專利名稱：燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構，尤其是涉及在預定時刻噴射由蓄壓器(總油道)等供給的高壓燃油的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構。
圖6是燃油后噴射閥1的截面圖，燃油噴射閥1具有噴油器殼2、噴嘴體3、噴油嘴針閥4、閥塞5、閥體6、背壓控制部7和連桿8。
在噴油器殼2的前端部上，通過噴嘴螺帽9安裝著噴嘴體3，而且在噴油器殼的上部上安裝著連桿8。
來自油箱10的燃油通過燃油泵10增至高壓并積蓄在總油道11(蓄壓器)中，從連桿8中將高壓燃油供給燃油噴射閥1。
就是說，從連桿8到噴油器殼2及噴嘴體3地形成了燃油通道13，可以把高壓燃油供給噴油嘴針閥4的承壓部4A，與噴油嘴針閥4的承壓部4A相對地形成儲油腔14。此外，燃油通道13的局部從高壓燃油輸入部8延伸到圖6中的上方并從背壓控制部7起形成了燃油回流道15，燃油由此可回到油箱10。
在噴嘴體3的前端部上，形成了數量隨意的燃油噴孔16，噴油嘴針閥4的前端壓在與噴孔16連通的座部17上并由此封閉了噴孔16，噴油嘴針閥4通過抬離座部17而打開噴孔16并由此可以噴出燃油。
在噴油嘴針閥4的上部上，設置了在壓向座部17的落座方向上對噴油嘴針閥4施加作用力的噴嘴彈簧18，與噴油嘴針閥4一體的閥塞5繼續向上延伸，這個閥塞5可滑動地被插入噴油器殼2和滑動孔2A及閥體6的滑動孔6A中。
圖7是閥體6及背壓控制部7的主要部分的放大截面圖，閥體6在其上方中央部上形成了控壓室19并且使閥塞5的前端部從下側接近該控壓室19。
控壓室19與成型于閥體6上的輸入側孔20連通。輸入側孔20通過成型于閥體6和噴油器殼2之間的壓力輸入腔21與燃油通道13連通并且將來自總又道12的輸入壓力供給控壓室19。
在壓力輸入腔21的下端部上，設置了由樹脂材料、橡膠材料或銅材等其它軟質材料構成的密封件22，壓力輸入腔21的高壓側與噴有器殼2和閥體6之間的低壓側被隔斷開。
控壓室19也與啟閉孔23連通，啟閉孔23可通過背壓控制部7的閥球23(控制閥體)來啟閉。
控壓室19的閥塞5頂部5A的承壓面積比噴油嘴針閥4的承壓部4A(圖6)的承壓面積大。
如圖6所示，背壓控制部7具有磁鐵25、閥簧26、磁舌27、與磁舌27一體的上述閥球24、上述控壓室19。
通過給磁鐵25傳送驅動信號，磁鐵25克服閥簧26的作用力地吸引磁舌27，由此使閥球24抬離啟閉孔23，從而可以在燃油回流道15側解除控壓室19的壓力。
因此，通過閥球24的動作來控制控壓室19的壓力并且通過閥塞5來控制噴油嘴針閥4的背壓，由此操作噴油嘴針閥4的落座和抬起。
在這樣構成的燃油噴射閥1中，來自總油道12的高壓燃油經過燃油通道13被供給儲油腔14的噴油嘴針閥4的承壓部4A，同時，它們壓力輸入腔21及輸入側孔20被供給控壓室19的閥塞5頂部5A。
因而，噴油嘴針閥4通過閥塞5承受控壓室17的背壓并且在與噴嘴彈簧18作用力的合力作用下壓坐在噴嘴體3座部17上并由此封閉噴孔16。
通過在預定時刻給磁鐵25輸送驅動信號，磁鐵吸引磁舌27，當閥球24打開啟閉孔23時，控壓室17的高壓通過啟閉孔23并經燃油回流道14返回油箱10，因而，解除了作用在控壓室19的閥塞5頂部5A上的高壓，噴油嘴針閥4通過承壓部4A的高壓克服噴嘴彈簧18的作用力地抬離座部17，從而打開噴孔14地噴出燃油。
如果閥球24通過使磁鐵25消磁而關閉了啟閉孔23，則控壓室19內的壓力通過閥塞5使噴油嘴針閥4位于其落座位置(座部17)上，從而關閉了噴孔14并結束燃油噴射。
不過，如圖8的曲線所示，燃油噴射量Q與磁鐵25的通電時間ET的關系理想地是如圖所示地直線狀變化，而實際上，發生了圖9曲線所示的脈動或波動。
就是說，隨著閥塞5因低壓側啟閉孔23的打開而抬起，從高壓側的輸入側孔8被送入控壓室19的高壓燃油從閥塞頂部5A的平坦部5B和啟閉孔23的開口部23A所在的且一樣平坦的對置面23B之間向啟閉空23卸壓，而由于平坦部5B和對置面23B是相互平行的且彼此間的節流截面積是一定的，所以在從輸入側孔20和控壓室19到啟閉孔3的卸壓途中，在作用于閥塞5的壓力中產生了脈動。
尤其是如圖9所示，存在著在閥塞5(噴油嘴針閥4)升起途中的波動問題、閥塞5平坦部5B碰到啟閉孔23開口部23A(對置面23B)時的完全升起前的碰撞問題以及完全升起區域的波動等問題。發生這樣的波動是必然的并且造成對燃油噴射閥1噴射特性穩定性的擾亂。
因此，存在著每個與總油道12(蓄壓器)相連的各燃油噴射閥1有噴射量Q差的問題。
而且，日本專利申請公開號平8-319917、日本專利申請公開號平9-32683、日本專利申請公開號11-218062等就是這種燃油噴射閥。
不過，在任何技術中，象上述那樣的閥塞5的頂部5A的平坦部5B及對應于啟閉孔23的對置面23B的組成部分是相互平行的，由于彼此間的節流截面積是一定的，所以在從高壓側的輸入側孔20和控壓室19到低壓側的啟閉孔23的卸壓途中，很難防止對相當于閥塞5的部件產生壓力脈沖。
此外，本發明的課題是提供一種可抑制噴油嘴抬起時的燃油噴射量的不規則波動的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構。
而且，本發明的課題是提供一種能夠使燃油噴射量與背壓控制部的磁鐵通電時間之比接近理想狀態的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構。
另外，本發明的課題是提供一種可消除與總油道(蓄壓器)相連的每個燃油噴射閥噴射量差的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構。
即，本發明著眼于采用這樣的形狀，即它能夠使閥塞頂部與形成啟閉孔的配合側閥體對置面之間的形狀最佳化，具體地說，能夠面向啟閉孔開口部地一點點收縮兩者間，本發明是這樣一種燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構，即在與高壓側相連的輸入側孔接受高壓燃油供應的同時，在閥體上形成可與與低壓側相連的啟閉孔連通的控壓室，使控制該噴油嘴針閥的閥塞與該控壓室相鄰，所述啟閉孔通過控制閥體來啟閉并可以實現借助所述閥塞的所述噴油嘴針閥的噴孔的啟閉，其特點是，所述閥塞的頂部和所述啟閉孔的開口部之間的節流截面積隨著從閥塞外緣部起接近該開口部而逐漸減小。
在所述閥塞的頂部與所述啟閉孔開口部所處的閥體對置面之間，能夠形成彼此間距離逐漸縮小的節流通道。
所述閥塞頂部的截面能夠成向著所述開口部凸起的弧形。
在這種場合下，最好平坦地形成上述啟閉孔開口部所處的閥體對置面。
所述啟閉孔的開口部的截面能夠成向著所述閥塞的頂部凸起的弧形。
在這種場合下，最好平坦地形成上述閥塞頂部。
所述閥塞的頂部可以插入所述啟閉孔的開口部中。
在這種場合下，是凸起的上述頂部和是凹部的上述開口部最好都成圓錐形。
能夠在所述閥塞的頂部上形成傾斜溝槽。
在這種場合下，最好平坦地形成上述啟閉孔開口部所處的閥體對置面。
能夠在所述閥塞的頂部上形成傾斜切口。
在這種場合下，最好平坦地形成上述啟閉孔開口部所處的閥體對置面。
隨著所述閥塞抬起，所述閥塞頂部例如能夠封閉它地接觸到所述啟閉孔的開口部，燃油能夠一點點地從所述開口部漏向所述低壓側。
在本發明的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構中，通過采用能夠向著啟閉孔開口部地一點點收縮閥塞頂部與形成啟閉孔的配合側閥體對置面之間的形狀，控壓室內的高壓燃油可以在閥塞在升向啟閉孔時一點點地漏向啟閉孔側，在控壓室內不發生造成脈動的增大壓力的狀態下發生節流，壓力一點點降低且燃油一點點流向低壓側，可以抑制在控壓室內產生脈動的傾向。
因此，能夠獲得接近圖8所示理想形式的噴射特性并能夠確保噴射穩定性。
另外，與過去相比，能夠減小與總油道相連的每個燃油噴射閥的差異。
此外，能夠獲得穩定的扭矩輸出特性，不用說提高了發動機耐久性，也可實現安全系數最佳化。
而且，通過提高噴射量精度，也可以最佳地控制廢氣凈化系統。
另外，當組合渦輪系統和燃油噴射閥時，能夠縮小輸出功率誤差，由此能夠獲得良好的加速特性并且能夠盡可能減小燃油噴射閥的控制噴射量。發明效果如上所述地，根據本發明，通過每次收縮一點點地構成收縮閥塞和啟閉孔之間，從而控制了控壓是內的壓力脈動并能夠穩定地得到隨著閥塞抬起而產生的燃油噴射量，能夠減小每個燃油噴射閥的噴射量差。
圖2是本發明第二實施形式的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構40的閥體6及背壓控制部7的主要部分的放大截面圖。
圖3是本發明第三實施形式的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構50的閥體6及背壓控制部7的主要部分的放大截面圖。
圖4是本發明第四實施形式的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構60的閥體6及背壓控制部7的主要部分的放大截面圖。
圖5是本發明第五實施形式的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構70的閥體6及背壓控制部7的主要部分的放大截面圖。
圖6是燃油噴射閥1的截面圖。
圖7是其閥體6和背壓控制部7的主要部分的放大截面圖。
圖8是表示其燃油噴射量Q與磁鐵25通電時間ET的理想關系的曲線圖。
圖9是表示圖6、7所示燃油噴射閥1的其燃油噴射量Q與磁鐵25通電時間ET的理想關系的曲線圖。
發明的實施形式以下，根據
圖1來說明本發明第一實施形式的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構30。不過，與圖6-圖9一樣的部分用相同符號表示并省略了對其的詳細描述。
圖1是與圖7一樣的燃油噴射閥1的噴油嘴針閥4的控制結構30的閥體6及背壓控制部7的主要部分的放大截面圖，噴油嘴針閥4的背壓控制結構30采用了其閥塞31頂部朝著開口部23A凸起的截面成弧形的頂部31A。
圖1表示閥塞31接觸啟閉孔23的開口部23A的完全升起狀態。
閥體6仍可使用原來的閥體。
而閥塞31的頂部31A不是截面成弧形的頂部31A，而能夠是具有預定傾斜部的截面成圓錐形的頂部(未示出)。
隨著截面成弧形的頂部31A朝向啟閉孔23的開口部23A即從閥塞31外緣部31B起接近開口部23A，閥塞31頂部31A與啟閉孔23對置面23B之間的節流通道32的節流截面積朝著流動方向遞減。
另外，當截面成弧形的頂部31A隨著閥塞31升起而接近開口部23a時，截面成弧形的頂部31A和開口部23A無限線接觸地接近并可以封閉開口部23A，但實際上是有微小間隙33的，在這個微小間隙33上形成了油膜，控壓室19內的壓力能夠一點點地向著啟閉孔23方向卸壓。
在這樣構成的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構30中，當閥塞31升起且其截面成弧形的頂部31A在接觸啟閉孔23開口部23A的方向上移動時，截面成弧形的頂部31A和平坦的對置面23B之間的節流通道32的節流截面積逐漸減小，由此一來，隨著閥塞31升起，在控壓室19內明顯減少了壓力波動或升降，同時控壓室19內的壓力能夠通過節流通道32的最前端或微小間隙以及啟閉孔23而在低壓側(油箱10側)卸壓。
因此，從圖9的波動噴孔16的噴射量Q與施加于磁鐵25的通電時間ET的關系能夠不同于圖9的有凸點和波動的關系地接近圖8的理想形式。
此外，在可以穩定獲得所設計的噴射量的同時，也可避免與總油道12(蓄壓器)連通的每個燃油噴射閥1的差異。
在本發明中，從控壓室19內的閥塞到啟閉孔23的節流通道的形式可以是任意的。
例如，圖2是與圖7一樣的本發明第二實施例的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構40的閥體6和背壓控制部7的主要部分的放大截面圖。
在噴油嘴針閥4的背壓控制結構40中，形成了這樣的截面成弧形的對置面41，即啟閉孔23的開口部23A所處的對置面那側向著閥塞5頂部5A凸起，在截面成弧形的對置面41和閥塞5頂部5A的平坦部5B之間，可以形成節流截面積向著流動方向遞減節流通道42以及可形成其最前端部的微小間隙43。
閥塞5仍可使用原來的閥塞。
在這樣構成的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構40中，通過在閥塞5和啟閉孔23的開口部23A之間形成節流通道42，從而與背壓控制結構30(圖1)一樣地，能夠抑制隨著閥塞5抬起而產生的控壓室19內的壓力脈動并穩定地獲得噴射量。
圖3是與圖7一樣的本發明第三實施例的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構50的閥體6和背壓控制部7的主要部分的放大截面圖。
在噴油嘴針閥4的背壓控制結構50中，閥塞5頂部5A可插入啟閉孔23的開口部23A中，在過去的閥塞5頂部5A的中心位置上形成圓錐形凸起51的同時，在啟閉孔23內形成截面成圓錐形的凹部52。
凸起51的傾斜度比凹部52的傾斜度更陡一些，凸起51和凹部52之間朝著啟閉孔23內部即朝著流動方向地形成了一點點收縮的節流通道53并且在其前端部上形成微小間隙54。就是說，凸起51的前端部位于凹部52的最內部，在該部分上，可以形成微小間隙54。
在這樣構成的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構50中，通過在閥塞5凸起51和啟閉孔23的開口部23A的凹部52之間形成節流通道53，從而與背壓控制結構30(圖1)一樣地，能夠抑制隨著閥塞5抬起而產生的控壓室19內的壓力脈動并穩定地獲得噴射量。
而且，由于與更長距離(節流通道53)有關地獲得了節流，所以可進一步確保穩定性。
圖4是與圖7一樣的本發明第四實施例的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構60的閥體6和背壓控制部7的主要部分的放大截面圖。
在噴油嘴針閥4的背壓控制結構60中，在閥塞5頂部5A上，作為節流通道并按任意間隔角度地形成了從閥塞5中心軸線向著外緣部方向傾斜的多條傾斜溝槽61，在頂部與開口部23A所處的對置面23B之間，可以在傾斜溝槽61的前端部上形成微小間隙62。
在這樣構成的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構60中，通過在閥塞5頂部5A上作為朝向流動方向的節流通道地形成傾斜溝槽61，從而可以抑制隨著閥塞5抬起而產生的控壓室19內的壓力脈動，并且與背壓控制結構30(圖1)一樣地，能夠穩定地獲得噴射量。
而且，形成直線狀傾斜溝槽61能夠通過更容易的加工處理來實現朝向開口部23A的一點一點的節流。
圖5是與圖7一樣的本發明第五實施例的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構70的閥體6和背壓控制部7的主要部分的放大截面圖。
在噴油嘴針閥4的背壓控制結構70中，在閥塞5頂部5A上，作為節流通道地形成了從閥塞5中心軸線向著外緣部分方向傾斜的任意多的傾斜切口71，在頂部與開口部23A所處的對置面23B之間，可在其前端部上形成微小間隙72。
在這樣構成的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構70中，通過在閥塞5頂部5A上作為朝向流動方向的節流通道地形成傾斜切口71，從而可以抑制隨著閥塞5抬起而產生的控壓室19內的壓力脈動，并且與背壓控制結構30(圖1)一樣地，能夠穩定地獲得噴射量。
而且，形成直線狀傾斜切口61能夠通過更容易的加工處理來實現朝向開口部23A的一點一點的節流。
符號說明1-燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構(圖6)；2-噴油器殼；2A-噴油器殼2的滑動孔；3-噴嘴體；4-噴油嘴針閥；4A-噴油嘴針閥4的承壓部；5-閥塞；5A-閥塞5的頂部(圖1-圖5，圖7)；5B-頂部5A的平坦部(圖2-圖5，圖7)；6-閥體；6A-閥體6的滑動孔；7-背壓控制部；8-連桿；9-噴嘴螺帽；10-油箱；11-燃油泵；12-總油道(蓄壓器)；13-燃油通道；14-儲油腔；15-燃油回流道；16-噴孔；17-座部；18-噴嘴彈簧；19-控壓室；20-輸入側孔；21-壓力輸入腔；22-密封件；23-啟閉孔；23A-啟閉孔23的開口部(圖1-圖5，圖7)；23B-啟閉孔23的開口部23A所處的對置面(圖1，圖3-圖5，圖7)；24-閥球(控制閥體)；25-磁鐵；26-閥簧；27-磁舌；30-燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構(第一實施形式，圖1)；31-閥塞；31A-閥塞31的截面成弧形的頂部；31B-閥塞31的外緣部；32-節流通道；33-微小間隙；40-燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構(第二實施形式，圖2)；41-截面成弧形的對置面；42-節流通道；43-微小間隙；50-燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構(第三實施形式，圖3)；51-圓錐形凸起；52-截面成圓錐形的凹部；54-微小間隙；60-燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構(第四實施形式，圖4)；61-傾斜溝槽(節流通道)；62-微小間隙；70-燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構(第五實施形式，圖5)；71-傾斜切口(節流通道)；72-微小間隙；
權利要求
1.一種燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構，其中在與高壓側相連的輸入側孔接受高壓燃油供應的同時，在閥體上形成可與與低壓側相連的啟閉孔連通的控壓室，使控制該噴油嘴針閥的閥塞與該控壓室相鄰，所述啟閉孔通過控制閥體來啟閉并可以實現借助所述閥塞的所述噴油嘴針閥的噴孔的啟閉，其特征在于，所述閥塞的頂部和所述啟閉孔的開口部之間的節流截面積隨著從閥塞外緣部起接近該開口部而逐漸減小。
2.如權利要求1所述的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構，其特征在于，在所述閥塞的頂部與所述啟閉孔開口部所處的閥體對置面之間，形成了彼此間距離逐漸縮小的節流通道。
3.如權利要求1所述的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構，其特征在于，所述閥塞的頂部的截面成向著所述開口部凸起的弧形。
4.如權利要求1所述的燃油噴射閥噴油嘴針閥控制結構，其特征在于，所述啟閉孔的開口部的截面成向著所述閥塞的頂部凸起的弧形。
5.如權利要求1所述的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構，其特征在于，所述閥塞的頂部可以插入所述啟閉孔的開口部中。
6.如權利要求1所述的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構，其特征在于，在所述閥塞的頂部上形成傾斜溝槽。
7.如權利要求1所述的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構，其特征在于，在所述閥塞的頂部上形成傾斜切口。
8.如權利要求1所述的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構，其特征在于，隨著所述閥塞抬起，所述閥塞頂部接觸到所述啟閉孔的該開口部，燃油一點點地從所述開口部漏向所述低壓側。
全文摘要
提供一種可減小噴油嘴抬起時的燃油噴射量的不規則波動的、使燃油噴射量與背壓控制部的磁鐵通電時間之比接近理想狀態的且可消除與總油道相連的每個燃油噴射閥的噴射量差的燃油噴射閥的噴油嘴針閥控制結構。通過一點點地收縮閥塞31頂部(截面成弧形的頂部31A)與形成啟閉孔23的對置面23B之間，從而通過控制閥體(閥球24)啟閉與控壓室19連通的啟閉孔23并且啟閉借助閥塞31的噴油嘴針閥的噴孔，閥塞31頂部(截面成弧形的頂部31A)與啟閉孔23開口部23A之間的節流截面積隨著從閥塞31外緣部31B起接近開口部23A而遞減。
文檔編號F02M47/00GK1397728SQ0212614
公開日2003年2月19日 申請日期2002年7月16日 優先權日2001年7月16日
發明者千嶋正俊, 久保賢一, 橋本邦彥 申請人:株式會社博世汽車系統