專利名稱：燃油噴射閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射閥以及類似裝置。
背景技術(shù)：
如JP-A-2002-257004或JP-A-2004-124885中所描述，這樣一種燃油噴射閥是公知的，其通過將閥部件安置在形成于閥體上的閥座上以及從閥座上分離閥部件而間歇地從噴射孔噴射燃油。因?yàn)樽罱鼛啄臧l(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)變得嚴(yán)格，主要使用于四輪車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)上的電磁燃油噴射閥現(xiàn)在也應(yīng)用于例如兩輪車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的各種發(fā)動(dòng)機(jī)上。
在閥部件安置在閥座上時(shí)，作為死區(qū)容積(dead volume)的燃油腔被形成在噴射孔側(cè)上的閥部件的梢端面和噴射孔的入口之間。在這樣一種燃油噴射閥中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度升高到很高的溫度，則燃油腔中的燃油會(huì)沸騰。在這種情況下，即使處于閥部件安置在閥座上的閥關(guān)閉期間，燃油也有可能從噴射孔噴出來。即使在燃油溫度沒有達(dá)到沸點(diǎn)的情況下，如果燃油噴射閥的噴射孔側(cè)所面對(duì)的環(huán)境壓力是負(fù)壓時(shí)，燃油腔中的燃油也可能由于壓力降低而沸騰并從噴射孔中噴出。具體而言，使用在兩輪車輛中的空氣冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)和類似裝置具有相對(duì)較弱的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻性能，且發(fā)動(dòng)機(jī)溫度容易升高到較高的溫度。因此，上述問題在空氣冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)中尤其突出。
不取決于環(huán)境溫度，取決于燃油噴射閥的噴射孔側(cè)所面對(duì)的環(huán)境壓力的負(fù)壓程度，燃油可能會(huì)被抽吸出燃油腔且從噴射孔噴出來。
如果因環(huán)境溫度的增加或環(huán)境壓力的降低而使得燃油在除預(yù)定噴射正時(shí)之外的其他正時(shí)噴出，則空氣—燃油比例會(huì)超過理想空氣—燃油比例而變成富油狀態(tài)。
在燃油噴射閥中，其所需的噴射量極小且其靜態(tài)噴射量為150cm3/min或更低，在除了預(yù)定噴射正時(shí)之外的其他正時(shí)噴出的燃油噴出量與預(yù)定噴射量之比會(huì)很高。在這種情況下，有可能使得發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度變得不穩(wěn)定。
JP-A-2004-124885描述了這樣一種結(jié)構(gòu)，在閥部件安置在閥座上的閥關(guān)閉期間，使用設(shè)置在閥部件的梢端上的額外部件來填充閥部件的噴射孔側(cè)梢端面和噴射孔之間的間隙。這種結(jié)構(gòu)不用來減少燃油噴出量，但是沒有形成燃油腔。然而，這種在閥部件上具有上述額外部件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種燃油噴射閥，其能夠使用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來精確地控制燃油噴射量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，靜態(tài)噴射量是150cm3/min或更低的燃油噴射閥被構(gòu)造成使得當(dāng)閥部件安置在閥座上時(shí)，位于噴射孔側(cè)的閥部件的梢端面和噴射孔的入口之間的燃油腔的容積為0.35mm3或更低。當(dāng)燃油噴射閥連續(xù)打開時(shí)，靜態(tài)噴射量是每單位時(shí)間的噴射量。
這樣，作為死區(qū)容積的燃油腔的容積被設(shè)定為很小。因此，例如在閥部件安置在閥座上的閥關(guān)閉期間，可以減少因環(huán)境溫度的增加或環(huán)境壓力的降低而通過噴射孔從燃油腔噴出的燃油噴出量。這樣，在除預(yù)定噴射正時(shí)之外的其他正時(shí)噴出的噴出量與在預(yù)定噴射正時(shí)噴射的噴射量之比會(huì)減小。因此，在靜態(tài)噴射量是150cm3/min或更低的燃油噴射閥中，可以通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來高度精確地控制燃油噴射量。


通過研究以下詳細(xì)說明、附加的權(quán)利要求書和附圖，將理解各個(gè)實(shí)施例的特征和優(yōu)勢(shì)以及操作方法和相關(guān)部件的功能。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的燃油噴射閥的剖視圖；圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的燃油噴射閥的噴射孔附近的剖視圖；圖3是顯示燃油腔的容積和噴出量之間關(guān)系的特征曲線；圖4顯示燃油腔的容積和動(dòng)態(tài)噴射量的變化率之間關(guān)系的特征曲線；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的燃油噴射閥的噴射孔附近的剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的燃油噴射閥的噴射孔附近的剖視圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的燃油噴射閥的噴射孔附近的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的燃油噴射閥。根據(jù)該實(shí)施例的燃油噴射閥10被應(yīng)用在兩輪車輛的空氣冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)(其發(fā)動(dòng)機(jī)排量為150cc或更低)上。燃油噴射閥10位于與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室相連的進(jìn)氣管中，以將燃油噴射到流經(jīng)由進(jìn)氣管所限定的進(jìn)氣通道的進(jìn)口空氣內(nèi)。燃油噴射閥10可應(yīng)用于直噴式(direct-injection)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，其將燃油直接噴射到汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)。燃油噴射閥10也可應(yīng)用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上。燃油噴射閥10的靜態(tài)噴射量(static injection quantity)被設(shè)置成使得當(dāng)燃油壓強(qiáng)是300kPa且使用正庚烷(n-heptane)時(shí)，靜態(tài)噴射量變?yōu)?50cm3/min或以下。在燃油噴射閥10中，可移動(dòng)芯部40、固定芯部42和線圈54構(gòu)成了電磁驅(qū)動(dòng)部分。
燃油噴射閥10的筒形部件12由磁性部件和非磁性部件制成，且被形成為筒形形狀。在筒形部件12的內(nèi)側(cè)沿徑向形成有燃油通道。筒形部件12的燃油通道容置著閥體20、閥部件30、可移動(dòng)芯部40、固定芯部42、調(diào)節(jié)管44、彈簧46、燃油過濾器48等。在圖1中，經(jīng)過筒形部件12的上部分而流入燃油噴射閥10的燃油流經(jīng)了固定芯部42內(nèi)側(cè)的燃油通道、可移動(dòng)芯部40內(nèi)側(cè)的燃油通道、形成于可移動(dòng)芯部40中的燃油孔41、以及當(dāng)閥部件30從閥座23上分離開時(shí)形成于閥部件30和閥座23之間的開口，并通過形成于噴射孔板24中的噴射孔25而噴射。
筒形部件12從閥體20側(cè)開始依次具有第一磁性部件14、作為磁阻部件的非磁性部件15、和第二磁性部件16。通過激光焊接過程，第一磁性部件14和非磁性部件15相結(jié)合。通過激光焊接過程，非磁性部件15和第二磁性部件16相結(jié)合。筒形部件12位于線圈54的徑向內(nèi)側(cè)，且覆蓋著可移動(dòng)芯部40和固定芯部42的外周。筒形部件12的第一磁性部件14、第二磁性部件16、可移動(dòng)芯部40和固定芯部42形成了磁路。非磁性部件15防止第一磁性部件14和第二磁性部件16之間發(fā)生磁通量的短路。燃油過濾器48被容納在筒形部件12的燃油入口部分中。O形圈49密封著輸送管(未示)和燃油噴射閥10之間的間隙。燃油噴射閥10的燃油入口部分被插入到輸送管內(nèi)。
閥體20通過焊接方法在噴射孔25一側(cè)被固定到第一磁性部件14的梢端的內(nèi)側(cè)上。閥體20在其內(nèi)壁面22上具有閥座23。閥部件30可安置在閥座23上。杯形的噴射孔板24通過焊接過程被固定到閥體20的外周壁上。噴射孔板24具有薄板部分。多個(gè)噴射孔25形成在噴射孔板24的薄板部分的中央部分中。
如果閥部件30安置在閥座23上，噴射孔25被堵塞，且燃油噴射被中斷。如圖2所示，閥部件30的噴射孔側(cè)梢端面32大致是平直的。在閥部件30安置在閥座23上的狀態(tài)下，噴射孔側(cè)梢端面32、閥體20的內(nèi)壁面22和噴射孔板24的入口側(cè)端面26限定了燃油腔200。燃油腔200形成為平板形狀。燃油腔200的容積設(shè)定為0.35mm3或更小。燃油腔200的容積不包括噴射孔25的容積。噴射孔板24的入口側(cè)端面26和閥部件30的噴射孔側(cè)梢端面32之間的距離L被設(shè)定為0.1mm或更大(L≥0.1mm)。閥座23(其中閥部件30安置在其上面)的座直徑D設(shè)定為2.7mm或更小(D≤2.7mm)。
如圖1所示，可移動(dòng)芯部40通過焊接過程等在與閥體20相反的一側(cè)被固定到閥部件30上。燃油孔41被形成為貫穿可移動(dòng)芯部40的側(cè)壁。這樣，燃油孔41使得可移動(dòng)芯部40的內(nèi)側(cè)和外側(cè)彼此連接。彈簧46沿使閥部件30安置在閥座23的方向來推壓可移動(dòng)芯部40和閥部件30。
固定芯部42形成為筒形形狀，且容置在筒形部件12中。固定芯部42位于和閥體20相反的可移動(dòng)芯部40一側(cè)。固定芯部42面朝可移動(dòng)芯部40。
調(diào)節(jié)管44被壓配合到固定芯部42內(nèi)，以鎖定彈簧46的一端。通過對(duì)調(diào)節(jié)管44的壓配合量進(jìn)行調(diào)節(jié)，來調(diào)節(jié)彈簧46的推壓力。
如圖1所示，磁性部件50、52彼此磁力相連，且位于線圈54周圍。磁性部件50與第一磁性部件14磁力相連。磁性部件52與第二磁性部件16磁力相連。固定芯部42、可移動(dòng)芯部40、第一磁性部件14、磁性部件50、52和第二磁性部件16形成了磁路。線軸56(其周圍纏繞著線圈54)被連接在筒形部件12周圍。
由絕緣材料制成的樹脂殼體60覆蓋著筒形部件12和線圈54的外周。通過插嵌成型(insert mold)過程插入到樹脂殼體60內(nèi)的端子62與線圈54電連接，以向線圈54供應(yīng)驅(qū)動(dòng)電流。
在燃油噴射閥10中，如果停止對(duì)線圈54的激勵(lì)，則由于彈簧46的推壓力，閥部件30在圖1中向下移動(dòng)或沿閥關(guān)閉方向移動(dòng)。這樣，閥部件30就安置在閥座23上。相應(yīng)地，噴射孔25被堵塞，且燃油噴射被中斷。如果線圈54被激勵(lì)，可移動(dòng)芯部40會(huì)逆著彈簧46的推壓力被磁力朝向固定芯部42方向吸引。閥部件30與可移動(dòng)芯部40一起朝向固定芯部42方向移動(dòng)，且從閥座23上分離開。這樣，燃油通過噴射孔25而噴射。燃油噴射閥10的噴射量由供應(yīng)給線圈54的驅(qū)動(dòng)電流的脈沖寬度來控制。
如果由于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加等原因使得噴射孔25周圍的環(huán)境溫度增加到或超過燃油的沸點(diǎn)，燃油腔200中的燃油會(huì)沸騰。因此，即使在閥部件30安置在閥座23上的閥關(guān)閉期間，燃油腔200中的燃油也會(huì)經(jīng)過噴射孔25噴出。如果燃油噴射閥10的噴射孔板24側(cè)所面對(duì)的環(huán)境壓強(qiáng)變成負(fù)壓，則即使燃油溫度小于沸點(diǎn)，燃油腔200中的燃油也會(huì)由于壓力降低而沸騰。在這種情況下，即使處于閥關(guān)閉期間，燃油腔200中的燃油也會(huì)從噴射孔25噴出。取決于環(huán)境壓強(qiáng)的負(fù)壓程度，燃油腔200中的燃油也由于壓強(qiáng)差而可能被抽吸出來并通過噴射孔25而噴出。
圖3中的特征曲線顯示了燃油腔200的容積V和從燃油腔200噴出的燃油噴出量之間關(guān)系的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量條件是燃油溫度為60℃，環(huán)境壓強(qiáng)是-350mmHg。壓強(qiáng)值是基于環(huán)境壓強(qiáng)為0mmHg所測(cè)量的相對(duì)值。
如圖3所示，如果燃油腔200的容積V超過0.35mm3，從燃油腔200噴出的燃油噴出量Q會(huì)顯著增加?？梢岳斫猓绻加颓?00的容積超過0.35mm3，由于燃油的抽吸(其伴隨著由于環(huán)境壓強(qiáng)的降低或燃油溫度的增加會(huì)帶來燃油的沸騰)引起的噴出力會(huì)超過燃油腔200中的燃油的表面張力，且從燃油腔200噴出的燃油噴出量會(huì)增加。隨著燃油腔200的容積增加，通過噴射孔25噴出的燃油噴出量也會(huì)增加。
圖4的特征曲線顯示了在2ms的脈沖形驅(qū)動(dòng)電流施加到燃油噴射閥(其靜態(tài)噴射量分別是70cm3/min和145cm3/min)上時(shí)的動(dòng)態(tài)噴射量變化率r。在圖4中，實(shí)線300代表了靜態(tài)噴射量為70cm3/min的燃油噴射閥的動(dòng)態(tài)噴射量變化率r，實(shí)線302代表了靜態(tài)噴射量為145cm3/min的燃油噴射閥的動(dòng)態(tài)噴射量變化率r。動(dòng)態(tài)噴射量變化率r是被測(cè)量動(dòng)態(tài)噴射量的增加量相對(duì)于預(yù)定動(dòng)態(tài)噴射量的比率。如圖4所示，不管靜態(tài)噴射量如何，如果燃油腔200的容積V超過0.35mm3，動(dòng)態(tài)噴射量變化率r會(huì)顯著增加。可以理解，在燃油腔200的容積V超過0.35mm3的情況下，對(duì)于燃油腔200的相同容積V，動(dòng)態(tài)噴射量變化率r會(huì)隨著靜態(tài)噴射量的減少而增加。
因此，在示例性實(shí)施例中，燃油腔200的容積被設(shè)定為0.35mm3或更低，以使得將在除預(yù)定噴射正時(shí)之外的其他正時(shí)從燃油腔200噴出的燃油噴出量被減少至最小。
以下分別參考圖5-7來解釋本發(fā)明的第二、第三和第四實(shí)施例。在第二、第三和第四實(shí)施例中，靜態(tài)噴射量被設(shè)定為150cm3/min或更低，且燃油腔200的容積被設(shè)定為0.35mm3或更低。噴射孔板24的入口側(cè)端面26和閥部件的噴射孔側(cè)梢端面之間的距離L被設(shè)定為0.1mm或更大(L≥0.1mm)。閥座(其中閥部件安置在其上面)的座直徑D設(shè)定為2.7mm或更小(D≤2.7mm)。
在如圖5所示的第二實(shí)施例中，閥體80的內(nèi)壁面82在噴射孔板24一側(cè)擴(kuò)大。這樣，燃油腔200在噴射孔板24側(cè)具有擴(kuò)大腔202。包括擴(kuò)大腔202在內(nèi)的燃油腔200的容積被設(shè)定在0.35mm3或以下。在第二實(shí)施例中，閥部件70的噴射孔側(cè)梢端面72和噴射孔板24的入口側(cè)端面26之間的距離L被設(shè)定成大于第一實(shí)施例中的距離L。閥座83(其中閥部件70安裝在其上面)的座直徑D小于第一在如圖6所示的第三實(shí)施例中，閥部件90的梢端部分形成為球形。噴射孔側(cè)梢端面92形成為球面形狀。
在如圖7所示的第四實(shí)施例中，閥部件100的梢端部分形成為球形。閥部件100的噴射孔側(cè)梢端面102形成為平面形狀，其通過切割閥部件100的球形梢端部分的梢端來形成。
在上述實(shí)施例中，在靜態(tài)噴射量為150cm3/min或更低的燃油噴射閥中，燃油腔200的容積被設(shè)定為0.35mm3或以下。這樣，在除預(yù)定噴射正時(shí)的其他正時(shí)通過噴射孔25從燃油腔200噴出的燃油噴出量被減少到最小。這樣，即使在具有較小靜態(tài)噴射量的緊湊燃油噴射閥的情況下，也可以不采用額外的部件而高度精確地控制燃油噴射量。
在上述實(shí)施例中，靜態(tài)噴射量被設(shè)定為150cm3/min或更低，且燃油腔200的容積V被設(shè)定為0.35mm3或更低，距離L被設(shè)定為0.1mm或更大，且座直徑D設(shè)定為2.7mm或更小?？蛇x地，只要靜態(tài)噴射量被設(shè)定為150cm3/min或更低且燃油腔200的容積被設(shè)定為0.35mm3或更低，在制造許可的范圍內(nèi)，距離L可以設(shè)定為0.1mm以下且座直徑D可以設(shè)定大于2.7mm。
在上述實(shí)施例中，噴射孔25形成在位于閥體20的底部分的外壁上的噴射孔板24中?？蛇x地，噴射孔25可直接形成在閥體中，其中閥座形成在該閥體上。同時(shí)，在這種結(jié)構(gòu)中，通過設(shè)定形成在燃油噴射閥(其靜態(tài)噴射量為150cm3/min或更低)中的閥部件的噴射孔側(cè)梢端面和噴射孔之間的燃油腔的容積為0.35mm3或更低，可高度準(zhǔn)確地控制燃油噴射量。
在上述實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于燃油噴射閥，其用于將燃油噴射到兩輪車輛的空氣冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)(其發(fā)動(dòng)機(jī)排量是150cc或更低)的進(jìn)氣管內(nèi)。
本發(fā)明不限于上述公開的實(shí)施例，而是能夠如附加的權(quán)利要求所限定、在不偏離本發(fā)明范圍的情況下以其他方式來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種燃油噴射閥，其包括閥體，其形成有閥座；閥部件，當(dāng)閥部件安置在閥座上時(shí)，該閥部件中斷了來自形成于閥座下游的噴射孔的燃油噴射，且通過與閥座分離而允許從噴射孔進(jìn)行燃油噴射；和電磁驅(qū)動(dòng)部分，其往復(fù)移動(dòng)閥部件；其中燃油噴射閥提供的靜態(tài)噴射量是150cm3/min或更低；且燃油噴射閥被構(gòu)造成使得，當(dāng)閥部件安置在閥座上時(shí)，位于噴射孔側(cè)的閥部件的梢端面和噴射孔的入口之間的燃油腔的容積為0.35mm3或更低。
2.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射閥，其特征在于燃油噴射閥被構(gòu)造成使得，位于閥部件的噴射孔側(cè)梢端面和噴射孔的入口之間的距離為0.1mm或更高，且閥座的座直徑為2.7mm或更小，其中閥部件安置在該閥座上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燃油噴射閥，其特征在于還包括噴射孔板，其形成有噴射孔；其中，燃油腔由閥體的內(nèi)壁面、閥部件的噴射孔側(cè)梢端面和噴射孔板的入口側(cè)端面來限定，其中在閥體的內(nèi)壁面上形成有閥座。
4.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射閥，其特征在于閥部件的噴射孔側(cè)梢端面是大致平直的表面。
5.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射閥，其特征在于閥部件的噴射孔側(cè)梢端面是球形表面。
6.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射閥，其特征在于閥部件具有球形的梢端部分；且閥部件的噴射孔側(cè)梢端面是通過切割閥部件的球形梢端部分的梢端而形成的大致平直的表面。
7.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射閥，其特征在于燃油腔在噴射孔側(cè)包括擴(kuò)大部分，其中燃油腔的內(nèi)徑在該擴(kuò)大部分處擴(kuò)大。
全文摘要
靜態(tài)噴射量是150cm
文檔編號(hào)F02M51/00GK1828040SQ20061005499
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者外尾隆幸, 杉山幸一, 山本辰介 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝