燃料压力传感器/传感器安装件组件、燃料喷射装置、和压力传感装置的制作方法

专利名称：燃料压力传感器/传感器安装件组件、燃料喷射装置、和压力传感装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种燃料压力传感器/传感器安装件组件，在该组件中 如此安装燃料压力传感器，以使其暴露于高压燃料通路，其中燃料通过该
通路供给到燃料喷射器；还涉及一种设置有燃料压力传感器的燃料喷射装 置，以及一种用来测量燃料喷射器中的燃料压力的压力传感装置。
背景技术：
为了确保对内燃机输出转矩以及从中废气排放的量进行控制的精确 度，必须控制燃料喷射模式，例如从燃料喷射器中喷射的燃料量或燃料喷 射器开始喷射燃料的喷射时刻。为了控制这种燃料喷射模式，已经提出多 种技术，用于监控燃料喷射器喷射时的燃料压力变化。
具体地，燃料压力因从燃料喷射器喷射燃料而开始下降时的时刻可以 被用于确定燃料实际上己经得到喷射的实际喷射时刻。燃料压力因其喷射 而下降的数值可以被用于确定实际上从燃料喷射器中喷射的燃料量。这种 燃料喷射模式的实际观察确保了控制燃料喷射模式的所需精确度。
例如，在采用直接安装在共轨(也就是燃料蓄积器)中的燃料压力传 感器测量因从燃料喷射器中喷射燃料而导致的燃料压力的变化的情况下 (下文还被称为燃料压力变化)，有些燃料被吸入共轨内，由此导致确定所 述压力变化的精确度下降。为了克服这一缺陷，日本专利首次公开 No.2000-265892教导了将燃料压力传感器安装在共轨与从共轨向燃料喷射 器供给燃料所经过的高压管之间的连接部分以在燃料被吸入共轨内之前测 量燃料压力变化。
然而，在燃料喷射器的喷射孔(燃料通过该孔喷射出去)处产生的燃 料压力变化在高压管内将会被削弱。因此，通过利用如以上公开文献所披 露的安装在共轨和高压管的连接处的压力传感器，不能确保在测定燃料压力变化时所需要的精确性。发明人研究了压力传感器在燃料喷射器的位于 高压管下游的一部分上的安装。然而，如下文所述，已经发现这样的安装 方式会引发问题。
发明人研制了一种燃料喷射器，在其中形成从燃料进口通路分叉的分 支通路，其中燃料压力传感器被安装成暴露于该分支通路中。然而，这种 结构导致燃料喷射器在朝向该分支通路的方向上的尺寸增加。
因此，本发明的第一 目标提供了一种燃料压力传感器/传感器安装件组 件、 一种燃料喷射装置、以及一种压力传感装置，它们允许不利用如上所 述的分支通路以减小尺寸，并且设计成便于容易地安装在内燃机上。
曰本专利首次公开文本No.2007-231770揭示了一种装有燃料压力传感 器的共轨式燃料喷射系统，该传感器测量要从燃料喷射器喷射出的燃料的 压力。该系统具有安装在共轨末端的燃料压力传感器，来测量共轨中的燃 料压力。日本专利首次公开文本No. 2007-270822和2007-218249教导了一 种用于上述形式的共轨式燃料喷射系统的燃料喷射器。
曰本专利首次公开文本No. 57-5526揭示了一种安装有内置燃料压力 传感器的燃料喷射器，该燃料压力传感器用于测量待喷射燃料的压力。该 燃料喷射器具有一形成在延伸贯穿燃料喷射器主体的燃料流动通路附近的 凹槽，以及安装在凹槽上的一应变仪，以测量由于燃料喷射而产生的燃料 压力变化。
然而，如上述第二到第四篇文献所披露的，所述构件不可能测量直接 输入到燃料喷射器中的燃料的压力。
如上述第五个文献所披露的，所述的燃料喷射器具有凹槽，该凹櫓被 加工在燃料流动通路附近的燃料喷射器主体下部的外壁中，以将凹槽的底 部形成为隔膜，该隔膜在燃料的压力下将产生变形。燃料流动通路典型的 由一通孔来限定，该通孔被形成为沿着燃料喷射器的主体的纵向方向延伸。 因此，在燃料喷射器主体的外壁被研磨以形成凹槽的情况下，很难控制隔 膜的厚度(即，凹槽的底部)。这将造成在多个燃料喷射器中测量各个燃料 压力时的精确性的变化。特别地，如上述第二到第四篇文献所揭示的，用 于喷射高压燃料的燃料喷射器通常采用高强度金属制成以确保燃料喷射器 主体的机械强度足够高以经得住燃料压力；或者被设计成在燃料流动通路附近具有增加的燃料喷射器主体的壁厚。因此，上述问题在此类燃料喷射 器变得更为严重。
本发明的另 一 目标提供了一种燃料喷射装置，其装有燃料压力传感器， 并且在不牺牲测量待喷射燃料压力时的精确性的情况下易于加工制造。
本发明的进一步的目标提供了一种燃料喷射装置，其装有燃料压力传 感器，并且被设计成便于燃料压力传感器的更换。
在使用中，燃料喷射器部分地被设置在发动机气缸中，因此在发动机 气缸中燃料燃烧产生的机械振动传遍燃料喷射器主体的整个长度。如上面 所述，如果燃料压力传感器的隔膜被垂直于振动传播方向(即，燃料喷射 器主体的长度方向)而定向，隔膜变形的方向将与振动传播的方向相符。 这就会导致振动被作为电气噪声而被附加于燃料压力传感器的输出值上。
因此，本发明另一目标是提供一种燃料喷射装置，其装有燃料压力传 感器，并且被设计成能使附加于燃料压力传感器的输出值上的电气噪声最 小。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于燃料喷射系统的燃料压力传感 器/传感器安装件组件，该系统装有喷射燃料的燃料喷射器，所述喷射器将 经燃料管供应自蓄积器的燃料喷射到内燃机中。燃料压力传感器/传感器安 装件组件包括(a)连接件，其被设置于燃料喷射器和燃料管之间，并且
在其中形成连通通路，该连通通路在燃料管的燃料出口与燃料喷射器的燃 料进口之间建立流体连通，所述连接件在其中形成有暴露在连通通路中的
传感器安装件；以及(b)燃料压力传感器，其安装在连接件的传感器传 感器安装件上。燃料压力传感器能对连通通路中的燃料压力很敏感以产生 表示该压力的信号。
如上所述，连接件设置于燃料喷射器和燃料管之间，因此不霈要从在 燃料喷射器中延伸燃料流动通路处分支出分支通路。这就允许燃料喷射器 的尺寸最小化并且改善燃料喷射器在内燃机中的可安装性。
在本发明的优选模式中，燃料压力传感器/传感器安装^^且件进一步包 括一连接螺母，其一端具有喷射恻螺纹以接合燃料喷射器，以及另一端具有连接件侧螺纹以接合连接件。所述喷射侧螺纹和所述连接件侧螺纹被机 械定向成使得连接螺母在给定方向上的拧紧会使喷射侧螺纹和连接件侧螺 纹同时建立与燃料喷射器和连接件的接合。
连接件保持在燃料管的顶端部分和燃料喷射器之间，其中燃料出口形 成在该燃料管的该顶端部分。燃料压力传感器/传感器安装件组件可以进一 步包括管螺母，其用于使所述顶端部分和所述连接件设置于其中，并且建 立与燃料喷射器之间的螺纹接合。管螺母包括压力元件，通过管螺母和燃 料喷射器的螺纹接合，将顶端部分压靠连接件。
燃料压力传感器设置在管螺母内侧。燃料喷射器和管螺母其中之一在 其中形成导体出口孔，通过该导体出口孔，燃料压力传感器的导线从管螺 母的内部延伸到外部。
连接件具有螺纹，该螺纹旋紧在燃料喷射器上。连接件焊接在燃料喷 射器上以防止连接件相对于燃料喷射器旋转。
连接件可以设计成通过螺纹紧固在燃料喷射器和燃料管上。连接件螺 纹紧固在燃料喷射器上的方向被定向成与连接件螺纹紧固在燃料管上的方 向相横向。这就避免了在燃料管从连接件上卸下时，连接件随着燃料管的 旋转而发生不希望的旋转。
根据本发明的第二方面，提供一种用于燃料喷射系统燃料压力传感器/ 传感器安装件组件，该燃料喷射系统安装有喷射燃料的燃料喷射器，该燃 料喷射器将从蓄积器经由燃料管而提供的燃料喷射到多缸内燃机中。燃料
压力传感器/传感器安装件组件包括(a)连接件，其被设置于燃料喷射器
和燃料管之间，并在其中形成有多个连通通路，这些连通通路用于在燃料 管的燃料出口和燃料喷射器的燃料进口之间建立流体连通，在连接件中还
形成有分别暴露在连通通路中的传感器安装件；以及(b)燃料压力传感器， 其安装在每个连接件的传感器安装件上。每个燃料压力传感器都对相应的 一个连通通路中的燃料压力敏感，以产生表示该压力的信号。
在本发明的优选形式中，连接件具有用来建立与内燃机气缸盖之间的 机械连接的接头，从而连接件用作将燃料喷射器夹紧到气缸盖上的夹具。
连接件在其中形成有供燃料压力传感器的导线延伸穿过的共用导线分 布通路。连接件可以具有与燃料压力传感器的导线相连的公共连接器。 连接件可以装有用于冷却燃料压力传感器的冷却机构。
冷却机构可以包括形成在连接件中的冷却剂通路，冷却剂从中流过以 冷却燃料压力传感器。
连接件在其中可以形成薄壁部分，其会通过连通通路中的燃料压力而 弹性变形。燃料压力传感器设计成对薄壁部分的弹性变形敏感，以产生作 为燃料压力的函数的信号。
根据本发明的第三方面，提供一种燃料喷射装置，其包括(a)喷射
器主体，其具有燃料流动通路和喷射孔，燃料从外部燃料导入管被供给到 该燃料流动通路，该喷射孔与燃料流动通路连通，并且至少一部分燃料从
喷射孔喷射出去；(b)迸口主体，其被设计成与喷射器主体分开并且固定 在喷射器主体上，在进口主体中形成有燃料进口通路，该燃料进口通路使 外部燃料导入管和喷射器主体的燃料流动通路之间连通；以及(C)燃料压 力传感器，其安装在进口主体上，且包括一隔膜，该隔膜会响应于流经燃 料进口通路的燃料压力而变形，还包括一个传感元件，其会产生隔膜变形 程度的函数的信号。该结构允许在迸口主体固定至喷射器主体之前，燃料 压力传感器在其运行中被诊断。如果发现燃料压力传感器的运行故障，它 可以容易的被更换，从而提高燃料喷射装置的制造生产率。
在本发明优选的方式中，燃料喷射装置可以进一步包括喷嘴针阀， 其可以在喷射器主体的轴向方向上移动以选择性地打开和关闭喷射孔；致 动器，该致动器用来控制喷嘴针阀在喷射器主体轴向上的移动；以及压力 控制腔，通过致动器的运行向压力控制腔中供给燃料或者从压力控制腔排 放燃料，并且随着向压力控制腔中供给燃料，该压力控制腔在控制活塞上 施加燃料压力，以沿着喷射孔被关闭的阀关闭方向推进喷嘴针阔。喷嘴针 阀、致动器、控制活塞、以及压力腔设置在喷射器主体中。进口主体连接 到喷射器主体的一部分上，该部分位于比压力控制腔更远离喷射孔的位置。
隔膜可具有在其上安装所述传感元件的平的表面，并且所述平的表面 的平面定向成与所述喷射器主体的轴向成大于或等于0°且小于9(T的角度。 这避免了源自发动机中的燃料的燃烧而产生的振动附加至燃料压力传感器 的输出值上。隔膜的平的表面的平面可选择地定向成与所述喷射器主体的轴向成大
于或等于0°且小于或等于75°的角度。这导致振动在程度上以0至0.95倍 降低，从而导致附加至燃料压力传感器的输出值的电气噪声的降低。
进口主体可包括从燃料进口通路延伸的分支通路以及圆柱形杆，该圆 柱形杆具有与分支通路连通的开口端和与开口端相反的关闭端，其限定所 述隔膜。
迸口主体还包括开口孔和凹槽。开口孔从所述进口主体的外壁延伸进 入燃料进口通路，以限定该分支通路。凹槽形成为占据所述进口主体的外 壁的一个区域，在该区域中形成该开口孔。所述圆柱形杆配合至凹槽。
隔膜具有相反的第一和第二表面。第一表面面对燃料进口通路。燃料 压力传感器具有安装在所述隔膜的第二表面上的传感元件。进口主体的凹 槽在所述进口主体中被形成为使得传感元件和杆之一的位于进口主体径向 上的最外部分径向地位于限定凹槽的进口主体的外壁的最外部分的内部。
传感元件可以为半导体压力传感元件，并贴附至所述隔膜的第二表面。
分支通路可由形成在燃料进口通路和圆柱形杆之间的节流孔限定。节 流孔的直径小于圆柱形杆的内径。
进口主体可以设计为通过紧固件可拆卸地连接至所述喷射器主体。
喷射器主体具有形成在其上的螺纹。紧固件由中空圆柱形部件制成， 该中空圆柱形部件覆盖所述进口主体的至少一部分和所述喷射器主体的一 部分，并具有与所述喷射器主体的螺纹接合的螺纹，以在所述喷射器主体 和所述进口主体之间形成连接。
进口主体可包括多个连接器插脚，所述多个连接器插脚电连接至所述 燃料压力传感器，并相互电绝缘。紧固件具有面对连接器插脚的幵口。
根据本发明的第四方面，提供了一种在用于喷射燃料的燃料喷射系统 中使用的压力传感装置，包括(a)进口主体，该进口主体包括供燃料流 过的燃料进口通路、开口孔和凹槽，开口孔从所述进口主体的外壁延伸迸 入燃料进口通路，以限定从燃料迸口通路分叉的分支通路，凹槽形成为占 据所述进口主体外壁的一个区域，开口孔形成在该区域中；(b)中空圆柱 形杆，该圆柱形杆具有与分支通路连通的开口端和与开口端相反的并限定 隔膜的闭合端，隔膜具有相反的第一和第二表面，第一表面面对燃料进口通路；和(c)燃料压力传感器，该燃料压力传感器安装在隔膜的第二表面 上，所述压力传感器产生作为隔膜变形程度的函数的信号，该变形源自燃 料压力的施加。进口主体的凹槽在所述进口主体中被形成为使得传感元件 和杆之一的在进口主体径向上的最外部分径向地位于限定凹槽的进口主体 的外壁的最外部分的内部。这避免了当进口主体固定至喷射器主体时，燃 料压力传感器的脱落与对燃料压力传感器的物理损伤。
根据本发明的第五方面，提供了一种压力传感装置，包括(a)喷射 器主体，该喷射器主体包括燃料进口端口、燃料流动通路和喷射孔，其中 外部燃料导入管连接至该燃料进口端口 ，且燃料通过外部燃料导入管供给 至燃料进口端口，通过燃料进口端口供给的燃料流过燃料流动通路，该喷 射孔与燃料流动通路连通，并且至少一部分燃料从该喷射孔喷出；(b)隔 膜，该隔膜暴露至流过燃料流动通路的燃料，所述隔膜具有响应于燃料压 力而变形的平的壁面；和(c)燃料压力传感器，该燃料压力传感器安装在 所述隔膜的平的壁面上，燃料压力传感器产生作为所述隔膜变形程度的函 数的信号。如果所述喷射器主体的轴向被定义为第一方向，且朝燃料进口 端口定向的所述喷射器主体的径向被定义为第二方向，则隔膜的平的壁面 的平面与由延伸通过第一和第二方向所定义的平面成大于或等于0°且小于 或等于30。的角度而延伸。这导致源自发动机中的燃料的燃烧产生的振动在 程度上以0至0.5倍减少，从而导致附加至燃料压力传感器的输出值的电气 噪声的降低。


根据下文给出的本发明详细描述和较佳实施例的附图，将会更好的理 解本发明，然而，那些较佳实施例不应当被认为是将本发明限制为特定实 施例，而是仅仅用于解释和理解的目的。
在附图中
图1示出本发明第一实施例的通过连接件与共轨连接的燃料喷射器的 示意图2示出图1所示的每个燃料喷射器内部结构的纵向截面图3示出传感器安装件的纵向截面图，该安装件设计为将燃料压力传感器安装在图1中的燃料喷射器上；
图4示出根据本发明第二实施例的将燃料压力传感器安装在燃料喷射 器上的传感器安装件的纵向截面图5示出根据本发明第三实施例的将燃料压力传感器安装在燃料喷射 器上的传感器安装件的纵向截面图6示出根据本发明第四实施例的将燃料压力传感器安装在燃料喷射 器上的传感器安装件的纵向截面图7示出根据本发明第五实施例的将燃料压力传感器安装在燃料喷射 器上的传感器安装件的纵向截面图8示出根据本发明第六实施例的将燃料压力传感器安装在燃料喷射 器上的传感器安装件的纵向截面图9示出根据本发明第七实施例的将燃料压力传感器安装在燃料喷射 器上的传感器安装件的纵向截面图IO示出根据本发明第八实施例的将燃料压力传感器安装在燃料喷射 器上的传感器安装件的纵向截面图11示出根据本发明第九实施例的通过连接件连接在共轨上的燃料喷 射器的示意图12示出图11所示的连接件的透视图，在该连接件中安装有燃料压 力传感器，且该连接件在燃料喷射器和共轨之间建立机械连接； 图13 (a)示出连接的剖面图，如图12中虚线所示； 图13 (b)示出图13 (a)中变形的连接件的剖面图； 图14示出根据本发明第十实施例所示的连接件的平面图，在该连接件 中安装有燃料压力传感器，且该连接件在燃料喷射器和共轨之间建立机械 连接；
图15示出根据本发明第十一实施例中所示的通过连接件连接至共轨的 燃料喷射器的示意图16示出根据本发明第十二实施例中所示的通过连接件连接至共轨的 燃料喷射器的示意图17示出根据本发明第十三实施例中所示的安装有燃料喷射器的蓄积 器燃料喷射系统的框图，其中在燃料喷射器中安装有燃料压力传感器；图18示出安装在如图17所示的蓄积器燃料喷射系统中的每个燃料喷 射器内部结构的纵向截面图19 (a)示出安装在图18中的燃料喷射器中的阀体和节流孔块的局 部纵向截面图19(b)示出安装在图18中的燃料喷射器中的节流孔块(orifice block) 的俯丰见图20 (a)示出沿图20 (c)的A-A截取的局部纵向截面图，该图示出 了连接到如图18所示的燃料喷射器的进口主体的内部结构；
图20 (b)示出在图20 (a)中从箭头B方向看的安装在图20 (a)所 示进口主体中的燃料压力传感器的局部剖视图20 (c)示出了沿图20 (a)中C一C线截取的横向截面图，示出了 图20 (a)中的进口主体；
图21示出了图18的燃料喷射器主体的管螺母、进口主体、以及下部 的分解图22 (a)示出安装在如图18所示的燃料喷射器上的燃料压力传感器 的平面图22 (b)是示出沿图22 (a) B-B线截取的纵向截面图，示出了作为 安装在如图18所示的燃料喷射器上的燃料压力传感器的一部分的杆。
图23 (a)、 23 (b)和23 (c)示出了贴附到图22 (b)所示的杆上的 压力传感器芯片的生产过程的顺序的截面图24示出根据本发明第十四实施例安装在图17的蓄积器燃料喷射系 统上的燃料喷射器的内部结构的纵向截面图25 (a)示出了连接到图24所示的燃料喷射器上的进口主体内部结
构的局部纵向截面图，该截面是在图25 (b)中沿着A-A线的截面；
图25 (b)示出沿图25 (a)中B-B线截取的横向截面图，示出了图
25 (a)所示进口主体；
图26示出沿图27 (b)中A-A线截取的纵向截面图，该图示出了根
据本发明第十五实施例的安装在图17所示的蓄积器燃料喷射系统上的燃料
喷射器的内部结构；
图27 (a)示出沿图27 (a)中B-B线截取的连接在图26所示的燃料喷射器上的进口主体的内部结构的局部纵向截面图27 (b)示出了图27 (a)所示的进口主体的横向截面图28 (a)示出沿图28 (a)中B-B线截取的局部纵向截面图，该图
示出了根据本发明第十七实施例的连接到图26的燃料喷射器上的进口主体
的内部结构；
图28 (b)示出了沿着图28 (a)中B-B线截取的图28 (a)所示的进 口主体的横向截面图29 (a)示出根据本发明第十八实施例的连接到图26所示的燃料喷 射器上的进口主体的内部结构的局部纵向截面图29 (b)示出了图29 (a)所示的进口主体的横向截面图30示出根据本发明第十九实施例的安装到图17所示的蓄积器燃料 喷射系统上的燃料喷射器的内部结构的纵向截面图31示出了图30的安装有燃料压力传感器的燃料喷射器的端部分解图。
具体实施例方式
参考附图，其中在多个视图中相同的部件采用相同的附图标记，特别 在图1， 2和3中，示出了根据本发明的连接到共轨(即，燃料蓄积器)CLz 上的燃料喷射器INJz，该喷射器通常用在自动燃料喷射系统上的。图2示 出了每个喷射器INJz的内部结构的纵向截面图。图3示出了设计成在燃料 喷射器INJz上安装燃料压力传感器60z的传感器安装件的纵向截面图。
如图1和2所示，每一个喷射器INJz工作以将从共轨CLz供给的燃料 喷射到相对应的每个内燃机燃烧室Elz中。喷射器INJz安装在发动机汽缸 盖E2z上。
此处提及的发动机，是用于四轮汽车的同轴四汽缸四冲程往复柴油机， 在其中高压轻燃料在大于或等于1000的大气压力下直接喷射到燃烧室 Elz。共轨CLz起到燃料蓄积器的作用，通过燃料泵(未示出)从燃料箱 供给的高压燃料被供给到该共轨。
喷射器INJz包括喷嘴lz、压电致动器2z、以及背压控制机构3z。压 电致动器2z安装有压电装置，该压电装置在充电或放电的时候膨胀或收縮，以打开或关闭喷嘴lz。压电致动器2z驱动背压控制机构3z以控制作用在 喷嘴lz上的背压。可以替代压电致动器2z采用电磁线圈来驱动背压控制 机构3z。可选择地，代替背压控制机构3z的是，喷射器INJz可以被设计 成直接作用的燃料喷射器，在该喷射器中，致动器直接打开或关闭喷嘴lz。
喷嘴lz由其中形成有喷射孔llz的喷嘴主体12z、针阀13z、以及弹簧 14z组成。针阀Bz会移进到与形成于喷嘴主体12z内壁上的阀座抵靠或与 阀座脱离抵靠，以关闭和打开喷射孔llz。弹簧14z动作以始终推动针阀 13z以关闭喷射孔llz。
压电致动器2z由堆叠的压电元件制成(该元件通常被称为压电层叠)。 压电元件是电容性负载，其通过压电效应而膨胀或收縮。通电时，压电层 叠膨胀，而当放电时压电层叠收縮。特别地，压电层叠充当致动器的角色 来移动针阀13z。向压电致动器2z提供来自连接在电连接器CNz上的导体 (未示出)的电能，如图l所示。
背压控制机构3z包括阀体31z，在阀体中形成内流体通路，在内流体 通路中布置活塞32z的头部和球阀33z。活塞32z被压电致动器2z的收縮 或膨胀移动，以提升或降低球阀33z。阀体31z在图示中是由单个元件制成， 但实际上可由多个块体构成。
喷射器INJz还包括圆柱形喷射器主体4z，该主体中形成有在喷射器 INJz轴向或纵向方向(即，图2中的竖直方向)上延伸的圆柱形内腔41z。 如图所示，内腔41z具有下端，该下端是由喷射器主体4z的内环形肩部(或 凸缘)限定的。压电致动器2z和背压控制机构3z设置在内腔41z内。中 空圆柱形保持器5z通过螺纹固定在喷射器主体4z上以将喷嘴lz固定到喷 射器主体4z的端部。
喷射器主体4z、阀体3lz以及喷嘴主体12z中形成有高压燃料通路4az、 31az和12az，这些高压燃料通路限定了燃料流动通路，来自共轨CLz的燃 料至始至终在高压下被输送到燃料流动通路。喷射器主体4z和阀体31z中 形成有通向燃料箱(未示出)的低压燃料通路4bz。
喷嘴主体12z、喷射器主体4z、以及阀体31z每个都是由金属制成并 且安装在形成于发动机汽缸盖E2z上的安装孔E3z上。喷射器主体4z具有 外肩部42z，夹具Kz的端部与该外肩部接合，以保证将燃料喷射器INJz紧紧地固定在安装孔E3z上。具体地，通过利用嫘栓将夹具Kz的另一端紧 固在气缸盖E2z上以将外肩部42z压入安装孔E3z内来实现燃料喷射器 NJz在安装孔E3z内的安装。
喷嘴主体)2z在其中形成有高压腔15z，该高压腔构成由高压燃料通路 4az、 3iaz和12az限定的燃料供给通路的一部分。特别地，高压腔15z通 过喷嘴主体12Z的内周壁和针阀13z的外周壁限定。当针阀13z在阀打幵 方向上移动时，在喷嘴腔15z和喷射孔Uz之间建立流体连通。喷嘴腔i5z 一直通过高压燃料通路31az被供给高压燃料。背压腔16z通过针阀13z的 端部中与喷射孔llz相反的一个端部而形成。弹簧14Z设置在背压腔Wz 内以在阀关闭方向上推动针阀i3z。
阀体3iz中形成有高压阀座35z，该高压阀座35z暴露于在高压燃料通 路31az与背压腔lfo之间延伸的流体通路中。阀体31z中还形成有低压阀 座36z，该低压阀座36z暴露于在喷嘴lz中的低压燃料通路4bz与背压腔 16z之间延伸的通路中。低压阀座36z面向高压阀座35z以限定布置球阀 33z的阀腔。
喷射器主体4z具有通过图1和3所示的连接件70z与高压管50z相连 的高压口 43z (其内形成有燃料进口 43az)。喷射器主体4z还具有与低压 管(也就是排放管)相连的低压口 44z。如图2所示，高压口 43z比夹具 Kz更远离喷射孔liz，但也可以比夹具Kz更靠近喷射孔Uz。高压口43z 从喷射器主体4Z的轴向端部延伸，但也可以形成在喷射器主体4z的侧壁 上。
在运行中，在高压下储存在共轨CLz中的燃料被从共轨CLz的出口输 送，并通过高压燃料管路50z和连接件70z供应给燃料喷射器INJz的髙压 口 43z。燃料随后通过高压燃料通路4az和31az而进入高压腔15z和背压 腔16z。如图2所示，当压电致动器2z处于收缩状态时，阀33z被推进到 与低压底座36z形成抵靠以建立背压腔16z和高压燃料通路31犯之间的流 体连通，以使高压燃料供应到背压腔16z。背压腔16Z中的燃料压力和弹簧 J4z产生的弹性压力，作用在针阀13z上以在阀关闭方向上推动它，以关闭 喷射孔Hz 。
可选择的，当压电致动器通电膨胀时，阀33z被推到与高压底座35z抵靠，以建立背压腔16z和低压燃料通路4bz之间的流体连通，以使得背 压腔16z中的压力下降，从而使得针阀13z被高压腔15z中的燃料压力在 阀打开方向上推动，以打开喷射孔llz，从而向发动机的燃烧室ELZ喷射 燃料。
从每个燃料喷射器INJz的喷射孔1 Iz喷射燃料将引起喷射器INJz中的 燃料压力变化。在连接件70z中，为每个喷射器INJz都安装一个燃料压力 传感器60z，其工作以监控上述燃料压力变化。可以通过从燃料压力传感器 60z的输出波形中对燃料压力开始下降的时刻进行取样来确定燃料实际上 从喷射器INJz中幵始喷射的时刻。可以通过从燃料压力传感器60z的输出 波形中对燃料压力开始升高的时刻进行取样来确定实际上停止从喷射器 INJz喷射燃料的时刻。可以通过从燃料压力传感器60z的输出波形中对燃 料下降的数值进行取样来确定已经从喷射器INJz中喷射的燃料量。换句话 说，每个燃料压力传感器60z用作检测因从燃料喷射器INJ中的相应一个 喷射燃料而导致的喷射速率的变化。
接下来，将参考图3详细描述燃料压力传感器60z和连接件70z。 连接件70z由金属制成并且安装在每个燃料喷射器INJz的高压口 43z 和相应的一个高压管50z之间。连接件70z是空心圆柱形形状并且具有在 燃料喷射器INJz纵向或轴向方向上延伸的长度。连接件70z内形成有连通 通路70az，该通路连通高压口 43z的燃料进口 43az和高压管50z的燃料出 □ 50az。
连接件70z的下游端部分通过金属螺母71z和高压口 43z可拆卸地连 接。具体地，金属螺母71z制成中空圆柱形并且具有喷射器侧内螺纹71az 和连接件侧内螺纹71bz，它们对齐形成在内壁中。喷射器侧内螺纹71az与 高压口 43z的外螺纹43bz接合。连接件侧内螺纹71bz和连接件70z的外 螺纹70bz接合。
如下所述，连接件侧内螺纹71bz形成反螺旋螺纹。特别地，喷射器侧 内螺纹71az是标准螺旋螺纹，因此当金属螺母71z相对于高压口 43z顺时 针方向(从金属螺母71z看)(即，图3的上侧)转动时，喷射器侧内螺纹 71犯和外螺纹43bz旋紧在一起，而连接件侧内螺纹71bz是反螺旋螺纹从 而当金属螺母71z逆时针方向(从金属螺母71z看)(即，图3的下部)相对于连接件70z转动时，连接件侧内螺纹71bz和外螺纹70bz旋紧在一起。 因此，当金属螺母71z在燃料喷射器INJz与连接件70z被保持不旋转的条 件下转动时，将会使喷射器侧内螺纹71az和连接件侧内螺纹71bz旋紧在 一起以使得燃料喷射器INJz和连接件70z具有牢固的连接。
喷射器侧内螺纹71az和连接件侧内螺纹71bz的旋紧会推动连接件70z 的密封面70cz和高压口 43z的密封面43cz彼此接触抵靠，以形成在连接件 70z和高压口43z之间的金属一金属的韧性密封(toughsealing),从而避免 从连通通路70az的高压燃料的泄漏。
连接件70z的上游端部和高压管50z通过金属管螺母72z可拆卸地连 接到一起。特别地，金属管螺母72z具有在其内周壁上形成的内螺纹72az， 以及由其底部限定的压板72cz。内螺纹72az接合连接件70z的外螺纹70dz。 压板72cz在其内形成有中间孔72bz，高压管50z穿过该中间孔。形成有燃 料出口 50az的高压管50z的顶端部分51z布置在管螺母72z内。如图3所 示，顶端部分51z从高压管50z径向地突出以便具有最大的厚度且通过垫 圈Plz在压板72cz和连接件70z之间得到牢固的保持。
高压管50z到连接件70z的连接通过以下方式实现防止连接件70z 旋转并转动管螺母72z以旋紧螺纹72az和70dz，从而推动连接件70z的密 封面70ez和顶端部分51z的密封面51az彼此接触抵靠，由此在它们之间形 成金属一金属接触密封从而避免从连通通路70az的高压燃料的泄漏。
连接件70z具有形成在其外周壁上的供安装燃料压力传感器60z用的 安装孔70fz。连接件70z还在其内形成有分支通路70gz，该分支通路从连 接件70z的连通通路70az分叉。燃料压力传感器60z通过金属一金属韧性 密封而装配在连接件70z的安装孔70fz上。
燃料压力传感器60z配备有作为压力变形部件的杆61z，其对分支通路 70gz的燃料压力敏感而产生弹性变形，并且还配备有应变仪62z，其用作 传感装置，以将杆61z的弹性变形和扭曲转变为电信号。杆61z由金属材 料制成，其具有足够大的机械强度来承受分支通路70gz的高燃料压力，和 足够低的热膨胀系数以将对应变仪62z操作的不良影响保持在合理的范围 内。例如，杆61z由比制作连接件70z的材料的热膨胀系数低的材料制成， 从而最小化杆61z本身由于热膨胀或收縮而产生的扭曲。这就使得连接件70z和燃料压力传感器60z的总生产成本与当整个连接件70z都用热膨胀系 数低的材料制造时相比要低。
杆61z包括中空圆柱形主体61bz和圆盘制成的隔膜61cz。圆柱形主体 61bz在其端部形成有燃料进口 61az,燃料从分支通路70gz引入到燃料进 口中。隔膜61cz关闭了圆柱形主体61bz的另一端。在燃料进口61az处进 入圆柱形主体的燃料的压力施加在隔膜61cz和圆柱形主体61bz的内壁上， 从而杆61z作为一个整体弹性变形。
圆柱形主体61bz和隔膜61cz相对于横向延伸的安装孔70fz的纵向中 心线(即，轴线)是轴对称的，如图3所示，因此隔膜61cz在经受燃料压 力时将轴向对称地变形。这就导致隔膜61cz的变形与燃料压力的程度精确 地成比例。应变仪62z对隔膜61cz的变形度敏感，并产生作为施压于隔膜 61cz上的燃料压力的函数的电信号。
应变仪62z通过一个绝缘膜(未示出)贴在隔膜61cz的安装表面(即， 隔膜的主表面中远离燃料进口 61az的一个)。当燃料压力进入圆柱形主体 61bz，以致于杆61z弹性膨胀时，隔膜61cz将变形。这就会引起应变仪62z 产生作为隔膜61cz变形量的函数的电输出值。
将燃料喷射器INJz，连接件70以及高压燃料管50z连接到汽缸盖E2 的顺序步骤将在下文简要的描述。
首先，将燃料喷射器INJz插入汽缸盖E2z的安装孔E3z中。拧紧螺栓 以将夹具Kz紧固到汽缸盖E2z上，从而将燃料喷射器INJz牢固地固定在 汽缸盖E2z内。因此燃料喷射器INJz保持不能被旋转。
接着，带有插入到中间孔72bz的高压管50z的管螺母72z被紧固到带 有安装在安装孔70fz内的燃料压力传感器60z的连接件70z上，以将连接 件70z和高压管50z连接到一起。
其中安装有燃料压力传感器60z并与高压管50z连接的连接件70z通 过金属螺母71z连接到燃料喷射器INJz的高压口 43z上。具体地，连接件 70z中的燃料压力传感器60z以选定的角度位置相对于燃料喷射器INJz首 先被定位。接下来，连接件70z被操作人员的手握住以防止其旋转。最后， 旋转金属螺母71z以在高压口 43z和连接件70z之间形成牢固连接。
在所有的喷射器INJz都通过以上方式安装到汽缸盖E2z后，将高压燃料管50z与共轨CLz连接。可选择地，可将燃料喷射器INJz与连接件70z 连接，然后可以将高压管50z连接到连接件70z。 上述第一实施例具有以下有益效果。
1) 连接件70z设置在喷射器INJz的高压口 43z和高压管50z之间。燃 料压力传感器60z安装在连接件70z上以测量供给到燃料喷射器INJz的燃 料的压力。这允许不需要在燃料喷射器INJa中安装燃料压力传感器60z的 情况下，就能监测由于从燃料喷射器INJz进行的燃料喷射而带来的燃料压 力变化。在其中安装燃料压力传感器60z的连接件70z占据了燃料喷射器 INJz和共轨CLz之间的一部分空间，因此消除了由于在燃料喷射器INJz 上安装燃料压力传感器60z而增大燃料喷射器INJz的径向尺寸的需要，并 且也便于将燃料喷射器INJz很容易地安装到汽缸盖E2z内。
2) 连接件70z设计为与喷射器主体4z分离，且与燃料喷射器INJz 可拆卸地连接，从而允许燃料喷射器INJz独立于连接件70z而安装在汽缸 盖E2z中。这改善了将燃料喷射器INJz安装至发动机的可操作性。
3) 连接件70z设计为与喷射器主体4z分离，且与燃料喷射器INJz 可拆卸地连接，从而允许常规燃料喷射器用作燃料喷射器INJz,换句话说， 消除了专门特殊设计燃料喷射器INJz的需要。
4) 连接件70z的喷射器侧内螺纹71az形成为标准螺旋螺纹，而连接 件侧内螺纹71bz形成为反向螺旋螺纹。因此，通过保持燃料喷射器INJz 和所保持的连接件70z不旋转，并且随后使金属螺母71z转动以紧固喷射 器侧内螺纹71az和连接件侧内螺纹71bz,实现了燃料喷射器INJz与连接 件70z的连接。这有利于使连接件70z在燃料喷射器INJz上的安装变得容 易。可以在不必转动连接件70z的情况下转动金属螺母71z，从而允许将燃 料压力传感器60z的导线63z (见图3)设置在金属螺母71z周围所希望的 位置，这改善了导线63z的布局设计的可操作性。
以下将参照图4描述本发明的第二实施例。与在第一实施例中所采用 的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
在第一实施例中，高压管50z与高压口 43z的连接是通过将连接件70z 紧固在金属螺母71z中而实现的。在第二实施例中，这样的连接是通过将 连接螺母710z紧固至高压口 43z以通过连接件700z将高压管50z连接至高压口 43z而实现的。
特别地，连接螺母710z由中空圆柱体制成，且在其内形成有内螺纹 710az，该内螺纹710az与燃料喷射器INJz的高压口 43z的外螺纹43bz接 合。连接螺母710z还具有压板710cz，该压板710cz是该连接螺母的底部。 压板710cz在其内形成有中间孔710bz，通过该中间孔710bz插入连接件 700z的颈部700az。连接件700z具有顶端700bz，在顶端700bz中形成有 燃料出口 ，并且该顶端700bz设置在连接螺母710z内部。顶端700bz从颈 部700az延伸，并从连接件700z径向突出，以具有最大的厚度。通过垫圈 P2z，将顶端700bz牢固地保持在压板710cz和高压口 43z之间。
连接件700z与燃料喷射器INJz的连接这样实现的，S卩，通过旋转连 接螺母710z，以将内螺纹710az紧固至高压口43z的外螺纹43bz，以在连 接件700z (即顶端700bz)和燃料喷射器INJz的高压口 43z之间建立金属-金属接触密封，从而避免高压燃料从连通通路70az泄露。
以下将参照图5描述本发明的第三实施例。与在第一实施例中所采用 的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
在第一实施例中，连接件70z螺纹固定至燃料喷射器INJz的高压口 43z 和高压管50z。在第三实施例中，不具有内螺纹的连接件701z设置在高压 管50z的顶端51z和高压口 43z之间。
具体地，高压管50z的顶端51z和连接件701z设置在管螺母720z内 部。高压口43z在其端部形成有限定壳体的中空圆柱形延伸部431z，连接 件701z设置在该壳体中。管螺母720z的内螺纹720az紧固至形成在壳体 431z周壁上的外部或外螺纹43，以将管螺母720z牢固地连接至高压口 43z， 从而在高压管50z的顶端51z和高压口 43z之间夹紧连接件701z。
管螺母720z可选择地设计为具有代替内螺纹720az的外螺纹，而高压 口 43z可设计为具有代替外螺纹431az的内螺纹，以在高压管50z和燃料 喷射器INJz之间形成牢固连接。
螺纹720az和431az之间的牢固接合促进连接件701z的密封面70ez 和高压管50z的顶端51z的密封面51az相互压靠，并且同时促进连接件701z 的密封面70cz和高压口 43z的密封面43cz相互压靠，从而在连接件701z与 高压管50z之间、及连接件701z与高压口 43z之间建立金属-金属接触密封，从而避免高压燃料从连通通路70az泄露。
如上所述，第一实施例的燃料压力传感器60z由杆61z和应变仪62z 组成，但是，在本实施例中，它仅由直接贴附于连接件701z的应变仪620z 组成，以测量随着流过连通通路70az的燃料压力而变化的连接件701z的 弹性变形程度。
连接件701z具有中空圆柱形小直径薄壁部分701az，该薄壁部分701az 具有足够小的厚度以随着流过连接件701z的燃料的压力变化而发生弹性变 形。应变仪620z连接至薄壁部分701az。薄壁部分701z从连接件701z的 主体的顶端对齐延伸，并具有用作密封面70cz的圆锥形端面。
高压口 43z的壳体43lz在其内形成有导体出口孔431bz，通过该导体 出口孔431bz，导线63z从应变仪620z延伸至高压口 43z的外面。导体出 口孔431bz形成在除外螺纹43外的壳体43lz的一部分中，从而便于将导 线63z缩回到高压口 43z和管螺母720a外面。
如上所述，仅仅通过将管螺母720z紧固至高压口 43z，实现了高压口 43z与连接件701z之间的连接、及高压管50z与连接件701z之间的连接， 从而导致与第一和第二实施例相比，减少了组装高压管50z、连接件701z、 燃料喷射器INJz的步骤。
连接件701z保持在高压管50z的顶端51z和燃料喷射器INJz的高压口 43z之间，从而消除了在连接件701z上形成螺纹的需要。这种结构还消除 第一实施例中所遇到的问题，即当为了其维护或修理而将高压管50z从连 接件70z上卸下时，连接件70z可能跟随高压管50z的旋转而旋转。
如上所述，连接件701z设计为具有薄壁部分701az，连通通路70az通 过该薄壁部分701az，且应变仪620z贴附于该薄壁部分701az上，以测量 作为流过连通通路70az的燃料的压力变化的函数的薄壁部分701az的弹性 变形程度。这消除了杆61z的需要，并允许降低燃料压力传感器60z的尺 寸。上述实施例的杆61z要求在它本身和连接件701z之间进行密封，但本 实施例的结构消除了这种要求，从而产生简单结构的连接件701z。
以下将参照图6描述本发明的第四实施例，其是图6是图5所示的第 三实施例的变形。与在第三实施例中所采用的附图标记相同的附图标记将 涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。管螺母720z具有其直径比第三实施例中的中间孔直径大的中间孔 72bz，以限定一个导体出口，通过该导体出口，燃料压力传感器60z (即， 应变仪620z)的导线63z通过垫圈Plz延伸至管螺母720z的外面。管螺母 720z可选择地设计为在其侧壁形成有供导线63z穿过的导体出口孔。
以下将参照图7描述本发明的第五实施例，其是第一实施例的变形。 与在第一实施例中所采用的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件， 且在此省略其详细解释。
为了避免当高压管50z从连接件701z上拆下时，连接件701z随着高 压管50z的旋转而旋转，在第三实施例中设计为具有保持在高压管50z和 燃料喷射器INJz的高压口 43z之间的连接件701z，而不在连接件701z上 形成螺纹。第五实施例设计为包括具有内螺纹430bz的高压口 43z。具体地， 高压口43z具有中空圆柱形头部433，在其中形成有内螺纹430bz，该内螺 纹430bz与连接件702z外螺纹70bz接合。螺纹430bz和70bz通过点焊技 术至少部分焊接在一起，图中标示为Wz;图7中的阴影部分表示连接件 702z和高压口 43z之间的焊接点。
焊接点Wz将连接件701z保持为避免相对于高压口 43z旋转，从而 当高压管50z从连接件702z上卸下时，避免连接件702z跟随高压管50z 的旋转而旋转。
以下将参照图8描述本发明的第六实施例，其是图7中的第五实施例 的变形。与在第七实施例中所采用的附图标记相同的附图标记将涉及同样 的部件，且在此省略其详细解释。
如在附图中清楚地显示的，连接件703z设计为像一个肘管(elbow pipe)。因此，连通通路70az以直角弯曲成L-形。高压管50z(即，图3中 的管螺母72z)紧固到外螺纹70dz所沿的方向J2z (即，连通通路70az的 上游部分的轴向)定向为垂直于(即，直角)连接件703z紧固至燃料喷射 器INJz的高压口 43az所沿的方向Jlz (即，连通通路70az或燃料喷射器 INJz的下游部分的轴向)。这避免了当高压管50z从连接件702z上卸下时， 连接件702z跟随高压管50z的旋转而旋转。
与当9(T弯曲的高压管50z连接至图7中的连接件702z的情况相比， 连接件703z的肘状结构还允许由高压管50z占据的沿燃料喷射器INJz的轴向Jk的空间能够减少。
以下将参照图9描述本发明的第七实施例。与在上述实施例中所采用 的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
上述实施例的燃料喷射器INJz设计为具有沿其轴向Jlz延伸的高压口 43z，但是，本实施例的高压口 43z设计为具有相对于燃料喷射器INJz的 轴向Jlz对角延伸的轴向J3z。与第一实施例不同，电连接器CNz沿喷射器 主体4z的轴向Jlz (即，纵向中心线)设置在喷射器主体4z的端部。
以下将参照图IO描述本发明的第八实施例。与在上述实施例中所采用 的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
与图5的第三实施例相同，本实施例的燃料压力传感器60z仅由应变 仪621z组成。特别地，连接件704z具有形成在其长度中部的薄壁部分 704az。薄壁部分704az由连接件704z的圆周的一部分限定。换句话说，通 过在连接件704az的外壁中形成凹陷704bz而制成薄壁部分704az，并且薄 壁部分704az用作暴露于流过连通通路70az的燃料的可弹性变形的隔膜。 应变仪621z连接至薄壁部分704az的外表面(即，凹陷704bz的底部)， 以测量薄壁部分704az的弹性变形，该弹性变形源自流过连通通路70az的 燃料的压力的变化。
如随后将详细描述的，在凹陷704bz中，设置形成电压施加电路和放 大器的电路元件622z。电路元件622z通过引线接合法连接至应变仪621z。 应变仪621z与电阻器(未示出) 一起组成桥接电路。桥接电路随着由于流 过连通通路70az的燃料的压力的变化而产生的薄壁部分704az的变形程度 的改变而改变其电阻值。当电压施加电路向桥接电路施加电压时，它将引 起桥接电路的输出电压作为燃料压力的变化的函数而变化。桥接电路的输 出电压由放大器放大，并随后作为流过连通通路70az的燃料压力的变化表 示值而输出。
以下将参照图11描述本发明的第九实施例。与在上述实施例中所采用 的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
在第一实施例中，为每个燃料喷射器INJz设置一个连接件70z，但是 在本实施例中，采用单个连接件705z将各高压管50z连接至燃料喷射器 INJz。连接件705z在其内形成有多个连通通路70az，每个连通通路70az与高压管50z中的一个连通。与发动机的汽缸数量一样多的燃料压力传感 器60z安装在连接件705z中。燃料压力传感器60z在结构上与第一实施例 中的燃料压力传感器相同。
图12示出安装有传感器安装件的连接件705z的示意性透视图。图13 示出从箭头I所观察的连接件705z的剖面图，如图12中虚线所示。
与第五实施例一样，连接件705z具有与发动机的汽缸数一样多的连接 螺钉70bz，该连接螺钉70bz用作将连接至喷射器INJz的高压口 43z的下 游连接件。此外，连接件705z还具有与内燃机的汽缸数一样多的连接螺钉 孔70hz，连接螺钉孔70hz用作要连接至高压管50z的上游连接件。
与第一实施例一样，连接件705z同样具有形成在其侧壁中的与发动机 的汽缸数一样多的安装孔70fz。每个燃料压力传感器60z安装在一个安装 孔70fz中，以暴露于流过连通通路70az的燃料。
本实施例的连接件705z的结构具有以下有益效果。
每个连通通路70az在其中一个燃料喷射器INJz和其中一个高压管50z 之间建立流体连通，这些连通通路70az形成在单个连接件705z中。连接 件705z设计为将燃料喷射器INJz结合到高压管50z上。燃料压力传感器 60z安装在连接件705z中，以暴露于连通通路70az中。具体地，在连接至 燃料喷射器INJ之前，燃料压力传感器60z和连接件705z被准备为燃料压 力传感器/传感器安装件组件；因此，方便了燃料压力传感器60z的安装， 并且方便了将燃料喷射器INJz连接至发动机室中的共轨CLz。
如图13 (a)所示，连通通路70az被形成为与喷射器INJz的长度方向 对准地直线延伸。每个燃料压力传感器60z安装在连接件705a的侧壁上。 可选择地，如图13 (b)所示，每个连通通路70az可形成在连接件705z中 为L形。特别的，连接螺钉孔70hz形成在连接件705z的侧壁上，同时其 中安装有燃料压力传感器60z的安装孔70fz形成在连接件705z的上表面。
以下将参照图14描述本发明的第十实施例。与在上述实施例中所采用 的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
在第九实施例中，连接件705z在其内形成有与内燃机的汽缸数一样多 的连通通路70az，以在连接件705z中安装所有的燃料压力传感器60z。第 十实施例具有多个离散的连接件707z。在此提及的作为例子的发动机具有四个汽缸。其中的每两个发动机汽缸采用两个连接件707z中的一个。
每个连接件707z在其内形成有两个连通通路70az和两个燃料压力传 感器60z。每个连接件707z还具有中间孔707az，螺栓BTz被插入中间孔 707az，以将连接件707z固定到汽缸盖E2z。
在发动机的汽缸盖E2z上安装两个燃料喷射器INJz是通过以下方式实 现的，即，通过将螺栓BTz插入连接件707z的中间孔707az，并将螺栓BTz 紧固在发动机的汽缸盖E2z上而实现的。具体地，连接件707z作为夹具将 燃料喷射器INJz保持在汽缸盖E2z上，从而不需要如第一实施例中的图2 所示的夹具Kz。中间孔707az与螺栓BTz—起用作接头，以将连接件707z 和汽缸盖E2z相连接，换句话说，将燃料喷射器INJz保持在汽缸盖E2z 中。中间孔707az优选的位于喷射器INJz之间。
如上所述，连接件707z的结构不需要夹具Kz，因此同第一实施例相 比，导致将燃料喷射器INJz安装在发动机汽缸E2z中所需的部件减少。将 两个燃料喷射器INJz安装到发动机上时通过以下方式实现的，即，仅仅将 其中的一个连接件707z连接到汽缸盖E2z，因此，同第一实施例相比，允 许将燃料喷射器INJz和连接件707z保持在发动机室中所需的步骤数量减 少。
与单个连接件作为夹具将所有的燃料喷射器INJz保持在发动机内相 比，用两个连接件707z将四个燃料喷射器INJz固定至发动机上，以保证 足够大的压力，使燃料喷射器INJz牢固地保持在汽缸盖E2z的安装孔E3z 内。特别的，当三个或更多个燃料喷射器INJz利用单个连接件安装在汽缸 盖E2z时，很难保证压力足够大到使燃料喷射器INJz抵住汽缸盖E2z。然 而，在本实施例中，其中一个连接件707z用于固定两个燃料喷射器INJ， 因此确保了能将燃料喷射器INJz牢固地保持在汽缸盖E2z上所需的压力。
以下将参照图15描述本发明的第十一实施例。与在第九实施例中所采 用的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
连接件708z内形成有供燃料压力传感器60z的电线和导电体延伸穿过 的公共导线分布通路708az。连接件708z具有安装在其中的公共连接器 CN2z，燃料压力传感器60z的导体连接到公共连接器上。连接器CN3z连 接到公共连接器CN2z上，以通过配线WHz将燃料压力传感器60z连接到发动机ECU上。
连接件708z的结构方便了通过公共连接器CN2z将配线WHz容易地 连接到燃料压力传感器60z，并且导致通过连接器CN3z连接燃料压力传感 器60z和发动机ECU的步骤减少。
以下将参照图16描述本发明的第十二实施例。与在第九实施例中所采 用的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
连接件709z内形成有供冷却水或冷却剂流动穿过的冷却剂通路709az。 冷却剂通路709az在燃料压力传感器60z与连接件709z相连的位置上延 伸。特别地，冷却剂通路709az沿着连接件709z的长度方向延伸，并在其 中通过。冷却剂通路709az在其一个端部形成有供发动机的冷却剂进入的 冷却剂进口 709bz，在另一端部形成有供冷却剂流出的冷却剂出口 709cz。
通常，由燃料压力传感器60z的输出表示的燃料压力和流入燃料喷射 器INJz的实际燃料压力之间的关系(即，燃料压力传感器60z的输出特性) 取决于燃料压力传感器60z的温度。换句话说，燃料压力传感器60z的输 出通常随着其温度变化而变化，而与流入燃料喷射器INJz的实际燃料压力 无关，从而增加了用燃料压力传感器60z的输出值来测量燃料压力时的精 确度恶化的顾虑。为了解决这样的顾虑，连接件708z设计为具有冷却剂通 路708az，以保持燃料压力传感器60z的温度恒定。
通常，发动机内的冷却剂的温度变化会比汽缸盖E2z的温度变化小。 因此，通过冷却剂通路709az的发动机冷却剂的微循环最小化了燃料压力 传感器60z的压力变化，以确保燃料压力传感器60z的测量精度。
以下将参照图17描述本发明的第十三实施例。与在上述实施例中所采 用的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
图17示出了用于柴油机的蓄积器燃料喷射系统100，其设计为自动共 轨式燃料喷射系统。图18为示出安装在图17所示的燃料喷射系统100中 的燃料喷射器2的内部结构的纵向截面图。图19 (a)和19 (b)是突出显 示在图18的燃料喷射器2中的流体控制阀的局部纵向截面图和平面图。图 20 (a)至20 (c)为连接到图18的燃料喷射器2的主体部分的进口主体 70的纵向截面图、平面图和横截面图。图21为示出组装进口主体70步骤 顺序的截面图。蓄积器燃料喷射系统100包括燃料箱102、高压燃料供给泵103、共轨 104和燃料喷射器2。燃料供给泵103工作以将燃料从燃料箱102泵出，并 将燃料加压并输送至共轨104。共轨104在可控的高压下储存燃料并通过高 压燃料管105分别供给至多个燃料喷射器2。如图1所示，在安装在机动车 内的柴油机的四个汽缸中的每一个上安装有一个燃料喷射器2，以将蓄积在 共轨104中的燃料直接喷射进柴油机的燃烧室。燃料喷射器2还连接至低 压燃料通路106，以将燃料回流至燃料箱102。
蓄积器燃料喷射系统100还包括电气控制单元(ECU) 107，其装备有 传统的微机和存储器，以用来控制柴油机的输出。特别地，ECU 107采样 并分析燃料压力传感器108的输出，该输出指示共轨104中的燃料压力； 曲柄转角传感器109的输出，该输出指示柴油机曲轴的角位置；以及加速 度位置传感器110，该加速度位置传感器110指示车辆的加速器踏板位置 (即，驾驶员向加速器踏板施加的压力)；以及如图18所示的燃料压力传 感器80，其分别安装在燃料喷射器2，以控制柴油机的运行。
如图18所示，燃料喷射器2包括喷嘴针阀20、喷嘴主体12、弹簧35、 下部主体ll、锁紧螺母14、进口主体70、锁紧螺母71、电磁阀7和燃料 压力传感器80。喷嘴针阀20设置在喷嘴主体12内，以沿燃料喷射器2的 轴向可滑动。弹簧35设置在下部主体11内，并且在阔关闭方向上推动喷 嘴针阀20。锁紧螺母14充当紧固件，该紧固件用给定大小的轴向夹紧压力 将喷嘴主体12和下部主体11连接在一起。进口主体70具有安装在其内的 燃料压力传感器80。锁紧螺母71充当紧固件，该紧固件将下部主体11和 进口主体70连接在一起。如将在下文所详细描述的，电磁阀7作为一个流 体控制阀工作。燃料压力传感器80工作以测量燃料喷射器2中的压力并从 输出指示该压力的信号至ECU 107。
通过锁紧螺母14而连接在一起的下部主体11和喷嘴主体12的组件形 成喷射器主体。喷嘴针阀20和喷嘴主体12的组件形成喷射器喷嘴。
喷嘴主体12大致为中空圆柱形，并且具有至少一个形成在其头部的喷 射孔12b，用来喷射燃料的射流到柴油机的燃烧室。
喷嘴主体12在其内形成有腔12e (其在下文中还称为第一针阀腔)，在 腔12e中，实芯喷嘴针阀20保持为沿其轴向可滑动。如从附图垂直地观察的，第一针阀腔12e具有形成在其中部的燃料贮槽12c。燃料贮槽12c横向 凸出，以具有更大的内径。特别地，在喷嘴主体12中，沿燃料流动的方向 依次设置第一针阀腔12e、燃料贮槽12c和阀座12a。喷射孔12b位于阀座 12a的下游，并且从喷嘴主体12的内部延伸至外部。
阀座12a为圆锥形，并且在大直径侧向第一针阀腔12e延伸，并在小 直径侧向喷射孔12b延伸。喷嘴针阀20靠住或远离阀座12a,以关闭或打 开喷射孔12b。
喷嘴主体12还具有从与下部主体11紧密配合的上端面延伸至燃料贮 槽12c的燃料进给通路12d。如将在下文中详细描述的，燃料进给通路12d 与形成在下部主体11中的燃料供给通路lib连通，以通过燃料贮槽12c将 以可控高压储存在共轨104内的燃料配送到阀座12a。燃料进给通路12d 和燃料供给通路lib限定高压燃料通路。
下部主体ll大体上为圆柱形，且在其内形成有腔lld (其在下文中还 称为第二针阀腔)，弹簧35和用以移动喷嘴针阀20的控制活塞30设置在 腔lid中，并且在下部主体11轴向方向可滑动。下部主体11具有形成在 连续到喷嘴主体12的第二针阀腔lid的下部中的内圆周11d2。大直径内圆 周11d2在直径上比第二针阀腔lld的中部内圆周lldl大。
特别地，内圆周11d2限定弹簧腔，在弹簧腔中设置有弹簧35、环形元 件31和控制活塞30的针阀30c。环形元件31设置在弹簧35和喷嘴针阀 20之间且充当弹簧保持器，弹簧35保持在该弹簧保持器上，以在阀关闭方 向上推动喷嘴针阀20。针阀30c设置为通过环形元件31间接地与喷嘴针阀 20接触，或者可选择地设置为与喷嘴针阀20直接抵靠。
如图17所示，下部主体11连接到进口主体70，该进口主体70密封地 连接通向到共轨104的高压管105。进口主体70被设计为独立于下部主体 11。如将在下文将详细描述的，在安装燃料压力传感器80之后，进口主体 70螺纹固定至下部主体11。特别地，进口主体70充当连接件，将燃料压 力传感器80连接至燃料喷射器2的下部主体11上。进口主体70定向成具 有以30。至75°角度(如，在本实施例中为60°)延伸至由下部主体11和喷 嘴主体12组成的喷射器主体的长度(即，轴线)的长度。将在下文详细描 述进口主体70的结构。如图17所示，下部主体11还具有通向燃料箱102的排放通路(未示 出)，弹簧腔11d2内的燃料通过该通路排放到由低压燃料管106限定的低 压燃料通路。排放通路和弹簧腔11d2形成低压燃料通路的一部分。
下部主体11还具有限定在控制活塞30的端部的压力控制腔8和16c 并且由电磁阀7向该压力控制腔提供液压力。压力控制腔8和16c中的液 压力增加或减少以关闭或打开喷嘴针阀20。具体地，当液压力从压力控制 腔8和16c排出时，将会引起喷嘴针阀20和控制活塞30向上移动，以抵 抗弹簧35的压力而打开喷射孔12b，如图18所示。可选择地，当液压力供 给到压力控制腔8和16c以致其增加时，将会引起喷嘴针阀20和控制活塞 30向下移动，利用弹簧35的压力而关闭喷射孔12b，如图18所示。压力 控制腔8、 16c和18c均通过控制活塞30的上端部30p、第二针阀腔lld和 节流孔块16限定，其将在下文中详细描述。
电磁阀17是一个电磁两通阀，其连通或阻塞压力控制腔8和16c与低 压通路17d之间的流体连通。电磁阀17安装在下部主体11的相反端部中 的远离喷射孔12b的一个端部上。电磁阀17通过上部主体52固定到下部 主体11。节流孔块16设置在第二针阀腔lld的端部中远离喷射孔12b的一 个端部上。
节流孔块16由金属板制成，该板大体上垂直于燃料喷射器2的轴向即 控制活塞30的长度方向延伸。节流孔块16与限定喷射器主体的下部主体 11和喷嘴主体12独立加工，且随后安装在下部主体11上。如图19 (a) 和19 (b)所示，节流孔块16具有在其内形成的连通通路16a和16b。图 19 (b)是从阀电枢42方向观察的节流孔块16的平面视图。连通通路16a 作为限定出口的外部节流孔或者出口节流孔。连通通路16b作为限定入口 的内部节流孔或入口节流孔。出口和入口节流孔16a和16b通过压力控制 腔16c彼此连通。
出口节流孔16a在阀座16d和压力控制腔16c之间连通。出口节流孔 16a通过阀电枢42由阀球41关闭或打开。入口节流孔16b具有在节流孔块 16的平面162上打开的入口 16h。入口 16h与从燃料供给通路lib分支出 的燃料供给分支通路llg连通。将在下文详细描述在其中装入有阀球41的 节流孔主体16的阀座16d和阀电枢42的结构。阀体17作为阀室设置在节流孔块16的其中一个远离喷射孔12b的端 部上。阀体17在其周边形成有外螺纹，该外螺纹与在下部主体11的内圆 柱形腔上形成的内螺纹接合，以便在阀体17和下部主体11之间夹紧节流 孔块16。阀体17大致为中空圆柱形，并且如图18所示，具有通孔17a和 17b。低压通路17d形成在通孔17a和17b之间。孔17a在下文中还被称为 引导孔。
节流孔块16的端面161和通孔17a的内壁限定了阀腔17c。节流孔块 16在其外壁上形成有在直径上相对的平面部(未示出)，其中的一个平面部 在其本身和下部主体11的内壁之间限定一个间隙16k。如图18所示，间 隙16k与通孔17b相通。
电磁阀7包括缠绕在树脂线轴62上的线圈61。线圈61和线轴62在其 外围覆盖有树脂塑模(未示出)。线圈61和线轴62可通过绕线机将电线缠 绕成线圈61上，采用模塑技术将树脂覆盖在线圈61的外围，以及将线圈 61和线轴62的组件树脂成型而制成。线圈61在其末端通过端子插脚51a 电连接到ECU 107，该端子插脚51a与端子插脚51b —起形成在连接件50 内。
电磁阀7还包括大致为中空圆柱形的固定芯体63。从图中可以看出， 固定芯体63由内周壁、外周壁和将内周壁与外周壁连接到一起的上端组成。 线圈61保持在内、外周壁之间。固定芯体63由磁性材料制成。
阀电枢42设置在固定芯体63的下面，如图18所示，并且面对固定芯 体63。特别地，阀电枢42具有作为磁极面的上凸缘，其可朝向或远离固定 芯体63的下端面(即，磁极面)移动。当线圈61通电时，将会引起磁 通量从固定芯体63的内、外周壁的磁极面流动到阀电枢42的磁极面，以 产生取决于作用在阀电枢42上的磁通量密度的磁吸引力。
中空圆柱形止动件64设置在固定芯体63内部，并具有牢固地保持在 固定芯体63和上部外壳53之间的凸缘。压縮弹簧59设置在止动件64内。 压縮弹簧59可以被任何其他弹性部件替换。由弹簧59产生的压力作用在 阀电枢42上，将阀电枢42带离固定芯体63，以增加其中的磁极面之间的 气隙。止动件64具有下端，该下端用于限定一个阀电枢42完全抬起的限 制。燃料通路37形成在止动件64和上部主体52中，通过燃料通路37，流出阀腔17c和通孔17b的燃料排放到燃料喷射器2的外面。
上部主体52(S卩，上部外壳)，中间外壳54和阀体17的组件作为阀外 壳。中间外壳54由中空圆柱体制成，并将固定芯体63保持在其中。特别 地，如上所述的固定芯体63是圆柱形，并具有外部肩部和底部。固定芯体 63设置在中间外壳54的下部与其内周相接触。如从图中所观察的，固定芯 体63具有形成在外部肩部之下的小直径部分。中间外壳54具有内部肩部， 其中固定芯体63的外部肩部设置为与内部肩部抵靠，从而将固定芯体63 牢固地保持在中间外壳54中。
如上所述，阀电枢42由上凸缘盘和从凸缘盘中心向下延伸的小直径轴 组成，如从图中所观察的。凸缘盘具有与固定芯体63的内、外周壁的磁极 面相对的磁极面。阀电枢42由如波明德合金(permendur)这类的磁性材 料制成。
从图19 (a)可以清楚地看出，阀球41设置为与阀电枢42的小直径轴 的下端42a相邻接。阀电枢42通过阀球41支靠在节流孔块16的阀座16d 上。定位销15穿过节流孔块16的孔16p并插入下部主体11中，以相对于 下部主体11定位节流孔块16。
以下还将参照图19 (a)和19 (b)，详细描述阀电枢42和节流孔块16 的结构。
阀电枢42的小直径轴的下端42a的表面是平的，并且放置为与阀球41 的球面41a相邻接。阀电枢42的小直径轴设置在阀体17的通孔17a中以 竖直地滑动。阀电枢42的下端42a暴露在阀腔17c的内部。阀球41通过 阀电枢42支靠在阀座16d上或者从阀座16d提升，从而阻塞或连通从压力 控制腔8和16c至阀腔17c的燃料流动。
特别地，阀球41由具有平面41b的球体制成。平面41b可支靠阀座16d 或者从阀座16d提升。当平面41b支靠着阀座16d时，其关闭出口节流孔 16a以阻塞压力控制腔16c和阀腔17c的流体连通。
如图19 (a)和19 (b)所示，节流孔块16具有圆柱形引导孔16g，其 形成在面对阀电枢42的上端面161中。引导孔16g具有底部，并且用以引 导阀球41的球形面41a的滑动。引导孔16g在其底部中间区域形成有截头 圆锥形的凸起，该凸起具有限定阀座16d的平的上表面。引导孔16b的开口的末端放置为与节流孔块16的上端面161平齐。
阀座16d的外周在尺寸上小于引导孔16g的内周。换句话说，阀座16d 在直径上小于引导孔16g。特别地，环形燃料释放通路16e形成在围绕阀座 16d的引导孔16g的底部圆周中。阀座16d的圆周小于阀球41的平面41b 的圆周，使得即使当阀球41支靠着阀座16d时，也能确保燃料释放通路16g 位于阀座16d的周围。因此，当阀球41离开阀座16d时，将产生由燃料释 放通路16g与阀座16d和阀球41的平面41b之间的空隙限定的燃料释放腔。
阀球41由引导孔16g保持为可竖直地(即，燃料喷射器2的轴向)滑 动。引导孔16g的内周与阀球41的球面41a之间的间隙选择为确保阀球41 的滑动，并最小化从阀座16d至低压侧(即低压通路17d)泄漏的燃料的量。
从图19 (a)和19 (b)中清楚地看出，引导孑L 16g在其内周壁形成有 限定燃料排放通路16r的四个V形槽，该通路通向阀腔17c并与低压通路 17d连通。燃料排放通路16r从燃料释放通路16e延伸。因此当阀球41从 阀座16d提升时，建立从出口节流孔16a向阀座16d和阀球41的平面41b 之间的间隙、向燃料释放通路16e、向燃料排放通路16r和低压通路17d延 伸的燃料释放流动通路。燃料释放流动通路具有在尺寸上大于出口节流孔 16a的横截面，使得从出口节流孔16a至低压通路17d的燃料流量取决于出 口节流孔16a的尺寸，从确保当阀球41从阀座16d升起时，燃料流向低压 通路17d的稳定性。
如图19 (b)所示，燃料排放通路16r以规则间隔径向延伸，从而确保 燃料从阀座16d的出口节流孔16a排向燃料排放通路16r的流动稳定性， 和阀球41从阀座16d提升时阀球41的定位。燃料排放通路16r的数量可 以选择为从出口节流孔16a排放的所需要的燃料流量的函数。如图19 (b) 所示，出口节流孔16d的开口的转角161是带有切角的。阀电枢42用作保 持阀球41的支撑件。节流孔块16还用作具有阀座16d的阀体。阀体17 还用作阀外壳。
燃料喷射器2的运行将在下文详细描述。高压燃料从共轨104通过高 压燃料管105、燃料进口通路llc、燃料供给通路lib和燃料进给通路12 供给至燃料贮槽12c。高压燃料还通过燃料进口通路llc和入口节流孔16b 供给至压力控制腔8和16c。当线圈61处于断电状态时，阀球41由弹簧59通过阀电枢42推动与 阀座16d恒定邻接。这关闭了出口节流孔16a，以阻塞从压力控制腔8和 16c至阀腔17c和低压通路17d的燃料流动。
压力控制腔8和16c中的燃料压力保持在与共轨104中相同的水平， 并且作为作用在控制活塞30上的背压。因此，通过控制活塞30推动喷嘴 针阀20关闭喷射孔12b的背压(其在下文中还被称为第一液压力)和由弹 簧35产生的并推动喷嘴针阀20关闭喷射孔12b的压力(其在下文中还被 称为第二液压力)之和，保持为大于燃料贮槽12c内和阀座12a周围的推 动喷嘴针阀20远离喷射孔12b的压力(其在下文中还被称为第三液压力)。 这将引起喷嘴针阀20被放置在阀座12a上并关闭喷射孔12b，不产生来自 燃料喷射器2的燃料喷射。
出口节流孔16a中(即出口节流孔16a的被切角的角部161中)的燃 料压力作用在支靠着阀座16d的阀球41上。
当线圈61通电以打开燃料喷射器2时，使线圈61产生磁力，使得在 固定芯体63和阀电枢42之间产生磁吸引，从而将阀电枢42吸向固定芯体 63。出口节流孔16a中的燃料压力(其在下文中还被称为第四液压力)(即， 作用在控制活塞30上的背压)施加至阀球41，以从阀座16d处提升阀球 41。阀球41沿着引导孔16g的内周向固定芯体63移动。
当阀球41与阀电枢42—起从阀座16d提升时，建立了通过出口节流 孔16a从压力控制腔8和16c至阀腔17c及至低压通路17d的流体连通， 从而燃料从出口节流孔16a出来并流入低压通路17d。这导致压力控制腔8 和16c中的燃料压力(即，作用在控制活塞30上的背压)降低，使得第一 液压力逐渐降低。当推动喷嘴针阀以打开喷射孔12b的第三液压力超过推 动喷嘴针阀20以关闭喷射孔12b的第一和第二液压力之和时，将导致喷嘴 针阀20从阀座12a提升(即，图18所示，向上)，以打开喷射孔12b，使 得燃料从喷射孔12b中喷出。
当线圈61断电以关闭燃料喷射器2时，将导致磁力从线圈61上消失， 使得阀电枢42和阀球41由弹簧59推向阀座16d。当阀球41的平面41b 支靠着阀座16d时，阻塞了从压力控制腔8和16c至阀腔17c和低压通路 17d的燃料流动。这导致施加在控制活塞30上的压力控制腔8和16c中的背压增加。第一和第二液压力之和超过第三液压力时，将会引起喷嘴针阀
20向下移动，如图18所示。当喷嘴针阀20支靠着阀座12a时，它关闭了 喷射孔12b，以终止从燃料喷射器2喷射燃料。
下文将描述进口主体70的结构。如图18所示，进口主体70位于比压 力控制腔8和16c更远离喷射孔12b的位置，并且被螺纹连接到喷射器主 体的端部，在该端部内形成燃料供给通路llb的一部分。
从图20 (a)至20 (c)中清楚地看出，进口主体70在其内形成有燃 料进口 72，高压燃料从共轨104供应到燃料进口中，进口主体内还形成有 燃料进口通路73，通过该燃料进口通路73高压燃料引入燃料供给通路 llb。燃料进口通路73具有安装在其内的杆状过滤器(未示出)。
进口主体70由具有抗腐蚀性和高机械强度特性并被镀有锌(Zn)的碳 素钢(如S15C)、 XM7、 SUS430、 SUS304或SUS630制成，它们具有高 的耐腐蚀性。
进口主体70和下部主体11通过圆柱形锁紧螺母71可拆卸地连接到一 起。锁紧螺母71在其开口端内壁上形成有内螺纹，其与形成在下部主体11 上的外螺纹接合。锁紧螺母71由紧固部71a和覆盖部71b组成。紧固部71a 覆盖进口主体70和下部主体11的一部分，以将它们紧紧相连。如将在下 文详细描述的，覆盖部71b覆盖金属杆74。覆盖部71b在其内形成有供电 连接件插入以与金属杆74形成电连接的连接器开口 71c。连接器开口 71c 可选择地形成在紧固部71a中。
金属杆71是燃料压力传感器80的组成部件中的一个。如在图22 (a) 和22 (b)中清楚地展示的，金属杆71为具有底部的中空圆柱体，该底部 在厚度上较小，以形成隔膜18n。隔膜18n响应于施加到其上的燃料压力而 可弹性变形。金属杆71还设置有压力传感腔18b，该压力传感腔18b由形 成在其中的孔限定，该孔具有给定的深度和内部直径，且允许燃料压力进 入该孔内。如图20(a)所示，进口主体70在其内形成有压力进口通路75， 其构造为与金属杆74的外部形状相一致。特别地，金属杆74装配到压力 进口通路75中。
金属杆74在其上形成外螺纹，其与形成在进口主体70的燃料进口通 路75内的内螺纹接合。如图21所示，进口主体70内的金属杆74的安装是通过以下方式实现的，即，定位杆74以使得压力传感腔18b面对压力进 口通路75，并且拧紧杆74以建立外螺纹与进口主体70的内螺纹之间的接 合。
如图20 (a)到20 (c)所示，压力进口通路75的深度和金属杆74的 长度是被选择成使隔膜18n暴露在压力进口通路75的外部开口端的外面。 凹槽175形成在进口主体79的外周壁上，以在压力进口通路75的开口端 周围形成平表面。压力传感器芯片18f贴在金属杆74的隔膜18n的外表面 上。如图20 (c)所示，当金属杆74配合到压力进口通路75内时，在进口 主体70的径向方向上传感器芯片18f或金属杆74的的最外面的部分220 位于进口主体70的外壁的径向最外面部分210a(g卩，凹槽175的外周边缘) 的内侧，该最外面部分210a限定了进口主体70的凹槽175。
如图21 (a)至21 (c)所示，陶瓷板76胶合或粘结在传感器芯片18f 周围的进口主体70的平表面上。陶瓷板76在其上粘结有放大器IC芯片和 特性调节IC芯片，该放大器IC芯片用于放大压力传感器芯片18f的输出。 特性调节IC芯片包括非易失性存储器，该存储器存储关于压力传感器芯片 18f的灵敏性和燃料喷射器的喷射量特性的数据。将金属杆74和陶瓷板76 装入进口主体70后，进口主体70配合到下部主体11上，并由锁紧螺母71 牢固地固定。
限定了安装腔的压力进口通路75通过分支通路78与燃料进口通路73 连通，其中金属杆74设置在该安装腔内。因此，通过燃料进口72导入燃 科进口通路73的高压燃料，部分地导向压力传感腔18b，使得高压燃料的 压力施加到隔膜18n上。
压力传感器芯片18f由单晶硅(Si)制成，且如图22 (a)和22 (b) 所示，通过低熔点玻璃材料贴附到金属杆74的隔膜18n的外表面上。压力 传感器芯片18f用作响应隔膜18n的弹性变形或应变程度的应变仪，其中 该弹性变形程度或应变由导入金属杆74的压力传感腔18b的燃料压力所形 成。
进口主体70定向成具有相对于喷射器主体的纵向中心线(即，轴线) 以给定角度e延伸的长度。特别地，燃料进口通路73的纵向中心线与喷射
器主体的纵向中心线(即，燃料供给通路lib的长度)形成的角度e选择为大于或等于0°且小于90°，优选的，大于或等于0。且小于或等于75°，且 更优选的大于或等于0。且小于或等于60°。在本实施例中角度0设为60°。 如图18所示，当燃料喷射器2在使用中时，金属杆74固定至入口主体70 的上表面。因此，隔膜18n以与喷射器主体的纵向中心线成角度e而定向。
金属杆74的材料需要具有足够大的机械强度以承受施加到其上的燃料 压力，并具有低的热膨胀系数，这是因为硅制成的压力传感器芯片18f采 用玻璃粘结到金属杆74上。金属杆74可由包含主要元素为Fe、 Ni和Co 或Fe和Ni，以及用于增强析出的Ti、 Nb和Al或Ti和Nb的添加成分的 材料组成。金属杆74可通过压制、切割或打磨机器，或是冷锻制成。例如 金属杆74由科瓦铁镍钴合金(Kovar)制成，该合金是Fi-Ni-Co合金，该 合金的热膨胀系数基本上和玻璃的热膨胀系数相同。
如上所述，金属杆74的隔膜18n从压力进口通路75的端部突出。陶 瓷板76粘结到隔膜18n周围的进口主体70的平表面上。陶瓷板76在其上 粘结有放大器IC芯片和特性调节IC芯片。特性调节IC芯片包括非易失性 存储器，该存储器存储关于压力传感器芯片18f的灵敏性和燃料喷射器的 喷射量特性的数据。
放大器IC芯片和特性调节IC通过引线接合技术制成的铝线连接至压 力传感器芯片18f。陶瓷板76具有连接器插脚77，这些插脚连接至印制在 陶瓷板76上的导体，并延伸至连接器开口71c。要连接至端子插脚51b的 配线(未示出)也连接至连接器插脚77。端子插脚51b与端子插脚51a — 起电连接至ECU107，以用于燃料喷射器2的操作。
如上所述，燃料压力传感器80安装在进口主体70内，并具有金属杆 76、压力传感器芯片18f、以及陶瓷板76。压力传感器芯片18f用于将隔膜 18n的变形转化为电信号。压力传感器芯片18f的输出由安装在陶瓷板76 上的传感器信号处理电路(即，放大器IC芯片等)进行处理。
燃料压力传感器80通过端子插脚51b输出代表流经燃料进口通路73 的燃料压力的信号至ECU 107。 ECU 107从每个燃料喷射器2的燃料压力 传感器80的输出中取样，并且控制燃料从燃料喷射器2中喷出。
以下将参照图22 (a)和22 (b)及图23 (a)至23 (c)详细描述燃 料压力传感器80的结构。金属杆74具有以下测量值。外径为6.5mm。内径(即，压力传感腔18b 的直径)为2.5mm。在20MPa下所需隔膜18n的厚度为0.65mm，而在 200MPa下为1.40mm。贴附到隔膜18n的表面18g上的压力传感器芯片18f 是由单晶硅衬底18r制成，该衬底具有(100)的平面晶向和均匀的厚度。 压力传感器芯片18f通过由低熔点玻璃材料制成的玻璃层18k在其底部固 定到隔膜18n的表面18g上。硅衬底18r为3.56mm x 3.56mm的正方形， 且厚度为0.2mm。玻璃层18k的厚度为0.06mm。
压力传感器芯片18f装备有四个矩形计18m。每个计18m由压电电阻 器来实施。平面晶向为(100)的硅衬底181"在结构上具有正交晶轴<110〉。
沿着每个正交晶轴<110〉设置两个计18m。其中两个计18m被定向成 其长边沿X方向延伸，而另两个计18m被定向成其短边沿Y方向延伸。如 图22 (a)所示，这四个计18m沿一个圆设置，该圆的中心位于隔膜18n 的中心k上。
压力传感器芯片18f还具有导线和衬垫(未示出)，该导线和衬垫将计 18m连接到一起，以形成一个典型桥接电路，并且形成与外部装置(即， ECU107)连接的端子。桥接电路由保护膜覆盖。如图23 (a)至23 (c) 所示，压力传感器芯片18f基本按如下步骤制造。首先，准备n型副晶片 19a。通过光刻在副晶片19a上形成给定的图案。随后，硼扩散到副晶片19a 上，以形成p十区域19b，这些区域为用作计18m的压敏电阻器。导线和 衬垫19c形成在副晶片19a上，如图23 (c)所示。氧化膜19d也形成在副 晶片19a的表面上，以确保导线和衬垫19c的电绝缘。最后，保护膜也形 成在副晶片19a的表面上，且随后刻蚀保护膜，以将衬垫暴露在副晶片19a 的外面。由此产生的压力传感器芯片18f利用低熔点玻璃18k被胶合到金 属杆74的隔膜18n上，以制成压力传感器芯片18f。
当经受进入金属杆74的压力传感腔18b的燃料压力时，隔膜18n弯曲。 压力传感器芯片18f响应于隔膜18n的弯曲，以将其转化成电信号(即， 由压敏电阻器或计18m中的阻值变化引起的桥接电路的电势差)。安装在 陶瓷板76上的传感器信号处理电路处理由压力传感器芯片18f产生的信 号，并将其输出至ECU 107。传感器信号处理电路可整体地形成在压力传 感器芯片18f上。如上所述，配备有燃料压力传感器80的进口主体70被设计成与喷射 器主体(即，下部主体11和喷嘴主体12的组件)分开，并且机械连接至 喷射器主体。该结构使得压力传感器芯片18f的操作能够在进口主体70固 定到喷射器主体之前被诊断到。如果在压力传感器芯片18f的操作中发现 错误，则它可被替换。例如，金属杆74或陶瓷板76可以在安装在燃料喷 射器2中之前被更换。因此能够仅仅将进口主体70安装至燃料喷射器2的 喷射器主体上，其中在进口主体70中已检查燃料压力传感器80可正确运 行，从而改善燃料喷射器2的制造生产率。
进口主体70固定至远离喷射孔12b的喷射器主体的一部分上。特别地， 进口主体70设计为设置在高压管105和喷射器主体之间，从而便于容易地 将进口主体70安装至喷射器主体。进口主体70连接至喷射器主体的一部 分，该部分比压力控制腔8和16c更远离喷射孔12b，因此便于铺设连接至 进口主体70中的燃料压力传感器80的信号线。并进一步改善燃料喷射器2 的可制造性。
在使用中，燃料喷射器2部分地设置在发动机汽缸中，使得源自于汽 缸中燃料燃烧的汽缸振动沿着喷射器主体整个长度方向被传递。如果，燃 料压力传感器80的隔膜18n定向成垂直该振动传送的方向，(即，喷射器 主体的长度方向)，则隔膜18n变形的方向与振动传送的方向相一致。这导 致振动被作为电气噪声而被附加于燃料压力传感器80的输出值上。为了消 除这个问题，如上所述，例如，进口主体70定向为与喷射器主体的长度方 向成60°。此外，金属杆74还安装在进口主体70的上表面上，以具有垂直 于进口主体70长度方向的长度。例如，这将隔膜18n的表面定向为与喷射 器主体的长度方向成60。。在这种情况下，振动将会以sin60。 (-0.86)倍的 程度减少，因此导致附加到燃料压力传感器80的输出上的电气噪声降低。
进口主体70设计为配备有其中形成有隔膜18n的金属杆74,因此便于 容易地加工隔膜18n，与在喷射器主体中直接形成的隔膜18n相比，尤其是 有利于控制其厚度。这改善了燃料喷射器2中燃料压力测量上的精确性。 隔膜lSn是金属杆74的限定压力传感腔18b的壁中最薄的部分，因此导致 由燃料压力的变化引起的隔膜18n的较大变形。
如图20(c)所示，当金属杆74装配到压力进口通路75时，在进口主体70的径向方向传感器芯片18f或进口主体70的最外面部分220位于进 口主体70的限定了进口主体70的凹槽175的外壁的径向最外面部分210 (即，凹槽175的外周边缘)的内侦ij，因此避免了当进口主体70固定到喷 射器主体上时对压力传感器芯片18f的移除或物理损坏。
直径小于金属杆74的压力传感腔18b的分支通路78用作形成在进口 主体70的燃料进口通路73与压力传感腔18b之间的节流孔，因此导致导 入金属杆74中的燃料压力的变化减少。
在进口主体70和下部主体11之间建立连接的锁紧螺母71中形成有连 接器开口71c，电连接器插入该开口中，以形成与金属杆74的电连接。这 允许锁紧螺母71的表面积增加，以增强进口主体70和下部主体11之间的 连接强度，而不牺牲燃料压力传感器80和ECU 107之间的电连接。
如同已经描述的那样，进口主体70作为连接件将燃料压力传感器80 连接或保持在燃料喷射器2的下部主体11上。燃料进口通路73和分支通 路78限定燃料通路，通过该燃料通路，已经进入燃料喷射器2的燃料部分 地通向燃料压力传感器80。
以下将参照图24描述本发明的第十四实施例。与在第十三实施例中所 采用的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解 释。
图24是纵向截面图，该图示出了将安装在图17所示的燃料喷射系统 100上的燃料喷射器2的内部结构。图25 (a)和25 (b)是纵向截面图和 横截面图，示出了要连接在图24的燃料喷射器2上的进口主体70A的内部 结构。
与十三实施例不一样的是，进口主体70A不具有金属杆74，且被设计 为在其内形成有隔膜18n。
如图25 (a)和25 (b)所示，进口主体70A在其外表面上形成有平坦 区域(该区域在下文将被称作芯片安装表面)，压力传感器芯片18f安装在 该平坦区域上。在进口主体70A内形成孔79，该孔径向横断燃料进口通路 73。孔79从与燃料进口通路73垂直的进口主体70A的外表面延伸到芯片 安装表面下，压力传感器芯片18f安装在芯片安装表面上，因此限定了在 孔79的端部和作为隔膜18n的芯片安装表面之间的厚度。在进口主体70A的制造期间，可采用测距仪控制隔膜18n的厚度。在
隔膜18n机械加工完毕后，孔79的幵口端通过将螺钉81旋紧到孔79的螺
纹内壁上而密封地关闭。
其他结构与第十三实施例相同，且在此将省略其详细解释。 以下将参照图26描述本发明的第十五实施例。与在第十三实施例中所
采用的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
图26为展示将被安装至图17的燃料喷射系统100中的燃料喷射器2 的局部截面图。与第十三实施例相同，下部主体11和喷嘴主体12的组件 形成喷射器主体。进口主体70B连接至远离喷射孔12b的喷射器主体的一 部分上。与第十三和十四实施例相同，进口主体70B用作连接件，以在燃 料压力传感器80至燃料喷射器2之间形成机械连接。
如图17所示，进口主体70B在其内形成有将通过高压管105连接至共 轨104的燃料进口 72，以及从燃料进口 72延伸至燃料供给通路lib的燃料 进口通路73。例如，进口主体70B具有与喷射器主体11 (即燃料供给通路 lib)的长度方向或纵向中心线成60°的角度而延伸的长度。
进口主体70B在结构上与第十三实施例的进口主体70形同。特别地， 配备有隔膜18n和压力传感器芯片18f的杆74安装在进口主体70B内。
然而，如果喷射器主体(即，下部主体ll)的轴向(即，长度方向) 定义为第一方向，且朝向进口主体70B的燃料进口通路73的长度定向(即 垂直于第一方向延伸)的喷射器主体(即，下部主体ll)的径向被定义为 第二方向，则其上安装压力传感器芯片18f的进口主体70B的芯片安装表 面(换句话说，隔膜18n的表面)的平面以与被限定为通过第一和第二方 向延伸的平面成大于或等于0。且小于或等于30。的角度而延伸。在图26中 所示出的该实施例中，芯片安装表面定向成平行于第一和第二方向。
在使用中，如上所述，燃料喷射器2部分地设置在发动机汽缸中，使 得源自汽缸中的燃料燃烧的机械振动沿着喷射器主体的整个长度传递。而 且，从共轨104供给的燃料的压力施加至作为迸口主体70B的末端的燃料 进口 72。由从燃料喷射器2喷射燃料的连续开始和结束引起的穿过高压管 105的燃料运动中的振动因此导致微小的振动沿第二方向传递。如果燃料压力传感器80的隔膜18n垂直于第一和第二方向被定向，隔 膜18n变形所沿的方向将与振动传递所沿的方向一致。这导致振动作为电 气噪声附加至燃料压力传感器80的输出。
如上所述，进口主体70B的芯片安装表面(即，隔膜18n的平面)定 向为与沿第一和第二方向延伸的平面成0°至30。的角度。在本实施例中， 隔膜18n的平面在第一和第二方向以0。的角度而延伸。这导致源自发动机 汽缸中的燃料的燃烧的振动以及输入到燃料喷射器2中的燃料流动的振动 以sin 30。 (-0.5)倍或更低的程度减少，从而导致附加在燃料压力传感器 80的输出值上的电气噪声降低。
本实施例的隔膜18n的平面平行于第一和第二方向延伸，从而导致电 气噪声降低为几乎为零(0)，这改善了测量燃料喷射器2中的燃料压力的 精确度。
安装压力传感器芯片18f的进口主体70B的芯片安装表面定向为平行 于喷射器主体的长度方向，即形成在进口主体70B的侧壁上，从而便于电 连接器至压力传感器芯片18f的连接器插脚的连接。
与第十四实施例相同，进口主体70B可选择地设计为具有直接形成在 其内的隔膜18n，只要安装压力传感器芯片18f的进口主体70B的芯片安装 表面被定向为与沿第一和第二方向延伸的平面成大于或等于0。且小于或等 于30。的角度。
以下将参照图27 (a)和27 (b)描述本发明的第十六实施例。与在第 十三实施例中所采用的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在 此省略其详细解释。
图27 (a)和27 (b)为示出将连接至图18的燃料喷射器2的进口主 体70C的内部结构的纵向截面图和横截面图。在第十三实施例中，阶梯状 的锁紧螺母71用来将进口主体70连接至喷射器主体，而在本实施例中， 进口主体70C至喷射器主体的连接采用如下方式实现，即，通过将形成在 进口主体70C端部上的凸台103的圆周上的外螺纹82紧固在形成于下部主 体11的内壁上的内螺纹83上来实现。
例如，由硬质橡胶制成的垫圈可设置在进口主体70C和下部主体11 之间，以确保其间的连接和密封稳定性。优选螺纹82和83被形成为使得在螺纹82和83完全紧固在一起时，其上安装有压力传感器芯片18f的进 口主体70C的芯片安装表面通常设置在给定的角位置。
进口主体70C的结构消除了锁紧螺母71与下部主体11的进行连接的 需要，从而使得燃料喷射器2的部件减少。
以下将参照图28 (a)和28 (b)描述作为第十三实施例的结构的变形 的本发明的第十七实施例。与在第十三实施例中所采用的附图标记相同的 附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
将连接至燃料喷射器2的下部主体11的进口主体70D设计为配备有多 个燃料压力传感器80。特别地，两个金属杆74安装在进口主体70D内。 分支通路78形成在进口主体70D内，以在燃料进口通路73和金属杆74 之间建立流体连通。每个金属杆74在结构上与图20 (a)至20 (c)及图 22 (a)和22 (b)中的相同，且在此将省略其详细解释。
两个金属杆74跨过燃料进口通路73在直径上彼此相对。如图22 (b) 所示，每个金属杆74的压力传感腔18b通过分支通路78与燃料进口通路 73连通，以使隔膜18n暴露至高压燃料。优选金属杆74在尺寸或测量值上 相互等同，以确保压力传感器芯片的输出的一致性。
多个燃料压力传感器80的采用相互弥补了其运行可靠性。如果一个压 力传感器80在运行中出现故障，其它燃料压力传感器80的输出可用来确 定ECU 107中的燃料喷射器2中的燃料压力。
以下将参照图29 (a)和29 (b)描述作为第十三实施例的结构的变形 的本发明的第十八实施例。与在第十三实施例中所采用的附图标记相同的 附图标记将涉及同样的部件，且在此省略其详细解释。
在第十三实施例中，陶瓷板76在其上安装有连接器插脚77，该连接器 插脚77将通过形成在锁紧螺母71的覆盖部71b中的连接器开口 71c连接 至电连接器。该实施例的进口主体70E由例如环氧树脂之类的电绝缘硬树 脂制成，并通过夹物模制(insert-molding)在其内形成连接器插脚84。连 接器插脚84在其端部连接至印制在陶瓷板76上的导体。连接器开口 71c 形成在锁紧螺母71的紧固部71a中。
如上所述，连接器插脚84整体形成在进口主体70E中，从而确保连接 器插脚84的固定，以便于与电连接器的连接，并确保连接器插脚84和电连接器之间连接的稳定性。
以下将参照图30和31描述本发明的第十九实施例。与在第十三至十
八实施例中所采用的附图标记相同的附图标记将涉及同样的部件，且在此 省略其详细解释。
第十三至十八实施例的燃料喷射器2具有连接至远离喷射孔12b的下 部主体ll的端部的进口主体，而本实施例的燃料喷射器2设计为具有连接 至喷射器主体的长度的轴向相反的末端中的一个的进口主体70F。
与第十三实施例相同，燃料喷射器2用于向如机动车柴油机之类的内 燃机(未示出)喷射燃料，并在运行中由蓄积器燃料喷射系统100控制， 如图17所示。特别地，ECU 107控制燃料喷射泵103将燃料泵出燃料箱102 并将燃料传送至共轨104。共轨104以可控的压力在其中积聚燃料，并将燃 料供给至每个燃料喷射器2。ECU 107控制燃料从每个燃料喷射器2的喷出。
如从图30所看出的，燃料喷射器2包括喷嘴针阔20、压电致动器145 及146、和用作阀关闭机构的弹簧35。喷嘴针阀20可滑动地设置在喷嘴主 体12内，以打开或关闭喷射孔12b。当充电时，每个压电致动器145及146 膨胀，以产生推力(即驱动力)，该推力又通过随后将描述的驱动力传送机 构传送至喷嘴针阀20。弹簧35沿喷射孔12b被关闭的阀关闭方向推动喷嘴 针阀20。
燃料喷射器2主要由通过锁紧螺母14连接在一起的主体126、致动机 构128和喷嘴主体12组成。主体126在其中安装有控制活塞30和汽缸31 。 控制活塞30和汽缸31构成关闭机构的一部分。致动机构128在其中安装 有构成驱动力传送机构一部分的第一和第二压电活塞169和170。喷嘴主体 12具有安装在其中的喷嘴针阀20，并固定至主体126的顶端。
喷嘴针阀20沿燃料喷射器2的轴向可滑动，以打开或关闭喷射孔12b。 喷嘴针阀20具有锥形头部。喷嘴主体12内形成有阀座12a，喷嘴针阀20 的锥形头部可支靠在阀座12a上，以关闭喷射孔12b。喷嘴针阀20具有由 喷嘴主体支撑的尾部。喷嘴针阀20的尾端设置为与汽缸的顶端面接触抵靠， 以便喷嘴针阀20被气缸推动，并在阀关闭方向随同汽缸31移动。
喷嘴主体12还具有燃料贮槽12c、引导孔和燃料进给通路12d，其中 将被供给至喷射孔12b的高压燃料聚集在燃料贮槽12c中，引导孔在燃料贮槽12c和喷射孔12b之间连通，高压燃料通过燃料进给通路12d流至燃 料贮槽12c。
压电致动器145和146中的每一个由堆叠的压电板117制成。每个压 电板117具有通过在其相反的主面中的一个上蒸发并沉积导电材料而形成 的内电极。两个外电极143中的每一个粘附至堆叠的压电板117的相反侧 面中的每一个。每个外电极在压电板117的交替的板之间进行电连接。
当电压施加至第一和第二压电致动器145和146中的每一个的堆叠的 压电板117时，它沿其纵向方向膨胀，以形成冲程。堆叠的压电板117的 冲程量依赖于施加至其上的电压大小。如在此涉及的，冲程量为第一和第 二压电致动器145和146中的每一个作为整体所膨胀的量。
第一和第二压电致动器145和146中的每一个设置在中空圆柱体148 中，与其接触，并保持在致动器主体151中，同时由按压部件149按压。 弹性薄膜152装配在每个中空圆柱体148的末端，以产生密封。每个按压 部件149通过弹性薄膜152和调节垫片153按压第一和第二压电致动器145 和146中的相应的每一个，以将驱动力传递至第一和第二压电活塞169和 170中相应的一个，该驱动力由第一和第二压电致动器145和146中的相应 的一个产生。
驱动力传递机构包括第一和第二压电活塞169和170，第一和第二压电 活塞169和170由从第一和第二压电致动器145和146传递的驱动力移动。， 驱动力传递机构用于放大第一和第二压电活塞169和170的运动，并通过 燃料将其作为驱动力液压地传递到达控制活塞30和汽缸31 。
第一和第二压电活塞169和170的移动的放大基于帕斯卡定律。特别 地，驱动力传递机构包括第一和第二压电压力腔171和172及第一和第二 燃料流动通路173和174。通过第一和第二压电活塞169和170中的对应的 一个的移动，第一和第二压电压力腔171和172中的每一个中的燃料压力 增加。增加的燃料压力通过第一和第二燃料流动通路173和174传递至助 推腔15S。助推腔158由主体126中的喷嘴主体12的端部限定，使得助推 腔158中的燃料压力施加至汽缸31的端部。特别地，第一和第二压电活塞 169和170的移动被放大，并通过第一和第二压电压力腔171和172、第一 和第二燃料流动通路173和174及助推腔158被液压地传递至汽缸31。第一和第二压电活塞169和170移动的放大依赖于压力传递面积与压力施加 面积之比(即，压力传递面积/压力施加面积)，其中压力传递面积为第一 和第二压电活塞169和170的使第一和第二压电压力腔171和172中燃料 加压的端部的面积，且压力施加面积为汽缸31的被助推腔158的燃料压力 直接施加到其上的端部的一部分的面积，即，汽缸31的整个顶端(即如图 30所示的下端)的面积减去喷嘴针阀20的整个后端(即如图30所示的上 端)的面积。
汽缸31的顶端直接暴露至助推腔158，使得助推腔158中的燃料压力 沿阀打开方向推动汽缸31，在阀打开方向中，喷嘴针阀20抬升，以打开喷 射孔12b。喷嘴针阀20抬升的量取决于第一和第二压电致动器145和146 的冲程量。
盘簧159设置在第一和第二压电压力腔171和172中，以推动第一和 第二压电活塞169和170分别与第一和第二压电致动器145和146邻接。 每个盘簧159用作复位弹簧，以将给定的初始压力施加至堆叠的压电板 117，以避免由于其过度膨胀产生的泄漏。可以采用巻簧代替盘簧159。
阀关闭机构包括弹簧35、控制活塞30和汽缸31。弹簧35设置在汽缸 31的后端，以沿阀关闭方向推动它。控制活塞30由控制活塞-压力腔163 的燃料压力液压推动，以与汽缸31邻接，并沿阀关闭方向推动汽缸31。汽 缸31放置为与喷嘴针阀20的后端接触抵靠，并将由控制活塞-压力腔163 中的燃料和弹簧35产生的压力之和传递至喷嘴针阀20。特别地，阀关闭机 构工作，以将由控制活塞-压力腔163中的燃料和弹簧35产生的压力施加 到喷嘴针阀20上，朝阀关闭方向推动它。阀关闭机构还工作为，将助推腔 158中的燃料压力沿阀打开方向施加到汽缸31上，以允许喷嘴针阀20抬升，
以打开喷射孔12b。
控制活塞-压力腔163与燃料供给通路lib连通，并总是暴露至高压燃 料。燃料从控制活塞-压力腔163和助推腔158泄漏至其中设置弹簧35的 弹簧腔lld2，并又通过燃料排放通路(未示出)排放至燃料箱102。
以下将描述燃料喷射器2的操作。当需要打开喷射孔12b时，第一和 第二压电致动器145和146由来自ECU107的控制信号激励，使得堆叠的 压电板117充电，以产生驱动力，从而分别移动第一和第二压电活塞169和170。这导致助推腔158中的燃料压力在水平上增加，从而将驱动力沿阀 打开方向液压地传递至汽缸31。助推腔158中的燃料压力逆着由弹簧35 产生的压力抬升汽缸31，使得喷嘴针阀20向上移动，以打开喷射孔12b， 将燃料喷射进入发动机。如上所述，喷嘴针阀20抬升的量取决于第一和第 二压电致动器145和146的冲程量。因此，燃料的喷射速率取决于冲程量。
当需要关闭喷射孔12b时，ECU107停止向第一和第二压电致动器145 和146输出控制信号。这导致堆叠的压电板117放电，使得由第一和第二 压电致动器M5和146产生的驱动力消失。随后，第一和第二压电压力腔 171和172及助推腔158的燃料压力下降，以降低沿阀打开方向逆着由弹簧 35产生的压力推动汽缸31的压力。当沿阀关闭方向作用在汽缸31上的压 力超过了沿阀打开方向的压力时，将导致喷嘴针阀20向下移动，以关闭喷 射孔12b，终止向发动机中喷射燃料。
如同已经描述的，燃料喷射器2具有第一压电活塞169和第二压电活 塞170，其中第一压电活塞169由第一压电致动器145产生的驱动力移动， 第二压电活塞170由第二压电致动器146产生的驱动力移动。如上所述， 第一和第二压电致动器145和146设置为对齐在中空圆柱体148中，分别 与按压部件149抵靠。第一和第二压电活塞169和170通过弹性薄膜152 和调节垫片153由按压部件149按压，且还由第一和第二压电致动器145 和146产生的驱动力分别移动。
第一和第二压电活塞169和170将由第一和第二压电致动器145和146 产生的驱动力液压地传递至喷嘴针阀20。特别地，驱动力传递机构工作， 以通过第一和第二压电活塞169和170将驱动力传递至汽缸31，并将第一 和第二压电活塞169和170的移动放大并传递至汽缸31。第一和第二压电 活塞169和170限定主体126内部的第一和第二压电-压力腔171和172， 并用于升高第一和第二压电压力腔171和172中的燃料的压力。增加的压 力又通过第一和第二燃料流动通路173和174传递至助推腔158，并施加到 汽缸31上。因此，驱动力传递机构可以工作为，将由第一和第二压电致动 器145和146产生的驱动力、及第一和第二压电致动器145和146的冲程 量独立地传递至汽缸31。
压力传递面积与压力施加面积之比可以通过选择第一和第二压电活塞169和170中的一个被激励以加压第一和第二压电-压力腔171和172中对 应的一个中的燃料因而得到改变，其中压力传递面积为第一和第二压电活 塞169和170的有助于加压第一和第二压电-压力腔171和172中的燃料的 端部的面积之和，压力施加面积为汽缸31的端部的被助推腔158中燃料压 力直接施加其上的一部分的面积。特别地，由第一和第二压电致动器145 和146产生的驱动力的大小、及将被转化成汽缸31的抬升量的第一和第二 压电致动器145和146的冲程量取决于基于帕斯卡定律的上述面积之比。 当面积之比减小时，驱动力被大大地放大，而当面积之比增加时，冲程量 被大大地放大。因此，当需要较大的驱动力来抬升喷嘴针阀20，例如，以 初始化燃料向内燃机中的喷射时，ECU 107可以选择用来移动第一和第二 压电活塞169和170之一的第一和第二压电致动器145和146中的一个， 以极大地减小面积之比，以确保打开喷射孔12b的稳定性。可选择地，当 需要更大的喷嘴针阀20抬升量以保证例如在初始化燃料的喷射之后将被喷 射入内燃机中的所需要的燃料量时，ECU 107可以选择用来移动第一和第 二压电活塞169和170之一的第一和第二压电致动器145和146中的一个， 以更大地增加面积之比。
可选择地，燃料喷射器2可设计为仅具有第一压电致动器145和第一 压电活塞169及第二压电致动器146和第二压电活塞170的组合中的一个。
以下将描述作为本发明的特征之一的进口主体70F的结构。
如在图30中所看到的，进口主体70F连接至致动器主体151 (如在第 十三实施例涉及的，对应于下部主体ll)的上端，该上端位于相比于第一 和第二压电-压力腔171和172更远离喷射孔12b的位置。致动器主体151 为喷射器主体的一部分。
致动器主体151具有形成在其上端的凹槽，如图30所示。凹槽的底部 内形成有通向燃料供给通路lib的开口 11a。致动器主体151还具有形成在 其上端部分的圆周上的外螺纹。
如在图31中所看到的，进口主体70F设计为独立于喷射器主体，并可 拆卸地连接至喷射器主体(即，致动器主体151)。进口主体70F由圆柱形 块体制成，在该块体内形成有在高压管105和致动器主体151的燃料供给 通路11b之间建立流体连通的燃料引入通路73,如图17所示，燃料从共轨104供给至高压管105。进口主体70F内还形成有燃料进口 72，其中燃料 从共轨104供给至该燃料进口 72，该燃料进口 72通向燃料引入通路73。 如图30所示，条状过滤器85安装在燃料注射通路73中。
进口主体70F配备有金属杆74，其中该金属杆74具有与图20 (a)至 20 (c)中的金属杆大致相同的结构。特别地，金属杆74具有连接压力传 感器芯片18f的隔膜18n。进口主体70F内形成有分支通路78，高压燃料 通过该分支通路78从燃料引入通路73引导至金属杆74的压力传感腔18b。
进口主体70F中安装有相互电绝缘的多个端子55。每个端子55在其 一端部连接至压力传感器芯片18f的信号处理电路，并在另一端部连接至 连接器50的端子插脚51b。连接器50具有通孔56，该通孔56形成为与进 口主体70F的燃料进口 72相一致，并且高压管105通过该通孔56。特别 地，高压管105通过通孔56，并与进口主体70F的燃料进口 72连接。
与第十三实施例中相同，进口主体70F通过圆柱形锁紧螺母71牢固地 连接至致动器主体151。特别地，锁紧螺母71内形成有与致动器主体151 的外螺纹接合的内螺纹，以将进口主体70F牢固地连接至致动器主体151。
与上述各实施例相同，进口主体70F用作将燃料压力传感器80 (即， 金属杆74)连接至燃料喷射器2的连接件。
虽然为了便于更好地理解本发明，已经根据较佳的实施例公开了本发 明，但是应当理解，在不偏离本发明的原理的条件下，本发明能够以各种 方式实施。因此，本发明应当理解为包括在不偏离如在附加的权利要求中 提出的本发明的原理的条件下能够实施的各种可能的实施例和所示出的实 施例的变形。
在第一实施例中，如上所述，燃料喷射器INJz、连接件70z和高压管 50z至内燃机的连接是通过将燃料喷射器INJz安装在发动机中、将连接件 70z连接至燃料喷射器INJz，且随后将高压管50z耦接至连接件70z而实现 的。可选择地，这样的连接可以通过下述方式实现，即准备连接至燃料喷 射器INJz的连接件70z组件，并将组件连接至发动机，或者准备连接至高 压管50z的连接件70z组件，并将组件耦接至已经安装在发动机内的燃料 喷射器INJz。相同的方式还可以应用至其它实施例。
在第一至第十二实施例中，连接件70z通过金属-金属韧性密封连接至高压孔口43z和高压管50z，然而，这样连接可以通过如垫圈之类的机械密 封来实现。
可选择地，代替应变仪，燃料压力传感器80可以配备有压电装置，以 测量隔膜18n的变形。
可选择地，本发明可以与将被安装到汽油机中的燃料喷射器一起使用， 如被设计为将燃料直接喷射到发动机的燃烧室Elz中的直喷式汽油机。
权利要求
1.一种用在燃料喷射系统中的燃料压力传感器/传感器安装件组件，该燃料喷射系统配备有燃料喷射器，所述燃料喷射器将通过燃料管供自蓄积器的燃料喷射到内燃机中，该组件包括连接件，该连接件设置在燃料喷射器和燃料管之间，并且连接件内形成有连通通路，该连通通路在燃料管的燃料出口和燃料喷射器的燃料进口之间建立流体连通，所述连接件内还形成有暴露至该连通通路的传感器安装件；和燃料压力传感器，其安装在所述连接件的传感器安装件上，所述燃料压力传感器感测连通通路中的燃料压力，以产生指示该燃料压力的信号。
2. 如权利要求1所述的燃料压力传感器/传感器安装件组件，其特征在于，进一步包括连接螺母，该连接螺母具有形成在其一个端部的与燃料喷 射器接合的喷射侧螺纹和形成在其另一端部的与所述连接件接合的连接件 侧螺纹，并且其中喷射侧螺纹和连接件侧螺纹被机械定向成使得沿给定方 向的连接螺母的拧紧导致喷射侧螺纹和连接件侧螺纹同时建立与燃料喷射 器和连接件的接合。
3. 如权利要求1所述的燃料压力传感器/传感器安装件组件，其特征在 于，所述连接件保持在其中形成有燃料出口的燃料管的顶端部分和燃料喷 射器之间，进一步包括管螺母，该管螺母使所述顶端部分和所述连接件设 置在其中，并且该管螺母建立可以与燃料喷射器的螺纹接合，且其中所述 管螺母包括按压部件，该按压部件通过所述管螺母与燃料喷射器的螺纹接 合而将顶端部分压靠所述连接件。
4. 如权利要求3所述的燃料压力传感器/传感器安装件组件，其特征在 于，所述燃料压力传感器设置在所述管螺母的内部，并且其中燃料喷射器 和所述管螺母中的一个在其内形成有导体出口孔，通过该导体出口孔，所 述燃料压力传感器的导线从所述管螺母的内部延伸至外部。
5. 如权利要求！所述的燃料压力传感器/传感器安装件组件，其特征在 于，所述连接件具有被紧固至燃料喷射器的螺纹，并且其中所述连接件焊 接至燃料喷射器，以将连接件保持为避免相对于燃料喷射器而旋转。
6. 如权利要求1所述的燃料压力传感器/传感器安装件组件，其特征在 于，所述连接件被螺纹地紧固至燃料喷射器和燃料管，并且其中所述连接 件螺纹地紧固至燃料喷射器所沿的方向被定向为横断所述连接件螺纹地紧 固至燃料管所沿的方向。
7. —种用在燃料喷射系统中的燃料压力传感器/传感器安装件组件，该 燃料喷射系统配备有燃料喷射器，该燃料喷射器将通过燃料管供自蓄积器 的燃料喷射到多缸内燃机中，该组件包括-连接件，该连接件设置在燃料喷射器和燃料管之间，并且在其内形成 有多个连通通路，所述连通通路在燃料管的燃料出口和燃料喷射器的燃料 进口之间建立流体连通，所述连接件还在其内形成有分别暴露至连通通路 的传感器安装件；和燃料压力传感器,该燃料压力传感器每一个安装在所述连接件的传感 器安装件中的一个上，所述燃料压力传感器中的每一个对相应一个连通通 路中的燃料压力敏感，以产生指示该燃料压力的信号。
8. 如权利要求7所述的燃料压力传感器/传感器安装件组件，其特征在 于，所述连接件具有用于建立与内燃机的汽缸盖的机械连接的接头，使得 ,万述连接件用作将燃料喷射器夹紧至汽缸盖的夹具。
9. 如权利要求7所述的燃料压力传感器/传感器安装件组件，其特征在 于，所述连接件在其内形成有共用导线分布通路，所述燃料压力传感器的 导线延伸穿过该共用导线分布通路。
10. 如权利要求7所述的燃料压力传感器/传感器安装件组件，其特征在于，所述连接件具有公共连接器，所述燃料压力传感器的导线连接该公 共连接器。
11. 如权利要求7所述的燃料压力传感器/传感器安装件组件，其特征 在于，所述连接件配备有冷却机构，其工作用于冷却所述燃料压力传感器。
12. 如权利要求11所述的燃料压力传感器/传感器安装件组件，其特征 在于，所述冷却机构包括形成于所述连接件中的冷却剂通路，冷却剂流过 该冷却剂通路，以冷却所述燃料压力传感器。
13. 如权利要求1所述的燃料压力传感器/传感器安装件组件，其特征 在于，所述连接件在其内形成有薄壁部分，该薄壁部分根据连通通路中的 燃料压力而弹性变形，并且其中所述燃料压力传感器被设计为对薄壁部分 的弹性变形敏感，以产生作为该燃料压力的函数的信号。
14. 一种燃料喷射装置，包括喷射器主体，该喷射器主体具有燃料流动通路和喷射孔，燃料从外部 燃料导入管供给至该燃料流动通路，喷射孔与燃料流动通路连通，并且至 少一部分燃料从该喷射孔喷出；进口主体，该进口主体被设计为独立于所述喷射器主体并且固定至所 述喷射器主体，所述进口主体内形成有燃料进口通路，该燃料进口通路在 外部燃料导入管和所述喷射器主体的燃料流动通路之间连通；和燃料压力传感器，该燃料压力传感器安装在所述进口主体内，并包括 隔膜和传感元件，该隔膜响应于流过燃料进口通路的燃料压力而变形，该 传感元件产生作为所述隔膜变形程度的函数的信号。
15. 如权利要求14所述的燃料喷射装置，其特征在于，进一步包括喷 嘴针阀、致动器和压力控制腔，该喷嘴针阀沿喷射器主体的轴向是可移动 的，以选择性地打开或关闭喷射孔，该致动器工作以控制所述喷嘴针阀沿 所述喷射器主体轴向的移动，根据所述致动器的操作，将燃料输送入压力控制腔或从压力控制腔中排出，并且当向压力控制腔输送燃料时，压力控 制腔向控制活塞施加燃料压力，以沿喷射孔被关闭的阀关闭方向推动喷嘴 针阀，其中所述喷嘴针阀、所述致动器、所述控制活塞和所述压力腔设置 在所述喷射器主体内，并且所述进口主体连接至所述喷射器主体的一部分， 该部分位于比所述压力控制腔更远离喷射孔的位置。
16. 如权利要求14所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述隔膜具有 用于在其上安装所述传感元件的平坦表面，并且所述平坦表面的平面被定 向为与所述喷射器主体的轴向成大于或等于0°且小于90°的角度。
17. 如权利要求16所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述隔膜的平 坦表面的平面被定向为与所述喷射器主体的轴向成大于或等于0°且小于或 等于75。的角度。
18. 如权利要求14所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述进口主体 包括从燃料进口通路延伸的分支通路以及圆柱形杆，该圆柱形杆具有与分 支通路连通的开口端和与开口端相反并限定所述隔膜的闭合端。
19. 如权利要求18所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述进口主体 还包括开口孔和凹槽，开口孔从所述进口主体的外壁延伸进入燃料进口通 路，以限定所述分支通路，凹槽形成为占据所述进口主体的外壁的一个区 域，在该区域中形成该开口孔，并且其中所述圆柱形杆装配在凹槽中。
20. 如权利要求19所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述隔膜具有 相反的第一和第二表面，第一表面面对燃料进口通路，其中燃料压力传感 器具有安装在所述隔膜的第二表面上的传感元件，并且其中所述迸口主体 的凹槽在所述进口主体中被形成为使得在所述进口主体的径向上传感元件 和杆中的一个的最外部分在径向上位于限定凹槽的进口主体的外壁的最外 部分的内部。
21. 如权利要求20所述的燃料喷射装置，其特征在于，传感元件为半 导体压力传感元件，并固定至所述隔膜的第二表面。
22. 如权利要求18所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述分支通路 由形成在燃料进口通路和圆柱形杆之间的节流孔限定，并且其中节流孔的 直径小于圆柱形杆的内径。
23. 如权利要求14所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述进口主体 通过紧固件可拆卸地连接至所述喷射器主体。
24. 如权利要求23所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述喷射器主 体具有形成在其上的螺纹，并且其中所述紧固件由中空圆柱形部件制成， 该中空圆柱形部件覆盖所述进口主体的至少一部分和所述喷射器主体的一 部分，并具有与所述喷射器主体的螺纹接合的螺纹，以在所述喷射器主体 和所述进口主体之间形成连接。
25. 如权利要求23所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述进口主体 包括多个连接器插脚，所述多个连接器插脚电连接至所述燃料压力传感器， 并相互电绝缘，并且其中所述紧固件具有面对连接器插脚的开口。
26. —种用在工作为喷射燃料的燃料喷射系统中的压力传感装置，包括进口主体，该进口主体包括燃料进口通路、开口孔和凹槽，其中燃料 流过该燃料进口通路，开口孔从所述进口主体的外壁延伸进入燃料进口通 路，以限定从燃料进口通路分叉的分支通路，凹槽形成为占据所述进口主 体外壁的一个区域，开口孔形成在该区域中；中空圆柱形杆，该圆柱形杆具有与分支通路连通的开口端和与开口端 相反并限定隔膜的闭合端，隔膜具有相反的第一和第二表面，第一表面面 对燃料进口通路；和燃料压力传感器，该燃料压力传感器安装在隔膜的第二表面上，所述压力传感器产生作为隔膜的变形程度的函数的信号，该变形由于燃料压力 的施加而产生，并且其中所述进口主体的凹槽在所述进口主体中被形成为使得在进口主体 的径向上燃料压力传感器和杆中的一个的最外部分在径向上位于限定凹槽 的进口主体的外壁的最外部分的内部。
27. —种压力传感装置，包括-喷射器主体，该喷射器主体包括燃料进口端口、燃料流动通路和喷射 孔，其中外部燃料导入管连接至该燃料进口端口，且燃料通过外部燃料导 入管供给至燃料进口端口 ，通过燃料进口端口供给的燃料流过燃料流动通 路，该喷射孔与燃料流动通路连通，并且至少一部分燃料从该喷射孔喷出；隔膜，该隔膜暴露至流过燃料流动通路的燃料，所述隔膜具有响应于 燃料压力而变形的平坦壁面；和燃料压力传感器，该燃料压力传感器安装在所述隔膜的平坦壁面上， 燃料压力传感器产生作为所述隔膜变形程度的函数的信号，并且其中在所述喷射器主体的轴向被定义为第一方向，且朝燃料进口端口 定向的所述喷射器主体的径向被定义为第二方向时，隔膜的平坦壁面的平 面与被限定为延伸穿过第一和第二方向的平面成大于或等于0。且小于或等 于30。的角度而延伸。
全文摘要
本发明公开了一种燃料压力传感器/传感器安装件组件，其中燃料压力传感器被安装成暴露至高压燃料通路，其中燃料通过该高压燃料通路供给至燃料喷射器，并公开了一种配备该内置燃料压力传感器的燃料喷射装置，以及一种工作以测量燃料喷射器中的燃料压力的压力传感装置。燃料压力传感器/传感器安装件组件设置在高压燃料通路和燃料喷射器之间，从而允许燃料喷射器的尺寸最小化，而不牺牲测量燃料压力的精确度。燃料喷射装置和压力传感装置设计为确保测量燃料压力时所需要的精确度。
文档编号G01L23/00GK101550898SQ200910141910
公开日2009年10月7日 申请日期2009年3月27日 优先权日2008年3月28日
发明者山中昭利, 成濑英生, 田口透, 近藤淳 申请人:株式会社电装