专利名称：燃料喷射阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料喷射阀，并且，更特别地，涉及一种具有可动铁芯的燃料喷射阀。
背景技术：
在传统类型的喷射器中，使用在固定铁芯和可动铁芯之间响应线圈的通电而产生的磁引力来驱动作为可动铁芯整体部分形成的阀构件。在这种喷射器中，阀构件根据线圈是否通电而沿轴向方向前后移动。因此，当可动铁芯朝固定铁芯移动时，它就会与固定铁芯碰撞，而当可动铁芯远离固定铁芯时，整体阀构件就会与阀座碰撞。因此，碰撞的冲击导致可动铁芯和阀构件的所谓的跳动。
在喷射器中，阀构件的跳动导致喷嘴的打开时间和闭合时间的变化。这会导致燃料从喷嘴中的不可控制的和不能复现的喷射。当施加到线圈上的激励脉冲的长度较小时，跳动的影响尤其显著，使得不能精确地控制所喷射的燃料量以及燃料喷雾的形状。因此，现已提出了一种喷射器，其中在阀构件上配设了两个止挡，且可动铁芯置于这两个止挡中间(参见编号为2002-528672的PCT申请的已
公开日文翻译)。
在PCT申请编号为2002-528672的已公布的日文翻译中公开的喷射器内，可动铁芯能够沿轴向方向在两个止挡之间移动。因此，当阀构件与另一个构件碰撞时，就会在阀构件和可动铁芯中产生反向惯性力。这会减缓碰撞点处的冲击力。另外，通过在可动铁芯和止挡之间配设缓冲弹簧，碰撞的冲击被减缓，并且减少了跳动的出现。
然而，在使用PCT申请编号为2002-528672的已公布日文翻译中所公开的技术时，必须在阀构件中配设两个止挡，并且可动铁芯必须以能够相对于阀构件移动的方式插入两个止挡之间。另外，必须在可动铁芯和止挡之间配设缓冲弹簧。这会导致更加复杂的结构并且会增加一些部件数目。另外，喷射器的长期操作会导致弹簧疲劳以及磨损等。因此，弹簧的特性会随着时间而变化，并且在延长的周期后很难确保稳定的燃油喷射特性。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种喷射器，它能够使用简单的结构来减少可动铁芯和阀构件的跳动而增加了最小数目的部件，并且展示出在使用寿命期间很小的燃油喷射特性的变化。
在本发明的一个方面中，可动铁芯夹在阀构件上配设的止动件之间，在可动铁芯和止动件之间形成燃料室。因此，在可动铁芯和止动件之间形成燃料室中收集的燃料就起到减缓可动铁芯和止动件之间的冲击的阻尼器的作用。因此，就不需要提供止挡或缓冲弹簧，并且可以使用简单的结构来减少可动铁芯以及上面配设有止动件的阀构件的跳动而增加了最小数目的部件。另外，燃料室中燃料的阻尼效应不会随着时间而有很大的变化。因此，燃油喷射特性中的变化就可以最小化。
在本发明的另一个方面中，可动铁芯具有朝喷射侧伸出的圆柱形部，并且止动件之一与该圆柱形部结合形成燃料室。因此，不需要分开的构件来形成燃料室。因此，可以使用简单的结构减少可动铁芯和阀构件的跳动而增加了最小数目的部件。
在本发明的另一个方面中，在止动件径向外部边缘和圆柱形部的内圆周表面之间形成燃料孔。该燃料孔限制燃料流入和流出燃料室。因此，通过调节在止动件和圆柱形部之间形成的燃料孔的开口的表面积，就可以很容易地控制燃料流入和流出燃料室。因此，燃料孔的开口的表面积控制了燃料室中燃料的阻尼效应。因此，可以依照阀构件和可动铁芯的操作特性和所需的燃油喷射特性，很容易地控制和减少跳动。
在本发明的另一个方面中，止动件具有沿贯穿厚度方向穿透止动件的孔部。该孔部要么是穿过止动件的圆柱形孔，要么是在止动件的径向外缘处形成的槽口形凹槽。该孔部限制燃料流入和流出燃料室。因此，通过调节该孔部的开口的表面积，就可以很容易地控制燃料流入和流出燃料室。因此，可以通过控制孔部开口的表面积来控制由燃料室中的燃料产生的阻尼效应。因此，可以依照阀构件和可动铁芯的操作特性和所需的燃油喷射特性，很容易地控制和减少跳动。
在本发明的另一个方面中，可动铁芯具有喷射侧凹部，该凹部在可动铁芯上喷射侧的端部中远离喷嘴凹入，并且止动件之一与该喷射侧凹部一起形成燃料室。因此，不需要分开的构件来形成燃料室。因此，可以使用简单的结构减少可动铁芯和阀构件的跳动而增加了最小数目的部件。
在本发明的另一个方面中，在止动件径向外部边缘和喷射侧凹部的内圆周表面之间形成了燃料孔。该燃料孔限制燃料流入和流出燃料室。因此，通过调节在止动件和喷射侧凹部之间形成的燃料孔的开口的表面积，就可以很容易地控制燃料流入和流出燃料室。因此，燃料孔的开口的表面积控制了燃料室中燃料的阻尼效应。因此，可以依照阀构件和可动铁芯的操作特性和所需的燃油喷射特性，很容易地控制和减少跳动。
在本发明的另一个方面中，止动件具有沿贯穿厚度方向穿透止动件的孔部。该孔部要么是穿过止动件的圆柱形孔，要么是在止动件的径向外缘处形成的槽口形凹槽。该孔部限制燃料流入和流出燃料室。因此，通过调节该孔部的开口的表面积，就可以很容易地控制燃料流入和流出燃料室。因此，可以通过控制孔部开口的表面积来控制由燃料室中的燃料产生的阻尼效应。因此，可以依照阀构件和可动铁芯的操作特性和所需的燃油喷射特性，很容易地控制和减少跳动。
在本发明的另一个方面中，可动铁芯具有非喷射侧凹部，它在可动铁芯上与喷射侧相对一侧上的端部中朝喷射侧凹入。非喷射侧凹部与止端构件形成燃料室。止端构件是配设处阀构件上与喷嘴相对的端部上的构件。因此，不需要分开的构件来形成燃料室。因此，可以使用简单的结构减少可动铁芯和阀构件的跳动而增加了最小数目的部件。
在本发明的另一个方面中，彼此相对的可动铁芯的基底和止端构件的相对面均是平面。因此就会在相对面和基底之间出现所谓的挤压力。因此，可以使用简单的结构减少可动铁芯和阀构件的跳动而增加了最小数目的部件。
在本发明的另一个方面中，彼此相对的可动铁芯的端面和止端构件的端面形成燃料室。因此，不需要在例如可动铁芯中形成凹部等。这会进一步简化可动铁芯的形状和制造。另外，当可动铁芯和止动件移动分开时，在可动铁芯和止动件之间形成的燃料室中的燃料就产生挤压力，该挤压力的作用是防止它们移动分开。另外，当可动铁芯和止动件碰撞时，燃料室中的燃料产生减缓碰撞的冲击的阻尼力。因此，可以使用简单的结构减少可动铁芯和阀构件的跳动。
在本发明的另一个方面中，燃料经过可动铁芯的端面的径向外缘和止动件的端面流入和流出燃料室。因此，通过调节可动铁芯的端面和在可动铁芯径向外部边缘处的止动件的端面之间的距离，可以很容易地控制燃料流入和流出燃料室的流速。因此，可以依照阀构件和可动铁芯的操作特性和所需的燃油喷射特性，很容易地控制和减少跳动。
在本发明的另一个方面中，燃料通道形成于阀构件的圆周侧上。因此，来自固定铁芯侧的燃料就流经阀构件的内部。另外，通过形成这些燃料通道，阀构件可以呈现圆筒的形式。因此可以减少阀构件的重量，这会改进阀构件对线圈通电的响应度。
在本发明的另一个方面中，阀构件和可动铁芯能够沿轴向方向相对运动。因此，当固定铁芯和可动铁芯碰撞时，阀构件具有惯性力，该惯性力施加用来保持阀构件沿固定铁芯方向移动。相反，碰撞的冲击给予可动铁芯一个与固定铁芯反向的惯性力。在这种情形下，因为可动铁芯和阀构件形成燃料室，所以可动铁芯和阀构件的相对的惯性力就被燃料室中的燃料的阻尼效应吸收。因此，当可动铁芯和固定铁芯碰撞时，碰撞点处的冲击力就会减缓。另外，通过类似的方式，当可动铁芯和阀构件远离固定铁芯并且阀构件与阀座碰撞时，在碰撞点处的冲击力就会减缓。因此，可以使用简单的结构减少可动铁芯和阀构件的跳动而增加了最小数目的部件。
通过研究下面的均构成本申请的一部分的详细说明、所附权利要求书和附图，可以理解本发明的其它特征和优点以及相关部分的操作方法和功能。在附图中图1是显示围绕根据本发明第一实施例的喷射器的可动铁芯的邻近区域的剖视图；图2是根据本发明第一实施例的喷射器的剖视图；图3是显示围绕根据本发明的第一实施例的喷射器可动铁芯的邻近区域的剖视图，其中第二止动件和可动铁芯是分开的；图4是根据本发明第一实施例的喷射器的第一种改进的剖视图；图5是根据本发明第二实施例的喷射器的第二种改进的剖视图；图6是显示围绕根据本发明的第二实施例的喷射器可动铁芯的邻近区域的剖视图；图7是显示围绕根据本发明的第三实施例的喷射器可动铁芯的邻近区域的剖视图；图8是显示围绕根据本发明的第四实施例的喷射器可动铁芯的邻近区域的剖视图；图9是显示围绕根据本发明的第五实施例的喷射器可动铁芯的邻近区域的剖视图；图10是显示围绕根据本发明的第六实施例的喷射器可动铁芯的邻近区域的剖视图；图11是显示围绕根据本发明的第七实施例的喷射器可动铁芯的邻近区域的剖视图；图12是显示围绕根据本发明的第八实施例的喷射器可动铁芯的邻近区域的剖视图；以及图13是显示围绕根据本发明的第九实施例的喷射器可动铁芯的邻近区域的剖视图。
具体实施例方式
下面将参照附图描述本发明的多个实施例。
图2显示了根据本发明的第一实施例的燃料喷射阀(在下文被称作“喷射器”)。例如，第一实施例的喷射器10可以适用于直喷汽油机。然而，喷射器10的应用并不仅仅限于直喷汽油发动机，而是也可以适用于预混合型汽油机或柴油机。当应用于直喷汽油机上时，喷射器10装配到图中并未显示的汽缸盖上。
喷射器10的外壳11形成为圆柱体。外壳11包括第一磁部12、非磁部13和第二磁部14。非磁部13防止第一磁部12和第二磁部14发生磁短路。第一磁部12、非磁部13和第二磁部14通过激光焊接等连接起来以形成单个集成体。也可以由磁性材料将外壳11成型为集成的圆柱产品，然后使用热处理将与非磁部13相对应的部分去磁。
入口构件15配设在沿外壳11轴向方向的一端上。入口构件15压配合在外壳11的内圆周中。入口构件15具有燃料进口16。燃料从图中未显示的燃油泵中供给到燃料进口16。供给燃料进口16的燃料经过燃料过滤器17流入外壳11内部。燃料过滤器17从燃料中除去杂质。
喷嘴座20配设在外壳11的另一端上。喷嘴座20制成圆筒的形状，在其内部配设有喷嘴体21。喷嘴体21也具有圆筒的形状，并且它通过例如压配合或焊接等方法固定到喷嘴座20上。喷嘴体21具有阀座22，阀座22形成于圆锥形内表面上，并且其内径朝末端变窄。喷嘴体21具有置于与外壳11相对侧的末端上的喷嘴23，且该喷嘴穿过喷嘴体21并且将喷嘴体的内壁与外壁连接起来。
起到阀构件作用的喷针30容纳在外壳11、喷嘴座20和喷嘴体21中，并且能够沿轴向方向前后移动。喷针30的位置放置成大体上与喷嘴体21同轴。喷针30具有轴部31和密封部32。密封部32配设在轴部31上与燃料进口16相对的端部上。密封部32能够接触在喷嘴体21中配设的阀座22。喷针30形成贯穿喷嘴体21的燃料通道33，燃料流经该燃料通道。
喷射器10具有驱动喷针30的致动器40。致动器40包括卷轴41、线圈42、固定铁芯43、板外壳44和可动铁芯50。卷轴41放置在外壳11外部。卷轴41由树脂形成圆筒形，然后线圈42缠绕在卷轴41外部。线圈42连接到连接器45的端子46上。固定铁芯43置于线圈42内部，且外壳11夹在它们中间。固定铁芯43由磁性材料例如铁形成圆柱形，并且通过例如压配合固定到外壳11中。板外壳44也由磁性材料组成，并且覆盖了线圈42的外圆周。
可动铁芯50配设在外壳11中，其方式为可以沿轴向方向前后运动。可动铁芯50由磁性材料例如铁形成圆柱形。在固定铁芯43一侧上的可动铁芯50的端部，可动铁芯50与充当激励装置的弹簧18接触。该弹簧18的一端与可动铁芯50接触，其另一端与压配合到固定铁芯43中的调节管19接触。弹簧18施加沿着轴向方向延伸的力。因此，可动铁芯50和喷针30由弹簧18朝阀座22上的固定位置推动。弹簧18载荷可以通过调节调节管19被压配合到固定铁芯43中的程度来进行控制。当线圈42不通电时，可动铁芯50和喷针30压在阀座22上，并且密封部32坐在阀座22上。
接下来将进一步描述致动器40的可动铁芯50和喷针30。
喷针30以能够沿轴向方向前后运动的方式插入可动铁芯50中。如图1所示，可动铁芯50具有沿轴向方向穿过可动铁芯50径向中心的孔51。孔51在固定铁芯43一侧上连接至凹部52。凹部52从可动铁芯50的固定铁芯43一侧凹入，即从可动铁芯50的端部上与喷嘴23相对的一侧朝喷嘴23凹入。凹部52的内径大于孔51的内径。因此在孔51和凹部52之间形成环形阶梯部53。在此，凹部52对应于权利要求书中的非喷射侧凹部，并且阶梯部53对应于权利要求书中所述的基底。另外，在可动铁芯50上与固定铁芯43相对的一侧的端部上，即可动铁芯50的喷嘴23的端部上，配设了朝喷嘴23伸出的圆柱形部54。该圆柱形部54的内径和外径均比孔51的大。因此在孔51和圆柱形部54之间形成环形阶梯部55。另外，圆柱形部54的外径通常比可动铁芯50的小，尽管它的外径也可以大体上与可动铁芯50的外径相同。将可动铁芯50中形成凹部52的内圆周表面和外圆周表面连接起来的燃料通道501形成于圆柱形可动铁芯50中。围绕可动铁芯50的圆周方向形成了多个这种燃料通道501。
第一止动件61和第二止动件62配设在喷针30的轴部31上。第一和第二止动件61和62沿着喷针30的轴向方向彼此远离放置。可动铁芯50夹在第一和第二止动件61和62之间。可动铁芯50的孔51的内径略微大于喷针30的轴部31的外径。因此，喷针30和可动铁芯50能够沿轴向方向相对运动。
第一止动件61放置成比第二止动件62更靠近喷嘴23。第一止动件61沿径向从喷针30的轴部31向外伸出。第一止动件61与喷针30形成为单个集成体的一部分。第一止动件61沿圆周方向以连续环形从喷针30中伸出。
另一方面，第二止动件62比第一止动件61放置得更加远离喷嘴23。换句话说，第二止动件62是沿轴向方向在喷针30上与密封部32相对的端部上配设的止端构件。第二止动件62沿径向从喷针30的轴部31向外伸出。第二止动件62形成为脱离开喷针30的主体。第二止动件62压配合到在喷针30上与喷嘴23相对的端部上形成的小径部34上。第二止动件62包括压配合部621和伸出部622，其中压配合部621压配合到喷针30的小径部34上，伸出部622沿径向从压配合部621伸出，因此形成连续的环形。第二止动件62沿着轴向方向的位置是由在喷针30的轴部31和小径部34之间形成的台阶35确定的。远离调节管19放置的弹簧18的端部与第二止动件62的伸出部622接触，因此沿喷嘴23的方向推动可动铁芯50。
喷针30从可动铁芯50与固定铁芯43相对的一侧插入可动铁芯50中，并且第二止动件62连接到喷针30上。因此，可动铁芯50夹在第一止动件61和第二止动件62之间。当第二止动件62与可动铁芯50的阶梯部53接触时，就会在第一止动件61和可动铁芯50的阶梯部53之间形成具有预定长度的间隙。因此，喷针30和可动铁芯50能够经受沿轴向方向与该间隙长度相等的相对运动。
当喷针30和可动铁芯50经受沿轴向方向的相对运动时，第一止动件61在可动铁芯50的圆柱形部54中沿轴向方向前后移动。因此，在可动铁芯50的阶梯部55、圆柱形部54的内圆周表面54a和第一止动件61中面向固定铁芯43的表面之间形成燃料室56。当喷针30和可动铁芯50的轴向运动导致第一止动件61在圆柱形部54中前后移动时，燃料室56的容积就会改变。第一止动件61的外径略微小于圆柱形部54的内径。因此，当燃料室56的容积改变时，燃料就会通过在第一止动件61的径向外缘和圆柱形部54的内圆周表面54a之间形成的小间隙进入和离开燃料室56。换句话说，第一止动件61的径向外缘和圆柱形部54的内圆周表面54a形成孔部57，其作用为用于限制燃料流入和流出燃料室56的燃料孔。
在形成孔51的可动铁芯50的内圆周表面和喷针30的外壁之间的间隙小于孔部57。因此，燃料通过在第一止动件61和圆柱形部54之间形成的孔部57进入和离开燃料室56。
当喷针30和可动铁芯50经受沿径向的相对运动时，第二止动件62在可动铁芯50的凹部52中沿径向前后移动。因此，如图3所示，在可动铁芯50的阶梯部53、形成凹部52的可动铁芯50的内圆周表面以及第二止动件62上位于阶梯部53一侧上的表面的相对面62a之间形成了燃料室58。当喷针30和可动铁芯50的轴向运动导致第二止动件62在凹部52中前后移动时，燃料室58的容积就会改变。第二止动件62的外径略微小于圆柱形部52的内径。因此，当燃料室58的容积改变时，燃料就会通过在第二止动件62的径向外缘和形成凹部52的可动铁芯50的内圆周表面之间形成的小间隙进入和离开燃料室58。换句话说，第二止动件62的径向外缘和形成凹部52的可动铁芯50的内圆周表面形成了孔部59，其作用为用于限制燃料流入和流出燃料室58的燃料孔。可动铁芯50的阶梯部53和第二止动件62的相对面62a都是平的。因此，当喷针30和可动铁芯50的相对运动导致相对面62a离开阶梯部53时，就会在相对面62a和阶梯部53之间产生相互吸引的力，即挤压力。
接下来，将描述根据上述结构的喷射器10的冲击减缓效应。
当可动铁芯50朝固定铁芯43牵引时，会导致在固定铁芯43和可动铁芯50之间产生碰撞，碰撞的冲击会导致可动铁芯50远离固定铁芯43即朝喷嘴23移动。另一方面，当固定铁芯43和可动铁芯50碰撞时，惯性力意味着喷针30具有朝着固定铁芯43移动的能量。这意味着可动铁芯50具有指向与固定铁芯43相反的运动能量，而喷针30具有指向固定铁芯43的运动能量。换句话说，可动铁芯50的能量和喷针30的能量是沿相反的方向施加的。因此，通过允许可动铁芯50和喷针30的相对运动，可以消除当固定铁芯43和可动铁芯50碰撞时在可动铁芯50和喷针30中产生的动能。
固定铁芯43和可动铁芯50之间的碰撞会导致可动铁芯50远离固定铁芯43移动，而喷针30会朝着固定铁芯43移动。在这种情形下，伴随着喷针30的运动的第一止动件61的运动就导致燃料室56容积的减小。因此，燃料室56中的燃料就会被挤压，并且高压燃料就会通过孔部57从燃料室56中缓慢地排出。这会导致燃料室56中的燃料产生阻尼效应。
同样，伴随着喷针30的运动的第二止动件62的运动会导致燃料室58的容积增大。因此，燃料室58中燃料的压力就会降低，并且燃料会通过孔部59缓慢地进入燃料室58。另外会在第二止动件62和可动铁芯50之间产生挤压力。这会导致燃料室58中的燃料产生阻尼效应。因此，可动铁芯50和固定铁芯43之间碰撞的冲击会被可动铁芯50和喷针30的相对运动以及由燃料室56和燃料室58提供的阻尼效应吸收。因此就会减少可动铁芯50以及与可动铁芯50配合移动的喷针30的跳动。
另外，当弹簧18的推力导致喷针30的密封部32坐在阀座22上时，落座时的冲击会导致喷针30沿固定铁芯43的方向移动。另一方面，当密封部32和阀座22碰撞时，所产生的惯性力意味着可动铁芯50具有沿与固定铁芯43相反方向即沿喷嘴23的方向移动的能量。这意味着喷针30具有沿固定铁芯43的方向移动的能量，而可动铁芯50具有沿相反方向移动的能量。因此，通过允许可动铁芯50和喷针30的相对运动，可以消除当喷针30和阀座22碰撞时在可动铁芯50和喷针30中产生的动能。
当喷针30和阀座22碰撞时，喷针30沿固定铁芯43的方向移动，而可动铁芯50沿与固定铁芯43相反的方向移动。在这种情形下，伴随着喷针30的运动的第一止动件61的运动就会减小燃料室56的容积。因此，燃料室56中的燃料就会被挤压，并且高压燃料就会通过孔部57从燃料室56中缓慢地排出。这会导致燃料室56中的燃料产生阻尼效应。
同样，伴随着喷针30的运动的第二止动件62的运动会导致燃料室58的容积增大。因此，燃料室58中燃料的压力就会降低，并且燃料会通过孔部59缓慢地进入燃料室58。另外会在第二止动件62和可动铁芯50之间产生挤压力。这会导致燃料室58中的燃料产生阻尼效应。因此，喷针30和阀座22之间碰撞的冲击会被可动铁芯50和喷针30的相对运动以及由燃料室56和燃料室58提供的阻尼效应吸收。因此就会减少可动铁芯50以及与可动铁芯50配合移动的喷针30的跳动。
接下来，将描述根据上述结构的喷射器10的操作。
当线圈42的通电停止时，在固定铁芯43和可动铁芯50之间就不再产生磁引力。因此，弹簧18的推力导致可动铁芯50和喷针30沿着与固定铁芯43相反的方向移动。因此，当线圈42的通电停止时，喷针30的密封部32就坐在阀座22上。因此，没有燃料从喷嘴23中喷射出来。
当线圈42通电时，在线圈42中产生的磁场导致磁通流经板外壳44、第一磁部12、可动铁芯50、固定铁芯43和第二磁部14，因此形成磁路。因此就会在固定铁芯43和可动铁芯50之间产生磁引力。当在固定铁芯43和可动铁芯50之间产生的该磁引力超过由弹簧18产生的推力时，可动铁芯50就会朝着固定铁芯43移动。此时，配设在喷针30上的第二止动件62就会与可动铁芯50的阶梯部53接触。因此，喷针30也会与可动铁芯50一起沿着固定铁芯43的方向移动。因此，喷针30的密封部32就离开阀座22。
从燃料进口16流入喷射器10的燃料经由燃料过滤器17、入口构件15的内部、调节管19的内部可动铁芯50的燃料通道501和喷嘴座20的内部流动，然后进入燃料通道33。流入燃料通道33的燃料通过在已经离开阀座22的喷针30和喷嘴体21之间形成的间隙流入喷嘴23。因此燃料就从喷嘴23中喷射出来。
当线圈42的通电停止时，固定铁芯43和可动铁芯50之间的磁引力就会消失。因为第二止动件62与可动铁芯50的阶梯部53接触，所以弹簧18的推力就导致可动铁芯50和喷针30作为一个整体远离固定铁芯43而移动。因此，密封部32再次坐到阀座22上，并且燃料在燃料通道33和喷嘴23之间的流动被切断。因此，燃油喷射停止。
如上所述，在第一实施例中，可动铁芯50和喷针30相对于彼此沿轴向方向可以自由地移动超过预定的范围。因此，在固定铁芯43和可动铁芯50碰撞时发生的可动铁芯50的跳动就被喷针30沿与跳动相反方向中的惯性运动所吸收。另外，在喷针30和阀座22碰撞时发生的喷针30的跳动就被可动铁芯50沿与跳动相反方向中的惯性运动所吸收。另外，喷针30和可动铁芯50之间相对运动会由于分别在第一止动件61或第二止动件62和可动铁芯50之间形成的燃料室56和58中的燃料的阻尼效应而减缓。因此，碰撞的冲击就会减缓，而仍能够确保喷针30和可动铁芯50作为一个整体移动。因此，可以使用简单的结构减少在喷针30和可动铁芯50的操作期间的跳动而增加了最小数目的部件。
尤其是，在其中本发明适用于直喷汽油机的情形中，如同在本实施例中的喷射器10一样，从喷射器10喷射的燃料的压力将在高达5到13兆帕的范围内。最近已经要求更高的燃料压力以更高地雾化注射的燃料。当燃料压力增大时，就需要致动器40具有更大的驱动力以打开阀，即在固定铁芯43和可动铁芯50之间需要更大的磁引力。另一方面，为闭合阀，需要起到激励装置的作用的弹簧18具有增大的推力。因此，当打开喷针30的阀时在可动铁芯50和固定铁芯43之间碰撞的冲击和当闭合喷针30的阀时在喷针30和阀座22之间碰撞的冲击都会增大。另一方面，对于本实施例的喷射器10，因为碰撞的冲击被减缓，所以在操作过程中的跳动就会减少。因此，就减少了从喷射器10的燃料的不可控制的喷射。因此，就可以使用有利的精度控制从喷嘴23注射的燃料的数量和喷雾的形状，即便是在燃料压力增大时。
另外，在第一实施例的喷射器10中，燃料经过孔部57进入和离开燃料室56，并且经过孔部59进入和离开燃料室58。因此，可以通过调整第一止动件61和圆柱形部54之间的间隙或第二止动件62和可动铁芯50的内圆周表面之间的间隙来改变由燃料室56和58产生的阻尼效应的特性，其中两个间隙分别形成孔部57和孔部59。因此，可以很容易地调节由燃料室56和58内部的燃料生成的阻尼效应的特性，并且可以将喷针30的跳动最小化。
另外，在第一实施例的喷射器10中，在喷针30操作过程中碰撞的冲击可被喷针30和可动铁芯50的相对运动和由燃料室56和58中的燃料提供的阻尼效应减缓。该阻尼效应是由燃料室56和58中的燃料产生的。因此，该阻尼效应几乎不会随着时间变化，尤其是在与例如弹簧的弹性构件提供的减缓效应相比时。因此，在冲击减缓能力中几乎没有变化，这意味着喷射器10可以在较长时间内显示出稳定的燃油喷射特性。
图4和图5中显示了根据本发明的第一实施例的喷射器的改进。对与第一实施例中大体上相同的结构元件给出了相同的参考数字，并且省略了其说明。
在如图4所示的改进中，第一止动件63形成为与喷针30分开的主体。另一方面，第二止动件64与喷针30形成一个整体。
另外，在图5所示的改进中，第一止动件65和第二止动件66都形成为从喷针30上分开的主体。
在图6中显示了围绕根据本发明的第二实施例的喷射器的可动铁芯的邻近区域。对与第一实施例中大体上相同的结构元件给出了相同的参考数字，并且省略了其说明。
如图6所示，根据第二实施例的喷射器的可动铁芯70在与固定铁芯43相对的端部上具有凹部71。凹部71朝固定铁芯43凹入。该凹部71对应于权利要求中的喷射侧凹部。凹部71的内径大于孔部72的内径。因此，在凹部71和孔部72之间形成阶梯部73。另外，可动铁芯70包括燃料通道701，燃料通道701将可动铁芯70的内部与外部连接起来。
在喷针30和可动铁芯70沿轴向方向的相对运动过程中，与喷针30接合的第一止动件61沿轴向在凹部71中前后移动。因此，在可动铁芯70的阶梯部73、形成凹部71的可动铁芯70的内圆周表面和第一止动件61在固定铁芯43一侧上的表面之间就形成燃料室74。当喷针30和可动铁芯70的轴向运动导致第一止动件61在凹部71中前后移动时，燃料室74的容积就会改变。凹部71的内径略微大于第一止动件61的外径。因此，当燃料室74的容积改变时，燃料就会通过在第一止动件61的径向外缘和形成凹部71的可动铁芯70的内圆周表面71a之间形成的小间隙进入和离开燃料室74。换句话说，第一止动件61的径向外缘和可动铁芯70的内圆周表面71a形成孔部75，其作用为用于限制燃料流入和流出燃料室的燃料孔。
在第二实施例中，燃料室74形成于凹部71中，凹部71在可动铁芯70上与固定铁芯43相对的一侧的端部上凹入。如同第一实施例中一样，在第二实施例的结构中，燃料室74中的燃料具有阻尼效应。因此，喷针30和可动铁芯70之间的相对运动会由于燃料室74中燃料的阻尼效应而减缓，其中燃料室74形成于与喷针30形成一个整体的第一止动件61或第二止动件62和可动铁芯50之间。因此，碰撞的冲击就会减缓，而仍能够确保喷针30和可动铁芯70作为一个整体移动。因此，可以使用简单的结构减少在喷针30和可动铁芯70的操作期间的跳动而增加了最小数目的部件。
在图7中显示了围绕根据本发明的第三实施例的喷射器的可动铁芯的邻近区域。对与第一实施例中大体上相同的结构元件给出了相同的参考数字，并且省略了其说明。
如图7所示，在根据第三实施例的可动铁芯80中，凹槽81形成于与固定铁芯43相对的一侧的端部上。凹槽81沿固定铁芯43的方向凹入可动铁芯80中。凹槽81形成围绕可动铁芯80圆周方向的连续环形。另外，在喷针30上配设的第一止动件90包括压配合到喷针30上的内圆筒部91、从内圆筒部91沿径向向外伸出的膨胀部92和从膨胀部92的径向外部边缘朝固定铁芯43一侧升高的外圆筒部93。外圆筒部93设计成进入可动铁芯80的凹槽81而留下一个微小的间隙。可动铁芯80包括燃料通道801，燃料通道801将可动铁芯80的内部与外部连接起来。
通过使用上述结构，就会在外圆筒部93和在可动铁芯80中形成凹槽81的内圆周表面80a之间形成第一燃料室82。另外，在由外圆筒部93、可动铁芯80、膨胀部92和喷针30围起的空间中形成第二燃料室83。换句话说，在第三实施例中，在可动铁芯80和第一止动件90之间形成两个燃料室，即第一燃料室82和第二燃料室83。
在第三实施例中形成了多个燃料室82和83。因此，通过改变第一和第二燃料室82和83的各自阻尼效应，并且接合所生成的效果，就可以很容易地按照希望调节总的阻尼效应的特性。
图8和图9分别显示了围绕根据本发明的第四和第五实施例的喷射器的可动铁芯的邻近区域。对与第一实施例中大体上相同的结构元件给出了相同的参考数字，并且省略了其说明。
在第一实施例的说明中，在所提供的实例中，燃料孔是使用第一止动件和圆柱形部之间的间隙形成的。相反，在第四实施例中，在第一止动件61的径向外部边缘中形成了槽口67，如图8所示。另外，也配设了圆柱形孔68，它沿贯穿厚度方向穿过第一止动件61。槽口67和孔68构成权利要求中所述的孔部。因此，在第四实施例中，槽口67和孔68充当燃料进入和离开燃料室56所通过的孔部。在第四实施例中，通过调节槽口67或孔68的形状、数目和尺寸，可以很容易地调节阻尼特性。这些槽口或孔也可以形成于第二止动件62和第一止动件61中。
在第五实施例中，在可动铁芯50的圆柱形部54中形成了将燃料室56与可动铁芯50的外部连接起来的连接孔541，如图9所示。在这种情形下，可以通过调节连接孔541的形状、数目和尺寸很容易地调节阻尼特性。
图10和图11分别显示了围绕根据本发明的第六和第七实施例的喷射器的可动铁芯的邻近区域。对与第一实施例或第二实施例中大体上相同的结构元件给出了相同的参考数字，并且省略了其说明。
根据第六实施例的可动铁芯70是对第二实施例的可动铁芯的改进。另外，喷针30与图4所示的改进相同。
在第六实施例中，可动铁芯70的凹部71形成锥形，其中内径随着与固定铁芯43之间距离的增大而增大，如图10所示。在固定铁芯43一侧的凹部71的内径大于孔部72的内径。因此，在凹部71和孔部72之间形成阶梯部73。当凹部71形成锥形时，第一止动件69不能在凹部71中移动，其中第一止动件69要么与喷针30形成一个整体，要么与喷针30分开。另外，在与固定铁芯43相对的端部上，第一止动件69的外径大于凹部71的内径，并且仅仅略微小于可动铁芯70的外径。因此，在第六实施例中，第一止动件69在与固定铁芯43相对的端部处移动到可动铁芯70外部。
在喷针30和可动铁芯70沿轴向方向的相对运动过程中，未与喷针30结合的第一止动件69沿轴向方向在可动铁芯70外部前后移动。此时，在可动铁芯70的阶梯部73、可动铁芯70的凹部71的内圆周表面和在可动铁芯70一侧的第一止动件61的端面之间就形成燃料室74。当喷针30和可动铁芯70的轴向运动导致第一止动件69前后移动时，燃料室74中燃料的压力就会改变。在可动铁芯70上与固定铁芯43相对的一侧的端面70a和第一止动件69上可动铁芯70一侧的端面69a之间会形成一个间隙。因此，当燃料室74中燃料的压力改变时，燃料就会通过在可动铁芯70的端面70a和第一止动件69的端面69a之间形成的间隙进入和离开燃料室74。换句话说，可动铁芯70的端面70a和第一止动件69的端面69a形成孔部76，孔部76起到用于限制燃料流入和流出燃料室的燃料孔的作用。
在第七实施例中，第一止动件69成型为与可动铁芯70的凹部71的形状配合，如图11所示。因此，在第七实施例中，第一止动件69能够在凹部71中前后移动。在第七实施例中，在可动铁芯70的阶梯部73、可动铁芯70中凹部71的内圆周表面和在可动铁芯70一侧的第一止动件69的端面69a之间就形成燃料室74。当喷针30和可动铁芯70的轴向运动导致第一止动件69在凹部71中前后移动时，燃料室74的容积就会改变。在可动铁芯70的内圆周表面和可动铁芯70一侧的第一止动件69的端面69a之间就会形成一个间隙。因此，当燃料室74的容积改变时，燃料就会通过在可动铁芯70的内圆周表面和第一止动件69的端面69a之间形成的间隙进入和离开燃料室74。换句话说，可动铁芯70的端面70a和第一止动件69的端面69a形成孔部77，孔部77起到用于限制燃料流入和流出燃料室的燃料孔的作用。
在第六和第七实施例中，可动铁芯70和第一止动件69形成燃料室74，并且也形成孔部76和77。因此，固定铁芯43和可动铁芯70之间的碰撞的冲击就会减缓，而仍能够确保定喷针30和可动铁芯70作为一个整体移动。因此可以减少在喷针30和可动铁芯70操作过程中的跳动。
另外，在第六和第七实施例中，在可动铁芯70中形成凹部71可以减少可动铁芯70的质量。这会减小需要被吸引到固定铁芯43的可动铁芯70和喷针30的重量。因此，可以改进可动铁芯70和喷针30对线圈42通电中变化的响应度。
在图12中显示了围绕根据本发明的第八实施例的喷射器的可动铁芯的邻近区域。对与第七实施例中大体上相同的结构元件给出了相同的参考数字，并且省略了其说明。
在第八实施例中，如图12所示，在与固定铁芯43相对一侧的可动铁芯70的端部中并未形成凹部。换句话说，在第八实施例中，可动铁芯70在喷嘴23一侧上具有端面70a。该端面70a可以大体上垂直于可动铁芯70的轴线，或是可以相对于该轴倾斜。端面70a也可以是台阶面或弯曲的形状。因此，可动铁芯70在端面70a和第一止动件69上面对可动铁芯70一侧的端面69a之间形成燃料室。当可动铁芯70和第一止动件69移动分开时，该燃料室中的燃料就会产生一个力，即所谓的挤压力，该力的作用是防止可动铁芯70和第一止动件69移动分开。另外，当第一止动件69和可动铁芯70彼此接近时，该燃料室中的燃料就会产生一个力，即所谓的阻尼力，该力的作用是阻碍和可动铁芯70的靠近。因此，当喷针30和可动铁芯70相对于彼此沿轴向方向前后移动时，在可动铁芯70和第一止动件69之间的该燃料室中的燃料就会生成阻碍相对运动的力。该燃料从径向外部边缘进入和离开在相对的第一止动件69和可动铁芯70之间的空间。换句话说，可动铁芯70的端面70a和第一止动件69的端面69a在径向外部边缘处形成孔部78，孔部78起到用于限制燃料流入和流出燃料室的燃料孔的作用。
在第八实施例中，即使不在与固定铁芯43相对的一侧的可动铁芯70的端部中形成凹部，也仍可以由可动铁芯70和第一止动件69之间的燃料室中的燃料生成挤压力和阻尼力。因此可以简化可动铁芯70的结构和制造，而仍能减小喷针30和可动铁芯70的跳动。另外，可以通过形成孔部78的端面69a和70a之间的距离来控制流入和流出燃料室的燃料的数量。因此，可以很容易地控制在可动铁芯70和第一止动件69之间作用的挤压力和阻尼力。
在图13中显示了围绕根据本发明的第九实施例的喷射器的可动铁芯区域的邻近区域。对与在第一实施例或第八实施例中大体上相同的结构元件给出了相同的参考数字，并且省略了其说明。
如图13所示，在第九实施例中，可动铁芯70与第八实施例中的形状相同。然而，在第九实施例中，喷针130的形状与如上所述的其它实施例不同。在第九实施例中，喷针130形成中空的圆柱形状。因此在喷针130中形成燃料通道131。喷针130具有凸缘132，它充当止端构件，配设在喷针130上与喷嘴23的相对的端部上。凸缘132从喷针130沿径向向外延伸，并且与针130形成一个整体部分。
喷针130具有燃料孔133，燃料孔133穿透形成燃料通道131的侧壁。流经燃料通道131的燃料从喷针130的内部经过燃料孔133流到外部。因此，不需要形成燃料通道来将可动铁芯70的内部与外部连接起来。燃料孔的位置并不限于可动铁芯70一侧的喷针130，并且它们可以位于针130上喷嘴23一侧的端部附近。另外，燃料通道也可以形成于可动铁芯70中以确保适当的燃料流速。
在第九实施例中，喷针130形成为中空圆柱，因此形成燃料通道131。因此减小了喷针130的质量。这意味着减小了必须被吸引到固定铁芯43的可动铁芯70和喷针130的重量。因此，可以改进可动铁芯70和喷针30对线圈42通电中变化的响应度。
在如上所述的多个实施例中，说明集中在其中两个止动件沿着喷针的轴向方向配设的实例上。然而，也可以沿轴向方向配设三个或更多止动件。如果，例如喷针具有多个可动铁芯，那么每个可动铁芯都可以夹在两个止动件之间。另外，在上述多个实施例中，说明集中在其中每个实施例单独应用的实例上。然而，也可以使用多个实施例的组合。
权利要求
1.燃料喷射阀(10)，包括用于打开和关闭喷嘴(23)的阀构件(30)；从所述阀构件(30)沿径向向外伸出的第一止动件(61)；从所述阀构件(30)沿径向向外伸出的第二止动件(62)；夹在所述第一和第二止动件(61，62)之间的可动铁芯(50)，所述可动铁芯(50)和所述第一和第二止动件(61，62)之一界定了燃料室(56，58)；与所述可动铁芯(50)可轴向分离的固定铁芯(43)；以及线圈(42)，它用于使所述阀构件(30)往复轴向位移，这样所述可动铁芯(50)就朝向和远离所述固定铁芯(43)轴向往复移动。
2.如权利要求1所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述第一和第二止动件(61，62)中的每一个与所述阀构件(30)整体地形成或是与所述阀构件(30)分开。
3.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述可动铁芯(50)具有从所述可动铁芯(50)上的喷射侧上的端部向所述喷嘴(32)伸出的圆柱形部(54)，并且所述第一止动件(61)与所述圆柱形部(54)形成所述燃料室(56)。
4.如权利要求3所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述第一止动件(61)的外部径向边缘和所述圆柱形部(54)的内圆周表面(54a)形成限制燃料流入和离开所述燃料室(56)的燃料孔(57)。
5.如权利要求3或4所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述第一止动件(61)沿其贯穿厚度方向具有限制燃料流入和离开所述燃料室(56)的孔部(68)。
6.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述可动铁芯(50)具有喷射侧凹部(71)，所述凹部(71)在所述可动铁芯(50)上的喷射侧上的端部中远离所述喷嘴(23)凹入，并且所述第一止动件(61)与所述喷射侧凹部(71)一起形成所述燃料室(56，74)。
7.如权利要求6所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述第一止动件(61)的外部径向边缘和所述喷射侧凹部(71)的内圆周表面(71a)形成限制燃料流入和离开所述燃料室(56，74)的燃料孔(75)。
8.如权利要求6或7所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述第一止动件(61)具有孔部(68)，所述孔部(68)沿贯穿厚度方向穿透所述第一止动件(61)并且限制燃料流入和离开所述燃料室(56，74)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述可动铁芯(50)具有非喷射侧凹部(52)，所述非喷射侧凹部(52)在与所述可动铁芯(50)相对侧的端部中从喷射侧向所述喷嘴侧凹入，并且第二止动件(62)置于与所述阀构件(30)的与所述喷嘴(23)相对的端部上并且与所述非喷射侧凹部(52)形成所述燃料室(58)。
10.如权利要求9所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，界定了所述非喷射侧凹部(52)并且与所述第二止动件(62)相对的所述可动铁芯(50)的基底(53)和所述第二止动件(62)的相对面(62a)是平面。
11.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述可动铁芯(50，70)在喷射侧端面(70a)和所述第一止动件(61，69)的相对的端面(69a)之间形成所述燃料室。
12.如权利要求11所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述可动铁芯(50，70)的所述喷射侧端面(70a)和所述第一止动件端面(69a)在径向外缘处形成限制燃料流入和离开所述燃料室的燃料孔(78)。
13.如权利要求1至12中任一项所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述阀构件(30，130)形成为圆筒形，其内部形成燃料通道(131)。
14.如权利要求1至13中任一项所述的燃料喷射阀(10)，其特征在于，所述阀构件(30)和所述可动铁芯(50)能够沿轴向方向相对运动。
全文摘要
燃料喷射阀(10)，包括阀构件(30)、第一止动件(61)、第二止动件(62)、可动铁芯(50)、固定铁芯(43)和线圈(42)。阀构件(30)用于打开和关闭喷嘴(23)。第一止动件(61)从所述阀构件(30)沿径向向外伸出。第二止动件(62)从所述阀构件(30)沿径向向外伸出。可动铁芯(50)夹在所述第一和第二止动件(61，62)之间。可动铁芯(50)和所述第一和第二止动件(61，62)界定了燃料室(56，58)。固定铁芯(43)与所述可动铁芯(50)可轴向分离。线圈(42)使所述阀构件(30)往复轴向位移，这样所述可动铁芯(50)就朝着和远离所述定铁固定铁芯(43)轴向往复移动。
文档编号F02M51/00GK1704580SQ20051007552
公开日2005年12月7日 申请日期2005年6月2日 优先权日2004年6月2日
发明者西脇丰治 申请人:株式会社电装