燃料喷射阀的制作方法
【专利摘要】燃料喷射阀(1、2、3)具备：外壳(20)，具有喷孔(25)、阀座(243)及燃料通路(18)；针(30)，以能够在外壳(20)的轴方向上往复移动的方式容纳在外壳(20)内且对喷孔(25)进行开闭；偏差允许部件(40)，设置在线圈(39)、固定铁芯(38)、可动铁芯(37)、外壳(20)和内燃机(10)之间，允许组装外壳(20)和内燃机(10)组装时的组装位置的偏差；摩擦降低部(402、45、452、454、55、552、56、562)，设置在内燃机(10)和偏差允许部件(40)之间，降低内燃机(10)和偏差允许部件(40)之间的摩擦。摩擦降低部(402、45、452、454、55、552、56、562)允许外壳(20)的与轴方向垂直的方向的移动。
【专利说明】燃料喷射阀
[0001 ]本发明以2014年2月5日提交的日本专利申请2014-20475号为基础并援引其记载内容。
技术领域
[0002]本发明涉及向内燃机(以下称作发动机)直接喷射燃料的燃料喷射阀。
【背景技术】
[0003]以往，向发动机的燃烧室内直接喷射燃料的燃料喷射阀，设置在与将燃料加压的高压栗连接的输油管(delivery pipe)和发动机的气缸头之间。例如，在专利文献I中记载了成为旋转中心的部位设置在喷孔附近的燃料喷射阀，以能够根据输油管相对于气缸头的位置偏差进行旋转运动。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-196293号公报
[0007]设置在输油管和气缸头之间的燃料喷射阀，在将气缸头和燃料喷射阀组装时，经由允许组装位置的偏差的公差环(tolerance ring)被组装到气缸头。另一方面，在比较低温的环境下运行内燃机时，气缸头由于内燃机中的燃烧热而膨胀，输油管由于输油管中流动的比较低温的燃料而收缩。因此，在组装时已经对准的输油管相对于气缸头的位置出现偏差，具有喷孔的喷射部所连接的气缸头的部位和向燃料喷射阀内导入燃料的燃料导入管所连接的输油管的部位的距离发生变化。在专利文献I所记载的燃料喷射阀中，输油管相对于气缸头的位置出现偏差时，以喷孔的附近为中心旋转，所以可能跟不上该距离的变化而变形。此外，该距离的变化超出公差环的允许范围的情况下，可能会发生燃料喷射阀变形而燃料喷射阀的喷射特性下降的问题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，提供一种防止燃料喷射特性下降的燃料喷射阀。
[0009]为了达成上述目的，本发明的I个方式是向内燃机所具有的燃烧室内直接喷射燃料的燃料喷射阀，其具备:具有喷孔的外壳;针，以能够在外壳的轴方向上往复移动的方式容纳在外壳内，对喷孔进行开闭；线圈；固定铁芯;可动铁芯;偏差允许部件，设置在外壳和内燃机之间，允许将外壳和内燃机组装时的组装位置的偏差；以及摩擦降低部，设置在内燃机和偏差允许部件之间。摩擦降低部降低内燃机和偏差允许部件之间的摩擦，允许与外壳的轴方向垂直的方向的移动。
[0010]本方式的燃料喷射阀具备摩擦降低部，该摩擦降低部在偏差允许部件和内燃机之间降低偏差允许部件和内燃机之间的摩擦。在燃料喷射阀实际使用时，由于输油管相对于内燃机的位置偏差而对燃料喷射阀作用了可能发生变形的程度的力时，本方式的燃料喷射阀朝向与外壳的轴方向垂直的方向移动。在此，“垂直”不只是严格意义上的垂直，也包括目视观察时看起来与外壳的轴方向垂直的程度的角度关系。由此，在本方式的燃料喷射阀中，能够防止因输油管相对于内燃机的位置偏差而燃料喷射阀变形。因此，能够防止变形所导致的燃料喷射特性下降，防止燃料喷射阀损坏。
【附图说明】
[0011]通过一边参照附图一边进行下面的详细说明，本发明的上述目的及其他目的、特征和优点能够变得更加明确。
[0012]图1是第I实施方式的燃料喷射阀的截面图。
[0013]图2是图1的II部扩大图。
[0014]图3是说明第I实施方式的燃料喷射阀的组装时和实际使用时的气缸头与输油管的位置关系的示意图，图3(a)表示在制造工序中将气缸头、燃料喷射阀、输油管组装时的位置关系，图3(b)表示在比较低温的环境下驱动发动机时的位置关系。
[0015]图4是表示第I实施方式的燃料喷射阀的燃料喷射特性的特性图。
[0016]图5是第2实施方式的燃料喷射阀的截面图。
[0017]图6是图5的VI部扩大图。
[0018]图7是第3实施方式的燃料喷射阀的截面图。
[0019]图8是图7的VIII部扩大图。
【具体实施方式】
[0020]以下基于【附图说明】多个实施方式。
[0021](第!实施方式)
[0022]图1、2表示第I实施方式的燃料喷射阀I。燃料喷射阀I设置在作为“内燃机”发动机10的气缸头100，向发动机10的未图示的“燃烧室”即气缸内直接喷射作为在输油管90中流动的燃料的汽油。另外，图1中示出了针30从阀座243离开的方向即开阀方向、以及针30抵接到阀座243的方向即闭阀方向。
[0023]首先说明燃料喷射阀I的构造。燃料喷射阀I具备:外壳20、针30、可动铁芯37、固定铁芯38、线圈39、弹簧26、28、作为“偏差允许部件”的公差环40、作为“摩擦降低部”的垫片45等。
[0024]如图1所示，外壳20由第I筒部件21、第2筒部件22、第3筒部件23、以及喷嘴24构成。第I筒部件21、第2筒部件22及第3筒部件23均形成为大致圆筒状，按照第I筒部件21、第2筒部件22、第3筒部件23的顺序同轴地配置且相互连接。
[0025]第I筒部件21及第3筒部件23例如由铁素体系不锈钢等磁性材料形成，被实施磁稳定化处理。另一方面，第2筒部件22例如由奥氏体系不锈钢等非磁性材料形成。
[0026]喷嘴24设置在第I筒部件21的与第2筒部件22相反一侧的端部。喷嘴24例如由马氏体系不锈钢等金属形成为有底筒状。喷嘴24由喷射部241及筒部242形成。
[0027]喷射部241具有将外壳20的内部和外部连通的多个喷孔25。在喷孔25的外壳20的内部侧的开口即内侧开口的边缘部形成环状的阀座243。
[0028]筒部242形成为大致筒状。筒部242与喷射部241的径方向外侧连接，设置在喷射部241和第I筒部件21之间。
[0029]针30例如由马氏体系不锈钢等金属形成。针30被实施淬火处理，以成为与喷嘴24大体同等的硬度。针30容纳在外壳20内。针30由轴部31、密封部32、以及大径部33等构成。轴部31、密封部32及大径部33—体地形成。
[0030]轴部31形成为圆筒棒状。在轴部31的密封部32的附近形成有滑接部35。滑接部35形成为大致圆筒状，外壁351的一部分被倒角。滑接部35中，外壁351的未倒角的部分能够与喷嘴24的筒部242的内壁滑动接触。由此，针30的阀座243侧的前端部的往复移动被引导。在轴部31形成有将轴部31的内壁和外壁连接的孔311。
[0031]密封部32设置在轴部31的阀座243侧的端部，能够与阀座243抵接。当密封部32从阀座243离开或者与阀座243抵接时，针30对喷孔25进行开闭，将外壳20的内部和外部连通或者隔断。
[0032]大径部33设置在轴部31的与密封部32相反的一侧。大径部33的外径比轴部31的外径更大地形成。大径部33的阀座243侧的端面与可动铁芯37抵接。
[0033]关于针30，滑接部35被喷嘴24的内壁支承，轴部31经由可动铁芯37被第2筒部件22的内壁支承，并且在外壳20的内部沿着外壳20的轴方向往复移动。
[0034]可动铁芯37例如由铁素体系不锈钢等磁性材料形成为大致圆筒状，表面被实施例如镀铬处理。可动铁芯37被实施磁稳定化处理。可动铁芯37的硬度比较低，与第I筒部件21及第3筒部件23的硬度大体同等。在可动铁芯37的大致中央形成有贯通孔372。轴部31插通贯通孔372。
[0035]固定铁芯38例如由铁素体系不锈钢等磁性材料形成为大致圆筒状。固定铁芯38被实施磁稳定化处理。固定铁芯38的硬度与可动铁芯37的硬度大体同等，但是为了确保可动铁芯37的作为限位件的功能，对表面实施例如镀铬处理，确保必要的硬度。固定铁芯38与第3筒部件23焊接，固定在外壳20的内侧。
[0036]线圈39形成为大致圆筒状，主要包围第2筒部件22及第3筒部件23的径方向外侧。线圈39被供电时产生磁力。线圈39产生磁力时，在固定铁芯38、可动铁芯37、第I筒部件21及第3筒部件23形成磁路。由此，在固定铁芯38和可动铁芯37之间产生磁吸引力，可动铁芯37被固定铁芯38吸引。这时，抵接到可动铁芯37的与阀座243侧相反一侧的面的针30，与可动铁芯37—起向固定铁芯38侧、即开阀方向移动。
[0037]弹簧26被设置为，一端与大径部33的弹簧抵接面331抵接。弹簧26的另一端与压入固定到固定铁芯38的内侧的调节管11的一端抵接。弹簧26具有朝向外壳20的轴方向伸长的力。由此，弹簧26将针30与可动铁芯37—起向阀座243的方向、即闭阀方向施力。
[0038]弹簧28被设置为，一端与可动铁芯37的台阶371抵接。弹簧28的另一端与形成在第I筒部件21的内侧的环状的台阶面211抵接。弹簧28具有沿着外壳20的轴方向伸展的力。由此，弹簧28将可动铁芯37与针30—起向阀座243的相反方向、即开阀方向施力。
[0039]在本实施方式中，设定为弹簧26的施加力比弹簧28的施加力更大。由此，在线圈39未被供电的状态下，密封部32处于抵接于阀座243的状态、即闭阀状态。
[0040]在第3筒部件23的与第2筒部件22相反一侧的端部，压入并焊接着大致圆筒状的燃料导入管12。在燃料导入管12的内侧设置有过滤器13。过滤器13捕获从燃料导入管12的导入口 14流入的燃料中含有的异物。
[0041]燃料导入管12及第3筒部件23的径方向外侧设置有由树脂形成的模塑部15。在模塑部15的径方向外侧形成有连接器151。在连接器151上嵌入成形有用于向线圈39供电的端子16。此外，在线圈39的径方向外侧以覆盖线圈39的方式形成有筒状的第I保持件17。
[0042]接下来，说明第I实施方式的燃料喷射阀I所设置的位置。如图1所示，燃料喷射阀I设置在气缸头100和输油管90之间。
[0043]燃料喷射阀I的第I筒部件21侧被插入到气缸头100所具有的贯通孔101。这时，如图2所示，第I保持件17所具有的斜坡面171经由公差环40及垫片45等与形成贯通孔101的内壁102抵接。在燃料喷射阀I的制造工序中将燃料喷射阀I和气缸头100组装时，公差环40吸收加工精度所造成的气缸头100和燃料喷射阀I的组装位置的偏差而允许位置偏差。在垫片45的与公差环40抵接的第I抵接面451，形成有作为降低摩擦的“摩擦降低部”和“润滑性的涂层”的润滑膜452。此外，在垫片45的与气缸头100的内壁102抵接的第2抵接面453，形成有作为降低摩擦的“摩擦降低部”和“润滑性的涂层”的润滑膜454。发动机10所具有的气缸的贯通孔101中的气密通过设置于第I筒部件21的喷嘴24侧的端部的径方向外侧的环状的密封部件41来维持。
[0044]此外，燃料喷射阀I的燃料导入管12侧插入到输油管90的连接部91所具有的流通路911。这时，流通路911的液密通过设置于燃料导入管12的径方向外侧的环状的密封部件42来维持。此外，在模塑部15的径方向外侧且与连接器151相反一侧，设置有支承模塑部15并与输油管90抵接的第2保持件19。第2保持件19的输油管90侧的端部191与连接部91的发动机10侧的端面912抵接。
[0045]在燃料喷射阀I中，由输油管90供给的燃料在导入口14、固定铁芯38的径内方向、调节管11的内部、大径部33及轴部31的内侧、固定铁芯38、第I筒部件21与针30的轴部31之间的间隙中流通，被引导至喷嘴24的内部。即，从导入口 14到第I筒部件21与针30的轴部31之间的间隙为止，成为向喷嘴24的内部导入燃料的燃料通路18。
[0046]接下来，基于图3说明第I实施方式的燃料喷射阀I的作用。图3是示意性地示出气缸头100、多个燃料喷射阀及输油管90的位置关系的图，另外，在图3中，为简单起见，从纸面的左侧起将多个燃料喷射阀设为燃料喷射阀6、7、8。
[0047]如图3(a)所示，将气缸头100和燃料喷射阀6、7、8和输油管90组装时，多个燃料喷射阀6、7、8相对于气缸头100被组装到规定的位置。这时，燃料喷射阀I相对于气缸头100和输油管90的位置偏差通过公差环40来修正。
[0048]但是，如图3(b)所示，在比较低温的环境下驱动发动机10时，气缸头100由于气缸中的燃烧而成为高温，所以朝向空心箭头Dl的方向伸展而膨胀。另一方面，输油管90由于在内部流动的汽油为低温，所以朝向空心箭头D2的方向收缩。因此，在气缸头100和输油管90之间产生位置偏差。
[0049]具体地说，如图3(b)所示，三个燃料喷射阀5、6、7中的相对于气缸头100和输油管90位于大致中央的燃料喷射阀6，不易受到气缸头100的膨胀和输油管90的收缩的影响，不被作用使燃料喷射阀6的中心轴Φ 6倾斜的力。但是，位于燃料喷射阀6的左侧的燃料喷射阀5被作用使中心轴Φ 5朝向燃料喷射阀6倾斜的力。此外，位于燃料喷射阀6的右侧的燃料喷射阀7被作用使中心轴Φ 7朝向燃料喷射阀6倾斜的力。
[0050]此外，在燃料喷射阀中，在实际使用时，气缸头和公差环抵接的面由于第2保持件引起的来自输油管的载荷、以及向燃料喷射阀供给的燃料的压力即燃压而被按压到气缸头所具有的贯通孔的内壁。由于该按压，公差环和气缸头之间的摩擦力变大，燃料喷射阀相对于气缸头的移动、特别是朝向与外壳的中心轴垂直的方向的移动变得困难。在此，“垂直”不仅包括严格意义上的垂直，也包括目视观察时看起来与外壳的轴方向垂直的程度的角度关系。因此，由于气缸头与输油管之间的位置偏差，向燃料喷射阀作用与燃料喷射阀的中心轴方向不同方向的力，燃料喷射阀的喷射特性下降。
[0051]图4示出了使得燃料喷射阀能够相对于气缸头移动的横方向的载荷与燃压的关系的实验结果。图4中，用记号?示出表示第I实施方式的燃料喷射阀I中的横方向的载荷与燃压的关系的实验结果，用记号X示出表示作为比较例而在公差环和气缸头之间不具有垫片的燃料喷射阀中的横方向的载荷与燃压的关系的实验结果。
[0052]如图4所示，在燃料喷射阀中，燃压变大时，使得燃料喷射阀能够相对于气缸头移动的横方向的载荷变大。即，燃压变大时，燃料喷射阀相对于气缸头的移动变得困难。
[0053]比较第I实施方式的燃料喷射阀I的实验结果和比较例的燃料喷射阀的实验结果，在相同燃压下，使得第I实施方式的燃料喷射阀I能够移动的横方向的载荷，使得与比较例的燃料喷射阀能够移动的横方向的载荷相比明显更小。即，第I实施方式的燃料喷射阀与比较例的燃料喷射阀相比，即使燃压变大，也能够通过小的载荷横向滑动。
[0054]像这样，在第I实施方式的燃料喷射阀I中，通过设置在公差环40和气缸头100之间的垫片45，燃料喷射阀I相对于气缸头100容易移动。由此，由于气缸头100与输油管90的位置偏差，通过燃料喷射阀I相对于气缸头100的移动而避免向燃料喷射阀I作用的力，防止因为该力而燃料喷射阀I变形。因此，能够防止因为燃料喷射阀I的变形而燃料喷射阀I的燃料喷射特性下降。此外，能够防止燃料喷射阀I损坏。
[0055](第2实施方式)
[0056]接下来，基于图5、6说明第2实施方式的燃料喷射阀。第2实施方式的垫片数量与第I实施方式不同。另外，对于与第I实施方式实质上相同的部位附加同一符号，并省略说明。
[0057]在第2实施方式的燃料喷射阀2中，在公差环40和气缸头100的内壁102之间设置有2片作为“摩擦降低部”的垫片55、56。在垫片55的与公差环40抵接的第I抵接面551，形成有作为“摩擦降低部”和“润滑性的涂层”的润滑膜552。此外，在垫片56的与气缸头100的内壁102抵接的第2抵接面561，形成有作为“摩擦降低部”和“润滑性的涂层”的润滑膜562。
[0058]在燃料喷射阀2中，通过设置在公差环40和气缸头100之间的2个垫片55、56，燃料喷射阀2容易相对于气缸头100移动。由此，第2实施方式能够实现与第I实施方式相同的效果O
[0059]此外，与由不锈钢形成的公差环40相比，例如气缸头100由更柔软的铝形成的情况下，因为输油管90供给的燃料的燃压和第2保持件19引起的来自输油管90的载荷，与垫片56抵接的气缸头100的内壁102变形，垫片56可能会埋没。在第2实施方式的燃料喷射阀2中，SP使因为内壁102的变形而垫片56埋没到气缸头100中，也因为垫片55而容易横向滑动。由此，第2实施方式的燃料喷射阀2，即使气缸头100变形，也能够防止因气缸头100与输油管90的位置偏差而燃料喷射阀2的燃料喷射特性下降。
[0060](第3实施方式)
[0061]接下来，基于图7、8说明第3实施方式的燃料喷射阀。第3实施方式与第I实施方式的不同点在于，在公差环形成有润滑膜。另外，对于与第I实施方式实质上相同的部位附加同一符号，并省略说明。
[0062]在第3实施方式的燃料喷射阀3中，在第I保持件17和气缸头100之间设置有公差环40。在公差环40的与气缸头100的内壁102抵接的第3抵接面401，形成有作为“摩擦降低部”和“润滑性的涂层”的润滑膜402。
[0063]在第3实施方式的燃料喷射阀3中，通过形成在公差环40和气缸头100之间的润滑膜402，燃料喷射阀3容易相对于气缸头100移动。由此，第3实施方式能够实现与第I实施方式同样的效果。
[0064]以上说明了上述实施方式的变形例。在第I实施方式中，在垫片的第I抵接面及第2抵接面形成有润滑膜。在第2实施方式中，在公差环侧的垫片的第I抵接面及气缸头侧的垫片的第2抵接面形成有润滑膜。但是，也可以在这些抵接面不形成润滑膜。
[0065]在第I实施方式中，垫片设置了I片。在第2实施方式中，垫片设置了2片。但是，设置的垫片数量不限于此。也可以像第3实施方式那样没有垫片，也可以设置3片以上。
[0066]本发明不限于这样的实施方式，在不脱离主旨的范围内，能够以各种方式来实施。
[0067]本发明基于实施例进行了说明，但是本发明不限于该实施例和构造。本发明也包含各种变形例和均等范围内的变形。此外，各种组合或方式、以及包括仅一个要素或更多更少的要素的其他组合和方式，也包含在本发明的范畴和思想范围内。
【主权项】
1.一种燃料喷射阀(1、2、3)，向内燃机(10)所具有的燃烧室内直接喷射燃料，其特征在于，具备: 筒状的外壳(20)，具有:形成在轴方向的一端且喷射燃料的喷孔(25)、形成在所述喷孔(25)的周围的阀座(243 )、以及朝向所述喷孔(25)的燃料所流通的燃料通路(18); 针(30)，以能够在所述外壳(20)的轴方向上往复移动的方式容纳在所述外壳(20)内，从所述阀座(243)离开或者与所述阀座(243)抵接时，将所述喷孔(25)开闭； 线圈(39)，被通电时产生磁场； 固定铁芯(38)，在所述外壳(20)内被固定在由所述线圈(39)产生的磁场内； 可动铁芯(37)，以能够在所述外壳(20)的轴方向上往复移动的方式设置在所述固定铁芯(38)的所述阀座(243)侧，所述线圈(39)被通电时，所述可动铁芯(37)被朝向所述固定铁芯(38)的方向吸引； 偏差允许部件(40)，设置在所述外壳(20)和所述内燃机(10)之间，允许将所述外壳(20)和所述内燃机(10)组装时的组装位置的偏差；以及 摩擦降低部(402、45、452、454、55、552、56、562)，设置在所述内燃机(10)和所述偏差允许部件(40)之间，降低所述内燃机(10)和所述偏差允许部件(40)之间的摩擦， 所述摩擦降低部(402、45、452、454、55、552、56、562)允许与所述外壳(20)的轴方向垂直的方向上的移动。2.如权利要求1所述的燃料喷射阀(1、2)，其特征在于， 所述摩擦降低部(45、55、56)是垫片(45、55、56)。3.如权利要求2所述的燃料喷射阀(2)，其特征在于， 所述垫片(55、56)设置有多个。4.如权利要求2或3所述的燃料喷射阀(1、2)，其特征在于， 所述垫片(45、55、56)在所述垫片(45、55)的所述偏差允许部件(40)和所述垫片(45、55)抵接的第I抵接面(451、551)、以及所述垫片(45、56)的所述内燃机(10)和所述垫片(45、56)抵接的第2抵接面(453、561)的至少一方具有润滑性的涂层(452、454、552、562)。5.如权利要求1所述的燃料喷射阀(3)，其特征在于， 所述摩擦降低部(402)是在所述偏差允许部件(40)的所述内燃机(10)和所述偏差允许部件(40)抵接的第3抵接面(401)上形成的润滑性的涂层(402)。
【文档编号】F02M61/14GK105960524SQ201580006854
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年2月4日
【发明人】山本辰介, 伊藤荣次, 三村荣二
【申请人】株式会社电装