JP4089915B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Description
また、弁座と調量オリフィスとの間には、制御速度チャネル(本発明の「燃料キャビティ」に相当する)が形成され、制御速度チャネルは、オリフィスから複数の調量開口(本発明の「噴孔」に相当する)にまで外方および下方へ延びたテーパした部分を有している(例えば、特許文献2参照)。
また、燃料キャビティが大きな体積を有しているので、噴孔から噴射されずに燃料キャビティ内に残留した残留燃料が閉弁時に噴孔外に排出されるとともに、燃料キャビティ内が高温かつ低圧になった場合にキャビテーションが発生していた。そのため、燃料噴射量の制御性が悪くなるという問題点もあった。
また、空間縮小手段が燃料キャビティ内部の体積を減少させるので、燃料キャビティに残留する燃料を減少させるとともに、キャビテーションの発生を抑えることができ、燃料噴射量の制御性を向上させることができる。
図1は、この発明の実施の形態1に係る燃料噴射弁1を示す断面図、図2は、図1に示した弁装置4の要部拡大図、図3は、図2の弁装置4のIII−III線に沿った矢視断面図、図4は、図3の弁装置4のIV−IV線に沿った矢視断面図である。
図において、この燃料噴射弁1は、樹脂製のハウジング3と、ハウジング3の下流側端部に設けられた弁装置4と、弁装置4を電磁吸引力により駆動させるソレノイド装置5とを有している。
ここで、固定鉄心6、電磁コイル7および金属板11は、ハウジング3の内部に一体成形されている。
また、ボール18の外周面は、球を軸線方向に沿ってほぼ五角形になるように切断して形成されており、ガイド部23とボール18との間隙を燃料が通過する。
また、案内面26aは、平面で構成され、各燃料流路26は、入口部の流路断面積と噴孔20近傍の流路断面積とが同じ大きさで、かつ入口部から噴孔20までの軸線方向の長さが変わらないように形成されている。
まず、燃料は、デリバティブパイプ(図示せず)を介して燃料噴射弁1本体に導入され、フィルタ2、アジャスタ17、圧縮バネ16、およびニードルパイプ15の流通孔15aおよび流通間隙15bを通り、弁装置4に溜められている。
可動鉄心13が固定鉄心6側に吸引されると、ニードルパイプ15を介して可動鉄心13と接続されたボール18も固定鉄心6側に動作され、バルブシート19のシート部22とボール18との間に間隙が形成される。
ここで、燃料流路26の入口部の流路断面積と噴孔20近傍の流路断面積とが同じ大きさに形成されているので、燃料キャビティ25に導入された燃料は、流速の低減が抑制されて噴孔20に導入され、噴孔20内部の空気と攪拌されて微粒化される。
ここで、この発明の実施の形態1に係る燃料噴射弁1によれば、各燃料流路26は、入口部の流路断面積と噴孔20近傍の流路断面積とが同じ大きさで、かつ入口部から噴孔20までの軸線方向の長さが変わらないように形成されているので、噴孔プレート21をバルブシート19に組み付ける際にずれが生じても、燃料流路26の軸線方向の長さに差異を生じることがなく、噴孔プレート21を容易に組み付けることができるとともに、噴孔20から噴射される燃料の指向性の悪化および燃料の形状のばらつきを防止することができる。
図7は、この発明の実施の形態2に係る燃料噴射弁1Aの弁装置4を示す要部断面図である。
図7において、燃料流路30を画成する案内面30aは、平面で構成され、各燃料流路30は、入口部の流路断面積が、噴孔20近傍の流路断面積よりも大きく形成されている。
その他の構成については、実施の形態1と同様であり、その説明は省略する。
ボール18とシート部22との間に間隙が形成されると、弁装置4に溜められた燃料は、この間隙から開口部24を通って燃料キャビティ25に導入される。
ここで、燃料流路30の入口部の流路断面積が、噴孔20近傍の流路断面積よりも大きく形成されているので、燃料キャビティ25に導入された燃料は、燃料流路30の入口部よりも流速が上昇して噴孔20に導入され、噴孔20内部の空気と攪拌されて微粒化される。
図8は、この発明の実施の形態3に係る燃料噴射弁1Bの弁装置4を示す要部断面図である。
図8において、燃料流路31を画成する案内面31aは、燃料流路31の内側に向かって突出した曲率を有する曲面で構成され、各燃料流路31は、入口部の流路断面積が、噴孔20近傍の流路断面積よりも大きく形成されている。
その他の構成については、実施の形態2と同様であり、その説明は省略する。
ボール18とシート部22との間に間隙が形成されると、弁装置4に溜められた燃料は、この間隙から開口部24を通って燃料キャビティ25に導入される。
ここで、燃料流路31の入口部の流路断面積が、噴孔20近傍の流路断面積よりも大きく形成されているので、燃料キャビティ25に導入された燃料は、燃料流路31の入口部よりも流速が上昇して噴孔20に導入され、噴孔20内部の空気と攪拌されて微粒化される。
図9は、この発明の実施の形態4に係る燃料噴射弁1Cの弁装置4を示す要部断面図である。
図9において、燃料流路32を画成する案内面32aは、燃料流路32の外側に向かって突出した曲率を有する曲面で構成され、各燃料流路32は、外側から入口部の流路断面積が、噴孔20近傍の流路断面積よりも大きく形成されている。
その他の構成については、実施の形態2と同様であり、その説明は省略する。
ボール18とシート部22との間に間隙が形成されると、弁装置4に溜められた燃料は、この間隙から開口部24を通って燃料キャビティ25に導入される。
ここで、案内面32aが燃料流路32の外側に向かって突出した曲率を有する曲面で構成され、燃料流路32の入口部の流路断面積が、噴孔20近傍の流路断面積よりも大きく形成されているので、燃料キャビティ25に導入された燃料は、燃料流路32の外側から内側に向かって燃料流路32の入口部よりも流速が上昇して噴孔20に導入され、噴孔20内部の空気と攪拌されて微粒化される。
図10は、この発明の実施の形態5に係る燃料噴射弁1Dの弁装置4を示す要部断面図である。
図10において、燃料流路33を画成する案内面33aは、燃料流路33の内側に向かって突出した曲率を有する曲面で構成され、各燃料流路33は、入口部の流路断面積が、噴孔20近傍の流路断面積よりも大きく形成されている。また、各燃料流路33の流路断面積は、噴孔20よりも下流側で、噴孔20近傍の流路断面積よりも大きくなるように形成されている。
その他の構成については、実施の形態2と同様であり、その説明は省略する。
ボール18とシート部22との間に間隙が形成されると、弁装置4に溜められた燃料は、この間隙から開口部24を通って燃料キャビティ25に導入される。
ここで、燃料流路33の入口部の流路断面積が、噴孔20近傍の流路断面積よりも大きく形成されているので、燃料キャビティ25に導入された燃料は、燃料流路33の入口部よりも流速が上昇して噴孔20に導入され、噴孔20内部の空気と攪拌されて微粒化される。
しかしながら、この発明の実施の形態5に係る燃料噴射弁1Dによれば、案内面33aが燃料流路33の内側に向かって突出した曲面で、かつ噴孔20よりも下流側で、流路断面積が噴孔20近傍の流路断面積よりも大きく形成なるようにされているので、噴孔20に導入されなかった燃料についても、流れる方向あるいは流速を制御することができる。
上記の特許文献3のものでは、噴孔20近傍で渦巻きを発生させて乱れを生じさせる方法では、噴孔20内の流体の遠心力で噴霧が大きく広がってしまうことで噴霧の指向性が悪化し、燃焼性の悪化を引き起こすという問題点もあった。
図11において、燃料流路34を画成する案内面34aは、曲率を有する曲面で構成されており、燃料流路34の下流側には、燃料の流れる方向を実線の矢印方向である径方向から点線の矢印方向である周方向に変化させる方向変換部35が形成されている。
また、各燃料流路34は、入口部の流路断面積と噴孔20近傍の流路断面積とが同じ大きさに形成されている。
ボール18とシート部22との間に間隙が形成されると、弁装置4に溜められた燃料は、この間隙から開口部24を通って燃料キャビティ25に導入される。
ここで、燃料キャビティ25に導入された燃料の方向は、方向変換部35で径方向から周方向に変化させられて噴孔20に導入され、噴孔20内部の空気と攪拌されて微粒化される。
Claims (8)
- 上流側からの燃料が通過する開口部を有するバルブシートと、
前記バルブシートに対して軸線の方向に往復移動可能な弁体と、
前記バルブシートの下流側に設けられ、前記開口部からの前記燃料が流入する噴孔が前記開口部よりも外周側に複数形成された噴孔プレートと
を備え、
前記バルブシートの下流側端部には、前記開口部に連通して前記開口部の外周よりも径方向に拡大した燃料キャビティが形成されている燃料噴射弁において、
前記燃料キャビティの内部には、空間を縮小して前記噴孔に流入する前記燃料の流速の低減を抑制するための空間縮小手段が設けられ、
前記空間縮小手段は、前記燃料の流れる方向を複数の前記噴孔の各々の方向に案内するとともに、前記開口部から放射状に延びる複数の燃料流路を画成する案内面を有し、
複数の前記噴孔の各々は、各前記燃料流路内において、前記開口部からの直線経路上に設けられていること
を特徴とする燃料噴射弁。 - 前記空間縮小手段は、前記バルブシートの一部であることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。
- 前記空間縮小手段は、前記噴孔プレートの一部であることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。
- 前記空間縮小手段は、前記噴孔プレートと前記バルブシートとの間に設けられた空間縮小部材であることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。
- 複数の前記燃料流路の各々について、前記燃料流路の入口部の流路断面積と前記噴孔近傍の流路断面積とは、同じ大きさに形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4までの何れか1項に記載の燃料噴射弁。
- 複数の前記燃料流路の各々について、前記燃料流路の入口部の流路断面積は、前記噴孔近傍の流路断面積よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4までの何れか1項に記載の燃料噴射弁。
- 前記案内面は、曲率を有する面であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の燃料噴射弁。
- 複数の前記燃料流路の各々について、前記噴孔の径方向外側における流路断面積は、前記噴孔近傍の流路断面積よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項5から請求項7までの何れか1項に記載の燃料噴射弁。
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