TW201839256A - 燃料噴射閥 - Google Patents

Abstract

燃料噴射閥包括：噴嘴體部；閥體；以及閥座。閥體和閥座界定燃料空間，其在閥體是在座落於閥座部上之狀態的情形下乃屏蔽於燃料噴射孔並且供應有燃料。燃料空間至少包括在閥體的側表面和形成閥座之容納空間的表面之間的空間。閥體和閥座建構成在閥體是在與閥座部分開之狀態的情形下使燃料空間和燃料噴射孔彼此連通。照光部配置在燃料空間由透射光所照射的位置。

Description

燃料噴射閥

[0001] 本發明關於燃料噴射閥，其舉例而言應用於內燃機並且噴射液態燃料。

[0002] 將燃料噴射到內燃機之燃燒室內的燃料噴射閥描述於日本專利公開案第2006-336493號(JP 2006-336493 A)。該燃料噴射閥(下文稱為「相關技藝的噴射閥」)包括燃料通道，燃料經此而在相關技藝的噴射閥中流動。進一步而言，相關技藝的噴射閥包括雷射光照射裝置，其能讓雷射光進入燃料通道內。 　　[0003] 於相關技藝的噴射閥，形成燃料通道的組件僅部分由進入燃料通道內的雷射光所照射。由雷射光所照射的部分產生熱。產生熱的部分下文稱為「產熱部」(heat generation portion)。相關技藝的噴射閥加熱接觸產熱部的燃料。結果，噴射燃料的溫度逐漸增加，因此相關技藝的噴射閥可以促進燃料噴霧的霧化。 　　[0004] 然而，於相關技藝的噴射閥，產熱部的位置是在「柱針閥在其縱向上的大致中央部」(substantially the central portion of a columnar needle valve in its longitudinal direction)。也就是說，產熱部的位置與燃料噴射孔分開了相對為長的距離。為此緣故，從在產熱部加熱的燃料到燃料噴射孔的距離乃相對為長，如此則燃料的熱逸散到形成燃料通道的組件。結果，於相關技藝的噴射閥，問題在於需要大量能量以增加從燃料噴射孔所噴射之燃料噴霧的溫度。換言之，問題在於相關技藝的噴射閥無法有效率的增加燃料噴霧的溫度。

[0005] 本發明提供燃料噴射閥，其能夠有效率的增加燃料噴霧的溫度。 　　[0006] 本發明的某方面關於燃料噴射閥，其包括：噴嘴體部，其具有中空柱形狀；柱閥體，其配置在噴嘴體部內以沿著噴嘴體部的軸向來移動；閥座，其配置在噴嘴體部內而在尖端部的附近；閥體驅動部，其建構成使閥體在閥體座落在閥座之閥座部上的位置和閥體與閥座部分開的位置之間移動；光源，其具有發光部，而當發光部被供給能量時產生光；管部，其配置於基端部中，而是在當中形成燃料噴射孔之噴嘴體部的尖端部之相反側上的端部；以及透光部，其建構成從光引入部來接收光源所產生的光，並且傳送接收光到照光部以使透射光從照光部發射。噴嘴體部包括在噴嘴體部之尖端部的燃料噴射孔。閥座包括當中插入閥體之尖端部的容納空間。管部配置成與所要接觸的噴嘴體部同軸但為整合體或分開體。管部建構成經由管部而供應燃料給噴嘴體部。 　　[0007] 閥體和閥座界定燃料空間，其在閥體是在座落於閥座部上之狀態的情形下乃屏蔽於燃料噴射孔並且供應有燃料。燃料空間至少包括在閥體的側表面和形成閥座之容納空間的表面之間的空間。閥體和閥座建構成在閥體是在與閥座部分開之狀態的情形下使燃料空間和燃料噴射孔彼此連通。發光部配置在直接或間接接觸管部的位置。照光部配置在至少部分的燃料空間是由透射光所照射的位置。 　　[0008] 根據本發明的該方面，照光部配置在至少部分的燃料空間由透射光所照射的位置。燃料供應到燃料空間。當閥體與閥座部分開時，由於燃料空間和燃料噴射孔彼此連通，故燃料從燃料噴射孔噴射。因此，供應到燃料空間的燃料是恰在噴射之前出現在燃料所通過之空間中的燃料。因此，從照光部發射到至少部分之燃料空間的光僅加熱出現於燃料空間中的燃料(也就是恰在噴射之前出現於空間中的燃料)。為此緣故，舉例而言，相較於相關技藝之噴射閥的情形(出現於閥體內和噴嘴體部內之至少一者的整個燃料被加熱)，可以有效率的加熱恰在噴射之前的空間中之燃料。進一步而言，由於燃料空間和燃料噴射孔之間的距離極短，故加熱燃料的熱幾乎不逸散。結果，根據本發明該方面的燃料噴射閥可以使用較少能量而有效率的增加燃料噴霧的溫度。 　　[0009] 進一步而言，根據本發明的該方面，發光部配置在直接或間接接觸管部的位置。燃料經由管部的中空部而供應到噴嘴體部。因此，從發光部所逸散的熱可以經由管部而逸散到通過管部之中空部的燃料。據此，從發光部所逸散的熱可以增加燃料的溫度。也就是說，在燃料的溫度藉由光照射而在燃料噴射閥的下游側增加之前，燃料的溫度也可以在燃料噴射閥的上游側增加。結果，可以進一步改善加熱燃料的效率。 　　[0010] 根據本發明該方面的燃料噴射閥可以進一步包括透光件，其由透光材料所製成，並且配置在閥體的外側表面和噴嘴體部的內側表面之間，而接觸在燃料噴射孔的相反側上之閥座的表面，並且關閉閥體之外側表面和噴嘴體部之內側表面所形成的開口。燃料空間可以包括延伸通道，其設置在閥座內並且從空間延伸到透光件。照光部可以配置在延伸通道是由穿過透光件之透射光所照射的位置。 　　[0011] 根據本發明的該方面，由於透光件設置在照光部和延伸通道的端部之間，同時延伸通道中的燃料是由從照光部發射而穿過透光件的光所照射，故透光部的透光末端(照光部的周邊)可以由透光件所可靠的密封。結果，可以充分的抑制燃料從照光部的周邊或透光部的周邊滲透到至少一透光部內。 　　[0012] 於根據本發明該方面的燃料噴射閥，閥體驅動部可以包括：核心件，其配置在噴嘴體部內；彈簧，其配置在噴嘴體部內，並且具有受到支撐而不相對於噴嘴體部移動的第一端；電樞；其配置在噴嘴體部內以使彈簧的第二端鎖定於電樞，並且握持閥體；以及螺線管，其配置在噴嘴體部外以包圍核心件的外圓周。 　　[0013] 管部可以配置於基端部中而與所要接觸的噴嘴體部同軸，但可以是分開體。發光部可以固定於管部的外側表面。透光部可以配置成使得光引入部配置在管部的一側並且平行於噴嘴體部的中心軸線而延伸。 　　[0014] 根據本發明的該方面，發光部配置在管狀管部的外側表面上，該管部配置於基端部中而與所要接觸的噴嘴體部同軸但為分開體。另一方面，包括驅動閥體所需之組件(也就是核心件、彈簧、電樞、螺線管)的閥體驅動部配置於噴嘴體部中。因此，發光部可以設置於燃料噴射閥中而不改變關於燃料噴射特徵之組件(也就是當中配置了閥體驅動部的噴嘴體部和閥體)的尺寸。因此，噴嘴體部、閥體驅動部、閥體可以做成共通於不設有發光部的燃料噴射閥和根據該方面的燃料噴射閥。換言之，不須特別設計關於燃料噴射的構件以便將發光部設置於燃料噴射閥中。結果，可以進一步減少根據本發明該方面之燃料噴射閥的成本。 　　[0015] 進一步而言，根據本發明的該方面，發光部和加熱燃料的空間之間的距離為長。然而，透光部配置在發光部和該空間之間。因此，可以進一步減少由於透光所造成的光能損失。為此緣故，當加熱燃料時的能量效率可以維持在較高數值。 　　[0016] 於根據本發明該方面的燃料噴射閥，管部可以由導熱率高於噴嘴體部的材料所製成。 　　[0017] 根據本發明的該方面，由於管部的導熱率相對為高，故當發光部發射光時所產生的熱可以經由管部而有效率的逸散到通過管部的燃料。結果，可以有效冷卻發光部。進一步而言，燃料可以被該熱所有效的加熱。因此，根據上述方面，可以進一步改善加熱燃料的效率。 　　[0018] 於根據本發明該方面的燃料噴射閥，透光部可以包括光纖。噴嘴體部可以包括光纖所通過的透光部空間，並且可以包括樹脂，其填充光纖和形成透光部空間的表面之間的間隙。 　　[0019] 根據本發明的該方面，由於光纖藉由樹脂而固定於噴嘴體部，故可以進一步減少光纖由於震動而斷開的可能性。進一步而言，由於可以進一步減少燃料滲透到光纖周邊的可能性，故可以進一步減少光纖惡化的可能性。 　　[0020] 於根據本發明該方面的燃料噴射閥，透光部可以是形成於噴嘴體部中的透光部空間。形成透光部空間的表面可以是鏡面。 　　[0021] 根據本發明的該方面，由於不需額外的透光件(例如光纖)來形成透光部，故燃料噴射閥可以由較少數目的構件所形成。 　　[0022] 根據本發明該方面的燃料噴射閥可以進一步包括密封件，其密封由閥體之側表面和在透光件相反於閥座之該側上的噴嘴體部之內側表面所形成的空間，並且密封透光部空間。 　　[0023] 根據本發明的該方面，由於該空間和透光部空間可以藉由密封件而可靠的密封(屏蔽)，故可以充分的抑制空間中的燃料滲透到透光部空間內。 　　[0024] 於根據本發明該方面的燃料噴射閥，光源可以包括反射部，其反射從發光部所發射的光以使光集中在光引入部上。 　　[0025] 根據本發明的該方面，發光部所產生的光可以藉由反射部而有效率的集中在光引入部上。因此，可以進一步減少光能損失，並且可以進一步改善加熱燃料的效率。 　　[0026] 於根據本發明該方面的燃料噴射閥，光源可以包括覆蓋部，其覆蓋發光部和反射部。覆蓋部的內表面可以是鏡面。 　　[0027] 根據本發明的該方面，發光部和反射部可以藉由覆蓋部而保護免於外部物質(例如沙塵)。進一步而言，由於覆蓋部的內表面是鏡面，故可以充分抑制覆蓋部的溫度由於光而增加，並且在鏡面上所反射的至少部分光可以導引到光引入部，藉此進一步減少光能損失。

[0029] 下文將參考圖式來描述根據本發明之每一具體態樣的燃料噴射閥。於具體態樣的所有圖式，彼此相似或對應的相同元件乃標以相同的參考數字。 ＜第一具體態樣＞ 　　[0030] 將描述根據本發明之第一具體態樣的燃料噴射閥(下文稱為「第一燃料噴射閥」)。第一燃料噴射閥100應用於安裝在車輛(未圖示)中之「圖1所示範的內燃機10」。 　　[0031] 內燃機10是多汽缸(本範例為四汽缸)、四行程、火星點火、電子控制燃料噴射式汽油引擎。內燃機10包括「多個燃燒室、分別連接到燃燒室的進氣埠、連接到進氣埠的進氣管路、分別連接到燃燒室的排氣埠、連接到排氣埠的排氣管路」，這些都未圖示。 　　[0032] 第一燃料噴射閥100配置於汽缸頭部中以將燃料直接噴射到每個燃燒室內。在此，第一燃料噴射閥100也可以配置於每個進氣埠中以噴射燃料到每個進氣埠內。 　　[0033] 於車輛(未圖示)，進一步安裝了作為引擎控制器的電子控制單元(electronic control unit, ECU)20、作為噴射驅動器的電子驅動單元(electronic drive unit, EDU) 21、光源輸出控制器22、燃料泵30、燃料槽31、遞送管41。 　　[0034] ECU 20是包括熟知之微電腦的電子電路，並且包括中央處理單元(central processing unit, CPU)、唯讀記憶體(read-only memory, ROM)、隨機存取記憶體(random-access memory, RAM)、備份RAM、介面和類似者。ECU 20連接到EDU 21。ECU 20藉由傳送燃料噴射控制訊號到EDU 21而經由EDU 21來控制第一燃料噴射閥100，以使第一燃料噴射閥100噴射燃料。EDU 21可以設置於ECU 20中。 　　[0035] EDU 21連接到圖2所示範而包括在第一燃料噴射閥100中的螺線管139，其稍後將描述。EDU 21回應於來自ECU 20的燃料噴射控制訊號而傳送用於驅動螺線管139的驅動訊號(開閥命令訊號)給螺線管139。 　　[0036] ECU 20連接到光源輸出控制器(光源控制單元或光源控制器)22。光源輸出控制器22控制流經圖2示範的發光部122之電流的大小，其稍後將描述。ECU 20基於代表連接到ECU 20之多樣感應器(未圖示)所獲取的內燃機10之狀態的參數來計算所需的燃料加熱量，並且傳送代表所計算之燃料加熱量的控制訊號給光源輸出控制器22。光源輸出控制器22回應於代表燃料加熱量的控制訊號而控制流經發光部122之電流的大小。 　　[0037] 燃料泵30藉由馬達(未圖示)而旋轉以將燃料槽31中的燃料進給到遞送管41。因此，高壓燃料儲存於遞送管41中。高壓燃料經由連接到每個第一燃料噴射閥100的管路41a而供應到第一燃料噴射閥100。第一燃料噴射閥100基於來自ECU 20的燃料噴射控制訊號而回應於從EDU 21所傳送的驅動訊號來開啟，並且開啟第一燃料噴射閥100而噴射燃料。 ＜第一燃料噴射閥的架構＞ 　　[0038] 如圖2所示範，第一燃料噴射閥100包括燃料引入部110、光源120、噴嘴部130。 　　[0039] 燃料引入部110、光源120、噴嘴部130具有空間(燃料通道)，其彼此連通並且使燃料經此通過。也就是說，燃料從圖1示範的遞送管41供應到圖2示範的燃料引入部110。如圖2的箭號所指，燃料通過燃料引入部110、光源120、噴嘴部130的個別燃料通道，並且抵達在第一燃料噴射閥100之尖端所形成的燃料噴射孔131a。因此，當燃料噴射孔131a開啟時，燃料從燃料噴射孔131a朝向外面噴射。 ＜燃料引入部＞ 　　[0040] 燃料引入部110包括第一管部111。第一管部111是由金屬所製成，並且具有大致中空柱形狀(圓柱形狀)而具有中心軸線C100。第一管部111的第一端和第二端是開啟的。在第一管部111之第一端附近的部分形成入口112。第一管部111在入口112連接到圖1示範的管路41a。下文可以有以下情形：相對於燃料噴射孔131a的入口112側表示成上側，並且相對於入口112的燃料噴射孔131a側表示成下側。特定組件的上端部也稱為「上端」(upper end)，並且組件的下端部也稱為「下端」(lower end)。因此，第一管部111的上端連接到管路41a。 ＜光源＞ 　　[0041] 光源120包括第二管部121、發光部122(光源)、多個聚光鏡(反射部)123、覆蓋部124。 　　[0042] 第二管部121具有大致中空柱形狀(圓柱形狀)而具有中心軸線C100。第二管部121的上端(第一端)和下端(第二端)是開啟的。第二管部121的上端接合於第一管部111的下端。 　　[0043] 第二管部121是由具有相對為高之導熱率的金屬所製成(舉例而言為鋁合金或銅合金)。第二管部121的熱傳率高於第一管部111和噴嘴體部131中之任一者的熱傳率，這稍後將描述。第二管部121具有熱槽的功能，其將當發光部122發射光時所產生的熱轉移到通過在第二管部121內之燃料通道的燃料而逸散熱。因此，發光部122所產生的熱可以有效用於「加熱燃料」(to heat the fuel)。雖然圖中未示範，但是用於進一步改善對燃料之熱傳導效率的多個鰭可以設置在第二管部121的內側表面上。 　　[0044] 發光部122配置在第二管部121的外側表面上。更特定而言，如圖3A和3B所示範，發光部122包括基板122a、多個(本範例為三個)發光元件122b、一對導線部122c、用於每個發光元件122b的一對連接部122d。圖3B是發光部122沿著圖3A之箭號A1來看的圖。 　　[0045] 基板122a是由具有相對為高之熱傳率的材料所製成。基板122a以大致帶形而配置在第二管部121的外側表面上，如此以密切接觸第二管部121的外側表面並且包圍第二管部121的外圓周。 　　[0046] 發光元件122b是具有大致矩形板狀的元件，它們是相同的，並且當被供給能量時發射光。於這範例，發光元件122b是發光二極體(light emitting diode, LED)，並且LED(發光元件)122b所發射的光類型是適合加熱的光(舉例而言為紫外光或紅外光)。每個LED 122b都配置在基板122a的外側表面上。LED 122b的排列狀態是沿著第二管部121的圓周方向而彼此分開。因此，LED 122b在平行於中心軸線C100的方向上乃配置成與第一燃料噴射閥100的尖端部(舉例而言為燃料噴射孔131a)有相等的距離。如上所述，LED 122b沿著第二管部121的圓周方向來排列。因此，優點在於即使在LED 122b設置於第一燃料噴射閥100中的情形，這不增加第一燃料噴射閥100的整體長度(沿著中心軸線C100的長度)。 　　[0047] 某一導線部122c具有薄帶形狀，並且配置在基板122a的外側表面上以在基板122a的上端部附近來包圍基板122a。該一導線部122c電連接到圖2所示範之連接器141的第一端子141a。另一導線部122c具有薄帶形狀，並且配置在基板122a的外側表面上以在基板122a的下端部附近來包圍基板122a。該另一導線部122c經由導線部(未圖示)而電連接到第二管部121。每個LED 122b都配置在導線部122c之間。每個LED 122b都經由連接部122d而電連接到導線部122c。 　　[0048] 如圖2和3A所示範，每個聚光鏡123都配置在第二管部121的外側表面和覆蓋部124的內側表面之間。聚光鏡123是彎曲薄板體，並且建構成面對發光部122和覆蓋發光部122。聚光鏡123之面對發光部122的表面是鏡面。因此，聚光鏡123所具有的角度和形狀則致使聚光鏡123反射從LED 122b所發射的光，並且反射光集中在「光引入部150a上，其形成透光路徑的起點而是透光部150的上端(第一端)」。 　　[0049] 覆蓋部124是由金屬所製成，並且具有大致中空柱形狀(圓柱形狀)而具有中心軸線C100。雖然覆蓋部124的上端(第一端)和下端(第二端)都是關閉的，但是圓形孔設置於覆蓋部124的上端(第一端)和下端(第二端)中。覆蓋部124固定於第二管部121，如此以在第二管部121插入該孔的狀態下來覆蓋發光部122和聚光鏡123。換言之，發光部122和聚光鏡123容納在第二管部121的外側表面和覆蓋部124的內側表面之間所形成的關閉空間。 　　[0050] 覆蓋部124具有抑制發光部122所發射的光洩漏到第一燃料噴射閥100外面的功能，以及具有保護發光部122和聚光鏡123免於外部物質(例如沙塵)的功能。覆蓋部124是由可以受到鏡面處理的材料所形成，並且覆蓋部124的內側表面是鏡面。如上所述，可以充分的抑制覆蓋部124由於「發光部122所發射的光」而加熱和惡化。進一步而言，覆蓋部124在鏡面上反射施加到覆蓋部124之鏡面的光，使得部分的反射光導向光引入部150a。覆蓋部124的內側表面可以不是鏡面。於上面這情形，覆蓋部124可以由無法受到鏡面處理的材料(舉例而言為樹脂)所製成。 ＜噴嘴部＞ 　　[0051] 噴嘴部130包括噴嘴體部131、核心件132、內軸環133、電樞134、針閥135、彈簧136、閥座137、外殼138、螺線管139。 　　[0052] 噴嘴體部131是由金屬所製成，並且具有大致中空柱形狀(圓柱形狀)而具有中心軸線C100。噴嘴體部131的上端(第一端)是開啟的。噴嘴體部131的下端(第二端)是關閉的。噴嘴體部131的上端接合於第二管部121的下端和覆蓋部124之下側的部分壁。作為燃料噴射孔131a的貫穿孔則形成於噴嘴體部131之下端的壁中。 　　[0053] 核心件132是由磁性材料(本範例為鐵)所製成，並且具有大致中空柱形狀(圓柱形狀)而具有中心軸線C100。核心件132的上端(第一端)和下端(第二端)是開啟的。核心件132固定於噴嘴體部131，使得核心件132的外圓周表面鄰接噴嘴體部131的內圓周表面。 　　[0054] 內軸環133是由金屬所製成，並且具有大致中空柱形狀(圓柱形狀)而具有中心軸線C100。內軸環133在沿著中心軸線C100之方向的長度乃短於核心件132在沿著中心軸線C100之方向的長度。核心件132的上端(第一端)和下端(第二端)是開啟的。內軸環133固定於核心件132，使得內軸環133的外圓周表面鄰接核心件132的內圓周表面。內軸環133在沿著中心軸線C100的方向上乃配置於核心件132之中央部上方的部分。 　　[0055] 電樞134是由磁性材料所製成(本範例為鐵)，並且具有：上部，其具有中空柱形狀而有相對為大的直徑和中心軸線C100；以及下部，其具有中空柱形狀而有相對為小的直徑和中心軸線C100。電樞134的上部配置成可相對於噴嘴體部131來滑動。電樞134的上端和下端是開啟的。貫穿孔形成在電樞134的上部和下部之間的分隔壁中。 　　[0056] 針閥(閥體)135是由金屬所製成，並且具有大致中空柱形狀(圓柱形)而具有中心軸線C100。針閥135的上端(第一端)是開啟的。針閥135的下端(第二端)是關閉的。針閥135的外徑小於噴嘴體部131的內徑。針閥135的上部接合於電樞134的下部。因此，針閥135可以沿著中心軸線C100而連同電樞134一起在噴嘴體部131內移動。第一連通孔135a和第二連通孔135b分別形成在靠近針閥135之上端的位置和靠近其下端的位置。第一連通孔135a為圓形，並且第二連通孔135b為卵形。 　　[0057] 彈簧(螺旋彈簧)136是彈性組件，其配置在內軸環133的下端和電樞134的分隔壁之間而在核心件132的內部空間中。彈簧136的上端固定於內軸環133。彈簧136的下端則鎖定於電樞134。彈簧136被壓縮並且將電樞134和針閥135偏壓朝向噴嘴體部131的第二端(下端)。 　　[0058] 閥座137是由金屬所製成，並且具有大致實心柱形狀而具有中心軸線C100。閥座137的外徑與噴嘴體部131的內徑重合。於閥座137，形成了當中插入針閥135之尖端部的容納空間。也就是說，於閥座137的上部，形成了當中插入針閥135之尖端部的柱容納孔。於閥座137的下部，形成了具有倒置截頭圓錐形狀而連接到閥座137之容納孔的空間。在閥座137內的尖端部附近形成倒置截頭圓錐形狀空間的傾斜表面部則構成了閥座部(座落部)，其上鄰接(座落)了針閥135的尖端角落部。 　　[0059] 外殼138具有：上部，其具有中空柱形狀(圓柱形狀)而有相對為大的直徑和中心軸線C100；以及下部，其具有中空柱形狀(圓柱形狀)而有相對為小的直徑和中心軸線C100。外殼138的上端(第一端)和下端(第二端)是開啟的。外殼138之上部的內徑大於噴嘴體部131的外徑，並且形成容納螺線管139的空間。外殼138之下部的內徑大致與噴嘴體部131的外徑重合。於外殼138，外殼138的下部接合於噴嘴體部131。 　　[0060] 螺線管139配置成埋在樹脂中，該樹脂填充噴嘴體部131和外殼138的上部之間的空間。螺線管139電連接到連接器141的第二端子141b。當電流流經螺線管139時(當螺線管139被供給能量時)，電樞134與針閥135一起往上移動來對抗彈簧136的偏壓力，使得針閥135的尖端角落部與閥座137的閥座部分開。當沒有電流流經螺線管139時，電樞134藉由彈簧136的偏壓力而與針閥135一起往下移動，使得針閥135的尖端角落部鄰接(座落)在閥座137的閥座部上。 　　[0061] 如上所述，在噴嘴體部131中所形成的空腔中，具有管狀的核心件132、具有管狀的內軸環133、作為彈性組件的彈簧136、電樞134、針閥135、閥座137沿著中心軸線C100而依序排列在從光源120朝向噴嘴體部131之尖端部的方向上。 　　[0062] 空間S1形成在噴嘴體部131的內圓周表面和針閥135的外圓周表面之間。空間S1經由第一連通孔135a和第二連通孔135b而連通於針閥135的內部空間。 　　[0063] 如圖2和4所示範，空間S2形成在高於閥座137的密封部之部分(形成閥座137的閥座部之傾斜表面[形成容納空間的表面]的上部)的內圓周表面和針閥135的外圓周表面之間。空間S2經由第二連通孔135b而連通於針閥135的內部空間。 　　[0064] 進一步而言，空間S3是由針閥135之下端(尖端)的外壁表面(形成閥座137之閥座部的傾斜表面)和噴嘴體部131之下端(尖端)的內壁表面所形成。當針閥135是在與閥座137之閥座部分開的位置時(也就是當燃料從燃料噴射孔131a噴射時)，空間S3連通於空間S2。空間S3連通於燃料噴射孔131a。 　　[0065] 於如上所述而建構的第一燃料噴射閥100，如圖2的箭號所指，從管路41a供應到入口112的燃料流經第一管部111、第二管部121、噴嘴體部131的上部、核心件132的上部、內軸環133、核心件132的下部、電樞134的個別內部空間而到針閥135的內部空間內。填充針閥135之內部空間的燃料經由第一和第二連通孔135a、135b而供應到空間S1，並且經由第二連通孔135b而供應到空間S2。因此，當針閥135的尖端角落部藉由螺線管139被供給能量而與閥座137的閥座部分開時，空間S2中的燃料供應到空間S3並且抵達燃料噴射孔131a，使得燃料經由燃料噴射孔131a而噴射到第一燃料噴射閥100外面。空間S1、S2、S3為了方便也稱為「燃料空間」(fuel space)。 ＜透光部和照光部＞ 　　[0066] 第一燃料噴射閥100進一步包括透光部150、密封件160、透光件161。 　　[0067] 透光部150是由可以在相對為高之反射度下重複反射而傳送光的組件所形成。特定而言，透光部150是光纖。透光部150設置成對應於多個發光部122的每一者。 　　[0068] 透光部150配置於噴嘴體部131之壁中所形成而相對為薄的管狀空間(通道)151中以平行於中心軸線C100來延伸。空間151也稱為透光部空間151。透光部150和形成透光部空間151的表面彼此分開。透光部150和形成透光部空間151的表面之間的間隙則填充了樹脂(舉例而言為環氧樹脂)152以固定透光部150。藉由樹脂152而將透光部150固定於噴嘴體部131，則可以盡可能的抑制透光部150由於震動或類似者而斷開。 　　[0069] 如圖2所示範，透光部150的上端(第一端)150a配置在發光部122發射之光所抵達的位置，並且形成光引入部150a。於這範例，光引入部150a通過覆蓋部124的下側之壁中所形成的貫穿孔，並且暴露於覆蓋部124的下側之壁的上表面。也就是說，光引入部150a暴露於第二管部121的外側表面和覆蓋部124的內側表面之間所形成的空間，並且配置成緊接在發光部122之下。 　　[0070] 如圖2和3所示範，透光部150的下端(第二端)150b穿透密封件160並且抵達透光件161的上表面(一末端表面)。下端150b形成照光部150b。因此，發光部122所發射的光從光引入部150a傳送到透光件161並且從照光部150b發射。 　　[0071] 密封件160是由鋁所製成的圓形板體(鋁墊片)。貫穿孔形成於密封件160的中央。針閥135之外側的壁表面可滑動的插入貫穿孔。密封件160裝配到噴嘴體部131內。密封件160外側表面不漏液體的鄰接著噴嘴體部131之內側的壁表面。如上所述，密封件160設置有多個貫穿孔來插入透光部150。透光部150排列成通過貫穿孔。形成密封件160之貫穿孔的內圓周壁表面和透光部150之間的空間則填充了樹脂152。 　　[0072] 密封件160具有密封靠近透光部150之照光部150b的部分和透光件161之間間隙的功能。密封件160具有密封空間的功能，該空間是由針閥135之外側表面和在透光件161相反於閥座137之該側上的噴嘴體部131之內側表面所形成，並且具有密封透光部空間151的功能。因此，密封件160可以是由具有低硬度和良好形狀順從性之材料所製成的組件。 　　[0073] 透光件161是由石英玻璃所形成的圓形板體。貫穿孔形成於透光件161的中央。針閥135之外側的壁表面可滑動的插入貫穿孔。透光件161裝配到噴嘴體部131內。透光件161的材料不限於石英玻璃，只要透光件161是以下組件即可：具有相對為高的穿透率而達到可以傳送照光部150b所發射之光的程度，並且具有相對為高的壓縮強度和抗熱性。如上所述，照光部150b的端部鄰接透光件161的上表面。因此，照光部150b和樹脂152的下端可以由透光件161所可靠的密封。也就是說，可以充分的抑制燃料從透光部150之末端(照光部150b)的周邊滲透到透光部150周圍由樹脂152所填充的空間(也就是透光部空間151)。 　　[0074] 雖然透光部150埋在樹脂152中，但是有可能僅藉由樹脂152而不可以充分抑制燃料在相對為高的壓力下滲透到透光部空間151內。因此，於本範例，設置了密封件(墊片)160和透光件161，並且燃料對透光部空間151內的滲透是由密封件(墊片)160和透光件161所抑制。 　　[0075] 於閥座137，形成了圖2和4所示範的延伸通道(光通道)137a。延伸通道137a是管狀空間。延伸通道137a的上端(第一端)面對照光部150b，而其間插入透光件161。延伸通道137a從延伸通道137a的上端往下延伸，然後彎曲朝向中心軸線C100。延伸通道137a的下端(第二端)在空間S2的下端附近(針閥135之尖端角落部所鄰接的閥座137之閥座部緊接上方的位置)而連通於連通部137a1中的空間S2。因此，燃料經由空間S2而供應到延伸通道137a。延伸通道137a也為了方便而稱為「燃料空間」。形成延伸通道137a的壁表面受到表面處理，如此以成反光表面(特定而言為鏡面或接近鏡面的表面)。 ＜第一燃料噴射閥的燃料加熱動作＞ 　　[0076] 從發光部122所發射的部分光直接抵達光引入部150a(光傳輸的啟端)。從發光部122所發射的該部分光藉由聚光鏡123而集中在光引入部150a上並且抵達光引入部150a。從光引入部150a入射於透光部150內的光通過透光部150、傳送到照光部150b(光傳輸的末端)、從照光部150b發射。 　　[0077] 如圖4的箭號B1所指，從照光部150b所發射的光通過透光件161並且入射在延伸通道137a的上端上。入射在延伸通道137a之上端上的光藉由形成延伸通道137a的鏡面形壁表面而重複反射，並且從連通部137a1朝向空間S2發射。結果，出現於空間S2和延伸通道137a中的燃料是由光所照射，使得燃料被加熱。 　　[0078] 如上所述，於第一燃料噴射閥100，照光部150b設置於恰在燃料抵達燃料噴射孔131a之前的相對為小的空間S2和連通於空間S2的延伸通道137a(其是相對為小的空間)被光所照射的位置。據此，出現於靠近燃料噴射孔131a而相對為小之空間中的燃料可以由光所照射。因此，出現在相對為小之空間中的所有燃料可以有效率的由光能所加熱。進一步而言，由於出現在相對為小之空間中的燃料被加熱，故可以快速增加被加熱之燃料的溫度。再者，由於從加熱燃料的空間(空間S2和延伸通道137a)到燃料噴射孔131a的距離相對為短，故當燃料被噴射時的燃料溫度並不減少。如上所述，相較於加熱所有供應到第一燃料噴射閥100之燃料的情形，噴射燃料的溫度可以用較少能量而有效率的增加。 　　[0079] 透光件161設置在照光部150b和延伸通道137a的端部之間。因此，延伸通道137a中的燃料是由從照光部150b發射而穿過透光件161的光所照射，並且照光部150b和透光部空間151之間的空間可以由透光件所可靠的密封。結果，可以充分的抑制燃料從照光部150b的周邊滲透到透光部150的周邊。 　　[0080] 用於驅動針閥135的組件(也就是閥體驅動部)，包括核心件132、彈簧136、電樞134、螺線管139和類似者，乃設置於噴嘴體部131中。另一方面，發光部122配置於噴嘴體部131的基端部中(在相反於燃料噴射孔131a之一側上的端部)而在第二管部121的外側表面上，第二管部121則設置成與所要接觸的噴嘴體部131同軸但為分開體。光引入部150a配置在第二管部121的該側上，並且透光部150配置成平行於噴嘴體部131的中心軸線C100而延伸。因此，發光部122可以設置於第一燃料噴射閥100中而不改變關於燃料噴射特徵之組件(也就是當中配置了閥體驅動部的噴嘴體部131和針閥135)的尺寸。因此，噴嘴體部131、閥體驅動部、閥體135可以做成共通於不設有發光部的燃料噴射閥和第一燃料噴射閥100。換言之，不須特別設計關於燃料噴射的構件(噴嘴部130)以便將發光部122設置於第一燃料噴射閥100中。進一步而言，光源120設置在設有入口112的第一管部111下方，而入口112是連接到遞送管41的介面。據此，可以共通的使用沒設置光源120和第一管部111的第一燃料噴射閥。結果，可以進一步減少第一燃料噴射閥100的成本。 　　[0081] 於第一燃料噴射閥100，發光部122和加熱燃料的空間S2之間的距離為長。然而，配置了透光部150，其以相對為高的效率而在發光部122和空間S2之間傳送光。因此，可以進一步減少由於光傳輸所造成的光能損失。為此緣故，當加熱燃料時的能量效率可以維持在較高數值。 　　[0082] 於第一燃料噴射閥100，由於發光部122設置在發光部122的內側和燃料所通過之第二管部121的外側表面所彼此直接接觸的位置，故通過發光部122和第二管部121的燃料可以有效率的經由第二管部121而轉移熱。第二管部121是由導熱率高於噴嘴體部131和第一管部111的金屬所製成。因此，發光部122所產生的熱可以經由第二管部121而逸散到通過第二管部121的燃料，如此則發光部122可以有效率的冷卻。同時，燃料可以藉由該熱而有效率的加熱，如此則噴射燃料的溫度可以用較少能量而有效率的增加。 　　[0083] 光源120包括反射部(聚光鏡)123。進一步而言，覆蓋發光部122和反射部123之覆蓋部124的內表面是鏡面。因此，於第一燃料噴射閥100，發光部122所產生的光可以藉由反射部123和覆蓋部124而有效率的集中在光引入部150a上。據此，可以進一步減少光能損失，並且可以進一步改善加熱燃料的效率。 ＜第二具體態樣＞ 　　[0084] 將描述根據本發明之第二具體態樣的燃料噴射閥(下文稱為「第二燃料噴射閥」)。第二燃料噴射閥200異於第一燃料噴射閥100之處在於以下幾點。 　　• 第一燃料噴射閥100建構成使得第二管部121與第一管部111和噴嘴體部131分開設置。相對而言，如圖5所示範，於第二燃料噴射閥200，整合了第二管部221、第一管部111、噴嘴體部131。也就是說，第二管部221是由相同於形成第一管部111和噴嘴體部131之一般材料的材料所製成。 　　• 於第一燃料噴射閥100，使用由鋁所製成的金屬墊片作為密封件160。相對而言，於第二燃料噴射閥200，使用由披覆金屬之橡膠或樹脂所製成的墊片作為密封件260來取代密封件160，其為具有較低硬度(軟度)和較佳形狀順從性的材料。 　　• 第一燃料噴射閥100使用光纖作為透光部150。相對而言，於第二燃料噴射閥200，透光部250是空間，並且建構成讓形成該空間的表面是鏡面。該空間也稱為透光部空間。根據上面敘述，光可以從透光部250的光引入部250a有效率的傳送到透光部250的照光部250b，而不製備新的構件(例如光纖)來傳輸光。 　　[0085] 就像第一燃料噴射閥100，如上所述而建構的第二燃料噴射閥200可以進一步改善加熱燃料的效率。由於第二燃料噴射閥200使用披覆金屬的橡膠，樹脂或類似者作為密封件260，故可以可靠的密封透光件161和透光部250的末端(照光部250b)之間的間隙，並且透光部250(也就是透光部空間)和空間S1可以可靠的彼此屏蔽。空間S1是由針閥135之外側表面和在透光件161相反於閥座137之該側上的噴嘴體部131之內側表面所形成的空間。於第二燃料噴射閥200，由於可以省略透光部150(光纖)和固定透光部150(光纖)的樹脂152，故相較於第一燃料噴射閥100而可以減少構件數目。 ＜第三具體態樣＞ 　　[0086] 將參考圖6、7A、7B來描述根據本發明之第三具體態樣的燃料噴射閥(下文稱為「第三燃料噴射閥」)。第三燃料噴射閥300異於第一燃料噴射閥100在於以下幾點。第三燃料噴射閥300的特徵也可以應用於第二燃料噴射閥200。 　　• 第三燃料噴射閥300包括光源320以取代第一燃料噴射閥100的光源120。 　　[0087] 光源320包括第二管部121、發光部322(光源)、覆蓋部124、多個聚光鏡(反射部)323。 　　[0088] 特定而言，如圖7B所示範，發光部322包括多組(本範例有三組)基板322a和發光元件322b。發光元件322b是相同於發光元件122b的LED。圖7B是發光部322沿著圖7A之箭號C1的視圖。 　　[0089] 基板322a是由具有相對為高之熱傳率的材料所製成。基板322a設置在垂直於覆蓋部124之中心軸線C100的一對壁之上壁的內表面(下表面)上。發光元件322b配置在基板322a的下表面。電壓經由電線(未圖示)而施加到發光元件322b，並且發光元件322b在圓周方向上彼此分開。發光元件322b往下發射光。 　　[0090] 如圖6和7A所示範，聚光鏡323從發光元件322b徑向往外配置以分別對應於發光元件322b。發光元件322b和聚光鏡323容納於第二管部121之外側表面和覆蓋部124之內側表面所形成的空間中。 　　[0091] 聚光鏡323是彎曲的薄板體，並且聚光鏡323的表面是鏡面。聚光鏡323所具有的角度和形狀使得聚光鏡323反射從發光元件322b所發射的光，並且反射光集中在光引入部150a上。 　　[0092] 覆蓋部124的一部分(內圓周端部)接合於當中具有燃料通道的第二管部121，並且發光部322間接接觸第二管部121。因此，發光部322所產生的熱經由覆蓋部124和第二管部121而逸散到燃料，藉此有效率的冷卻發光部322。同時，發光部322所產生的熱可以有效用於「加熱第二管部121中的燃料」。 　　[0093] 第三燃料噴射閥300的操作類似於第一燃料噴射閥100和第二燃料噴射閥200，因此可以有效率的加熱所要噴射的燃料。 ＜修改範例＞ 　　[0094] 雖然已經詳述本發明的具體態樣，不過本發明不限於上述的具體態樣，並且可以在本發明的範圍裡採取多樣的修改範例。 　　[0095] 舉例而言，第一到第三燃料噴射閥100、200、300具有三個發光部，但也可以具有一、二、四或更多個發光部。 　　[0096] 舉例而言，第一到第三燃料噴射閥100、200、300具有單一透光部(照光部)和單一延伸通道，但也可以具有二或更多個透光部(照光部)和二或更多個延伸通道。 　　[0097] 舉例而言，於第一到第三燃料噴射閥100、200、300，照光部150b(250b)可以設置在至少部分的空間S2和延伸通道137a是由透光部150傳送之光所照射的位置。於第一到第三燃料噴射閥100、200、300，可以省略延伸通道137a。於此情形，照光部150b(250b)可以設置在至少部分的空間S2是由透光部150傳送之光所照射的位置。 　　[0098] 舉例而言，於第一到第三燃料噴射閥100、200、300，不用設置成供應燃料給空間S2之針閥135的內部空間(燃料通道)，舉例而言，而是另一燃料通道(例如間隙)可以設置在針閥135和噴嘴體部131之間。於此情形，針閥135可以具有無內部空間(中空部)和貫穿孔135a、135b的結構。 　　[0099] 舉例而言，於第一燃料噴射閥100或第三燃料噴射閥300，第一管部111和噴嘴體部131可以直接接合在一起，並且光源120可以配置於第一管部111中，或者光源120(第二管部121)可以配置於第一管部111的上部中。於此情形，透光部150建構成通過第一管部111的壁內和噴嘴體部131的壁內。進一步而言，於第一到第三燃料噴射閥100、200、300，也可以省略聚光鏡(反射部)。

[0100]

10‧‧‧內燃機

20‧‧‧電子控制單元(ECU)

21‧‧‧電子驅動單元(EDU)

22‧‧‧光源輸出控制器

30‧‧‧燃料泵

31‧‧‧燃料槽

41‧‧‧遞送管

41a‧‧‧管路

100‧‧‧第一燃料噴射閥

110‧‧‧燃料引入部

111‧‧‧第一管部

112‧‧‧入口

120‧‧‧光源

121‧‧‧第二管部

122‧‧‧發光部(光源)

122a‧‧‧基板

122b‧‧‧發光元件

122c‧‧‧導線部

122d‧‧‧連接部

123‧‧‧聚光鏡(反射部)

124‧‧‧覆蓋部

130‧‧‧噴嘴部

131‧‧‧噴嘴體部

131a‧‧‧燃料噴射孔

132‧‧‧核心件

133‧‧‧內軸環

134‧‧‧電樞

135‧‧‧針閥(閥體)

135a‧‧‧第一連通孔

135b‧‧‧第二連通孔

136‧‧‧彈簧

137‧‧‧閥座

137a‧‧‧延伸通道(光通道)

137a1‧‧‧連通部

138‧‧‧外殼

139‧‧‧螺線管

141‧‧‧連接器

141a‧‧‧第一端子

141b‧‧‧第二端子

150‧‧‧透光部

150a‧‧‧光引入部

150b‧‧‧照光部

151‧‧‧透光部空間

152‧‧‧樹脂

160‧‧‧密封件

161‧‧‧透光件

200‧‧‧第二燃料噴射閥

221‧‧‧第二管部

250‧‧‧透光部

250a‧‧‧光引入部

250b‧‧‧照光部

260‧‧‧密封件

300‧‧‧第三燃料噴射閥

320‧‧‧光源

322‧‧‧發光部

322a‧‧‧基板

322b‧‧‧發光元件

323‧‧‧聚光鏡(反射部)

A1‧‧‧觀看方向

B1‧‧‧入射方向

C1‧‧‧觀看方向

C100‧‧‧中心軸線

L1‧‧‧待切截面

L2‧‧‧待切截面

P‧‧‧泵

S1‧‧‧空間

S2‧‧‧空間

S3‧‧‧空間

[0028] 　　下面將參考伴隨圖式來描述本發明之範例性具體態樣的特徵、優點和技術與工業上的重要性，其中圖式的相同數字是指相同的元件，並且其中： 　　圖1是內燃機的整體視圖，其應用根據本發明之第一具體態樣的燃料噴射閥(第一燃料噴射閥)； 　　圖2是圖1示範之燃料噴射閥的縱向截面圖； 　　圖3A是沿著圖2示範之線L1的平面所切之第一燃料噴射閥的示意截面圖； 　　圖3B是沿著圖3A的箭號A1之發光部的外觀示意圖； 　　圖4是示範部分之燃料噴射閥的放大示意截面圖； 　　圖5是根據本發明的第二具體態樣之燃料噴射閥(第二燃料噴射閥)的縱向截面圖； 　　圖6是根據本發明的第三具體態樣之燃料噴射閥(第三燃料噴射閥)的縱向截面圖； 　　圖7A是沿著圖6示範之線L2的平面所切之第三燃料噴射閥的示意截面圖；以及 　　圖7B是沿著圖7A的箭號C1之發光部的外觀示意圖。

Claims (9)

1. 一種燃料噴射閥，其特徵在於包括： 　　噴嘴體部，其具有中空柱形狀，該噴嘴體部包括在該噴嘴體部之尖端部的燃料噴射孔； 　　柱閥體，其配置在該噴嘴體部內以沿著該噴嘴體部的軸向來移動； 　　閥座，其配置在該噴嘴體部內而在該尖端部的附近，該閥座包括當中插入該閥體之尖端部的容納空間； 　　閥體驅動部，其建構成使該閥體在該閥體座落在該閥座之閥座部上的位置和該閥體與該閥座部分開的位置之間移動； 　　光源，其具有發光部，而當該發光部被供給能量時產生光； 　　管部，其配置於基端部中，而是在當中形成該燃料噴射孔之該噴嘴體部的該尖端部之相反側上的端部，該管部配置成與所要接觸的該噴嘴體部同軸但為整合體或分開體，並且建構成經由該管部而供應燃料給該噴嘴體部；以及 　　透光部，其建構成從光引入部來接收該光源所產生的光，並且傳送該接收光到照光部以使該透射光從該照光部發射， 　　其中： 　　該閥體和該閥座界定燃料空間，其在該閥體是在座落於該閥座部上之狀態的情形下乃屏蔽於該燃料噴射孔並且供應有該燃料； 　　該燃料空間至少包括在該閥體的側表面和形成該閥座之該容納空間的表面之間的空間； 　　該閥體和該閥座建構成在該閥體是在與該閥座部分開之狀態的情形下使該燃料空間和該燃料噴射孔彼此連通； 　　該發光部配置在直接或間接接觸該管部的位置；以及 　　該照光部配置在至少部分的該燃料空間是由該透射光所照射的位置。
2. 根據申請專利範圍第1項的燃料噴射閥，其進一步包括透光件，其由透光材料所製成，並且配置在該閥體的外側表面和該噴嘴體部的內側表面之間，而接觸在該燃料噴射孔的該相反側上之該閥座的表面，並且關閉該閥體之該外側表面和該噴嘴體部之該內側表面所形成的開口，其中： 　　該燃料空間包括延伸通道，其設置在該閥座內並且從該空間延伸到該透光件；以及 　　該照光部配置在該延伸通道是由穿過該透光件之該透射光所照射的位置。
3. 根據申請專利範圍第1或2項的燃料噴射閥，其中： 　　該閥體驅動部包括： 　　核心件，其配置在該噴嘴體部內， 　　彈簧，其配置在該噴嘴體部內，並且具有受到支撐而不相對於該噴嘴體部移動的第一端， 　　電樞，其配置在該噴嘴體部內以使該彈簧的第二端鎖定於該電樞，並且握持該閥體，以及 　　螺線管，其配置在該噴嘴體部外以包圍該核心件的外圓周； 　　該管部配置於該基端部中而與所要接觸的該噴嘴體部同軸但為分開體； 　　該發光部固定於該管部的外側表面；以及 　　該透光部配置成使得該光引入部配置在該管部的一側並且平行於該噴嘴體部的中心軸線而延伸。
4. 根據申請專利範圍第3項的燃料噴射閥，其中該管部是由導熱率高於該噴嘴體部的材料所製成。
5. 根據申請專利範圍第2至4項中任一項的燃料噴射閥，其中： 　　該透光部包括光纖； 　　該噴嘴體部包括該光纖所通過的透光部空間；以及 　　該噴嘴體部包括樹脂，其填充該光纖和形成該透光部空間的表面之間的間隙。
6. 根據申請專利範圍第2至4項中任一項的燃料噴射閥，其中： 　　該透光部是形成於該噴嘴體部中的透光部空間；以及 　　形成該透光部空間的表面是鏡面。
7. 根據申請專利範圍第5或6項的燃料噴射閥，其進一步包括密封件，它密封由該閥體之該側表面和在該透光件相反於該閥座之該側上的該噴嘴體部之該內側表面所形成的空間，並且密封該透光部空間。
8. 根據申請專利範圍第1至7項中任一項的燃料噴射閥，其中該光源包括反射部，其反射從該發光部所發射的光以使該光集中在該光引入部上。
9. 根據申請專利範圍第8項的燃料噴射閥，其中： 　　該光源包括覆蓋部，其覆蓋該發光部和該反射部；以及 　　該覆蓋部的內表面是鏡面。