JP2009236057A - Fuel injection valve and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】適正に燃料の微粒化を促進することができる燃料噴射弁及び内燃機関を提供する。
【解決手段】燃料が通過可能な燃料通路64が設けられたハウジング62と、ハウジング62内に移動自在に支持される弁体63と、分割壁77により分割された複数のスリット65a、65bからなり、ハウジング62の先端部67に燃料通路64と連通して設けられ弁体63の移動に伴って複数のスリット65a、65bを介して燃料を噴射可能である噴射口65と、分割壁77に設けられスリット65a、65b内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部82a、82bとを備えることを特徴するので、適正に燃料の微粒化を促進することができる。
【選択図】図1A fuel injection valve and an internal combustion engine capable of appropriately promoting fuel atomization are provided.
SOLUTION: A housing 62 provided with a fuel passage 64 through which fuel can pass, a valve body 63 supported movably in the housing 62, and a plurality of slits 65a and 65b divided by a dividing wall 77. , Provided at the distal end portion 67 of the housing 62 in communication with the fuel passage 64 and provided at the dividing wall 77, and an injection port 65 through which the fuel can be injected through the plurality of slits 65a, 65b as the valve body 63 moves. And the flow forming portions 82a and 82b that form a flow that separates from the flow of the fuel in the slits 65a and 65b. Therefore, fuel atomization can be promoted appropriately.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、燃料噴射弁及び内燃機関に関し、特に、燃焼室に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式の燃料噴射弁及び内燃機関に関するものである。 The present invention relates to a fuel injection valve and an internal combustion engine, and more particularly to an in-cylinder direct injection type fuel injection valve and an internal combustion engine that injects fuel directly into a combustion chamber.
従来、燃料を吸気ポートではなく、燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁を有する内燃機関、いわゆる、筒内直接噴射式の内燃機関が知られている。このような従来の燃料噴射弁として、例えば、特許文献1に記載されている火花点火式燃焼方法には、シリンダの中心軸に対し傾斜して配設され、スリット状の燃料の噴斜口を有する燃料噴射弁が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine having a fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber instead of an intake port, that is, a so-called in-cylinder direct injection internal combustion engine is known. As such a conventional fuel injection valve, for example, in the spark ignition combustion method described in Patent Document 1, the fuel injection valve is disposed inclined with respect to the center axis of the cylinder, and has a slit-shaped fuel injection hole. A fuel injection valve is disclosed.
ところで、上述した特許文献1に記載されている火花点火式燃焼方法に適用された燃料噴射弁では、例えば、燃料の微粒化を促進するために複数のスリットによって燃料の噴射口を構成することがあるが、更なる微粒化の促進が望まれていた。 By the way, in the fuel injection valve applied to the spark ignition combustion method described in Patent Document 1 described above, for example, a fuel injection port may be configured by a plurality of slits in order to promote atomization of fuel. However, further promotion of atomization has been desired.
そこで本発明は、適正に燃料の微粒化を促進することができる燃料噴射弁及び内燃機関を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel injection valve and an internal combustion engine that can appropriately promote fuel atomization.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明による燃料噴射弁は、燃料が通過可能な燃料通路が設けられたハウジングと、前記ハウジング内に移動自在に支持される弁体と、分割壁により分割された複数のスリットからなり、前記ハウジングの先端部に前記燃料通路と連通して設けられ前記弁体の移動に伴って前記複数のスリットを介して前記燃料を噴射可能である噴射口と、前記分割壁に設けられ前記スリット内の前記燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部とを備えることを特徴する。 In order to achieve the above object, a fuel injection valve according to a first aspect of the present invention includes a housing provided with a fuel passage through which fuel can pass, a valve body movably supported in the housing, and a dividing wall. An injection port that is provided in communication with the fuel passage at the front end of the housing and is capable of injecting the fuel through the plurality of slits as the valve element moves. And a flow forming portion that is provided on the dividing wall and forms a flow that separates from the flow of the fuel in the slit.
請求項2に係る発明による燃料噴射弁では、前記流れ形成部は、前記分割壁の前記スリットに対向する壁面に設けられ前記スリットの内方側に突出する突出部を有することを特徴とする。 In the fuel injection valve according to the second aspect of the present invention, the flow forming portion has a protruding portion that is provided on a wall surface facing the slit of the dividing wall and protrudes inward of the slit.
請求項3に係る発明による燃料噴射弁では、前記流れ形成部は、前記分割壁の前記スリットに対向する壁面における前記燃料の噴射方向下流側端部に設けられ前記スリットの外方側に窪む窪み部を有することを特徴とする。 In the fuel injection valve according to the third aspect of the present invention, the flow forming portion is provided at a downstream end portion in the fuel injection direction on the wall surface of the dividing wall facing the slit, and is recessed outward of the slit. It has a hollow part.
請求項4に係る発明による燃料噴射弁では、前記流れ形成部が設けられる壁面は、曲面状に形成されることを特徴とする。 In a fuel injection valve according to a fourth aspect of the present invention, the wall surface on which the flow forming portion is provided is formed in a curved surface shape.
請求項5に係る発明による燃料噴射弁では、前記分割壁は、前記スリットの長辺方向に対して交差する方向に前記複数のスリットを分割することを特徴とする。 In a fuel injection valve according to a fifth aspect of the present invention, the dividing wall divides the plurality of slits in a direction intersecting with a long side direction of the slit.
請求項6に係る発明による燃料噴射弁では、前記分割壁は、前記スリットの短辺方向に対して交差する方向に前記複数のスリットを分割することを特徴とする。 In the fuel injection valve according to the sixth aspect of the present invention, the dividing wall divides the plurality of slits in a direction intersecting the short side direction of the slit.
上記目的を達成するために、請求項7に係る発明による内燃機関は、空気と燃料との混合気が燃焼可能な燃焼室と、前記燃料が通過可能な燃料通路が設けられたハウジングと、前記ハウジング内に移動自在に支持される弁体と、分割壁により分割された複数のスリットからなり前記ハウジングの先端部に前記燃料通路と連通して設けられ前記弁体の移動に伴って前記複数のスリットを介して前記燃料を前記燃焼室に直接噴射可能である噴射口と、前記分割壁に設けられ前記スリット内の前記燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部とを有する燃料噴射手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an internal combustion engine according to a seventh aspect of the present invention includes a combustion chamber capable of combusting a mixture of air and fuel, a housing provided with a fuel passage through which the fuel can pass, A valve body movably supported in the housing and a plurality of slits divided by a dividing wall are provided in communication with the fuel passage at the front end portion of the housing. Fuel injection means comprising: an injection port capable of directly injecting the fuel into the combustion chamber through a slit; and a flow forming portion that is provided in the dividing wall and forms a flow that separates from the fuel flow in the slit. It is characterized by providing.
本発明に係る燃料噴射弁によれば、噴射口をなす複数のスリットを分割する分割壁に設けられスリット内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部を備えるので、適正に燃料の微粒化を促進することができる。 According to the fuel injection valve of the present invention, the fuel injection valve is provided with the flow forming portion that is provided on the dividing wall that divides the plurality of slits forming the injection port and forms a flow that separates from the flow of the fuel in the slit. Atomization can be promoted.
本発明に係る内燃機関によれば、噴射口をなす複数のスリットを分割する分割壁に設けられスリット内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部を有する燃料噴射手段を備えるので、適正に燃料の微粒化を促進することができる。 According to the internal combustion engine of the present invention, since the fuel injection means having a flow forming portion that forms a flow separated from the flow of the fuel in the slit provided on the dividing wall that divides the plurality of slits forming the injection port, Fuel atomization can be promoted appropriately.
以下に、本発明に係る燃料噴射弁及び内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments of a fuel injection valve and an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本発明の実施例1に係る燃料噴射弁を表す要部縦断面図(図4に示すA−A断面)、図2は、本発明の実施例1に係る燃料噴射弁を適用したエンジンを表す概略構成図、図3は、本発明の実施例1に係るエンジンの燃焼室を含む部分断面図、図4は、本発明の実施例1に係る燃料噴射弁の噴射口の正面図(燃焼室側から見た図)、図5は、本発明の実施例1に係る燃料噴射弁におけるトルク変動を説明する線図、図6は、本発明の実施例1に係る燃料噴射弁の作用を説明する部分断面図、図7は、本発明の実施例1に係る燃料噴射弁の噴霧長を説明する模式図、図8は、本発明の実施例1に係る燃料噴射弁と従来例に係る燃料噴射弁とを比較するための線図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part showing a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention (cross section AA shown in FIG. 4), and FIG. 2 is an application of the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a partial sectional view including a combustion chamber of the engine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a front view of the injection port of the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating torque fluctuations in the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the spray length of the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a schematic view of the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention and the related art. It is a diagram for comparing with the fuel injection valve concerning an example.
本実施形態に係る燃料噴射弁41は、図2、図3に示すように、内燃機関としてのエンジン10に適用される。本実施例1に係るエンジン10は乗用車、トラックなどの車両に搭載され、燃料噴射弁41によって燃料噴霧41a(図3参照)を燃焼室18に直接噴射する多気筒筒内噴射式のエンジンであり、シリンダボア13内に往復運動可能に設けられるピストン14が2往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行う、いわゆる4サイクルエンジンである。
The
このエンジン10は、シリンダブロック11上にシリンダヘッド12が締結されており、このシリンダブロック11に形成された複数のシリンダボア13にピストン14がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック11の下部にクランクケース15が締結され、このクランクケース15内にクランクシャフト16が回転自在に支持されており、各ピストン14はコネクティングロッド17を介してこのクランクシャフト16にそれぞれ連結されている。なお、このクランクケース15の底部には、エンジン10の各部に供給されるオイルが貯留されている。
In the
燃焼室18は、シリンダブロック11におけるシリンダボア13の壁面とシリンダヘッド12の下面としての筒内天井部12a(図3参照)とピストン14の頂面により構成されており、この燃焼室18は、上部、すなわち、シリンダヘッド12の下面としての筒内天井部12aの中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。燃焼室18は、燃料と空気との混合気が燃焼可能であり、この燃焼室18の上部である筒内天井部12aに吸気ポート19及び排気ポート20が対向して形成されており、この吸気ポート19及び排気ポート20に対して吸気弁21及び排気弁22の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁21及び排気弁22は、シリンダヘッド12に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート19及び排気ポート20を閉止する方向(図2にて上方)に付勢支持されている。また、シリンダヘッド12には、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転自在に支持されており、吸気カム25及び排気カム26が吸気弁21及び排気弁22の上端部に接触している。
The
なお、図示しないが、クランクシャフト16に固結されたクランクシャフトスプロケットと、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24にそれぞれ固結された各カムシャフトスプロケットとは、無端のタイミングチェーンが掛け回されており、クランクシャフト16と吸気カムシャフト23と排気カムシャフト24が連動可能となっている。
Although not shown, the crankshaft sprocket fixed to the
したがって、クランクシャフト16に同期して吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転すると、吸気カム25及び排気カム26が吸気弁21及び排気弁22を所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート19及び排気ポート20を開閉し、吸気ポート19と燃焼室18、燃焼室18と排気ポート20とをそれぞれ連通することができる。この場合、この吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24は、クランクシャフト16が2回転(720度)する間に1回転(360度)するように設定されている。そのため、エンジン10は、クランクシャフト16が2回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の4行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が1回転することとなる。
Therefore, when the
また、このエンジン10の動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁21及び排気弁22を最適な開閉タイミングに制御する吸気・排気可変動弁機構(VVT:Variable Valve Timing-intelligent)27,28となっている。この可変動弁手段としての吸気・排気可変動弁機構27,28は、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24の軸端部にVVTコントローラ29,30が設けられて構成され、オイルコントロールバルブ31,32からの油圧をこのVVTコントローラ29,30の図示しない進角室及び遅角室に作用させることによりカムシャフトスプロケットに対するカムシャフト23,24の位相を変更し、吸気弁21及び排気弁22の開閉時期を進角又は遅角することができるものである。この場合、吸気・排気可変動弁機構27,28は、吸気弁21及び排気弁22の作用角(開放期間)を一定としてその開閉時期を進角又は遅角する。また、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ33,34が設けられている。
The valve mechanism of the
吸気ポート19には、吸気マニホールド35を介してサージタンク36が連結され、このサージタンク36に吸気管37が連結されており、この吸気管37の空気取入口にはエアクリーナ38が取付けられている。そして、このエアクリーナ38の空気流動方向下流側にスロットル弁39を有する負荷調節手段としての電子スロットル装置40が設けられている。また、シリンダヘッド12には、燃焼室18に直接燃料を噴射する燃料噴射手段としての燃料噴射弁41が装着されている。この燃料噴射弁41は、吸気ポート19側に位置して上下方向に所定角度傾斜して配置されている。この燃料噴射弁41は、燃焼室18に生成される吸気流動に燃料が乗るようにピストン14の頂面に向かって燃料を噴射可能である。各気筒に装着される燃料噴射弁41は、デリバリパイプ42に連結され、このデリバリパイプ42には、高圧燃料供給管43を介して高圧燃料ポンプ(燃料ポンプ)44が連結されている。更に、シリンダヘッド12には、燃焼室18の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ45が装着されている。
A
一方、排気ポート20には、排気マニホールド46を介して排気管47が連結されており、この排気管47には排気ガス中に含まれるHC、CO、NOxなどの有害物質を浄化処理する三元触媒48,49が装着されている。また、エンジン10には、クランキングを行うスタータモータ50が設けられており、エンジン始動時に図示しないピニオンギヤがリングギヤと噛み合った後、回転力がピニオンギヤからリングギヤへと伝わり、クランクシャフト16を回転することができる。
On the other hand, an
ところで、車両にはマイクロコンピュータを中心として構成されエンジン10の各部を制御可能な電子制御ユニット(ECU)51が搭載されており、このECU51は、燃料噴射弁41や点火プラグ45などを制御可能となっている。すなわち、吸気管37の空気流動方向上流側にはエアフローセンサ52及び吸気温センサ53が装着され、また、サージタンク36には吸気圧センサ54が設けられており、計測した吸入空気量、吸気温度、吸気圧(吸気管負圧)をECU51に出力している。また、電子スロットル装置40にはスロットルポジションセンサ55が装着されており、現在のスロットル開度をECU51に出力している。ここで、ECU51は、検出されたスロットル開度や吸入空気量に基づいて内燃機関負荷としてのエンジン負荷(負荷率)を算出することができる。アクセルポジションセンサ56は、現在のアクセル開度をECU51に出力している。更に、エンジン10のクランク角度を検出するクランク角度検出手段としてのクランク角センサ57は、検出した各気筒のクランク角度をECU51に出力し、このECU51は検出したクランク角度に基づいて各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出している。なおここで、エンジン回転数は、言い換えれば、クランクシャフト16の回転速度に対応し、このクランクシャフト16の回転速度が高くなれば、クランクシャフト16の回転数、すなわち、エンジン10のエンジン回転数も高くなる。
By the way, the vehicle is equipped with an electronic control unit (ECU) 51 that is configured around a microcomputer and can control each part of the
また、シリンダブロック11にはエンジン冷却水温を検出する水温センサ58が設けられており、検出したエンジン冷却水温をECU51に出力している。また、各燃料噴射弁41に連通するデリバリパイプ42には燃料圧力を検出する燃圧センサ59が設けられており、検出した燃料圧力をECU51に出力している。一方、排気管47には、三元触媒48の排気ガス流動方向上流側にエンジン10の空燃比を検出するA/Fセンサ60、排気ガス流動方向下流側に酸素センサ61が設けられている。A/Fセンサ60は、三元触媒48に導入される前の排気ガスの排気ガス空燃比を検出し、検出した空燃比をECU51に出力し、酸素センサ61は、三元触媒48から排出された後の排気ガスの酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度をECU51に出力している。このA/Fセンサ60により検出された空燃比(推定空燃比)は、吸入空気と燃料とからなる混合ガスの空燃比(理論空燃比)をフィードバック制御するために用いられる。すなわち、A/Fセンサ60は、排気ガス中の酸素濃度と未燃ガス濃度から排気空燃比をリッチ域からリーン域までの全域にわたり検出し、これをECU51にフィードバックすることにより燃料噴射量を補正し、燃焼を運転状態に合わせた最適な燃焼状態に制御可能となる。
The
したがって、ECU51は、検出した燃料圧力に基づいてこの燃料圧力が所定圧力となるように高圧燃料ポンプ44を駆動すると共に、検出した吸入空気量、吸気温度、吸気圧、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量(燃料噴射期間)、噴射時期、点火時期などを決定し、燃料噴射弁41及び点火プラグ45を駆動して燃料噴射及び点火を実行する。また、ECU51は、検出した排気ガスの酸素濃度をフィードバックして空燃比がストイキ(理論空燃比)となるように燃料噴射量を補正している。
Therefore, the
また、ECU51は、エンジン運転状態に基づいて吸気・排気可変動弁機構27,28を制御可能となっている。即ち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップをなくすことで、排気ガスが吸気ポート19又は燃焼室18に吹き返す量を少なくし、燃焼安定及び燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、このオーバーラップを大きくすることで、内部EGR率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。更に、高負荷低中回転時には、吸気弁21の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート19に吹き返す量を少なくし、体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、吸気弁21の閉止時期を回転数にあわせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとし、体積効率を向上させる。
The
上記のように構成されるエンジン10では、ピストン14がシリンダボア13内を下降することで、吸気ポート19を介して燃焼室18内に空気が吸入され(吸気行程)、このピストン14が吸気行程下死点を経てシリンダボア13内を上昇することで空気が圧縮される(圧縮行程)。このとき、吸気行程又は圧縮行程にて燃料噴射弁41から燃焼室18内へ燃料が噴射され、この燃料と空気とが混合して混合気を形成する。そして、ピストン14が圧縮行程上死点付近に近づくと点火プラグ45により混合気に点火され、該混合気が燃焼し、その燃焼圧力によりピストン14を下降させる(膨張行程)。燃焼後の混合気は、ピストン14が膨張行程下死点を経て吸気行程上死点に向かって再び上昇することで排気ポート20を介して排気ガスとして放出される(排気行程)。このピストン14のシリンダボア13内での往復運動は、コネクティングロッド17を介してクランクシャフト16に伝えられ、ここで回転運動に変換され、出力として取り出されると共に、このピストン14は、カウンタウェイトと共にクランクシャフト16が慣性力によりさらに回転することで、このクランクシャフト16の回転に伴ってシリンダボア13内を往復する。このクランクシャフト16が2回転することで、ピストン14はシリンダボア13を2往復し、この間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行い、燃焼室18内で1回の爆発が行われる。
In the
なお、本実施例1のエンジン10は、運転条件に対応して2つの燃焼形態を利用している。この2つの燃焼形態は、圧縮行程時に燃料噴射を行うことで混合気を点火プラグ45近傍に集中させ成層化し空燃比がリーン(酸素過多雰囲気)状態での運転を実現可能とする成層燃焼と、吸気行程時に燃料噴射を行い、十分な混合時間をとることで、燃焼室全体に噴霧を均質に分散させ空燃比がストイキ(理論空燃比)状態での運転を実現可能とする均質燃焼である。ここでは、エンジン10は、ピストン14の頂面の吸気側部分に成層燃焼を成立させるための凹状のキャビティ14a(図3参照)が形成されている。このエンジン10は、成層燃焼には、圧縮行程時に燃料噴射弁41からこのキャビティ14aに向けて燃料を噴射することで、ピストン14のキャビティ14aの壁に沿って燃料噴霧が案内され、この燃料噴霧の噴流に点火プラグ45に向かう指向性が付加され、よって、点火プラグ45まで混合気を案内することができ、この点火プラグ45近傍に成層混合気を形成することができる。本実施例1のエンジン10は、エンジン回転数とスロットル開度とに基づいて燃料噴射モードを決定しており、例えば、全運転条件の中で比較的低負荷及び低回転の運転領域にて成層燃焼を行う一方、比較的高負荷及び高回転の運転領域にて均質燃焼を行う。
Note that the
このように構成されたエンジン10に搭載された燃料噴射弁41は、図1に示すように、ハウジング62と、弁体としてのニードル弁63と、燃料通路64と、噴射口65とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
ハウジング62は、本体部66と、先端部67とを有する。本体部66は、中空円筒形状をなす。先端部67は、本体部66の中心軸線と同軸の中空円筒形状をなし、中空部が本体部66の中空部と連続するように形成される。この先端部67は、本体部66より小径に形成される。この先端部67は、球面形状をなすサック部68が形成されると共に、内部の中空部と連通するように外部に開口する噴射口65が形成されている。
The
ニードル弁63は、円盤形状をなすフランジ部69から円柱形状をなす弁本体70が一体に下方に延出して構成される。ニードル弁63は、フランジ部69の外周面がハウジング62における本体部66の内周面に嵌合し、且つ、軸線方向(図1にて上下方向)に沿って移動自在に支持されている。また、ニードル弁63は、弁本体70の外周面がハウジング62における先端部67の内周面に所定の隙間をもって挿入され、円錐形状をなす先端面71が先端部67の傾斜面72に当接し、ここにシール部が形成されている。
The
したがって、ハウジング62とニードル弁63との間に燃料通路64が形成されることとなり、この燃料通路64の下端部側はサック部68を介して噴射口65に連通可能となっている。そして、ニードル弁63の先端面71がハウジング62の傾斜面72に当接することで燃料通路64を遮断することができる一方、先端面71が傾斜面72から離れたときに燃料通路64を開放し、燃料通路64にある燃料をサック部68を介して噴射口65から外部(燃焼室18)に噴射することができる。すなわち、この噴射口65は、ハウジング62の先端部67に燃料通路64と連通して設けられニードル弁63の移動に伴って燃料を噴射可能である。
Therefore, a
また、ハウジング62内には、支持リング73を介して支持板74が固定されており、この支持板74とニードル弁63との間にはコイルスプリング75が圧縮状態で介装されている。したがって、ニードル弁63は、コイルスプリング75の付勢力により先端面71がハウジング62の傾斜面72に密着して燃料通路64を遮断する方向に付勢されている。一方、ハウジング62の壁内には、ニードル弁63のフランジ部69に対向し、且つ、若干上方に位置してソレノイド76が内蔵されている。したがって、ソレノイド76へ通電すると、吸引力が発生してコイルスプリング75の付勢力に抗してニードル弁63を上方に移動し、先端面71がハウジング62の傾斜面72から離間することで、燃料通路64を開放することができる。
A
なお、燃料噴射弁41の基端部には、デリバリパイプ42(図2参照)、高圧燃料供給管43(図2参照)を介して高圧燃料ポンプ44(図2参照)などが連結されており、ハウジング62内を通して燃料通路64の上流側に所定圧の燃料が供給されている。
The base end of the
ここで、本実施例の燃料噴射弁41は、図1、図4に示すように、燃料を燃焼室18に直接噴射可能な噴射口65が複数、ここでは2つの長細矩形状のスリット65a、65bにより構成されている。すなわち、この噴射口65は、分割壁77により分割された2つのスリット65a、65bからなり、この燃料噴射弁41は、噴射口65の2つのスリット65a、65bを介して燃料を燃焼室18に噴射する。
Here, as shown in FIGS. 1 and 4, the
本実施例の分割壁77は、スリット65a、65bの長辺方向に対して交差する方向、ここでは垂直な方向に複数のスリット65a、65bを分割する。すなわち、この噴射口65は、スリット65aとスリット65bとがスリット65a、65bの長辺方向に沿って分割壁77を挟んで並んで設けられている。分割壁77は、燃料の噴射方向に沿った中心線が先端部67の中心軸線Bとほぼ一致した位置に設定され、さらに言えば、噴射口65は、スリット65aとスリット65bとが先端部67の中心軸線Bに対してほぼ対称形に形成される。
The dividing
なおここでは、スリット65a、65bの長辺方向は、スリット65a、65bの幅に沿った方向(以下、「スリット幅方向」という。)に相当する。一方、スリット65a、65bの長辺方向と直交するスリット65a、65bの短辺方向は、スリット65a、65bの厚みに沿った方向(以下、「スリット厚み方向」という。)に相当する。すなわち、スリット幅方向(長辺方向)は、噴射口65のスリット65a、65bから噴射される偏平な燃料噴霧41aの長手方向(偏平方向)となる。
Here, the long side direction of the
スリット65aは、短辺方向に沿った一対の短辺端面78a、79aと長辺方向に沿った一対の長辺端面80a、81aとにより形成される。短辺端面78aと短辺端面79aとは、長辺方向に対して互いに対向し、長辺端面80aと長辺端面81aとは、短辺方向に対して互いに対向する。スリット65bは、短辺方向に沿った一対の短辺端面78b、79bと長辺方向に沿った一対の長辺端面80b、81bとにより形成される。短辺端面78bと短辺端面79bとは長辺方向に対して互いに対向し、長辺端面80bと長辺端面81bとは短辺方向に対して互いに対向する。そして、短辺端面79aと短辺端面79bとは、それぞれ分割壁77にてスリット65a、65bと対向する壁面として形成される。
The
なお、ここで上述のスリット65a、65bの厚みは、各スリット65a、65bにて、互いに対向する一対の長辺端面80a、81a又は長辺端面80b、81b間の距離に相当する。スリット65a、65bの幅は、各スリット65a、65bにて、互いに対向する一対の短辺端面78a、79a又は短辺端面78b、79b間の距離に相当する。
Note that the thickness of the
上記のように構成される燃料噴射弁41は、図1、図4に示すように、ニードル弁63がコイルスプリング75の付勢力により燃料通路64を閉止している状態から、ソレノイド76へ通電すると、ニードル弁63がコイルスプリング75の付勢力に抗して上方(先端部67から離間する方向)に移動することで燃料通路64を開放し、燃料通路64の燃料がサック部68に供給され、このサック部68から噴射口65を通して燃焼室18に噴射される。そして、所定期間が経過すると、ソレノイド76への通電が停止され、ニードル弁63がコイルスプリング75の付勢力により下方(先端部67に接近する方向)に移動することで燃料通路64を閉止し、燃料通路64からサック部68への燃料供給が停止され、噴射口65からの燃料噴射が終了する。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
このとき、噴射口65から噴射された燃料噴霧41a(図3参照)は、この噴射口65が分割壁77によりスリット65aとスリット65bとに分割されていることから、分割壁77に応じた部分が抜け落ちたような噴霧形状となる(例えば、図7参照)。そして、燃料噴霧41aは、分割壁77に応じた部分が抜けたような噴霧形状となることで、吸気ポート19(図3参照)を介した吸入空気により燃焼室18(図3参照)内に形成されるタンブル流の主流部分の流れと干渉することが抑制され、当該タンブル流の主流部分の流れが減衰されることを抑制することができる。この結果、この燃料噴射弁41は、燃焼室18内のタンブル流の主流部分の流れが減衰されることを抑制することができることから、このタンブル流により燃料の微粒化が促進され、燃料と空気との混合が促進され、混合気の均質化を促進することができる。これにより、燃料噴射弁41が適用されたエンジン10は、図5に示すように、例えば、噴射口を1つのスリットで構成した場合と比較して、混合気の均質化が促進されることから、いわゆる、トルク変動を低減することができる。なお、このタンブル流は、シリンダボア13(図3参照)の軸線方向に沿って形成され縦旋回力を有する気流である。
At this time, the
ところで、上記のように構成される燃料噴射弁41は、分割壁77により分割された複数のスリット65a、65bによって噴射口65を構成することで燃料の微粒化を促進しているが、さらなる微粒化の促進が望まれている。
By the way, although the
図12は、従来例に係る燃料噴射弁041の一例を示す図である。この燃料噴射弁041は、噴射口065が分割壁077によって分割される2つのスリット065a、065bにより構成される。そして、スリット065aとスリット065bとにおいて、短辺端面078a、079a、短辺端面078b、079bのうちそれぞれ短辺端面079aと短辺端面079bとが分割壁077にてスリット065a、065bと対向する壁面として形成される。
FIG. 12 is a view showing an example of a
この場合、燃料通路64、サック部68を通過して各スリット065a、065bを介して噴射される燃料は、分割壁077から離間した側に位置する短辺端面078a、078b、言い換えれば、噴射口065の中央部(先端部67の中心軸線B)に対して外方に位置する外側の短辺端面078a、078bの近傍(図中一点鎖線で囲ったC1’部分)においては、燃料の流れの主流から剥離するような剥離流が活発に形成される。このため、短辺端面078a、078bの近傍では、この剥離流により燃料の流れを乱すエネルギーが増大し、これにより、燃料噴霧41aのペネトレーション(貫徹力)が低減され、この結果、燃料の微粒化が促進される。
In this case, the fuel that passes through the
一方、燃料通路64、サック部68を通過して各スリット065a、065bを介して噴射される燃料は、分割壁077側に位置する短辺端面079a、079b、言い換えれば、噴射口065の中央部(先端部67の中心軸線B)側に位置する内側の短辺端面079a、079bの近傍(図中一点鎖線で囲ったC2’部分)においては、燃料の流れが直線的になり、燃料の流れの主流から剥離するような剥離流がほとんど形成されない。このため、短辺端面079a、079bの近傍では、燃料の流れが減衰されず当該流れを乱すエネルギーが抑制され、これにより、燃料噴霧41aのペネトレーションの低減が抑制され、この結果、燃料の微粒化が良好でないおそれがある。
On the other hand, the fuel that passes through the
また、従来例に係る燃料噴射弁041の場合、噴射口065の中央部(先端部67の中心軸線B)側に位置する内側の短辺端面079a、079bの近傍において燃料噴霧41aのペネトレーションの低減が抑制されることで、図13の従来例に係る燃料噴射弁041の噴霧長を説明する模式図に示すように、燃料噴霧41aは、中心軸線B側(分割壁077側)の噴霧長、すなわち、燃料噴霧41aの内方縁部側の噴霧長が長くなるおそれもある。ここで、燃料噴霧41aの噴霧長とは、噴射口065から燃料の噴射方向への燃料噴霧41aの長さ、言い換えれば、燃料噴射方向に沿った噴射口065から燃料噴霧41aの噴霧先端部までの長さである。そして、燃料噴霧41aの内方縁部側の噴霧長が長くなると、燃料噴霧41aがシリンダボア13の壁面に衝突しこのシリンダボア13の壁面への燃料の付着が増加し、シリンダボア13の壁面に付着した燃料がピストンリングを介してクランクケース15の底部に貯留されるオイルに燃料が流入し、この結果、オイル希釈をまねき、この結果エンジン品質の低下をまねくおそれがある。
Further, in the case of the
そこで、本実施例の燃料噴射弁41は、図1に示すように、分割壁77にスリット65a、65b内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部82a、82bを設けることで、適正に燃料の微粒化を促進している。
Therefore, as shown in FIG. 1, the
具体的には、流れ形成部82aは、分割壁77にてスリット65aと対向する壁面である短辺端面79aに形成される。この流れ形成部82aは、この短辺端面79aに形成される突出部83aと、窪み部84aとを含んで構成される。突出部83aは、燃料の噴射方向に対する短辺端面79aの中央部がスリット65aの内方側に突出するように形成される。言い換えれば、突出部83aは、短辺端面79aの中央部がスリット65a側に膨らんだような凸部状に形成される。窪み部84aは、燃料の噴射方向に対する短辺端面79aの下流側端部77b側がスリット65aの外方側に窪むように形成される。言い換えれば、窪み部84aは、短辺端面79aの下流側端部77b側が分割壁77の中心側(中心軸線B側)にへこんだような凹部状に形成される。また、さらに言い換えれば、窪み部84aは、突出部83aに対する燃料の噴射方向下流側の窪みとして形成される。そして、短辺端面79aは、全体として燃料の噴射方向に対する上流側端部77a側から下流側端部77b側まで曲面状に形成され、すなわち、突出部83aと窪み部84aとは、連続的な曲面状に形成される。
Specifically, the
同様に、流れ形成部82bは、分割壁77にてスリット65bと対向する壁面である短辺端面79bに形成される。この流れ形成部82bは、この短辺端面79bに形成される突出部83bと、窪み部84bとを含んで構成される。突出部83bは、燃料の噴射方向に対する短辺端面79bの中央部がスリット65bの内方側に突出するように形成される。言い換えれば、突出部83bは、短辺端面79bの中央部がスリット65b側に膨らんだような凸部状に形成される。窪み部84bは、燃料の噴射方向に対する短辺端面79bの下流側端部77b側がスリット65bの外方側に窪むように形成される。言い換えれば、窪み部84bは、短辺端面79bの下流側端部77b側が分割壁77の中心側(中心軸線B側)にへこんだような凹部状に形成される。また、さらに言い換えれば、窪み部84bは、突出部83bに対する燃料の噴射方向下流側の窪みとして形成される。そして、短辺端面79bは、全体として燃料の噴射方向に対する上流側端部77a側から下流側端部77b側まで曲面状に形成され、すなわち、突出部83bと窪み部84bとは、連続的な曲面状に形成される。
Similarly, the
上記のように構成される燃料噴射弁41では、図6に示すように、燃料通路64、サック部68を通過して各スリット65a、65bを介して噴射される燃料は、分割壁77から離間した側に位置する短辺端面78a、78b、言い換えれば、噴射口65の中央部(先端部67の中心軸線B)に対して外方に位置する外側の短辺端面78a、78bの近傍(図中一点鎖線で囲ったC1部分)において、燃料の流れの主流から剥離するような剥離流が活発に形成される。このため、短辺端面78a、78bの近傍では、この剥離流により燃料の流れを乱すエネルギーが増大し、これにより、燃料噴霧41aのペネトレーション(貫徹力)が低減され、この結果、燃料の微粒化が促進される。
In the
そして、燃料通路64、サック部68を通過して各スリット65a、65bを介して噴射される燃料は、分割壁77側に位置する短辺端面79a、79b、言い換えれば、噴射口65の中央部(先端部67の中心軸線B)側に位置する内側の短辺端面79a、79bの近傍(図中一点鎖線で囲ったC2部分)においては、流れ形成部82a、82bをなす突出部83a、83bを通過する際に、燃料の流れの主流から剥離するような横流れが形成される。すなわち、分割壁77側に位置する内側の短辺端面79a、79bの近傍において、突出部83a、83bにより燃料の流れが減衰されこの燃料の流れに分割壁77の中央部側、言い換えれば、噴射口65の中央部側への横流れが形成される。このとき、突出部83a、83bの頂点部分を通過した燃料は、流れ形成部82a、82bをなす噴射方向下流側の窪み部84a、84bに沿うように導かれることから、噴射口65の中央部側への燃料の横流れが促進される。また、短辺端面79a、79bが全体として曲面状に形成され、突出部83a、83bと窪み部84a、84bとが連続的な曲面状に形成されることから、噴射口65の中央部側への燃料の横流れを安定化することができる。
The fuel that passes through the
したがって、噴射口65の中央部側の短辺端面79a、79bの近傍でも、流れ形成部82a、82bにより燃料の流れが減衰され、燃料の流れの主流から剥離するような分割壁77の中央部側、言い換えれば、噴射口65の中央部側への横流れが形成されることから、分割壁77近傍においても燃料の流れを乱すエネルギーが増大し、これにより、燃料噴霧41aのペネトレーションが低減され、燃料の微粒化が促進される。この結果、燃料と空気との混合が促進され、混合気の均質化を促進することができる。
Therefore, even in the vicinity of the short side end faces 79a and 79b on the central portion side of the
また、噴射口65の中央部(先端部67の中心軸線B)側に位置する内側の短辺端面79a、79bの近傍において燃料噴霧41aのペネトレーションが低減されることで、図7の実施例1に係る燃料噴射弁41の噴霧長を説明する模式図に示すように、燃料噴霧41aは、中心軸線B側(分割壁77側)の噴霧長、すなわち、燃料噴霧41aの内方縁部側の噴霧長が相対的に短く抑制される。そして、燃料噴霧41aの内方縁部側の噴霧長が短くなることで、燃料噴霧41aがシリンダボア13の壁面に衝突することが抑制され、このシリンダボア13の壁面への燃料の付着が抑制される。この結果、シリンダボア13の壁面に付着した燃料がピストンリングを介してクランクケース15の底部に貯留されるオイルに燃料が流入することが抑制され、この結果、オイル希釈を低減することができエンジン品質の低下を抑制することができる。
Further, the penetration of the
図8は、本発明の実施例1に係る燃料噴射弁41と従来例に係る燃料噴射弁041とを比較するための線図であり、横軸をペネトレーション、縦軸をオイル希釈率としている。本図からも明らかなように、分割壁77に流れ形成部82a、82bを有する実施例1に係る燃料噴射弁41は、従来例に係る燃料噴射弁041と比較して、オイル希釈率を低減することができる。
FIG. 8 is a diagram for comparing the
以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁41によれば、燃料が通過可能な燃料通路64が設けられたハウジング62と、ハウジング62内に移動自在に支持されるニードル弁63と、分割壁77により分割された複数のスリット65a、65bからなり、ハウジング62の先端部67に燃料通路64と連通して設けられニードル弁63の移動に伴って複数のスリット65a、65bを介して燃料を噴射可能である噴射口65と、分割壁77に設けられスリット65a、65b内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部82a、82bとを備える。
According to the
また、以上で説明した本発明の実施例に係るエンジン10によれば、空気と燃料との混合気が燃焼可能な燃焼室18と、燃料が通過可能な燃料通路64が設けられたハウジング62と、ハウジング62内に移動自在に支持されるニードル弁63と、分割壁77により分割された複数のスリット65a、65bからなり、ハウジング62の先端部67に燃料通路64と連通して設けられニードル弁63の移動に伴って複数のスリット65a、65bを介して燃料を燃焼室18に直接噴射可能である噴射口65と、分割壁77に設けられスリット65a、65b内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部82a、82bとを有する燃料噴射弁41とを備える。
Further, according to the
したがって、燃料噴射弁41は、複数のスリット65a、65bを分割する分割壁77(噴射口65の中央部側)近傍でも、流れ形成部82a、82bにより燃料の流れの主流から剥離するような噴射口65の中央部側への横流れが形成されることから、この分割壁77近傍においても燃料噴霧41aのペネトレーションを低減することができ、適正に燃料の微粒化を促進することができ、混合気の均質性を向上することができる。
Therefore, the
また、燃料噴射弁41は、複数のスリット65a、65bを分割する分割壁77(噴射口65の中央部側)近傍において燃料噴霧41aのペネトレーションが低減されることで、燃料噴霧41aの内方縁部側の噴霧長を相対的に短く抑制することができるので、オイル希釈を低減することができエンジン品質の低下を抑制することができる。つまり、本実施例の燃料噴射弁41は、燃料の微粒化の促進とオイル希釈の低減とを共に実現することができ、この結果、燃料の微粒化の促進とオイル希釈の低減とを適正に両立することができる。
In addition, the
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁41によれば、流れ形成部82a、82bは、分割壁77のスリット65a、65bに対向する壁面としての短辺端面79a、79bに設けられスリット65a、65bの内方側に突出する突出部83a、83bを有する。したがって、流れ形成部82a、82bは、分割壁77の近傍にて、突出部83a、83bが燃料の流れを減衰しこの燃料の流れの主流から剥離するような分割壁77の中央部側、言い換えれば、噴射口65の中央部側への横流れを形成することができる。
Furthermore, according to the
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁41によれば、流れ形成部82a、82bは、分割壁77のスリット65a、65bに対向する壁面としての短辺端面79a、79bにおける燃料の噴射方向の下流側端部77b側に設けられスリット65a、65bの外方側に窪む窪み部84a、84bを有する。したがって、流れ形成部82a、82bは、燃料の流れが窪み部84a、84bに沿うように導かれることで、分割壁77の中央部側、言い換えれば、噴射口65の中央部側への燃料の横流れを促進することができる。
Furthermore, according to the
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁41によれば、流れ形成部82a、82bが設けられる壁面としての短辺端面79a、79bは、曲面状に形成される。したがって、流れ形成部82a、82bが設けられる分割壁77の短辺端面79a、79bが全体として曲面状に形成されることから、噴射口65の中央部側へ剥離するような燃料の流れを安定化することができる。
Furthermore, according to the
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁41によれば、分割壁77は、スリット65a、65bの長辺方向に対して交差する方向に複数のスリット65a、65bを分割する。したがって、噴射口65をなすスリット65aとスリット65bとをスリット65a、65bの長辺方向に沿って分割壁77を挟んで並べて設けることができる。これにより、噴射口65から噴射される燃料噴霧41aが燃焼室18内に形成されるタンブル流の主流部分の流れと干渉することを抑制することができ、このタンブル流により燃料の微粒化を促進することができ、燃料と空気との混合を促進し、混合気の均質化をさらに促進することができる。
Furthermore, according to the
図9は、本発明の実施例2に係る燃料噴射弁を表す要部縦断面図(図10に示すD−D断面)、図10は、本発明の実施例2に係る燃料噴射弁の噴射口の正面図(燃焼室側から見た図)、図11は、本発明の実施例2に係る燃料噴射弁の作用を説明する部分断面図である。実施例2に係る燃料噴射弁は、実施例1に係る燃料噴射弁と略同様の構成であるが、噴射口をなす複数のスリットの分割方向が実施例1に係る燃料噴射弁とは異なる。その他、上述した実施例と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。また、主要部分の構成については図1乃至図3を参照する。 FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a main part showing a fuel injection valve according to the second embodiment of the present invention (cross section DD shown in FIG. 10), and FIG. 10 is an injection of the fuel injection valve according to the second embodiment of the present invention. Front view of the mouth (viewed from the combustion chamber side), FIG. 11 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the fuel injection valve according to the second embodiment of the present invention. The fuel injection valve according to the second embodiment has substantially the same configuration as the fuel injection valve according to the first embodiment, but the dividing direction of a plurality of slits forming the injection port is different from that of the fuel injection valve according to the first embodiment. In addition, about the structure, effect | action, and effect which are common in the Example mentioned above, while overlapping description is abbreviate | omitted as much as possible, the same code | symbol is attached | subjected. Also, refer to FIGS. 1 to 3 for the configuration of the main part.
本実施例の燃料噴射手段としての燃料噴射弁241は、上述の実施例1の燃料噴射弁41と同様に、内燃機関としてのエンジン10(図2参照)に適用され、燃料噴霧41a(図3参照)を燃焼室18に直接噴射するものである。
The
そして、燃料噴射弁241は、図9、図10に示すように、燃料を燃焼室18に直接噴射可能な噴射口265が複数、ここでは2つの長細矩形状のスリット265a、265bにより構成されている。すなわち、この噴射口265は、分割壁277により分割された2つのスリット265a、265bからなり、この燃料噴射弁241は、噴射口265の2つのスリット265a、265bを介して燃料を燃焼室18に噴射する。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
本実施例の分割壁277は、スリット65a、65bの短辺方向に対して交差する方向、ここでは垂直な方向に複数のスリット265a、265bを分割する。すなわち、この噴射口265は、スリット265aとスリット265bとがスリット265a、265bの短辺方向に沿って分割壁277を挟んで平行に並んで設けられている。分割壁277は、燃料の噴射方向に沿った中心線が先端部67の中心軸線Bとほぼ一致した位置に設定され、さらに言えば、噴射口265は、スリット265aとスリット265bとが先端部67の中心軸線Bに対してほぼ対称形に形成される。
The dividing
スリット265aは、長辺方向に沿った一対の長辺端面278a、279aと短辺方向に沿った一対の短辺端面280a、281aとにより形成される。長辺端面278aと長辺端面279aとは、短辺方向に対して互いに対向し、短辺端面280aと短辺端面281aとは、長辺方向に対して互いに対向する。スリット265bは、長辺方向に沿った一対の長辺端面278b、279bと短辺方向に沿った一対の短辺端面280b、281bとにより形成される。長辺端面278bと長辺端面279bとは、短辺方向に対して互いに対向し、短辺端面280bと短辺端面281bとは、長辺方向に対して互いに対向する。そして、長辺端面279aと長辺端面279bとは、それぞれ分割壁277にてスリット265a、265bと対向する壁面として形成される。
The
そして、本実施例の燃料噴射弁241は、図9に示すように、分割壁277にスリット265a、265b内の燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部282a、282bを設けることで、適正に燃料の微粒化を促進している。
As shown in FIG. 9, the
具体的には、流れ形成部282aは、分割壁277にてスリット265aと対向する壁面である長辺端面279aに形成される。この流れ形成部282aは、この長辺端面279aに形成される突出部283aと、窪み部284aとを含んで構成される。突出部283aは、燃料の噴射方向に対する長辺端面279aの中央部がスリット265aの内方側に突出するように形成される。窪み部284aは、燃料の噴射方向に対する長辺端面279aの下流側端部277b側がスリット265aの外方側に窪むように形成される。そして、長辺端面279aは、全体として燃料の噴射方向に対する上流側端部277a側から下流側端部277b側まで曲面状に形成され、すなわち、突出部283aと窪み部284aとは、連続的な曲面状に形成される。
Specifically, the
同様に、流れ形成部282bは、分割壁277にてスリット265bと対向する壁面である長辺端面279bに形成される。この流れ形成部282bは、この長辺端面279bに形成される突出部283bと、窪み部284bとを含んで構成される。突出部283bは、燃料の噴射方向に対する長辺端面279bの中央部がスリット265bの内方側に突出するように形成される。窪み部284bは、燃料の噴射方向に対する長辺端面279bの下流側端部277b側がスリット265bの外方側に窪むように形成される。そして、長辺端面279bは、全体として燃料の噴射方向に対する上流側端部277a側から下流側端部277b側まで曲面状に形成され、すなわち、突出部283bと窪み部284bとは、連続的な曲面状に形成される。
Similarly, the
上記のように構成される燃料噴射弁241では、図11に示すように、燃料通路64、サック部68を通過して各スリット265a、265bを介して噴射される燃料は、分割壁277側に位置する長辺端面279a、279b、言い換えれば、噴射口265の中央部(先端部67の中心軸線B)側に位置する内側の長辺端面279a、279bの近傍においては、流れ形成部282a、282bをなす突出部283a、283bを通過する際に、燃料の流れの主流から剥離するような横流れが形成される。すなわち、分割壁277側に位置する内側の長辺端面279a、279bの近傍において、突出部283a、283bにより燃料の流れが減衰されこの燃料の流れに分割壁277の中央部側、言い換えれば、噴射口265の中央部側への横流れが形成される。このとき、突出部283a、283bの頂点部分を通過した燃料は、流れ形成部282a、282bをなす噴射方向下流側の窪み部284a、284bに沿うように導かれることから、噴射口265の中央部側への燃料の横流れが促進される。また、長辺端面279a、279bが全体として曲面状に形成され、突出部283a、283bと窪み部284a、284bとが連続的な曲面状に形成されることから、噴射口65の中央部側への燃料の横流れを安定化することができる。
In the
以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁241によれば、複数のスリット265a、265bを分割する分割壁277(噴射口265の中央部側)近傍でも、流れ形成部282a、282bにより燃料の流れの主流から剥離するような噴射口265の中央部側への横流れが形成されることから、この分割壁277近傍においても燃料噴霧41aのペネトレーションを低減することができ、適正に燃料の微粒化を促進することができ、混合気の均質性を向上することができる。
According to the
また、燃料噴射弁41は、複数のスリット265a、265bを分割する分割壁277(噴射口265の中央部側)近傍において燃料噴霧41aのペネトレーションが低減されることで、燃料噴霧41aの内方縁部側の噴霧長を相対的に短く抑制することができるので、オイル希釈を低減することができエンジン品質の低下を抑制することができる。つまり、本実施例の燃料噴射弁241は、燃料の微粒化の促進とオイル希釈の低減とを共に実現することができ、この結果、燃料の微粒化の促進とオイル希釈の低減とを適正に両立することができる。
Further, the
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料噴射弁241によれば、分割壁277は、スリット265a、265bの短辺方向に対して交差する方向に複数のスリット265a、265bを分割する。したがって、噴射口265をなすスリット265aとスリット265bとをスリット265a、265bの短辺方向に沿って分割壁277を挟んで平行に並べて設けることができる。この場合でも、この分割壁277近傍において燃料噴霧41aのペネトレーションを低減することができ、適正に燃料の微粒化を促進することができ、混合気の均質性を向上することができる。
Furthermore, according to the
なお、上述した本発明の実施例に係る燃料噴射弁及び内燃機関は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上で説明した実施例では、燃料噴射弁41、241が吸気ポート19側に配置し、先端部を下方に所定角度傾斜して排気ポート20側に向けて燃料を噴射可能としたが、この構成に限定されるものではない。すなわち、燃料噴射弁41、241を排気ポート20側に配置し、先端部を下方に所定角度傾斜し、吸気ポート19側に向けて燃料を噴射可能としてもよい。また、燃料噴射弁41、241を吸気ポート19と排気ポート20との間、つまり、燃焼室18の中央上部に配置し、先端部を下方に向けてピストン14のキャビティ14aに対して燃料を噴射可能としてもよい。また、本発明の燃料噴射弁又は内燃機関は、以上で説明した実施例1の燃料噴射弁41と実施例2の燃料噴射弁241とを組み合わせたものとしてもよい。
The fuel injection valve and the internal combustion engine according to the above-described embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope described in the claims. In the embodiment described above, the
また、以上の説明では、噴射口65が2つのスリット65a、65bにより構成され、噴射口265が2つのスリット265a、265bにより構成されているものとして説明したが、これに限らず、噴射口を3つ以上のスリットにより構成するようにしてもよい。この場合、各スリットを分割する分割壁にそれぞれ流れ形成部を設けるようにすればよい。
Further, in the above description, the
また、以上の説明では、流れ形成部は、分割壁に設けられ各スリット内の燃料の流れから剥離する流れを形成するものであればよく、例えば、分割壁に設けられる突出部又は窪み部のどちらか一方によって形成するようにしてもよい。 Further, in the above description, the flow forming portion may be any one provided on the dividing wall so as to form a flow that separates from the fuel flow in each slit. For example, the flow forming portion may be a protrusion or a depression provided on the dividing wall. You may make it form by either one.
また、以上の説明では、流れ形成部が設けられる壁面としての短辺端面79a、79b又は長辺端面279a、279bは、全体として曲面状に形成され、すなわち、突出部と窪み部とが連続的な曲面状に形成されるものとして説明したが、これに限らず、例えば、突出部と窪み部とが角部を介して連続するように形成してもよい。この場合、先端部67に噴射口をなす複数のスリットを設ける際の加工を容易化することができ、この結果、製造コストの上昇を抑制することができる。
In the above description, the short-side end surfaces 79a and 79b or the long-
以上のように、本発明に係る燃料噴射弁及び内燃機関は、適正に燃料の微粒化を促進するものであり、燃焼室に直接燃料を噴射する種々の筒内直接噴射式の燃料噴射弁及び内燃機関に用いて好適である。 As described above, the fuel injection valve and the internal combustion engine according to the present invention appropriately promote atomization of fuel, and various in-cylinder direct injection fuel injection valves that directly inject fuel into the combustion chamber and It is suitable for use in an internal combustion engine.
10 エンジン(内燃機関)
11 シリンダブロック
12 シリンダヘッド
13 シリンダボア
14 ピストン
14a キャビティ
18 燃焼室
41、241 燃料噴射弁(燃料噴射手段)
41a 燃料噴霧
45 点火プラグ
62 ハウジング
63 ニードル弁(弁体)
64 燃料通路
65、265 噴射口
65a、65b、265a、265b スリット
66 本体部
67 先端部
68 サック部
77、277 分割壁
77a、277a 上流側端部
77b、277b 下流側端部
78a、78b、79a、79b、280a、280b、281a、281b 短辺端面
80a、80b、81a、81b、278a、278b、279a、279b 長辺端面
82a、82b、282a、282b 流れ形成部
83a、83b、283a、283b 突出部
84a、84b、284a、284b 窪み部
10 Engine (Internal combustion engine)
11
64
Claims (7)
前記ハウジング内に移動自在に支持される弁体と、
分割壁により分割された複数のスリットからなり、前記ハウジングの先端部に前記燃料通路と連通して設けられ前記弁体の移動に伴って前記複数のスリットを介して前記燃料を噴射可能である噴射口と、
前記分割壁に設けられ前記スリット内の前記燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部とを備えることを特徴する、
燃料噴射弁。 A housing provided with a fuel passage through which fuel can pass;
A valve body movably supported in the housing;
Injection comprising a plurality of slits divided by a dividing wall, provided in communication with the fuel passage at the front end of the housing, and capable of injecting the fuel through the plurality of slits as the valve body moves Mouth,
A flow forming portion provided on the dividing wall to form a flow that separates from the flow of the fuel in the slit,
Fuel injection valve.
請求項1に記載の燃料噴射弁。 The flow forming portion has a protruding portion that is provided on a wall surface of the dividing wall facing the slit and protrudes inward of the slit.
The fuel injection valve according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の燃料噴射弁。 The flow forming portion has a hollow portion that is provided at a downstream end portion in the fuel injection direction on a wall surface facing the slit of the dividing wall and is recessed outward of the slit.
The fuel injection valve according to claim 1 or 2.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の燃料噴射弁。 The wall surface on which the flow forming portion is provided is formed in a curved surface,
The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 3.
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の燃料噴射弁。 The dividing wall divides the plurality of slits in a direction intersecting the long side direction of the slits,
The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の燃料噴射弁。 The dividing wall divides the plurality of slits in a direction intersecting the short side direction of the slits,
The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 5.
前記燃料が通過可能な燃料通路が設けられたハウジングと、前記ハウジング内に移動自在に支持される弁体と、分割壁により分割された複数のスリットからなり前記ハウジングの先端部に前記燃料通路と連通して設けられ前記弁体の移動に伴って前記複数のスリットを介して前記燃料を前記燃焼室に直接噴射可能である噴射口と、前記分割壁に設けられ前記スリット内の前記燃料の流れから剥離する流れを形成する流れ形成部とを有する燃料噴射手段とを備えることを特徴とする、
内燃機関。 A combustion chamber capable of burning a mixture of air and fuel;
A housing provided with a fuel passage through which the fuel can pass, a valve body supported movably in the housing, and a plurality of slits divided by a dividing wall; An injection port provided in communication and capable of directly injecting the fuel into the combustion chamber through the plurality of slits as the valve body moves, and a flow of the fuel in the slit provided in the dividing wall And a fuel injection means having a flow forming portion for forming a flow that separates from the fuel,
Internal combustion engine.
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-
2008
- 2008-03-27 JP JP2008084928A patent/JP2009236057A/en active Pending
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