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JP2013185522A - Fuel injection valve - Google Patents

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Publication number
JP2013185522A
JP2013185522A JP2012052412A JP2012052412A JP2013185522A JP 2013185522 A JP2013185522 A JP 2013185522A JP 2012052412 A JP2012052412 A JP 2012052412A JP 2012052412 A JP2012052412 A JP 2012052412A JP 2013185522 A JP2013185522 A JP 2013185522A
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JP
Japan
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fuel
fuel injection
valve
swirl
injection hole
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Pending
Application number
JP2012052412A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoji Ono
洋史 大野
Nobuaki Kobayashi
信章 小林
Takahiro Saito
貴博 齋藤
Atsushi Nakai
敦士 中井
Yoshio Okamoto
良雄 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
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Publication date
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Priority to CN 201220448371 priority patent/CN203161402U/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection valve capable of setting a distribution of fuel injection in accordance with a target range of fuel injection.SOLUTION: A distribution of a liquid film thickness of a fuel at an outlet of a fuel injecting hole is set according to a shape of a target range of fuel injection.

Description

本発明は、エンジンの燃料噴射に用いられる燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve used for fuel injection of an engine.

この種の技術としては、下記の特許文献1に記載の技術が開示されている。この公報には、スワール室が形成された通路プレートと、スワール室に開口する燃料噴孔が形成されたインジェクタプレートとが弁座部材に溶接されているものが開示されている。   As this type of technology, the technology described in Patent Document 1 below is disclosed. This publication discloses that a passage plate in which a swirl chamber is formed and an injector plate in which a fuel injection hole that opens in the swirl chamber is welded to a valve seat member.

特開2003−336562号公報JP 2003-336562 A

上記特許文献1に記載の技術では、燃料噴孔出口が円形に形成されているため、燃料噴孔から噴射された燃料は円錐状に広がる。そのため、燃料噴射目標範囲が円形状でない場合、その範囲に十分に燃料を噴射することができないおそれがあった。
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、燃料噴射目標範囲に応じて燃料噴射の分布を設定することができる燃料噴射弁を提供することである。
In the technique described in Patent Document 1, since the fuel injection hole outlet is formed in a circular shape, the fuel injected from the fuel injection hole spreads in a conical shape. Therefore, when the fuel injection target range is not circular, there is a possibility that fuel cannot be sufficiently injected into the range.
The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of setting a fuel injection distribution in accordance with a fuel injection target range.

上記目的を達成するため本願発明では、燃料噴射目標範囲の形状に応じて、燃料噴射孔出口の燃料の液膜の厚さ分布を設定することとした。   In order to achieve the above object, in the present invention, the thickness distribution of the liquid film of the fuel at the outlet of the fuel injection hole is set according to the shape of the fuel injection target range.

本発明により、燃料の噴霧形状を円形以外にすることができる。   According to the present invention, the fuel spray shape can be other than circular.

実施例1の燃料噴射弁の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the fuel injection valve of Example 1. 実施例1の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near the nozzle plate of the fuel injection valve of Example 1. 実施例1のノズルプレートを軸方向一端側(上流側)から見た平面図である。It is the top view which looked at the nozzle plate of Example 1 from the axial direction one end side (upstream side). 実施例1のスワール室および燃料噴射孔部分の拡大図である。It is an enlarged view of the swirl chamber and fuel injection hole part of Example 1. 実施例1の燃料噴射孔内を旋回する燃料の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the fuel which turns in the fuel-injection hole of Example 1. FIG. 実施例1の燃料噴射孔入口の燃料液膜を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a fuel liquid film at the fuel injection hole inlet according to the first embodiment. 実施例1の燃料噴射孔出口の燃料液膜を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a fuel liquid film at a fuel injection hole outlet according to the first embodiment. 比較例の噴射先の燃料の分布量を示す等量線である。It is an equivalence line which shows the distribution amount of the fuel of the injection destination of a comparative example. 実施例1の噴射先の燃料の分布量を示す等量線である。2 is an equivalence line showing the fuel distribution amount of the injection destination of the first embodiment. 実施例1のシリンダ内での燃料の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the fuel in the cylinder of Example 1. FIG. 実施例1のシリンダ内での燃料の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the fuel in the cylinder of Example 1. FIG. 実施例1の燃料を噴射する範囲について示した図である。It is the figure shown about the range which injects the fuel of Example 1. FIG. 他の実施例の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near the nozzle plate of the fuel injection valve of other examples. 他の実施例の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near the nozzle plate of the fuel injection valve of other examples.

〔実施例1〕
実施例1の燃料噴射弁1について説明する。
[燃料噴射弁の構成]
図1は燃料噴射弁1の軸方向断面図である。この燃料噴射弁1は、自動車用ガソリンエンジンに用いられるものであって、吸気ポート49内に向けて燃料を噴射する、所謂低圧用の燃料噴射弁である。
燃料噴射弁1は、磁性筒体2と、磁性筒体2内に収容されるコア筒体3と、軸方向に摺動可能な弁体4と、弁体4と一体に形成された弁軸5と、閉弁時に弁体4により閉鎖される弁座6を有する弁座部材7と、開弁時に燃料が噴射される燃料噴射孔44を有するノズルプレート8と、通電時に弁体4を開弁方向に摺動させる電磁コイル9と、磁束線を誘導するヨーク10とを有している。
[Example 1]
The fuel injection valve 1 according to the first embodiment will be described.
[Configuration of fuel injection valve]
FIG. 1 is an axial sectional view of the fuel injection valve 1. The fuel injection valve 1 is a so-called low-pressure fuel injection valve that is used in an automobile gasoline engine and injects fuel into the intake port 49.
The fuel injection valve 1 includes a magnetic cylinder 2, a core cylinder 3 accommodated in the magnetic cylinder 2, a valve element 4 slidable in the axial direction, and a valve shaft formed integrally with the valve element 4. 5; a valve seat member 7 having a valve seat 6 that is closed by the valve body 4 when the valve is closed; a nozzle plate 8 having a fuel injection hole 44 through which fuel is injected when the valve is opened; and the valve body 4 is opened when energized. It has an electromagnetic coil 9 that slides in the valve direction and a yoke 10 that induces magnetic flux lines.

磁性筒体2は、例えば電磁ステンレス鋼等の磁性金属材料により形成された金属パイプ等からなり、深絞り等のプレス加工、研削加工等の手段を用いることにより、図1に示すように段付き筒状をなして一体に形成されている。磁性筒体2は、一端側に形成された大径部11と、大径部11よりも小径であって他端側に形成された小径部12とを有している。
小径部12には、一部を薄肉化した薄肉部13が形成されている。小径部12は、薄肉部13より一端側にコア筒体3を収容するコア筒体収容部14と、薄肉部13より他端側に弁部材15(弁体4、弁軸5、弁座部材7)を収容する弁部材収容部16とに分けられている。薄肉部13は、後述するコア筒体3と弁軸5が磁性筒体2に収容された状態で、コア筒体3と弁軸5との間の隙間部分を取り囲むように形成されている。薄肉部13は、コア筒体収容部14と弁部材収容部16との間の磁気抵抗を増大させ、コア筒体収容部14と弁部材収容部16間を磁気的に遮断している。
The magnetic cylinder 2 is made of a metal pipe or the like formed of a magnetic metal material such as electromagnetic stainless steel, and is stepped as shown in FIG. 1 by using means such as deep drawing or pressing or grinding. It is integrally formed in a cylindrical shape. The magnetic cylinder 2 has a large-diameter portion 11 formed on one end side and a small-diameter portion 12 having a smaller diameter than the large-diameter portion 11 and formed on the other end side.
The small diameter portion 12 is formed with a thin portion 13 that is partially thinned. The small-diameter portion 12 includes a core tube housing portion 14 that houses the core tube body 3 on one end side from the thin wall portion 13, and a valve member 15 (valve body 4, valve shaft 5, valve seat member on the other end side from the thin wall portion 13 7) and is divided into a valve member accommodating portion 16 for accommodating. The thin portion 13 is formed so as to surround a gap portion between the core cylinder 3 and the valve shaft 5 in a state where the core cylinder 3 and the valve shaft 5 described later are accommodated in the magnetic cylinder 2. The thin wall portion 13 increases the magnetic resistance between the core tube housing portion 14 and the valve member housing portion 16, and magnetically blocks between the core tube housing portion 14 and the valve member housing portion 16.

大径部11の内径は弁部材15に燃料を送る燃料通路17を構成しており、大径部11の一端部には燃料を濾過する燃料フィルタ18が設けられている。燃料通路17にはポンプ47が接続されている。このポンプ47は、ポンプ制御装置54により制御されている。
コア筒体3は中空部19を有する円筒形に形成されており、磁性筒体2のコア筒体収容部14に圧入されている。中空部19には、圧入等の手段により固定されたばね受20が収容されている。このばね受20の中心には軸方向に貫通した燃料通路43が形成されている。
弁体4の外形は略球体状に形成されており、周上に燃料噴射弁1の軸方向に対して並行に削られた燃料通路面21を有している。弁軸5は大径部22と、外形が大径部22より小径に形成された小径部23とを有している。
The inner diameter of the large-diameter portion 11 constitutes a fuel passage 17 for sending fuel to the valve member 15, and a fuel filter 18 for filtering the fuel is provided at one end of the large-diameter portion 11. A pump 47 is connected to the fuel passage 17. The pump 47 is controlled by a pump control device 54.
The core cylinder 3 is formed in a cylindrical shape having a hollow portion 19 and is press-fitted into the core cylinder housing portion 14 of the magnetic cylinder 2. The hollow portion 19 accommodates a spring receiver 20 fixed by means such as press fitting. A fuel passage 43 penetrating in the axial direction is formed at the center of the spring receiver 20.
The outer shape of the valve body 4 is formed in a substantially spherical shape, and has a fuel passage surface 21 cut in parallel with the axial direction of the fuel injection valve 1 on the circumference. The valve shaft 5 has a large-diameter portion 22 and a small-diameter portion 23 whose outer shape is smaller than the large-diameter portion 22.

小径部23の先端には弁体4が溶接により一体に固定されている。なお図中の黒半円や黒三角は溶接箇所を示している。大径部22の端部にはばね挿入孔24が穿設されている。このばね挿入孔24の底部は、ばね挿入孔24よりも小径に形成されたばね座り部25が形成されるとともに、段部のばね受部26が形成されている。小径部23の端部には燃料通路孔27が形成されている。この燃料通路孔27はばね挿入孔24と連通している。小径部23の外周と燃料通路孔27とは貫通した燃料流出孔28が形成されている。
弁座部材7は、略円錐状の弁座6と、弁座6より一端側に弁体4の径とほぼ同型に形成された弁体保持孔30と、弁体保持孔30から一端開口側に向かうにつれて大径に形成された上流開口部31と、弁座6の他端側に開口する下流開口部48とが形成されている。
The valve body 4 is integrally fixed to the tip of the small diameter portion 23 by welding. In addition, the black semicircle and black triangle in a figure have shown the welding location. A spring insertion hole 24 is formed at the end of the large diameter portion 22. A spring seat 25 having a smaller diameter than the spring insertion hole 24 is formed at the bottom of the spring insertion hole 24, and a stepped spring receiving portion 26 is formed. A fuel passage hole 27 is formed at the end of the small diameter portion 23. The fuel passage hole 27 communicates with the spring insertion hole 24. A fuel outflow hole 28 penetrating the outer periphery of the small diameter portion 23 and the fuel passage hole 27 is formed.
The valve seat member 7 includes a substantially conical valve seat 6, a valve body holding hole 30 formed on the one end side from the valve seat 6 so as to be substantially the same as the diameter of the valve body 4, and one end opening side from the valve body holding hole 30. An upstream opening 31 having a larger diameter and a downstream opening 48 that opens to the other end of the valve seat 6 are formed.

弁軸5および弁体4は、磁性筒体2に軸方向摺動可能に収装されている。弁軸5のばね受部26とばね受20との間にコイルバネ29が設けられ、弁軸5および弁体4を他端側に付勢している。弁座部材7は磁性筒体2に挿入され、溶接により磁性筒体2に固定されている。弁座6は弁体保持孔30から下流開口部48へ向かって径が小さくなるように形成され、閉弁時には弁体4が弁座6に座るようになっている。
磁性筒体2のコア筒体3の外周には電磁コイル9が挿嵌されている。すなわち、電磁コイル9はコア筒体3の外周に配置されることとなる。電磁コイル9は、樹脂材料により形成されたボビン32と、このボビン32に巻回されたコイル33とから構成されている。コイル33は、コネクタピン34を介して電磁コイル制御装置55に接続されている。
電磁コイル制御装置55は、クランク角を検出するクランク角センサからの情報に基づいて計算した燃焼室側に燃料を噴射するタイミングに応じて、電磁コイル9のコイル33に通電して燃料噴射弁1を開弁させる。
The valve shaft 5 and the valve body 4 are accommodated in the magnetic cylinder 2 so as to be slidable in the axial direction. A coil spring 29 is provided between the spring receiver 26 and the spring receiver 20 of the valve shaft 5 to urge the valve shaft 5 and the valve body 4 to the other end side. The valve seat member 7 is inserted into the magnetic cylinder 2 and fixed to the magnetic cylinder 2 by welding. The valve seat 6 is formed so that its diameter decreases from the valve body holding hole 30 toward the downstream opening 48, and the valve body 4 is seated on the valve seat 6 when the valve is closed.
An electromagnetic coil 9 is inserted into the outer periphery of the core cylinder 3 of the magnetic cylinder 2. That is, the electromagnetic coil 9 is disposed on the outer periphery of the core cylinder 3. The electromagnetic coil 9 includes a bobbin 32 formed of a resin material and a coil 33 wound around the bobbin 32. The coil 33 is connected to the electromagnetic coil control device 55 via the connector pin 34.
The electromagnetic coil control device 55 energizes the coil 33 of the electromagnetic coil 9 to energize the fuel injection valve 1 in accordance with the timing of injecting fuel into the combustion chamber calculated based on the information from the crank angle sensor that detects the crank angle. Open the valve.

ヨーク10は中空の貫通孔を有し、一端開口側に形成された大径部35と、大径部35より小径に形成された中径部36と、中径部36より小径に形成され他端開口側に形成された小径部37から構成されている。小径部37は、弁部材収容部16の外周に嵌合されている。中径部36の内周には電磁コイル9が収装されている。大径部35の内周には連結コア38が配置されている。
連結コア38は磁性金属材料等により略C字状に形成されている。ヨーク10は、小径部37および連結コア38を介して磁性筒体2と接続しており、すなわち電磁コイル9の両端部で磁性筒体2と磁気的に接続されていることとなる。ヨーク10の他端側先端には、燃料噴射弁1をエンジンの吸気ポートと接続するためのOリング40を保持し、かつ磁性筒体先端を保護するためのプロテクタ52が取り付けられている。
The yoke 10 has a hollow through-hole, and has a large-diameter portion 35 formed on one end opening side, a medium-diameter portion 36 formed with a smaller diameter than the large-diameter portion 35, and a diameter smaller than the medium-diameter portion 36. It is composed of a small diameter portion 37 formed on the end opening side. The small diameter portion 37 is fitted on the outer periphery of the valve member housing portion 16. An electromagnetic coil 9 is accommodated on the inner periphery of the medium diameter portion 36. A connecting core 38 is disposed on the inner periphery of the large diameter portion 35.
The connecting core 38 is formed in a substantially C shape by a magnetic metal material or the like. The yoke 10 is connected to the magnetic cylinder 2 via the small-diameter portion 37 and the connecting core 38, that is, is magnetically connected to the magnetic cylinder 2 at both ends of the electromagnetic coil 9. A protector 52 for holding the O-ring 40 for connecting the fuel injection valve 1 to the intake port of the engine and protecting the tip of the magnetic cylinder is attached to the tip of the yoke 10 on the other end side.

コネクタピン34を介して電磁コイル9に給電されると磁界が発生し、この磁界の磁力によって、弁体4および弁軸5をコイルばね29の付勢力に抗して開弁させる。
燃料噴射弁1の大部分は樹脂カバー53により被覆されている。樹脂カバー53に被覆されている部分は、磁性筒体2の大径部11の一端部を除いた部分から小径部12の電磁コイル9設置位置まで、電磁コイル9とヨーク10の中径部36との間、連結コア38の外周と大径部35との間、大径部35の外周、中径部36の外周、およびコネクタピン34の外周である。コネクタピン34の先端部分は樹脂カバー53が開口して形成されており、コントロールユニットのコネクタが差し込まれるようになっている。磁性筒体2の一端部外周にはOリング39設けられている。
弁座部材7の他端側にはノズルプレート8が溶接されている。このノズルプレート8には、燃料にスワール(旋回流)を与える複数のスワール室41と、各スワール室41に燃料を分配する中央室42と、スワール室41においてスワールが与えられた燃料が噴射される燃料噴射孔44が形成されている。
When power is supplied to the electromagnetic coil 9 through the connector pin 34, a magnetic field is generated, and the valve body 4 and the valve shaft 5 are opened against the biasing force of the coil spring 29 by the magnetic force of the magnetic field.
Most of the fuel injection valve 1 is covered with a resin cover 53. The portion covered with the resin cover 53 is from the portion excluding one end portion of the large-diameter portion 11 of the magnetic cylindrical body 2 to the electromagnetic coil 9 installation position of the small-diameter portion 12 to the medium-diameter portion 36 of the electromagnetic coil 9 and the yoke 10. Between the outer periphery of the connecting core 38 and the large-diameter portion 35, the outer periphery of the large-diameter portion 35, the outer periphery of the medium-diameter portion 36, and the outer periphery of the connector pin 34. The tip of the connector pin 34 is formed by opening a resin cover 53 so that the connector of the control unit can be inserted. An O-ring 39 is provided on the outer periphery of one end of the magnetic cylinder 2.
A nozzle plate 8 is welded to the other end side of the valve seat member 7. The nozzle plate 8 is injected with a plurality of swirl chambers 41 that give a swirl (swirl flow) to the fuel, a central chamber 42 that distributes the fuel to each swirl chamber 41, and a fuel that has been swirled in the swirl chamber 41. A fuel injection hole 44 is formed.

[ノズルプレートの構成]
図2は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。図3はノズルプレート8を軸方向一端側(上流側)から見た平面図である。ノズルプレート8の構成について、図2、図3を用いて説明する。なお図2のノズルプレート8の断面は、図3に示すA-A断面を示している。
ノズルプレート8の一端側側面にはスワール室41と中央室42が形成されている。スワール室41は2つ形成されており、それぞれ連通路45とスワール付与室46とから構成されている。各連通路45はノズルプレート8の中心付近で接続し、接続部分に中央室42が形成されている。連通路45の先にはスワール付与室46が形成され、連通路45はスワール付与室46の接線方向に接続している。スワール付与室46は内側面と底部とを有する有底円形凹状に形成されているおり、底部には貫通孔である燃料噴射孔44が形成されている。
各燃料噴射孔44は円筒形に穿設できる工具によって、ノズルプレート8の軸方向に対して斜め方向に穿設されている。これにより各燃料噴射孔44は、ノズルプレート8の軸方向に垂直な断面において楕円形状となっている。
[Configuration of nozzle plate]
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the nozzle plate 8 of the fuel injection valve 1. FIG. 3 is a plan view of the nozzle plate 8 as viewed from one end side (upstream side) in the axial direction. The configuration of the nozzle plate 8 will be described with reference to FIGS. The cross section of the nozzle plate 8 in FIG. 2 is the AA cross section shown in FIG.
A swirl chamber 41 and a central chamber 42 are formed on one side surface of the nozzle plate 8. Two swirl chambers 41 are formed, each including a communication path 45 and a swirl imparting chamber 46. Each communication path 45 is connected near the center of the nozzle plate 8, and a central chamber 42 is formed at the connection portion. A swirl application chamber 46 is formed at the tip of the communication path 45, and the communication path 45 is connected in the tangential direction of the swirl application chamber 46. The swirl imparting chamber 46 is formed in a bottomed circular concave shape having an inner surface and a bottom portion, and a fuel injection hole 44 that is a through hole is formed in the bottom portion.
Each fuel injection hole 44 is formed in an oblique direction with respect to the axial direction of the nozzle plate 8 by a tool that can be formed in a cylindrical shape. Thus, each fuel injection hole 44 has an elliptical shape in a cross section perpendicular to the axial direction of the nozzle plate 8.

[作用]
(開弁時の燃料の流れ)
図4はスワール室41および燃料噴射孔44部分の拡大図であり、燃料噴射孔44から燃料が噴射される様子を示している。
電磁コイル9のコイル33に通電されているときには、コイルバネ29の付勢力に抗して電磁力により弁軸5が一端側に引き上げられる。そのため、弁体4と弁座6との間が解放され、燃料がノズルプレート8側に供給される。
[Action]
(Fuel flow when the valve opens)
FIG. 4 is an enlarged view of the swirl chamber 41 and the fuel injection hole 44, and shows how fuel is injected from the fuel injection hole 44.
When the coil 33 of the electromagnetic coil 9 is energized, the valve shaft 5 is pulled up to one end side by the electromagnetic force against the urging force of the coil spring 29. Therefore, the space between the valve body 4 and the valve seat 6 is released, and fuel is supplied to the nozzle plate 8 side.

ノズルプレート8に供給された燃料はまず中央室42に入り、中央室42の底部と衝突することで軸方向の流れから径方向の流れに変換されて各連通路45に流れ込む。連通路45はスワール付与室46の接線方向に接続しているため、連通路45を通過した燃料はスワール付与室46の内側面に沿って旋回する。
スワール付与室46において燃料に旋回力(スワール力)が付与されて、旋回力を持った燃料は燃料噴射孔44の側壁部分に沿うように旋回しながら噴射される。そのため、燃料噴射孔44から噴射された燃料は、燃料噴射孔44の接線方向に飛散する。燃料噴射孔44から噴射された直後の燃料噴霧は、燃料噴射孔44開口部のエッジ部分によって薄い液膜状態で円錐状に広がる。その後、液膜状態の燃料が分離して微粒化した液滴となる。
これにより燃料の気化を促進することができ、特に低温始動時の窒素酸化物等の発生を低減することができる。
The fuel supplied to the nozzle plate 8 first enters the central chamber 42, collides with the bottom of the central chamber 42, is converted from an axial flow to a radial flow, and flows into each communication passage 45. Since the communication passage 45 is connected in the tangential direction of the swirl application chamber 46, the fuel that has passed through the communication passage 45 swirls along the inner surface of the swirl application chamber 46.
A swirl force (swirl force) is imparted to the fuel in the swirl imparting chamber 46, and the fuel having the swirl force is injected while swirling along the side wall portion of the fuel injection hole 44. Therefore, the fuel injected from the fuel injection hole 44 is scattered in the tangential direction of the fuel injection hole 44. The fuel spray immediately after being injected from the fuel injection hole 44 spreads conically in a thin liquid film state by the edge portion of the opening of the fuel injection hole 44. Thereafter, the fuel in the liquid film state is separated into droplets that are atomized.
As a result, fuel vaporization can be promoted, and in particular, generation of nitrogen oxides and the like during low temperature starting can be reduced.

(燃料の噴射範囲)
図5は燃料噴射孔44内を旋回する燃料の様子を示す図である。図6は燃料噴射孔44の入口44aの燃料液膜を示す図である。図7は燃料噴射孔44の出口44bの燃料液膜を示す図である。
スワール付与室46内を旋回した燃料は燃料噴射孔44の周壁に沿って液膜が形成される。燃料の旋回中心には空気が進入して空洞が形成される。このとき、燃料噴射孔入口44aの燃料の液膜分布と燃料噴射孔出口44bの燃料の液膜分布が異なる。すなわち、図6に示す燃料噴射孔入口44aの液膜の厚さの偏りに対して、図7に示す燃料噴射孔出口44bの液膜の厚さの偏りは大きくなる。言い換えると、図6に示す燃料噴射孔入口44aの液膜の厚さaとbとの差に対して、図7に示す燃料噴射孔出口44bの液膜の厚さaとbとの差は大きくなる。
液膜が円量噴射出口44bから噴射されると、図7に一点鎖線で示した範囲の液膜は、点線で示す位置に飛び出す。すなわち、出口44bにおける液膜の偏りは噴射先の燃料の偏りとなる。
(Fuel injection range)
FIG. 5 is a view showing the state of fuel swirling in the fuel injection hole 44. FIG. 6 is a view showing a fuel liquid film at the inlet 44 a of the fuel injection hole 44. FIG. 7 is a view showing a fuel liquid film at the outlet 44 b of the fuel injection hole 44.
A liquid film is formed on the fuel swirled in the swirl application chamber 46 along the peripheral wall of the fuel injection hole 44. Air enters the swirl center of the fuel to form a cavity. At this time, the fuel liquid film distribution at the fuel injection hole inlet 44a is different from the fuel liquid film distribution at the fuel injection hole outlet 44b. That is, the deviation in the thickness of the liquid film at the fuel injection hole outlet 44b shown in FIG. 7 is larger than the deviation in the thickness of the liquid film at the fuel injection hole inlet 44a shown in FIG. In other words, the difference between the liquid film thickness a and b at the fuel injection hole outlet 44b shown in FIG. 7 is different from the difference between the liquid film thickness a and b at the fuel injection hole inlet 44a shown in FIG. growing.
When the liquid film is ejected from the circular amount ejection outlet 44b, the liquid film in the range indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 7 jumps out to the position indicated by the dotted line. That is, the deviation of the liquid film at the outlet 44b becomes the deviation of the fuel at the injection destination.

図8および図9は噴射先の燃料の分布量を示す等量線である。図8は燃料噴射孔出口44bの液膜の厚さを周上で均一としたときの等量線、図9は実施例1の燃料噴射弁1により燃料を噴射したときの等量線である。
図8に示すように、燃料噴射孔出口44bの液膜の厚さを周上で均一としたときには、燃料は略円形状に分布し、燃料の分布量は中心付近が最も多い。一方、図9に示すように、実施例1の燃料噴射弁1により燃料噴射孔出口44bの液膜の厚さを周上で不均一としたときには、燃料は三日月状に分布し、燃料の分布量が最も多い位置は中心付近から離れている。つまり、燃料噴射孔出口44bの液膜の厚さを周上で不均一とすることにより、燃料の噴射範囲を円形以外とするとこができる。
FIG. 8 and FIG. 9 are isolines showing the distribution amount of the fuel at the injection destination. FIG. 8 is an equivalence line when the thickness of the liquid film at the fuel injection hole outlet 44b is uniform on the circumference, and FIG. 9 is an equivalence line when fuel is injected by the fuel injection valve 1 of the first embodiment. .
As shown in FIG. 8, when the thickness of the liquid film at the fuel injection hole outlet 44b is uniform on the circumference, the fuel is distributed in a substantially circular shape, and the amount of fuel distribution is the largest in the vicinity of the center. On the other hand, as shown in FIG. 9, when the thickness of the liquid film at the fuel injection hole outlet 44b is uneven on the circumference by the fuel injection valve 1 of the first embodiment, the fuel is distributed in a crescent shape, and the fuel distribution The position with the largest amount is far from the center. That is, by making the thickness of the liquid film at the fuel injection hole outlet 44b non-uniform on the circumference, the fuel injection range can be made other than circular.

(燃料噴射目標範囲)
従来、燃料噴孔はノズルプレートの軸方向と平行に穿設されており、燃料噴射孔出口は円形に形成されているため、燃料噴孔から噴射された燃料は円錐状に広がる。しかし、燃料の噴射目標範囲が円形状でない場合には、その範囲に十分に燃料を噴射することができないおそれがあった。
ここで、燃料の噴射目標範囲が円形状でない場合の例を示す。
図10および図11は燃料噴射弁1からインテークマニホールド49内に燃料を噴射する位置による、シリンダ56内での燃料の流れを説明する図である。図10はバルブ50の外側(点火プラグ57から遠い位置)に燃料を噴射したときのシリンダ56内の燃料の流れを示す図、図11はバルブ50の内側(点火プラグ57から近い位置)に燃料を噴射したときのシリンダ56内の燃料の流れを示す図である。
(Fuel injection target range)
Conventionally, the fuel injection hole is formed in parallel with the axial direction of the nozzle plate, and the fuel injection hole outlet is formed in a circular shape. Therefore, the fuel injected from the fuel injection hole spreads in a conical shape. However, when the target injection range of the fuel is not circular, there is a possibility that the fuel cannot be sufficiently injected into the range.
Here, an example in which the fuel injection target range is not circular is shown.
FIGS. 10 and 11 are views for explaining the flow of fuel in the cylinder 56 depending on the position at which fuel is injected from the fuel injection valve 1 into the intake manifold 49. FIG. 10 is a diagram showing the flow of fuel in the cylinder 56 when fuel is injected to the outside of the valve 50 (a position far from the spark plug 57), and FIG. 11 shows the fuel inside the valve 50 (a position close to the spark plug 57). FIG. 6 is a diagram showing the flow of fuel in a cylinder 56 when is injected.

図10に示すように、バルブ50の外側に燃料を噴射したときにはシリンダ56の壁に向かって燃料が噴射されるためシリンダ56の壁に燃料が付着しやすく、付着した燃料は燃焼に寄与しにくく、良い燃焼を得ることができない。
一方、図11に示すように、バルブ50の内側に燃料を噴射したときにはシリンダ56の壁から離れた位置に燃料が噴射されるためシリンダ56の壁に燃料が付着しにくく、また点火プラグ57の近辺に燃料を集めやすいため、良い燃焼を得ることができる。
すなわち良い燃焼を得るためには、バルブ50の内側に燃料を噴射したい。図12は燃料を噴射する範囲について示した図である。バルブ50の内側に燃料を噴射する際、図12にドットの範囲に示すようにバルブ50の周に沿って三日月状の範囲に燃料を噴射する必要がある。
そこで、実施例1の燃料噴射弁1のように、燃料噴射孔44を円形の工具によってノズルプレート8の軸方向に対して斜め方向に穿設することにより、燃料は図9に示すように三日月状に分布し、燃料の噴射目標範囲に十分に燃料を噴射することができる。
As shown in FIG. 10, when fuel is injected to the outside of the valve 50, the fuel is injected toward the wall of the cylinder 56, so that the fuel easily adheres to the wall of the cylinder 56, and the attached fuel hardly contributes to combustion. Can't get good combustion.
On the other hand, as shown in FIG. 11, when fuel is injected inside the valve 50, the fuel is injected at a position away from the wall of the cylinder 56, so that it is difficult for the fuel to adhere to the wall of the cylinder 56, and the spark plug 57 Because it is easy to collect fuel in the vicinity, good combustion can be obtained.
That is, in order to obtain good combustion, it is desired to inject fuel inside the valve 50. FIG. 12 is a diagram showing a range in which fuel is injected. When fuel is injected into the inside of the valve 50, it is necessary to inject the fuel into a crescent-shaped range along the circumference of the valve 50 as shown by the range of dots in FIG.
Therefore, as in the fuel injection valve 1 of the first embodiment, the fuel is injected into the fuel crescent as shown in FIG. 9 by making the fuel injection holes 44 obliquely with respect to the axial direction of the nozzle plate 8 with a circular tool. The fuel can be sufficiently injected into the target injection range of the fuel.

〔効果〕
実施例1の燃料噴射弁1の効果について以下に列記する。
(1)摺動可能に設けられた弁体4と、閉弁時に弁体4が座る弁座6が一端側に形成された弁座部材7と、弁座部材7の他端側に形成され、燃料にスワールを付与する複数のスワール付与室46と、各スワール付与室46に連通してスワールが付与された燃料を噴射する燃料噴射孔44を形成したノズルプレート8と、を設け、燃料を噴射する位置の形状に応じて、燃料噴射孔出口44bの燃料の液膜の厚さ分布を設定するようにした。
よって、燃料の噴射範囲を円形以外にすることができる。
(2)燃料噴射孔44の断面を楕円状に形成するようにした。
よって、燃料噴射孔出口44bにおける燃料の液膜の厚さ分布に偏りを持たせることができる。
〔effect〕
The effects of the fuel injection valve 1 of the first embodiment are listed below.
(1) A valve body 4 slidably provided, a valve seat 6 on which the valve body 4 sits when the valve is closed is formed on one end side, and is formed on the other end side of the valve seat member 7. A plurality of swirl imparting chambers 46 for imparting swirls to the fuel, and nozzle plates 8 having fuel injection holes 44 communicating with the respective swirl imparting chambers 46 for injecting the fuel to which the swirls have been imparted. The thickness distribution of the fuel liquid film at the fuel injection hole outlet 44b is set in accordance with the shape of the injection position.
Therefore, the fuel injection range can be other than circular.
(2) The fuel injection hole 44 has an elliptical cross section.
Therefore, the thickness distribution of the fuel liquid film at the fuel injection hole outlet 44b can be biased.

〔他の実施例〕
以上、本願発明を実施例1に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施例1に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
図13および図14は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。
実施例1の燃料噴射弁1ではスワール室41を2つ形成したが、図13、図14に示すようにスワール室41を4つ形成しても良いし、それ以上形成しても良い。またスワール室41を4つ形成した場合、スワール付与室46の向きは図13に示すように互いに外側を向くようにしても良いし、図14に示すように互いに内側を向くようにしても良い。
また実施例1では、燃料噴射孔44を、ノズルプレート8の軸方向に対して傾斜して形成することにより、燃料噴射孔出口44bにおける燃料の液膜の厚さ分布に偏りを持たせるようにしたが、他の構成により燃料噴射孔出口44bにおける燃料の液膜の厚さ分布に偏りを持たせるようにしても良い。
また実施例1では燃料の噴射分布を三日月状にしたが、燃料噴射目標範囲に応じて適宜設定しても良い。
[Other Examples]
As described above, the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration of each invention is not limited to the first embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. Are included in the present invention.
13 and 14 are enlarged sectional views of the vicinity of the nozzle plate 8 of the fuel injection valve 1.
In the fuel injection valve 1 of the first embodiment, two swirl chambers 41 are formed. However, as shown in FIGS. 13 and 14, four swirl chambers 41 may be formed or more. When four swirl chambers 41 are formed, the swirl application chambers 46 may face each other as shown in FIG. 13, or may face each other as shown in FIG. .
In the first embodiment, the fuel injection holes 44 are formed so as to be inclined with respect to the axial direction of the nozzle plate 8 so that the thickness distribution of the fuel liquid film at the fuel injection hole outlet 44b is biased. However, the thickness distribution of the fuel liquid film at the fuel injection hole outlet 44b may be biased by other configurations.
In the first embodiment, the fuel injection distribution is in a crescent shape, but may be set as appropriate in accordance with the fuel injection target range.

1 燃料噴射弁
4 弁体
6 弁座
7 弁座部材
8 ノズルプレート
44 燃料噴射孔
44b 燃料噴射孔出口
46 スワール付与室
1 Fuel injection valve
4 Disc
6 Valve seat
7 Valve seat member
8 Nozzle plate
44 Fuel injection hole
44b Fuel injection hole outlet
46 Swirl grant room

Claims (2)

摺動可能に設けられた弁体と、
閉弁時に前記弁体が座る弁座が一端側に形成された弁座部材と、
前記弁座部材の他端側に形成され、燃料にスワールを付与する複数のスワール付与室と、
各スワール付与室に連通して前記スワールが付与された燃料を噴射する燃料噴射孔を形成したノズルプレートと、
を設け、
燃料噴射目標範囲の形状に応じて、前記燃料噴射孔の出口の燃料の液膜の厚さ分布を設定することを特徴とする燃料噴射弁。
A valve body slidably provided;
A valve seat member formed on one end side of a valve seat on which the valve body sits when the valve is closed;
A plurality of swirl application chambers formed on the other end side of the valve seat member for applying a swirl to the fuel;
A nozzle plate formed with a fuel injection hole for injecting fuel to which the swirl is imparted in communication with each swirl imparting chamber;
Provided,
A fuel injection valve characterized in that a thickness distribution of a liquid film of fuel at an outlet of the fuel injection hole is set according to a shape of a fuel injection target range.
請求項1に記載の燃料噴射弁において、
前記燃料噴射孔は楕円に形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
The fuel injection valve according to claim 1, wherein
The fuel injection valve, wherein the fuel injection hole is formed in an ellipse.
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