(57)【要約】      （修正有）【課題】堅牢性が改善された燃料インジェクタを提供する。【解決手段】燃料インジェクタ（１８）は、インジェクタ本体（３４）と、インジェクタ本体（３４）内で中にノズル供給通路（５２）を有するスタック（４２）とを含む。スタック（４２）は、ノズル供給通路（５２）のセグメントを含む中に形成された燃料ボア（７０）を有するソレノイドハウジング片（４８）を有するソレノイドアセンブリ（３０）を含む。ソレノイドハウジング片（４８）は、ベース状態のソレノイドハウジング材料と、残留圧縮応力状態のソレノイドハウジング材料を含み、前記燃料ボア（７０）は、残留圧縮応力状態のソレノイドハウジング材料によって形成される。残留応力は、ボーライジング、窒化処理、浸炭、自緊、またはさらに別の技術によって与えられ得る。【選択図】図２
2020090958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向軸（３６）を画定し、中に形成される燃料入口（３８）および低圧出口（４０）のそれぞれを有するインジェクタ本体（３４、１３４）と、
前記インジェクタ本体（３４、１３４）内に少なくとも部分的に配置されたスタック（４２）であって、中に形成された制御チャンバ（５０）およびノズル供給通路（５２）のそれぞれを有し、ソレノイドアセンブリ（３０、１３０）と、中に形成された複数のノズル出口（４１）を含む先端片（４４）とを含むスタック（４２）と、
前記制御チャンバ（５０）に露出された閉鎖油圧表面（６８）を有し、前記複数のノズル出口（４１）をそれぞれ開閉するために開放チェック位置と閉鎖チェック位置との間で調整可能である出口チェック（６６）とを含み、
前記ソレノイドアセンブリ（３０，１３０）は、前記ノズル供給通路（５２）のセグメントを含む中に形成される燃料ボア（７０，１７０）を有するソレノイドハウジング片（４８、１４８）を含み、
前記ソレノイドハウジング片（４８，１４８）は、ベース状態のソレノイドハウジング材料と、残留圧縮応力状態のソレノイドハウジング材料を含み、前記燃料ボア（７０，１７０）は、前記残留圧縮応力状態の前記ソレノイドハウジング材料によって形成される、燃料インジェクタ（１８、１１８）。
【請求項２】
前記ソレノイドアセンブリ（３０、１３０）は、コイル・ステータサブアセンブリ（７８）をさらに含み、前記ソレノイドハウジング片（４８，１４８）は、外側ハウジング表面（８２）と、中に配置された前記コイル・ステータサブアセンブリ（７８）を有する中央のボア（８４）を形成する第一の内側ハウジング表面（８０）と、前記中央のボア（８４）の半径方向外側の位置で前記燃料ボア（７０、１７０）を形成する第二の内側表面（８６）とをさらに含む、請求項１に記載の燃料インジェクタ（１８、１１８）。
【請求項３】
前記ベース状態の前記ソレノイドハウジング材料は、前記第二の内側表面（８６）から離れて前記ソレノイドハウジング片（４８）内に広範囲に広がり、
前記ソレノイドハウジング片（４８）は、前記燃料ボア（７０）を通る半径方向の厚さを有し、前記燃料ボア（７０）は、前記半径方向の厚さ（９０）の５０％またはそれ以上の燃料ボア径を有し、
前記スタック（４２）が、前記ノズル供給通路（５２）と流体連結される中に形成される燃料加圧チャンバ（５４）をさらに含み、
前記燃料インジェクタ（１８）は前記出口チェック（６６）用でバルブ部材（６０）を含む制御バルブアセンブリ（３２）と、前記バルブ部材（６０）と接触するロッド（６２）と、前記ロッド（６２）に連結され、前記コイル・ステータサブアセンブリー（７８）のソレノイド（７２，７４）を通電または非通電にすることに応答して、前記制御バルブアセンブリ（３２）をそれぞれ開バルブ位置と閉バルブ位置との間で調整するために、第一のアーマチュア位置と第二のアーマチュア位置との間で移動可能なアーマチュア（６４）とをさらに含む、請求項１または２に記載の燃料インジェクタ（１８、１１８）。
【請求項４】
進んだ位置と後退した位置との間で前記燃料加圧チャンバ（５４）内で移動可能なプランジャ（５６）と、前記プランジャ（５６）と連結されたタペット（２６）とをさらに備える、請求項３に記載の燃料インジェクタ（１８）。
【請求項５】
前記スタック（４２）が、前記ソレノイドハウジング材料とは異なるバルブハウジング材料で形成され、前記ソレノイドハウジング片（４８，１４８）に隣接して位置付けられたバルブハウジング片（４６）をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料インジェクタ（１８、１１８）。
【請求項６】
ソレノイドハウジング片（４８，１４８）内の燃料ボア（７０，１７０）を形成するソレノイドハウジング材料を圧縮することと、
前記ソレノイドハウジング材料の圧縮に応答して、前記燃料ボア（７０，１７０）を形成する前記ソレノイドハウジング材料における残留圧縮応力を誘起することと、
前記ソレノイドハウジング片（４８、１４８）を燃料インジェクタ（１８、１１８）内のスタック（４２）に取り付けることと、
前記燃料ボア（７０、１７０）が加圧燃料を前記燃料インジェクタ（１８、１１８）の先端片（４４）内の複数のノズル出口（４１）に供給するために、ノズル供給通路（５２）のセグメントを形成するように、前記スタック（４２）内の前記ソレノイドハウジング片（４８、１４８）を配向することと、を含む、燃料インジェクタ（１８、１１８）を作製する方法。
【請求項７】
前記ソレノイドハウジング片（４８，１４８）の中央のボア（８４）にコイル・ステータサブアセンブリ（７８）を取り付けることをさらに含み、
前記スタック（４２）内の前記ソレノイドハウジング片（４８、１４８）を前記配向することが、燃料加圧チャンバ（５４）と前記燃料ボア（７０、１７０）を流体接続することをさらに含み、
前記ソレノイドハウジング材料を前記圧縮することが、前記中央のボア（８４）の半径方向外側の位置で、ボア直径が、前記燃料ボア（７０，１７０）を通る前記ソレノイドハウジング片（４８，１４８）の半径方向厚さの約５０％以上である前記燃料ボア（７０，１７０）を形成するソレノイドハウジング材料を圧縮することさらに含み、
前記残留圧縮応力を前記誘起することが、前記燃料ボアを離れて前記ソレノイドハウジング片（４８，１４８）を形成するソレノイドハウジング材料が、ベース状態を保持するように、前記残留圧縮応力を誘起することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記残留圧縮応力を前記誘起することが、前記燃料ボア（７０，１７０）をボーライジングすることをさらに含む、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
それぞれが中に形成された複数のノズル出口（４１）を有する先端片（４４）を含む、複数の燃料インジェクタ（１８、１１８）を含み、
前記複数の燃料インジェクタ（１８、１１８）のそれぞれが、制御バルブアセンブリ（３２、１３２）と、前記制御バルブアセンブリ（３２，１３２）と連結されたソレノイドアセンブリ（３０，１３０）とをさらに含み、
前記ソレノイドアセンブリ（３０、１３０）が、加圧燃料を前記対応する複数のノズル出口（４１）に供給するために中に形成される燃料ボア（７０，１７０）を有するソレノイドハウジング片（４８、１４８）を含み、
前記ソレノイドハウジング片（４８，１４８）は、ベース状態のソレノイドハウジング材料と、残留圧縮応力状態のソレノイドハウジング材料を含み、前記燃料ボア（７０，１７０）は、前記残留圧縮応力状態の前記ソレノイドハウジング材料によって形成される、燃料システム（１６）。
【請求項１０】
前記複数の燃料インジェクタ（１８、１１８）のそれぞれは、出口チェック（６６、１６６）と、前記対応する出口チェック（６６，１６６）用であって、前記対応するソレノイドハウジング片（４８，１４８）に隣接して配置され、前記ソレノイドハウジング材料とは異なるバルブハウジング材料を含むバルブハウジング片（４６）を有する、制御バルブアセンブリ（３２，１３２）とをさらに含み、
前記ベース状態の前記ソレノイドハウジング材料が、前記残留圧縮応力状態の前記ソレノイドハウジング材料から離れて前記ソレノイドハウジング内に広範囲に広がり、
前記ソレノイドハウジング片（４８、１４８）は、前記燃料ボア（７０，１７０）を通る半径方向の厚さを有し、前記燃料ボア（７０，１７０）は、前記半径方向の厚さの５０％またはそれ以上の燃料ボア径を有し、
制御バルブアセンブリ（３２，１３２）は、バルブ部材（６０，１６０）と、前記バルブ部材（６０，１６０）と接触するロッド（６２）と、前記ロッド（６２）と連結され、開バルブ位置と閉バルブ位置との間で前記制御バルブアセンブリ（３２，１３２）を調整するために、第一のアーマチュア位置と第二のアーマチュア位置との間で移動可能であるアーマチュア（６４、１６４）とを含む、請求項９に記載の燃料システム（１６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に、燃料インジェクタで使用されるタイプの電気アクチュエータソレノイドアセンブリに関し、より具体的には、残留圧縮応力状態においてソレノイドハウジング材料によって形成される燃料ボアを持つソレノイドハウジング片に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンで使用される最近の燃料システムは、多くの異なる設計である。直接燃料噴射を用いるシステムでは、多くの圧縮点火ディーゼルエンジンと同様に、複数の燃料インジェクタがエンジンハウジング内の複数の燃焼シリンダと関連付けられ、それに延伸している。加圧燃料は、所望のエンジンタイミングでシリンダ内に直接噴射され、燃焼を開始し、一般的に周知の様式でクランクシャフトを回転させるピストンを駆動する。このようなシステムでの噴射のための燃料加圧は、各燃料インジェクタ内、各燃料インジェクタに関連付けられた個別のユニットポンプ、または単一の高圧ポンプで所望の圧力で維持されるいわゆるコモンレールなどの比較的大量の燃料によって行われる。複数のコモンレールがそれぞれ異なる燃料圧力で維持される二つまたは三つの燃料インジェクタ用の燃料を加圧するために一つのポンプが使用されるその他の変形およびさらにその他が公知である。
【０００３】
比較的高い燃料噴射圧力が、より完全な噴射燃料の燃焼と関連し、従って特定の望ましくない排気のレベルが低減されるより大きな燃料の微粒子化を促進できることが、数十年観察されてきている。１２５メガパスカル（Ｍｐａ）を超える、および一部の場合、１５０Ｍｐａより大きい噴射のための燃料を加圧するシステムが周知である。こうした高い燃料圧力は、燃料圧力を生成し、それをさまざまな構成要素内またはその間に維持するために、堅牢な機器を必要とすることができる。比較的高い燃料圧力が、エンジン出力密度の観点からも望ましい場合がある。
【０００４】
所与のサイズのエンジンに対する利用可能なエンジン出力は、エンジンサイクル当たりの空気で燃焼され得る燃料量を含むいくつかの要因に関連する傾向がある。このような理由から、比較的高い燃料噴射圧力が、典型的なエンジンサイクルで利用可能な比較的短い時間に燃焼するためにより多くの燃料を送達することが可能になるにつれて、最適な出力密度に対し望ましい場合がある。圧縮点火ディーゼルエンジンの液体燃料チャージは、望ましくは約５０度のクランク角以内およびそれより少なく、噴射される。比較的低いエンジン速度と負荷でも、十分な量の燃料を噴射することは難しい場合がある。比較的高いエンジン速度と負荷の場合構成要素の非常に迅速な作動と高い燃料圧力の管理には、実用的なエンジン設計でエンジンの望ましいまたは最適な出力密度を達成するための特別な機器、製造技術、および高度な制御が必要になる場合がある。米国特許出願公開第２０１６／０２９０３０２号は、その堅牢性を改善する技術によって明らかに処理された燃料インジェクタを提案する。
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、燃料インジェクタは、長手方向軸を画定し、中に形成される燃料入口および低圧出口のそれぞれを有するインジェクタ本体を含む。スタックは、インジェクタ本体内に少なくとも部分的に配置され、中に形成された制御チャンバおよびノズル供給通路のそれぞれを有し、ソレノイドアセンブリと、中に形成された複数のノズル出口を含む先端片とを含む。燃料インジェクタは、制御チャンバに露出された閉鎖油圧表面を有し、複数のノズル出口をそれぞれ開閉するために開放チェック位置と閉鎖チェック位置との間で調整可能である出口チェックとをさらに含む。ソレノイドアセンブリは、ノズル供給通路のセグメントを含む中に形成された燃料ボアを有するソレノイドハウジング片を含む。ソレノイドハウジング片は、ベース状態のソレノイドハウジング材料と、残留圧縮応力状態のソレノイドハウジング材料を含み、燃料ボアは、残留圧縮応力状態のソレノイドハウジング材料によって形成される。
【０００６】
別の態様では、燃料インジェクタを製造する方法は、ソレノイドハウジング片の燃料ボアを形成するソレノイドハウジング材料を圧縮することと、ソレノイドハウジング材料の圧縮に応じて、燃料ボアを形成するソレノイドハウジング材料に残留圧縮応力を誘起することとを含む。方法は、ソレノイドハウジング片を燃料インジェクタ内のスタックに取り付けることと、燃料ボアが加圧燃料を燃料インジェクタの先端片内の複数のノズル出口に供給するために、ノズル供給通路のセグメントを形成するように、スタック内のソレノイドハウジング片を配向することとをさらに含む。
【０００７】
さらに別の態様では、燃料システムは、それぞれが中に形成された複数のノズル出口を有する先端片を有する複数の燃料インジェクタを含む。複数の燃料インジェクタのそれぞれは、制御バルブアセンブリおよび制御バルブアセンブリと連結されたソレノイドアセンブリをさらに含む。ソレノイドアセンブリは、加圧燃料を対応する複数のノズル出口に供給するために中に形成された燃料ボアを有するソレノイドハウジング片を含む。ソレノイドハウジング片は、ベース状態のソレノイドハウジング材料と、残留圧縮応力状態のソレノイドハウジング材料を含み、燃料ボアは、残留圧縮応力状態のソレノイドハウジング材料によって形成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態によるエンジンシステムの概略図である。
【図２】図２は、一実施形態による燃料システムにおける燃料インジェクタの断面図である。
【図３】図３は、別の実施形態による燃料システムにおける燃料インジェクタの断面図である。
【図４】図４は、一実施形態による、ソレノイドアセンブリの斜視図である。
【図５】図５は、一実施形態による、ソレノイドハウジング片を通した断面図である。
【図６】図６は、一実施形態による、燃料インジェクタを作製する一つの段階の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、一実施形態による、中に形成された複数のシリンダ１５を有するエンジンハウジング１４を有する内燃エンジン１２を含むエンジンシステム１０が示される。図示されていないが、複数のピストンが複数のシリンダ１５のそれぞれ内に位置付けられ、クランクシャフトを一般的に従来的な様式で回転させるために、往復するように構造化されてことが理解されるであろう。エンジンシステム１０は、ディーゼル留出燃料、バイオディーゼル、これらのブレンド、またはそれ以外のもので動作するよう構成された圧縮点火ディーゼルエンジンシステムを含むことができる。シリンダ１５は、Ｖ構成、インライン構成、またはさらに別のものなど、任意の適切な構成に配置され得る。エンジンシステム１０はさらに、加圧燃料をシリンダ１５のうちの一つ内に少なくとも部分的に配置する複数の燃料インジェクタ１８に供給するよう構成された燃料システム１６を含む。燃料システム１６はさらに、燃料供給源２０および燃料供給源２０から燃料インジェクタ１８へ燃料を供給するよう構成された燃料移送ポンプ２２を含む。燃料システム１６はまた、エンジンフライホイール（図示せず）によって回転可能な、従来の４サイクルの動作ストラテジのエンジン速度の半分で回転するカムシャフト２４を含む。カムシャフト２４は、燃料インジェクタ１８のうちの一つにそれぞれ関連する複数のタペット２６と接触して回転するよう構成されている。各燃料インジェクタ１８はさらに、噴射制御バルブアセンブリ３２およびソレノイドアセンブリ３０を含む。本明細書でさらに説明するように、燃料噴射を制御するための制御バルブアセンブリ３２を作動させるためのソレノイドアセンブリ３０への通電および非通電を含む燃料システム１６のさまざまな電気動作を通電および制御するために、電子制御ユニットまたはＥＣＵ２８が提供される。以下の説明からさらに明らかになるように、燃料システム１６は、エンジンシステム１０の最適出力密度を得ることを支援する比較的高い燃料圧力を収容するために、ソレノイドアセンブリ３０によって一意に構造化される。
【００１０】
ここで図２を参照すると、燃料システム１６およびエンジンシステム１０で使用され得る燃料インジェクタ１８が示されている。ただし、燃料インジェクタ１８は本明細書において単数で論じられるが、このような説明は、全てが実質的に同一である可能性があるため、燃料システム１６の他の燃料インジェクタ１８のいずれかに類似して適用されることが理解されよう。燃料インジェクタ１８は、長手方向軸３６を画定し、中に形成される燃料入口３８および低圧出口４０のそれぞれを有するインジェクタ本体３４を含む。燃料入口３８は、エンジンハウジング１４のエンジンヘッド内の燃料供給導管と流体接続するように構成することができ、低圧出口４０は、ここでも、一般的に知られている方法で、同じ燃料導管または燃料を燃料供給源２０に戻す別個のドレン導管と流体接続するように同様に構成される。燃料インジェクタ１８はさらに、インジェクタ本体３４内に少なくとも部分的に位置付けられたスタック４２を含み、スタック４２は制御チャンバ５０および中に形成されるノズル供給通路５２のそれぞれを有する。図示した実施形態では、スタック４２は、ノズル供給通路５２に流体連結できる中に形成される複数のノズル出口４１を有する先端部または先端片４４を含む。スタック４２は、制御バルブアセンブリ３２のバルブハウジング片４６およびソレノイドアセンブリ３０のソレノイドハウジング片４８も含む。上述のように、燃料インジェクタ１８は、機械的に作動する様式で燃料を加圧することができ、カム２４の回転に応答して、タペット２６が通常長手方向軸３６に沿ってインジェクタ本体３４に上昇および下降する。燃料加圧プランジャ５６は、ノズル供給通路５２と流体連通するスタック４２に形成された燃料加圧チャンバ５４内で移動可能である。プランジャ５６は、進んだ位置と後退した位置との間で移動可能であり、一般的に従来的な様式でタペット２６と連結される。図示した実施形態では、制御バルブアセンブリ３２は、バルブ部材６０およびバルブ部材６０と接触するロッド６２を含む。バルブ部材６０は、ボールバルブ、部分的球状バルブ、ディスク、またはその他の一部のタイプのバルブであり得る。制御バルブアセンブリ３２はまた、ロッド６２と連結され、第一のアーマチュア位置と第二のアーマチュア位置との間で移動可能であるアーマチュア６４を含み、開バルブ位置と閉バルブ位置との間でそれぞれ制御バルブアセンブリ３２を調整する。燃料インジェクタ１８は、逃しバルブアセンブリ５８をさらに含んでもよい。
【００１１】
上述のように、スタック４２は、中に形成された制御チャンバ５０を有する。制御バルブアセンブリ３２、すなわちバルブ部材６０が、開バルブ位置にあるとき、制御チャンバ５０は、低圧出口４０と流体連結される。制御バルブアセンブリ３２、すなわちバルブ部材６０が、閉バルブ位置にあるとき、制御チャンバ５０は、低圧出口４０と断続されており、ノズル通路５２と接続されている。燃料インジェクタ１８はまた、制御チャンバ５０に露出した閉鎖油圧表面６８を有し、開放チェック位置と閉鎖チェック位置との間で調整可能である出口チェック６６を含み、それぞれ、ノズル出口４１を開閉する。逃しバルブアセンブリ５８は、プランジャ５６の往復運動により燃料を燃料入口３８または低圧出口４０との間で運ぶことができる開放位置と、燃料加圧チャンバ５４内の圧力が、プランジャ５６の移動に応じて増大し、噴射のために燃料を加圧することができる閉鎖位置との間で調整可能でもあり得る。
【００１２】
ソレノイドアセンブリ３０は、ノズル供給通路５２のセグメントを含む中に形成される燃料ボア７０を有するソレノイドハウジング片４８をさらに含む。本明細書でさらに考察したように、燃料ボア７０が比較的大きくなるようにソレノイドハウジング片４８が形成され、比較的高い燃料圧力に耐えるよう構成され、それによってエンジンシステム１０の最適出力密度を得ることができる。図示した実施形態では、ソレノイドアセンブリ３０は、第一のソレノイドコイル７２および第二のソレノイドコイル７４およびコア７６を含む。アーマチュア６４は、アーマチュア６４を動作させるために電気エネルギー状態に対する異なる変化が使用され得るが、ソレノイドコイル７２の通電および非通電に応答して、それぞれ、第一のアーマチュア位置と第二のアーマチュア位置との間で調整される。逃しバルブアセンブリ５８は、ソレノイドコイル７４を通電および非通電にすることによって、その開位置と閉位置の間で調節され得る。一つまたは複数のソレノイドコイルおよびステータまたはコアは、本明細書にさらに記述されるように、コイル・ステータサブアセンブリを形成する。燃料インジェクタ１８は、バイアーマチュア設計を含むことができる。他の例において、単一の電気アクチュエータのアーマチュアは、燃料インジェクタ内に収容され得る。
【００１３】
例えば、ここで図３を参照すると、別の実施形態による燃料インジェクタ１１８が示され、インジェクタ本体１３４の外部およびそれから離れている燃料加圧機構１５６を含む。燃料加圧機構１５６は、カム１２４の回転に応答して動作することができる。燃料インジェクタ１１８はまた、出口チェック１６６と、バルブ部材１６０およびアーマチュア１６４を有する噴射制御バルブアセンブリ１３２とを含む。インジェクタ本体１３４および／またはその構成要素は、ソレノイドハウジング片１４８およびソレノイドコイル１７２を持つソレノイドアセンブリ１３０を通って延在するノズル供給通路１７０を形成する。燃料加圧機能を燃料インジェクタ本体１３４とは別個のユニットポンプ１５６などに分離することに加えて、単一のアーマチュア１６４および単一のソレノイドコイル１７２のみが、噴射制御バルブアセンブリ１３２およびソレノイドアセンブリ１３０に関連付けられていることが理解される。ソレノイドハウジング片１４８は、ソレノイドハウジング片４８と概して類似した構成を持つことができ、ノズル供給通路１７０のセグメントは、ソレノイドハウジング片１４８を通過するが、単一のソレノイドコイル１７２を利用する。さらに他の実施形態では、本開示によるソレノイドアセンブリは、コモンレールまたは類似に構成された燃料システムに実装され得る。
【００１４】
ここで図４を参照すると、その追加的な特徴を示すソレノイドアセンブリ３０が示されている。上述の通り、ソレノイドアセンブリ３０は、図４の参照番号７８によって示されるコイル・ステータサブアセンブリを含み得る。ソレノイドハウジング片４８は、外側ハウジング表面８２と、中に位置付けられたコイル・ステータサブアセンブリ７８を持つ中央のボア８４を形成する第一の内側ハウジング表面８０と、第二の内側表面８６とをさらに含む。第二の内側表面８６は、中央のボア８４の半径方向外側の位置に燃料ボア７０を形成する。切り欠き８８は、コイル・ステータサブアセンブリ７８の特徴に適応するために、第一の内側ハウジング表面８０に形成される。外側ハウジング表面８２は円筒形状を持つことに留意することができる。第一の内側ハウジング表面８０はまた、概して円筒形の形状を有するが、切り欠き８８によって中断される。ソレノイドアセンブリ３０が燃料インジェクタ１８または本開示による別の燃料インジェクタ内のサービス用に配置される場合、ソレノイドハウジング片４８は、スタック４２の隣接する構成要素間に締め付けられ得る。図２の実施形態では、ソレノイドハウジング片４８を含むソレノイドアセンブリ３０は、一つまたは複数の先端片４４に対して締め付けられる隣接するバルブハウジング片４６に対して締め付けられる。追加的なスタック構成要素は、ソレノイドアセンブリ３０の上部に締め付けられ、逃しバルブアセンブリ５８およびプランジャ５６などに対する構成要素を収容する。
【００１５】
図５も参照すると、追加的な詳細を示すソレノイドハウジング片４８を通した切断された図が示されている。燃料インジェクタ１８の長手方向軸３６は、中央のボア８４を通って延びている。中央のボア８４は、外側ハウジング表面８２と同様に、長手方向軸３６を中心とし得る。ソレノイドハウジング片４８は、長手方向軸３６にセンタリングされた円の半径に沿って、燃料ボア７０を通って参照番号９０によって示される半径方向の厚さを有する。燃料ボア７０は、半径方向の厚さ９０の約５０％以上の燃料ボア径９２を有する。いくつかの実施形態では燃料ボア径９２は、半径方向の厚さ９０の約４０％〜約６０％であってもよく、または潜在的にそれより大きくてもよい。本明細書で使用される場合、「約」という用語は、重要な数の有意な桁に対し、従来的な丸めるという文脈の中で理解することができる。従って、「約５０」は４５〜５４などである。
【００１６】
上述のように、比較的高い燃料圧力は、所与の時間に比較的より大量の燃料の送達を可能にすることができる。最適化された出力密度の達成には、燃料圧力の増加だけでなく、燃料インジェクタの定常流状態の増加も含まれる。換言すれば、他の因子が等しいとして他の燃料インジェクタと比較して、燃料の比較的大きい定常流となるよう燃料インジェクタ１８、１１８を設計することである。本開示によると、燃料ボア径９２は、比較的より大きな定常流を得るため、他の既知の設計と比較して、壁厚９０の比率として比較的大きくてもよい。燃料ボア径の増大および燃料圧力の増大により、燃料ボア７０を囲む壁の薄化のために、ソレノイドハウジング片４８の最適な構造完全性よりも低くなることが予想される場合がある。しかし上述のように、本開示は、破壊またはパフォーマンス低下につながり得るその他の現象に対する抵抗を増加させるために、残留圧縮応力をソレノイドハウジング片４８の材料に与えることによってこの問題に対処する。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
ここで図６を参照すると、燃料インジェクタ１８を作製するための一つのプロセス段階で、固定部またはベース１００内に位置付けられるように、ソレノイドハウジング片４８が示されている。燃料インジェクタ１８を作製することは、ソレノイドハウジング片４８における燃料ボア７０を形成するソレノイドハウジング材料を圧縮することを含むことができ、図示した実施形態では、ボール１０４を燃料ボア７０を通して前進させることができるように見えるアクチュエータ１０２を示す。また、図６から、ソレノイドハウジング片４８は、ベース状態９４のソレノイドハウジング材料と、残留圧縮応力が燃料ボア７０を形成するソレノイドハウジング材料に誘起される残留圧縮応力状態９６のソレノイドハウジング材料とを含むことが分かる。異なる断面は、異なる材料の例示を特定する。言い換えれば、残留圧縮応力は、元のソレノイドハウジング材料の圧縮に応答して燃料ボア７０を形成する材料で誘起され得る。
【００１８】
残留圧縮応力を誘起するための図示された技術は一般に、燃料ボア７０の「ボーライジング」として知られており、ここでボール１０４はわずかに大きく、従って燃料ボア７０およびアクチュエータ１０２内で締り嵌めが、燃料ボア７０を通してそれに接触しないボール１０４を押し出すために使用される。図６の図では、残留圧縮応力状態９６のソレノイドハウジング材料がボール１０４の上の位置で第二の内側表面８６を形成することがわかる。ここで、ベース状態のソレノイドハウジング材料は、ボール１０４の下に第二の内側表面８６と燃料ボア７０を形成する。ボール１０４が燃料ボア７０を通る残りの部分で押し出されると、残留圧縮応力状態９６内のソレノイドハウジング材料が、第二の内側表面８６によって形成される長さおよび表面積全体に沿って製造されることが予想され得る。また当然のことながら、ベース状態９４内のソレノイドハウジング材料は、第二の内側表面８６から離れてソレノイドハウジング片４８内に広範囲に広がってもよい。広範囲とは、ソレノイドハウジング材料の全てまたは９０％より大きいなど実質的に全てが、ベース状態にあることを意味する。そのため、第二の内側表面８６から離れてソレノイドハウジング片４８の残り、および、その中の残留応力の貫通のいくらかの深さは、残留圧縮応力を与えるために使用される技術によって影響を受けない。ベース状態は、ソレノイドハウジング片４８を機械加工または精密鍛造することによって取得され得るなど、残留圧縮応力を実質的に含まない状態でありうる。残留圧縮応力の検出は、破壊的または非破壊的試験によって、または使用またはシミュレーションされた使用環境における燃料インジェクタ１８の検査または観察によって可能でありうる。
【００１９】
ボーライジングは一つの実用的な実施戦略である一方で、いくつかの他の技術が知られており、それによって残留圧縮応力がソレノイドハウジング材料に与えられ、１５０ＭＰａを超える燃料圧力のように、燃料圧力の取り扱いに対する能力を増加させることができる。窒化処理、浸炭、熱処理、自緊、またはその他の技術が採用され得る。ボーライジングおよびこれらの他の技術は、変形することが望ましいソレノイドハウジング片４８の部分のみを選択的に処理するためにも使用され得る。ソレノイドハウジング片４８は、ソレノイドハウジング材料が、制御バルブアセンブリ６２の電磁操作を最適に支援すると同時に、他の処理技術または構造設計で予想される材料または磁気特性への妨害なしに他の機能やスタック４２内のクランプに十分な構造的健全性を維持できるように、比較的柔らかい鉄であり得る。バルブハウジング片４６は、比較的硬い鉄または鋼材材料などのソレノイドハウジング材料とは異なるバルブハウジング材料で形成され得ることも理解されるべきである。本明細書で説明する方法で残留圧縮応力を誘起する処理の後、ソレノイドハウジング片４８はコイル・ステータサブアセンブリ７８を中央のボア８４内に設置することによるコイル・ステータサブアセンブリ７８と、ソレノイドアセンブリ３０と、燃料インジェクタ１８のスタック４２に取り付けられたハウジング片４８とに結合することができる。ソレノイドハウジング片４８の取り付け中、ソレノイドハウジング片４８は、燃料ボア７０が、加圧燃料を先端片４４におけるノズル出口４１に供給するために本明細書で記述されたように、ノズル供給通路５２のセグメントを形成するように、スタック４２に配向され得る。説明した通り、ソレノイドハウジング片４８を配向することは、燃料ボア７０を燃料加圧チャンバ５４と流体連結するように配置することさらに含み得る。
【００２０】
本明細書は、例示目的のみを目的としており、本開示の幅を狭めるために解釈されるべきではない。従って、本開示の完全および公正な範囲および精神から逸脱することなく、本開示の実施形態にさまざまな修正を行うことができることを当業者は理解するであろう。その他の態様、特徴および利点は、添付の図面および添付の特許請求の範囲の審査上明らかであろう。本明細書で使用される場合、冠詞「ａ」および「ａｎ」は一つまたは複数の品目を含むことが意図されており、「一つまたは複数」と交換可能に使用され得る。一つの項目のみが意図されている場合、「１」または類似の言語が使用される。また、本明細書で使用される場合、「有している」、「有する」、「有する」またはこれに類する用語はオープンな用語であることが意図されている。さらに、「に基づく」という語句は、別段の明示がない限り、「少なくとも部分的に基づく」を意味することを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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