本發(fā)明涉及對燃料進行噴射的燃料噴射閥。
背景技術:
作為該技術領域的背景技術,已知(日本)特開2011-144731號公報(專利文獻1)所記載的燃料噴射閥。該燃料噴射閥在可動芯(可動鐵心)中具備通過壓入和焊接接合的針形閥(段落0047)。在可動鐵心與針形閥的接合部形成有流入口,以使可動鐵心的內部空間與針形閥的內部空間連通(段落0044)。在針形閥的軸部形成有在燃料流動方向上內設在上游側的連通孔和內設在下游側的連通孔。上游側連通孔是在與軸部的可動鐵心接合側的端部(上游側端部)附近形成的多個圓形的孔。下游側連通孔是在軸部的密封部側的端部(上游側端部)附近形成的多個長圓形的孔。上游側連通孔和下游側連通孔構成為使軸部的內部與收納針形閥的噴嘴座和在噴嘴體內形成的內部空間連通(段落0044)。由此,從燃料入口部(燃料供給口)流入燃料噴射閥的燃料在可動鐵心的內周側,依次經由流入口而流入針形閥的軸部的內周側。流入軸部的燃料經由上游側連通孔和下游側連通孔,流出到在針形閥與噴嘴座和噴嘴體之間形成的空間(段落0056)。
在專利文獻1的燃料噴射閥中,軸部由圓筒狀的部件構成,使軸部內側的燃料經由在軸部形成的連通孔向外側流出。在這種情況下,存在在軸部內側產生死水區(qū)(沉淀)和燃料的流速變慢的部位的情況。
在燃料噴射閥中,為了應對在制造過程中異物混入燃料流路內的情況,實施用于將異物排出到外部的跑合。如果在燃料流路內存在死水區(qū)(沉淀)和燃料的流速變慢的部位,則進入燃料流路內的異物的排出需要時間,需要長時間地進行跑合。如果跑合時間變長,則生產效率降低。并且,跑合所消耗的能源和洗滌液的量變多。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:(日本)特開2011-144731號公報
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種燃料噴射閥,在制造過程中異物混入燃料流路內的情況下,能夠以短的跑合時間將異物排出。
為達成上述目的,本發(fā)明的燃料噴射閥具備:閥座和閥芯,其協(xié)同動作而開閉燃料通路;可動件,其在一端部設有所述閥芯并且在內側形成有燃料通路;閥座部件,其形成有所述閥座;上游側連通孔,其位于燃料流動的上游側而連通所述可動件的內側與外側;下游側連通孔,其位于燃料流動的下游側而連通所述可動件的內側與外側;供所述閥座部件與所述閥芯滑動接觸的所述閥芯的引導部設置在所述下游側連通孔的下游側,
在該燃料噴射閥中,在所述可動件的周向上與所述下游側連通孔相同的角度位置,設有在中心軸線方向上連通所述引導部的上游側與下游側的燃料通路。
為達成上述目的,本發(fā)明的燃料噴射閥具備:閥座和閥芯,其協(xié)同動作而開閉燃料通路;電磁驅動部,其驅動所述閥芯;在所述電磁驅動部具有:固定鐵心;可動鐵心,其與所述閥芯連結而利用在其與所述固定鐵心之間作用的磁吸引力向開閉閥方向驅動所述閥芯,利用桿部連結所述閥芯與所述可動鐵心而在所述桿部的內側構成燃料通路,
在該燃料噴射閥中,所述桿部具有:上游側連通孔,其在燃料流動方向上配置為位于上游側且連通所述桿部的內側與外側;下游側連通孔,其在燃料流動的方向上配置為位于下游側且連通所述桿部的內側與外側;
在所述上游側連通孔和所述下游側連通孔中,所述上游側連通孔的開口面積(截面積)s1與所述下游側連通孔的開口面積(截面積)s2之和與在所述桿部的內側構成的燃料通路的入口處的燃料通路的截面積s3的面積比((s1+s2)/s3)設置為比3.5小。
根據(jù)本發(fā)明,能夠提高燃料從可動件的內側穿過在可動件上形成的連通孔而向外側流出的流速。由此,萬一異物混入燃料流路內,也能夠迅速地將該異物從燃料流路內排出,能夠縮短跑合時間。
本發(fā)明的其他效果將在實施例的說明中進行說明。
附圖說明
圖1涉及本發(fā)明燃料噴射閥的一實施例,是表示沿著閥軸心(中心軸線)的縱剖面的縱剖視圖。
圖2是放大表示圖1所示的噴嘴部8附近的剖視圖。
圖3是放大表示可動件27附近的縱剖視圖。
圖4是表示使上游側連通孔27boa的截面積s1和下游側連通孔27bob的截面積s2之和(s1+s2)與從可動鐵心27a向桿部27b連通的開口部27af的截面積s3的比((s1+s2)/s3)變化的情況下的、對各連通孔27boa,27bob的出口部處的流速變化進行分析的結果的圖。
圖5是表示面積比((s1+s2)/s3)為3.0、7.5、12.0的各情況下的燃料的流速分布的分析結果的圖。
圖6是使上游側連通孔27boa的截面積s1與下游側連通孔27bob的截面積s2的比(s1/s2)變化的情況下的、對各連通孔27boa、27bob的出口部處的流速的變化進行分析的結果的圖。
圖7是表示面積比(s1/s2)為0.3、1.0、1.6的各情況下的燃料的流速分布的分析結果的圖。
圖8是搭載有燃料噴射閥1的內燃機的剖視圖。
圖9是表示本發(fā)明的比較例中的桿部27b附近的燃料的流速分布的分析結果的圖。
具體實施方式
使用圖1至圖3對本發(fā)明的實施例進行說明。
參照圖1,對燃料噴射閥1的整體結構進行說明。圖1涉及本發(fā)明的燃料噴射閥的一實施例,是表示沿著閥軸心(中心軸線)的縱剖面的縱剖視圖。需要說明的是,中心軸線1a與一體設有閥芯27c、桿部(連接部)27b和可動鐵心27a的可動件27的軸心(閥軸心)一致,與筒狀體5的中心軸線一致。
在圖1中,會將燃料噴射閥1的上端部(上端側)稱為基端部(基端側),將下端部(下端側)稱為先端部(先端側)?;瞬?基端側)和先端部(先端側)這樣的稱呼基于燃料的流動方向或燃料噴射閥1相對于燃料配管的安裝構造。另外,在本說明書中說明的上下關系以圖1為基準,與將燃料噴射閥1搭載于內燃機的形態(tài)中的上下方向無關。
在燃料噴射閥1中,由金屬材質的筒狀體5在其內側以大致沿著中心軸線1a的方式構成燃料流路(燃料通路)3。筒狀體5使用具有磁性的不銹鋼等金屬素材,通過深沖加工等壓力加工沿著中心軸線1a的方向形成為階梯形狀。由此,筒狀體5的基端部側的徑相對于先端部側的徑變大。
在筒狀體5的基端部設有燃料供給口2,在該燃料供給口2安裝有用于除去在燃料中混入的異物的燃料濾清器13。
在筒狀體5的基端部形成有以朝向徑向外側擴徑的方式彎折的凸緣部(擴徑部)5d,在由凸緣部5d和罩47的基端側端部47a形成的環(huán)狀凹部(環(huán)狀槽部)4配設有o型環(huán)11。
在筒狀體5的前端部形成有由閥芯27c和閥座部件15構成的閥部7。閥座部件15插入筒狀體5的前端側內側,并且通過激光焊接19固定于筒狀體5。激光焊接19從筒狀體5的外周側遍及整周地實施。在這種情況下,可以將閥座部件15壓入筒狀體5的前端側內側,從而通過激光焊接將閥座部件15固定于筒狀體5。
在筒狀體5的中間部配置有用于驅動閥芯27c的驅動部9。驅動部9由電磁執(zhí)行機構(電磁驅動部)構成。具體地說,驅動部9包括:固定鐵心25,其固定在筒狀體5的內部(內周側);可動件(可動部件)27,其在筒狀體5的內部相對于固定鐵心25配置在先端側,能夠在沿著中心軸線1a的方向上移動;電磁線圈29,其在固定鐵心25與在可動件27上構成的可動鐵心27a以微小的間隙δ1對置的位置外插于筒狀體5的外周側;磁軛33,其在電磁線圈29的外周側覆蓋電磁線圈29。
在筒狀體5的內側收納有可動件27,筒狀體5構成與可動鐵心27a的外周面對置而圍繞可動鐵心27a的外殼。
可動鐵心27a、固定鐵心25和磁軛33構成供通過向電磁線圈29通電而產生的磁通流通的閉合磁路。磁通通過微小的間隙δ1,但是為了在微小的間隙δ1的部分減少在筒狀體5中流通的磁通泄漏,在筒狀體5的與微小的間隙δ1對應的位置設有比非磁性部或筒狀體5的其他部分磁性弱的弱磁性部5c。以下,將該非磁性部或弱磁性部5c簡稱為非磁性部5c而進行說明。非磁性部5c能夠通過對具有磁性的筒狀體5進行非磁性化處理而形成。這樣的非磁性化處理能夠通過熱處理進行?;蛘撸ㄟ^在筒狀體5的外周面形成環(huán)狀凹部由此來使與非磁性部5c相當?shù)牟糠直”诨鴺嫵伞?/p>
電磁線圈29卷繞于由樹脂材料形成為筒狀的繞線管31而外插于筒狀體5的外周側。電磁線圈29與設置于連接器41的端子43電連接。在連接器41連接有未圖示外部的驅動電路,驅動電流經由端子43向電磁線圈29流通。
固定鐵心25由磁性金屬材料構成。固定鐵心25形成為筒狀,在中心部具有在沿著中心軸線1a的方向上貫通的貫通孔25a。固定鐵心25壓入固定在筒狀體5的小徑部5b的基端側,并且位于筒狀體5的中間部。通過在小徑部5b的基端側設置大徑部5a,固定鐵心25的組裝變得容易。固定鐵心25可以通過焊接固定于筒狀體5,也可以并用焊接和壓入而固定于筒狀體5。
可動件27由可動鐵心27a、桿部(連接部)27b和閥芯27c構成??蓜予F心27a為圓環(huán)狀的部件。閥芯27c是與閥座15b(參照圖2)抵接的部件。閥座15b和閥芯27c協(xié)同動作而開閉燃料通路。桿部27b為細長的圓筒形狀,是連接可動鐵心27a與閥芯27c的連接部。可動鐵心27a是與閥芯27c連結,利用在與固定鐵心25之間作用的磁吸力而用于在閥開閉方向上驅動閥芯27c的部件。
在本實施例中,利用不同的部件構成桿部27b和閥芯27c,將桿部27b固定于閥芯27c。桿部27b與閥芯27c的固定可以通過壓入或焊接進行。桿部27b與閥芯27c也可以由一個部件一體構成。
桿部27b為圓筒形狀,且具有在桿部27b的上端開口且在軸向上延伸設置的孔27ba。在桿部27b形成有連通內側與外側的連通孔(開口部)27boa、27bob。在桿部27b的外周面與筒狀體5的內周面之間形成有背壓室37。桿部27b的上端部27bc插入固定鐵心25的貫通孔25a內,貫通孔25a內的燃料通路3穿過孔27ba和連通孔27boa、27bob而與背壓室37連通???7ba和連通孔27boa、27bob構成連通貫通孔25a內的燃料通路3與背壓室37的燃料流路3。
在固定鐵心25的貫通孔25a設有螺旋彈簧39。螺旋彈簧39的一端與在可動鐵心27a的內側設置的彈簧座27ag抵接。螺旋彈簧39的另一端部與在固定鐵心25的貫通孔25a的內側配設的調節(jié)器(調節(jié)件)35抵接。螺旋彈簧39以壓縮狀態(tài)配設在設置于可動鐵心27a的彈簧座27ag與調節(jié)器(調節(jié)件)35的下端(先端側端面)之間。
螺旋彈簧39作為在使閥芯27c與閥座15b(參照圖2)抵接的方向(閉閥方向)上對可動件27施力的施力部件發(fā)揮作用。通過在貫通孔25a內對沿著中心軸線1a的方向上的調節(jié)器35的位置進行調節(jié),能夠調節(jié)螺旋彈簧39對可動件27(即閥芯27c)的作用力。
調節(jié)器35在中心部具有在沿著中心軸線1a的方向上貫通的燃料流路3。在從燃料供給口2供給的燃料從調節(jié)器35的燃料流路3流通后,向固定鐵心25的貫通孔25a的前端側部分的燃料流路3流動,流入在可動件27內構成的燃料流路3。
磁軛33由具有磁性的金屬材料形成,并且兼用于燃料噴射閥1的外殼。磁軛33形成為具有大徑部33a和小徑部33b的階梯筒狀。大徑部33a覆蓋電磁線圈29的外周而成為圓筒形狀,在大徑部33a的前端側形成有比大徑部33a徑小的小徑部33b。小徑部33b壓入或插入筒狀體5的小徑部5b的外周。由此,小徑部33b的內周面與筒狀體5的外周面緊密接觸。此時,小徑部33b的內周面的至少一部分經由筒狀體5與可動鐵心27a的外周面對置,能夠減小在該對置部分形成的磁路的磁阻。
在磁軛33的前端側端部的外周面沿著周向形成有環(huán)狀凹部33c。在形成于環(huán)狀凹部33c的底面的薄壁部,磁軛33與筒狀體5通過激光焊接部24遍及整周地接合。
在筒狀體5的前端部外插有具有緣部49a的圓筒狀的保護套49,筒狀體5的前端部被保護套49保護。
保護套49覆蓋磁軛33的激光焊接部24之上。
利用保護套49的緣部49a、磁軛33的小徑部33b、磁軛33的大徑部33a與小徑部33b的階梯面形成環(huán)狀槽34,在環(huán)狀槽34外插有o型環(huán)46。在向內燃機安裝燃料噴射閥1時,o型環(huán)46作為在于內燃機側形成的插入口的內周面與磁軛33的小徑部33b的外周面之間確保液密性和氣密性的密封件發(fā)揮作用。
在燃料噴射閥1的從中間部到基端側端部的附近的范圍,模塑有樹脂罩47。樹脂罩47的前端側端部覆蓋磁軛33的大徑部33a的基端側的一部分。另外,利用形成樹脂罩47的樹脂一體地形成連接器41。
接著,參照圖2,對噴嘴部8的結構詳細地進行說明。圖2是放大表示圖1所示的噴嘴部8附近的剖視圖。
在閥座部件15上形成有在沿著中心軸線1a的方向上貫通的貫通孔15d、15c、15v、15e。在該貫通孔的中途形成有朝向下游側縮徑的圓錐面15v。在圓錐面15v上構成有閥座15b,通過使閥芯27c與閥座15b接觸和分離,進行燃料通路的開閉。此外,有時將形成有閥座15b的圓錐面15v稱為閥座面。另外,將閥座15b和閥芯27c的與閥座15b抵接的部位稱為密封部。
貫通孔15d、15c、15v、15e中的從圓錐面15v向上側的孔部分15d、15c、15v構成收納閥芯27c的閥芯收納孔。在閥芯收納孔15d、15c、15v的內周面形成有在沿著中心軸線1a的方向上引導閥芯27c的引導面15c。引導面15c構成對可動件27進行引導的兩個引導面中位于下游側的下游側引導面。
下游側引導面15c和與該下游側引導面15c滑動接觸的閥芯27c的摺接面27cb構成引導可動件27的位移的下游側引導部50a。
在引導面15c的上游側形成有向上游側擴徑的擴徑部15d。擴徑部15d具有使閥芯27c便于組裝和擴大燃料通路截面的作用。另一方面,閥芯收納孔15d、15c、15v的下端部與燃料導入孔15e連接,燃料導入孔15e的下端面在閥座部件15的前端面15t開口。
在閥座部件15的前端面15t安裝有噴嘴板21n。噴嘴板21n通過激光焊接部23固定于閥座部件15。激光焊接部23以包圍形成有燃料噴射孔110的噴射孔形成區(qū)域的方式繞該噴射孔形成區(qū)域的周圍一周。
另外,噴嘴板21n由板厚均一的板狀部件(平板)構成,在中央部以向外方突出的方式形成有突狀部21na。突狀部21na由曲面(例如球狀面)形成。在突狀部21na的內側形成有燃料室21a。該燃料室21a與在閥座部件15形成的燃料導入孔15e連通,燃料穿過燃料導入孔15e而供給到燃料室21a。
在突狀部21na形成有多個燃料噴射孔110。對燃料噴射孔的形態(tài)沒有特別的限制??梢栽谌剂蠂娚淇?10的上游側具有對燃料施加旋轉力的旋轉室。燃料噴射孔的中心軸線110a可以相對于燃料噴射閥的中心軸線1a平行或傾斜。另外,可以是沒有突狀部21na的結構。
在本實施例中,開閉燃料噴射孔110的閥部7由閥座部件15和閥芯27c構成,決定燃料噴霧形態(tài)的燃料噴射部21由噴嘴板21n構成。而且,閥部7和燃料噴射部21構成用于進行燃料噴射的噴嘴部8。即,本實施例中的噴嘴部8構成為噴嘴板21n與噴嘴部8的主體側(閥座部件15)的前端面15t接合。
另外,在本實施例中,閥芯27c使用成為球狀的球形閥。
因此,在閥芯27c中的與引導面15c對置的部位,在周向上空出間隔地形成有多個切口面27ca,由該切口面27ca構成燃料通路15h(參照圖3)。閥芯27c也可以由球形閥之外的閥芯構成。例如,可以使用針形閥。
參照圖3,對可動件27附近的結構詳細地進行說明。圖3是放大表示可動件27附近的縱剖視圖。
在本實施例中,可動鐵心27a和桿部27b由一個部件一體形成。在可動鐵心27a的上端面27ab的中央部形成有向下端側凹陷的凹部27aa。在凹部27aa的底部形成有彈簧座27ag,螺旋彈簧39的一端支承于彈簧座27ag。另外,在凹部27aa的底部形成有與桿部27b的內側連通的開口部27af。開口部27af構成使從固定鐵心25的貫通孔25a流入凹部27aa內的空間27ai的燃料流向桿部27b內側的空間27bi的燃料通路。
在本實施例中,由一個部件構成桿部27b和可動鐵心27a,但也可以由分開的部件構成而將它們組裝在一起、。
可動鐵心27a的上端面27ab是與固定鐵心25的下端面25b對置的面。上端面27ab和下端面25b構成磁吸力相互作用的磁吸引面??蓜予F心27a的外周面27ac構成為在筒狀體5的內周面5e滑動。內周面5e構成上游側引導面,外周面27ac與上游側引導面5e滑動接觸。上游側引導面5e和可動鐵心27a的外周面27ac構成對可動件27的位移進行引導的上游側引導部50b。
可動件27在上游側引導部50b與上述下游側引導部50a這兩點被引導,在中心軸線1a方向上往復動作。
如上所述,在桿部27b形成有連通內側與外側的連通孔27boa、27bob。連通孔27boa配置在桿部27b的上端側且配置在可動鐵心27a的附近。連通孔27bob配置在桿部27b的下端側且配置在閥芯(密封部)27c的附近。在本實施例中,為了減少在可動件27的桿部27b的附近產生的燃料流動的死水區(qū)(沉淀),配設連通孔27boa、27bob。
在這里,參照圖9的比較例,對桿部27b的附近的燃料流動進行說明。圖9是表示本發(fā)明的比較例中的桿部27b附近燃料的流速分布的分析結果的圖。在圖9中,表示的是橫切連通孔27bo的a-a剖面和與a-a剖面垂直且不橫切連通孔27bo的b-b斷面。需要說明的是,連通孔27bo在桿部27b的周向上,配設在分開180度的兩個部位。
在比較例中,在桿部27b的中間部分設有在軸向上為細長形狀的連通孔(開口部)27bo。在這種情況下,在桿部27b的外周側,在可動鐵心27a的下端部與連通孔27bo的上端部之間產生死水區(qū)(上部死水區(qū))。該死水區(qū)波及到連通孔27bo的上部。另外,在桿部27b的內周側(內側),在接合有構成密封部的閥芯27c的下端部產生死水區(qū)(下部死水區(qū))。
死水區(qū)是由于燃料流速極慢而產生的流通物的沉淀。通過燃料的流動沖出進入該死水區(qū)的異物需要花費時間。因此,希望防止死水區(qū)的產生或者盡量減小使死水區(qū)。
于是,在本實施例中,為了防止上部死水區(qū)和下部死水區(qū)的產生或減小上部死水區(qū)和下部死水區(qū),將連通孔分割配設在桿部27b的上端側和下端側。即,連通孔在桿部27b的軸向上配置為至少分割為兩個部位配置。其中的一個部位(上游側連通孔27boa)配設在可動鐵心27a的下端部(桿部27b的上端部)附近,另一個部位(下游側連通孔27bob)配設在閥芯27c(桿部27b的下端部)附近。例如,上游側連通孔27boa設置為其上端部不從可動鐵心27a的下端部離開桿部27b的內徑尺寸以上。另外,下游側連通孔27bob設置為其下端部不從桿部27b的下端離開桿部27b的內徑尺寸以上。
在下游側引導部50a設有在中心軸線1a方向上連通引導部的上游側與下游側的燃料通路15h。燃料通路15h形成在閥芯27c的切口面27ca與在閥座部件15上形成的閥芯收納孔的內周面(下游側引導面)15c之間。該燃料通路15h在可動件27或桿部27b的周向上設置在與下游側連通孔27bob相同的角度位置。下游側連通孔27bob的中心線與切口面27ca的中心線平行且存在與一個假想平面上。另外,中心軸線1a也存在于該假想平面上。
由此,從下游側連通孔27bob向背壓室37流出的燃料順暢地流入在下游側引導部50a形成的燃料通路15h。
因此,在下游側連通孔27bob的出口部能夠提高燃料的流速,并且抑制死水區(qū)的產生。
另外,上游側連通孔27boa的截面積(開口面積)s1和下游側連通孔27bob的截面積(開口面積)s2設定為能夠提高桿部27b附近燃料流動的流速。以下,參照圖4至圖7,對桿部27b附近的燃料流動的分析結果進行說明。
圖4是表示使上游側連通孔27boa的截面積s1與下游側連通孔27bob的截面積s2之和(s1+s2)與從可動鐵心27a向桿部27b連通的開口部27af的截面積s3的比((s1+s2)/s3)變化的情況下的、對各連通孔27boa、27bob的出口部的流速變化進行分析的結果的圖。
截面積s3是從可動鐵心27a向桿部27b連通的開口部27af的面積。截面積s3是在桿部27b內構成的燃料流路3的入口處的燃料流路的截面積。在將以內徑部27bs構成的燃料流路分割為多個流路的情況下,截面積s3為它們的總截面積。截面積s3為供給從上游側連通孔27boa和下游側連通孔27bob流出的燃料的燃料流路的截面積。
在本實施例中,上游側連通孔27boa在桿部27b的周向上配設在分開180度的兩個部位。上游側連通孔27boa的截面積s1為兩個上游側連通孔27boa的總截面積。并且,下游側連通孔27bob在桿部27b的周向上配設在分開180度的兩個部位。下游側連通孔27bob的截面積s2為兩個下游側連通孔27bob的總截面積。
由圖4可知,在面積比((s1+s2)/s3)比4.0小的范圍內,如果該面積比變小,則各連通孔27boa、27bob的出口部處的流速變快。在面積比((s1+s2)/s3)達到4.0以上時,各連通孔27boa、27bob的出口部處的流速大致一定,此時的流速為比面積比((s1+s2)/s3)小于4.0的范圍內的流速低的值。
圖5是表示面積比((s1+s2)/s3)為3.0、7.5、12.0的各情況下的燃料的流速分布的分析結果的圖。在圖5中,對于與圖9同樣的a-a斷面和b-b斷面,表示流速分布。
在面積比((s1+s2)/s3)為3.0的情況下,在a-a剖面和b-b剖面雙方,在比可動鐵心27a的下端面位于下側的位置,不產生成為死水區(qū)的程度的燃料流速降低的部分。認為這是由于,如在圖4中說明的那樣,在各連通孔27boa、27bob的出口部,燃料流速變快。
另一方面,在面積比((s1+s2)/s3)為7.5及12.0的情況下,在a-a剖面和b-b剖面雙方,在比可動鐵心27a的下端位于下側的外周部,產生成為死水區(qū)的燃料流速降低的部分。認為這是由于在各連通孔27boa、27bob的出口部燃料流速變慢。
在面積比((s1+s2)/s3)為7.5的情況下,上游側連通孔27boa的開口面積與面積比((s1+s2)/s3)為3.0的情況相同,能夠擴大下游側連通孔27bob的開口面積。在這種情況下,在比上游側連通孔27boa位于下游側的位置產生死水區(qū)。
另外,在面積比((s1+s2)/s3)為12.0的情況下,使下游側連通孔27bob的開口面積與面積比((s1+s2)/s3)為7.5的情況相同,能夠擴大上游側連通孔27boa的開口面積。在這種情況下,在上游側連通孔27boa的開口部的側方產生死水區(qū)。認為這是由于,燃料流具有在桿部27b的軸向上大的速度成分,從擴大的上游側連通孔27boa的下部流出,并且燃料流從上游側連通孔27boa的流出位置移動到桿部27b的下端側。另外,由于下游側連通孔27bob的開口面積變大,燃料流動容易在桿部27b的內側流向下端部。
以上,如所說明的那樣,通過將面積比((s1+s2)/s3)設定在比4.0小的范圍,能夠加快各連通孔27boa、27bob的出口部處的流速。而且,能夠抑制在桿部27b附近產生死水區(qū)。
此外,面積比((s1+s2)/s3)的下限值受比上游側連通孔27boa和下游側連通孔27bob位于更下游側的燃料通路的截面積制約。通常,燃料噴射量由形成在閥芯27c與閥座15b之間的環(huán)狀間隙的面積和燃料噴射孔的總截面積決定。因此,在以燃料噴射閥構成的燃料通路中,閥芯27c與閥座15b之間的環(huán)狀間隙的面積或燃料噴射孔的總截面積最小。需要使各連通孔27boa、27bob的開口面積(s1+s2)比閥芯27c與閥座15b之間的環(huán)狀間隙的面積和燃料噴射孔的總截面積大。各連通孔27boa、27bob的開口面積(s1+s2)設定為比閥芯27c與閥座15b之間的環(huán)狀間隙的面積和燃料噴射孔的總截面積大,面積比((s1+s2)/s3)的下限值由此時的開口面積(s1+s2)決定。
燃料通路的截面積(s1+s2)和s3均比閥芯27c與閥座15b之間的環(huán)狀間隙的面積和燃料噴射孔的總截面積大。因此,也存在面積比((s1+s2)/s3)的下限值比1小的情況。然而,在以消除桿部27b處的壓力損失、使燃料流從連通孔27boa、27bob順暢地流出為優(yōu)先的情況下,優(yōu)選面積比((s1+s2)/s3)為1以上。
圖6表示的是使上游側連通孔27boa的剖面積s1與下游側連通孔27bob的剖面積s2的比(s1/s2)變化的情況下的、對各連通孔27boa、27bob的出口部處流速的變化進行分析的結果的圖。
在上游側連通孔27boa的截面積s1與下游側連通孔27bob的截面積s2的面積比(s1/s2)為1.0的情況下,各連通孔27boa、27bob的出口部處的流速最快。而且,在圖4中,以面積比((s1+s2)/s3)為4.0時的上游側連通孔27boa的出口部處的流速值(0.9m/s)為基準,設定面積比(s1/s2)的容許范圍。即,以比下游側連通孔27bob流速低的上游側連通孔27boa為基準,以上游側連通孔27boa的出口部處的流速比0.9m/s快的范圍作為容許范圍。
在本實施例的情況下,將面積比(s1/s2)設定在比0.5大且比1.6小的范圍。由此,設定上游側連通孔27boa的截面積s1和下游側連通孔27bob的截面積s2,以使得在各連通孔27boa、27bob的出口部,流速達到其最大值附近且處于能夠抑制死水區(qū)的產生的適當范圍。
圖7是表示面積比(s1/s2)為0.3、1.0、1.6的各情況下燃料的流速分布的分析結果的圖。在圖7中,針對與圖9相同的a-a剖面和b-b剖面表示流速分布。
在面積比(s1/s2)為1.0的情況下,在a-a剖面和b-b剖面雙方,在比可動鐵心27a的下端面位于下側的位置,不產生成為死水區(qū)那樣的燃料流速降低的部分。
另一方面,在面積比(s1/s2)為0.3的情況下,在a-a剖面和b-b剖面雙方,在比可動鐵心27a的下端位于下側的外周部,產生成為死水區(qū)的燃料流速降低的部分。另外,在面積比(s1/s2)為1.6的情況下,在a-a剖面,在比可動鐵心27a的下端位于下側的位置,雖然是小的范圍,但還是產生成為死水區(qū)的燃料流速降低的部分。認為在面積比(s1/s2)為0.3和1.6的情況下產生死水區(qū)是由于在各連通孔27boa、27bob的出口部,燃料流速變慢。
在本實施例中,通過將面積比((s1+s2)/s3)設定在比4.0小的范圍,并且將面積比(s1/s2)設定在比0.5大且比1.6小的范圍,能夠加快各連通孔27boa、27bob的出口部的流速。而且,能夠抑制桿部27b附近的死水區(qū)的產生。
需要說明的是,在桿部27b的周向上,上游側連通孔27boa的個數(shù)和下游側連通孔27bob的個數(shù)不限于各自兩個,可以是一個或三個以上的個數(shù)。然而,在連通孔27boa、27bob為一個的情況下,容易在與其開口位置分開180度的位置形成死水區(qū),因此希望使兩個以上的連通孔27boa、27bob盡量在周向上等間隔地配置。
參照圖8,對搭載本發(fā)明的燃料噴射閥的內燃機進行說明。圖8是搭載有燃料噴射閥1的內燃機的剖視圖。
在內燃機100的缸體101形成有氣缸102,在該氣缸102的頂部設有進氣口103和排氣口104。在進氣口103設有開閉進氣口103的進氣閥105,并且在排氣口104設有開閉排氣口104的排氣閥106。在形成于缸體101且與進氣口103連通的進氣流路107的入口側端部107a連接有進氣管108。
在燃料噴射閥1的燃料供給口2(參照圖1)連接有燃料配管111。
在進氣管108形成有燃料噴射閥1的安裝部109,在安裝部109形成有插入燃料噴射閥1的插入口109a。插入口109a貫穿到進氣管108的內壁面(進氣流路),從插入到插入口109a的燃料噴射閥1噴射的燃料噴射到進氣流路內。在雙向噴霧的情況下,以在缸體101上設有兩個進氣口103的形態(tài)的內燃機為對象,各個燃料噴霧指向各進氣口103(進氣閥105)噴射。
如以上所說明的那樣,通過適當?shù)嘏渲酶鬟B通孔27boa、27bob,并且使各連通孔27boa、27bob的開口面積成為適當?shù)拇笮?,能夠提高穿過各連通孔27boa、27bob而從桿部27b的內部向外部流出的燃料的流速。而且,能夠抑制在桿部27b附近產生死水區(qū)。由此,萬一異物混入燃料流路3內,也能夠迅速地將該異物從燃料流路3內排出,能夠縮短跑合時間。
需要說明的是,本發(fā)明不限于上述實施例,能夠進行省略部分結構或追加沒有記載的其他結構。
權利要求書(按照條約第19條的修改)
1.一種燃料噴射閥,其特征在于,具備:閥座和閥芯,其協(xié)同動作而開閉燃料通路;可動件,其在一端部設有所述閥芯并且在內側形成有燃料通路;閥座部件,其形成有所述閥座;上游側連通孔,其位于燃料流動的上游側而連通所述可動件的內側與外側;下游側連通孔,其位于燃料流動的下游側而連通所述可動件的內側與外側;供所述閥座部件與所述閥芯滑動接觸的所述閥芯的引導部設置在所述下游側連通孔的下游側,
在該燃料噴射閥中,在所述可動件的周向上與所述下游側連通孔相同的角度位置,設有在中心軸線方向上連通所述引導部的上游側與下游側的燃料通路,
在所述上游側連通孔和所述下游側連通孔中,所述上游側連通孔的開口面積s1與所述下游側連通孔的開口面積s2之和與在所述可動件的內側構成的燃料通路的所述上游側連通孔的上游側處的通路截面積s3的面積比((s1+s2)/s3)設定為比4.0小。
2.根據(jù)權利要求1所述的燃料噴射閥,其特征在于,
所述開口面積s1與所述開口面積s2的面積比(s1/s2)設定在比0.5大且比1.6小的范圍。
3.根據(jù)權利要求2所述的燃料噴射閥,其特征在于,
所述上游側連通孔配置在其上端部不與所述可動鐵心的下端分開所述桿部的內徑尺寸以上的位置,
所述下游側連通孔配置在其下端部不與所述閥芯分開所述桿部的內徑尺寸以上的位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的燃料噴射閥,其特征在于,
所述面積比((s1+s2)/s3)比1.0大。
5.根據(jù)權利要求4所述的燃料噴射閥,其特征在于,
所述上游側連通孔在所述可動件的周向上設有多個,所述上游側連通孔的所述開口面積s1是多個上游側連通孔的開口面積的總和,所述下游側連通孔在所述桿部的周向上設有多個,所述下游側連通孔的所述開口面積s2是多個下游側連通孔的開口面積的總和。
6.一種燃料噴射閥,其特征在于,具備:閥座和閥芯,其協(xié)同動作而開閉燃料通路;電磁驅動部,其驅動所述閥芯;在所述電磁驅動部具有:固定鐵心;可動鐵心,其與所述閥芯連結而利用在其與所述固定鐵心之間作用的磁吸引力向開閉閥方向驅動所述閥芯,利用桿部連結所述閥芯與所述可動鐵心而在所述桿部的內側構成燃料通路,
在該燃料噴射閥中,所述桿部具有:上游側連通孔,其在燃料流動方向上配置為位于上游側且連通所述桿部的內側與外側;下游側連通孔,其在燃料流動的方向上配置為位于下游側且連通所述桿部的內側與外側;
在所述上游側連通孔和所述下游側連通孔中,所述上游側連通孔的開口面積s1與所述下游側連通孔的開口面積s2之和與在所述桿部的內側構成的燃料通路的入口處的燃料通路的截面積s3的面積比((s1+s2)/s3)設置為比4.0小。
7.根據(jù)權利要求6所述的燃料噴射閥,其特征在于,
所述開口面積s1與所述開口面積s2的面積比(s1/s2)設定在比0.5大且比1.6小的范圍。
8.根據(jù)權利要求7所述的燃料噴射閥,其特征在于,
所述上游側連通孔配置在其上端部不與所述可動鐵心的下端分開所述桿部的內徑尺寸以上的位置,
所述下游側連通孔配置在其下端部不與所述桿部的下端分開所述桿部的內徑尺寸以上的位置。
9.根據(jù)權利要求8所述的燃料噴射閥,其特征在于,
面積比((s1+s2)/s3)比1.0大。
10.根據(jù)權利要求9所述的燃料噴射閥,其特征在于,
所述上游側連通孔在所述桿部的周向上設有多個,所述上游側連通孔的所述開口面積s1是多個上游側連通孔的開口面積的總和,所述下游側連通孔在所述桿部的周向上設有多個,所述下游側連通孔的所述開口面積s2是多個下游側連通孔的開口面積的總和。