JP2010112317A - Fuel injection valve of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】本体1a内に本体軸線C方向に延在する燃料通路2が形成され、燃料通路内には本体軸線方向に移動可能な弁体3が配置され、弁体により閉鎖可能な燃料通路の先端部2aを構成する先端面1dには、本体軸線回りの第一半径上の少なくとも一つの第一噴孔4aと第一半径より小さな本体軸線回りの第二半径上の少なくとも一つの第二噴孔4bとが形成された燃料噴射弁において、第一噴孔から噴射される燃料と第二噴孔から噴射される燃料とで微粒化程度の差を小さくする。
【解決手段】第一噴孔4aへ流入する直前に燃料部分が接触する先端面の一部分における本体軸線に対する第一傾斜角度TC1を、第二噴孔へ流入する直前に燃料部分が接触する先端面の一部分における本体軸線に対する第二傾斜角度TC2より大きくする。
【選択図】図1A fuel passage 2 extending in a main body axis C direction is formed in a main body 1a, and a valve body 3 movable in the main body axis direction is disposed in the fuel passage. The tip surface 1d constituting the tip 2a has at least one first injection hole 4a on the first radius around the main body axis and at least one second jet on the second radius around the main body axis smaller than the first radius. In the fuel injection valve in which the hole 4b is formed, the difference in the degree of atomization between the fuel injected from the first injection hole and the fuel injected from the second injection hole is reduced.
A first inclined angle TC1 with respect to a body axis at a part of a tip surface that comes into contact with a fuel portion immediately before flowing into a first nozzle hole is defined as a tip surface that comes into contact with the fuel portion immediately before flowing into a second nozzle hole. Is set to be larger than the second inclination angle TC2 with respect to the main body axis.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve for an internal combustion engine.
内燃機関へ燃料を供給するための燃料噴射弁は、例えば、本体内に本体軸線方向に延在する燃料通路が形成され、燃料通路内には本体軸線方向に移動可能な弁体が配置され、弁体により閉鎖可能な燃料通路の先端部を構成する先端面には複数の噴孔が形成されている。このような燃料噴射弁において、燃料噴射時には、弁体を開弁させることにより弁体の周囲から燃料通路の先端部へ高圧燃料が流入して各噴孔から燃料が噴射される。 A fuel injection valve for supplying fuel to an internal combustion engine has, for example, a fuel passage extending in the body axial direction in the body, and a valve body movable in the body axial direction is disposed in the fuel passage. A plurality of nozzle holes are formed on the tip surface constituting the tip of the fuel passage that can be closed by the valve body. In such a fuel injection valve, at the time of fuel injection, by opening the valve body, high pressure fuel flows from the periphery of the valve body to the tip of the fuel passage, and fuel is injected from each injection hole.
このような燃料噴射において、燃料は弁体の周囲から燃料通路の先端面に沿って本体軸線方向へ進行して各噴孔内へ流入し、こうして各噴孔へ流入した燃料は、噴孔内壁の弁体周囲側から剥離し、噴孔内壁の本体軸線側に沿って噴射される。 In such fuel injection, the fuel advances from the periphery of the valve body along the front end surface of the fuel passage in the main body axial direction and flows into each nozzle hole. Thus, the fuel that has flowed into each nozzle hole passes through the inner wall of the nozzle hole. Is peeled off from the periphery of the valve body and injected along the main body axis side of the inner wall of the nozzle hole.
ここで、噴孔へ流入する燃料を噴孔内壁の弁体周囲側から大きく剥離させるほど、すなわち、噴孔内壁の弁体周囲側の延在方向と燃料の流入方向とが成す燃料剥離角度が大きいほど、燃料は噴孔内壁の本体軸線側に沿って薄くなって噴射されるために、噴射燃料は微粒化され易くなる。 Here, as the fuel flowing into the nozzle hole is largely separated from the valve body peripheral side of the nozzle hole inner wall, that is, the fuel peeling angle formed by the extending direction of the valve hole inner wall on the valve element peripheral side and the fuel inflow direction becomes larger. The larger the fuel is, the thinner the fuel is injected along the main body axis side of the inner wall of the injection hole, so that the injected fuel is more easily atomized.
燃料通路の先端面に形成された多数の噴孔が本体軸線回りの略同一半径上に位置する場合(例えば、特許文献1参照)には、本体軸線に対する各噴孔へ流入する燃料の流入角度は略等しく、本体軸線に対する内壁の弁体周囲側の延在角度が等しく形成された各噴孔において燃料剥離角度はほぼ等しくなるために、各噴孔から同程度に微粒化された燃料が噴射される。 When many injection holes formed in the front end surface of the fuel passage are located on substantially the same radius around the main body axis (for example, refer to Patent Document 1), the inflow angle of the fuel flowing into each injection hole with respect to the main body axis Are substantially equal, and the fuel separation angle is substantially equal in each nozzle hole in which the extension angle of the inner wall on the inner wall side with respect to the main body axis is equal, so that fuel atomized to the same degree is injected from each nozzle hole. Is done.
しかしながら、さらに多数の噴孔を形成するために、燃料通路の先端面に本体軸線回りの第一半径上の第一群の噴孔と第一半径より小さな第二半径上の第二群の噴孔とが形成されている場合には、弁体周囲側に近い第一群の噴孔における本体軸線に対する燃料流入角度は、弁体周囲を通過する際の本体軸線方向の速度成分があまり減衰していない燃料が流入するために、噴孔へ流入するまでに燃料通路の先端面上を比較的長く進行して本体軸線方向の速度成分が減衰した燃料が流入する本体軸線側に近い第二群の噴孔における本体軸線に対する燃料流入角度より小さくなり、第一群の噴孔と第二群の噴孔において、本体軸線に対する噴孔内壁の弁体周囲側の延在角度が等しく形成されていると、第一群の噴孔と第二群の噴孔とで噴射燃料の微粒化に影響する燃料剥離角度が異なり、第一群の噴孔から噴射される燃料と第二群の噴孔から噴射される燃料とで微粒化程度が大きく異なってしまう。 However, in order to form a larger number of nozzle holes, the first group of nozzle holes on the first radius around the main body axis and the second group of nozzles on the second radius smaller than the first radius are formed on the end surface of the fuel passage. If the hole is formed, the fuel inflow angle with respect to the main body axis in the first group of nozzle holes close to the valve body periphery side is less damped by the velocity component in the main body axis direction when passing around the valve body. The second group close to the main body axis side into which the fuel that has traveled relatively long on the front end surface of the fuel passage and attenuated the velocity component in the main body axis direction before flowing into the nozzle hole due to the inflow of fuel that has not flowed in In the first nozzle hole and the second nozzle hole, the extending angle of the inner wall of the nozzle hole around the valve body is equal to the main axis. And the first group of nozzle holes and the second group of nozzle holes Of different fuel peeling angle that affect atomization approximately between fuel injected from the fuel and the second group of injection holes injected from the first group of injection holes is largely different.
従って、本発明の目的は、本体内に本体軸線方向に延在する燃料通路が形成され、燃料通路内には本体軸線方向に移動可能な弁体が配置され、弁体により閉鎖可能な燃料通路の先端部を構成する先端面には、本体軸線回りの第一半径上の少なくとも一つの第一噴孔と第一半径より小さな本体軸線回りの第二半径上の少なくとも一つの第二噴孔とが形成された燃料噴射弁において、第一噴孔から噴射される燃料と第二噴孔から噴射される燃料とで微粒化程度の差を小さくすることである。 Accordingly, an object of the present invention is to form a fuel passage extending in the main body axial direction in the main body, and disposing a valve body movable in the main body axial direction in the fuel passage, and closing the fuel passage by the valve body. The front end surface constituting the front end portion of the at least one first injection hole on the first radius around the main body axis, and at least one second injection hole on the second radius around the main body axis smaller than the first radius, In the fuel injection valve in which is formed, the difference in the degree of atomization between the fuel injected from the first injection hole and the fuel injected from the second injection hole is reduced.
本発明による請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射弁は、本体内に本体軸線の方向に延在する燃料通路が形成され、前記燃料通路内には前記本体軸線の方向に移動可能な弁体が配置され、前記弁体により閉鎖可能な前記燃料通路の先端部を構成する先端面には、前記本体軸線回りの第一半径上の少なくとも一つの第一噴孔と第一半径より小さな前記本体軸線回りの第二半径上の少なくとも一つの第二噴孔とが形成された燃料噴射弁において、前記第一噴孔へ流入する直前に燃料部分が接触する前記先端面の一部分における前記本体軸線に対する前記先端部側の第一傾斜角度を、前記第二噴孔へ流入する直前に燃料部分が接触する前記先端面の一部分における前記本体軸線に対する前記先端部側の第二傾斜角度より大きくして、前記第一傾斜角度と前記第二傾斜角度とが等しい場合に比較して、前記第一噴孔における前記本体軸線に対する前記先端部側の燃料流入角度と前記第二噴孔における前記本体軸線に対する前記先端部側の燃料流入角度とを近づけることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection valve for an internal combustion engine, wherein a fuel passage extending in a direction of a main body axis is formed in a main body, and the valve is movable in the direction of the main body axis in the fuel passage. A front end surface constituting a front end portion of the fuel passage which can be closed by the valve body and has at least one first injection hole on a first radius around the main body axis and the smaller than the first radius In the fuel injection valve in which at least one second injection hole on a second radius around the main body axis is formed, the main body axis in a portion of the tip surface that comes into contact with the fuel portion immediately before flowing into the first injection hole The first tilt angle on the tip end side with respect to the first tip side is set to be larger than the second tilt angle on the tip end side with respect to the main body axis in a part of the tip face that comes into contact with the fuel portion immediately before flowing into the second nozzle hole. , The first inclination angle Compared to the case where the second inclination angle is equal to the second inclination angle, the fuel inflow angle on the tip side with respect to the main body axis in the first nozzle hole and the fuel on the tip side with respect to the main body axis in the second nozzle hole It is characterized in that the inflow angle is made closer.
本発明による請求項2に記載の内燃機関の燃料噴射弁は、請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射弁において、前記第一傾斜角度及び前記第二傾斜角度は鋭角であることを特徴とする。
A fuel injection valve for an internal combustion engine according to
本発明による請求項3に記載の内燃機関の燃料噴射弁は、請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射弁において、前記第一傾斜角度及び前記第二傾斜角度は90度以上の角度であることを特徴とする。
A fuel injection valve for an internal combustion engine according to
本発明による請求項4に記載の内燃機関の燃料噴射弁は、請求項3に記載の内燃機関の燃料噴射弁において、少なくとも前記第一傾斜角度を可変とするフラップが設けられていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fuel injection valve for an internal combustion engine according to a fourth aspect of the present invention, wherein the fuel injection valve for the internal combustion engine according to the third aspect is provided with a flap that makes at least the first inclination angle variable. And
本発明による請求項5に記載の内燃機関の燃料噴射弁は、本体内に本体軸線方向に延在する燃料通路が形成され、前記燃料通路内には本体軸線方向に移動可能な弁体が配置され、前記弁体により閉鎖可能な前記燃料通路の先端部を構成する先端面には、本体軸線回りの第一半径上の少なくとも一つの第一噴孔と第一半径より小さな本体軸線回りの第二半径上の少なくとも一つの第二噴孔とが形成された燃料噴射弁において、前記第一噴孔へ流入する直前に燃料部分が接触する前記弁体の端面の一部分には第一凹部が形成され、前記第二噴孔へ流入する直前に燃料部分が接触する前記弁体の端面の一部分には前記第一凹部より浅い第二凹部が形成されるか又は凹部は形成されないようにして、前記弁体の端面に前記第一凹部及び前記第二凹部が形成されない場合に比較して、前記第一噴孔における前記本体軸線に対する前記先端部側の燃料流入角度と前記第二噴孔における前記本体軸線に対する前記先端部側の燃料流入角度とを近づけることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a fuel injection valve for an internal combustion engine, wherein a fuel passage extending in a main body axial direction is formed in a main body, and a valve body movable in the main body axial direction is disposed in the fuel passage. And at least one first injection hole on the first radius around the main body axis and a first axis around the main body axis smaller than the first radius on the front end surface constituting the front end portion of the fuel passage which can be closed by the valve body. In the fuel injection valve in which at least one second injection hole on two radii is formed, a first recess is formed in a part of the end face of the valve body that comes into contact with the fuel part immediately before flowing into the first injection hole The second concave portion shallower than the first concave portion is formed in a part of the end face of the valve body that is in contact with the fuel portion immediately before flowing into the second injection hole, or the concave portion is not formed. The first recess and the second recess are on the end surface of the valve body. Compared with the case where it is not formed, the fuel inflow angle on the tip end side with respect to the main body axis in the first injection hole is made closer to the fuel inflow angle on the tip end side with respect to the main body axis in the second injection hole. Features.
本発明による請求項6に記載の内燃機関の燃料噴射弁は、本体内に本体軸線方向に延在する燃料通路が形成され、前記燃料通路内には本体軸線方向に移動可能な弁体が配置され、前記弁体により閉鎖可能な前記燃料通路の先端部を構成する先端面には、本体軸線回りの第一半径上の少なくとも一つの第一噴孔と第一半径より小さな本体軸線回りの第二半径上の少なくとも一つの第二噴孔とが形成された燃料噴射弁において、前記弁体には前記燃料通路のシート部に当接するシール角部を形成するための面取が形成され、前記第一噴孔へ流入する燃料部分が接触する前記面取の一部分における前記本体軸線に対する前記先端部側の第一鈍角度を、前記第二噴孔へ流入する燃料部分が接触する前記面取の一部分における前記本体軸線に対する前記先端部側の第二鈍角度より小さくして、前記面取の前記第一鈍角度と前記第二鈍角度とが等しい場合に比較して、前記第一噴孔における前記本体軸線に対する前記先端部側の燃料流入角度と前記第二噴孔における前記本体軸線に対する前記先端部側の燃料流入角度とを近づけることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a fuel injection valve for an internal combustion engine, wherein a fuel passage extending in a main body axial direction is formed in a main body, and a valve body movable in the main body axial direction is disposed in the fuel passage. And at least one first injection hole on the first radius around the main body axis and a first axis around the main body axis smaller than the first radius on the front end surface constituting the front end portion of the fuel passage which can be closed by the valve body. In the fuel injection valve in which at least one second injection hole on two radii is formed, the valve body is formed with a chamfer for forming a sealing corner portion that contacts the seat portion of the fuel passage, The first obtuse angle on the tip end side with respect to the main body axis in a portion of the chamfer where the fuel portion flowing into the first nozzle hole comes into contact is the chamfered portion where the fuel portion flowing into the second nozzle hole contacts. Said part relative to said body axis in part Compared to the case where the first obtuse angle and the second obtuse angle of the chamfer are equal to each other and smaller than the second obtuse angle on the end side, the tip part with respect to the main body axis in the first nozzle hole The fuel inflow angle on the side and the fuel inflow angle on the tip end side with respect to the main body axis in the second injection hole are made closer to each other.
本発明による請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射弁によれば、本体軸線回りの第一半径上の第一噴孔へ流入する直前に燃料部分が接触する燃料通路の先端面の一部分における本体軸線に対する燃料通路の先端部側の第一傾斜角度を、第一半径より小さい本体軸線回りの第二半径上の第二噴孔へ流入する直前に燃料部分が接触する燃料通路の先端面の一部分における本体軸線に対する燃料通路の先端部側の第二傾斜角度より大きくして、第一噴孔における本体軸線に対する燃料通路の先端部側の燃料流入角度と第二噴孔における本体軸線に対する燃料通路の先端部側の燃料流入角度とを近づけるようにしている。それにより、もし、第一傾斜角度と第二傾斜角度とを等しくすると、弁体周囲側に近い第一噴孔では、弁体周囲を通過する際の本体軸線方向の速度成分があまり減衰していない燃料が流入するために本体軸線に対する燃料流入角度が小さくなり、本体軸線側に近い第二噴孔では、噴孔へ流入するまでに燃料通路の先端面上を比較的長く進行して本体軸線方向の速度成分が減衰した燃料が流入するために本体軸線に対する燃料流入角度が大きくなり、第一噴孔と第二噴孔とで噴射燃料の微粒化に影響する燃料の剥離角度が異なるために、第一噴孔から噴射される燃料と第二噴孔から噴射される燃料とで微粒化程度が大きく異なってしまうが、本発明による請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射弁では、第一噴孔へ流入する燃料の本体軸線方向の速度成分の減衰程度と第二噴孔へ流入する燃料の本体軸線方向の速度成分の減衰程度とが近づけられるために、第一噴孔における燃料流入角度と第二噴孔における燃料流入角度とが近づけられ、第一噴孔から噴射される燃料と第二噴孔から噴射される燃料とで微粒化程度の差を小さくすることができる。
According to the fuel injection valve of the internal combustion engine of the first aspect of the present invention, in the part of the front end surface of the fuel passage where the fuel part comes into contact immediately before flowing into the first injection hole on the first radius around the main body axis. The first inclination angle on the tip end side of the fuel passage with respect to the main body axis is set to be equal to the front end face of the fuel passage where the fuel portion comes into contact immediately before flowing into the second injection hole on the second radius around the main body axis smaller than the first radius. The fuel inflow angle on the front end side of the fuel passage with respect to the main body axis in the first injection hole and the fuel passage with respect to the main body axis in the second injection hole are larger than the second inclination angle on the front end side of the fuel passage with respect to the main body axis in part The fuel inflow angle on the front end side of the fuel cell is made closer to the fuel inlet angle. Therefore, if the first inclination angle and the second inclination angle are equal, the velocity component in the main body axial direction when passing around the valve body is attenuated too much in the first nozzle hole near the valve body periphery. The fuel inflow angle with respect to the main body axis becomes smaller because no fuel flows in, and the second injection hole close to the main body axis moves relatively long on the front end surface of the fuel passage before flowing into the injection hole. The fuel inflow angle with respect to the main body axis increases because the fuel with the velocity component in the direction attenuated, and the fuel separation angle that affects atomization of the injected fuel differs between the first injection hole and the second injection hole. In the fuel injection valve for an internal combustion engine according to
本発明による請求項2に記載の内燃機関の燃料噴射弁によれば、請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射弁において、第一傾斜角度及び第二傾斜角度は鋭角とされる。 According to the fuel injection valve of the internal combustion engine of the second aspect of the present invention, in the fuel injection valve of the internal combustion engine of the first aspect, the first inclination angle and the second inclination angle are acute angles.
本発明による請求項3に記載の内燃機関の燃料噴射弁によれば、請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射弁において、第一傾斜角度及び第二傾斜角度は90度以上の角度とされ、それにより、第一傾斜角度及び第二傾斜角度が鋭角とされる場合に比較して、第一噴孔及び第二噴孔における燃料流入角度を大きくすることができ、第一噴孔及び第二噴孔における燃料剥離角度が大きくなって、第一噴孔及び第二噴孔から噴射される燃料を十分に微粒化させることができる。
According to a fuel injection valve for an internal combustion engine according to
本発明による請求項4に記載の内燃機関の燃料噴射弁によれば、請求項3に記載の内燃機関の燃料噴射弁において、少なくとも第一傾斜角度を可変とするフラップが設けられているために、弁体のリフト量が可変とされる場合においても、フラップにより第一傾斜角度を変化させることにより、第一噴孔における燃料流入角度と第二噴孔における燃料流入角度とを近づけることができ、第一噴孔から噴射される燃料と第二噴孔から噴射される燃料とで微粒化程度の差を小さく維持することができる。
According to the fuel injection valve of the internal combustion engine according to claim 4 of the present invention, since the fuel injection valve of the internal combustion engine according to
本発明による請求項5に記載の内燃機関の燃料噴射弁によれば、本体軸線回りの第一半径上の第一噴孔へ流入する直前に燃料部分が接触する弁体の端面の一部分には第一凹部が形成され、第一半径より小さい本体軸線回りの第二半径上の第二噴孔へ流入する直前に燃料部分が接触する弁体の端面の一部分には第一凹部より浅い第二凹部が形成されるか又は凹部は形成されないようにし、凹部内に形成される燃料渦は凹部が深いほど大きな減圧作用をもたらすことを利用して、第一噴孔における本体軸線に対する燃料通路の先端部側の燃料流入角度と第二噴孔における本体軸線に対する燃料通路の先端部側の燃料流入角度とを近づけるようにしている。それにより、もし、弁体の端面に凹部を形成しないと、弁体周囲側に近い第一噴孔では、弁体周囲を通過する際の本体軸線方向の速度成分があまり減衰していない燃料が流入するために本体軸線に対する燃料流入角度が小さくなり、本体軸線側に近い第二噴孔では、噴孔へ流入するまでに燃料通路の先端面上を比較的長く進行して本体軸線方向の速度成分が減衰した燃料が流入するために本体軸線に対する燃料流入角度が大きくなり、第一噴孔と第二噴孔とで噴射燃料の微粒化に影響する燃料剥離角度が異なるために、第一噴孔から噴射される燃料と第二噴孔から噴射される燃料とで微粒化程度が大きく異なってしまうが、本発明による請求項5に記載の内燃機関の燃料噴射弁では、第一噴孔における燃料流入角度と第二噴孔における燃料流入角度とが近づけられ、第一噴孔から噴射される燃料と第二噴孔から噴射される燃料とで微粒化程度の差を小さくすることができる。 According to the fuel injection valve for an internal combustion engine according to claim 5 of the present invention, a part of the end face of the valve body that comes into contact with the fuel portion immediately before flowing into the first injection hole on the first radius around the main body axis is formed on the fuel injection valve. A second recess shallower than the first recess is formed in a part of the end face of the valve body where the first recess is formed and the fuel portion contacts immediately before flowing into the second injection hole on the second radius around the main body axis smaller than the first radius. The tip of the fuel passage with respect to the main body axis in the first nozzle hole is utilized by making use of the fact that the recess is formed or not formed, and the fuel vortex formed in the recess has a greater pressure reducing action as the recess is deeper. The fuel inflow angle on the part side and the fuel inflow angle on the tip side of the fuel passage with respect to the main body axis in the second nozzle hole are made closer to each other. Therefore, if the concave portion is not formed on the end face of the valve body, the fuel in which the velocity component in the main body axial direction when passing through the periphery of the valve body is not significantly attenuated in the first injection hole near the valve body periphery. The fuel inflow angle with respect to the main body axis becomes smaller due to the inflow, and the second injection hole close to the main body axis side travels relatively long on the front end surface of the fuel passage before flowing into the injection hole, and the velocity in the main body axis direction Since the fuel with the attenuated component flows in, the fuel inflow angle with respect to the main body axis increases, and the fuel separation angle that affects atomization of the injected fuel differs between the first injection hole and the second injection hole. Although the degree of atomization differs greatly between the fuel injected from the hole and the fuel injected from the second nozzle hole, in the fuel injection valve for an internal combustion engine according to claim 5 according to the present invention, Fuel inflow angle and fuel flow in the second nozzle hole Angle and are close, it is possible to reduce the difference of about atomization at the fuel injected from the fuel and the second injection hole is injected from the first injection hole.
本発明による請求項6に記載の内燃機関の燃料噴射弁によれば、弁体には燃料通路のシート部に当接するシール角部を形成するための面取が形成され、本体軸線回りの第一半径上の第一噴孔へ流入する燃料部分が接触する面取の一部分における本体軸線に対する先端部側の第一鈍角度を、第一半径より小さい本体軸線回りの第二半径上の第二噴孔へ流入する燃料部分が接触する面取の一部分における本体軸線に対する先端部側の第二鈍角度より小さくするようにし、第一噴孔へ流入する燃料の本体軸線方向の速度成分の減衰を促進し、第一噴孔における本体軸線に対する燃料通路の先端部側の燃料流入角度と第二噴孔における本体軸線に対する燃料通路の先端部側の燃料流入角度とを近づけるようにしている。それにより、もし、弁体の面取の第一鈍角度と第二鈍角度とを等しくすると、弁体周囲側に近い第一噴孔では、弁体周囲を通過する際の本体軸線方向の速度成分があまり減衰していない燃料が流入するために本体軸線に対する燃料流入角度が小さくなり、本体軸線側に近い第二噴孔では、噴孔へ流入するまでに燃料通路の先端面上を比較的長く進行して本体軸線方向の速度成分が減衰した燃料が流入するために本体軸線に対する燃料流入角度が大きくなり、第一噴孔と第二噴孔とで噴射燃料の微粒化に影響する燃料の剥離角度が異なるために、第一噴孔から噴射される燃料と第二噴孔から噴射される燃料とで微粒化程度が大きく異なってしまうが、本発明による請求項6に記載の内燃機関の燃料噴射弁では、第一噴孔における燃料流入角度と第二噴孔における燃料流入角度とが近づけられ、第一噴孔から噴射される燃料と第二噴孔から噴射される燃料とで微粒化程度の差を小さくすることができる。
According to the fuel injection valve for an internal combustion engine according to
図1は本発明による内燃機関の燃料噴射弁の第一実施形態を示す本体中心軸線から半分の先端側断面図である。本燃料噴射弁は、例えば、ディーゼルエンジンのように気筒内へ直接的に燃料を噴射するために使用される。図1において、1aは燃料噴射弁の本体であり、1bは本体1aとは別体として形成される本体先端部であり、噴孔等が加工された後に本体1aに溶接等により取り付けられる。このように噴孔が加工される本体先端部1bを本体1aとは別体として形成することにより、噴孔の加工が容易となり、また、噴孔の加工不良等が発生しても本体1aの歩留まりとは無関係とすることができる。2は本体1内に形成された燃料通路であり、本体軸線Cの方向に延在している。燃料通路2内には本体軸線Cの方向に移動可能な弁体3が配置されている。弁体3のアクチュエータとして、ピエゾアクチュエータ、電磁アクチュエータ、又は油圧力等が利用可能であり、図1において、上方向への移動により弁体3は開弁し、下方向への移動により弁体3は閉弁する。
FIG. 1 is a cross-sectional side view of a tip half of a fuel injection valve for an internal combustion engine according to the present invention from a main body central axis. This fuel injection valve is used for injecting fuel directly into a cylinder like a diesel engine, for example. In FIG. 1, 1a is a main body of the fuel injection valve, 1b is a main body tip formed separately from the
弁体3を閉弁させることにより、先端側の面取3aによって形成された弁体の3のシール角部3bは、燃料通路2の切頭円錐壁のシート部1cに当接し、燃料通路2の先端部2aは閉鎖される。一方、図1に示すように、弁体3を開弁させることにより、弁体3のシール角部3bと燃料通路2のシート部1cとは離間し、燃料通路2の先端部2aには上流側の高圧燃料が燃料通路2の弁体3の周囲を通り供給され、燃料通路2の先端部2aを構成する燃料通路2の先端面1dに形成された噴孔4a及び4bから燃料が噴射される。燃料通路2の上流側には、例えば、各気筒の燃料噴射弁に共通の蓄圧室内におい加圧された燃料が供給されるようになっている。
By closing the
弁体2により閉鎖可能な燃料通路2の先端部2aを構成する先端面1dは、本実施形態において、本体先端部1bの内側表面であり、本体先端部1bの平面図である図2に示すように、例えば、本体軸線C回りの第一半径R1上の四つの第一噴孔4aと第一半径R1より小さな本体軸線C回りの第二半径R2上の四つの第二噴孔4bとが形成されている。第一噴孔4a及び第二噴孔4bは、丸噴孔であり、本体軸線Cに対して同一角度で斜め外側へ傾いている。
A
第一噴孔4a及び第二噴孔4bの数は要求に応じてそれぞれに増減可能である。各噴孔4a及び4bへは、弁体3の周囲から燃料通路2の先端部2aへ流入して燃料通路2の先端面1dに沿って本体軸線C方向に進行する各燃料部分がそれぞれに流入することとなるために、図2に示すように、第一噴孔4aと第二噴孔4bとは本体軸線Cの同一放射線上に位置しないようにしなければならない。もし、図2に仮想線で示すように、第一噴孔4aと第二噴孔4bとが同一放射線L上に位置していると、本体軸線C側の第二噴孔4b(仮想線で示す)内へ流入するはずの燃料部分は、同一放射線上Lに位置する第一噴孔4aへ流入し、第二噴孔4bから十分に燃料が噴射されなくなってしまう。
The number of the
図10及び図11は、本実施形態の燃料噴射弁と同様な第一噴孔4a’及び第二噴孔4b’が燃料通路2の先端面1d’に形成された従来の燃料噴射弁を示しており、図10は第一噴孔4a’における断面図であり、図11は第二噴孔4b’における断面図である。燃料噴射時において、燃料は弁体3の周囲から燃料通路の先端部2aへ流入し、次いで、燃料通路3の先端面1d’に沿って本体軸線C方向へ進行して各噴孔内へ流入する。こうして各噴孔へ流入した燃料は、噴孔4a’及び4b’の内壁の弁体3周囲側w1から剥離し、噴孔内壁の本体軸線C側w2に沿って噴射される。
10 and 11 show a conventional fuel injection valve in which a
ここで、噴孔へ流入する燃料を噴孔内壁の弁体周囲側w1から大きく剥離させるほど、すなわち、噴孔内壁の弁体周囲側w1の延在方向と燃料の流入方向とが成す燃料剥離角度が大きいほど、燃料は噴孔内壁の本体軸線側w2に沿って薄くなって噴射されるために、噴射燃料は微粒化され易くなる。 Here, the greater the amount of fuel flowing into the nozzle hole from the valve body peripheral side w1 of the inner wall of the nozzle hole, that is, the fuel separation that the extending direction of the valve body peripheral side w1 of the inner wall of the nozzle hole and the fuel inflow direction form. The larger the angle, the thinner the fuel is injected along the main body axis side w2 of the inner wall of the injection hole. Therefore, the injected fuel is more easily atomized.
本体軸線C回りの同一半径上に位置する噴孔においては、本体軸線Cに対する各噴孔へ流入する燃料流入角度は略等しく、本体軸線に対する内壁の弁体周囲側w1の延在角度が等しく形成された各噴孔において燃料剥離角度は等しくなるために、各噴孔から同程度に微粒化された燃料が噴射される。 In the nozzle holes located on the same radius around the main body axis C, the fuel inflow angles flowing into the respective nozzle holes with respect to the main body axis C are substantially equal, and the extension angles of the valve body peripheral side w1 of the inner wall with respect to the main body axis are formed equal. Since the fuel separation angles are equal in each of the nozzle holes, the fuel atomized to the same degree is injected from each nozzle hole.
しかしながら、本体軸線Cに対して同一角度で斜め外側へ傾いて形成されても、すなわち、本体軸線Cに対する内壁の弁体周囲側w1の延在角度が等しく形成されても、第一噴孔4a’が位置する本体軸線C回りの第一半径R1と第二噴孔4b’が位置する本体軸線C回りの第二半径R2とが異なるために、図10に示すように、弁体3周囲側に近い第一噴孔4a’においては、本体軸線Cに対する燃料通路2の先端部2a側の燃料流入角度TB1は、弁体3周囲を通過する際の本体軸線C方向の速度成分があまり減衰していない燃料が流入するために比較的小さな角度となり、燃料剥離角度TA1は比較的小さくなる。一方、図11に示すように、本体軸線Cに近い第二噴孔4b’においては、本体軸線Cに対する燃料通路2の先端部2a側の燃料流入角度TB2は、噴孔へ流入するまでに燃料通路2の先端面1d’上を比較的長く進行して本体軸線C方向の速度成分が減衰した燃料が流入するために比較的大きな角度となり、燃料剥離角度TA2は比較的大きくなる。
However, even if it is formed to be inclined obliquely outward at the same angle with respect to the main body axis C, that is, even if the extension angle of the valve body peripheral side w1 of the inner wall with respect to the main body axis C is formed equal, the
こうして、第一噴孔4a’から噴射される燃料と、第二噴孔4b’から噴射される燃料とで微粒化程度が大きく異なり、第一噴孔4a’から噴射される燃料の微粒化程度は、第二噴孔4b’から噴射される燃料の微粒化程度より低いものとなってしまう。
Thus, the degree of atomization differs greatly between the fuel injected from the
噴射燃料の微粒化程度は、例えば、燃料噴射圧力を高めることでも向上させることができるために、各噴孔4a’及び4b’から所望の微粒化程度の燃料が噴射されるようにするためには、第一噴孔4a’及び第二噴孔4b’から噴射される燃料の微粒化程度の差を小さくすることが必要である。
The degree of atomization of the injected fuel can be improved, for example, by increasing the fuel injection pressure, so that fuel of a desired degree of atomization is injected from each of the
図1及び図2に示す第一実施形態では、弁体周囲側の第一噴孔4aへ流入する直前に燃料部分が接触する燃料通路2の先端面1dの一部分P1における本体軸線Cに対する燃料通路の先端部2a側の第一傾斜角度TC1を、本体軸線C側の第二噴孔4bへ流入する直前に燃料部分が接触する燃料通路2の先端面1dの一部分P2における本体軸線Cに対する燃料通路の先端部側の第二傾斜角度TC2より大きくして、第一噴孔4aへ流入する燃料の本体軸線C方向の速度成分の減衰をより大きく促進し、第一噴孔4aにおける本体軸線Cに対する燃料通路2の先端部2a側の燃料流入角度と第二噴孔4bにおける本体軸線Cに対する燃料通路2の先端部2a側の燃料流入角度とを近づけるように、好ましくは、図1に示すように二つの燃料流入角度を等しくTBとなるようにしている。本実施形態において、図1及び図2に示すように、前述の先端面1dの一部分P1及びP2は、それぞれ、切頭円錐面となっており、第二噴孔4bへ流入する直前に燃料部分が接触する切頭円錐面P2に、第一噴孔4aが形成されている。
In the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the fuel passage with respect to the main body axis C in the portion P1 of the
それにより、第一噴孔4a及び第二噴孔4bにおいて、噴孔内壁の弁体周囲側の延在方向と燃料流入方向とが成す燃料剥離角度も近づけられ、好ましくは等しくされ、第一噴孔4a及び第二噴孔4bから噴射される燃料の微粒化程度の差を小さく、好ましくは無くすことができる。
Thereby, in the
本実施形態において、第一傾斜角度TC1及び第二傾斜角度TC2は、いずれも鈍角とており、それにより、各噴孔4a及び4bへ流入する燃料において、本体軸線方向の速度成分を大きく減衰させることができ、第一噴孔4a及び第二噴孔4bにおける燃料流入角度TBを大きくすることができ、第一噴孔及び第二噴孔における燃料剥離角度が大きくなって、第一噴孔及び第二噴孔から噴射される燃料を十分に微粒化させることができる。ここで、第一傾斜角度TC1は鈍角として第二傾斜角度TC2は90度としても良い。
In the present embodiment, the first inclination angle TC1 and the second inclination angle TC2 are both obtuse, thereby greatly attenuating the velocity component in the main body axis direction in the fuel flowing into the nozzle holes 4a and 4b. The fuel inflow angle TB in the
また、傾斜の向きを逆として、第一傾斜角度TC1及び第二傾斜角度TC2をいずれも鋭角としても良く、この場合には、各噴孔4a及び4bへ流入する燃料において、本体軸線方向の速度成分をあまり減衰させることはできないが、第一傾斜角度TC1を第二傾斜角度TC2より大きくすることにより、第一噴孔4a及び第二噴孔4bにおける燃料流入角度を近づけ、好ましくは等しくすることができ、それにより、第一噴孔及び第二噴孔から噴射される燃料の微粒化程度の差を小さく、好ましくは無くすことができる。
Further, the direction of the inclination may be reversed, and the first inclination angle TC1 and the second inclination angle TC2 may both be acute angles. In this case, in the fuel flowing into the nozzle holes 4a and 4b, the velocity in the main body axial direction The component cannot be attenuated so much, but by making the first inclination angle TC1 larger than the second inclination angle TC2, the fuel inflow angles in the
図3から図5は、本発明による内燃機関の燃料噴射弁の第二実施形態を示している。本実施形態においては、図3に示すように、第一噴孔4a’へ流入する直前に燃料部分が接触する燃料通路2の先端面の一部分は、第一フラップ5aであり、図4に示すように、第二噴孔4b’へ流入する直前に燃料部分が接触する燃料通路2の先端面の一部分は、第二フラップ5bである。図5に示すように、全ての第一噴孔4a’及び全ての第二噴孔4b’に対して、本体軸線Cからのそれぞれの放射線上には、第一フラップ5a又は第二フラップ5bが配置されている。
3 to 5 show a second embodiment of the fuel injection valve of the internal combustion engine according to the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a part of the front end surface of the
第一フラップ5aにより第一実施形態と同様な本体軸線Cに対して鈍角の第一傾斜角度TC1を形成し、第二フラップ5bにより第一実施形態と同様な本体軸線Cに対して鈍角の第二傾斜角度TC2を形成することにより、第一実施形態と同様に、第一噴孔4a’における本体軸線Cに対する燃料通路2の先端部2a側の燃料流入角度と第二噴孔4b’における本体軸線Cに対する燃料通路2の先端部2a側の燃料流入角度とを近づけるように、好ましくは、二つの燃料流入角度を等しくするようにして、第一噴孔4a’及び第二噴孔4b’から噴射される燃料の微粒化程度の差を小さく、好ましくは無くすことができる。第一傾斜角度TC1を適当に選択した鈍角とすることにより、第二傾斜角度TC2を90度として第二フラップ5bを省略するようにしても良い。
The
図5において、第一フラップ5a及び第二フラップ5bのそれぞれの回転軸Sにはアクチュエータ(図示せず)が取り付けられて、第一傾斜角度TC1及び第二傾斜角度TC2を可変としている。それにより、例えば、弁体3のリフト量が可変として燃料噴射率を変化させる場合において、燃料噴射率を高めるために弁体3のリフト量を大きくすると、弁体3の周囲から燃料通路2の先端部2aへ流入する燃料の本体軸線C方向の速度成分が大きくなるために、第一フラップ5aの第一傾斜角度TC1をそのままとすると、第一噴孔4a’への燃料流入角度(本体軸線Cに対する)が小さくなり、燃料剥離角度も小さくなって噴射される燃料の微粒化程度が悪化する。
In FIG. 5, an actuator (not shown) is attached to each rotation shaft S of the
第二噴孔4b’に関しても、第一噴孔4a’より程度は小さいが同様な傾向を示すために、この場合には、第一フラップ5aにより第一傾斜角度TC1を小さくし、第二フラップ5bにより第二傾斜角度TC2を小さく(第一傾斜角度の減少分より少なく)することが好ましい。このように、弁体3のリフト量が変化しても、第一噴孔4a’及び第二噴孔4b’から所望の微粒化程度の燃料を噴射させることができる。
Since the
図6は、本発明による内燃機関の燃料噴射弁の第三実施形態を示している。本実施形態において、本体1a及び本体先端部1b’は、図10及び図11に示した従来と同様な構造を有しているが、第一噴孔4a’へ流入する直前に燃料部分が接触する弁体3’の端面3c’の一部分には第一凹部6aが形成され、第二噴孔4b’へ流入する直前に燃料部分が接触する弁体3’の端面3c’の一部分には第一凹部6aより浅い第二凹部6bが形成されている。第一凹部6aの深さを適当に選択することにより第二凹部を省略することも可能である。
FIG. 6 shows a third embodiment of the fuel injection valve of the internal combustion engine according to the present invention. In the present embodiment, the
このように弁体3’の端面3c’に凹部が形成されていると、弁体3’の周囲から燃料通路2の先端部2aへ流入して本体軸線Cの方向へ進行する燃料の一部が、矢印で示すように、凹部内へ流入して渦を形成し、渦の中心圧力は低下する。凹部が深いほど、このような渦は強くなり、中心の圧力低下も大きくなる。それにより、第一凹部6aにより形成される強い渦は、第一噴孔4a’へ流入しようとする燃料部分を大きく引き上げ、そのままでは比較的小さな燃料流入方向TB1’をTB’のように大きくする。また、第二凹部6bにより形成される弱い渦も、第二噴孔4b’へ流入しようとする燃料部分を小さく引き上げ、燃料流入方向TB2’をTB’のように僅かに大きくする。
When the
こうして、第一噴孔4a’における本体軸線Cに対する燃料通路の先端部側の燃料流入角度と第二噴孔における本体軸線に対する燃料通路の先端部側の燃料流入角度とを近づけ、好ましくは二つの燃料流入角度を同じTB’として、第一噴孔4a’から噴射される燃料と第二噴孔4b’から噴射される燃料とで微粒化程度の差を小さく、好ましくは無くすことができる。
In this way, the fuel inflow angle on the front end side of the fuel passage with respect to the main body axis C in the
図7から図9は、本発明による内燃機関の燃料噴射弁の第四実施形態を示している。本実施形態において、本体1a及び本体先端部1b’は、図10及び図11に示した従来と同様な構造を有しているが、弁体3”のシール角部3b”を形成するための面取において、図8に示すように、弁体周囲側の第一噴孔4a’へ流入する燃料部分が接触する面取の一部分3d”における本体軸線に対する先端部側の角度を第一鈍角度TD1とし、図9に示すように、本体軸線側の第二噴孔4b’へ流入する燃料部分が接触する面取の一部分3a”における本体軸線に対する先端部側の角度を第二鈍角度TD2とし、第一鈍角度TD1を第二鈍角度TD2より小さくしている。こうして、弁体3”の端面3c”の平面図である図7に示すように、端面3c”の周囲に形成される面取は、第一鈍角度の部分3d”と第二鈍角度の部分3a”とが交互に形成されるようになっている。
7 to 9 show a fourth embodiment of the fuel injection valve of the internal combustion engine according to the present invention. In the present embodiment, the
それにより、小さな第一鈍角度の面取の一部分3d”に接触するために、第一噴孔4a’へ流入する燃料の本体軸線方向の速度成分の減衰は大きく促進され、第二噴孔4b’へ流入する燃料は、大きな第二鈍角度の面取の一部分3a”に接触するために、この時には本体軸線方向の速度成分の減衰はそれほど促進されないが、その後に燃料通路2の先端面1d’上を比較的長く進行する際に本体軸線方向の速度成分は十分に減衰され、第一噴孔における本体軸線に対する燃料通路の先端部側の燃料流入角度と第二噴孔における本体軸線に対する燃料通路の先端部側の燃料流入角度とを近づけ、好ましくは二つの燃料流入角度を等しくTB”としている。こうして、第一噴孔4a’から噴射される燃料と第二噴孔4b’から噴射される燃料とで微粒化程度の差を小さく、好ましくは無くすことができる。
As a result, in order to come into contact with the chamfered
最後に、本体軸線Cに対する一つの方向は、燃料通路2の先端部2a側と反先端部側との二つの角度により表すことができるが、これまでの説明においては、燃料通路2の先端部2側の角度により表すようにしている。
Finally, one direction with respect to the main body axis C can be expressed by two angles, that is, the
1a 本体
1b、1b’ 本体先端部
1c シート部
1d、1d’ 燃料通路の先端面
2 燃料通路
2a 燃料通路の先端部
3、3’、3” 弁体
3a、3a’ 面取
3b、3b’、3b” シール角部
3a”、3d” 面取の一部分
4a、4a’ 第一噴孔
4b、4b’ 第二噴孔
5a 第一フラップ
5b 第二フラップ
6a 第一凹部
6b 第二凹部
TC1 第一傾斜角度
TC2 第二傾斜角度
TB、TB’ 燃料流入角度
TA1、TA2 燃料剥離角度
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008287044A JP2010112317A (en) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | Fuel injection valve of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008287044A JP2010112317A (en) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | Fuel injection valve of internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010112317A true JP2010112317A (en) | 2010-05-20 |
Family
ID=42301048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008287044A Withdrawn JP2010112317A (en) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | Fuel injection valve of internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010112317A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109519315A (en) * | 2018-10-16 | 2019-03-26 | 安徽省飞腾航空科技有限公司 | A kind of light aircraft two stroke engine atomizer and its working method |
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2008
- 2008-11-07 JP JP2008287044A patent/JP2010112317A/en not_active Withdrawn
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| CN109519315A (en) * | 2018-10-16 | 2019-03-26 | 安徽省飞腾航空科技有限公司 | A kind of light aircraft two stroke engine atomizer and its working method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120110 |