專利名稱：燃料噴射閥及調(diào)節(jié)其噴射量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)(以下稱為發(fā)動(dòng)機(jī))的燃料噴射閥及調(diào)節(jié)其噴射量的方法。
背景技術(shù)：
為調(diào)節(jié)燃料噴射閥的噴射量必須要調(diào)節(jié)靜態(tài)噴射量和動(dòng)態(tài)噴射量。靜態(tài)噴射量由固定芯體和移動(dòng)芯體之間的間隙決定。動(dòng)態(tài)噴射量取決于彈簧作用到和移動(dòng)芯體一起做往復(fù)移動(dòng)的閥件的推壓力。JP-A-4-231672公開(kāi)了一種已知的用于抑制彈簧的調(diào)節(jié)管，其設(shè)置于固定芯體內(nèi)，通過(guò)改變調(diào)節(jié)管相對(duì)于固定芯體的位置來(lái)調(diào)節(jié)彈簧的推壓力。在JP-A-4-231672公開(kāi)的燃料噴射閥中，通常是在調(diào)節(jié)固定芯體和移動(dòng)芯體之間的間隙以調(diào)節(jié)靜態(tài)噴射量后，再調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)管的位置，以調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量。
但是，如果因定位調(diào)節(jié)管，調(diào)節(jié)管被壓配合到固定芯體內(nèi)，并且由于調(diào)節(jié)管的壓力移動(dòng)了芯體的位置，固定芯體和移動(dòng)芯體之間的間隙值可能改變，從而使靜態(tài)噴射量改變。為防止固定芯體和移動(dòng)芯體之間間隙的改變，必須增加固定芯體的固定強(qiáng)度。此外，為了在不對(duì)固定芯體施加過(guò)量壓力的情況下將調(diào)節(jié)管固定到固定芯體上，就須使制造的固定芯體和調(diào)節(jié)管的尺寸，形狀和表面粗糙度非常精確，這就會(huì)造成較高的生產(chǎn)成本。
此外，傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法中，彈簧的推壓力依靠調(diào)節(jié)管的調(diào)節(jié)，因?yàn)槭莾刹襟E的調(diào)節(jié)，也就是，調(diào)節(jié)噴射量需要靜態(tài)噴射量的調(diào)節(jié)和動(dòng)態(tài)噴射量的調(diào)節(jié)，所以需要一個(gè)較長(zhǎng)的調(diào)節(jié)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種使用較少零部件易于生產(chǎn)且其噴射量可在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)的燃料噴射閥。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種調(diào)節(jié)上述燃料噴射閥噴射量的方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的燃料噴射閥包括帶有閥座的閥體；當(dāng)置于所述閥座上時(shí)中斷燃料噴射而當(dāng)離開(kāi)所述閥座時(shí)允許燃料噴射的閥件；移動(dòng)芯體，其位于所述閥座相對(duì)于所述閥件的相反一端，并與所述閥件一起做往復(fù)移動(dòng)；固定芯體，其位于所述移動(dòng)芯體往復(fù)移動(dòng)方向的一側(cè)面向所述移動(dòng)芯體一端；推壓構(gòu)件，其用于在移動(dòng)芯體往復(fù)移動(dòng)的另一個(gè)方向上推壓所述閥件；以及線圈，當(dāng)通電時(shí)，產(chǎn)生使移動(dòng)芯體克服推壓構(gòu)件的推壓力作用從而向固定芯體移動(dòng)的磁引力；其特征在于所述固定芯體在其內(nèi)壁設(shè)置有突出部分，通過(guò)所述突出部分抑制所述推壓構(gòu)件。
依據(jù)上述的燃料噴射閥，由于朝向所述閥座推壓所述閥件的所述推壓構(gòu)件由所述固定芯體直接抑制，因此減少了構(gòu)成噴射閥零部件數(shù)量。此外，通過(guò)調(diào)節(jié)固定芯體的位置可同時(shí)調(diào)節(jié)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)噴射量，所以降少了調(diào)節(jié)噴射量的時(shí)間。
所述固定芯體突出部分的位置決定了所述推壓構(gòu)件推壓所述閥件的推壓力。因此，在調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量時(shí)，就要求通過(guò)控制以保證所述突出部分位置的尺寸精確到一定程度。但是，這種尺寸控制并不比傳統(tǒng)燃料噴射閥中固定芯體的尺寸控制和調(diào)節(jié)管被壓力配合到固定芯體內(nèi)的尺寸控制更嚴(yán)格。因此，本發(fā)明的固定芯體的制造比傳統(tǒng)燃料噴射閥的制造更加容易。
此外，當(dāng)裝配所述固定芯體并調(diào)節(jié)所述固定芯體和所述移動(dòng)芯體之間的間隙時(shí)，比所述固定芯體壓力配合所需的壓力大的外力不會(huì)作用到所述固定芯體，所以所述固定芯體和所述移動(dòng)芯體之間的間隙很難改變。因此，不需要嚴(yán)格地固定所述固定芯體，所以固定芯體的裝配比較容易。
另外，通過(guò)改變所述固定芯體的裝配位置，可調(diào)節(jié)所述固定芯體和所述移動(dòng)芯體之間的間隙，也可調(diào)節(jié)所述推壓構(gòu)件的推壓力，即可調(diào)節(jié)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)噴射量。因此，如果在較高精確度下控制所述固定芯體的裝配位置，則也可高精確度地調(diào)節(jié)所述固定芯體和所述移動(dòng)芯體之間的間隙及所述推壓構(gòu)件的推壓力，這就使靜態(tài)和動(dòng)態(tài)噴射量的調(diào)節(jié)高度精確。
優(yōu)選的方式是將所述固定芯體和所述移動(dòng)芯體置于一個(gè)管件內(nèi)，所述管件包括第一磁性元件，磁阻構(gòu)件和第二磁性元件或閥體，所述固定芯體和所述移動(dòng)芯體置于帶有磁性元件的一個(gè)管件內(nèi)，所述磁性元件圍住所述移動(dòng)芯體的外圍。在這樣的結(jié)構(gòu)下，所述固定芯體被壓力配合到所述管件內(nèi)。
依據(jù)上述燃料噴射閥，由于所述固定芯體被壓力配合到所述管件內(nèi)，所以所述固定芯體的裝配比較容易。此外，由于所述固定芯體被壓力配合到所述管件內(nèi)，所以所述固定芯體相對(duì)于所述管件的定位精確。因此，在每個(gè)燃料噴射閥中所述移動(dòng)芯體和所述固定芯體之間的間隙是統(tǒng)一的(不波動(dòng))。這就會(huì)比較容易地調(diào)節(jié)燃料噴射閥的噴射量。
此外，當(dāng)所述固定芯體被壓力配合到所述管件內(nèi)時(shí)，在傳統(tǒng)燃料噴射閥中壓力配合調(diào)節(jié)管所必須的較大的外部力不作用到所述固定芯體，所以可使用較小的壓力將所述固定芯體壓力配合到所述管件內(nèi)。因此，不需要為保證將所述固定芯體壓力配合到所述管件內(nèi)而將壓力限定在一定范圍內(nèi)，因此不必要在高精度條件下制造所述固定芯體，因此所述固定芯體的制造比較容易。并且，所述固定芯體壓力配合到所述管件內(nèi)所需的壓力較小，且減少了將固定芯體壓力配合到管件內(nèi)所產(chǎn)生的殘余物和碎片。
優(yōu)選的方式是，通過(guò)加工固定芯體內(nèi)壁的一部分以形成一個(gè)臺(tái)階，或通過(guò)冷鍛或擠壓固定芯體以形成單個(gè)或多個(gè)徑向向內(nèi)的突起從而形成固定芯體的突出部分。
在一個(gè)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，空氣/燃料的混合比通過(guò)改變安裝在汽缸內(nèi)的燃料噴射閥的相應(yīng)噴射量的平均值來(lái)調(diào)節(jié)。各個(gè)噴射量平均值的改變通過(guò)以統(tǒng)一比率改變提供到燃料噴射閥的相應(yīng)電流來(lái)進(jìn)行。因此，如果一個(gè)燃料噴射閥的噴射量超出一個(gè)給定的范圍，則空氣/燃料的比率不會(huì)被精確地更正。因此，每個(gè)燃料噴射閥的噴射量?jī)?yōu)選處于給定值范圍內(nèi)。為達(dá)到此目標(biāo)，在所述移動(dòng)芯體和所述固定芯體之間的間隙限定了靜態(tài)噴射量以后，一個(gè)調(diào)節(jié)管作為從所述固定芯體分離出并抑制用于推壓所述閥件的所述推壓構(gòu)件的分離件，對(duì)其位置進(jìn)行調(diào)節(jié)以便高精度地調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量。
但是，在單缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，為改正空氣/燃料的混合比，調(diào)節(jié)單個(gè)噴射閥的噴射量就已足夠，所以不需嚴(yán)格控制靜態(tài)和動(dòng)態(tài)噴射量。因此，在所述燃料噴射閥中，通過(guò)充分定位固定芯體來(lái)同時(shí)調(diào)節(jié)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)噴射量從而精確地改正空氣/燃料的比率，所述固定芯體直接抑制用于推壓所述閥件的所述推壓構(gòu)件，上述燃料噴射閥優(yōu)選適用于單缸發(fā)動(dòng)機(jī)。在所述固定芯體被壓力配合到所述管件內(nèi)以保證所述固定芯體和所述移動(dòng)芯體之間間隙處于一個(gè)預(yù)定值的狀態(tài)下，如果抑制所述推壓構(gòu)件的構(gòu)件或所述推壓構(gòu)件本身因制造缺陷存在尺寸波動(dòng)，則推壓構(gòu)件的推壓力易于波動(dòng)，這就會(huì)造成動(dòng)態(tài)噴射量的波動(dòng)。
因此，優(yōu)選提供一種包括下述調(diào)節(jié)可燃料噴射閥噴射量的步驟的方法。第一步是形成一個(gè)殼部件，其具有包括設(shè)置在管件外圍的線圈在內(nèi)的構(gòu)件。下一步驟是形成一個(gè)管形組件，所述管形組件以這樣的方式容置閥體，閥件，移動(dòng)芯體，推壓構(gòu)件和固定芯體，即以所述移動(dòng)芯體和所述固定芯體之間的間隙具有一個(gè)預(yù)定值的方式。最后一個(gè)步驟是調(diào)節(jié)所述管形組件被推入到所述殼部件內(nèi)的距離。
如果間隙相對(duì)于線圈的位置通過(guò)調(diào)節(jié)所述管形組件被推入到所述殼部件內(nèi)的距離而改變，則磁引力也發(fā)生改變。而且，如果所述殼部件具有置于所述管件外部的徑向朝向所述移動(dòng)芯體的磁性元件，則所述磁性元件徑向朝向所述移動(dòng)芯體的區(qū)域被改變。由于磁引力通過(guò)調(diào)節(jié)所述管形組件被推入到所述殼部件內(nèi)的距離來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以因磁引力的波動(dòng)而導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)噴射量的波動(dòng)可以高精度地進(jìn)行調(diào)節(jié)和糾正。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，操作方法及相關(guān)構(gòu)件的功能將從下面的說(shuō)明書(shū)，所附的權(quán)利要求書(shū)及附圖中體現(xiàn)出來(lái)，所有這些構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的燃料噴射閥的剖面圖。
圖2為圖1中燃料噴射閥的固定芯體附近一部分的放大剖視圖。
圖3示意性地示出了圖1中的燃料噴射閥的安裝位置。
圖4示意性地解釋了將固定芯體安裝到噴射控制閥的過(guò)程。
圖5是顯示噴射量在單位時(shí)間內(nèi)的變化的圖表。
圖6是示出磁引力和間隙之間關(guān)系的圖表。
圖7是示出閥開(kāi)啟時(shí)間和間隙之間關(guān)系的圖表。
圖8是示出閥閉合時(shí)間和間隙之間關(guān)系的圖表。
圖9是示出無(wú)效噴射時(shí)間和間隙之間關(guān)系的圖表。
圖10A和10B是說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量方法的視圖。
圖11A和11B是說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量方法的另一視圖。
圖12是說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量方法的又一視圖。
圖13是示出依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量的方法的流程圖。
圖14是示出依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的固定芯體附近的燃料噴射閥一部分的橫截面圖。
圖15是示出本發(fā)明第四實(shí)施例的燃料噴射閥的橫截面圖。
圖16是示出本發(fā)明第五實(shí)施例的燃料噴射閥的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述(第一實(shí)施例)圖1中，依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所示的一種燃料噴射閥10，安裝在圖3所示的兩輪機(jī)動(dòng)車的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。如圖1所示，一個(gè)管件12由一個(gè)磁性元件和一個(gè)磁阻元件組成，其形狀為圓柱體。管件12的內(nèi)部設(shè)置有燃料通道300。在燃料通道300內(nèi)容置有閥體16，閥件20和移動(dòng)芯體22，用作推壓部件的彈簧24，和固定芯體30。
管件12具有第一磁性元件13，作為抗磁性元件的磁阻元件14和第二磁性元件15，它們從圖1中下部的閥體16附近依次向上設(shè)置。第一磁性元件13和磁阻元件14之間的連接及磁阻元件14和第二磁性元件15之間的連接是通過(guò)焊接實(shí)現(xiàn)，例如，激光焊接。磁阻元件14可阻止磁通量從第一磁性元件13和第二磁性元件15之間發(fā)生短路。閥體16通過(guò)焊接接合到噴孔一側(cè)的第一磁性元件13的內(nèi)部。閥體16在其內(nèi)周壁上設(shè)置有閥座17，閥件20可安置在閥座17上。一個(gè)杯形的噴孔片18通過(guò)焊接固定在閥體16的外周壁上。噴孔片18的形狀為薄片，其中央部分帶有多個(gè)噴射孔18a。
閥件20是具有底部的圓柱體，其底部設(shè)有接觸部分21。接觸部分21與在閥體16內(nèi)形成的閥座17接觸。當(dāng)接觸部分21置于閥座17上時(shí)，噴射孔18a閉合以中斷燃料噴射。移動(dòng)芯體22通過(guò)焊接接合到閥件20上與閥體16相反的一端。閥件20在接觸部分21的上游端設(shè)置有多個(gè)穿透其側(cè)壁的燃料孔20a。流入閥件20的燃料通過(guò)燃料孔20a從內(nèi)部流到外部并流向由接觸部分21和閥座17形成的閥部分。
固定芯體30形成為圓柱體。固定芯體30以這樣的方式固定到管件12內(nèi)，即固定芯體30從管件12開(kāi)口被插入管件12后，固定芯體30被壓力配合到管件12的磁阻元件14和第二磁性元件15內(nèi)部周圍，如圖4所示。如圖1所示，固定芯體30與移動(dòng)芯體22相對(duì)，其中，固定芯體30在閥件20做往復(fù)移動(dòng)的一個(gè)方向上位于閥體16相對(duì)于移動(dòng)芯體22的相反一端。固定芯體30與移動(dòng)芯體22相對(duì)的一端涂覆有非磁性材料。
如圖2所示，固定芯體30具有第一小直徑部分31，壓力配合部分32，第二小直徑部分33和大直徑部分34，這些部分在移動(dòng)芯體22附近依次設(shè)置。壓力配合部分32的外部直徑與大直徑部分34的外部直徑相等。第一小直徑部分31和第二小直徑部分33的外部直徑小于壓力配合部分32和大直徑部分34的外部直徑，且第一小直徑部分31和第二小直徑部分33不與管件12的內(nèi)周壁接觸。壓力配合部分32被壓力配合到磁阻元件14的內(nèi)周壁和第二磁性元件15的內(nèi)周壁。
固定芯體30的內(nèi)周壁具有大直徑部分35和內(nèi)徑比大直徑部分35的內(nèi)徑小的小直徑部分36，它們依次設(shè)置在移動(dòng)芯體22的一端。在大直徑部分35和小直徑部分36的邊界設(shè)置有臺(tái)階37，其形成一個(gè)突出部分。彈簧24一端被臺(tái)階37抑制，另一端被移動(dòng)芯體22抑制。彈簧24在閥件20移向閥座17的方向上，也就是，閥件20做往復(fù)移動(dòng)的另一個(gè)方向上壓迫移動(dòng)芯體22和閥件20。
磁性元件40和42磁性連接并徑向設(shè)置在線圈44的外部。磁性元件40與第一磁性元件13磁性連接，磁性元件42與第二磁性元件15磁性連接。固定芯體30，移動(dòng)芯體22，第一磁性元件13，磁性元件40和42及第二磁性元件15組成一個(gè)磁路。
其上纏有線圈44的線軸45安裝在管件12的外圍。如圖1所示，一個(gè)樹(shù)脂材料的外殼50覆蓋在管件12和線圈44的外圍。端子52與線圈44連接在一個(gè)電路中并向線圈44提供驅(qū)動(dòng)電流。
從圖1上端的管件12的一部分流入燃料通道300的燃料，經(jīng)過(guò)固定芯體30內(nèi)的燃料通道，移動(dòng)芯體22內(nèi)的燃料通道，閥件20內(nèi)的燃料通道，燃料孔20a以及當(dāng)接觸部分21離開(kāi)閥座17時(shí)接觸部分21和閥座17之間的開(kāi)口，從噴射孔18a噴出。
在上述燃料噴射閥中，當(dāng)切斷線圈44的電流時(shí)，閥件20受彈簧24作用向圖1中的下部方向移動(dòng)，也就是向閥閉合方向移動(dòng)，從而使接觸部分21與閥座17接觸。因此，噴射孔18a被關(guān)閉從而中斷燃料噴射。
當(dāng)線圈44通電時(shí)，磁通量流過(guò)由固定芯體30，移動(dòng)芯體22，第一磁性元件13，磁性元件40和42及第二磁性元件15組成的磁路，從而使固定芯體30和移動(dòng)芯體22之間產(chǎn)生磁引力。因此，閥件20與移動(dòng)芯體22克服彈簧24的推壓力一起向固定芯體30移動(dòng)以便使接觸部分21離開(kāi)閥座17以允許燃料從噴射孔18噴出。閥件20的最大升高量是由移動(dòng)芯體22最終被固定芯體30止住而決定的。
下面描述燃料噴射泵10的動(dòng)態(tài)噴射量的調(diào)節(jié)方法。
首先，當(dāng)燃料噴射閥10噴射燃料時(shí)，噴射量隨時(shí)間而改變。如圖5所示，當(dāng)在給定的一個(gè)脈沖時(shí)間段Ti期間向線圈施加一個(gè)噴射脈沖信號(hào)時(shí)，固定芯體30和移動(dòng)芯體22之間產(chǎn)生磁引力。由于在噴射脈沖信號(hào)打開(kāi)后到導(dǎo)致移動(dòng)芯體22向固定鐵心30移動(dòng)的磁引力產(chǎn)生有一個(gè)時(shí)間延遲，在噴射脈沖信號(hào)產(chǎn)生之后，閥件20從閥座17移開(kāi)并被固定芯體30止住。閥開(kāi)啟時(shí)間To表示閥件20從閥座17移開(kāi)直到被固定芯體30止住所需的一段時(shí)間，也就是，指示噴射的噴射脈沖信號(hào)產(chǎn)生之后閥件20的最大提升。
當(dāng)關(guān)掉噴射脈沖信號(hào)時(shí)，從噴射脈沖信號(hào)開(kāi)始下降到移動(dòng)芯體22離開(kāi)固定芯體30和閥件20置于閥座17上仍有一個(gè)時(shí)間延遲。閥閉合時(shí)間Tc表示噴射脈沖信號(hào)關(guān)掉后，閥件20置于閥座17以中斷燃料噴射所需的一段時(shí)間。
如圖5所示，假定區(qū)域S0包括閥件20離開(kāi)閥座17后到被固定芯體30止住時(shí)噴射的燃料量，基本上等同于區(qū)域S1包括的閥件20離開(kāi)固定芯體30后到置于閥座17上時(shí)噴射的燃料量。因此，如果圖5中所示的動(dòng)態(tài)噴射量是在移動(dòng)芯體20被固定芯體30止住時(shí)閥完全開(kāi)啟的狀態(tài)下噴射的，燃料噴射閥10噴射燃料的有效時(shí)間假設(shè)滿足下述公式(1)Ti+Tc-To＝Ti-(To-Tc) (1)靜態(tài)噴射量是通過(guò)給燃料噴射閥10一個(gè)噴射指示信號(hào)，例如，一分鐘的脈沖寬度，來(lái)測(cè)量噴射量獲得的。如果在移動(dòng)芯體22被固定芯體30止住時(shí)完全開(kāi)啟狀態(tài)下噴射，每單位時(shí)間[msec]的動(dòng)態(tài)噴射量q[mm3/str]假設(shè)等于靜態(tài)噴射量Q[cm3/min]轉(zhuǎn)換后的每單位時(shí)間噴射量[mm3/msec]。因此，每單位時(shí)間[msec]的動(dòng)態(tài)噴射量q[mm3/str]可被表示為Q/60。此外，當(dāng)帶有脈沖時(shí)間Ti的噴射信號(hào)作用到線圈44時(shí)，動(dòng)態(tài)噴射量q[mm3/str]可利用公式(1)的有效噴射時(shí)間表示為下述公式(2)，其中(To-Tc)表示無(wú)效噴射時(shí)間Tv，Q≈(Q/60)×(Ti-(To-Tc)＝(Q/60)×(Ti-Tv)(2)如圖4所示，通過(guò)將固定芯體30壓力配合到管件12內(nèi)，使移動(dòng)芯體22和固定芯體30之間的間隙具有一個(gè)預(yù)定值，從而同時(shí)限定燃料噴射閥10的靜態(tài)噴射量和動(dòng)態(tài)噴射量。但是，由于移動(dòng)芯體22，抑制彈簧24的固定芯體30以及彈簧24自身制造不規(guī)則，彈簧24的推壓力可能波動(dòng)，以致使每個(gè)燃料噴射閥的動(dòng)態(tài)噴射量有可能改變。下面描述調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量使其具有更小波動(dòng)的方法。
開(kāi)始，先描述間隙和磁引力，閥開(kāi)啟時(shí)間To或閉合時(shí)間Tc之間的關(guān)系。如圖6所示，當(dāng)間隙增大，則使移動(dòng)芯體22向固定芯體30移動(dòng)地磁引力減小。由于間隙增大和磁引力減小，閥開(kāi)啟時(shí)間To變長(zhǎng)，如圖7所示。如圖8所示，間隙增大，則閥閉合時(shí)間Tc變長(zhǎng)。
但是，閥開(kāi)啟時(shí)間變長(zhǎng)與間隙增大的比率大于閥閉合時(shí)間To變長(zhǎng)與間隙增大的比率。因此，如圖9所示，無(wú)效噴射時(shí)間Tv在閥開(kāi)啟時(shí)間To和閥閉合時(shí)間Tc之間是不同的，間隙越大，無(wú)效噴射時(shí)間越長(zhǎng)。
由公式(2)可以理解，動(dòng)態(tài)噴射量q隨無(wú)效噴射時(shí)間Tv變化而變化，也就是說(shuō)，動(dòng)態(tài)噴射量q隨著閥開(kāi)啟時(shí)間TO和閥閉合時(shí)間Tc差值的變化而變化。雖然無(wú)效噴射時(shí)間Tv依照間隙變化而變化，但當(dāng)固定芯體30壓力配合到管件20時(shí)，燃料閥10的動(dòng)態(tài)噴射量可通過(guò)測(cè)量靜態(tài)噴射量調(diào)節(jié)到一個(gè)給定值，從而使隨間隙改變而變化的靜態(tài)噴射量處于允許的范圍值內(nèi)。
依據(jù)第一實(shí)施例，在壓力配合方向上，固定芯體30一個(gè)軸端的一部分與管件12的內(nèi)周壁壓力配合。固定芯體30被壓入管件12的部分的長(zhǎng)度相對(duì)短，以使固定芯體30在較小壓力作用下容易壓力配合到管件12。
(第二實(shí)施例)下面將參照附圖10到13描述依據(jù)第二實(shí)施例的動(dòng)態(tài)噴射量的調(diào)節(jié)方法。依據(jù)第二實(shí)施例的調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量的方法適用于燃料噴射閥的結(jié)構(gòu)，其基本上與第一實(shí)施例相同。圖13是一個(gè)流程圖，示出了依據(jù)第二實(shí)施例調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量的方法。
如圖10A所示，通過(guò)連接磁性元件40和42及線圈44由樹(shù)脂材料制成(圖13中步驟400)殼部件200。磁性元件40和42及線圈44是設(shè)置在管件12外圍的構(gòu)件。此外，如圖10B所示，通過(guò)將第一磁構(gòu)件13，磁阻元件14和第二磁構(gòu)件15彼此焊接起來(lái)形成管件12。
如圖11A所示，管件12壓力配合到殼部件200中直到第二磁性元件15的臺(tái)階15a和磁性元件42之間的距離d為一個(gè)給定值(步驟402)。
與噴孔片18通過(guò)焊接接合的閥體16插入到第一磁性元件13中并通過(guò)焊接與之接合。彈簧24和通過(guò)焊接與移動(dòng)芯體22相接合的閥件20插入到管件12中。接著，如圖11B所示，固定芯體30壓力配合到管件12中以便保證移動(dòng)芯體22和固定芯體30之間的預(yù)定間隙。管件12被壓力配合到殼部件200的磁性元件42中。這個(gè)壓力大于使固定芯體30壓力配合到管件12的壓力。因此，即使固定芯體30被壓力配合到管件12中，管件12的第二磁性元件15的臺(tái)階15a與殼部件200的磁性元件42之間的距離也很難改變。如圖12所示，在管件12的燃料進(jìn)入端設(shè)置有燃料過(guò)濾器60，從而由管件12，閥體16，噴孔片18，閥件20，移動(dòng)芯體22，彈簧24，固定芯體30和燃料過(guò)濾器60形成管形組件210(步驟404)。
接著，將管形組件210推入殼部件200內(nèi)，并將推入量調(diào)節(jié)到距離d處于給定范圍值內(nèi)。依據(jù)第一實(shí)施例，燃料噴射閥10的動(dòng)態(tài)噴射量隨閥開(kāi)啟時(shí)間TO和閉合時(shí)間Tc的變化而改變，這一點(diǎn)可以從公式(2)理解到。因此，在第一實(shí)施例中，為了調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量，則調(diào)節(jié)移動(dòng)芯體22和固定芯體30之間的間隙以改變閥開(kāi)啟時(shí)間TO和閉合時(shí)間Tc。
依據(jù)第二實(shí)施例，為調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量，通過(guò)調(diào)節(jié)將管形組件210推入到殼體200的距離來(lái)改變閥開(kāi)啟時(shí)間TO和閥閉合時(shí)間Tc。管形組件210被推入到殼部件200中的推入量的改變不僅會(huì)引起移動(dòng)芯體22和固定芯體30之間間隙位置相對(duì)于線圈44改變，也會(huì)改變移動(dòng)芯體22徑向面對(duì)磁性元件40的區(qū)域，從而改變磁引力，導(dǎo)致閥開(kāi)啟時(shí)間TO和閉合時(shí)間Tc的變化。因此，通過(guò)將管形組件210推入到殼部件200以保證閥開(kāi)啟時(shí)間TO和閉合時(shí)間Tc的預(yù)定值來(lái)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量。
閥開(kāi)啟時(shí)間TO是通過(guò)測(cè)量從施加給線圈44的脈沖信號(hào)產(chǎn)生到探測(cè)到因移動(dòng)芯體22撞靠到固定芯體30產(chǎn)生的振動(dòng)這一時(shí)間段來(lái)確定的，其中移動(dòng)芯體22撞靠到固定芯體30產(chǎn)生的振動(dòng)是通過(guò)如圖12所示設(shè)置在殼部件200上的加速傳感器230探測(cè)到的。閥閉合時(shí)間TO是通過(guò)測(cè)量從施加給線圈44的脈沖信號(hào)下降直到加速傳感器230探測(cè)到由于閥件20置于閥座17上產(chǎn)生的振動(dòng)這一時(shí)間段而得到的。一旦閥開(kāi)啟時(shí)間TO和閉合時(shí)間Tc達(dá)到一個(gè)預(yù)定值(步驟408)，管形組件210向殼部件200的推入被終止。接著，通過(guò)磁性元件40和第一磁性元件13相互接合，管形組合件210被固定到殼部件200上(步驟410)。
依據(jù)第二實(shí)施例的調(diào)節(jié)噴射量的方法中，優(yōu)選考慮防止外部材料進(jìn)入燃料噴射閥10，一直到在管件12的燃料進(jìn)入口側(cè)設(shè)置燃料過(guò)濾器，形成管形組件210的步驟404的所有處理程序都在一個(gè)清潔車間進(jìn)行。在步驟406和408檢漏量處理程序和調(diào)節(jié)管形組件210推入到殼部件200中的推入量的處理程序不必在清潔車間進(jìn)行，因此，在將燃料過(guò)濾器設(shè)置在閥件12的進(jìn)口端之后，直到燃料閥10的噴射量調(diào)節(jié)完成，所有的處理程序都可在普通工作間進(jìn)行。
在第二實(shí)施例中，由于噴孔片18的形狀為外徑比磁性元件40內(nèi)徑大的杯形，因此在管件12被壓力配合到殼部件200上之后，閥體16和噴孔片18附裝在管件12上。但是，如果形狀為薄片形的噴孔片被固定到閥體底端外壁上，如后面第三和第四實(shí)施例中所描述的，則管形組件210可以插入到殼部件200內(nèi)，其中，當(dāng)閥體16和噴孔片18安裝到管件12上之后，閥件20，移動(dòng)芯體22，彈簧24及固定芯體30被置于管件12內(nèi)，以使移動(dòng)芯體22和固定芯體30之間的間隙具有一個(gè)預(yù)定值。
(第三實(shí)施例)本發(fā)明的第三實(shí)施例將結(jié)合附圖14描述。與第一實(shí)施例中相同的標(biāo)號(hào)代表功能基本類似的元件。
一個(gè)固定芯體70被壓力配合到管件12內(nèi)。固定芯體70在其內(nèi)周邊上沿圓周間隔布置多個(gè)突起或一個(gè)環(huán)形突起72，其通過(guò)冷鍛或沖壓使其向內(nèi)徑向突出。單個(gè)或多個(gè)突起72構(gòu)成突起部分。固定芯體30的內(nèi)徑在突起72處變小，彈簧24被突起72抑制。
在依據(jù)第三實(shí)施例的燃料噴射閥中，通過(guò)將移動(dòng)芯體22和固定芯體30之間的間隙調(diào)節(jié)到一個(gè)預(yù)定值而同時(shí)決定靜態(tài)和動(dòng)態(tài)噴射量。
此外，當(dāng)固定芯體70被壓力配合到管件12中時(shí)，通過(guò)測(cè)量噴射量可保證動(dòng)態(tài)噴射量的給定值。
另外，通過(guò)連接包括安裝在管件12外圍的線圈44的構(gòu)件形成殼部件，和通過(guò)將閥體16，噴孔片18，閥件20，移動(dòng)芯體22，彈簧24和固定芯體70在管件12內(nèi)形成管形組件，以使移動(dòng)芯體22和固定芯體70之間的間隙具有一個(gè)預(yù)定值以后，可通過(guò)調(diào)節(jié)管形組件在殼部件內(nèi)的推入量來(lái)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量。
(第四和第五實(shí)施例)本發(fā)明的第四和第五實(shí)施例將參照附圖15，16分別描述。
如圖15所示，依據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例，燃料噴射閥80的管件82具有一個(gè)磁性元件83，一個(gè)磁阻元件84，它們從位于圖15下部的閥體86一端依次設(shè)置。該磁性元件插入并通過(guò)焊接接合到磁阻元件84的內(nèi)周邊。一個(gè)細(xì)的厚噴孔片18通過(guò)焊接固定到閥體86底端外壁上。噴孔片18具有多個(gè)噴射孔。
閥件90為一個(gè)帶有底部的圓柱體，閥件90具有一個(gè)與形成在閥體86上的閥座87相接觸的接觸部分91。閥件90在接觸部分91的上游端側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有多個(gè)穿過(guò)側(cè)壁的燃料孔90a。流入閥件90的燃料從燃料孔90a內(nèi)部徑向向外部流出，接著，流向接觸部分91和閥座87組成的閥部分。移動(dòng)芯體92通過(guò)焊接固定到閥體86相對(duì)端的閥件90上。作為偏壓構(gòu)件的彈簧94的一端被閥件90抑制，另一端被由固定芯體100的突出部分形成的臺(tái)階101抑制。固定芯體100壓力配合到管件82內(nèi)。
線圈102設(shè)置在磁阻元件84的外圍，磁性元件104包住線圈102的外圍部分，且在移動(dòng)芯體92的徑向外部位置與磁性元件83連接，并在固定芯體100徑向外部位置與磁阻元件84連接。樹(shù)脂材料殼110包住管件82，線圈102，磁性元件104的外部。燃料過(guò)濾器112被安裝在管件82的燃料進(jìn)入端。
如圖16所示，依據(jù)第五實(shí)施例的燃料噴射閥120中，固定芯體122壓力配合到管件82中。固定芯體122在其內(nèi)周邊沿圓周間隔地設(shè)置有突起123，突起123是通過(guò)冷鍛或沖壓形成的徑向向內(nèi)的突起，這些突起組成突出部分。固定芯體122的內(nèi)徑在突起123處變小。彈簧94被突起123抑制。燃料噴射閥120的其它結(jié)構(gòu)實(shí)際上與第四實(shí)施例中噴射閥結(jié)構(gòu)相同。
每個(gè)燃料噴射閥80和120中，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)噴射量可通過(guò)將移動(dòng)芯體和固定芯體之間的間隙調(diào)節(jié)到預(yù)定值同時(shí)決定。
此外，當(dāng)固定芯體被壓力配合到管件內(nèi)時(shí)，動(dòng)態(tài)噴射量的給定值可通過(guò)測(cè)量噴射量來(lái)保證。
另外，通過(guò)連接包括安裝在管件82外圍的線圈102等構(gòu)件形成殼部件，和通過(guò)將閥體，噴孔片，閥件，移動(dòng)芯體，彈簧及固定芯體設(shè)置在管件內(nèi)形成管形組件以使移動(dòng)芯體和固定芯體之間的間隙具有一個(gè)預(yù)定值以后，可通過(guò)調(diào)節(jié)管部件推入到殼部件的推入量來(lái)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)噴射量。
在上述實(shí)施例中，固定芯體直接抑制彈簧24，94，無(wú)其它構(gòu)件抑制彈簧24，94，因此該燃料噴射閥具有較少零件。此外，在固定芯體被壓力配合到管件上的位置被確定時(shí)，移動(dòng)芯體和固定芯體之間的間隙及推壓移動(dòng)芯體和閥件的彈簧24，94的推壓力可同時(shí)被決定。也就是，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)噴射量可被同時(shí)決定，這樣將減少調(diào)節(jié)燃料噴射量的時(shí)間。
由于沒(méi)有一個(gè)大的外部力作用到固定芯體，當(dāng)固定芯體壓力配合到管件上時(shí)，因固定芯體被壓力配合到管件所需要的壓力較小，所以固定芯體的壓力配合容易，并且由于將固定芯體壓力配合到管件上而產(chǎn)生的廢料或碎片量減少。此外，不需要嚴(yán)格控制用于固定芯體被壓力配合到管件的壓力，并且由于用于抑制彈簧24，94的調(diào)節(jié)管不被壓力配合到固定芯體30內(nèi)，所以制造固定芯體比較容易。
在上述實(shí)施例中，固定芯體的位置通過(guò)被壓力配合決定，所以固定芯體位置的精確度較高。移動(dòng)芯體和固定芯體之間間隙的確定具有高精確度，靜態(tài)噴射量的精確性較高。對(duì)用于形成抑制彈簧24和94的固定芯體內(nèi)部突出部分的尺寸控制比對(duì)形成固定芯體使其與調(diào)節(jié)管壓力配合的尺寸控制較粗略。因此，固定芯體的位置精確度較高，彈簧24，94的推壓力可在較高的精確度下調(diào)節(jié)。這使得靜態(tài)噴射量的調(diào)節(jié)具有較高精確性。
如上所述，如果固定芯體在較高精確度下定位，燃料噴射閥的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)噴射量的精確度較高，因此噴射量的波動(dòng)較小。因此，本發(fā)明的燃料噴射閥可應(yīng)用于帶有多缸的燃料噴射量波動(dòng)較高的發(fā)動(dòng)機(jī)。
為進(jìn)一步降低動(dòng)態(tài)噴射量的波動(dòng)，當(dāng)調(diào)節(jié)固定芯體壓力配合的配合距離時(shí)，可以測(cè)量動(dòng)態(tài)噴射量，從而將動(dòng)態(tài)噴射量調(diào)節(jié)到一個(gè)預(yù)定的值，如第一實(shí)施例所述。此外，如在第二實(shí)施例所述，當(dāng)調(diào)節(jié)將管形組件推入到殼部件中的推入量時(shí)，將閥開(kāi)啟時(shí)間調(diào)節(jié)到一個(gè)給定值，從而將動(dòng)態(tài)噴射量調(diào)節(jié)到一預(yù)定值。
可以使固定芯體通過(guò)焊接固定到管件上來(lái)代替將固定芯體壓力配合到管件上。此外，固定芯體可不使用管件裝配。
權(quán)利要求
1.一種燃料噴射閥(10，80，120)，包括具有閥座(17，87)的閥體(16，86)；閥件(20，90)，其用于當(dāng)置于所述閥座上時(shí)中斷燃料噴射，當(dāng)離開(kāi)所述閥座時(shí)允許燃料噴射；可與所述閥件一起往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)芯體(22，92)，其位于所述閥座相對(duì)于所述閥件的相反一端；固定芯體(30，70，100，122)，其位于所述移動(dòng)芯體往復(fù)移動(dòng)方向的一側(cè)，面向所述移動(dòng)芯體的一端；推壓構(gòu)件(24，94)，其用于在所述移動(dòng)芯體往復(fù)移動(dòng)的另一個(gè)方向上推壓所述閥件；以及線圈(44，102)，當(dāng)通電時(shí)，其產(chǎn)生使所述移動(dòng)芯體克服推壓構(gòu)件的推壓力作用從而向所述固定芯體移動(dòng)的磁引力，其特征在于所述固定芯體在其內(nèi)壁設(shè)置有突出部分(37，72，101，123)，通過(guò)所述突出部分抑制所述推壓構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，還包括，管件(12)，其包括第一磁性元件(13)，磁阻元件(14)和第二磁性元件(15)，它們從所述閥體(16)的一側(cè)沿軸向依次設(shè)置，所述固定芯體(30，70)和所述移動(dòng)芯體(22)置于所述管件內(nèi)，其中，所述固定芯體被壓力配合到所述管件內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射閥，還包括，管件(82)，其中容置有所述閥體(86)，所述固定芯體(100，122)和所述移動(dòng)芯體(92)，所述管件包括圍住所述移動(dòng)芯體外圍的磁性元件(83)，其中所述固定芯體被壓力配合到所述管件內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的燃料噴射閥，其特征在于，所述突出部分形成臺(tái)階(37，101)。
5.如權(quán)利要求1至3任一所述的燃料噴射閥，其特征在于，所述突出部分是單個(gè)或多個(gè)突起(72，123)。
6.如權(quán)利要求1至3任一所述的燃料噴射閥，其特征在于，所述燃料噴射閥適用于單缸內(nèi)燃機(jī)。
7.一種調(diào)節(jié)如權(quán)利要求2或3所述的燃料噴射閥的噴射量的方法，其特征在于如下步驟形成一殼部件(200)，其具有包括設(shè)置在所述管件外圍的線圈(44)等構(gòu)件；形成管形組件(210)，所述管形組件以這樣的方式容置所述閥體(16，86)，所述閥件(20，90)，所述移動(dòng)芯體(22，92)，推壓構(gòu)件(24，94)以及固定芯體(30，70，100，122)即以所述移動(dòng)芯體和固定芯體之間的間隙具有一個(gè)預(yù)定值的方式；調(diào)節(jié)所述管形組件被推入到殼部件內(nèi)的距離。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥及調(diào)節(jié)其噴射量的方法。在這種可在短時(shí)間內(nèi)調(diào)節(jié)其噴射量的燃料噴射閥中，固定芯體(30)壓力配合到管件(12)的磁阻元件(14)及第二磁性元件(15)的內(nèi)周壁。固定芯體30的內(nèi)壁具有大直徑部分和小直徑部分(35和36)以便在兩部分的邊界處形成臺(tái)階(37)。彈簧(24)的一端被臺(tái)階(37)抑制，另一端被移動(dòng)芯體(22)抑制。該彈簧在閥件(20)安置到閥座(17)的方向上推壓移動(dòng)芯體(22)和閥件(20)。當(dāng)線圈(44)通電時(shí)，閥件和移動(dòng)芯體克服彈簧(24)的推壓力作用向固定芯體(30)移動(dòng)，從而使閥件離開(kāi)閥座(17)，允許噴射孔(18a)噴射燃料。
文檔編號(hào)F02M51/06GK1526940SQ200410007218
公開(kāi)日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2004年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日
發(fā)明者奧山昌平, 杉山幸一, 一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝