāi)的，使凸部碰撞面靠近銜鐵的外周側(cè)配置，如專(zhuān)利文獻(xiàn)2中所公開(kāi)的，使銜鐵的凸部碰撞面被構(gòu)成燃料通路的貫通孔分隔，需要使構(gòu)成燃料通路的貫通孔靠近銜鐵的外周側(cè)配置。在該情況下，貫通孔的固定芯體一側(cè)的開(kāi)ロ部被固定芯體堵塞，產(chǎn)生不能確保充足的燃料通路面積的課題。本發(fā)明的目的在于，為了使燃料噴射閥的閥體高響應(yīng)化，提供一種銜鐵形狀，其在為了提高磁通的響應(yīng)而使固定芯體和銜鐵的形狀優(yōu)化的情況下，也能夠使銜鐵的端面與固定芯體的端面的密合現(xiàn)象難以產(chǎn)生而防止貼合，同時(shí)確保充足的燃料通路面積。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為在構(gòu)成電磁式燃料噴射閥的可動(dòng)件的銜鐵中，以具有大口徑部和小口徑部的方式形成從與固定芯體相対的面ー側(cè)向背面一側(cè)貫通的貫通孔，大口徑部相對(duì)于小口徑部位于上游ー側(cè)，并且向外周側(cè)偏移。在為了使磁響應(yīng)性提高，使固定芯體和銜鐵凸部碰撞面優(yōu)化的情況下，也能夠?qū)⑷剂贤放渲迷阢曡F內(nèi)側(cè)，防止流路面積的減少。此外，銜鐵的外周側(cè)存在與固定芯體的碰撞面的情況下，也能夠?qū)⑴鲎裁娣指?，降低固定芯體與銜鐵的貼合力(貼附力)，縮短閉閥延遲時(shí)間，因此能夠使燃料噴射量精度提高。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料噴射閥的整體截面圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料噴射閥的詳細(xì)截面圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式的銜鐵形狀。圖4是不能實(shí)施本發(fā)明的原理的燃料噴射閥的詳細(xì)截面圖。圖5是不能實(shí)施本發(fā)明的原理的銜鐵形狀。圖6是不能實(shí)施本發(fā)明的原理的燃料噴射閥的詳細(xì)截面圖。圖7是不能實(shí)施本發(fā)明的原理的燃料噴射閥的詳細(xì)截面圖。符號(hào)說(shuō)明22 噴嘴支架小直徑筒狀部23 噴嘴支架大直徑筒狀部39 閥座(seat valve)43A 連接器54 調(diào)節(jié)器101 噴嘴支架102 銜鐵(anchor)103 外殼104、105 電磁線圈107固定芯體107D固定芯體貫通孔(燃料通路)1070固定芯體燃料通路內(nèi)徑假設(shè)位置109 導(dǎo)體110 彈簧112調(diào)零彈簧(zero spring、零長(zhǎng)彈簧)113 桿導(dǎo)承(rod guide)114可動(dòng)件114A 柱塞桿(plunger range)114B 閥體114C柱塞桿頭部115引導(dǎo)部件116 噴孔蓋(orifice cup)1170柱塞桿頭部彈簧支座外徑位置118、126、SI 燃料通路
121樹(shù)脂成型體122銜鐵上端面127 導(dǎo)孔128、170、171、172、173 貫通孔129階梯部130側(cè)隙(燃料通路)131彈簧引導(dǎo)用突起132固定芯體錐部134柱塞桿頭部外周邊緣140 磁路150、151、152、153 锪孔160、161、162、163、164銜鐵碰撞端面(接觸面)D固定芯體燃料通路直徑
具體實(shí)施例方式以下，使用圖1 圖7，說(shuō)明本發(fā)明的燃料噴射閥的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。圖1是本實(shí)施例中燃料噴射閥的縱截面圖。圖2是圖1的部分放大圖，表示本實(shí)施例中的燃料噴射閥的詳情。噴嘴支架101具備直徑較小的小直徑筒狀部22和直徑較大的大直徑筒狀部23。對(duì)小直徑筒狀部22的前端部分的內(nèi)部，使引導(dǎo)部件115、具備燃料噴射ロ 10的噴孔蓋(orifice cup、噴孔罩)116按照該順序疊層插入,沿著噴孔蓋116的前端面的外周部與小直徑筒狀部22焊接固定。引導(dǎo)部件115對(duì)構(gòu)成后述的可動(dòng)件114的柱塞桿114A的前端設(shè)置的閥體114B的外周進(jìn)行引導(dǎo)。在噴孔蓋116上在面向引導(dǎo)部件115的一側(cè)設(shè)置圓錐狀的閥座39。該閥座39與柱塞桿114A的前端設(shè)置的閥體114B搭接(抵接)，將燃料流導(dǎo)向燃料噴射ロ 10或屏蔽。在噴嘴支架101的外周形成溝(槽)，在該溝中嵌入以樹(shù)脂材料制造的頂封(tipseal、密封片)131為代表的密封部件。在噴嘴支架101的大直徑筒狀部23的內(nèi)周下端部將引導(dǎo)可動(dòng)件114的柱塞桿114A的桿導(dǎo)承(桿導(dǎo)、rod guide) 113壓入固定至大直徑筒狀部23的拉延加工部25。桿導(dǎo)承113在中央設(shè)置有引導(dǎo)柱塞桿114A的導(dǎo)孔127，在其周?chē)@孔形成多個(gè)燃料通路126。細(xì)長(zhǎng)形狀的柱塞桿114A被桿導(dǎo)承113的導(dǎo)孔127和引導(dǎo)部件115的導(dǎo)孔引導(dǎo)而直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在柱塞桿114A的與設(shè)置有閥體114B的端部相反的端部設(shè)置具備具有比柱塞桿114A的直徑更大的外徑的階梯部129的頭部114C。在階梯部129的上端面設(shè)置彈簧110的支撐面，在中心形成彈簧引導(dǎo)用突起131?？蓜?dòng)件114具有中央具備柱塞桿114A貫通的貫通孔128的銜鐵102。在銜鐵102與桿導(dǎo)承113之間保持調(diào)零彈簧(zero spring) 112。調(diào)零彈簧112對(duì)銜鐵向開(kāi)閥方向施力，該施カ與彈簧110的施力反向地作用于銜鐵。由于貫通孔128的直徑比頭部114C的階梯部129的直徑小，所以在將柱塞114A朝向噴孔蓋116的閥座39壓緊的彈簧110的施力或重力的作用下，被調(diào)零彈簧112保持的銜鐵102的上側(cè)面與柱塞桿114A的階梯部129的下端面搭接，二者卡合。由此對(duì)于與調(diào)零彈簧112的施力或重力相反的向上方的銜鐵102的動(dòng)作、或者沿著彈簧110的施力或重力的向下方的柱塞桿114A的動(dòng)作，二者共同作用動(dòng)作。但是，與調(diào)零彈簧112的施力或重力無(wú)關(guān)地使柱塞桿114A向上方移動(dòng)的力、或者使銜鐵102向下方移動(dòng)的カ獨(dú)立地作用于二者時(shí)，二者能夠分別向不同的方向移動(dòng)。銜鐵102不是被噴嘴支架101的大直徑筒狀部23的內(nèi)周面與銜鐵102的外周面之間，而是被銜鐵102的貫通孔128的內(nèi)周面與柱塞桿114A的外周面保持中心位置。即，柱塞桿114A的外周面起到銜鐵102単獨(dú)在軸方向移動(dòng)時(shí)的引導(dǎo)部件的作用。銜鐵102的下端面與桿導(dǎo)承113的上端面相對(duì)，而由于中間夾著調(diào)零彈簧112所以二者不接觸。在銜鐵102的外周面與噴嘴支架101的大直徑筒狀部23的內(nèi)周面之間設(shè)置有側(cè)隙130。該側(cè)隙130是為了允許銜鐵102在軸方向上的移動(dòng)的，兼顧磁阻來(lái)決定其大小。有對(duì)于芯體107的下端面(碰撞端面)、銜鐵102的上端面122以及碰撞端面160 163施加電鍍(鍍層處理)提高耐久性的情況。在銜鐵102使用較軟的軟磁不銹鋼的情況下，也能夠通過(guò)使用鍍硬鉻和化學(xué)鍍鎳(無(wú)電解鍍鎳)，來(lái)確保耐久可靠性。對(duì)噴嘴支架101的大直徑筒狀部23的內(nèi)周部壓入固定芯體107，在壓入接觸位置焊接接合。通過(guò)該焊接接合使噴嘴支架101的大直徑筒狀部23的內(nèi)部與外部空氣之間形成的間隙密閉。固定芯體107在中心設(shè)置比柱塞桿114A的頭部114C的直徑略大的直徑D的貫通孔107D作為燃料導(dǎo)入通路。在貫通孔107D的下端部?jī)?nèi)周，柱塞桿114A的頭部114C以非接觸狀態(tài)插通，對(duì)固定芯體107的貫通孔107D的內(nèi)周下端錐部132與頭部114C的階梯部129的外周邊緣部134之間施加間隙SI。這是為了防止從固定芯體107向柱塞桿114A的磁通泄漏，和使通過(guò)貫通孔107D的燃料順暢地通過(guò)。在柱塞桿114A的頭部114C上設(shè)置的階梯部129的上端面形成的彈簧支撐面與用于設(shè)定初始負(fù)重的彈簧110下端搭接(抵接)，彈簧110的另一端通過(guò)被壓入固定芯體107的貫通孔107D的內(nèi)部的調(diào)節(jié)器54擋住，被固定在頭部114C與調(diào)節(jié)器54之間。通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)器54的固定位置能夠調(diào)整彈簧110將柱塞桿114A壓緊到閥座39上的初始負(fù)重?？蓜?dòng)件114的沖程調(diào)整，將銜鐵102設(shè)置在噴嘴支架101的大直徑筒狀部23內(nèi)，在噴嘴支架101的大直徑筒狀部23外周安裝電磁線圈(104、105)、外殼(housing、外罩、夕卜架)103之后，將柱塞桿114A插通到銜鐵102的狀態(tài)下，用夾具將柱塞桿114A按下至閉閥位置，檢測(cè)對(duì)線圈105通電時(shí)柱塞桿114的沖程，同時(shí)確定噴孔蓋116的壓入位置，從而將可動(dòng)件114的沖程調(diào)整為任意的位置。在調(diào)整了彈簧110的初始負(fù)重的狀態(tài)下，使固定芯體107的下端面相對(duì)于可動(dòng)件114的銜鐵102的上端面122隔著大約40 100微米程度的磁吸引間隙136相對(duì)地構(gòu)成。其中，圖中忽略尺寸的比例而放大顯示。在噴嘴支架101的大直徑筒狀部23的外周固定蓋狀的外殼103。在外殼103的底部在中央設(shè)置貫通孔，在貫通孔中插通噴嘴支架101的大直徑筒狀部23。外殼103的外周壁的部分形成與噴嘴支架101的大直徑筒狀部23的外周面相對(duì)的外周軛部(yoke)。在通過(guò)外殼103形成的筒狀空間內(nèi)配置環(huán)狀或筒狀的電磁線圈105。電磁線圈105由具有朝向半徑方向外側(cè)開(kāi)ロ的截面是U字狀的溝(槽)的環(huán)狀的線軸104、該溝中卷繞的銅線形成。在線圈105的開(kāi)始卷繞、結(jié)束卷繞端部固定具有剛性的導(dǎo)體109，從固定芯體107上設(shè)置的貫通孔引出。該導(dǎo)體109和固定芯體107、噴嘴支架101的大直徑筒部23的外周從外殼103的上端開(kāi)ロ部?jī)?nèi)周注入絕緣樹(shù)脂，被模塑成型，用樹(shù)脂成型體121覆蓋。這樣，在電磁線圈(104、105)的周?chē)纬杉^140表示的環(huán)狀的磁路。在導(dǎo)體109的前端部形成的連接器43A上連接從高電壓電源、電池電源供給電カ的插頭，通過(guò)未圖示的控制器控制通電、非通電。對(duì)線圈105通電中，因通過(guò)磁路140的磁通在磁吸引間隙136中在可動(dòng)件114的銜鐵102與固定芯體107之間產(chǎn)生磁吸引力，銜鐵102被超過(guò)彈簧110的設(shè)定負(fù)重的力吸引從而向上方移動(dòng)。此時(shí)銜鐵102與柱塞桿的頭部114C卡合，與柱塞桿114A—同向上方移動(dòng)，移動(dòng)至銜鐵102的上端面與固定芯體107的下端面碰撞為止。其結(jié)果，柱塞桿114A的前端的閥體114B從閥座39離開(kāi)，燃料通過(guò)燃料通路118，從位于噴孔蓋116前端的噴射ロ向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)噴出。切斷對(duì)電磁線圈105的通電時(shí)，磁路140的磁通消失，磁吸引間隙136中的磁吸引力也會(huì)消失。該狀態(tài)下，將柱塞桿114A的頭部114C向相反方向按壓的用于設(shè)定初始負(fù)重的彈簧110的彈簧カ強(qiáng)于調(diào)零彈簧112的カ而作用于可動(dòng)件114整體(銜鐵102、柱塞桿114A)。結(jié)果，銜鐵102因彈簧110的彈簧力，使閥體114B被壓回與閥座39接觸的關(guān)閉位置。這時(shí)，頭部114C的階梯部129與銜鐵102的上表面搭接并使銜鐵102抵抗調(diào)零彈簧112的カ而向桿導(dǎo)承113 —側(cè)移動(dòng)。閥體114B與閥座碰撞時(shí)，由于銜鐵102與柱塞桿114A是分開(kāi)的，因慣性カ繼續(xù)向桿導(dǎo)承113方向的移動(dòng)。這時(shí)在柱塞桿114A的外周與銜鐵102的內(nèi)周之間產(chǎn)生流體的摩擦，從閥座39再次向開(kāi)閥方向反彈的柱塞桿114A的能量被吸收。由于慣性質(zhì)量較大的銜鐵102從柱塞桿114A分離，反彈能量自身也減小。此外，吸收了柱塞桿114A的反彈能量的銜鐵102自身的慣性カ相應(yīng)地減少，將調(diào)零彈簧112壓縮之后受到的反作用カ也減小，所以不容易發(fā)生因銜鐵102自身的反彈現(xiàn)象而使柱塞桿114A再次向開(kāi)閥方向移動(dòng)的現(xiàn)象。這樣，柱塞桿114A的反彈被抑制為最小限度，抑制了對(duì)于電磁線圈(104、105 )的通電被切斷之后閥打開(kāi)、燃料被動(dòng)地噴射的所謂二次噴射現(xiàn)象。此處，要求燃料噴射閥能夠?qū)τ谳斎氲拈_(kāi)閥信號(hào)迅速響應(yīng)而打開(kāi)關(guān)閉。即，出于使最小的可控制噴射量(最小噴射量)更小的觀點(diǎn)，縮短從開(kāi)閥脈沖信號(hào)的上升到實(shí)際成為開(kāi)閥狀態(tài)的延遲時(shí)間(開(kāi)閥延遲時(shí)間)、和從開(kāi)閥脈沖信號(hào)結(jié)束到實(shí)際成為閉閥狀態(tài)的延遲時(shí)間(閉閥延遲時(shí)間)是重要的?？芍貏e是閉閥延遲時(shí)間的縮短對(duì)于降低最小噴射量是有效的?？s短閉閥延遲時(shí)間的方法之ー是增加對(duì)于可動(dòng)件114施加使閥體114B從打開(kāi)狀態(tài)轉(zhuǎn)移至關(guān)閉狀態(tài)的カ的彈簧110的設(shè)定負(fù)重，而增大這個(gè)カ時(shí)開(kāi)閥時(shí)需要較大的力，存在電磁線圈變得大型的相反的問(wèn)題。因此存在設(shè)計(jì)上的極限，僅用該方法不能充分縮短閉閥延遲時(shí)間。考慮了各種降低閉閥延遲的方法，有效的方法是在閉閥時(shí)將被固定芯體107的電磁吸引力吸引的銜鐵102用彈簧110按下時(shí)，利用固定芯體107的下端面與銜鐵102的上端面122之間的磁隙136的負(fù)壓狀態(tài)，使被銜鐵102移動(dòng)推開(kāi)的燃料從燃料通路118迅速流入磁隙136、銜鐵側(cè)面的間隙(側(cè)隙)130，通過(guò)降低固定芯體107的下端面與銜鐵102的上端面122之間發(fā)生的擠壓效應(yīng)所產(chǎn)生的貼合力而縮短閉閥延遲時(shí)間。其他有效方法，可知有對(duì)電磁線圈(104、105)通電結(jié)束后，為了降低磁路140的磁通的消失延遲，在固定芯體107的下端部設(shè)置錐部132。在固定芯體107中，通過(guò)減少與電磁線圈(104、105)之間的距離較大的固定芯體的貫通孔107D的表面上的、形成與銜鐵的磁隙136的部位的截面積，能夠減小通電結(jié)束后的磁通的消失延遲造成的固定芯體107與銜鐵的剩余吸引力的影響，能夠縮短閉閥延遲時(shí)間。在眾所周知的以往的發(fā)明中不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)上述兩種方法的效果。本發(fā)明提出了能夠不損失雙方效果而實(shí)施的燃料噴射閥的結(jié)構(gòu)，以下使用圖3 圖7詳細(xì)說(shuō)明。圖3中表示了實(shí)施例的銜鐵102的詳情。銜鐵102中的與固定芯體107的接觸面被锪孔(鏜孔)150、151、152、153 分隔，形成碰撞端面 160、161、162、163。锪孔 150、151、152、153的直徑比貫通孔170、171、172、173大，中心位置也向銜鐵102的外周側(cè)偏移。其中，圖中锪孔150、151、152、153的深度忽略尺寸比例放大顯示。作為一例，锪孔的深度為距離位于銜鐵102的與固定芯體107的相對(duì)面一側(cè)的碰撞突起(碰撞端面)的頂點(diǎn)20 100 ii m的范圍。虛線1070表示固定芯體107的燃料導(dǎo)入孔107D的內(nèi)徑。點(diǎn)劃線1170表示柱 塞桿114A的頭部114C上形成的彈簧支座129的外徑?？蓜?dòng)件114開(kāi)閥時(shí)、從固定芯體107的貫通孔107D朝向銜鐵導(dǎo)入的燃料，通過(guò)固定芯體107的內(nèi)周的錐部132與彈簧支座129的上端外周的邊緣之間形成的燃料通路SI。由于在該燃料通路的下游形成锪孔150-153及其之后的貫通孔170-173的開(kāi)ロ部，燃料順暢地流動(dòng)。其中構(gòu)成為貫通孔170-173的通路截面積的總和比間隙SI形成的燃料通路的通路截面積更大。此外，構(gòu)成為貫通孔170-173的通路截面積的總和，比柱塞貫通孔128的截面積更大。由此，與在柱塞上設(shè)置貫通孔的情況相比能夠獲得更大的燃料通路截面積。當(dāng)然，也可以在維持實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在柱塞114A的中心或者外周部設(shè)置貫通孔進(jìn)一歩地?cái)U(kuò)大燃料通路。此外，可動(dòng)件114閉閥時(shí)，磁吸引力消失，銜鐵102對(duì)于固定芯體107背離時(shí)，被銜鐵102推開(kāi)的燃料從通路118 —側(cè)通過(guò)貫通孔170-173流動(dòng)，順暢地流入產(chǎn)生負(fù)壓的銜鐵102的端面122與固定芯體107的端面之間的磁隙136。S卩，通過(guò)使構(gòu)成碰撞端面160、161、162、163的凸部區(qū)域(接觸面)變得不連續(xù)，在確保接觸面的面積為磁性或者抗碰撞性上需要的量的同時(shí)使燃料向凸部區(qū)域(接觸面)內(nèi)外的移動(dòng)容易地進(jìn)行。通過(guò)使不連續(xù)的部分與銜鐵102的锪孔150-153、貫通孔170-173鄰接，閉閥時(shí)銜鐵下游ー側(cè)的面擠出的燃料容易地流向銜鐵上游ー側(cè)，并且對(duì)凸部區(qū)域(接觸面)及其內(nèi)外供給，所以減少了使閥體114B向固定芯體107貼合地作用的擠壓效應(yīng)的力，減少了閉閥延遲時(shí)間。如上所述，本實(shí)施例中，在銜鐵102中通過(guò)比作為燃料通路的貫通孔170-173更大、中心位置對(duì)于貫通孔170-173的中心位置向銜鐵102的外周側(cè)偏移的锪孔150-153，降低擠壓效應(yīng)產(chǎn)生的貼合力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低磁路的磁通消失延遲的效果，從而能夠比現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)ー步縮短閉閥延遲時(shí)間，進(jìn)ー步減小最小的可控制噴射量(最小噴射量)。锪孔150-153構(gòu)成從銜鐵102的上端面(固定芯體107 —側(cè)的端面)貫通至下端面(與固定芯體相反一側(cè)的端面)的貫通孔中位于上游ー側(cè)的較大直徑的孔部。貫通孔170-173構(gòu)成從銜鐵102的上端面貫通至下端面的貫通孔中位于下游一側(cè)的較小直徑的孔部。在本實(shí)施例中，锪孔(大直徑部)150-153的中心與貫通孔(小直徑部)170-173的中心位于橫穿銜鐵102的中心軸(與其交叉)在直徑方向上延伸的假設(shè)的直線上。此外，銜鐵102的上端面122，形成為除去锪孔150-153的開(kāi)ロ部和碰撞端面160-163之外的部分構(gòu)成ー個(gè)平面。此時(shí)，上端面122的外周、貫通孔128的開(kāi)ロ周邊邊緣以及锪孔150-153的開(kāi)ロ周邊邊緣上形成倒角，此外碰撞端面160、161、162、163與上端面122之間形成的高低差面形成為傾斜面，這些倒角和傾斜面是除外的。以下，說(shuō)明在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以外，在確保必要的流路面積的同時(shí)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低擠壓效應(yīng)產(chǎn)生的貼合力、和降低磁路的磁通消失延遲是困難的。圖4是銜鐵102中不存在锪孔150-153的情況。為了使來(lái)自固定芯體107的燃料順暢地流動(dòng)，需要與固定芯體內(nèi)周的錐部132和彈簧支座129的上端外周的邊緣之間形成的燃料通路SI連接地配置貫通孔170-173。另ー方面，使固定芯體107與銜鐵102的碰撞面164配置在比形成燃料通路的錐部132靠近外周ー側(cè)。此外，為了增大線圈通電時(shí)的磁吸引力，從銜鐵102通過(guò)外殼103的磁路140的面積需要盡量大。由此，増大貫通孔170-173的直徑存在設(shè)計(jì)上的極限。·圖5表示該情況下銜鐵102的形狀。在沒(méi)有锪孔的情況下，銜鐵102的接觸面164不會(huì)被貫通孔170-173分隔。由此妨礙了凸部區(qū)域(接觸面164)內(nèi)外的燃料的移動(dòng)，不能降低擠壓效果所產(chǎn)生的貼合力，無(wú)法縮短閉閥延遲時(shí)間。圖6是將銜鐵102的貫通孔170-173配置在外周側(cè)的情況。雖然能夠分隔銜鐵102的接觸面164，但是沒(méi)有與燃料通路SI連接地配置貫通孔，所以燃料不能順暢地流動(dòng)，妨礙了可動(dòng)件104的動(dòng)作，開(kāi)閥、閉閥時(shí)的延遲時(shí)間増大。圖7是將锪孔125的中心配置在比圖6的銜鐵貫通孔124的中心靠近內(nèi)徑ー側(cè)的情況。通過(guò)使锪孔125的直徑比貫通孔124大，能夠使來(lái)自燃料通路SI的燃料順暢地流向貫通孔124。但是，锪孔125的深度h越大，磁路140產(chǎn)生的磁吸引力越降低。作為一例，能夠允許吸引力降低的深度h為20 100 iim。由此，實(shí)際的锪孔不能如圖7所示那么深，難以使燃料順暢地流向貫通孔124。此外由于將貫通孔124配置在銜鐵的外周側(cè)，減少了磁路140的磁路截面積，引起磁吸引力的進(jìn)ー步降低。如上所述，應(yīng)用本發(fā)明的形狀時(shí)，即使在為了提高磁響應(yīng)性而使固定芯體和銜鐵凸部碰撞面的形狀優(yōu)化的情況下，也能夠?qū)⑷剂贤放渲迷阢曡F內(nèi)側(cè)，防止流路面積的減少。此外銜鐵的外徑ー側(cè)存在與固定芯體的碰撞面的情況下，能夠使碰撞面分隔，降低固定芯體與銜鐵的貼合力，縮短閉閥延遲時(shí)間，所以能夠提高燃料噴射量精度。其中，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式。此外，只要不影響本發(fā)明的特征性的功能，各結(jié)構(gòu)元件就不限于上述結(jié)構(gòu)。例如，本發(fā)明沒(méi)有特別敘述用于燃料噴射閥的燃料，而能夠應(yīng)用于汽油、柴油、こ醇等所有用于內(nèi)燃機(jī)的燃料。這是由于本發(fā)明是立足于流體具有的粘性阻力的觀點(diǎn)而得出的。無(wú)論使用什么燃料都存在粘性阻力，能夠應(yīng)用本發(fā)明的原理，所以能夠發(fā)揮效果。此外實(shí)施例中的圖1-圖7中在銜鐵上設(shè)置了圓形的锪孔和貫通孔，而從燃料通路的觀點(diǎn)來(lái)講不一定限于圓形，其他形狀也能夠應(yīng)用本發(fā)明的原理。
權(quán)利要求
1.一種燃料噴射閥，其特征在于，具備 包括圓筒狀的銜鐵、位于所述銜鐵的中心部的柱塞桿以及在所述柱塞桿的前端設(shè)置的閥體而構(gòu)成的可動(dòng)件；中心部具有引導(dǎo)燃料的燃料導(dǎo)入孔的固定芯體；和對(duì)包括在所述銜鐵的端面與所述固定芯體的端面之間設(shè)置的磁隙的磁路供給磁通的電磁線圈， 由通過(guò)所述磁隙的磁通而在所述銜鐵的端面與所述固定芯體的端面之間產(chǎn)生的磁引力將所述銜鐵拉向所述固定芯體一側(cè)，驅(qū)動(dòng)所述可動(dòng)件，使所述閥體離開(kāi)閥座而開(kāi)放燃料通路， 在所述銜鐵上，以具有大直徑部和小直徑部的方式形成從與所述固定芯體相對(duì)的面一側(cè)貫通至相反一側(cè)的貫通孔，所述大直徑部相對(duì)于所述小直徑部位于所述固定芯體一側(cè)，并且所述大直徑部的中心軸相對(duì)于所述小直徑部的中心軸向所述銜鐵的外周側(cè)偏移。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，其特征在于 所述固定芯體的與銜鐵相對(duì)的端部的內(nèi)徑具有錐部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燃料噴射閥，其特征在于 銜鐵的與芯體相對(duì)的面一側(cè)具有環(huán)狀的碰撞突起，貫通孔的大直徑部以將該碰撞突起分隔的方式配置。
4.如權(quán)利要求3所述的燃料噴射閥，其特征在于 貫通孔的大直徑部的深度在自銜鐵的與芯體相對(duì)的面一側(cè)的環(huán)狀碰撞突起的頂點(diǎn)起20 IOOiim的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的燃料噴射閥，其特征在于 所述大直徑部的中心和所述小直徑部的中心位于橫穿所述銜鐵的中心軸并在直徑方向上延伸的直線上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燃料噴射閥。為了提高燃料噴射閥的噴射量精度，需要使閥體的開(kāi)閉動(dòng)作迅速地進(jìn)行，有必要在為了提高磁通的響應(yīng)而優(yōu)化芯體和銜鐵的形狀時(shí)，難以引起銜鐵的端面與固定芯體的端面之間的密合現(xiàn)象而防止貼合，并且確保充分的燃料通路面積。在構(gòu)成電磁式燃料噴射閥的可動(dòng)件(114)的銜鐵(102)中，構(gòu)成為使從與固定芯體(107)相對(duì)的面一側(cè)向背面一側(cè)貫通的貫通孔以具有大直徑部(125)和小直徑部(124)的方式形成，大直徑部(125)對(duì)于小直徑部(124)位于上游一側(cè)，并且向外周側(cè)偏移。
文檔編號(hào)F02M61/18GK103016226SQ20121028578
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者三宅威生, 草壁亮, 安部元幸, 相馬正浩 申請(qǐng)人:日立汽車(chē)系統(tǒng)株式會(huì)社