专利名称：减小应力集中的燃料喷射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种把高压燃料喷射到内燃机燃烧室中的燃料喷射器，该高压燃料借助高压供给泵来加压，并且在压力作用下储存在共轨中。
背景技术：
燃料喷射器用在柴油机的蓄压型燃料喷射装置或者类似物中，把来自共轨的高压燃料喷射到发动机的燃烧室中。燃料喷射器具有喷射器主体，它设置有设置在它的前端侧上的喷嘴；驱动装置如设置在喷射器主体后端侧上的电磁阀和类似物。驱动装置接受来自发动机控制装置(ECU)的控制信号，以使设置在喷射器主体中的控制活塞和设置在喷嘴中的针阀进行运动，因此打开或者关闭喷嘴的燃料喷射孔。打开/关闭控制可以根据发动机工作情况来调整从喷嘴中所喷出的喷射燃料的量和喷射正时。
喷射器主体具有阀体。阀体形成棒形并且形成有筒，该筒穿过它的轴向中心。阀体形成有平行于筒的高压燃料通道和低压燃料通道。喷嘴共轴线地结合到阀体的前端上并且借助固定螺母来拧入，以形成喷射器主体部分。驱动装置设置在阀体的后侧上。阀体的前端面和喷嘴的后端面借助压力焊接来结合，以形成金属密封，因此提供了高压燃料的密封，其中该高压燃料在高压燃料通道中流动。
喷射嘴具有喷嘴体，该喷嘴体在轴向中心形成有针阀孔；及针阀，它设置在针阀孔中，从而在其内可上下运动。喷嘴体具有直径较大的后部分，该后部分设置有结合到喷射器主体前端面上的后端面；及喷嘴，它在前侧具有较小的直径。沿着喷嘴体的轴向中心形成该针阀孔。直径较大的袋形孔部分形成在后部和前端侧之间的针阀孔的中间位置上。与阀体的高压燃料通道共轴线连通的高压燃料孔形成在直径较大的后端面上。倾斜高压燃料通道形成在高压燃料孔和袋形孔部分之间，从而穿过后部分。
如图9所示一样，袋形孔部分45C常常借助电化学加工方法来形成。如图9所示一样，在电化学加工方法中，具有环形部分G1的中空电极棒(阴极)G被插入到针阀孔45中，并且施加直流电压，同时以高速从电极棒的中空部分G2喷射电解溶液，其中环形部分G1以预定形状模制在前端(图9中的下端)上。因此，工作部分(阳极)被电解并且被除去。借助电解所除去的量依赖于电流密度或者电解溶液的流动速度。在电化学加工方法中，环形部分G1的直径d1受到针阀孔45的直径d2的限制。因此，袋形孔部分45C的最大直径D作为电极的供给极限通常是工作深度处的直径d1的两倍。电化学加工方法适合处理加工难以切成小片的材料如喷嘴体48，它具有较高的硬度和强度，并且不利于封闭袋形孔的影响层或者内表面或者不利于三维曲面。但是，如果工作效率提高了，那么损害了工作精确度。
处理加工过的袋形孔部分45C的形状是接近球形的犁状。在图9所示的传统燃料喷射器中，袋形孔部分45C和高压燃料通道46之间的连接处的交叉角度α1、α2及针阀孔45和袋形孔部分45C之间的连接处的交叉角α3是钝角。
最近，高压燃料的压力是200MPA或者更高。袋形孔部分内的燃料压力是对应于这个压力的高压。按照针阀孔内的内压力的比例，在圆柱形喷嘴体的较厚部分中产生了径向压缩应力和圆周拉伸应力。圆周拉伸应力在内边缘(内壁)上变成最大。如果圆周拉伸应力超过喷嘴体材料的抗拉强度，那么首先在内壁上产生屈服。如果内压力进一步增大，那么外壁进行塑性变形并且破裂。内边缘上的拉伸应力随着内径的增大而增大。因此，就压力阻力而言，减小针阀孔直径是有利的。但是，即使在针阀孔的直径较小的情况下，如果在针阀孔的内壁上具有微型裂缝、凹口或者凸出部，那么可以施加应力集中。在这种情况下，筒的抗压力强度受到很大损害，并且产生了破裂。
直径较大的传统袋形孔部分具有较厚的圆柱形外边缘，并且与倾斜圆柱形高压燃料通道相连接，以在它们之间形成基本上是椭圆形的开口。袋形孔部分和高压燃料通道之间的交叉部分与凹口相对应，并且常遭受应力集中，因此容易产生过大应力。应力集中的大小主要依赖于凹口的顶端角度。当袋形孔部分和高压燃料通道之间的交叉角度变得更尖时，应力集中增大，从而导致更加容易产生过大应力。
由于过大应力所产生的裂缝随着燃料压力的增大而更加容易产生。该裂缝产生了喷嘴体破裂或者使用寿命受到损害的问题。
为了防止喷嘴体的使用寿命受到损害，美国专利No.6651911公开了在袋形孔部分附近使高压燃料通道弯曲，从而形成了钝角交叉角度。但是，在这种结构中，喷嘴体需要分开。相应地，产生了另一个问题，即该结构变得复杂，并且高压燃料容易从密封表面进行泄漏。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种具有喷嘴体的、可靠的燃料喷射器，该喷射器可以防止应力过大，并且在高压燃料下具有极好的使用寿命。
根据本发明的一个方面，燃料喷射器包括喷射器主体，它在喷射器主体的前端上与喷嘴相连；及驱动装置，它设置在喷射器主体的后侧上。该喷射器主体包括阀体，该阀体在它的中心形成有筒，并且形成有平行于筒的第一高压燃料通道和低压燃料通道。喷射嘴形成有针阀孔和高压燃料孔，各自与筒和第一高压燃料通道共心地连通，并且与阀体共轴线地结合。喷射嘴包括喷嘴体，该喷嘴体具有大直径的后部和结合到阀体上的后端面；喷嘴，该喷嘴在它的前端侧上具有小直径；及针阀，它设置在针阀孔中。喷嘴体在喷嘴体轴向中心的中间部分上形成有大直径的袋形孔部分，并且在喷嘴体的前端部分上形成有喷射孔。喷嘴体形成有第二高压燃料通道，高压燃料通过该第二高压燃料通道从高压燃料孔流到袋形孔部分中。第二高压燃料通道和袋形孔部分在它们之间的连接处提供了90度或者更大的交叉角度。
最近，由于需要精确地进行燃料喷射控制并且雾化所喷射的燃料，因此高压燃料的压力为200MPA或者更大。其结果是，在喷嘴体的高压燃料通道和袋形孔部分之间的交叉连接处产生了一些问题，如由于应力过大而导致喷嘴体破裂或者使用寿命受到损害。通常地，如果高压施加到一个孔的内部中，那么圆周拉伸应力随着内径的增大而增大了。如果另一个孔穿过该一个孔的内壁，那么即使在其内具有与一个孔的情况相同的内部压力的情况下，交叉孔部分中的圆周拉伸应力进一步增大。这是因为应力集中被施加到交叉孔部分中。根据交叉孔的交叉前端的角度，应力集中系数改变较大。可以假设，如果交叉角度是锐角，那么应力集中增大并且圆周拉伸应力变得太大。可以假设，如果交叉角度是钝角，那么可以减小应力集中并且可以减小圆周拉伸应力。
图8的表示出了具有一个孔的简单模式(第一模式、左侧)和除了第一孔之外还具有交叉孔的另一个简单模式(第二模式、右侧)的应力模拟结果。在图8所示的表中，示出了第一模式中的孔的最大应力，并且还示出了在交叉角α从锐角变成钝角的情况下位于第一孔和交叉孔之间的交叉部分处的最大应力。根据结果，可以发现，与一个孔的情况相比，由于具有交叉孔而使应力增大。如果交叉角度减小到锐角即小于90度，那么应力过分增大。当交叉角度是钝角即大于90度时，应力较小，从而可以有效地限制应力增大。
相应地，在高压燃料作用下形成在直径较大的袋形孔部分中的交叉角度优选地尽可能地设置为钝角。具体地说，交叉角度等于90度或者更大是合适的。因此，即使在较大的拉伸应力作用下，也可以减小高压燃料通道和袋形孔部分之间的连接交叉部分处的应力集中，因为交叉角度是钝角。其结果是，可以防止应力过大。
通过学习构成本申请的一部分的下面详细描述、附加的权利要求和附图，可以理解实施例的特征和优点及工作方法和相关零件的功能。在附图中图1是横剖视图，它示出了本发明第一示例性实施例的燃料喷射器；图2是放大的横剖视图，它示出了图1实施例的喷嘴体；图3A是放大的横剖视图，它示出了图1实施例的袋形孔部分；图3B是图1实施例的处理加工解释视图；
图4A是放大横剖视图，它示出了第二例子的袋形孔部分；图4B是图4A实施例的处理加工解释视图；图5A是放大横剖视图，它示出了本发明第三示例性实施例的袋形孔部分；图5B是图5A实施例的处理加工解释视图；图6是放大横剖视图，它示出了本发明第四示例性实施例的袋形孔部分；图7是放大横剖视图，它示出了本发明第五示例性实施例的袋形孔部分；图8是图表，它示出了孔处的最大应力的计算结果；及图9是相关现有技术中的袋形孔部分的处理加工解释视图。
具体实施例方式
参照图1，它示出了一种电磁控制型燃料喷射器(如压电型燃料喷射器)1，该喷射器间歇地把燃料喷射到发动机的燃烧室中。燃料喷射器1用在柴油机的蓄压型(共轨型)燃料喷射装置中，并且把来自共轨(未示出)的高压燃料喷射到发动机的燃烧室中。喷射器1具有喷射器主体2、安装到喷射器主体2的上端侧上的电磁阀3和固定到喷射器主体2的下端侧上的燃料喷射嘴4。
电磁阀3具有连接器C，该连接器C连接到从发动机控制装置(ECU)(未示出)中延伸出来的线束中。借助从ECU所输出的控制信号来控制电磁阀3。
喷射器主体2具有形成棒形的阀体20。阀体20形成有穿过轴向中心的筒21，并且平行于筒21形成有高压燃料通道22和低压燃料通道23。圆柱形电磁阀设置室10形成在阀体20的上端侧上。电磁阀3通过固定螺母24安装和通过螺纹拧入到电磁阀设置室10中。喷射嘴4通过固定螺母25共轴线地接合和固定到阀体20的下端上。圆柱形进入部分26和圆柱形出口部分27在阀体20的上部形成为沿着向上的方向倾斜。
电磁阀3具有电磁螺线管30，它设置在电磁阀设置室10的上部中；及阀打开/关闭机构50，它设置在电磁阀设置室10的下部中。阀打开/关闭机构50包括运动件5和运动件保持架8，该保持架8保持住运动件5。
直径较小的板室70形成在运动件保持架8的下侧上(在电磁阀设置室10的下端部分)。盘形孔板7安装在板室70内。
电磁螺线管30如此构造，以致由复合磁性材料形成的磁心33设置在上端环形圆筒32外边缘的周围上，该上端环形圆筒32由铁磁材料形成，铁磁外管34包围着磁心33的外边缘，电磁线圈35设置在磁心33中。电磁螺线管30的下表面是运动件5的吸引表面，而圆筒32的下端表面是止动表面，运动件5与该止动表面相撞击(接触)。
与高压燃料通道22相连通的高压燃料流入通道11和使高压燃料流入通道11与板室70相连通的进入通道12形成在进入部分26的内部中。通过板室70连通到低压燃料通道23中的流出通道13形成在出口部分27中，以形成排出通道，该排出通道把燃料喷射器1中的额外燃料排出到外部中。
锥形凹入部分形成在孔板7的下表面上，以形成压力控制室40。出口73形成在控制室40上表面的中心处上。倾斜的连通孔40A通到压力控制室40的锥形倾斜表面。倾斜连接孔40A在它的下表面上通过进入孔74与进入部分26的进入通道12相连通。
来自共轨的高压燃料的燃料压力通过高压燃料流入通道11、进入通道12和进入孔74加入到压力控制室40中。
运动件5包括平坦部分51和轴部分52。平坦部分51设置在运动室80中。运动件保持架8是圆柱形的。轴部分52可滑动地安装到运动件保持架8的中心孔中。平坦部分51的顶表面是平坦的，并且是吸引表面，该吸引表面被吸引到电磁螺线管30的底表面上。运动件保持架8通过螺纹拧入到电磁阀设置室10的内边缘上。
轴部分52是柱状。由圆柱形部分和锥形部分所形成的阀体室77形成在轴部分52的下端表面中心处。由二氧化硅氮化物(silica nitride)所形成的球阀78安装在阀体室77中。球阀78具有球形上表面和密封平坦下表面，该下表面封闭孔板7上表面的出口孔73。借助设置在上端环形圆筒32内部中的弹簧36向下地(沿着关闭方向)偏压运动件5，并且借助电磁螺线管30所产生的磁力向上(沿着打开方向)吸引该运动件5，因此使它上下地运动。
电磁阀设置室10提供了运动室80，并且容纳着包括上端环形圆筒32的电磁螺线管30和阀打开/关闭机构50，该电磁阀设置室10与连接到低压燃料通道23中的流出通道13相连通，并且填充有低压燃料油。因此，运动件5的上/下运动在平坦部分51中产生了低压燃料油的阻力，因此影响了电磁阀3的响应度。
当运动件5上下运动时，对它施加撞击。因此，从使用寿命的观点来看，运动件5也是重要的部分。考虑到这个，应该采用合适形状的运动件5。
筒21穿过阀体20的中心。筒21包括滑动部分21A、压力承受部分21B和弹簧安装部分21C，这些部分的内径相互稍稍不同，该筒安装着控制活塞41。
控制活塞41是圆柱形的、上/下运动的活塞，该活塞由滑动部分41A、压力承受部分41B和弹簧部分41C形成，该活塞与筒21的结构相对应。控制活塞41的上端形成为锥形、梯形，以在形成于孔板7中的压力控制室40中形成合适间隙(空间)。响应压力控制室40中的压力向下推动控制活塞41，该活塞41与进行滑动的滑动部分41A一起运动。控制活塞41的下端平坦表面接触安装在喷嘴4中的针阀42的上端部。
与进入部分26的高压燃料流入通道11相连通的高压燃料通道22独立地、与筒21相平行地形成在阀体20中，并且通到阀体20的下端表面以形成高压燃料孔22A。
与出口部分27的流出通道13相连通的低压燃料通道23独立地、与筒21相平行地形成在这样的位置上该位置基本上与筒21对面的高压燃料通道22相对。低压燃料通道23通到阀体20的下端表面，以形成低压燃料孔23A。延伸到筒21中心的低压燃料连通槽23B还形成在低压燃料孔23A中以与筒21的内部相连通。
包括高压燃料孔22A、低压燃料孔23A和低压燃料连通槽23B在内的阀体20下端表面构成了均匀的前端面2A，其接触喷射嘴4的后端面以形成金属密封面。
弹簧座44A和支承座44B及弹簧44设置在筒21的弹簧安装部分21C中，该部分21C通到阀体20的下端表面中。
喷射嘴4包括图2所示的喷嘴体48。喷嘴体48包括直径较大的后部和直径较小的喷嘴49，因此形成了两级圆柱形。固定螺母25接合到台阶部分并且被拧入到形成在阀体20的下端外部上的螺纹部分中，以产生轴向力即密封压力。
针阀孔45和高压燃料通道46形成在喷嘴体48的后端面上，以各自与筒21和阀体20的高压燃料通道22共心地连通。高压燃料通道46的一端通到喷嘴体48的后端面以形成高压燃料孔46A。另一端倾斜地通到直径较大的袋形孔部分45C中，该部分45C形成在针阀孔45的中间位置上。
包括高压燃料孔46A的喷嘴体48的后端面构成了均匀平坦表面4A并且接触阀体20的前端面2A以形成金属密封面。
在它的中心安装针阀42的针阀孔45形成有滑动部分45A和燃料通道45B，这些部分的内径相互稍稍不同。容积较大的、直径较大的袋形孔部分45C形成在燃料通道45B的上游处，并且与高压燃料通道46相连通。
喷嘴前端室49A具有合适薄的锥形结构以阻塞针阀孔45的下端，该室49A形成在燃料通道45B的下游处。一个或者合适数目的喷射孔43设置在喷嘴前端室49A的合适位置上，从而喷射高压燃料。
通常地，如图9所示，袋形孔部分45C借助电化学加工方法来形成，在这种方法中，在前端(图9的下端)具有环形部分G1的中空电极棒G被插入到针阀孔45中，并且从中空的部分G2中喷射电解溶液。由于在传统电化学加工方法中环形部分G1的直径d1受到针阀孔45的直径d2的限制，因此袋形孔部分45C的最大直径D被限制成接近针阀孔45的直径d1的两倍。其结果是，处理加工过的袋形孔部分的形状是接近球形的梨状。在这种燃料喷射器中，袋形孔部分45C和高压燃料通道46之间的连接的交叉角α1、α2及针阀孔45和袋形孔部分45C之间的连接的交叉角α3是图9所示的锐角。这可以影响内部张应力的应力集中，因此损害了使用寿命。
由通过普通电极棒来喷射电解溶液的电化学加工方法所形成的袋形孔部分的形状是接近球形的犁状。相应地，在使用这种电化学加工方法的许多情况下，袋形孔部分45C和高压燃料通道46或者针阀孔45之间的交叉角被精加工成锐角。
因此，在这个实施例中，如图3A和3B所示一样，作为后处理加工，借助切割方法或者放电加工方法，使高压燃料通道46和袋形孔部分45C之间的交叉角α1被精加工成钝角，或者使针阀孔45和袋形孔部分45C之间的交叉角α3被精加工成大约90度。
在这个示例性实施例中，如图3B所示一样，袋形孔部分45C和针阀孔45之间的交叉部分如此地切割，以致借助使用钻孔工具H使交叉部分基本上具有直角，其中钻孔工具H具有基本是直角的L形前端。台肩45E位于袋形孔部分45C内部的最大直径部位45D上方，沿着圆周如此地钻削出该台肩，以致使该形状从犁状改变成基本上是反向的圆锥梯形。因此，袋形孔部分45C和高压燃料通道46之间的交叉角是钝角，从而可以减小应力集中。借助使工具H或者工件进行旋转来执行切割过程。工具H的旋转中心从针阀孔45的中心稍稍偏向高压燃料通道46(图3B的左侧)，从而在需要的最小量内只处理加工台肩4E。应该注意的是，产生了切割毛口。但是，钻孔过程只需要较小的切割量，从而只产生小量的切割毛口。
使用电极而不是使用切割工具的放电加工方法也是合适的。放电加工过程需要较长的时间。但是，放电加工过程有利于防止产生毛口，并且适合于复杂形状(三维曲面)的加工或者适合于精确度的提高。为所希望的形状设定来选择使用这些方法。
因此，袋形孔部分45C和针阀孔45或者高压燃料通道46之间的交叉角度可以是大约90度或者更大的钝角。相应地，而使得由于内边缘的内压力的张应力集中可以得到减小，并且可以防止产生过量应力。
此外，在后处理加工如切割过程或者放电加工过程中，借助使钻孔工具H或者放电电极形成为例如圆角或者要除去的毛刺的预定形状，容易使针阀孔45和袋形孔部分45C之间的交叉部分处理加工成圆角。其结果是，圆角可以减小微应力集中。使用钝角形状和圆角形状可以减小应力集中。
针阀42基本上是与针阀孔45形状相对应的圆柱形，并且包括滑动部分42A，它可滑动地被保持住；及针阀部分42B，它具有稍稍较小的直径，并且构成了压力承受台阶。针阀部分42B的前端包括具有合适锥形表面的针阀结构。针阀42向上或者向下地运动，从而打开/关闭具有锥形结构的喷嘴前端室49A的喷射孔43。在针阀42的上端上，直径小于滑动部分42A的接触凸形部分42C安装到支承座44B上，并且共心地保持住弹簧44。弹簧44向下地(沿着关闭喷射孔43的方向)偏压针阀42。注意，接触凸形部分42C形成在控制活塞41的下端上，并且只要接触凸形部分42C安装到支承座44B以共心地保持住弹簧44且可靠地支撑偏压力，那么可以采用任一结构。
根据压力控制室40的燃料压力和弹簧44的弹簧负荷的向下偏压力与借助喷射嘴4的燃料压力施加到针阀42上的向上偏压力之间的平衡，使针阀42向上/向下运动，因此打开/关闭喷射孔43。如果压力控制室40内的压力减小，那么控制活塞41和针阀42向上运动以打开喷射孔43。因此，从高压燃料通道22供给到喷嘴4中的高压燃料被喷射到燃烧室中。
参照图1-3B来解释这个示例实施例的燃料喷射器1的工作。
在燃料喷射器1中，如果电磁螺线管30供电，那么借助电磁力吸引运动件5并且向上运动。因此，运动件5的环面接触平坦表面与圆筒32的下表面(止动表面)相碰撞，运动件5停止了。球阀78与运动件5相关联地向上运动以打开出口孔73。因此，出口孔73与低压燃料的流出通道13相连通。相应地，压力控制室40中的压力即刻减小从而打破施加到筒21内的控制活塞41上的压力平衡。因此，控制活塞41向上运动，其结果是，针阀孔45内的针阀42由于袋形孔部分45C内的高压燃料压力而向上运动。来自袋形孔部分45C的高压燃料从打开的喷射孔43中喷射出来。这时，以高压从高压燃料通道46供给到袋形孔部分45C中的燃料平稳地流动，而没有收缩或者分离，因为交叉角是钝角。在高压没有产生张应力集中的情况下可以把合适量的高压燃料供给到喷射孔43中。其结果是，可以防止损害发动机性能或者喷嘴4的使用寿命。如果电磁螺线管30断电，那么运动件5由于偏压力的作用而向下运动，并且球阀78关闭出口孔73。高压燃料的压力从进入孔74施加到压力控制室40中，从而使控制活塞41向下运动。同样地，针阀42向下运动。因此，喷射孔43关闭以完成燃料喷射。
如上面所解释的那样，这个示例性实施例的燃料喷射器1具有喷射器主体2和电磁阀3。喷射器主体2在它的前端连接到喷射嘴4上。电磁阀3设置在喷射器主体2的后侧上。喷射器主体2包括阀体20，在该阀体20内，筒21形成在中心处，高压燃料通道22和低压燃料通道23形成为平行于筒21。喷射嘴4形成有针阀孔45和高压燃料孔46A，其中孔46A与筒21和高压燃料通道22各自共心连通。喷射嘴4通过固定螺母25共轴线地结合到阀体20上。喷射嘴4包括喷嘴体48和针阀42。喷嘴体48具有直径扩大的后部，该后部设置有后端面，该后端面结合到阀体20上；及喷嘴49，它在前端侧上具有小直径。喷嘴体48在轴向中心的中间部分形成有直径较大的袋形孔部分45C，并且具有针阀孔45，该针阀孔45在前端部具有喷射孔43。针阀42设置在针阀孔45内。喷嘴体48形成有高压燃料通道46，该燃料通道46把高压燃料从高压燃料孔46A加入到喷嘴体48的袋形孔部分45C中。高压燃料通道46和袋形孔部分45C之间的连接的交叉角设置为90度或者更大。
在上面结构中，即使在拉伸应力较大的情况下，也可以减小高压燃料通道46和袋形孔部分45C之间的交叉连接中的应力集中，因为交叉角是钝角。其结果是，可以防止产生过大的应力。
参照图4A，它示出了本发明第二示例性实施例的袋形孔部分45C。
通常地，借助用正常电极棒来喷射电解溶液的电化学加工方法所形成的袋形孔部分45C被精加工成犁状。如图9所示一样，在使用这种电化学加工方法的许多情况下，袋形孔部分45C和高压燃料通道46或者针阀孔45之间的交叉角被精加工成锐角。
相反地，在图4A所示的后处理加工的例子中，借助切割过程或者放电加工方法使针阀孔45和袋形孔部分45C之间的交叉角α3精加工成钝角(90度或者更大)。
在这个示例性实施例中，如图4B所示一样，借助使用具有钝角L形前端的钻孔工具H来钻出袋形孔部分45C和针阀孔45之间的交叉部分。沿着圆周方向把袋形孔部分45C内的最大直径部位45D上的台肩45E钻出到这样的程度，以致使袋形孔部分45C的犁状改变成算盘珠形状。因此，袋形孔部分45C和针阀孔45之间的交叉角度被精加工成钝角(90或者更大)，从而减小了应力集中。借助使工具H或者工件进行旋转，钻孔工具H用来执行切割过程，同时工具H的旋转中心从针阀孔45的中心稍稍偏向高压燃料通道46(图4B的左向)。因此，只处理加工处于需要最小量内的台肩45E。应该注意的是，可能产生切割毛刺。但是，钻孔过程只切去小量并且只产生小量的切割毛刺。
除了切割工具的切割过程之外，电极的放电加工过程也是合适的。放电加工过程需要一个更长的时间，但是有利于防止产生毛刺。放电加工过程适合应用到复杂形状(三维曲面)，并且可以提高精确度。对于理想形状设定可以有选择地使用这些方法。
应力容易集中在凸形部分45F上，该凸形部分45F形成在位于直径较小的针阀孔45的内边缘和直径较大的袋形孔部分45C之间的台阶上，并且由于内径不同而伸出。因此，在这个示例性实施例中，凸形部分45F的尖端形成钝角，以减小应力集中，从而抑制过大应力的产生。
参照图5A，它示出了本发明第三示例性实施例的袋形孔部分45C。在这个示例性实施例中，在没有第一或者第二示例性实施例的额外后处理加工的情况下，通过正常的电子放电加工过程，用特殊电极棒G来处理加工袋形孔部分45C，该电极棒G具有偏心环形部分G1。因此，袋形孔部分45C的轴向中心从针阀孔45的轴向中心偏向高压燃料通道46。
如图5B所示一样，袋形孔部分45C借助电化学加工方法来形成，在这种方法中，在前端具有偏心环形部分G1的中空电极棒G被插入到针阀孔45中，并且通过中空部分G2来喷射电解溶液。在这种放电加工方法中，环形部分G1的直径d1受到针阀孔直径d2的限制。但是，关于处理加工向着高压燃料通道46的深度，借助环形部分G1的直径d1的偏心量来增大供给量。由于提高了环形部分G1的偏心部分处的电解溶液流量，因此促进了电解。因此，袋形孔部分45C偏向高压燃料通道46。袋形孔部分45C的最大直径D被限制成为直径d1的大约两倍，这与第一或者第二示例性实施例相类似，其中袋形孔部分不是偏心的。就这种结构而言，袋形孔部分45C和高压燃料通道46之间的交叉部分限定出深的和大面积的交叉面。相应地，高压燃料通道46顶端处的交叉角度α2或者袋形孔部分45C的台肩45E处的交叉角度α1可以是钝角。针阀孔45处的交叉角度α3设置为一般的90度。
在这个示例性实施例的燃料喷射器1中，袋形孔部分45C的中心向着高压燃料通道46偏离针阀孔45的中心。在这个结构中，只借助使袋形孔部分45C的中心向着高压燃料通道46偏离一个所需要的距离，袋形孔部分45C深深地与倾斜高压燃料通道46相交叉，同时袋形孔部分45C的直径保持相同，没有扩大袋形孔部分45C的直径或者损害压力阻力。相应地，袋形孔部分45C的上表面平坦部分45G与高压燃料通道46相交叉，因此可以保持钝角的交叉角度(cross angle)。其结果是，减小应力集中，并且防止产生过大的应力。
参照图6，它示出了本发明第四示例性实施例的袋形孔部分45C。在这个示例性实施例的燃料喷射器1中，高压燃料通道46与袋形孔部分45C的最大直径部位45D相连通。
在这个示例性实施例的结构中，高压燃料通道46与最大直径部位45D相连通，因此高压燃料通道46的中心轴线基本上与深度最大直径部位45D的法线(normal line)相叠置。因此，可以确保较大的连接区域，并且使交叉角度基本上保持为直角或者更大。其结果是，可以减小应力集中，并且防止产生过大应力。
参照图7，它示出了本发明第五示例性实施例的袋形孔部分45C。在这个示例性实施例中，袋形孔部分45C和针阀孔45之间的交叉角度α3被精加工成锐角。针阀42安装在针阀孔45内，如图1所示。借助袋形孔部分45C内的高压向上推动针阀42，并且在喷射燃料时打开该针阀。这时，针阀42的滑动部分42a处的燃料压力基本上减小到大气压力。因此，袋形孔部分45C和针阀孔45之间的交叉部分处的压力小于袋形孔部分45C和高压燃料通道46之间的交叉部分处的压力。由于针阀孔45的直径小于袋形孔部分45C的直径，因此在针阀孔45的内边缘所产生的拉伸应力不大。因此，即使袋形孔部分45C和针阀孔45之间的交叉角度α3是锐角，但是应力集中的影响不大。相应地，即使袋形孔部分45C和针阀孔45之间的交叉角α3被精加工成锐角，特别是过大的应力不会产生裂缝。
在上面示例性实施例中，袋形孔部分45C和高压燃料通道46之间的连接处的交叉角度设置为90度或者更大，优选的是，袋形孔部分45C和针阀孔45之间的交叉部分处的交叉角度设置为90度或者更大。借助形成微型圆角或者微型圆表面以除去交叉部分尖端处的毛刺，可以减小应力集中。除了形成微型圆角或者圆形表面以除去毛刺之外，借助把袋形孔部分45C和高压燃料通道46之间的连接处的交叉角度设置为90度或者更大，可以进一步合适地减小应力集中。
在与借助使用具有圆形形状的电极棒的环形部分G1的电解放电加工过程的同时，形成圆形形状。形成圆角的预定处理加工作为后处理加工来加入。只要容易形成圆角并且可以防止产生微型裂缝，那么处理加工不局限于这些处理加工方法。在上面示例性实施例中，使用电磁驱动装置。可以使用其它驱动装置如压电型驱动装置。驱动装置不局限于这些所描述的装置，只要该装置可以打开/关闭针阀42就行。
本发明不局限于这些公开的实施例，在没有脱离附加权利要求所限定出的本发明范围的情况下，可以以许多其它方式来实现。
权利要求
1.一种燃料喷射器(1)，具有喷射器主体(2)，在喷射器主体(2)的前端上与喷射嘴(4)相连；及驱动装置(3)，位于喷射器主体(2)的后侧，其特征在于，所述喷射器主体(2)包括阀体(20)，所述阀体在它的中心形成有筒(21)，并且形成有平行于筒(21)的第一高压燃料通道(22)和低压燃料通道(23)；喷射嘴(4)形成有针阀孔(45)和高压燃料孔(46A)，它们各自与筒(21)和第一高压燃料通道(22)共心地连通，并且与阀体(20)共轴线地结合；喷射嘴(4)包括喷嘴体(48)，该喷嘴体具有大直径的后部和结合到阀体(20)上的后端面(4A)；喷嘴(49)，该喷嘴在它的前端侧上具有小直径；及针阀(42)，它设置在针阀孔(45)中，喷嘴体(48)在喷嘴体(48)轴向中心的中间部分上形成有大直径的袋形孔部分(45C)，并且在喷嘴体(48)的前端部分上形成有喷射孔(43)；喷嘴体(48)形成有第二高压燃料通道(46)，高压燃料通过该第二高压燃料通道从高压燃料孔(46A)流到袋形孔部分(45C)中，及第二高压燃料通道(46)和袋形孔部分(45C)在它们之间的连接处提供了90度或者更大的交叉角度。
2.如权利要求1所述的燃料喷射器(1)，其特征在于，针阀孔(45)和袋形孔部分(45C)在它们之间的连接处提供了90度或者更大的交叉角度。
3.如权利要求1或者2所述的燃料喷射器(1)，其特征在于，袋形孔部分(45C)的中心从针阀孔(45)的中心偏向第二高压燃料通道(46)。
4.如权利要求3所述的燃料喷射器(1)，其特征在于，第二高压燃料通道(46)与袋形孔部分(45C)的一部位相连通，在该部位，袋形孔部分(45C)的直径最大。
5.如权利要求4所述的燃料喷射器(1)，其特征在于，第二高压燃料通道(46)的中心基本上与袋形孔部分(45C)的直径最大的袋形孔部分(45C)的该部位的法线相重叠。
6.如权利要求1或者2所述的燃料喷射器(1)，其特征在于，第二高压燃料通道(46)与袋形孔部分(45C)的一部位相连通，在该部位，袋形孔部分(45C)的直径最大。
7.如权利要求6所述的燃料喷射器(1)，其特征在于，第二高压燃料通道(46)的中心基本上与袋形孔部分(45C)的直径最大的袋形孔部分(45C)的该部位的法线相重叠。
全文摘要
在喷嘴体(48)的袋形孔部分(45C)的内壁上，通过具有合适成形的电极(G)的电化学加工方法，或者通过具有预定形状的钻孔工具(G)的后处理加工，使喷嘴体(48的)袋形孔部分(45C)和针阀孔(45)或者倾斜高压燃料通道(46)之间的交叉角度为钝角，即90度或者更大。袋形孔部分(45C)的中心偏向高压燃料通道(46)，或者高压燃料通道(46)连接到袋形孔部分(45C)的最大直径部位，以提供钝角交叉角度。因此，可以防止袋形孔部分(45C)的内壁上的应力过大，或者可以防止喷嘴体(48)由裂缝所产生的破裂。
文档编号F02M51/06GK1804388SQ20061000633
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月13日 优先权日2005年1月14日
发明者东条千太, 正垣好朗, 稻叶学 申请人:株式会社电装