燃料喷射阀的制作方法
燃料喷射阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种燃料喷射阀，其中，可动板（80）可动地容纳在压力控制室（71）中。固定板（20）布置在可动板（80）上方，以使得可动板（80）与固定板（20）接触。固定板（20）具有用于将燃料供应至压力控制室中的高压通道（22）和用于从压力控制室排放燃料的低压通道。高压口（22b）和低压口（23c）形成在固定板（20）的下端表面上。第一接触表面（25a、25b）形成在所述下端表面上，并且第一凹槽（25m）形成在第一接触表面（25a，25b）中，以在板接触状态下保持一部分燃料。
【专利说明】燃料喷射阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将燃料喷射到内燃发动机中的燃料喷射阀。
【背景技术】
[0002]燃料喷射阀在本领域中是公知的，例如，如在以下日本专利公开中所公开的:
[0003]日本专利公开N0.2011-169241
[0004]日本专利公开N0.2011-169242
[0005]日本专利公开N0.2011-012670
[0006]根据以上现有技术的任一个中公开的燃料喷射阀，控制压力控制室中的燃料压力(也就是说，阀主体的背压)以使得阀主体工作以打开或关闭喷射口。换句话说，背压使阀主体沿着阀关闭方向偏置。当燃料从压力控制室排放以降低背压时，阀主体沿着阀打开方向运动。另一方面，当燃料供应至压力控制室中以增大背压时，阀主体沿着阀关闭方向运动。用于以上操作的结构通过附于本发明的图12中的固定板20和可动板80形成。
[0007]在图12中，用于将高压燃料供应至压力控制室71中的高压通道22和用于将燃料从压力控制室71排放的低压通道23形成在固定板20中。另外，固定板20在其下端表面具有接触表面25s和26s，其中分别形成有高压口 22b (对应于高压通道22的出口)和低压口 23c (对应于低压通道23的入口)。当从压力控制室71排放燃料时，可动板80与接触表面25s和26s接触以关闭高压口 22b。当将高压燃料供应到压力控制室71中时，可动板80与接触表面25s和26s分离以打开高压口 22b。
[0008]本发明的发明人发现了，当可动板80正要从固定板20分离时，在图12中所示的现有技术的以上结构中，固定板20和可动板80之间产生连接力。连接力的产生是由于燃料不能容易地从高压通道22和/或低压通道23流入固定板20的接触表面25s和26s与可动板80之间的空间中的事实。
[0009]当产生连接力时，可动板80不能平稳且快速地从固定板20分离。然后，打开高压口 22b的时间会延迟，因此对增大背压和使阀主体沿着阀关闭方向移动的响应会变迟钝。在这种情况下，阀打开时间段会变得比预期的长。这会引起燃料喷射量变得大于设定值的问题。
[0010]另外，由于连接力不稳定，所以这会引起打开高压口 22b的时间的变化。结果，这会引起燃料喷射量的变化。
[0011]当可动板80与固定板20接触时，可动板80被强烈地推动到接触表面25s和26s。因此，当将接触表面25s和26s的区域简单地制为较小以减小连接力时，接触表面25s和26s会以一种异常的方式磨损。
【发明内容】
[0012]鉴于以上问题提出了本发明。本发明的目的是提供一种燃料喷射阀，可动板根据所述燃料喷射阀可平稳地从固定板分离。[0013]根据本发明的特征，燃料喷射阀具有阀主体(50)、固定板(20)和可动板(80)。阀主体(50)打开或关闭用于喷射燃料的喷射口(32)，并且其布置在燃料喷射阀中，其布置方式是，压力控制室(71)的燃料压力沿着阀主体关闭方向施加到阀主体(50)上。固定板(20)具有:高压通道(22)，所述高压通道用于将高压燃料供应至所述压力控制室(71)以沿着阀主体关闭方向移动阀主体(50);和低压通道(23)，所述低压通道用于从压力控制室(71)中排放燃料，以沿着阀主体打开方向移动阀主体。另外，所述固定板(20)具有其中形成有高压口(22b)和低压口(23c)的接触表面(25a、25b、25c、26a、26b、26c)，其中高压口(22b)对应于高压通道(22)的出口，并且低压口( 23c)对应于低压通道(23)的入口。当从压力控制室中排放燃料时，可动板(80)与接触表面接触以关闭高压口(22b)，而当将高压燃料供应至压力控制室中时，可动板(80)与接触表面分离以打开高压口(22b)。
[0014]第一凹槽(25m、82am)形成在固定板(20)的接触表面中的第一接触表面(25a、25b、25c)和/或可动板(80)的第一密封表面(82a)上，其中第一接触表面将高压口与低压口分离，并且第一密封表面是在板接触状态下，可动板(80)的上端表面的与第一接触表面接触的一部分。第一凹槽在板接触状态下在其中保持燃料。
[0015]根据本发明的以上特征，当可动板(80)正要从板接触状态(其中第一接触表面和第一密封表面强烈地彼此接触)与固定板(20)分离时，燃料从高压口和低压口流入第一接触表面和第一密封表面之间的空间中(如图6中的箭头A和B的指示)。另外，燃料从第一凹槽流入以上空间中(如图6中的箭头C和D的指示)。结果，可减小固定板和可动板之间产生的连接力。
[0016]也就是说，因此可避免可动板从固定板分离的时刻由于连接力而延迟并因此打开高压口的时刻延迟的情况。结果，可防止增大压力控制室中的控制压力(背压)及沿着阀关闭方向移动阀主体的响应变差。
[0017]由于连接力可减小，因此打开高压口的时刻的变化可变得更小。换句话说，增大背压及沿着阀关闭方向移动阀主体的时刻的变化可变得更小。燃料喷射量的变化可最终变得更小。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]从以下参照附图的详细说明中，本发明的以上和其它目的、特征和优点将变得更加清楚。在附图中:
[0019]图1是示出根据本发明的第一实施例的燃料喷射阀的示意性剖视图；
[0020]图2是示出图1的燃料喷射阀的相关部分的示意性放大剖视图；
[0021]图3是示出图2的燃料喷射阀的另一相关部分的示意性放大剖视图；
[0022]图4是当从喷射口侧观看时，图3的固定板的示意性底部示图；
[0023]图5是示出图3的燃料喷射阀的相关部分的示意性放大剖视图；
[0024]图6是示出图4中的单点划线VI标示的固定板的相关部分的示意性放大底部示图；
[0025]图7A至图7F是用于解释第一实施例的燃料喷射阀的操作的时序图；
[0026]图8是示出根据本发明的第二实施例的固定板的相关部分的示意性放大底部示图；[0027]图9是示出根据本发明的第三实施例的固定板的相关部分的示意性放大底部示图；
[0028]图10是示出根据本发明的第四实施例的固定板的相关部分的示意性放大底部示图；
[0029]图11是示出根据本发明的第五实施例的固定板和可动板的相关部分的示意性放大剖视图；以及
[0030]图12是示出根据现有技术的燃料喷射阀的固定板和可动板的相关部分的示意性放大剖视图。
【具体实施方式】
[0031]在下文中将通过多个实施例解释本发明，其中燃料喷射阀应用至安装在车辆中的内燃发动机(在下文中称为发动机)。在每个实施例中的发动机是例如压燃式发动机，诸如柴油发动机。为了避免重复解释，在整个实施例中，将相同的标号赋予相同或相似的部分和
/或结构。
[0032](第一实施例)
[0033]图1中所示的燃料喷射阀I通过从电子控制单元2 (在下文中称为E⑶2)输出的驱动电流被操作。ECU2基于发动机负载、发动机转速等计算目标喷射量。ECU2根据将施加到燃料喷射阀I上的高压燃料的压力计算对应于目标喷射量的喷射时间段。ECU2根据以上计算的喷射时间段计算功率(power)供应时间段，其中考虑了开始燃料喷射的延迟时间以及结束燃料喷射的延迟时间。然后，在功率供应时间段期间，驱动电流供应至燃料喷射阀
1
[0034]燃料喷射阀I由金属制成的保持件10、固定板20和喷嘴主体30构成，其中固定板20和喷嘴主体30通过锁紧螺母40装配到保持件10。在下文中，保持件10、固定板20和喷嘴主体30 —起被称为喷射主体。
[0035]针状物50 (阀主体)以可动方式容纳在喷嘴主体30中。喷射口 32形成在喷嘴主体30的前端以喷射高压燃料。当形成在阀主体50中的阀主体表面52与形成在喷嘴主体30中的阀座表面33分离时，喷射口 32打开以喷射燃料。另一方面，当阀主体50位于阀座表面33上时，喷射口 32关闭以结束燃料喷射。
[0036]高压流体路径11、21、31和51形成在喷射主体(10、20、30)中，以将高压燃料引入到喷射口 32。高压燃料从外部组件(未示出)(也就是说，共轨(压力积累装置))供应至燃料喷射阀I。高压流体路径11、21、31和51形成在保持件10、固定板20和喷嘴主体30的每个中。高压流体路径51是形成在喷嘴主体30和阀主体50之间的流体路径。
[0037]具有电磁线圈61或压电元件的电致动器60设置在保持件10中。图1中所示的电致动器60具有电磁线圈61、活塞62、控制阀63和弹簧SPI。当驱动电流供应至电磁线圈61以产生电磁力时，活塞62通过电磁力被吸引并且控制阀63运动到控制阀打开位置(如图7A和图7B所示)。当切断供应至电磁线圈61的功率时，活塞62被弹簧SPl的弹簧力向下推以使得控制阀63运动到控制阀关闭位置。
[0038]如图2所示，圆柱形构件70固定至固定板20的下端表面。阀主体50的上端部以可动方式插入到圆柱形构件70中，从而阀主体50可沿着向上的方向和沿着向下的方向运动。向上的方向是朝向喷射口 32的相反侧的燃料喷射阀I的轴向，而向下的方向是朝着喷射口 32的燃料喷射阀I的轴向。
[0039]由形构件70的内周壁、固定板20的下端表面和阀主体50的上端表面围绕的空间形成压力控制室71。用于将高压燃料供应到压力控制室71中的高压通道22和用于从压力控制室71排放燃料的低压通道23分别形成在固定板20中。孔23a形成在低压通道23的下游侧。低压通道23的出口通过控制阀63打开或关闭。高压通道22从高压流体路径11和21分支。孔22a形成在高压通道22的下游侧。
[0040]如图3所示，盘形的可动板80以可动方式容纳在压力控制室71中，以使得可动板80沿着向上和向下的方向可运动。沿着向上的方向突出的圆形的突起82形成在可动板80的上端表面上。当突起82的上端表面与固定板20的下端表面接触时，高压口 22b (为高压通道22的出口)通过突起82被关闭。图3示出了与固定板20的下端表面分离并因此打开高压口 22b的可动板80的状态。
[0041]通孔81形成在可动板80中以使低压口 23c (为低压通道23的入口)和压力控制室71彼此连通。孔81a形成在通孔81的下游侧(可动板80的上侧)。根据以上结构，压力控制室71持续地与低压通道23连通，即使可动板80与固定板20接触以关闭高压口 22b时也是如此。
[0042]如图4所示，低压口 23c在固定板20的下端表面的中心形成为圆形。形成在孔22a的下游侧的高压口 22b在固定板20的下端表面形成为环形形状以包围低压口 23c。如图3和图4所示，环形凹入部24还形成在固定板20的下端表面上，以围绕高压口 22b。形成在可动板80的外周壁和圆柱形构件70的内周壁之间的间隙72具有作为燃料通道的功能，以使得高压通道22中的高压燃料通过间隙72流入压力控制室71中。当可动板80沿着向下的方向运动以打开高压口 22b时，高压燃料从高压通道22通过环形凹入部24和间隙72流入压力控制室71中，如图3中的箭头Y所指示。
[0043]如图5所不，固定板20的下端表面的用于将高压口 22b与低压口 23c分开的一部分(接触表面)被称为第一壁部25。固定板20的下端表面的用于将环形凹入部24与高压口 22b分开的另一部分被称为第二壁部26。如图4所示，第一壁部25和第二壁部26的每个沿着高压口 22b以环状形式延伸。第一壁部25的下端表面被称作第一接触表面25a和25b,而第二壁部26的下端表面被称作第二接触表面26a和26b。固定板20的下端表面中的第一接触表面25a、25b和第二接触表面26a、26b与可动板80的上端表面接触。换句话说，可动板80对固定板20的推力被第一接触表面25a、25b和第二接触表面26a、26b承受。
[0044]突起82的外径Dl大于第二壁部26的外径，从而即使可动板80沿着燃料喷射阀I的径向(沿着图5中的水平方向)布置在间隙72内，突起82的外周部也布置在环形凹入部24的区域内。
[0045]如图5和图6所示，第一环形凹槽25m形成在第一壁部25的下端表面处，其中第一环形凹槽25m沿着远离可动板80的方向凹入。按照相似的方式，第二环形凹槽26m形成在第二壁部26的下端表面处，其中第二环形凹槽26m沿着远离可动板80的方向凹入。如图4所示，第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m的每个分别按照环形形式沿着第一壁部25和第二壁部26延伸。如上，第一壁部25的下端表面通过第一环形凹槽25m分为两个接触表面，也就是说，位于靠近高压口 22b的那一侧的第一接触表面25a和位于靠近低压口 23c的那一侧的另一第一接触表面25b。按照相似的方式，第二壁部26的下端表面被第二环形凹槽26m分为两个接触表面，也就是说，位于靠近高压口 22b的那一侧的第二接触表面26a和位于靠近环形凹入部24的那一侧的另一第二接触表面26b。
[0046]可动板80的上端表面的与第一接触表面25a和25b接触以密封该接触部分的那部分被称作第一密封表面82a。可动板80的上端表面的与第二接触表面26a和26b接触以密封该接触部分的另一部分被称为第二密封表面82b。
[0047]如图5和图6所示，第一连通凹槽25n形成在第一壁部25的下端表面(也就是说，第一接触表面25b)处，从而第一环形凹槽25m和低压通道23c彼此连通。按照相似的方式，第二连通凹槽26n形成在第二壁部26的下端表面(也就是说，第二接触表面26b)处，以使得第二环形凹槽26m和环形凹入部24彼此连通。因此，第一接触表面25a和第二接触表面26a (二者均形成在靠近高压口 22b的侧部)的每一个形成为沿着高压口 22b延伸的完整的环形形状。另一方面，第一接触表面25b和第二接触表面26b (二者均形成在与高压口 22b相对的侧部)的每一个被第一连通凹槽25n和第二连通凹槽26n分开(隔断)。
[0048]根据以上结构，仅未形成有第一连通凹槽25n的第一接触表面25a为第一壁部25的下端表面之间带来密封功能，而在与高压口 22b的相对侧上的第一接触表面25b不具有密封功能。按照相似的方式，仅未形成有第二连通凹槽26n的第二接触表面26a为第二壁部26的下端表面之间带来密封功能，而在与高压口 22b的相对侧上的第二接触表面26b不具有密封功能。
[0049]如上所述，在可动板80与固定板20接触的状态(板接触状态)下，也就是说，在第一密封表面82a和第二密封表面82b与接触表面25a、25b、26a和26b接触的状态下，高压口 22b被第一接触表面25a和第二接触表面26a关闭。在以上状态下，第一连通凹槽25n和第一环形凹槽25m被低压口 23c的低压燃料填充，而第二连通凹槽26n和第二环形凹槽26m被环形凹入部24的燃料填充，其中填充控制压力的燃料。
[0050]在图3中，“P1”是高压通道22中的压力，“P2”是压力控制室71中的压力，并且“P3”是低压通道23中的压力，其中“Pl”> “P2”> “P3”。
[0051]另外，在图3中，“F1”是在板接触状态(其中可动板80与固定板20接触)下可动板80的上端表面受到的低压口 23c的压力“P3”。“F2”是在板接触状态下可动板80的上端表面受到的高压口 22b的压力“PI”。“F3”是可动板80的上端表面(第二壁部26外侧的可动板80的外周端部表面)受到的压力控制室71的压力“P2”。“F4”是可动板80的下端表面受到的压力控制室71的压力“P2”。
[0052]因此，当在板接触状态下“F1”、“F2”和“F3”的总力小于力“F4”时，向上方向的力“F”施加到可动板80上，从而板接触状态得到保持。另一方面，当“F1”、“F2”和“F3”的总力变得大于“F4+Flink”的力时，也就是说，当(F1+F2+F3)〉(F4+Flink)时，可动板80与固定板20分离。“Flink”是在第一接触表面25a和25b与第一密封表面82a之间以及在第二接触表面26a和26b与第二密封表面82b之间产生的连接力。
[0053]也就是说，在板接触状态(其中，可动板80与固定板20接触，并且阀主体50打开喷射口 32)下，当控制阀63关闭，并且因此控制压力“P2”和低压“P3”增大时，“F1+F2+F3”的总力变得大于“F4+F1 ink”的力。然后，可动板80与固定板20分离。高压“PI”的燃料从高压口 22b通过间隙72流入压力控制室71。因此，压力控制室71中的控制压力“P2”快速增大。结果，阀主体50被控制压力“P2”推动至阀座表面33以关闭喷射口 32 (阀主体50运动至其阀主体关闭状态)。
[0054]将参照图7A至图7F解释根据从E⑶2至燃料喷射阀I的驱动电流的燃料喷射的操作。
[0055]当驱动电流在时刻“tl”从E⑶2供应至电磁线圈61以打开控制阀63时，低压通道23与低压流体路径12 (图2)连通，以使得压力控制室71中的燃料开始通过低压通道23和低压流体路径12将燃料排放到燃料喷射阀I之外。燃料排放降低了可动板80的上端表面和固定板20的下端表面之间的空间中的燃料压力(也就是说，低压口 23c处的燃料压力)。可动板80根据燃料压力的降低开始向上运动，并且可动板80在时刻“t2”与固定板20接触。也就是说，可动板80关闭高压口 22b，因此切断高压通道22和压力控制室71之间的连通。
[0056]然后，压力控制室71中的燃料压力快速降低，以使得阀主体50沿着朝着压力控制室71的方向高速地上升。换句话说，阀主体50在时刻“t3”开始向上运动(位移)。在其中阀主体50发生位移的(“t3”_ “t5”)的时间段内，压力控制室71中的燃料压力因为压力控制室71的各积减小而保持在基本恒定的值。
[0057]当随后通过E⑶2切断驱动电流的电源以在时刻“t4”开始控制阀63的控制阀关闭运动时，通过低压通道23的燃料排放终止。燃料排放的终止首先增大了在可动板80的上端表面和固定板20的下端表面之间的空间中的燃料压力(也就是说，低压口 23c中的燃料压力)。力“F1”因此增大，以使得将可动板80向下推的“F1+F2+F3”的总力增大。
[0058]结果，总力“F1+F2+F3” 变得大于力 “F4+Flink”，也就是说，(F1+F2+F3) >(F4+Flink)，处于板接触状态的可动板80在时刻“t5”与固定板20分离。更确切地说，可动板80打开高压口 22b，因此使得高压通道22与压力控制室71连通。然后，压力控制室71中的燃料压力快速增大，以将阀主体50高速地向下推。在时刻“t6”，阀主体50位于阀座表面33上，这对应于阀主体关闭状态。
[0059]根据当前实施例，第一环形凹槽25m形成在第一壁部25的下端表面处，其中第一壁部25将高压口 22b和低压口 23c彼此分离，并且第一环形凹槽25m在可动板80与固定板20接触的同时保持燃料。因此，当可动板80的第一密封表面82a正要与第一壁部25的下端表面(也就是说，第一接触表面25a和25b)分离时，连接力“Flink”可减小。更确切地说，如图6中的箭头A所指示，燃料从高压口 22b流入第一密封表面82a和第一接触表面25a之间的空间中。按照相似的方式，如图6中的箭头B所指示，燃料从低压口 23c流入第一密封表面82a和另一第一接触表面25b之间的空间中。另外，如图6中的箭头C和D所指示，燃料从第一环形凹槽25m流入对应空间中。结果，在可动板80和固定板20之间产生的连接力减小。
[0060]此外，根据当前实施例，第二环形凹槽26m形成在第二壁部26的下端表面处，其中第二壁部26将高压口 22b和环形凹入部24彼此分离，并且第二环形凹槽26m在可动板80与固定板20接触的同时保持燃料。因此，当可动板80的第二密封表面82b正要与第二壁部26的下端表面(也就是说，第二接触表面26a和26b)分离时，连接力可减小。更确切地说，如图6中的箭头E所指示，燃料从高压口 22b流入第二密封表面82b和第二接触表面26a之间的空间中。按照相似的方式，如图6中的箭头F所指示，燃料从环形凹入部24流入第二密封表面82b和另一第二接触表面26b之间的空间中。另外，如图6中的箭头G和H所指示，燃料从第二环形凹槽26m流入对应的空间中。结果，可动板80和固定板20之间产生的连接力减小。
[0061]如上所述，可防止可动板80的运动(也就是说，可动板80正准备从固定板20分离以打开高压口 22b)时刻(图7D中的时刻“t5”)由于连接力而延迟。换句话说，可防止阀主体50的性能(也就是说，阀主体50通过压力控制室71中的燃料压力的增大而运动至其阀主体关闭位置的响应)变差。因此，可防止燃料喷射周期相对于功率供应周期变长。也就是说，可防止实际燃料喷射量变得大于目标量。
[0062]另外，由于可如上减小连接力，所以可抑制关于打开高压口 22b的时刻产生变化。也就是说，因此，通过增大阀主体50的背压，可抑制关于关闭阀主体50的时刻产生变化。燃料喷射量的变化可较小。
[0063]当前实施例具有关于以下各方面特征的以下优点:
[0064](I)第一特征和优点:
[0065]根据当前实施例，第一连通凹槽25n形成在第一接触表面25b上，以在板接触状态(其中可动板80与固定板20接触)下使第一环形凹槽25m与低压口 23c连通。
[0066]当可动板80与固定板20分离时，燃料从第一环形凹槽25m流入第一接触表面25a和25b与第一密封表面82a之间的空间。在以上操作中，燃料从低压口 23c通过第一连通凹槽25n流至第一环形凹槽25m。也就是说，因此，可避免在可动板80正要从固定板20分离的时刻在第一连通凹槽25n中产生负压的情况。也就是说，因此，可有利于燃料流入第一接触表面25a和25b与第一密封表面82a之间的空间中。因此，可进一步减小连接力。
[0067]另外，根据当前实施例，第二连通凹槽26n形成在第二接触表面26b上，以在板接触状态下使第二环形凹槽26m与环形凹入部24连通。
[0068]当可动板80与固定板20分离时，燃料从第二环形凹槽26m流入第二接触表面26a和26b与第二密封表面82b之间的空间中。在以上操作中，燃料从环形凹入部24通过第二连通凹槽26n流至第二环形凹槽26m。也就是说，因此，可避免在可动板80正要与固定板20分离的时刻在第二连通凹槽26n中产生负压的情况。也就是说，因此，可有利于燃料流入第二接触表面26a和26b与第二密封表面82b之间的空间。因此，可进一步减小连接力。
[0069](2)第二特征和优点:
[0070]根据当前实施例，在高压口 22b和低压口 23c中，第一连通凹槽25n使第一环形凹槽25m与低压口 23c连通。另一方面，在高压口 22b和环形凹入部24之间，第二连通凹槽26n使第二环形凹槽26m与环形凹入部24连通。
[0071]与以上特征相反，在第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m与高压口 22b连通的情况下，第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m的区域也属于当高压口 22b被可动板80关闭时可动板80受到高压“P1”的区域。然后，图3中的力“F2”增大。结果，可动板80对固定板20的推力“F=F4 - (F1+F2+F3)”变小。这可变成明确地关闭高压口 22b的确定性减小的问题。
[0072]然而，根据当前实施例的以上特征，第一环形凹槽25m和和第二环形凹槽26m的每个和与高压口 22b的对应的相对侧(也就是说，低压口 23c和环形凹入部24)连通。也就是说，因此，可抑制可动板80受到高压“P1”的区域增大。也就是说，可获得可动板80的足够量的推力“F”，以克服以上可能问题。
[0073](3)第三特征和优点:
[0074]根据当前实施例，第一环形凹槽25m形成为环形形状，其沿着第一接触表面25a和25b以及第一密封表面82a延伸，而第二环形凹槽26m类似地形成为环形形状，其沿着第二接触表面26a和26b以及第二密封表面82b延伸。
[0075]根据这种结构，与第一凹槽25m和第二凹槽26m具有除环形形状以外的其它形状的情况相比，第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m的长度可较长。也就是说，因此，接触表面25a、25b、26a和26b与密封表面82a和82b之间的对应的空间(燃料从凹槽25m和26m流入其中)的区域可更大。结果，可有利于燃料进入接触表面和密封表面之间的空间的流入，从而进一步减小连接力。
[0076](4)第四特征和优点:
[0077]如下面结合本发明的第五实施例(图11)的描述，第一和第二环形凹槽25m和26m可不形成在固定板20的下端表面上(第一实施例)而是形成在可动板80的上端表面上。在第五实施例(图11)中，第一和第二环形凹槽由82am和82bm指定。在所述实施例中，即使可动板80按照燃料喷射阀的径向(也就是说，沿着图11中的水平方向)移动，也必须确定相关部件的尺寸，以使得环形凹槽82am和82bm可不从壁部25和26的下端表面移开。
[0078]然而，根据当前实施例，第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m形成在固定板20的下端表面上。因此，当与上面解释的修改形式(对应于下面解释的第五实施例)比较时，当前实施例更有利，这是因为第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m不从形成在可动板80的上端表面上的密封表面82a和82b移开。
[0079](第二实施例)
[0080]根据上面的解释和图6中的解释，在第一实施例中，在板接触状态下，第一连通凹槽25η使第一环形凹槽25m与低压口 23c连通，而第二连通凹槽26η使第二环形凹槽26m与环形凹入部24连通。根据本发明的第二实施例，如图8所示，第一连通凹槽25η使第一环形凹槽25m与高压口 22b连通，并且第二连通凹槽26η也使第二环形凹槽26m与高压口22b连通。
[0081]可将图6所示的第一实施例和图8所示的第二实施例组合。例如，第一连通凹槽25η使第一环形凹槽25m与低压口 23c连通，而第二连通凹槽26η使第二环形凹槽26m与高压口 22b连通。作为另外一种选择，第一连通凹槽25η使第一环形凹槽25m与高压口 22b连通，而第二连通凹槽26η使第二环形凹槽26m与环形凹入部24连通。
[0082](第三实施例)
[0083]在以上第一和第二实施例中，连通凹槽25η和26η分别形成，以使得形成有第一连通凹槽25η的第一接触表面25b和形成有第二连通凹槽26η的第二接触表面26b均不带有密封功能。
[0084]然而，根据第三实施例，如图9所示，去除了连通凹槽25η和26η。结果，第一接触表面25a和25b的每一个以及第二接触表面26a和26b的每一个带有密封功能。
[0085](第四实施例)
[0086]在以上实施例中，凹槽25m和26m的每一个形成为环形形状。根据第四实施例，如图10所示，多个非环形的第一凹槽25m形成在作为第一壁部25的下端表面的第一接触表面25c上。按照相似的方式，多个非环形的第二凹槽26m形成在作为第二壁部26的下端表面的第二接触表面26c上。按照与第三实施例相似的方式，在第四实施例中，去除了连通凹槽 25n 和 26n。
[0087](第五实施例)
[0088]在以上实施例中，第一环形或非环形的凹槽25m以及第二环形或非环形的凹槽26m形成在固定板20的下端表面上。根据第五实施例，如图11所示，第一环形凹槽82am和第二环形凹槽82bm形成在可动板80的上端表面上。
[0089]更具体地说，可动板80的上端表面的与第一壁部25的下端表面25c (第一接触表面)相对的一部分对应于第一密封表面82a。第一环形凹槽82am形成在第一密封表面82a上。按照相似的方式，可动板80的上端表面的与第二壁部26的下端表面26c(第二接触表面)相对的一部分对应于第二密封表面82b。第二环形凹槽82bm形成在第二密封表面82b上。
[0090](其它实施例和/或修改形式)
[0091]本发明不应限于以上实施例，而是可按照以下多种方式修改。另外，各个实施例的特征可以可选地彼此结合。
[0092](Ml)在以上实施例中，第二壁部26形成在固定板20的下端表面上，以在板接触状态下将高压口 22b和环形凹入部24彼此分离。然而，可去除第二壁部26。换句话说，可去除第二接触表面26a、26b或26c和第二密封表面82b。作为另外一种选择，在其中形成有第二接触表面和第二密封表面的修改形式中，可去除第二凹槽26m和82bm。
[0093](M2)在第四实施例(图10)中，多个非环形的凹槽25m和26m形成在对应的接触表面25c和26c上。可以这样修改:在表面抛光工艺中，将第一壁部25和第二壁部26的下端表面的一部分区域制为粗糙表面。并且这种粗糙表面部分可用作凹槽25m和26m。
[0094](M3)在第一至第三实施例中，一个环形凹槽25m或26m形成在第一壁部25和第二壁部26的每个上。多个环形凹槽可形成在第一和/或第二壁部的下端表面上。
[0095](M4)在以上实施例中，可动板80沿着竖直方向(向上和向下的方向)的位移取决于燃料压力产生的力“F1”、“F2”、“F3”和“F4”之间的平衡。可设置弹簧以将弹簧力施加至可动板80。例如，可将弹簧力沿着朝着固定板20的方向施加至可动板80。
【权利要求】
1.一种燃料喷射阀，其包括: 阀主体(50)，可动地容纳在喷嘴主体(30)中，以打开或关闭喷射口(32)； 压力控制室(71)，用于沿着阀主体关闭方向将燃料压力施加至阀主体(50)； 固定板(20)，具有高压通道(22)，所述高压通道用于将高压燃料供应至所述压力控制室(71)以使阀主体(50)沿着阀主体关闭方向移动，所述固定板(20)具有低压通道(23)，所述低压通道用于将燃料排放至压力控制室(71)之外，以使阀主体沿着阀主体打开方向移动，并且所述固定板(20)具有下端表面(25a、25b、25c、26a、26b、26c)，其中连接至高压通道(22 )的高压口( 22b )和连接至低压通道(23 )的低压口( 23c )形成在所述下端表面上；以及 可动板(80)，可动地容纳在压力控制室(71)中，当燃料从压力控制室(71)排放以关闭高压口(22b)时，所述可动板(80)与固定板(20)的下端表面(25a、25b、25c、26a、26b、26c)接触，并且当高压燃料被供应至所述压力控制室(71)以打开高压口(22b)时，可动板(80)与固定板(20)的下端表面(25a、25b、25c、26a、26b、26c)分离， 其中，所述下端表面具有在可动板(80)与固定板(20)接触的板接触状态下用于使高压口(22b)与低压口(23c)分离的第一接触表面(25a、25b、25c)， 其中，所述可动板(80 )具有在板接触状态下用于密封第一接触表面(25a、25b、25c )和第一密封表面(82a)之间的空间的第一密封表面(82a)，并且 其中，第一凹槽(25m、82am)形成在第一接触表面(25a、25b、25c)和/或第一密封表面(82a)上，以当可动板(80)与固定板(20)接触时保持一部分燃料。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第一连通凹槽(25n)形成在第一接触表面(25a、25b、25c)或第一密封表面(82a)上，以使第一凹槽(25m、82am)与高压口(22b)或低压口(23c)在板接触状态下连通。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第一连通凹槽(25n)使第一凹槽(25m、82am)与低压口(23c)在板接触状态下连通。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的燃料喷射阀，其特征在于， 高压口(22b)形成为环形形状以围绕低压口(23c)， 第一接触表面(25a、25b)和第一密封表面(82a)的每个在高压口(22b)和低压口(23c)之间形成为环形形状，以及 第一凹槽(25m、82am)形成为环形形状并沿着第一接触表面(25a、25b)和第一密封表面(82a)延伸。
5.根据权利要求1至3的任一项所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第一凹槽(25m)形成在第一接触表面(25a、25b)上。
6.根据权利要求1至3的任一项所述的燃料喷射阀，其特征在于， 凹入部(24)在高压口(22b)的与低压口(23c)相对的一侧上形成在固定板(20)的下端表面中， 所述下端表面具有用 于使高压口(22b)与凹入部(24)在板接触状态下分离的第二接触表面(26a、26b、26c), 所述可动板(80)具有用于在板接触状态下密封第二接触表面(26a、26b、26c)和第二密封表面(82b)之间的空间的第二密封表面(82b)，以及第二凹槽(26m、82bm)形成在第二接触表面(26a、26b、26c)和/或第二密封表面(82b)上，以当可动板(80)与固定板(20)接触时保持一部分燃料。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第二连通凹槽(26η)形成在第二接触表面(26a、26b、26c)或第二密封表面(82b)上，以使第二凹槽(26m、82bm)与高压口(22b)或凹入部(24)在板接触状态下连通。
8.根据权利要求7所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第二连通凹槽(26η)使第二凹槽(26m、82bm)与凹入部(24)在板接触状态下连通。
9.根据权利要求6所述的燃料喷射阀，其特征在于， 高压口(22b)形成为环形形状以围绕低压口(23c)， 凹入部(24)形成为环形形状以围绕高压口(22b)， 第二接触表面(26a、26b )和第二密封表面(82b )的每个在高压口( 22b )和凹入部(24)之间形成为环形形状，以及 第二凹槽(26m、82bm)形成为环形形状并沿着第二接触表面(26a、26b)和第二密封表面(82b)延伸。
10.根据权利要求6所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第二凹槽(26m)形成在第 二接触表面(26a、26b)上。
【文档编号】F02M61/04GK103807069SQ201310560360
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】足立尚史 申请人:株式会社电装
【专利摘要】本发明公开了一种燃料喷射阀，其中，可动板（80）可动地容纳在压力控制室（71）中。固定板（20）布置在可动板（80）上方，以使得可动板（80）与固定板（20）接触。固定板（20）具有用于将燃料供应至压力控制室中的高压通道（22）和用于从压力控制室排放燃料的低压通道。高压口（22b）和低压口（23c）形成在固定板（20）的下端表面上。第一接触表面（25a、25b）形成在所述下端表面上，并且第一凹槽（25m）形成在第一接触表面（25a，25b）中，以在板接触状态下保持一部分燃料。
【专利说明】燃料喷射阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将燃料喷射到内燃发动机中的燃料喷射阀。
【背景技术】
[0002]燃料喷射阀在本领域中是公知的，例如，如在以下日本专利公开中所公开的:
[0003]日本专利公开N0.2011-169241
[0004]日本专利公开N0.2011-169242
[0005]日本专利公开N0.2011-012670
[0006]根据以上现有技术的任一个中公开的燃料喷射阀，控制压力控制室中的燃料压力(也就是说，阀主体的背压)以使得阀主体工作以打开或关闭喷射口。换句话说，背压使阀主体沿着阀关闭方向偏置。当燃料从压力控制室排放以降低背压时，阀主体沿着阀打开方向运动。另一方面，当燃料供应至压力控制室中以增大背压时，阀主体沿着阀关闭方向运动。用于以上操作的结构通过附于本发明的图12中的固定板20和可动板80形成。
[0007]在图12中，用于将高压燃料供应至压力控制室71中的高压通道22和用于将燃料从压力控制室71排放的低压通道23形成在固定板20中。另外，固定板20在其下端表面具有接触表面25s和26s，其中分别形成有高压口 22b (对应于高压通道22的出口)和低压口 23c (对应于低压通道23的入口)。当从压力控制室71排放燃料时，可动板80与接触表面25s和26s接触以关闭高压口 22b。当将高压燃料供应到压力控制室71中时，可动板80与接触表面25s和26s分离以打开高压口 22b。
[0008]本发明的发明人发现了，当可动板80正要从固定板20分离时，在图12中所示的现有技术的以上结构中，固定板20和可动板80之间产生连接力。连接力的产生是由于燃料不能容易地从高压通道22和/或低压通道23流入固定板20的接触表面25s和26s与可动板80之间的空间中的事实。
[0009]当产生连接力时，可动板80不能平稳且快速地从固定板20分离。然后，打开高压口 22b的时间会延迟，因此对增大背压和使阀主体沿着阀关闭方向移动的响应会变迟钝。在这种情况下，阀打开时间段会变得比预期的长。这会引起燃料喷射量变得大于设定值的问题。
[0010]另外，由于连接力不稳定，所以这会引起打开高压口 22b的时间的变化。结果，这会引起燃料喷射量的变化。
[0011]当可动板80与固定板20接触时，可动板80被强烈地推动到接触表面25s和26s。因此，当将接触表面25s和26s的区域简单地制为较小以减小连接力时，接触表面25s和26s会以一种异常的方式磨损。
【发明内容】
[0012]鉴于以上问题提出了本发明。本发明的目的是提供一种燃料喷射阀，可动板根据所述燃料喷射阀可平稳地从固定板分离。[0013]根据本发明的特征，燃料喷射阀具有阀主体(50)、固定板(20)和可动板(80)。阀主体(50)打开或关闭用于喷射燃料的喷射口(32)，并且其布置在燃料喷射阀中，其布置方式是，压力控制室(71)的燃料压力沿着阀主体关闭方向施加到阀主体(50)上。固定板(20)具有:高压通道(22)，所述高压通道用于将高压燃料供应至所述压力控制室(71)以沿着阀主体关闭方向移动阀主体(50);和低压通道(23)，所述低压通道用于从压力控制室(71)中排放燃料，以沿着阀主体打开方向移动阀主体。另外，所述固定板(20)具有其中形成有高压口(22b)和低压口(23c)的接触表面(25a、25b、25c、26a、26b、26c)，其中高压口(22b)对应于高压通道(22)的出口，并且低压口( 23c)对应于低压通道(23)的入口。当从压力控制室中排放燃料时，可动板(80)与接触表面接触以关闭高压口(22b)，而当将高压燃料供应至压力控制室中时，可动板(80)与接触表面分离以打开高压口(22b)。
[0014]第一凹槽(25m、82am)形成在固定板(20)的接触表面中的第一接触表面(25a、25b、25c)和/或可动板(80)的第一密封表面(82a)上，其中第一接触表面将高压口与低压口分离，并且第一密封表面是在板接触状态下，可动板(80)的上端表面的与第一接触表面接触的一部分。第一凹槽在板接触状态下在其中保持燃料。
[0015]根据本发明的以上特征，当可动板(80)正要从板接触状态(其中第一接触表面和第一密封表面强烈地彼此接触)与固定板(20)分离时，燃料从高压口和低压口流入第一接触表面和第一密封表面之间的空间中(如图6中的箭头A和B的指示)。另外，燃料从第一凹槽流入以上空间中(如图6中的箭头C和D的指示)。结果，可减小固定板和可动板之间产生的连接力。
[0016]也就是说，因此可避免可动板从固定板分离的时刻由于连接力而延迟并因此打开高压口的时刻延迟的情况。结果，可防止增大压力控制室中的控制压力(背压)及沿着阀关闭方向移动阀主体的响应变差。
[0017]由于连接力可减小，因此打开高压口的时刻的变化可变得更小。换句话说，增大背压及沿着阀关闭方向移动阀主体的时刻的变化可变得更小。燃料喷射量的变化可最终变得更小。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]从以下参照附图的详细说明中，本发明的以上和其它目的、特征和优点将变得更加清楚。在附图中:
[0019]图1是示出根据本发明的第一实施例的燃料喷射阀的示意性剖视图；
[0020]图2是示出图1的燃料喷射阀的相关部分的示意性放大剖视图；
[0021]图3是示出图2的燃料喷射阀的另一相关部分的示意性放大剖视图；
[0022]图4是当从喷射口侧观看时，图3的固定板的示意性底部示图；
[0023]图5是示出图3的燃料喷射阀的相关部分的示意性放大剖视图；
[0024]图6是示出图4中的单点划线VI标示的固定板的相关部分的示意性放大底部示图；
[0025]图7A至图7F是用于解释第一实施例的燃料喷射阀的操作的时序图；
[0026]图8是示出根据本发明的第二实施例的固定板的相关部分的示意性放大底部示图；[0027]图9是示出根据本发明的第三实施例的固定板的相关部分的示意性放大底部示图；
[0028]图10是示出根据本发明的第四实施例的固定板的相关部分的示意性放大底部示图；
[0029]图11是示出根据本发明的第五实施例的固定板和可动板的相关部分的示意性放大剖视图；以及
[0030]图12是示出根据现有技术的燃料喷射阀的固定板和可动板的相关部分的示意性放大剖视图。
【具体实施方式】
[0031]在下文中将通过多个实施例解释本发明，其中燃料喷射阀应用至安装在车辆中的内燃发动机(在下文中称为发动机)。在每个实施例中的发动机是例如压燃式发动机，诸如柴油发动机。为了避免重复解释，在整个实施例中，将相同的标号赋予相同或相似的部分和
/或结构。
[0032](第一实施例)
[0033]图1中所示的燃料喷射阀I通过从电子控制单元2 (在下文中称为E⑶2)输出的驱动电流被操作。ECU2基于发动机负载、发动机转速等计算目标喷射量。ECU2根据将施加到燃料喷射阀I上的高压燃料的压力计算对应于目标喷射量的喷射时间段。ECU2根据以上计算的喷射时间段计算功率(power)供应时间段，其中考虑了开始燃料喷射的延迟时间以及结束燃料喷射的延迟时间。然后，在功率供应时间段期间，驱动电流供应至燃料喷射阀
1
[0034]燃料喷射阀I由金属制成的保持件10、固定板20和喷嘴主体30构成，其中固定板20和喷嘴主体30通过锁紧螺母40装配到保持件10。在下文中，保持件10、固定板20和喷嘴主体30 —起被称为喷射主体。
[0035]针状物50 (阀主体)以可动方式容纳在喷嘴主体30中。喷射口 32形成在喷嘴主体30的前端以喷射高压燃料。当形成在阀主体50中的阀主体表面52与形成在喷嘴主体30中的阀座表面33分离时，喷射口 32打开以喷射燃料。另一方面，当阀主体50位于阀座表面33上时，喷射口 32关闭以结束燃料喷射。
[0036]高压流体路径11、21、31和51形成在喷射主体(10、20、30)中，以将高压燃料引入到喷射口 32。高压燃料从外部组件(未示出)(也就是说，共轨(压力积累装置))供应至燃料喷射阀I。高压流体路径11、21、31和51形成在保持件10、固定板20和喷嘴主体30的每个中。高压流体路径51是形成在喷嘴主体30和阀主体50之间的流体路径。
[0037]具有电磁线圈61或压电元件的电致动器60设置在保持件10中。图1中所示的电致动器60具有电磁线圈61、活塞62、控制阀63和弹簧SPI。当驱动电流供应至电磁线圈61以产生电磁力时，活塞62通过电磁力被吸引并且控制阀63运动到控制阀打开位置(如图7A和图7B所示)。当切断供应至电磁线圈61的功率时，活塞62被弹簧SPl的弹簧力向下推以使得控制阀63运动到控制阀关闭位置。
[0038]如图2所示，圆柱形构件70固定至固定板20的下端表面。阀主体50的上端部以可动方式插入到圆柱形构件70中，从而阀主体50可沿着向上的方向和沿着向下的方向运动。向上的方向是朝向喷射口 32的相反侧的燃料喷射阀I的轴向，而向下的方向是朝着喷射口 32的燃料喷射阀I的轴向。
[0039]由形构件70的内周壁、固定板20的下端表面和阀主体50的上端表面围绕的空间形成压力控制室71。用于将高压燃料供应到压力控制室71中的高压通道22和用于从压力控制室71排放燃料的低压通道23分别形成在固定板20中。孔23a形成在低压通道23的下游侧。低压通道23的出口通过控制阀63打开或关闭。高压通道22从高压流体路径11和21分支。孔22a形成在高压通道22的下游侧。
[0040]如图3所示，盘形的可动板80以可动方式容纳在压力控制室71中，以使得可动板80沿着向上和向下的方向可运动。沿着向上的方向突出的圆形的突起82形成在可动板80的上端表面上。当突起82的上端表面与固定板20的下端表面接触时，高压口 22b (为高压通道22的出口)通过突起82被关闭。图3示出了与固定板20的下端表面分离并因此打开高压口 22b的可动板80的状态。
[0041]通孔81形成在可动板80中以使低压口 23c (为低压通道23的入口)和压力控制室71彼此连通。孔81a形成在通孔81的下游侧(可动板80的上侧)。根据以上结构，压力控制室71持续地与低压通道23连通，即使可动板80与固定板20接触以关闭高压口 22b时也是如此。
[0042]如图4所示，低压口 23c在固定板20的下端表面的中心形成为圆形。形成在孔22a的下游侧的高压口 22b在固定板20的下端表面形成为环形形状以包围低压口 23c。如图3和图4所示，环形凹入部24还形成在固定板20的下端表面上，以围绕高压口 22b。形成在可动板80的外周壁和圆柱形构件70的内周壁之间的间隙72具有作为燃料通道的功能，以使得高压通道22中的高压燃料通过间隙72流入压力控制室71中。当可动板80沿着向下的方向运动以打开高压口 22b时，高压燃料从高压通道22通过环形凹入部24和间隙72流入压力控制室71中，如图3中的箭头Y所指示。
[0043]如图5所不，固定板20的下端表面的用于将高压口 22b与低压口 23c分开的一部分(接触表面)被称为第一壁部25。固定板20的下端表面的用于将环形凹入部24与高压口 22b分开的另一部分被称为第二壁部26。如图4所示，第一壁部25和第二壁部26的每个沿着高压口 22b以环状形式延伸。第一壁部25的下端表面被称作第一接触表面25a和25b,而第二壁部26的下端表面被称作第二接触表面26a和26b。固定板20的下端表面中的第一接触表面25a、25b和第二接触表面26a、26b与可动板80的上端表面接触。换句话说，可动板80对固定板20的推力被第一接触表面25a、25b和第二接触表面26a、26b承受。
[0044]突起82的外径Dl大于第二壁部26的外径，从而即使可动板80沿着燃料喷射阀I的径向(沿着图5中的水平方向)布置在间隙72内，突起82的外周部也布置在环形凹入部24的区域内。
[0045]如图5和图6所示，第一环形凹槽25m形成在第一壁部25的下端表面处，其中第一环形凹槽25m沿着远离可动板80的方向凹入。按照相似的方式，第二环形凹槽26m形成在第二壁部26的下端表面处，其中第二环形凹槽26m沿着远离可动板80的方向凹入。如图4所示，第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m的每个分别按照环形形式沿着第一壁部25和第二壁部26延伸。如上，第一壁部25的下端表面通过第一环形凹槽25m分为两个接触表面，也就是说，位于靠近高压口 22b的那一侧的第一接触表面25a和位于靠近低压口 23c的那一侧的另一第一接触表面25b。按照相似的方式，第二壁部26的下端表面被第二环形凹槽26m分为两个接触表面，也就是说，位于靠近高压口 22b的那一侧的第二接触表面26a和位于靠近环形凹入部24的那一侧的另一第二接触表面26b。
[0046]可动板80的上端表面的与第一接触表面25a和25b接触以密封该接触部分的那部分被称作第一密封表面82a。可动板80的上端表面的与第二接触表面26a和26b接触以密封该接触部分的另一部分被称为第二密封表面82b。
[0047]如图5和图6所示，第一连通凹槽25n形成在第一壁部25的下端表面(也就是说，第一接触表面25b)处，从而第一环形凹槽25m和低压通道23c彼此连通。按照相似的方式，第二连通凹槽26n形成在第二壁部26的下端表面(也就是说，第二接触表面26b)处，以使得第二环形凹槽26m和环形凹入部24彼此连通。因此，第一接触表面25a和第二接触表面26a (二者均形成在靠近高压口 22b的侧部)的每一个形成为沿着高压口 22b延伸的完整的环形形状。另一方面，第一接触表面25b和第二接触表面26b (二者均形成在与高压口 22b相对的侧部)的每一个被第一连通凹槽25n和第二连通凹槽26n分开(隔断)。
[0048]根据以上结构，仅未形成有第一连通凹槽25n的第一接触表面25a为第一壁部25的下端表面之间带来密封功能，而在与高压口 22b的相对侧上的第一接触表面25b不具有密封功能。按照相似的方式，仅未形成有第二连通凹槽26n的第二接触表面26a为第二壁部26的下端表面之间带来密封功能，而在与高压口 22b的相对侧上的第二接触表面26b不具有密封功能。
[0049]如上所述，在可动板80与固定板20接触的状态(板接触状态)下，也就是说，在第一密封表面82a和第二密封表面82b与接触表面25a、25b、26a和26b接触的状态下，高压口 22b被第一接触表面25a和第二接触表面26a关闭。在以上状态下，第一连通凹槽25n和第一环形凹槽25m被低压口 23c的低压燃料填充，而第二连通凹槽26n和第二环形凹槽26m被环形凹入部24的燃料填充，其中填充控制压力的燃料。
[0050]在图3中，“P1”是高压通道22中的压力，“P2”是压力控制室71中的压力，并且“P3”是低压通道23中的压力，其中“Pl”> “P2”> “P3”。
[0051]另外，在图3中，“F1”是在板接触状态(其中可动板80与固定板20接触)下可动板80的上端表面受到的低压口 23c的压力“P3”。“F2”是在板接触状态下可动板80的上端表面受到的高压口 22b的压力“PI”。“F3”是可动板80的上端表面(第二壁部26外侧的可动板80的外周端部表面)受到的压力控制室71的压力“P2”。“F4”是可动板80的下端表面受到的压力控制室71的压力“P2”。
[0052]因此，当在板接触状态下“F1”、“F2”和“F3”的总力小于力“F4”时，向上方向的力“F”施加到可动板80上，从而板接触状态得到保持。另一方面，当“F1”、“F2”和“F3”的总力变得大于“F4+Flink”的力时，也就是说，当(F1+F2+F3)〉(F4+Flink)时，可动板80与固定板20分离。“Flink”是在第一接触表面25a和25b与第一密封表面82a之间以及在第二接触表面26a和26b与第二密封表面82b之间产生的连接力。
[0053]也就是说，在板接触状态(其中，可动板80与固定板20接触，并且阀主体50打开喷射口 32)下，当控制阀63关闭，并且因此控制压力“P2”和低压“P3”增大时，“F1+F2+F3”的总力变得大于“F4+F1 ink”的力。然后，可动板80与固定板20分离。高压“PI”的燃料从高压口 22b通过间隙72流入压力控制室71。因此，压力控制室71中的控制压力“P2”快速增大。结果，阀主体50被控制压力“P2”推动至阀座表面33以关闭喷射口 32 (阀主体50运动至其阀主体关闭状态)。
[0054]将参照图7A至图7F解释根据从E⑶2至燃料喷射阀I的驱动电流的燃料喷射的操作。
[0055]当驱动电流在时刻“tl”从E⑶2供应至电磁线圈61以打开控制阀63时，低压通道23与低压流体路径12 (图2)连通，以使得压力控制室71中的燃料开始通过低压通道23和低压流体路径12将燃料排放到燃料喷射阀I之外。燃料排放降低了可动板80的上端表面和固定板20的下端表面之间的空间中的燃料压力(也就是说，低压口 23c处的燃料压力)。可动板80根据燃料压力的降低开始向上运动，并且可动板80在时刻“t2”与固定板20接触。也就是说，可动板80关闭高压口 22b，因此切断高压通道22和压力控制室71之间的连通。
[0056]然后，压力控制室71中的燃料压力快速降低，以使得阀主体50沿着朝着压力控制室71的方向高速地上升。换句话说，阀主体50在时刻“t3”开始向上运动(位移)。在其中阀主体50发生位移的(“t3”_ “t5”)的时间段内，压力控制室71中的燃料压力因为压力控制室71的各积减小而保持在基本恒定的值。
[0057]当随后通过E⑶2切断驱动电流的电源以在时刻“t4”开始控制阀63的控制阀关闭运动时，通过低压通道23的燃料排放终止。燃料排放的终止首先增大了在可动板80的上端表面和固定板20的下端表面之间的空间中的燃料压力(也就是说，低压口 23c中的燃料压力)。力“F1”因此增大，以使得将可动板80向下推的“F1+F2+F3”的总力增大。
[0058]结果，总力“F1+F2+F3” 变得大于力 “F4+Flink”，也就是说，(F1+F2+F3) >(F4+Flink)，处于板接触状态的可动板80在时刻“t5”与固定板20分离。更确切地说，可动板80打开高压口 22b，因此使得高压通道22与压力控制室71连通。然后，压力控制室71中的燃料压力快速增大，以将阀主体50高速地向下推。在时刻“t6”，阀主体50位于阀座表面33上，这对应于阀主体关闭状态。
[0059]根据当前实施例，第一环形凹槽25m形成在第一壁部25的下端表面处，其中第一壁部25将高压口 22b和低压口 23c彼此分离，并且第一环形凹槽25m在可动板80与固定板20接触的同时保持燃料。因此，当可动板80的第一密封表面82a正要与第一壁部25的下端表面(也就是说，第一接触表面25a和25b)分离时，连接力“Flink”可减小。更确切地说，如图6中的箭头A所指示，燃料从高压口 22b流入第一密封表面82a和第一接触表面25a之间的空间中。按照相似的方式，如图6中的箭头B所指示，燃料从低压口 23c流入第一密封表面82a和另一第一接触表面25b之间的空间中。另外，如图6中的箭头C和D所指示，燃料从第一环形凹槽25m流入对应空间中。结果，在可动板80和固定板20之间产生的连接力减小。
[0060]此外，根据当前实施例，第二环形凹槽26m形成在第二壁部26的下端表面处，其中第二壁部26将高压口 22b和环形凹入部24彼此分离，并且第二环形凹槽26m在可动板80与固定板20接触的同时保持燃料。因此，当可动板80的第二密封表面82b正要与第二壁部26的下端表面(也就是说，第二接触表面26a和26b)分离时，连接力可减小。更确切地说，如图6中的箭头E所指示，燃料从高压口 22b流入第二密封表面82b和第二接触表面26a之间的空间中。按照相似的方式，如图6中的箭头F所指示，燃料从环形凹入部24流入第二密封表面82b和另一第二接触表面26b之间的空间中。另外，如图6中的箭头G和H所指示，燃料从第二环形凹槽26m流入对应的空间中。结果，可动板80和固定板20之间产生的连接力减小。
[0061]如上所述，可防止可动板80的运动(也就是说，可动板80正准备从固定板20分离以打开高压口 22b)时刻(图7D中的时刻“t5”)由于连接力而延迟。换句话说，可防止阀主体50的性能(也就是说，阀主体50通过压力控制室71中的燃料压力的增大而运动至其阀主体关闭位置的响应)变差。因此，可防止燃料喷射周期相对于功率供应周期变长。也就是说，可防止实际燃料喷射量变得大于目标量。
[0062]另外，由于可如上减小连接力，所以可抑制关于打开高压口 22b的时刻产生变化。也就是说，因此，通过增大阀主体50的背压，可抑制关于关闭阀主体50的时刻产生变化。燃料喷射量的变化可较小。
[0063]当前实施例具有关于以下各方面特征的以下优点:
[0064](I)第一特征和优点:
[0065]根据当前实施例，第一连通凹槽25n形成在第一接触表面25b上，以在板接触状态(其中可动板80与固定板20接触)下使第一环形凹槽25m与低压口 23c连通。
[0066]当可动板80与固定板20分离时，燃料从第一环形凹槽25m流入第一接触表面25a和25b与第一密封表面82a之间的空间。在以上操作中，燃料从低压口 23c通过第一连通凹槽25n流至第一环形凹槽25m。也就是说，因此，可避免在可动板80正要从固定板20分离的时刻在第一连通凹槽25n中产生负压的情况。也就是说，因此，可有利于燃料流入第一接触表面25a和25b与第一密封表面82a之间的空间中。因此，可进一步减小连接力。
[0067]另外，根据当前实施例，第二连通凹槽26n形成在第二接触表面26b上，以在板接触状态下使第二环形凹槽26m与环形凹入部24连通。
[0068]当可动板80与固定板20分离时，燃料从第二环形凹槽26m流入第二接触表面26a和26b与第二密封表面82b之间的空间中。在以上操作中，燃料从环形凹入部24通过第二连通凹槽26n流至第二环形凹槽26m。也就是说，因此，可避免在可动板80正要与固定板20分离的时刻在第二连通凹槽26n中产生负压的情况。也就是说，因此，可有利于燃料流入第二接触表面26a和26b与第二密封表面82b之间的空间。因此，可进一步减小连接力。
[0069](2)第二特征和优点:
[0070]根据当前实施例，在高压口 22b和低压口 23c中，第一连通凹槽25n使第一环形凹槽25m与低压口 23c连通。另一方面，在高压口 22b和环形凹入部24之间，第二连通凹槽26n使第二环形凹槽26m与环形凹入部24连通。
[0071]与以上特征相反，在第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m与高压口 22b连通的情况下，第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m的区域也属于当高压口 22b被可动板80关闭时可动板80受到高压“P1”的区域。然后，图3中的力“F2”增大。结果，可动板80对固定板20的推力“F=F4 - (F1+F2+F3)”变小。这可变成明确地关闭高压口 22b的确定性减小的问题。
[0072]然而，根据当前实施例的以上特征，第一环形凹槽25m和和第二环形凹槽26m的每个和与高压口 22b的对应的相对侧(也就是说，低压口 23c和环形凹入部24)连通。也就是说，因此，可抑制可动板80受到高压“P1”的区域增大。也就是说，可获得可动板80的足够量的推力“F”，以克服以上可能问题。
[0073](3)第三特征和优点:
[0074]根据当前实施例，第一环形凹槽25m形成为环形形状，其沿着第一接触表面25a和25b以及第一密封表面82a延伸，而第二环形凹槽26m类似地形成为环形形状，其沿着第二接触表面26a和26b以及第二密封表面82b延伸。
[0075]根据这种结构，与第一凹槽25m和第二凹槽26m具有除环形形状以外的其它形状的情况相比，第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m的长度可较长。也就是说，因此，接触表面25a、25b、26a和26b与密封表面82a和82b之间的对应的空间(燃料从凹槽25m和26m流入其中)的区域可更大。结果，可有利于燃料进入接触表面和密封表面之间的空间的流入，从而进一步减小连接力。
[0076](4)第四特征和优点:
[0077]如下面结合本发明的第五实施例(图11)的描述，第一和第二环形凹槽25m和26m可不形成在固定板20的下端表面上(第一实施例)而是形成在可动板80的上端表面上。在第五实施例(图11)中，第一和第二环形凹槽由82am和82bm指定。在所述实施例中，即使可动板80按照燃料喷射阀的径向(也就是说，沿着图11中的水平方向)移动，也必须确定相关部件的尺寸，以使得环形凹槽82am和82bm可不从壁部25和26的下端表面移开。
[0078]然而，根据当前实施例，第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m形成在固定板20的下端表面上。因此，当与上面解释的修改形式(对应于下面解释的第五实施例)比较时，当前实施例更有利，这是因为第一环形凹槽25m和第二环形凹槽26m不从形成在可动板80的上端表面上的密封表面82a和82b移开。
[0079](第二实施例)
[0080]根据上面的解释和图6中的解释，在第一实施例中，在板接触状态下，第一连通凹槽25η使第一环形凹槽25m与低压口 23c连通，而第二连通凹槽26η使第二环形凹槽26m与环形凹入部24连通。根据本发明的第二实施例，如图8所示，第一连通凹槽25η使第一环形凹槽25m与高压口 22b连通，并且第二连通凹槽26η也使第二环形凹槽26m与高压口22b连通。
[0081]可将图6所示的第一实施例和图8所示的第二实施例组合。例如，第一连通凹槽25η使第一环形凹槽25m与低压口 23c连通，而第二连通凹槽26η使第二环形凹槽26m与高压口 22b连通。作为另外一种选择，第一连通凹槽25η使第一环形凹槽25m与高压口 22b连通，而第二连通凹槽26η使第二环形凹槽26m与环形凹入部24连通。
[0082](第三实施例)
[0083]在以上第一和第二实施例中，连通凹槽25η和26η分别形成，以使得形成有第一连通凹槽25η的第一接触表面25b和形成有第二连通凹槽26η的第二接触表面26b均不带有密封功能。
[0084]然而，根据第三实施例，如图9所示，去除了连通凹槽25η和26η。结果，第一接触表面25a和25b的每一个以及第二接触表面26a和26b的每一个带有密封功能。
[0085](第四实施例)
[0086]在以上实施例中，凹槽25m和26m的每一个形成为环形形状。根据第四实施例，如图10所示，多个非环形的第一凹槽25m形成在作为第一壁部25的下端表面的第一接触表面25c上。按照相似的方式，多个非环形的第二凹槽26m形成在作为第二壁部26的下端表面的第二接触表面26c上。按照与第三实施例相似的方式，在第四实施例中，去除了连通凹槽 25n 和 26n。
[0087](第五实施例)
[0088]在以上实施例中，第一环形或非环形的凹槽25m以及第二环形或非环形的凹槽26m形成在固定板20的下端表面上。根据第五实施例，如图11所示，第一环形凹槽82am和第二环形凹槽82bm形成在可动板80的上端表面上。
[0089]更具体地说，可动板80的上端表面的与第一壁部25的下端表面25c (第一接触表面)相对的一部分对应于第一密封表面82a。第一环形凹槽82am形成在第一密封表面82a上。按照相似的方式，可动板80的上端表面的与第二壁部26的下端表面26c(第二接触表面)相对的一部分对应于第二密封表面82b。第二环形凹槽82bm形成在第二密封表面82b上。
[0090](其它实施例和/或修改形式)
[0091]本发明不应限于以上实施例，而是可按照以下多种方式修改。另外，各个实施例的特征可以可选地彼此结合。
[0092](Ml)在以上实施例中，第二壁部26形成在固定板20的下端表面上，以在板接触状态下将高压口 22b和环形凹入部24彼此分离。然而，可去除第二壁部26。换句话说，可去除第二接触表面26a、26b或26c和第二密封表面82b。作为另外一种选择，在其中形成有第二接触表面和第二密封表面的修改形式中，可去除第二凹槽26m和82bm。
[0093](M2)在第四实施例(图10)中，多个非环形的凹槽25m和26m形成在对应的接触表面25c和26c上。可以这样修改:在表面抛光工艺中，将第一壁部25和第二壁部26的下端表面的一部分区域制为粗糙表面。并且这种粗糙表面部分可用作凹槽25m和26m。
[0094](M3)在第一至第三实施例中，一个环形凹槽25m或26m形成在第一壁部25和第二壁部26的每个上。多个环形凹槽可形成在第一和/或第二壁部的下端表面上。
[0095](M4)在以上实施例中，可动板80沿着竖直方向(向上和向下的方向)的位移取决于燃料压力产生的力“F1”、“F2”、“F3”和“F4”之间的平衡。可设置弹簧以将弹簧力施加至可动板80。例如，可将弹簧力沿着朝着固定板20的方向施加至可动板80。
【权利要求】
1.一种燃料喷射阀，其包括: 阀主体(50)，可动地容纳在喷嘴主体(30)中，以打开或关闭喷射口(32)； 压力控制室(71)，用于沿着阀主体关闭方向将燃料压力施加至阀主体(50)； 固定板(20)，具有高压通道(22)，所述高压通道用于将高压燃料供应至所述压力控制室(71)以使阀主体(50)沿着阀主体关闭方向移动，所述固定板(20)具有低压通道(23)，所述低压通道用于将燃料排放至压力控制室(71)之外，以使阀主体沿着阀主体打开方向移动，并且所述固定板(20)具有下端表面(25a、25b、25c、26a、26b、26c)，其中连接至高压通道(22 )的高压口( 22b )和连接至低压通道(23 )的低压口( 23c )形成在所述下端表面上；以及 可动板(80)，可动地容纳在压力控制室(71)中，当燃料从压力控制室(71)排放以关闭高压口(22b)时，所述可动板(80)与固定板(20)的下端表面(25a、25b、25c、26a、26b、26c)接触，并且当高压燃料被供应至所述压力控制室(71)以打开高压口(22b)时，可动板(80)与固定板(20)的下端表面(25a、25b、25c、26a、26b、26c)分离， 其中，所述下端表面具有在可动板(80)与固定板(20)接触的板接触状态下用于使高压口(22b)与低压口(23c)分离的第一接触表面(25a、25b、25c)， 其中，所述可动板(80 )具有在板接触状态下用于密封第一接触表面(25a、25b、25c )和第一密封表面(82a)之间的空间的第一密封表面(82a)，并且 其中，第一凹槽(25m、82am)形成在第一接触表面(25a、25b、25c)和/或第一密封表面(82a)上，以当可动板(80)与固定板(20)接触时保持一部分燃料。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第一连通凹槽(25n)形成在第一接触表面(25a、25b、25c)或第一密封表面(82a)上，以使第一凹槽(25m、82am)与高压口(22b)或低压口(23c)在板接触状态下连通。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第一连通凹槽(25n)使第一凹槽(25m、82am)与低压口(23c)在板接触状态下连通。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的燃料喷射阀，其特征在于， 高压口(22b)形成为环形形状以围绕低压口(23c)， 第一接触表面(25a、25b)和第一密封表面(82a)的每个在高压口(22b)和低压口(23c)之间形成为环形形状，以及 第一凹槽(25m、82am)形成为环形形状并沿着第一接触表面(25a、25b)和第一密封表面(82a)延伸。
5.根据权利要求1至3的任一项所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第一凹槽(25m)形成在第一接触表面(25a、25b)上。
6.根据权利要求1至3的任一项所述的燃料喷射阀，其特征在于， 凹入部(24)在高压口(22b)的与低压口(23c)相对的一侧上形成在固定板(20)的下端表面中， 所述下端表面具有用 于使高压口(22b)与凹入部(24)在板接触状态下分离的第二接触表面(26a、26b、26c), 所述可动板(80)具有用于在板接触状态下密封第二接触表面(26a、26b、26c)和第二密封表面(82b)之间的空间的第二密封表面(82b)，以及第二凹槽(26m、82bm)形成在第二接触表面(26a、26b、26c)和/或第二密封表面(82b)上，以当可动板(80)与固定板(20)接触时保持一部分燃料。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第二连通凹槽(26η)形成在第二接触表面(26a、26b、26c)或第二密封表面(82b)上，以使第二凹槽(26m、82bm)与高压口(22b)或凹入部(24)在板接触状态下连通。
8.根据权利要求7所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第二连通凹槽(26η)使第二凹槽(26m、82bm)与凹入部(24)在板接触状态下连通。
9.根据权利要求6所述的燃料喷射阀，其特征在于， 高压口(22b)形成为环形形状以围绕低压口(23c)， 凹入部(24)形成为环形形状以围绕高压口(22b)， 第二接触表面(26a、26b )和第二密封表面(82b )的每个在高压口( 22b )和凹入部(24)之间形成为环形形状，以及 第二凹槽(26m、82bm)形成为环形形状并沿着第二接触表面(26a、26b)和第二密封表面(82b)延伸。
10.根据权利要求6所述的燃料喷射阀，其特征在于， 第二凹槽(26m)形成在第 二接触表面(26a、26b)上。
【文档编号】F02M61/04GK103807069SQ201310560360
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】足立尚史 申请人:株式会社电装
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