设计成将安装在其中的燃料压力传感器上的机械应力最小化的燃料喷射器的制作方法

专利名称：设计成将安装在其中的燃料压力传感器上的机械应力最小化的燃料喷射器的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及一种装配在内燃机中以向其内喷射燃料的燃料喷 射器，尤其涉及这样的一种燃料喷射器，在其中安装有燃料压力传感器 用于测量由于燃料喷射到发动机内引起的燃料压力的变化，并且设计成 能最小化燃料压力传感器上的机械应力。
背景技术：
为了确保内燃机输出转矩的控制精度和尾气排放量，控制燃料喷 射模式是必不可少的，例如从燃料喷射器喷射的燃料量或者燃料喷射器 开始喷射燃料的喷射正时。为了控制这样的燃料喷射模式，已经提出了 监控当从燃料喷射器喷射时燃料压力变化的技术。
具体地，由于燃料从燃料喷射器的喷射而引起燃料压力开始下降 的时刻可用于确定燃料实际上已经喷射的实际喷射正时。由喷射引起的 燃料压力下降量可用于确定从燃料喷射器实际喷射的燃料量。对燃料喷 射模式进行的所述实际观测确保了燃料喷射模式控制中的所需要的精 度。
例如，在利用直接安装到共轨(也就是燃料蓄压器)内的压力传 感器测量由于燃料喷射器的燃料喷射而引起的燃料压力的变化(下面也 指燃料压力变化)的情况下，它将在共轨内某种程度上被吸收，从而导致测定这种压力改变的精度降低。为了减轻该弊病，首次公开号为
2000-265892的日本专利申请揭露了在共轨和高压管道之间的连接处安 装压力传感器，以在燃料压力变化在共轨内被吸收之前测量燃料压力变 化，其中燃料通过所述高压管道从共轨传送到燃料喷射器。
尽管如此，产生于燃料已经通过其喷射的燃料喷射器的喷射孔处 的燃料压力的变化一定会在高压管道内衰减。因此，安装在共轨和高压 管道之间的接合处的压力传感器的使用并不能确保燃料压力变化的测 定的适合精度。发明人研究过将压力传感器安装在位于高压管道下游的 燃料喷射器的一个部位上。然而这样安装，也会导致一些问题，如下所 述。
压力传感器一般由主体和阀致动器组成，其中主体内形成有用于 供应高压燃料到喷射孔的高压通道，阀致动器安装在主体内用于移动阀 从而关闭或打开喷射孔。主体通常遭受各种外部压力以及燃料施加的内 部压力。
例如，如图4所示的那样，当利用夹持装置K将燃料喷射器挤压 并保持在内燃机中时，其中喷射器主体4x装配到内燃机的缸盖E2的装 配孔E3内，会引起压力F1，其通过夹持装置K持续地沿垂直方向施加 到喷射器主体4x上。另外，供应高压燃料到燃料喷射器的高压管道HP 与其不对准地连接到喷射器主体4x的入口，这会引起压力F2，其通过 高压管道HP施加到喷射器主体4x上。
高压管道HP施加的压力Fl或F2会引起内应力增加，这将作用到 安装在燃料喷射器内的燃料压力传感器50x上，因此使得燃料压力测量 的精度降低。

发明内容
因此避免现有技术的缺点是本发明的首要目的。
本发明的另一个目的是提供一种用于内燃机的燃料喷射器，其可 使用在车用柴油机共轨燃料喷射系统，并设计成能最小化安装在喷射器 主体内的燃料压力传感器上的喷射器主体的内应力以确保燃料喷射器 内燃料压力的测量精度。
5根据本发明的第一方面，提供了一种用于内燃机例如汽车柴油机
的燃料喷射器。燃料喷射器包括(a)喷射器主体，其内形成有从燃料
入口延伸到喷射孔的燃料流动通道，喷射器主体被装配到内燃机的气缸
盖内；(b)致动器，其布置在喷射器主体内部，致动器工作以打开喷射 孔喷射通过燃料入口供应到燃料流动通道的燃料到内燃机；以及(c) 燃料压力传感器，其工作以测量在喷射器主体内的燃料的压力并生成用 来表示测得压力的电信号。燃料压力传感器安装到喷射器主体的第一部 位，所述第一部位定位于越过喷射器主体上通过外部元件施加机械压力 的第二部位远离内燃机气缸盖的地方。
特别地，燃料压力传感器远离喷射器主体的一个部位布置，在燃 料喷射器使用中时，该部位的内应力增加，也就是安置在发动机气缸盖 内的喷射器主体的那部分和其上施加有机械压力的第二部分之间。这保 持燃料压力传感器不承受喷射器主体的内应力，由此确保由燃料喷射器 喷射燃料引起的燃料压力变化的测量精度。
在本发明优选方式中，燃料喷射器主体具有燃料入口，高压管道 即外部元件连接到燃料入口从而将燃料输送到燃料流动通道。燃料入口 是在其上被施加机械压力的喷射器主体的第二部分。
喷射器主体设计为具有一个表面，夹持装置与该表面抵靠放置以 在喷射器主体上施加压力从而将喷射器主体装配到在气缸盖内形成的 装配孔内。夹持装置是外部元件。喷射器主体的该表面是喷射器主体的 第二部分，机械压力也就是通过夹持装置施加的压力作用在喷射器主体 的第二部分上。
喷射器主体具有燃料出口，作为选择可以是外部元件的排出管道 将连接到燃料出口以从喷射器主体排出多余燃料。在这种情况下，燃料 出口是喷射器主体的第二部分，机械压力施加在第二部分上。
喷射器主体还设计成装配在内燃机气缸盖内形成的装配孔内，喷 射器主体的第一部分位于装配孔的外部，燃料压力传感器安装到第一部 分内。
外部元件(例如夹持装置、高压管道或排出管道)可位于发动 机气缸盖的内部或外部。同样地，燃料压力传感器可以布置在保持在气缸盖中的喷射器主体的部分的内部或外部。


通过以下的详细说明和本发明优选实施例的附图将更充分地了解 本发明，尽管如此，这些并不能拿来将本发明限定为具体实施例，而仅 仅是解释说明理解的目的。
附图中
图1是示出了根据本发明第一实施例的燃料喷射器内部结构的纵
向剖视图2是图1的局部放大剖视图3是示出了根据本发明第二实施例的燃料喷射器内部结构的局 部纵向剖视图；以及
图4是示出了常用燃料喷射器内部结构的局部纵向剖视图。
具体实施例方式
参考附图，其中在各个视图中同样的附图标记指的是相同的部件， 特别是图1和图2中，示出了根据本发明第一实施例的燃料喷射器，其 应用到例如柴油机的车用共轨燃料喷射系统。
燃料喷射器工作以把燃料喷射入柴油内燃机气缸内的燃烧室El 中，所述燃料以受控高压存储在共轨(未示出)内。燃料喷射器配备有 喷嘴1、压电致动器2以及背压控制机构3，其中燃料从喷嘴1喷射， 压电致动器2充当开/关机构并在充电时膨胀、放电时收縮，以及背压 控制机构3通过压电致动器2操作以控制作用在喷嘴1上的背压。
喷嘴1包括喷嘴主体12、阀针13和弹簧14，其中在喷嘴主体12 中形成有一个或多个喷射孔U，阀针13移动进入或离开与喷嘴主体12 的内座的邻接以关闭或打开喷射孔11，弹簧14在阀关闭方向促动阀针 13以关闭喷射孔11。
压电致动器2包括由许多压电装置组成的压电堆叠。压电致动器2 是带电时膨胀、放电时收縮的电容性负载，并起到用于移动阀针13的 致动器的作用。背压控制机构3包括阀体31，活塞32、盘簧33和球阀34布置在 阀体31内。活塞32随着压电致动器2的行程而移动。盘簧33促动活 塞32与压电致动器2恒定抵靠。球阀34通过活塞32移动。从图上看， 阀体3为单件元件形成，但实际上是由多个块构成。
燃料喷射器也包括柱状的喷射器主体4，柱状的装配腔41形成在 喷射器主体4内，沿着燃料喷射器的纵向中心线延伸。装配腔41有一 内凸肩，其限定了将压电致动器2装配在其内的小直径壳体(也就是在 图1中看到的上部壳体)、和将背压控制机构3装配在其内的大直径壳 体(也就是在图1中看到的下部壳体)。中空柱状的保持器5以螺旋方 式装配到喷射器主体4内以将喷嘴l保持在喷射器主体4的头部以内。
喷嘴主体12、喷射器主体4以及阀体31在其内形成了高压通道6， 燃料以受控高压通过通道6从共轨递送到喷射孔11。喷射器主体4和 阀体31也在其内形成了连接到燃料箱(未示出)的低压通道7。喷嘴 主体12、喷射器主体4和阀体31由金属材料制成，并装配到形成在内 燃机缸盖E2中的装配孔E3内。喷射器主体4具有外凸肩42，夹持装 置K的一端与外凸肩42接合以将燃料喷射器紧紧地固定在装配孔E3 内。具体地，燃料喷射器在装配孔E3内的安装是这样实现的，将夹持 装置K的另一端用螺栓固定到缸盖E2以把外凸肩42压入装配孔E3中。
在阀针13靠近喷射孔11的顶部外周边和喷嘴主体12的内周边之 间形成了高压腔15，当阀针13在阀打开方向上提升时，高压腔15建 立了高压通道6和喷射孔11之间的流体连通。通过高压通道6 —直供 应给高压腔15高压燃料。通过阀针13与喷射孔11相对的其中一端形 成了背压腔16。弹簧14布置在背压腔16内以在阀关闭方向上促动阀 针13。
阀体31在其内形成了高压座35，其暴露于在高压通道6和背压腔 16之间延伸的流体通道。阀体31还在其内形成了低压座36,其暴露于 喷嘴1内在低压通道7和背压腔16之间延伸的通道。低压座36面向高 压座35以限定出一个布置球阀34的阀腔。
喷射器主体4如图1、图2所示具有高压端口 (也就是燃料入口) 43和低压端口 (也就是燃料出口) 44，其中高压管HP连接到高压端口
843，低压管LP (即排出管)连接到低压端口 44。高压管HP和低压管 LP与高压端口43、低压端口44的连接通过紧固螺母N (为了简洁，图 中仅示出了一个)来实现。如图1、图2所示，低压端口 44可以位于 夹持装置K之上或之下，换句话说，比夹持装置K靠近或远离喷射孔 11。同样的，高压端口 43可以位于夹持装置K之上或之下。
本实施例的燃料喷射器如此设计，燃料通过高压管HP从共轨输送 到高压端口43，换句话说，燃料在其外周壁处进入柱状喷射器主体4。 如图2清楚示出的那样，已经进入燃料喷射器的燃料在高压端口 43内 穿过高压通道6的部分6a和6b，部分6a、 6b垂直于燃料喷射器的轴 线(也就是纵向)延伸，燃料流过高压通道6平行于燃料喷射器轴线延 伸的部分6c，然后进入高压腔15和背压腔16。
高压通道6c、 6b是高压通道6的一部分，两者大体上直角地以肘 的形式相交。高压通道6也包括支路6e，其以平行于喷射器主体4的 纵向轴线的方向从高压通道6c和6b之间的连接点或交点6d远离喷射 孔11延伸。支路6c通往燃料压力传感器50，将在下面详细说明。
在高压端口 43内高压通道6a的直径大于高压通道6b的直径。在 图2中可以看到，过滤器45布置在高压通道6a内以收集包含在来自共 轨的燃料中的杂质。
如图1所示，当压电致动器2处于压縮状态时，阀34被促动与低 压座36抵靠以建立在背压腔16和高压通道6之间的流体连通，这样高 压燃料供应到背压腔16。背压腔16内的燃料的压力和弹簧14引起的 弹力作用在阀针13上以在阀关闭方向上促动它从而关闭喷射孔11。
可替换的，当压电致动器2处于膨胀状态时，阀34被推动与高压 座35抵靠，从而在背压腔16和低压通道7之间建立了流体连通，这样 背压腔16内的压力下降，由此导致在阀打开方向上阀针13通过高压腔 15内的燃料压力促动从而打开喷射孔11，将燃料喷入发动机的燃烧室 El。
从喷射孔11的燃料喷射导致高压通道6内的燃料压力的变化。安 装在喷射器主体4内的燃料压力传感器50工作以测量这样的燃料压力 变化。燃料喷射系统(未示出)的ECU (电子控制单元)分析来自燃料
9压力传感器50的输出波形，并找出燃料压力下降开始的时刻以确定燃 料喷射器的喷射正时，其中燃料压力的下降是由从喷射孔11的喷射燃 料引起的。ECU也分析输出波形并找出燃料压力开始上升的时刻以计算 燃料喷射器保持开启的喷射持续时间的终结，其中燃料压力的上升是由 从喷射孔11的燃料喷射结束引起的。ECU进一步计算燃料压力的下降 量以确定从燃料喷射器实际喷射的燃料量。
下面说明燃料压力传感器50的结构和其在喷射器主体4内的安装。
燃料压力传感器50配备有杆(stem) 51和应变片52，其中杆51 作为压力可变形的元件工作，其容易感受支路6e内的燃料压力以弹性 地变形；应变片52工作以把杆51的弹性变形或扭曲转换成电信号。杆 51由金属制成，所述金属需要具有大到足以经受支路6e内的燃料压力 的机械强度，以及足够低的热膨胀系数，以使得在应变片52的操作上 的不利影响保持在允许范围内。例如，杆51优选通过对主要成分为Fe、 Ni、 Co或Fe、 Ni以及作为沉淀硬化材料的添加物的Ti、 Nb、 Al或Ti 和Nb的混合物材料进行机加工(切割)或冷锻形成。
如图2所示，杆51包括中空柱状体51b和由圆板制成的膜片51c。 柱状体51b在其一端形成有燃料进入的燃料入口 51a。膜片51c封住柱 状体51b的另一端。在入口 51a处进入柱状体51b内的燃料压力施加到 膜片51c和柱状体51b的内壁51d上，因此杆51整体弹性变形。
柱状体51b和膜片51c关于图2中用点划线标明的燃料压力传感 器50 (也就是杆51)的纵向中心线J1 (也就是轴线)轴对称，这样当 受到燃料压力时，杆51轴向对称地变形。杆51的纵向中心线Jl偏离 喷射器主体4的纵向中心线J2并与其平行。换句话说，燃料压力传感 器50与喷射器主体4在燃料喷射器的纵向上设置成不对准。
喷射器主体4在其一端(也就是图2中的上端)形成有凹座或装 配腔46，杆51的柱状体51b被装配在腔46内。装配腔46在其内周壁 上形成有内螺纹。柱状体51b具有形成在其外周壁上的外螺纹51e。杆 51在喷射器主体4内的安装是这样实现的从喷射器主体4的外部沿 着纵向中心线J2把杆51插入装配腔46，并利用例如扳手之类的工具将形成在柱状体51b外周上的倒角面51f紧固，从而使柱状体51b的外 螺纹51e与装配腔46的内螺纹咬合。
喷射器主体4的装配腔46的底部具有绕着入口 51a开口端的周边 延伸的环状密封面46a。同样地，杆51的柱状体51b在其面向喷射孔 11的顶端(也就是图2中的下端)上形成有环状密封面51g，当燃料压 力传感器50紧紧固定到装配腔46内时，密封面51g与密封面46a紧密 抵靠。具体地，柱状体51b的外螺纹51e与装配腔46的内螺纹的紧密 咬合促使柱状体51b的密封面51g与装配腔46的密封面46a恒定抵靠， 这样在喷射器主体4和杆51之间建立起金属接触密封。避免了燃料通 过喷射器主体4和杆51之间的接触从支路6e泄漏到喷射器主体4外部。 每个密封面46a、 51g均垂直于杆51的纵向中心线Jl延伸。
应变片52通过绝缘(insulating)膜(未示出)附于膜片51c的 装配面51h。装配面51h是远离入口 51a的膜片51c的对置外侧主要表 面之一。当燃料压力进入柱状体51b时，杆51弹性膨胀，膜片51c变 形。这导致应变片52生成作为膜片51c的变形量的函数的电输出。膜 片51c和柱状体51b的一部分处于装配腔46的外面。膜片51c布置在 柱状体51b上以致于垂直于杆51的纵向中心线Jl延伸。
绝缘基底53与装配面51h齐平放置。在绝缘基底53上，制造有 电路元件54，其构成电压应用电路和利用引线接合技术通过导线W电 连接到应变片52的放大器。应变片52与电阻器(未示出) 一起形成桥 式电路。电压应用电路工作以将电压应用给应变片52。这使得桥式电 路改变作为膜片51c变形程度的函数的阻抗值，因此导致桥式电路的输 出电压发生改变。具体地，桥式电路生成表示支路6e内燃料压力的电 压。放大器工作以放大来自应变片52的输出(也就是通过桥式电路生 成的电压)，并将它从四个传感器接线端55之一而输出其中一个是传 感器输出接线端， 一个是电压接线端， 一个是电路控制接线端，以及一 个是接地接线端。驱动接线端56平行于传感器接线端55延伸并连接到 从压电致动器2延伸的正、负极电源线21。驱动接线端56用于提供电 能(例如160-170V)给压电致动器2以为其充电。
传感器接线端55和驱动接线端56通过由树脂(也就是绝缘材料)制成的模制件60形成一体化。树脂模制件60包括主体61、凸起部(boss) 62和中空柱状壁63。主体61放置在柱状喷射器主体4远离喷射孔11 的一端上。如图2所示，凸起部62向下从主体61朝着喷射孔11延伸 或突出。柱状壁62从主体61朝着喷射孔11在凸起部62周围延伸。
主体61在其中形成有孔61a，燃料压力传感器50布置在孔61a内。 其上固定有应变片52的膜片51c的装配面51h暴露于孔61a远离喷射 孔11的开口端。绝缘基底53粘附到主体61远离喷射孔11的对置面之 一，这样膜片51c的装配面51h与绝缘基底53存在于相同的平面中。 装配面51h上的应变片52、电路元件54和绝缘基底53布置在形成于 主体61表面内的装配凹座61b内部。装配凹座61b被树脂盖64封闭。
树脂模制件60的凸起部62装配在导线孔47中，其中导线孔47 形成于喷射器主体4内并穿有电源线21，从而把树脂模制件60沿着喷 射器主体4的径向定位。凸起部62在其内形成有大致平行于纵向中心 线J2延伸的通孔62a。导线21的端部和驱动接线端56的端部56a暴 露于主体61远离喷射孔11的表面外面。每根导线21都电焊接到驱动 接线端56的端部56a之一。
中空柱状壁63沿着喷射器主体4的外周延伸。具体地，柱状壁63 装配到喷射器主体4的圆周上。0形环Sl装配到形成在喷射器主体4 圆周中的环形槽内以在喷射器主体4和柱状壁63之间形成密封，这通 过喷射器主体4和树脂模制件60之间的接触避免了水从喷射器主体4 的外面侵入到应变片52和导线21。当附着于导线21时，水滴可能沿 着导线21流动从而不必要地弄湿驱动接线端56和电路元件54。 布置在树脂模制件60内的传感器接线端55和驱动接线端56稳固 地保持在树脂连接器壳体70内。具体地，传感器接线端55、驱动接线 端56和连接器壳体70构成一个传感器电连接器组件。连接器壳体70 包括中空柱状延伸部分71、中空体72和中空柱状壁73，其中中空柱状 延伸部分71用于与外部导线(未示出)建立机械连接，树脂模制件60 保持在中空体72内，中空柱状壁73朝着喷射孔11延伸并装配在树脂 模制件60的柱状壁63上。
主体72和柱状壁73的整体轮廓构成与树脂模制件60的主体61、盖64和柱状壁63的轮廓相符。连接器壳体70和树脂模制件60利用成 型技术装配在一起。具体地，主体72具有环状脊72a，当连接器壳体 70成型以盖住树脂模制件60时，脊72a在连接器壳体70和树脂模制 件60之间生成了密封，这在后面详细说明。该密封避免了水通过连接 器壳体70的柱状壁73的内壁和树脂模制件60的柱状壁73的外壁之间 的接触从喷射器主体4外面侵入到连接器壳体70中，从而不期望地弄 湿暴露在柱状延伸部分71内的传感器接线端55和驱动接线端56。
连接器壳体70的柱状壁73具有环状的爪72b，其在喷射器主体4 上形成的凸台48上建立了搭扣配合，由此保证连接器壳体70和树脂模 制件60沿杆50纵向中心线Jl的组装定位。
下面将描述将燃料压力传感器50和连接器壳体70安装到喷射器 主体4里面和上面的步骤顺序。
首先，压电致动器2和燃料压力传感器50分别安装到喷射器主体 4的装配腔41和46中。如同前面已经描述的那样，燃料压力传感器50 的安装是这样实现的将燃料压力传感器50平行于喷射器主体4的纵 向中心线J2插入装配腔46，并用夹持装置K转动倒角面51f以把杆51 的密封面51g压向喷射器主体4的装配腔46的密封面46a，从而在喷 射器主体4和杆51之间建立起金属接触密封。准备好通过树脂模制件 60合并的传感器接线端55和驱动接线端56。在其上建造有电路元件 54的绝缘基底53装配到树脂模制件60上。
然后，将在其中和其上装配有传感器输出接线端55、驱动接线端 56和绝缘基底53的树脂模制件60装配到喷射器主体4中，其中压电 致动器2和燃料压力传感器50已经安装在喷射器主体4中。具体地， 将树脂模制件60的凸起部60装配到导线孔47内。同时，将导线21插 入通孔62a，并将燃料压力传感器50装配到树脂模制件60的主体61 的孔61a内，这样膜片51c的装配面51h与绝缘基底53平齐放置。
随后，利用引线接合技术通过电线W将放置在装配面51h上的应 变片52电连接到绝缘基底上的台(land)。将暴露在装配凹座61b里面 的导线21的每个端部21a焊接到驱动接线端56的其中一个端部56a。
将盖54焊接或粘贴到树脂模制件60以密封地盖住装配凹座61b。最后，采用树脂形成连接器壳体70以盖住树脂模制件60。具体地，将 树脂热熔于树脂模制件60上以模制成连接器壳体70，这样环状爪72b 被装配到喷射器主体4的凸台48上。在这样的一个模制过程中，在树 脂模制件60上形成的环状脊72a熔化，从而在连接器壳体70和树脂模 制件60之间形成密封。至此完成了燃料压力传感器50和连接器壳体 70在喷射器主体4之内或之上的安装。
在燃料喷射器的全部组件内，树脂模制件60位于喷射器主体4和 电路元件54之间，并且位于杆51和电路元件54之间。在使用中，燃 料喷射器布置在内燃机缸盖E2的装配孔E3内，这样它将暴露于例如 14(TC的高温，因此要注意电路元件54的热损坏问题。
为了避免上述的问题，本实施例的燃料喷射器被设计成具有树脂 模制件60，所述树脂模制件60充当热屏蔽物，从而在电路元件54和 绝缘基底53与金属的喷射器主体4和金属杆51之间形成热屏蔽，因此 保护电路元件54不受到从内燃机燃烧室El传递的热。
本实施例的燃料喷射器结构呈现出以下优点.
1)喷射器主体4经受从夹持装置K、高压管道HP或低压管道LP 传送的机械压力。具体地，用夹持装置K施加机械压力到喷射器主体4 的凸肩42上，以将其推入缸盖E2的装配孔E3。如果高压管道HP与其 不对准地连接到高压端口 43，它将使机械压力施加到高压端口 43，机 械压力会使得高压管道HP与高压端口 43对准。对低压管道LP来说同 样如此。另外，机械振动通常通过夹持装置K和高、低压端口 43、 44 从发动机传送到喷射器主体4。注意到，在图1中示出的低压端口 44 处于缸盖E2的内部，但实际上，与低压管道LP直接连接的出口位于缸 盖E2的外面。在喷射器主体4上施加这样的压力会引起喷射器主体4 置于缸盖E2中的部分和凸肩42、高压端口 43或低压端口 44之间的内 应力增加，压力直接作用其上，接着，这些内应力不适合地施加在燃料 压力传感器50上，因而导致燃料压力的测定精度减小。为了缓解这个 问题，越过凸肩42、高压端口 43和低压端口 44将燃料压力传感器50 装配在与缸盖E2相反的位置处。换句话说，燃料压力传感器50远离内 应力增大的位置(也就是喷射器主体4置于缸盖E2内的部分和凸肩42、高压端口 43或低压端口 44之间)，因此将内应力在燃料压力传感器50 上的负作用最小化。
2) 如果将燃料压力传感器50安装在喷射器主体4位于缸盖E2 的装配孔E3内的部分上，会引起该部分承受缸盖E2施加的压力，致使 其中的内应力上升。本实施例的燃料喷射器的燃料压力传感器50被安 装在缸盖E2的装配孔E3外面，因此保持燃料压力传感器50不受到喷 射器主体4的内应力并保证燃料压力传感器50对燃料压力的测量精度。
3) 燃料压力传感器50包括应变片52和杆51。杆51配合在喷射 器主体4中。应变片52附于杆51上。杆51相对喷射器主体4独立制 造，因此允许喷射器主体4内的内应力传播损失增加，其中内应力传播 损失是由到杆51的膨胀/收縮引起的。具体地，使杆51和喷射器主体 4分开制造，因此与将应变片52直接连接到喷射器主体4相比，减少 了喷射器主体4的变形对其上布置有应变片52的杆51的不利影响。这 提高了由喷射燃料进入发动机而引起的燃料压力的测量精度。
4) 杆51在其结构上轴向对称，因此导致了在膜片51c遭受燃料 压力时其轴向对称的变形，从而引起膜片51c作为作用在其上的燃料压 力的函数而精确地弹性变形。这确保了确定燃料压力的精度。
5) 膜片51c位于喷射器主体4的装配凹座46外面，所以它对喷
射器主体4的热变形不敏感。这导致膜片51c对供应给燃料喷射器的燃 料的压力的灵敏度提高。膜片51c在装配凹座46外面的定位最小化了 喷射器主体4的内应力的副作用，其中所述内应力由外部施加的力例如 图4所示的压力F1和F2引起。
6) 使杆51与喷射器主体4单独制造，因此允许它可以用热膨胀 系数小的材料以低成本制成。这使得杆51的热变形减小以确保应变片 52的输出精度。
7) 装配应变片52的装配面51h与其上构建有电路元件54的绝 缘基底53齐平放置，这样便于通过电线W将应变片52电接合到电路元 件54。
8) 杆51在喷射器主体4内的安装是这样实现的旋紧所述杆51 使得杆51的外螺纹51e和喷射器主体4的内螺纹啮合以促使密封面51g
15与喷射器主体4的密封面46a恒定抵靠，从而在杆51和喷射器主体4 之间形成金属接触密封以避免燃料侵入其中。
9) 喷射器主体4内的高压通道6具有支路6e，该支路从喷射器 主体4的入口 (也就是高压通道6b、 6c)处分支，因此与高压通道6b 和6c内相比，燃料几乎不在支路6e内流动或移动，从而在不受到进入 燃料喷射器内的燃料流动的影响下，确保通过燃料压力传感器50的燃 料压力的测量精度。
10) 支路6e从高压通道6分支，因此在通道6e和6b之间的交叉 点周围引起了大的应力集中。喷射器主体4内交叉点的增加会导致喷射 器主体4内的应力集中的增加。为了减轻这个缺点，支路6e形成为与 高压通道6c对齐地延伸，其中通道6c从燃料喷射器的入口 (也就是高 压通道6b)分支，从而将喷射器主体4内的交叉点最小化。
图3示出了根据本发明第二实施例的燃料喷射器。第一实施例中 采用的相同的参考标记将表示相同的部件，其详细解释在此省略。
燃料喷射器设计为具有比凸肩42 (也就是夹持装置K)更靠近喷 射孔ll (也就是缸盖E2)的高压端口43。换句话说，连接到高压管道 HP的高压端口 43形成为比在喷射器主体4上施加压力以将其装配到发 动机的部位更靠近燃料喷射器头部。如图3所示，燃料喷射器也可以设 计成具有连接到低压管道LP的出口 (也就是排出口)，与高压端口 43 类似，出口比凸肩42更靠近喷射孔11。
为了便于更好地理解，本发明通过优选实施例来进行描述，然而 应该理解，在不脱离本发明原理的情况下，本发明能以各种方式实施。 因此，本发明应该被理解为包括所有可能的实施例以及所示实施例的变 型，其不脱离所附权利要求书所陈述的本发明的原理。
燃料喷射器也可设计为具有上述的特征的组合。
燃料压力传感器50作为选择可以安装在置于缸盖E2装配孔E3内 部的喷射器主体4的那部分内。
夹持装置K和连接的高压管道HP以及低压管道LP作为选择可以 连接到位于缸盖E2的装配孔E3内部的喷射器主体4的那部分。
上面实施例的燃料喷射器作为选择可以设计为具有燃料压力传感器50，其中传感器50越过夹持装置K、高压管道HP和低压管道LP远 离至少其中一个气缸盖E2。
燃料压力传感器50从喷射器主体4的外部沿着纵向中心线J2的 方向安装，尽管如此，安装作为选择可以这样实现在喷射器主体4的 外周壁中形成装配凹座46并沿着喷射器主体4的径向将燃料压力传感 器50的杆51的柱状体51b装到装配凹座46内。
高压管道HP和低压管道LP从喷射器主体的圆周壁外面连接到喷 射器主体4，尽管如此，燃料喷射器作为选择可以如图4所示的那样， 设计为在喷射器主体4的端部上形成有入口和出口，高压管HP和低压 管LP沿着喷射器主体4的纵向方向连接到所述入口和出口。
作为为电路元件54屏蔽喷射器主体4和杆51的热绝缘体，树脂 模制件60作为选择可以由橡胶、陶瓷材料、或树脂泡沫制成以提高它 的热阻。
将喷射器主体4和杆51通过金属接触密封来放置，尽管如此，它 们作为选择可以利用垫片密封。
传感器输出接线端55和驱动接线端56作为选择可以布置在与树 脂模制件60分开的树脂模制的支持物内。为了最小化在燃料喷射器内 使用的电连接器的数目，两个树脂模制件优选安装在连接器壳体70内。
燃料压力传感器50作为选择可以装配有压电装置或另一类型的压 力感应装置来替代应变片52。
本发明可用于设计成向直喷式汽油机或柴油机喷射燃料的燃料喷 射器。
权利要求
1、一种用于内燃机的燃料喷射器，包括喷射器主体，其中形成有从燃料入口延伸到喷射孔的燃料流动通道，喷射器主体安装到内燃机的缸盖中；致动器，其布置在所述喷射器主体内，所述致动器工作以打开喷射孔从而将燃料喷射到内燃机，所述燃料通过燃料入口供应到燃料流动通道；和燃料压力传感器，其工作以测量所述喷射器主体中的燃料压力，并生成用来表示所述压力的电信号，所述燃料压力传感器安装在所述喷射器主体的第一部分中，所述第一部分越过喷射器主体的第二部分远离内燃机缸盖，所述第二部分上承受外部元件所施加的机械压力。
2、 如权利要求l所述的燃料喷射器，其特征在于，所述喷射器主体具有燃料入口，高压管道即外部元件将连接到所述燃料入口从而将燃 料供应到燃料流动通道，且其中所述燃料入口是承受机械压力的所述喷 射器主体的第二部分。
3、 如权利要求l所述的燃料喷射器，其特征在于，所述喷射器主 体设计成具有下面所述的表面，夹持装置与所述表面抵靠放置以在所述 喷射器主体上施加压力从而将所述喷射器主体装配到形成在缸盖中的 装配孔中，以及其中夹持装置是外部元件，并且所述喷射器主体的所述 表面是所述喷射器主体的第二部分，机械压力也就是通过夹持装置施加 的压力作用在所述第二部分上。
4、 如权利要求l所述的燃料喷射器，其特征在于，所述喷射器主 体具有燃料出口 ，排出管道也就是外部元件将连接到所述燃料出口用来从所述喷射器主体排出多余燃料，以及其中所述燃料出口是所述喷射器 主体的第二部分，机械压力施加在所述喷射器主体的第二部分上。
5、 如权利要求l所述的燃料喷射器，其特征在于，所述喷射器主 体设计成装配到形成在内燃机缸盖中的装配孔中，并且其中所述喷射器主体的第一部分位于所述装配孔的外部，所述燃料压力传感器位于所述 喷射器主体的第一部分中。
全文摘要
提供了一种用于内燃机的燃料喷射器。燃料喷射器安装在发动机气缸盖内并具有用于测量喷射器主体内的燃料压力的燃料压力传感器。燃料压力传感器安装在喷射器主体的一部分上，该部分定位于越过喷射器主体的另一部分并远离机气缸盖的地方，其中机械压力通过外部元件例如燃料供应管道或燃料排出管道施加在所述喷射器主体的另一部分上，从而保持燃料压力传感器不承受由施加在喷射器主体上的机械压力引起的内应力，以确保燃料压力的测量精度精度。
文档编号F02M55/00GK101482079SQ200810154800
公开日2009年7月15日 申请日期2008年11月6日 优先权日2007年11月6日
发明者有川文明, 田口透, 近藤淳 申请人:株式会社电装;株式会社日本自动车部品综合研究所