本公開涉及一種將燃料噴射至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料噴射閥。

背景技術(shù)：

常規(guī)燃料噴射閥包括：噴嘴針，其打開或關(guān)閉燃料通過其噴射至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴射孔；控制室，高壓燃料被引入其中，以沿著閥關(guān)閉方向推動(dòng)噴嘴針；孔口主體，其具有排放通道，控制室中的燃料通過該排放通道被排放至低壓部；以及閥主體，其通過接觸形成在孔口主體上的平坦片狀表面或與之分離來打開或關(guān)閉排放通道。

一旦打開排放通道，控制室中的高壓燃料通過排放通道被釋放至低壓部。因此，控制室中的壓力降低，并且噴嘴針受到驅(qū)動(dòng)以沿著閥打開方向運(yùn)動(dòng)，從而打開噴射孔(例如，參照對應(yīng)于US 5,839,661、US 6,027,037的JP H10-153155 A)。

含有各種雜質(zhì)的燃料(即，低質(zhì)量燃料)預(yù)計(jì)被廣泛使用。當(dāng)燃料的雜質(zhì)在其中片狀表面與排放通道交叉的拐角部分(即出口邊緣部分)附近卡在閥主體與片狀表面之間時(shí)，拐角部分容易朝著排放通道彎轉(zhuǎn)(escape)，即容易變形。因此，在拐角部分中容易產(chǎn)生裂紋。接著，片狀表面的損壞會(huì)通過經(jīng)排放通道排放至低壓部的燃料中包含的細(xì)微雜質(zhì)的流體摩損行為從拐角部分的裂紋發(fā)展。

結(jié)果，即使閥主體接觸片狀表面，并且排放通道關(guān)閉，高壓燃料也會(huì)通過片狀表面的損壞部分泄漏至低壓部。因此，燃料噴射量和燃料泄漏量會(huì)增大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的一個(gè)目的是限制堵塞在燃料噴射閥中的雜質(zhì)導(dǎo)致的裂紋的產(chǎn)生。

根據(jù)本公開的一方面，一種燃料噴射閥包括噴嘴針、控制室、孔口主體、閥主體和倒角部分。噴嘴針打開或關(guān)閉噴射孔，燃料通過該噴射孔噴射至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中。高壓燃料被引入控制室中，以沿著閥關(guān)閉方向推動(dòng)噴嘴針。孔口主體包括：排放通道，燃料通過該排放通道從控制室排放至低壓部；以及孔口主體片狀表面，其為平坦的，并且包圍排放通道的下游端部。閥主體與孔口主體片狀表面接觸或分離，以關(guān)閉或打開排放通道。倒角部分設(shè)置在其中孔口主體片狀表面與排放通道交叉的拐角部分上。

倒角部分設(shè)置在其中孔口主體片狀表面與排放通道交叉的拐角部分中。因此，即使雜質(zhì)在拐角部分附近堵塞在閥主體與孔口主體片狀表面之間，拐角部分也不可能朝著排放通道變形。因此，可限制裂紋的產(chǎn)生。

此外，如果倒角部分未設(shè)置在其中孔口主體片狀表面與排放通道交叉的拐角部分中，則通過排放通道排放至低壓部的燃料的流動(dòng)方向在拐角部分附近大大地改變。因此，流體摩損力變大。另一方面，當(dāng)?shù)菇遣糠衷O(shè)置在其中孔口主體片狀表面與排放通道交叉的拐角部分中時(shí)，排放的燃料的流動(dòng)方向適當(dāng)?shù)馗淖?。因此，可減小流體摩損力。

附圖說明

將從以下描述、權(quán)利要求和附圖中最好地理解本公開及其額外目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中：

圖1是示出根據(jù)本公開的第一實(shí)施例的燃料噴射閥的示意性剖視圖；

圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的在涂布之后的孔口主體的剖視圖；

圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的在拋光之前的孔口主體的狀態(tài)的剖視圖；

圖4是示出根據(jù)第一實(shí)施例的在拋光之后的孔口主體的狀態(tài)的剖視圖；

圖5是示出排放的燃料相對于倒角部分的倒角尺寸或者R尺寸的流速特征的圖；

圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施例的第一修改形式的孔口主體的剖視圖；

圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施例的第二修改形式的孔口主體的剖視圖；

圖8是示出根據(jù)第一實(shí)施例的第三修改形式的孔口主體的剖視圖；

圖9是示出根據(jù)本公開的第二實(shí)施例的燃料噴射閥的一部分的剖視圖；以及

圖10是示出根據(jù)本公開的第三實(shí)施例的燃料噴射閥的一部分的剖視圖。

具體實(shí)施方式

下文中，將參照附圖描述本公開的實(shí)施例。在實(shí)施例中，對應(yīng)于在先前實(shí)施例中描述的內(nèi)容的一部分可被賦予相同的標(biāo)號(hào)，并且可省略對該部分的重復(fù)解釋。當(dāng)在一個(gè)實(shí)施例中僅描述了構(gòu)造的一部分時(shí)，可將另一先前實(shí)施例應(yīng)用于所述構(gòu)造的其它部分。即使沒有明確描述一些部分可組合，所述部分也可組合。即使未明確描述實(shí)施例可組合，實(shí)施例也可部分地組合，只要在組合中沒有壞處即可。

(第一實(shí)施例)

下面將描述本公開的第一實(shí)施例。根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的燃料噴射閥附著于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，壓縮點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))的氣缸頭。燃料噴射閥將在共軌(common rail)中積累的高壓燃料噴射至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中。

如圖1所示，燃料噴射閥的主體1是包括噴嘴主體10、下主體12、孔口主體14和上主體16的集成主體。

下主體12包括流入口120，從共軌供應(yīng)的高壓燃料通過流入口120如圖1中的箭頭所示被引入主體1中。流入口120通過設(shè)置在下主體12中的高壓燃料通道121和設(shè)置在噴嘴主體10中的高壓燃料通道100與設(shè)置在噴嘴主體10中的燃料累積室101連通。

噴嘴主體10包括：噴射孔102，被引入燃料累積室101中的高壓燃料通過該噴射孔102被噴射至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中；以及噴嘴主體片狀部分103，其具有錐形形狀，并且沿著燃料的流動(dòng)方向設(shè)置在噴射孔102的上游側(cè)上。

具有臺(tái)階圓柱形的的噴嘴針(nozzle needle)2布置在噴嘴主體10和下主體12內(nèi)部。

噴嘴針2包括具有錐形形狀的噴嘴針片狀部分21、小直徑圓柱形部分22、受壓部分23、大直徑圓柱形部分24和銷部25，它們沿著遠(yuǎn)離噴射孔102的方向按照該次序排列，如圖1所示。

噴嘴針2的大直徑圓柱形部分24以可滑動(dòng)和液體緊密方式被噴嘴主體10和下主體12支承。

噴嘴針片狀部分21、小直徑圓柱形部分22和受壓部分23排列在燃料累積室101中。

銷部25排列在設(shè)置在下主體12中的彈簧室122中。銷部25的端部位于低壓室124中，并且銷部25的端部的端表面接觸公共活塞4。

彈簧室122通過設(shè)置在下主體12中的低壓通道123、設(shè)置在孔口主體14中的低壓燃料通道140、由孔口主體14和上主體16限定的致動(dòng)器室141(低壓部)以及設(shè)置在上主體16中的流出口160連接至燃料箱。

噴射孔102通過噴嘴針片狀部分21與噴嘴主體片狀部分103的分離或接觸而打開或關(guān)閉。燃料累積室101中的高壓燃料的壓力施加至受壓部分23，因此沿著閥打開方向推動(dòng)噴嘴針2以打開噴射孔102。噴嘴針2被沿著閥關(guān)閉方向推動(dòng)以通過布置在彈簧室122中的噴嘴彈簧3關(guān)閉噴射孔102。

下主體12包括通過具有臺(tái)階圓柱形的公共活塞4分離的低壓室124和控制室125。

低壓室124通過下主體12的分隔壁126與銷部25之間的間隙連接至彈簧室122。

控制室125通過設(shè)置在下主體12中的引入通道127和設(shè)置在孔口主體14中的引入通道142連接至流入口120。因此，高壓燃料從共軌通過引入通道127和142被供應(yīng)至控制室125。公共活塞4經(jīng)受引入至控制室125中的高壓燃料的壓力，并且沿著閥關(guān)閉方向推動(dòng)噴嘴針2。

控制室125通過設(shè)置在孔口主體14中的排放通道143連接至致動(dòng)器室141?？刂剖?25中的高壓燃料通過排放通道143排放至致動(dòng)器室141。排放通道143是具有均勻直徑的圓柱形空間。

如圖1和圖4所示，孔口主體14包括平坦的孔口主體片狀表面144。閥主體53接觸孔口主體片狀表面144或與其分離。孔口主體14包括具有環(huán)形并且包圍孔口主體片狀表面144的孔口主體凹進(jìn)部分145?？卓谥黧w凹進(jìn)部分145可連續(xù)并完全地包圍孔口主體片狀表面144。孔口主體片狀表面144是垂直于排放通道143的軸線的平坦表面?？卓谥黧w片狀表面144包圍鄰近于致動(dòng)器室141的排放通道143的端部。換句話說，孔口主體片狀表面144包圍排放通道143的下游端部?？卓谥黧w片狀表面144可連續(xù)并完全地包圍排放通道143的端部。

電磁控制閥5設(shè)置在致動(dòng)器室141中?？刂崎y5包括：螺線管51，其受激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生磁吸力；電樞52，其被磁吸力吸引；閥主體53，其連接至電樞52，并且根據(jù)閥主體53的平坦閥主體片狀表面530與孔口主體片狀表面144的分離或接觸打開或關(guān)閉排放通道143；以及閥彈簧54，其推動(dòng)電樞52。閥主體片狀表面530可垂直于排放通道143的軸向。

電樞52和閥主體53沿著遠(yuǎn)離孔口主體片狀表面144的方向受螺線管51吸引，并且被閥彈簧54朝著孔口主體片狀表面144推動(dòng)。

如圖2和圖4所示，在孔口主體14中，孔口主體片狀表面144與排放通道143交叉的拐角部分被斜切，并且包括倒角部分6?？卓谥黧w片狀表面144和倒角部分6被涂布并且提高了耐磨性。因此，在孔口主體片狀表面144和倒角部分6上形成涂層7(涂料)?？卓谥黧w14由不銹鋼制成。涂層7由耐磨性優(yōu)于不銹鋼的氮化鉻制成。倒角部分6可為將孔口主體片狀表面144與排放通道143的內(nèi)表面連接的表面。倒角部分6可連續(xù)且完全地包圍排放通道143的端部。

接著，將描述孔口主體14的詳細(xì)構(gòu)造和處理工序。首先，如圖3所示，例如，通過孔口主體14的切割、電火花機(jī)加工或壓制形成排放通道143、孔口主體凹進(jìn)部分145和倒角部分6。在這個(gè)步驟，不形成孔口主體片狀表面144。

倒角部分6是錐形的?？卓谥黧w凹進(jìn)部分145的內(nèi)周表面145a也是錐形的。

接著，如圖4所示，將其上形成有孔口主體凹進(jìn)部分145和倒角部分6的孔口主體14的一側(cè)上的表面拋光，以使得孔口主體片狀表面144形成在孔口主體凹進(jìn)部分145與倒角部分6之間。

倒角部分6與孔口主體片狀表面144之間的角度θ為30°。換句話說，倒角部分6不是C-倒角部分，而是以相對于孔口主體片狀表面144除45°以外的角度傾斜的錐形表面。更具體地說，倒角部分6是以相對于孔口主體片狀表面144小于45°的角度傾斜的錐形表面。

當(dāng)將倒角部分6的最大直徑定義為D1，并且將倒角部分6的最小直徑定義為D2時(shí)，(D1-D2)/2被定義為倒角尺寸L。倒角尺寸L可設(shè)置在0.005至0.04毫米的范圍內(nèi)。

在通過拋光形成孔口主體片狀表面144之后，涂層7形成在孔口主體片狀表面144和倒角部分6上，如圖2所示。

接著，將在下面描述上述燃料噴射閥的操作。當(dāng)將驅(qū)動(dòng)電流供應(yīng)至螺線管51時(shí)，電樞52和閥主體53被吸引。因此，閥主體53與孔口主體片狀表面144分離，并且排放通道143打開。

因此，控制室125中的燃料通過排放通道143和致動(dòng)器室141返回至燃料箱。結(jié)果，控制室125中的壓力降低，并且通過公共活塞4沿著閥關(guān)閉方向推動(dòng)噴嘴針2的力減小。噴嘴針2通過作用于受壓部分23上的燃料的壓力沿著閥打開方向被驅(qū)動(dòng)。因此，噴嘴針片狀部分21與噴嘴主體片狀部分103分離，因此打開噴射孔102。燃料從噴射孔102噴射至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中。

倒角部分6設(shè)置在孔口主體片狀表面144和排放通道143的拐角部分上。因此，鄰近于其中孔口主體片狀表面144與排放通道143交叉的拐角部分的燃料流如圖2的箭頭A所示溫和地改變其流動(dòng)方向。因此，作用于其中孔口主體片狀表面144與排放通道143交叉的拐角部分上的流體摩損力變小。

圖5示出了通過排放通道143的排放燃料相對于倒角尺寸L的流速(稱作排放燃料流速)。圖5的豎直軸線示出了包括倒角部分6的燃料噴射閥中的排放燃料流速Q(mào)2與不包括倒角部分6的燃料噴射閥中的排放燃料流速Q(mào)1的流速比率Rq，即Rq＝Q2/Q1×100。

在共軌中積累的高壓燃料的壓強(qiáng)為200MPa的條件下計(jì)算排放燃料流速Q(mào)1和Q2，并且閥升程(閥主體53與孔口主體片狀表面144之間的間隙尺寸)為5μm、25μm和45μm。從計(jì)算的排放燃料流速Q(mào)1和Q2中，獲得流速比率Rq。

從圖5中清楚的是，當(dāng)?shù)菇浅叽鏛大于或等于0.005毫米時(shí)，流速比率Rq的變化很小，并且排放燃料流速Q(mào)2穩(wěn)定。當(dāng)排放燃料流速Q(mào)2穩(wěn)定時(shí)，燃料噴射閥的閥打開響應(yīng)穩(wěn)定。然而，當(dāng)閥升程為5μm或者25μm并且倒角尺寸L大于0.04毫米時(shí)，流速比率Rq往往隨著倒角尺寸L的增大而逐漸和適度地增大。因此，倒角尺寸L可大于或等于0.005毫米。更具體地說，倒角尺寸L可設(shè)在0.005至0.04毫米的范圍內(nèi)。

當(dāng)針對螺線管51的驅(qū)動(dòng)電流的供應(yīng)停止時(shí)，引力消失，并且電樞52和閥主體53被閥彈簧54推動(dòng)。因此，閥主體53接觸孔口主體片狀表面144，從而將排放通道143關(guān)閉。

因此，控制室125中的壓力由于通過引入通道127和142供應(yīng)的高壓燃料而增大，并且通過公共活塞4沿著閥關(guān)閉方向推動(dòng)噴嘴針2的力變大。因此，噴嘴針2沿著閥關(guān)閉方向被驅(qū)動(dòng)，并且噴嘴針片狀部分21接觸噴嘴主體片狀部分103并且關(guān)閉噴射孔102。因此，燃料噴射停止。

倒角部分6設(shè)置在其中孔口主體片狀表面144與排放通道143交叉的拐角部分中。當(dāng)閥主體53在針對螺線管51的驅(qū)動(dòng)電流的供應(yīng)停止時(shí)接觸孔口主體片狀表面144時(shí)，雜質(zhì)會(huì)堵塞在閥主體53與孔口主體片狀表面144之間。然而，即使雜質(zhì)堵塞在它們之間，其中孔口主體片狀表面144與排放通道143交叉的拐角部分也因?yàn)榈菇遣糠?而不可能朝著排放通道143變形。因此，在拐角部分不可能產(chǎn)生裂紋。

如上所述，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，由于倒角部分6設(shè)置在其中孔口主體片狀表面144與排放通道143交叉的拐角部分，因此可限制由于雜質(zhì)導(dǎo)致的裂紋的產(chǎn)生，并且流體摩損力可減小。

在上述實(shí)施例中，由單個(gè)錐形表面構(gòu)成倒角部分6，但是如圖6的第一修改形式中所示，倒角部分6可包括兩個(gè)錐形表面。

在上述實(shí)施例中，排放通道143的直徑沿著排放通道143的軸向恒定，但是如圖7的第二修改形式中所示，排放通道143可包括出口端上的導(dǎo)孔部分143a和直徑比導(dǎo)孔部分143a的直徑更小的小直徑排放路徑143b。

在上述實(shí)施例中，孔口主體凹進(jìn)部分145的內(nèi)周表面145a是錐形的，但是如圖8的第三修改形式中所示，孔口主體凹進(jìn)部分145的內(nèi)周表面145a可為垂直于孔口主體片狀表面144的表面。

因此，孔口主體凹進(jìn)部分145的內(nèi)直徑D3中的加工精度可提高，并且孔口主體片狀表面144的面積變化可減小。

(第二實(shí)施例)

將參照圖9描述第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例的不同點(diǎn)在于倒角部分6的構(gòu)造改變。在當(dāng)前實(shí)施例中，將省略或簡化對與第一實(shí)施例的部件相似或等同的部件的描述。

如圖9所示，以所謂的C-斜切來處理倒角部分6，以使得倒角部分6與孔口主體片狀表面144之間的角度θ為45°。換句話說，倒角部分6是C倒角部分。另外，在這種情況下，倒角尺寸L與流速比率Rq之間的關(guān)系與圖5所示的相似。因此，倒角尺寸L可大于或等于0.005毫米，即C-倒角部分可具有C 0.005毫米或更大。此外，倒角尺寸L可設(shè)置在0.005至0.04毫米的范圍內(nèi)，即C-倒角部分可為C 0.005毫米至C 0.04毫米。

根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，可獲得與第一實(shí)施例相似的效果。

(第三實(shí)施例)

將參照圖10描述第三實(shí)施例。在第三實(shí)施例中，與第一實(shí)施例的不同點(diǎn)在于倒角部分6的構(gòu)造已改變。在當(dāng)前實(shí)施例中，將省略或簡化對與第一實(shí)施例的部件相似或等同的部件的描述。

如圖10所示，以所謂的R-斜切來處理倒角部分6，以使得倒角部分6在沿著排放通道143的軸向的橫截面中具有弧形。換句話說，倒角部分6是R-倒角部分。另外，在這種情況下，對應(yīng)于上述倒角尺寸L的R尺寸與流速比率Rq之間的關(guān)系與圖5所示的相似。因此，R尺寸可大于或等于0.005毫米，即R-倒角部分可具有R0.005毫米或更大。此外，R尺寸可設(shè)置在0.005至0.04毫米的范圍內(nèi)，即R-倒角部分可為R 0.005毫米至R 0.04毫米。

排放通道143包括出口端上的導(dǎo)孔部分143a以及直徑小于導(dǎo)孔部分143a的直徑的小直徑排放路徑143b。

根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，可獲得與第一實(shí)施例相似的效果。

根據(jù)第三實(shí)施例，倒角部分6的橫截面形狀是弧形的，但是倒角部分6在沿著排放通道143的軸向的橫截面中可具有除弧形以外的彎曲形狀。更具體地說，當(dāng)將沿著排放通道143的徑向具有彎曲的橫截面形狀的倒角部分6的尺寸定義為徑向倒角尺寸L1，并且將沿著排放通道143的軸向的倒角部分6的尺寸定義為軸向倒角尺寸L2時(shí)，徑向倒角尺寸L1與軸向倒角尺寸L2不同。此外，徑向倒角尺寸L1可大于或等于0.005毫米。徑向倒角尺寸L1可設(shè)在0.005至0.04毫米的范圍內(nèi)。

本公開不限于上述實(shí)施例，而是可在本公開的范圍內(nèi)任意地修改。

上述實(shí)施例彼此并非不相關(guān)，除非所述實(shí)施例明顯不可能結(jié)合，否則它們可彼此結(jié)合。

在上述實(shí)施例中，除非清楚地說明了某元件是尤其必要的，或者原則上該元件是必要的，否則不一定需要各個(gè)實(shí)施例的元件。

在上述實(shí)施例中，當(dāng)提及諸如元件的值、量或范圍的特定數(shù)時(shí)，元件的數(shù)量不限于該特定數(shù)，除非清楚地說明該數(shù)量是尤其重要的，或者該數(shù)原則上限于所述特定數(shù)。

在上述實(shí)施例中，當(dāng)提及元件的形狀或位置時(shí)，不限制元件的形狀或位置，除非清楚地說明該形狀或位置是尤其重要的，或者該形狀或位置原則上是重要的。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易發(fā)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和修改形式。本公開的較寬概念因此不限于示出和描述的特定細(xì)節(jié)、代表性設(shè)備和示出性示例。