专利名称：喷射器喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷射器喷嘴，适用于以二甲醚为燃料的柴油机等。
背景技术：
以往，作为适用于柴油机等的喷射器喷嘴(,乂^二夕夕乂x'》)，周知
一种如下构成的喷射器喷嘴，通过可升降地收容在喷嘴内的针阀(以下称为 针)，对形成在前端部的多个喷孔(喷嘴喷孔)进行开闭(参照专利文献1)。
例如，如图6所示，喷射器喷嘴61具有收容针62的喷嘴主体63，该 喷嘴主体63由形成了多个喷孔64的罩部65和使针62落座的座部(喷嘴 座)66构成。
在图6的喷射器喷嘴61中，座部66成为随着到达下方而縮径的锥形 座构造。
而且，近年以降低燃料喷射后的后泄漏导致的HC量为目的，降低了罩 部的容量的喷射器喷嘴(例如锥形的罩部、迷你罩、或VCO(Valve Covered Orifice);无罩)成为主流，例如在图6的喷射器喷嘴61中，罩部65形成为 锥形。
在图6的喷射器喷嘴61中，当针62提升时，储存在未图示的共轨等 中的加压燃料通过针62与座部66及罩部65的间隙而流入罩部65，并从喷 孔64喷射至燃烧室。
但是，在喷射器喷嘴61喷射的燃料中，除一般的轻油以外，例如可考 虑二甲醚(以下称为DME)等液化气体燃料等。
在以DME为燃料的情况下，DME与轻油相比单位体积的发热量较小， 所以相对于轻油需要喷射大约2倍的燃料。
而且，与喷射轻油的柴油机不同，在使用DME的柴油机中没有C-C 结合(碳-碳结合)，所以不会产生烟，共轨压力可使用比轻油低的区域。
根据以上所述，在DME柴油机中，为了在与现有的轻油柴油机相同的 区域使用发动机转速、负荷等，并得到相同输出，需要相对于轻油而扩大
喷射器喷嘴的喷孔径、喷孔数的总面积(即喷嘴喷孔总面积)。
专利文献1:日本特开2005-180253号公报
但是，在扩大喷嘴喷孔总面积、且降低了罩部容积的情况下，罩部65 的内壁面和针62之间的流路面积会变得比喷嘴喷孔总面积小。
这样，当罩部65及针62之间的流路面积比喷嘴喷孔总面积小时，不 能得到喷孔64的期望的喷雾特性，导致最大喷射率的降低。
艮P，燃料在罩部65的入口被节流，不能得到与设定得较大的喷孔总面 积相称的燃料喷射率。
在最大喷射率降低的情况下，为了维持总喷射量，可考虑将喷射期间 设定得较长，但在高速发动机旋转速度区域中，可喷射的期间较短，所以 在该较短的喷射期间内不能完全喷射期望量的燃料，而引起输出降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种喷射器喷嘴，能够解决上述问题， 并实现燃料的最大喷射率的提高。
为了实现上述目的，本发明为一种喷射器喷嘴，其具有罩部，形成 在喷嘴主体的前端部并储存燃料，并且形成有喷射该储存的燃料的喷孔； 以及座部，形成在该罩部的基端部侧，使用于闭塞该罩部的针阀落座；在 该喷射器喷嘴中，上述针阀的前端部形成为随着到达前端侧而縮径的锥状， 并且将该锥状前端部的、从与上述座部的抵接位置开始的前端侧切除。
为了实现上述目的，本发明为一种喷射器喷嘴，其具有罩部，形成 在喷嘴主体的前端部并储存燃料，并且形成有喷射该储存的燃料的喷孔； 以及座部，形成在该罩部的基端部侧，使用于闭塞该罩部的针阀落座；上 述罩部的内壁面形成为随着到达前端侧而縮径的锥状，在该喷射器喷嘴中， 在上述罩部的与上述针阀的前端部相对的内壁面上形成扩径部。
优选上述燃料为二甲醚。
发明的效果
根据本发明发挥的优良效果为，能够实现燃料的最大喷射率的提高。
图1是本发明一个实施方式的喷射器喷嘴的剖面图。图2是图1的II部放大图。
图3是用于说明喷射器喷嘴的开口面积和针提升量的关系的图。 图4是其他实施方式的喷射器喷嘴的剖面图。
图5是其他实施方式喷射器喷嘴的剖面图及现有喷射器喷嘴的剖面图。
图6是现有喷射器喷嘴的剖面图。
符号说明
1、 4喷射器喷嘴
2喷嘴主体
3针阀(针)
11喷孔
21罩部
22座部
215扩径部
具体实施例方式
以下，根据附图详细说明本发明的一个优选实施方式。 本实施方式的喷射器喷嘴适用于例如以二甲醚(以下称为DME)为燃料
的柴油机的喷射器等。
如图1所示，喷射器喷嘴1具有喷嘴主体2，具有用于喷射燃料的喷
孔ll;以及针阀(以下称为针)3，可升降地收容在该喷嘴主体2内，用于开
闭喷孔11。
更具体地说，喷射器喷嘴l具有罩部21，形成在喷嘴主体2的前端 部(图1中的下端部)并储存燃料，并且形成有喷射该储存的燃料的喷孔11; 座部22，形成在该罩部21的基端部侧(图1中的上侧)，使用于闭塞该罩部 21的针3落座；以及插通孔23，从该座部22向上方延伸并收容针3。
插通孔23为大致圆形剖面并沿上下方向(针轴方向)延伸，并形成为直 径比针3的直径大。插通孔23经由未图示的燃料供给路与共轨连通，来自 该共轨的加压燃料被供给到插通孔23和针3之间。而且，在插通孔23下 部的直径方向外侧，形成储存被加压的燃料并按压后述的针3的受压部32 的蓄油池231。
座部22，成为喷嘴主体2的内壁面，直径比插通孔23的直径小，且形
成为从插通孔23向下方縮径并延伸的锥状。在图例中，座部22形成为漏 斗状。座部22的上下方向的中间部，具有与后述的针3的座抵接部33大 致相同的直径，并在针3落座时与针3的座抵接部33抵接。
详细内容后述，但在针提升时，在该针3的座抵接部33和座部22之 间形成作为燃料流路的间隙。在本实施方式中，该流路的最小流路面积被 设定为比喷孔ll的开口面积大。在图例中，从最大提升时的针3的座抵接 部33上端向座部22的内壁面画垂线所到达的位置的直径，设定为* 2.2mm(参照图2符号Cl)。而且，座抵接部33的下端的直径设定为小1.7mm。
罩部21具有第1锥面211，从座部22向下方延伸；第2锥面212， 从该第1锥面2U向下方延伸；以及底面213，与该第2锥面212的下端连 接。第1锥面211形成为以比座部22小的锥度随着到达下方而縮径。第2 锥面212形成为以比第1锥面211大的锥度随着到达下方而縮径。
在罩部21的内壁面上设置有多个喷孔11。在本实施方式中，这些喷孔 11隔着预定的间隔而排列形成在圆周方向上。这些喷孔11的数量或孔径根 据喷射的燃料等而适当设定，在图例中，以使喷孔ll的合计开口面积(以下 称为喷孔面积)为0.67mr^的方式设定数量以及孔径。而且，在本实施方式 中，喷孔ll配置在第1锥面211和第2锥面212的边界部。
针3具有圆柱状的基部31;锥状的受压部32，从该基部31的下端 向下方縮径且延伸；以及座抵接部33，从该受压部32的下端向下方延伸、 在针落座时与座部22抵接。
座抵接部33形成为以比受压部32大的锥度随着到达下方而縮径的锥 状。在本实施方式中，座抵接部33的宽度(图中的上下方向的长度)假设为 与座部22接触的面积的宽度。
这样，在本实施方式中，针3的前端部形成为随着到达前端侧而縮径 的2段的锥状(受压部32和座抵接部33)，并且该锥状前端部的、从与上述 座部22的抵接位置的前端侧边界开始的前端侧被切除。
接着，说明本实施方式的喷射器喷嘴1的作用。
在喷射器的闭阀时，针3落座在座部22上，罩部21被从上方侧闭塞。 此时，燃料未被供给到罩部21内，并不进行从喷孔ll的燃料喷射。
如图2所示，在喷射器的开阀时，通过未图示的促动器等来提升针3(图 2中向上方移动)。
通过该针3的提升，在针3和座部22之间形成间隙。通过该缝隙，插 通孔23的燃料被供给到罩部21内，供给到该罩部21的燃料从喷孔11向 燃烧室喷射。
在此，在本实施方式中，针3的比与座部22的抵接位置靠前端侧的部 分被切除。因此，燃料在罩部21的入口不被节流地流入罩部21。并且，在 针3的提升时，由于以在该针3和座部22之间形成的间隙的最小剖面积(最 小流路面积)比喷孔面积大的方式，来设定座部22的直径以及锥度，因此在 从共轨到喷孔11的燃料流路中燃料不会被节流。
这样，在本实施方式中，使针3的前端部与罩部21的内壁面尽可能地 隔开距离而确保流路面积，由此能够防止到达喷孔ll之前的压力损失。结 果，通过将喷孔面积设定得较大，能够实现燃料的最大喷射率的提高。
接着，根据图3说明喷射器喷嘴1的开口面积(流路面积)和针3的提升 量的关系。
在图3中，线Ll表示本实施方式的喷射器喷嘴1的燃料流路上的最小 开口面积和针提升量的关系。线L2表示在座部中直径为4>2.2mm的位置的 开口面积和针提升量的关系。线L3表示在座部中直径为d> 1.7mm的位置的 开口面积和针提升量的关系。线L4表示喷孔11的喷孔面积(0.67mm2)。
线Lll表示使用图6所示的现有针62时的罩部65上端(cj) l.Omm)的开 口面积和针提升量的关系。
线L21表示轻油喷嘴(罩直径4)1.0mm、座直径》1.8mm、喷孔面积 0.15mm"的燃料流路上的最小开口面积和针提升量的关系。线L22表示轻 油喷嘴的喷孔面积(0.15mm2)。
如图3的线Ll所示，燃料流路上的最小开口面积随着针提升量的增大 而增大，并在接近喷孔面积的位置收束而成为与喷孔面积大致相同。该最 小开口面积收束时的针提升量为，为了以喷孔面积来喷射燃料(即得到最大 喷射率)所需的针提升量(以下称为需要针提升量)。
例如，在轻油喷嘴L21中，需要针提升量为0.25mm左右。
在本实施方式中，DME喷嘴的喷孔面积L4达到0.67mm2，但通过座 直径的扩大、和将针3的前端形成为截头圆锥状而提高罩部21的流路面积， 由此如图2所示、座部22的直径d) 1.7mm部分L3成为最小开口面积(参照 图2符号C1)，需要针提升量为0.35mm左右。对此，在现有的喷射器喷嘴61(参照图6)的情况下，由于罩部65的入 口为最小流路面积Lll(参照图2符号C2)，所以当根据图3的线Lll进行 推定时，需要针提升量为0.55mm以上。因此，在现有的喷嘴61中，针62 的响应性(当使基于共轨压力的针速度为一定时)恶化，控制室容量也增加， 喷射器的响应性恶化。而且，在使针提升量为0.55mm以下的情况下，即使 将喷孔面积设定得大也不能有效利用。
如上所述，在本实施方式中，随着DME喷射器喷嘴1的喷嘴喷孔面积 的增大，能够将罩部21的内壁面和针3之间的流路面积增大，并能够有效 地利用预定的喷嘴喷孔面积。
而且，即使扩大喷孔面积，由于能够将需要针提升量抑制为比以往小， 所以能够防止响应性的恶化。
此外，在本实施方式中，由于能够通过切除前端这种简单的加工来形 成针3，所以能够实现加工成本抑制和工序简化，且容易进行精度管理。
另外，罩容量增大与切除的针前端相应的量，但当比较轻油和DME的 每个分子的碳数量时，轻油的碳数量为14~16左右，而DME的碳数量为2、 非常少，所以喷射结束后，即使DME滞留在针闭阀后的罩部21并产生后 泄漏，该滞留DME对废气中的HC排出的影响也较小。
接着，根据图4以及图5说明其他实施方式。
本实施方式与上述图1的实施方式相比，针和罩部的形状不同，其他 都相同。因此，对与上述实施方式相同的要素在图中赋予相同的符号，并 省略详细的说明。
另外，在图5中，通过中央线C而分割左右，左侧表示本实施方式的 喷射器喷嘴4，右侧表示现有的喷射器喷嘴61 。
在本实施方式中，在罩部21上设置扩径部215，而扩大罩部21和针3 之间所划分的流路面积，由此将从插通孔23到喷孔11的燃料流路上的最 小流路面积设定得比喷孔面积大。
具体地说，本实施方式的喷射器喷嘴4具有罩部21，形成在喷嘴主 体2的前端部并储存燃料，并且形成有喷射该储存的燃料的喷孔11;以及 座部22，形成在该罩部21的基端部侧，使用于闭塞该罩部21的针3落座。
针3具有基部31;受压部32;以及座抵接部35，从该受压部32的 下端向下方延伸，并形成为上下颠倒的圆锥状。在本实施方式中，在针落
座时，仅座抵接部35的上端部与座部22抵接。
罩部21为，其内壁面形成为随着到达前端侧而缩径的锥状(在图例中为
2段的锥状)，在本实施方式中，在罩部21的与针3的前端部相对的内壁面
上形成有扩径部215。
本实施方式的扩径部215为，从座部22的下端呈剖面圆形地向下方延
伸预定长度。在图例中，扩径部215从座部22的下端延伸至针落座时的针
3的前端位置。扩径部215的内径设定为，在针提升时该针3和扩径部215
之间的最小流路面积比喷孔面积大。并且，针3和座部22之间的最小流路
面积也设定得比喷孔面积大。
而且，扩径部215的内壁面在下端部向直径方向内侧弯曲并形成R形
状。该R形状例如通过圆头加工形成。
在本实施方式中，也能得到与上述图1的实施方式相同的效果。 另外，本发明不限于上述实施方式，可考虑各种变形例或应用例。 例如，燃料不限于DME，可考虑轻油、汽油等各种液体燃料。 而且，在上述实施方式中设置了剖面圆形的扩径部215，但不限于此，
例如可考虑使罩部21的内壁面在与喷孔11对应的圆周方向位置上凹陷，
而设置槽状的扩径部。
权利要求
1、一种喷射器喷嘴，具有罩部，形成在喷嘴主体的前端部并储存燃料，并且形成有喷射该储存的燃料的喷孔；以及座部，形成在该罩部的基端部侧，使用于闭塞该罩部的针阀落座；其特征在于，上述针阀的前端部形成为随着到达前端侧而缩径的锥状，并且将该锥状前端部的从与上述座部的抵接位置开始的前端侧切除。
2、 一种喷射器喷嘴，具有罩部，形成在喷嘴主体的前端部并储存燃 料，并且形成有喷射该储存的燃料的喷孔；以及座部，形成在该罩部的基 端部侧，使用于闭塞该罩部的针阀落座；上述罩部的内壁面形成为随着到 达前端侧而縮径的锥状，该喷射器喷嘴的特征在于，在上述罩部的与上述针阀的前端部相对的内壁面上形成扩径部。
3、 如权利要求1或2所述的喷射器喷嘴，其中， 上述燃料为二甲醚。
全文摘要
本发明提供一种能够实现燃料的最大喷射率的提高的喷射器喷嘴。该喷射器喷嘴(1)，具有罩部(21)，形成在喷嘴主体(2)的前端部并储存燃料，并且形成有喷射该储存的燃料的喷孔(11)；以及座部(22)，形成在该罩部(21)的基端部侧，使用于闭塞该罩部(21)的针阀(3)落座；上述针阀(3)的前端部形成为随着到达前端侧而缩径的锥状，并且将该锥状前端部的从与上述座部(22)的抵接位置开始的前端侧切除。
文档编号F02M61/18GK101379286SQ20068005310
公开日2009年3月4日 申请日期2006年12月8日 优先权日2006年2月21日
发明者高濑繁寿 申请人:五十铃自动车株式会社