專利名稱：大流量燃料用閥及備有該閥的燃料供給用泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于大流量型的燃料用閥及備有該閥的燃料供給用泵的。特別是關(guān)于適用于利用加壓用活塞對(duì)大流量的燃料進(jìn)行增壓的蓄壓式燃料噴射裝置(APCRSAmplified Piston Common Rail System)中所用的燃料供給用泵的大流量型的燃料用閥，及備有該閥的燃料供給用泵的。
背景技術(shù)：
以往，為了使狄塞爾內(nèi)燃機(jī)等高效地噴射高壓燃料，有各種的關(guān)于使用蓄壓器(共軸杠)的蓄壓式燃料噴射裝置(CRSCommon Rail System)的提案。
例如，特開平6-93936號(hào)公報(bào)中，有如圖20所示的蓄壓式燃料噴射裝置的提案，該裝置為了根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件容易地切換蓄壓器，裝備了承擔(dān)主噴射的第一蓄壓器236及承擔(dān)導(dǎo)向噴射的第二蓄壓器278，并由切換裝置286切換這兩個(gè)蓄壓器236，278來實(shí)施燃料噴射。
另外，專利第2885076號(hào)公報(bào)中也有關(guān)于蓄壓式燃料噴射裝置380的提案，該裝置為了得到最適合內(nèi)燃機(jī)性能的噴射壓力，在蓄壓器與燃料噴射閥之間設(shè)置了用于燃料增壓的增壓活塞及氣缸室。更具體地，所公開的為如圖21所示的蓄壓式燃料噴射裝置，該裝置備有用于收容蓄壓器395、燃料供給油路360、控制油路361、控制燃料噴射用的切換泵362及增壓活塞378的氣缸室383，及用于將燃料壓力增至70～120Mpa(約700～1200kgf/cm2)的增壓活塞378、液壓回路363、驅(qū)動(dòng)活塞用的切換閥(增壓裝置用三通電磁閥)364及調(diào)節(jié)器(圖略)。
而在特開平6-101597號(hào)公報(bào)中，公開了如圖22所示的燃料噴射閥。該泵在備有燃料旋轉(zhuǎn)部材的同時(shí)，限制了燃料回流路與環(huán)狀流路所構(gòu)成的角度。更具體地說，由位于泵座的上游處的燃料旋轉(zhuǎn)部材提供了旋轉(zhuǎn)力的燃料從閥體的先端處與泵座之間流向燃料噴射孔，由燃料流的旋轉(zhuǎn)在閥體的先端部與燃料噴射孔之間流路中形成空洞部。
同樣，在特開平10-47208號(hào)公報(bào)中，公開了如圖23所示的，在賦予燃料流旋轉(zhuǎn)動(dòng)能后噴射的燃料噴射閥。更具體地，公開了由旋轉(zhuǎn)體的外圍面部、流路部分及共4至8個(gè)旋轉(zhuǎn)溝構(gòu)成的燃料噴射閥。該泵的各旋轉(zhuǎn)溝對(duì)泵軸有一定的距離以產(chǎn)生離心，同時(shí)，使距旋轉(zhuǎn)溝的泵軸遠(yuǎn)處的側(cè)面接在環(huán)狀溝的外圓周的切線方向，并使對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)溝的溝側(cè)面相互平行。
然而，特開平6-93936號(hào)公報(bào)中所公開的蓄壓式燃料噴射裝置因需要裝備2種蓄壓器及切換裝置等，因此，該蓄壓式燃料噴射裝置存在大型、復(fù)雜的問題。另外，在該蓄壓式燃料噴射裝置中，將高速驅(qū)動(dòng)燃料供給用泵的凸輪及柱塞時(shí)，燃料難以迅速向燃料噴射閥流動(dòng)，使流量受到限制，因此，發(fā)現(xiàn)了不能對(duì)大流量的燃料進(jìn)行充分加壓的問題。
另外，專利第2885076號(hào)中所公開的蓄壓式燃料噴射裝置中，在蓄壓器與燃料噴射閥之間設(shè)置了增壓活塞，欲實(shí)現(xiàn)多階段壓力噴射的同時(shí)，對(duì)蓄壓器供給高壓燃料的加壓泵。但該加壓泵為一直以來的蓄壓式燃料噴射裝置的加壓泵，并不涉及以向增壓活塞供給大量高壓燃料為目的的適用于加壓泵的燃料噴射閥。
還有，在特開平6-101597號(hào)公報(bào)及10-47208號(hào)公報(bào)中所公開的燃料噴射閥在既定范圍內(nèi)限制了噴射孔長與噴射孔直徑的比例，或含有旋轉(zhuǎn)體等，因基本構(gòu)造不同，難以作為大流量燃料用閥來使用。
在此，經(jīng)本發(fā)明的發(fā)明人銳意研究，發(fā)現(xiàn)在設(shè)置多個(gè)吸入孔的同時(shí)，并將該吸入孔相對(duì)于吸入室呈非放射狀設(shè)置使燃料能迅速且定量的通過，即使高速驅(qū)動(dòng)凸輪及柱塞，也能充分地對(duì)大量的燃料油進(jìn)行加壓處理。
也就是說，本發(fā)明的目的是提供與APCRS對(duì)應(yīng)的，即使高速驅(qū)動(dòng)燃料供給用泵的凸輪及柱塞，使燃料的吐出量大增時(shí)，也能使燃料迅速通過高壓泵的加壓室，能對(duì)燃料進(jìn)行充分加壓處理的燃料供給用泵，以及適用于該泵的大流量燃料用閥。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)本發(fā)明可提供一種備有閥本體、安裝在其內(nèi)部的可作業(yè)的閥體、設(shè)置在閥本體內(nèi)部的吸入室、吸入孔、閥體以及閥本體的一部分相接的薄板部的大流量燃料用閥，以在設(shè)置多個(gè)吸入孔的同時(shí)，將該吸入孔相對(duì)于吸入室呈非放射狀設(shè)置為特征的大流量燃料用閥，可解決上述問題。
也就是說，通過采用這樣的構(gòu)造，可在不大改變流動(dòng)方向下向吸入室里導(dǎo)入燃料。另外，從呈非放射狀的多個(gè)方向流入吸入室，也可減少在吸入室內(nèi)的相互沖擊。因此，即使是極大量的燃料也可由所說的大流量燃料用閥使其迅速且定量地通過。
另外，構(gòu)成本發(fā)明的大流量燃料用閥時(shí)，最好在將吸入室的水平截面形狀設(shè)置成實(shí)質(zhì)性的圓形的同時(shí)，將吸入孔沿吸入室的切線方向設(shè)置。
通過采用這樣的構(gòu)造，可向吸入室內(nèi)導(dǎo)入作為單方向旋轉(zhuǎn)流的燃料。另外，從切線方向的多個(gè)方向?qū)肴剂?，可減少在吸入室內(nèi)的相互沖擊的同時(shí)，可容易地得到流向順滑的單方向旋轉(zhuǎn)流。
另外，構(gòu)成本發(fā)明的大流量燃料用閥時(shí)，最好將吸入孔相對(duì)于吸入室，呈垂直方向的傾斜狀設(shè)置。
通過采用這樣的構(gòu)造，可利用重力向吸入室內(nèi)導(dǎo)入作為單方向旋轉(zhuǎn)流的，受到更好的控制的燃料。另外，從切線方向的多個(gè)方向?qū)肴剂显跍p少其相互沖擊的同時(shí)，可更容易地得到集中的單方向旋轉(zhuǎn)流。
另外，構(gòu)成本發(fā)明的大流量燃料用閥時(shí)，最好將吸入孔的直徑設(shè)在2～12mm范圍內(nèi)的值。
通過采用這樣的構(gòu)造，例如，可容易確保單位時(shí)間流量為500～1500升/小時(shí)左右的燃料在燃料供給用泵內(nèi)實(shí)現(xiàn)大量高壓處理。另外，在并用連接在所說的燃料供給用泵上的增壓活塞的蓄壓式燃料噴射裝置也可容易達(dá)到180MPa以上的超高壓條件。
另外，構(gòu)成本發(fā)明的大流量燃料用閥時(shí)，最好將閥體薄板的直徑設(shè)在8mm以上的值。
通過采用這樣的構(gòu)造，例如，可容易將單位時(shí)間流量確保在500～1500升/小時(shí)左右，在燃料供給用泵內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)大量高壓處理。另外，在并用連接在所說的燃料供給用泵上的增壓活塞的蓄壓式燃料噴射裝置也可容易達(dá)到180MPa以上的超高壓條件。
另外，構(gòu)成本發(fā)明的大流量燃料用閥時(shí)，最好將吸入孔的燃料通過面積設(shè)成比薄板的燃料通過面積大。
通過采用這樣的構(gòu)造，可在不大改變流動(dòng)方向下向吸入室里導(dǎo)入燃料的同時(shí)，容易地使其通過，因此，可減少其在吸入室內(nèi)的停留時(shí)間。所以，即使是大流量的燃料也可由所說的大流量燃料用閥使其迅速且定量地通過。
另外，本發(fā)明的別態(tài)是備有燃料吸入用閥及燃料吐出用閥的燃料供給用泵，以燃料吸入用閥備有閥本體、安裝在其內(nèi)部的可作業(yè)的閥體、設(shè)置在閥本體內(nèi)部的吸入室、吸入孔、閥體與閥本體的一部分相接而成的薄板部，并且，在設(shè)置多個(gè)吸入孔的同時(shí)，將吸入孔相對(duì)于吸入室呈非放射狀設(shè)置的大流量燃料用閥為特征的燃料供給用泵。
也就是說，通過采用這樣的構(gòu)造，即使是極大量的燃料也可由所說的大流量燃料用閥使其迅速且定量地通過，在燃料供給用泵中可實(shí)現(xiàn)對(duì)所說的燃料的高壓處理。另外，通過采用這樣的構(gòu)造，在并用連接在所說的燃料供給用泵上的增壓活塞的蓄壓式燃料噴射裝置也可容易達(dá)到180MPa以上的超高壓條件。
另外，構(gòu)成本發(fā)明的燃料供給用泵時(shí)，最好將該泵用于將單位時(shí)間流量為500～1500升/小時(shí)左右的燃料加壓至50MPa以上蓄壓式燃料噴射裝置中。
通過用于這樣的蓄壓式燃料噴射裝置，因能容易地進(jìn)行大量的燃料加壓處理，可提高燃料噴射裝置的燃燒效率，又可容易防止腐蝕的發(fā)生，及可提高其耐久性。


圖1的(a)和(b)是本發(fā)明的大流量燃料用閥的截面圖。
圖2是本發(fā)明的大流量燃料用閥的安裝狀態(tài)的截面圖。
圖3是本發(fā)明的其他的大流量燃料用閥的截面圖。
圖4是設(shè)有第二氣門彈簧(彈簧)的大流量燃料用閥的說明圖。
圖5是設(shè)有第二氣門彈簧(板彈簧)的大流量燃料用閥的說明圖。
圖6是使用了非線性的第二氣門彈簧的大流量燃料用閥的說明圖。
圖7是大流量燃料用閥中揚(yáng)程與單位時(shí)間流量的關(guān)系的特性圖。
圖8的(a)和(b)是以往的燃料用閥的截面圖。
圖9的(a)和(b)是其他的以往的燃料用閥的截面圖。
圖10的(a)和(b)是說明以往的燃料用閥的節(jié)流位置的截面圖。
圖11的(a)和(b)是說明以往的其他的燃料用閥的節(jié)流位置的截面圖。
圖12的(a)和(b)是說明本發(fā)明的大流量燃料用閥的節(jié)流位置的截面圖。
圖13是備有將大流量燃料用閥作為燃料吸入用閥或燃料吐出用閥的燃料供給用泵的截面圖。
圖14是由燃料用吸入用閥及燃料吐出用閥構(gòu)成的IO閥的截面圖。
圖15是說明活塞增壓式的蓄壓式燃料噴射裝置(APCRS)的程序的供圖。
圖16是安裝在燃料供給用泵上的比例控制泵(FMU)作用的說明圖。
圖17是說明活塞增壓式的蓄壓式燃料噴射裝置(APCRS)的構(gòu)造的供圖。
圖18是從概念上說明由活塞增壓式的蓄壓式燃料噴射裝置(APCRS)進(jìn)行燃料增壓的方法的供圖。
圖19是高壓燃料的噴射時(shí)間表的說明圖。
圖20是說明以往的蓄壓式燃料噴射裝置的構(gòu)造的供圖。
圖21是說明以往的其他的蓄壓式燃料噴射裝置的構(gòu)造的供圖。
圖22是說明以往的燃料噴射裝置的構(gòu)造的供圖。
圖23是說明以往的其他的燃料噴射裝置的構(gòu)造的供圖。
具體實(shí)施例方式
以下，適當(dāng)?shù)貐⒖几綀D，具體地說明關(guān)于本發(fā)明的大流量燃料用閥及備有該閥的燃料供給用泵的實(shí)施形態(tài)。
第一實(shí)施形態(tài)如圖1(a)及(b)所示，閥本體19、安裝在其內(nèi)部的可作業(yè)的閥體20、設(shè)置在閥本體19內(nèi)部的吸入室19a、吸入孔19c、閥體20與閥本體19的一部分相接而成的薄板部23的大流量燃料用閥73，以在設(shè)置多個(gè)吸入孔19c的同時(shí)，將吸入孔19c相對(duì)于吸入室19a呈非放射狀設(shè)置為特征的大流量燃料用閥73。
以下，將大流量燃料用閥73按構(gòu)成要件等區(qū)分進(jìn)行具體說明。
(1)閥本體閥本體是用來保持閥體的同時(shí)，只要是可使閥體正常運(yùn)作，對(duì)其形狀并無特殊限制。例如，最好可為如圖1(b)所示的下端開口的蓋狀。
另外，如圖1(b)所示，最好將閥本體19的外形作成實(shí)質(zhì)性的圓筒形的同時(shí)，不設(shè)突起部或凸緣部而讓其呈實(shí)質(zhì)性的平滑狀。也就是說，如圖8所示，以往為了定中心，在閥本體19的上面設(shè)置凸緣部33的同時(shí)，利用其將閥本體相對(duì)于滾筒等的位置固定，于是發(fā)現(xiàn)了閥本體制造困難，費(fèi)用高的問題。在此，如圖2所示，通過調(diào)整泵保持部71的內(nèi)徑與閥73的外徑來定中心的同時(shí)，并不在閥本體上設(shè)置凸緣部等，就可以解決閥本體的制造上的問題。
另外，最好在閥本體安裝后述的閥體并可在其內(nèi)部作業(yè)。也就是說，最好作成托架型的泵構(gòu)造。
在此，在閥本體里所安裝的閥體的驅(qū)動(dòng)方法并無特殊限制，例如，可如圖1(b)及圖2所示，最好是利用設(shè)在閥本體19上方的氣門彈簧21進(jìn)行機(jī)械驅(qū)動(dòng)或采用電磁式驅(qū)動(dòng)法。
2.閥體另外，最好將閥體薄板的直徑設(shè)在8mm以上的值。其理由是，通過采用這樣的構(gòu)造，例如，可容易將單位時(shí)間流量確保在500～1500升/小時(shí)左右，在將其供給燃料供給用泵，可實(shí)現(xiàn)大量燃料的高壓處理。另外，對(duì)于燃料供給用泵來說，在并用連接在燃料供給用泵上的增壓活塞的蓄壓式燃料噴射裝置時(shí)，也可容易達(dá)到180MPa以上的超高壓條件。
但是，如閥體的薄板徑過大的話，因大流量燃料用閥自身變大，有時(shí)會(huì)使安裝或閥體的高精度動(dòng)作變得困難，或降低閥體的耐久性及機(jī)械強(qiáng)度。
因此，閥體薄板的直徑以在8～15mm為更佳，在8～12mm為最佳。
3.吸入孔(1)個(gè)數(shù)另外，如圖1所示，第一實(shí)施形態(tài)中以設(shè)有多個(gè)吸入孔19c為特征。也就是說，是為了通過這多個(gè)的吸入孔使燃料室能吸入極大量的燃料。因此，所說的吸入孔有2個(gè)以上就行，3～5個(gè)范圍內(nèi)的值為更佳，3個(gè)或4個(gè)為最佳。
(2)配置1另外，關(guān)于多個(gè)吸入孔的配置如圖1(a)所示，該多個(gè)吸入孔19c相對(duì)于吸入室19a呈非放射狀。也就是說，以使從吸入孔19c流入的燃料的流動(dòng)方向偏離向著吸入室19a為中心的假想線配置為特征。
其理由是通過呈非放射狀配置的多個(gè)吸入孔，可在不大改變流動(dòng)方向下向吸入室里導(dǎo)入燃料。另外，從呈非放射狀的多個(gè)方向流入吸入室，也可減少在吸入室內(nèi)的相互沖擊。
因此，只要是像這樣的非放射狀配置有多個(gè)吸入孔的大流量燃料用閥，即使是象單位時(shí)間流量為500～1500升/小時(shí)左右的極大量的燃料，也能在比較小的揚(yáng)程下迅速且定量地通過。
另外，如圖1(a)所示，最好在將吸入室19a的水平截面形狀設(shè)置成實(shí)質(zhì)性的圓形的同時(shí)，將吸入孔19c沿吸入室19a的切線方向設(shè)置。
其理由是，通過構(gòu)成這樣的吸入孔配置，可向吸入室內(nèi)導(dǎo)入作為單方向旋轉(zhuǎn)流的燃料。另外，因從多個(gè)方向?qū)肴剂鲜菑那芯€方向?qū)?，可減少在吸入室內(nèi)的相互沖擊的同時(shí)，可容易地得到流向順滑的單方向旋轉(zhuǎn)流。
但是，吸入孔的配置不一定要沿著切線方向，例如相對(duì)于切線方向成±20°的范圍內(nèi)亦為許可范圍。
(3)配置2另外，據(jù)本發(fā)明的大流量燃料用閥，如圖3所示，相對(duì)于吸入室19a，最好使吸入孔19c在其斜向上呈傾斜配置。也就是說，最好在從吸入孔流入的燃料的流動(dòng)方向相對(duì)于燃料流入的吸入室的水平面成角度(θ)的斜向上配置。
其理由是，通過這樣的傾斜配置吸入孔，可使經(jīng)過更大加速的燃料流入吸入室內(nèi)，其結(jié)果可容易地導(dǎo)入更大量的燃料。另外，通過這樣的傾斜配置吸入孔，可減少從切線方向的多個(gè)方向?qū)肴剂祥g相互沖擊的同時(shí)，可更容易地得到單方向旋轉(zhuǎn)流。
另外，像這樣將吸入孔19c在相對(duì)于吸入室19a的垂直方向的斜向上呈傾斜配置時(shí)，如圖3所示，最好要將其相對(duì)于水平方向的傾斜角度(θ)定在1～45°的范圍內(nèi)的值。
其理由是，若所說的傾斜角度小于1°，有時(shí)則不能發(fā)現(xiàn)其傾斜效果；而所說的角度若大于45°，則有時(shí)會(huì)反而降低燃料向吸入室的流動(dòng)性。
因此，吸入孔的傾斜角度以5～30°的范圍內(nèi)的值為更佳，以10～25°的范圍內(nèi)的值為最佳。
(4)直徑另外，吸入孔的直徑最好要設(shè)在2～12mm的范圍內(nèi)的值。其理由是，若所說的吸入孔的直徑小于2mm的值，例如，則可能難以將單位時(shí)間的流量確保在500～1500升/小時(shí)，使燃料供給用泵難以實(shí)施大量的高壓處理。因此，在并用連接在該燃料供給用泵上的增壓活塞的蓄壓式燃料噴射裝置，例如難以達(dá)到180MPa以上的超高壓條件。
而若所說的吸入孔的直徑大于12mm的值的話，則有時(shí)會(huì)降低吸入孔的機(jī)械強(qiáng)度或降低耐久性。
因此，吸入孔的直徑以在2.5～11.5mm的范圍內(nèi)的值為更佳，3～11mm的范圍內(nèi)的值為最佳。
(5)吸入孔的面積另外，最好要將吸入孔的面積(開口部面積的總和)，也就是說，多個(gè)吸入孔的燃料通過面積作得比薄板部的燃料通過面積大。
其理由是，通過這樣考慮多個(gè)吸入孔的燃料通過面積，可在不大改變流動(dòng)方向下向吸入室里導(dǎo)入燃料的同時(shí)，還可減少其在吸入室內(nèi)的停留時(shí)間。所以，即使是大量的燃料也可由所說的大流量燃料用閥使其迅速且定量地通過。
另外，具體地來說，一個(gè)吸入孔的面積(開口部面積)最好要在15～250mm2范圍內(nèi)的值。
其理由是，所說的吸入孔的面積若小于15mm2，例如，則可能難以將單位時(shí)間的流量確保在500～1500升/小時(shí)，使燃料供給用泵難以實(shí)施大量的高壓處理。因此，在并用連接在該燃料供給用泵上的增壓活塞的蓄壓式燃料噴射裝置，例如難以達(dá)到180MPa以上的超高壓條件。
而若所說的吸入孔的面積大于250mm2的值的話，則有時(shí)會(huì)降低吸入孔的機(jī)械強(qiáng)度或降低耐久性。
因此，吸入孔的面積以在20～200mm2的范圍內(nèi)的值為更佳，25～150mm2的范圍內(nèi)的值為最佳。
然而，一個(gè)吸入孔的面積為如圖1(a)所示，在多個(gè)吸入孔19c中的朝吸入室19a開放的一個(gè)開口部19b的面積。
4.薄板部第一實(shí)施形態(tài)如圖1(b)所示，以設(shè)有薄板部23使閥體與閥本體的一部分互相連接，作為正確控制燃料通過量的通道為特征。也就是說，閥體會(huì)由于氣門彈簧而上下移動(dòng)，通過使閥體20與閥本體19的一部分互相連接形成這樣的薄板部，即使是大量的燃料，也可以迅速且定量地通過。
然而，如上所述，最好要將所說的薄板部的燃料通過面積作得比吸入孔的面積小。
5.氣門彈簧(1)第1氣門彈簧另外，最好要如圖1(b)所示，在閥本體19的上方設(shè)置用來驅(qū)動(dòng)閥體20的氣門彈簧(第1彈簧)21。
通過采用這樣的構(gòu)成，由氣門彈簧使閥體上下振動(dòng)，在容易使閥體與閥本體接觸的同時(shí)，還可以吸收閥體揚(yáng)程時(shí)的后座沖擊。
(2)第2氣門彈簧另外，如圖4所示，在設(shè)置第1氣門彈簧(第1彈簧)21的同時(shí)，最好要設(shè)置第2氣門彈簧24。也就是說，最好要設(shè)置彈簧系數(shù)較大的第2彈簧24，使其與在閥體20升起的初期階段就接在閥體20上的彈簧系數(shù)較小的第1彈簧21一起，在閥體20升起的中途階段接在閥體20上。
通過采用這樣的構(gòu)成，在開泵初期容易使閥體上升，柱塞的燃料吸入效率提高的同時(shí)，由第2氣門彈簧降低隨開泵而上升的上升速度，可減小閥體揚(yáng)程時(shí)的沖擊力。因此，即使是大流量燃料用閥，也可以防止耐久性及強(qiáng)度降低的同時(shí)，也可降低閥體后座時(shí)的沖擊聲。
然而，作為第2氣門彈簧，既可使用如圖4所示的彈簧24，也可使用如圖5(a)～(c)所示的板彈簧25。
(3)非線性彈簧另外，也可使用如圖6所示的非線性彈簧26來代替第1及第2彈簧并用。也就是說，例如使用圓錐狀的彈簧，作成使彈簧的鋼的直徑隨著下移變大的構(gòu)造，可以得到可變的彈簧系數(shù)，這樣，在不增加彈簧個(gè)數(shù)的情況下，也可得到與設(shè)置第1及第2彈簧的同樣的效果。
6.性能(1)燃料通過量(流量)另外，根據(jù)第1實(shí)施形態(tài)的大流量燃料用閥，關(guān)于燃料通過量(流速)，在閥體的揚(yáng)程為1mm時(shí)，燃料的單位時(shí)間的流量以500～1500升/小時(shí)的范圍為佳，以800～1300升/小時(shí)的范圍為更佳。
其理由是，通過采用這樣的構(gòu)成，在比較小的揚(yáng)程中可確保大流量的同時(shí)，可提供小型且高度較低的大流量燃料用閥。
在此，第1實(shí)施形態(tài)的大流量燃料用閥最好要有如圖7所示的特性曲線。圖7中的橫軸為閥體的揚(yáng)程(相對(duì)值)，縱軸為燃料的單位時(shí)間流量，也就是流速(相對(duì)值)。
另外，圖7中的線A為以往的燃料用閥，如圖8所示，是由薄板直徑為7.6mm、3個(gè)的吸入孔19c沿圓形吸入室18的外周呈放射狀設(shè)置而構(gòu)成的燃料用閥32(1型)。
同樣，中的線B為將薄板直徑擴(kuò)大的以往的燃料用閥變形例，如圖9所示，是由薄板直徑為10mm、3個(gè)的吸入孔19c沿圓形吸入室18的外周呈放射狀設(shè)置而構(gòu)成的燃料用閥34(2型)。
另外，線C為本發(fā)明的大流量燃料用閥，如圖1所示，是由薄板直徑為10mm、3個(gè)的吸入孔19c沿圓形吸入室18的切線設(shè)置而構(gòu)成的燃料用閥73(3型)。
(2)節(jié)流與特性另外，圖10(a)及(b)～圖12(a)及(b)所示的為由燃料速度分布判斷出的各燃料用閥(揚(yáng)程小及大)的節(jié)流位置。
也就是說，圖10(a)及(b)為圖8所示的以往的燃料用閥的節(jié)流位置，是與上述1型閥相對(duì)應(yīng)的圖。另外，圖11(a)及(b)為圖9所示的以往的燃料用閥的變形例的節(jié)流位置，是與上述2型閥相對(duì)應(yīng)的圖。另外，圖12(a)及(b)為圖1所示的本發(fā)明的大流量燃料用閥的節(jié)流位置，是與上述3型閥相對(duì)應(yīng)的圖。
從這些圖可以理解，1型的閥的節(jié)流位置與揚(yáng)程無關(guān)，在薄板部的旁邊。由此，其流量特性如圖7中的線A所示，由于薄板直徑不足，即使增大閥的揚(yáng)程也無法得到所定的流量。
另外，將直徑擴(kuò)大的2型的閥，其隨揚(yáng)程量的增加，節(jié)流位置由薄板部向吸入室18移動(dòng)。但其流量特性也如圖7中的線B所示，與1型的閥相比，流量有所增大，但仍未達(dá)到所定的流量。也就是說，2型的閥即使把薄板徑擴(kuò)大了，仍由于吸入室的節(jié)流，而使流量受到了限制。
而3型的閥則由于吸入孔呈切線狀設(shè)置，并且增大了薄板徑，其節(jié)流位置與揚(yáng)程量無關(guān)，只在薄板部，與2型的閥相比，吸入室18的節(jié)流也有改善。
另外，其流量特性如圖7中的線C所示，由于吸入室的節(jié)流得到了改善，在所定的揚(yáng)程可得到所定的流量。
第2實(shí)施形態(tài)為如圖13所示的，備有燃料吸入用閥73及燃料吐出用閥的燃料供給用泵50，以備有閥本體19、安裝在其內(nèi)部的可作業(yè)的閥體20、設(shè)置在閥本體19內(nèi)部的吸入室19a、吸入孔19c、以及一部分的閥體20與閥本體19相接的薄板部23的大流量燃料用閥73，并且，在設(shè)置多個(gè)吸入孔19c的同時(shí)，將吸入孔19c相對(duì)于吸入室19a呈非放射狀設(shè)置的大流量燃料用閥為特征燃料供給用泵50。以下，就所說的燃料供給用泵50按構(gòu)成要件分，進(jìn)行具體說明。
1.燃料吸入用閥第2實(shí)施形態(tài)是以使用第1實(shí)施形態(tài)中所說明的大流量燃料用閥作為燃料吸入用閥為特征。因此，最好要構(gòu)成如圖14所示的由燃料吸入用閥73及燃料吐出用閥60構(gòu)成的IO閥70。
還有，在使用第1實(shí)施形態(tài)中所說明的大流量燃料用閥作為燃料吸入用閥時(shí)，相對(duì)于燃料供給用泵，例如，即使是單位時(shí)間流量達(dá)500～1500升/小時(shí)，也可極為正確且定量地供給。
2.燃料供給用泵燃料供給用泵的形態(tài)并無特殊的限制，例如，最好備有如圖13所示的燃料供給用泵50。也就是說，所說的燃料供給用泵最好由泵殼52、滾筒(氣缸)53、柱塞54、燃料壓縮室74、推杠58及凸輪60構(gòu)成。
接著，要形成用柱塞54攪動(dòng)收容在泵殼52內(nèi)的滾筒53的內(nèi)側(cè)以進(jìn)行燃料加壓的燃料壓縮室，所說的柱塞54則最好構(gòu)成應(yīng)凸輪60的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而反復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造。由此，可在燃料壓縮室74內(nèi)由柱塞54對(duì)由燃料泵壓送來的燃料進(jìn)行高效的高壓燃料加壓處理。
然而，這個(gè)燃料供給用泵50的例中，在泵殼52內(nèi)備有兩組滾筒(氣缸)53，若要進(jìn)行更大量的燃料高壓處理，最好增至兩組以上。
3.蓄壓式燃料噴射裝置(APCRS)另外，第2實(shí)施形態(tài)的燃料供給用泵最好是有下述的構(gòu)造的活塞增壓式的蓄壓式燃料噴射裝置的一部分。
也就是說，最好如圖15所示，由燃料儲(chǔ)罐102、對(duì)所說的燃料儲(chǔ)罐102進(jìn)行燃料供給的燃料泵(低壓泵)104、燃料供給用泵(高壓泵)103、作為用來對(duì)從所說的燃料供給用泵103壓送來的燃料進(jìn)行蓄壓的蓄壓器的共軸杠106、活塞增壓裝置108及燃料噴射裝置11構(gòu)成燃料供給泵103。
(1)燃料儲(chǔ)罐如圖15所示的燃料儲(chǔ)罐102的容積及形態(tài)，最好要考慮到例如，能循環(huán)單位時(shí)間流量為500～1500升/小時(shí)的燃料后再?zèng)Q定。
(2)燃料泵及燃料供給用泵燃料泵104最好要如圖15所示，可將燃料儲(chǔ)罐102內(nèi)燃料(輕油)壓送至燃料供給泵103，并在燃料泵104與燃料供給泵103間設(shè)置過濾器105。還有，關(guān)于燃料泵104，作為例子，最好要有傳動(dòng)泵的構(gòu)造，安裝在凸輪的端部，并通過傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)來與凸輪軸直接或成適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
另外，燃料供給用泵103是將由燃料泵104供給的燃料進(jìn)行高壓加壓處理的裝置，構(gòu)成將燃料加壓后，通過高壓通路107往共軸杠106壓送的構(gòu)造。
另外，由燃料泵104隔著過濾器105壓送來的燃料，最好再經(jīng)由如圖16所示的進(jìn)行噴射量調(diào)整的比例控制泵(FMU)120供給燃料供給泵103。所說的燃料比例控制泵120，例如，最好受ECU控制，通過調(diào)整線圈124的電流來成比例的控制拉柱125的位置。也就是說，通過對(duì)應(yīng)于拉柱125的位置，控制拉柱125的前端部的活塞127的位置來改變?cè)O(shè)置在所說的活塞127上的槽122與燃料供給部129間的燃料通過面積，可以控制供給燃料供給泵103上的吸入閥(圖略)的燃料。
另外，如圖16所示，由燃料泵104供給的燃料除了被壓送給比例控制閥120及燃料供給用泵103以外，最好構(gòu)成由與所說的比例控制泵成并列設(shè)置的溢流閥(OFV)134返回燃料儲(chǔ)罐102的構(gòu)造。再有，一部分的燃料則最好通過安裝在溢流閥134上的排泄口136壓送至燃料供給用泵103的軸承(圖略)作為軸承的燃料潤滑油來使用。
然而，如上所述，燃料供給用泵103是將由燃料泵104供給的燃料進(jìn)行高壓加壓處理的裝置，最好構(gòu)成將燃料加壓后，通過高壓通路107往共軸杠106壓送的構(gòu)造。
(3)單方向泵另外，如圖15所示，最好要在燃料供給用泵103的出口處，或后述的共軸杠106上、燃料供給用泵103上設(shè)置單方向泵(圖略)。
其理由是，通過采用這樣的構(gòu)成，可使燃料供給用泵103對(duì)共軸杠106只進(jìn)行輸送燃料。因而可有效防止打開電磁控制泵時(shí)的逆流，從而防止共軸杠106內(nèi)的壓力的下降。
(4)共軸杠另外，如圖15所示，共軸杠106中最好接有多個(gè)指示器(噴射泵)110，從各指示器110將在共軸杠106中被蓄壓成高壓的燃料往內(nèi)燃機(jī)關(guān)(圖略)內(nèi)噴射。
另外，這些各指示器110雖無圖示，但最好通過IDU(IDUInjectorDriving Unit)來控制其吐出量。所說的IDU被接在后述的作為控制裝置的電子控制裝置單元(ECUElectrical Controlling Unit)上，受該ECU的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
另外，在共軸杠106的側(cè)端部最好要接有壓力檢測器117，將由所說的壓力檢測器117得到的壓力檢測信號(hào)送至ECU。也就是說，ECU最好要一收到從壓力檢測器117來的檢測信號(hào)，就控制電磁控制閥的(圖略)同時(shí)，據(jù)檢測到的壓力控制IDU的驅(qū)動(dòng)。
(5)活塞增壓裝置另外，作為活塞增壓裝置(增壓活塞)，如圖17所示，最好要含有氣缸155、機(jī)械式活塞154、加壓室158、電磁閥170及循環(huán)路157的同時(shí)，機(jī)械式活塞154要備有有較大面積的受壓部152及有較小面積的加壓部156。
也就是說，收容在氣缸155內(nèi)的機(jī)械式活塞154在受壓部152內(nèi)通過有共軸杠壓的燃料的擠壓而移動(dòng)，例如，要由有更小面積的加壓部156將有50MPa程度壓力的燃料，使加壓室158的共軸杠壓最好要在150MPa～300MPa的范圍內(nèi)的值。
另外，為了對(duì)機(jī)械式活塞154加壓，大量使用了有共軸杠壓的燃料，并在加壓后，最好通過電磁驅(qū)動(dòng)式的溢流閥170返流給燃料儲(chǔ)罐等。也就是說，大部分的有共軸杠壓的燃料最好在對(duì)機(jī)械式活塞加壓后，與從燃料噴射裝置的電磁泵180流出的燃料一起返流至燃料儲(chǔ)罐等，再一次使用于對(duì)機(jī)械式活塞加壓。
而由加壓部156增壓的燃料則被送至燃料噴射裝置(燃料噴射噴嘴)163，進(jìn)行高效噴射且燃燒。
因此，通過設(shè)置這樣的活塞增壓裝置，可不必將共軸杠過度大型化，而通過有共軸杠壓的燃料有效地推壓機(jī)械式活塞。
也就是說，如圖18的模型圖所示，據(jù)APCRS的程序，通過在機(jī)械式活塞上裝備有較大面積的受壓部與較小面積的加壓部的同時(shí)，考慮機(jī)械式活塞的沖程量，可減小加壓損失，在期望值上有效地對(duì)有共軸杠壓的燃料增壓。
更具體地，由有較大面積的受壓部接受從共軸杠來的燃料(壓力p1、體積V1、功W1)，通過備有有較小面積的加壓部的機(jī)械式活塞可得到更高壓的燃料(壓力p2、體積V2、功W2)。
(6)燃料噴射裝置①基本構(gòu)造另外，燃料噴射裝置(燃料噴射噴嘴)110的形態(tài)并無特殊限制，例如，如圖17所示，最好要備有由針狀閥體162著座的著座面164，以及在該著座面164的閥體接觸部的下游側(cè)形成的噴射孔165構(gòu)成的噴嘴體163，構(gòu)成在針狀閥體162揚(yáng)程時(shí)，將由著座面164的上游處供給的燃料導(dǎo)入噴射孔165的構(gòu)造。
另外，該燃料噴射噴嘴程序166通過彈簧161等使針狀閥體162一直處于朝著著座面的趨勢，針狀閥體162最好是通過螺線管180的通電/非通電進(jìn)行切換的開關(guān)電磁閥型。
②噴射時(shí)間表另外，關(guān)于高壓燃料的噴射時(shí)間表，如圖19所示，最好是如實(shí)線A所示的表現(xiàn)出有兩個(gè)階段噴射狀態(tài)的燃料噴射表。
其理由是，通過共軸杠與活塞增壓裝置(增壓活塞)的增壓組合，可以達(dá)到所說的兩個(gè)階段的噴射時(shí)間表，由此可以提高燃料燃燒效率的同時(shí)，可以凈化排氣氣體。
另外，據(jù)本發(fā)明，通過共軸杠與活塞增壓裝置(增壓活塞)的增壓組合得到如圖19的虛線B燃料噴射表也行。
然而，在不使用活塞增壓裝置(增壓活塞)時(shí)，也就是以往的噴射時(shí)間表為如圖19虛線C所示的低噴射量的一階段的噴射時(shí)間表。
(7)動(dòng)作接著，說明第2實(shí)施形態(tài)的燃料供給用泵103、活塞增壓裝置(增壓活塞)108及燃料噴射閥110的作用。也就是說，如圖15所示，在燃料噴射裝置(燃料噴射噴嘴程序)110運(yùn)作時(shí)，將燃料儲(chǔ)罐102的燃料從燃料泵104供給燃料供給用泵103，接著，對(duì)高壓燃料通路107壓送從燃料供給泵103來的高壓燃料。
接著，如圖17所示，在共軸杠106中蓄壓至50MPa程度，最好再由設(shè)置在其與燃料噴射閥110間的活塞增壓裝置(增壓活塞)108加壓至180MPa以上超高壓狀態(tài)。
另外，在增壓活塞108動(dòng)作時(shí)，由于使用了極大量的燃料，在圖17的示例中，充分發(fā)揮了設(shè)置在燃料供給用泵103中的大流量燃料用閥(圖略)的機(jī)能。
也就是說，通過在設(shè)置多個(gè)吸入孔的同時(shí)，將該吸入孔相對(duì)于吸入室呈非放射狀配置的大流量用閥作為燃料供給用泵103的燃料吸入用閥來使用，可以迅速且定量地通過例如單位流量為500～1500升/小時(shí)的燃料，還可通過燃料供給用泵103及共軸杠106各自進(jìn)行大量處理。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性據(jù)本發(fā)明的大流量燃料用閥，通過在設(shè)置多個(gè)吸入孔的同時(shí)，將該吸入孔相對(duì)于吸入室呈非放射狀配置，使即使是例如單位流量為500～1500升/小時(shí)的燃料也可迅速且定量地通過變?yōu)榭赡堋?br> 另外，據(jù)本發(fā)明的大流量燃料用閥，即使在閥體的揚(yáng)程比較小時(shí)，由于能使單位時(shí)間流量為1000升/小時(shí)以上的燃料通過，閥體的位置變化變小，可以緩和著座時(shí)的沖擊。
還有，據(jù)本發(fā)明的大流量燃料用閥，不必將吸入孔的直徑與截面積作得過大就能使大量的燃料迅速且定量地通過，可以抑制大流量燃料用閥自身的耐久性及強(qiáng)度的下降。
因此，本發(fā)明的大流量燃料用閥適合作為利用活塞進(jìn)行大流量的燃料增壓的蓄壓式燃料噴射裝置(APCRS)中的使用的燃料供給用泵的大流量燃料用閥來使用。
另外，據(jù)備有本發(fā)明的大流量燃料用閥的燃料供給用泵，通過設(shè)置多個(gè)吸入孔的同時(shí)，有相對(duì)于吸入室呈非放射狀配置的吸入孔的大流量燃料用閥，使即使是例如單位流量為500～1500升/小時(shí)的極大量的燃料也可迅速且定量地通過變?yōu)榭赡堋?br> 權(quán)利要求
1.一種備有閥本體、安裝在其內(nèi)部的可作業(yè)的閥體、設(shè)置在閥本體內(nèi)部的吸入室、吸入孔、閥體與閥本體的一部分相接而成的薄板部的大流量燃料用閥，其特征為在設(shè)置多個(gè)上述吸入孔的同時(shí)，該吸入孔相對(duì)于上述吸入室呈非放射狀配置。
2.如權(quán)力要求1中所記載的大流量燃料用閥，其特征為使上述吸入室的水平截面形狀實(shí)質(zhì)性地呈圓形的同時(shí)，將上述吸入孔沿上述吸入室的切線方向配置。
3.如權(quán)力要求1或2中所記載的大流量燃料用閥，其特征為將上述吸入孔沿上述吸入室的垂直方向呈傾斜配置。
4.如權(quán)力要求1～3中任意一項(xiàng)所記載的大流量燃料用閥，其特征為上述吸入孔的直徑為2～12mm的范圍內(nèi)的值。
5.如權(quán)力要求1～4中任意一項(xiàng)所記載的大流量燃料用閥，其特征為上述閥體的薄板直徑為8mm以上的值。
6.如權(quán)力要求1～5中任意一項(xiàng)所記載的大流量燃料用閥，其特征為上述吸入孔的燃料通過面積比上述薄板部的燃料通過面積大。
7.一種備有燃料吸入用閥及燃料吐出用閥的燃料供給用泵，其特征為上述燃料吸入用閥備有閥本體、安裝在其內(nèi)部的可作業(yè)的閥體、設(shè)置在閥本體內(nèi)部的吸入室、吸入孔、以及一部分的閥體與閥本體相接的薄板部；并且，在設(shè)置多個(gè)上述吸入孔的同時(shí)，上述吸入孔相對(duì)于吸入室呈非放射狀配置。
8.如權(quán)力要求7中所記載的燃料供給用泵，其特征為用于將單位流量為500～1500升/小時(shí)的燃料增壓至50MPa以上的蓄壓式燃料噴射裝置中。
全文摘要
提供適用于利用活塞將大流量的燃料增壓用的蓄壓式燃料噴射裝置(APCRS)中使用的大流量型燃料用閥及備有該閥的燃料供給用泵。為此，在備有燃料吸入用閥及燃料吐出用閥的燃料供給用泵中，燃料吸入用閥備有閥本體、安裝在其內(nèi)部的可作業(yè)的閥體、設(shè)置在閥本體內(nèi)部的吸入室、吸入孔、以及一部分的閥體與閥本體相接的薄板部，且在設(shè)置多個(gè)吸入孔的同時(shí)，將該吸入孔相對(duì)于吸入室呈非放射狀配置。
文檔編號(hào)F02M59/46GK1751180SQ20038010043
公開日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2003年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月29日
發(fā)明者青木伸夫, 久保田一哉, 寺田武史, 一之瀨健史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社博世汽車系統(tǒng)