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JPS63212763A - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

電磁式燃料噴射弁

Info

Publication number
JPS63212763A
JPS63212763A JP4294587A JP4294587A JPS63212763A JP S63212763 A JPS63212763 A JP S63212763A JP 4294587 A JP4294587 A JP 4294587A JP 4294587 A JP4294587 A JP 4294587A JP S63212763 A JPS63212763 A JP S63212763A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
fuel
valve member
metering
orifice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4294587A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2508686B2 (ja
Inventor
Hideto Takeda
英人 武田
Ryoichi Tada
亮一 多田
Hisatoku Kobayashi
小林 久徳
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.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP62042945A priority Critical patent/JP2508686B2/ja
Priority to DE3745105A priority patent/DE3745105C2/de
Priority to DE19873735526 priority patent/DE3735526C2/de
Publication of JPS63212763A publication Critical patent/JPS63212763A/ja
Priority to US07/428,437 priority patent/US5080287A/en
Priority to US07/763,515 priority patent/US5161743A/en
Priority to US07/866,252 priority patent/US5156342A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2508686B2 publication Critical patent/JP2508686B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は内燃機関に燃料を供給するための電磁式燃料噴
射弁に関する。
(従来の技術) 従来一般の電磁式燃料噴射弁は、噴射孔および弁座なら
びに案内孔が形成された弁本体と、当接部を備えて上記
弁本体内で移動される弁部材とを有している。該弁部材
はその当接部が弁座に当接して内燃機関への燃料の供給
を停止する閉位置と、その当接部が弁座から離隔されて
内燃機関への燃料の供給を許す開位置との間で上記弁本
体の案内孔内に移動可能に収容されている。そして、弁
部材は電磁アクチュエータによって駆轄されることによ
り開位置と閉位置との間で移動されるようになっている
上記のごとき電磁式燃料噴射弁は、内燃機関のシリンダ
または吸気管内に燃料を噴射するべく装着されており、
したがって弁本体及び弁部材の少なくとも先端部はシリ
ンダ内または吸気管内に露出した状態になっている。こ
のため、燃焼残漬または燃料中の気化残渣がその弁本体
及び弁部材の先端部表面に付着、堆積する。このような
残渣の付着、堆積は、燃料噴射時、つまり弁部材が開位
置を占めている時には起きにクク、燃料噴射休止時、つ
まり弁部材が閉位置を占めている時に生じ易い。
このため、残漬が燃料UAiI用の間隙を画定している
弁座の部分に付着、堆積し、その燃料W4I用の間隙の
有効開口面積を次第に減少して燃料流量の減少を来たし
、機関性能を低下させるという問題がある。
そこで従来、特開昭60−256553号公報に示され
ているように、燃料11e用の隙間を弁部材の当接部よ
りも燃料の流れる方向に関して上流側に形成することで
残渣堆積に起因する噴射量の低下を防止する提案がなさ
れている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記公報に示された構造は、弁部材に形
成されこの弁部材を案内孔内で案内する摺動部に、軸方
向に沿う縦溝を形成することにより燃料m1ll用の間
隙を構成するものである。
このものによると、周方向に圧力分布が一様な噴射流を
形成するためには上記摺動部に周方向に複数の調量用縦
溝を形成する必要があり、しかも燃料流量の調整は、噴
射量を測定してこれを修正するため上記調量用縦溝の幅
または深さを加工し、再び噴射lを測定して修正加工す
るなどの精密な修正加工を繰返して行う必要がある。
このため、周方向に複数のrsm用縦溝を形成した構造
では、各縦溝をそれぞれ修正加工しなければならず、加
工箇所が多くて作業がきわめて非能率となる不具合があ
った。
本発明の目的は、調量個所を単純な形状とし、加工、修
正作業が容易に行える電磁式燃料噴射弁を提供すること
にある。
(問題点を解決するための手段) 本発明においては、弁部材に、当接部よりも燃料の流れ
る方向に関して上流側に位置して円環状の張出部を形成
し、この張出部と弁本体の案内孔の内周面との間に燃料
調量用のオリフィスを形成したことを特徴とする。
(作 用) 本発明によると、燃料調量用のオリフィスが弁座に当接
して閉弁状態を保つ当接部よりも燃料の  −流れ方向
上流側に位置しているので、このオリフィスに残渣が堆
積することはない。
しかも上記オリフィスは、弁部材に円環状の張出部を形
成することにより構成されるので、この張出部は弁部材
と工具との相対的な回転により加工することができ、加
工および燃料流量の調整加工をきわめて容易になし得る
(実施例) 以下本発明について、第1図ないし第8図に示す第1の
実施例にもとづき説明する。
第8図には本発明による内燃機関用電磁式燃料噴射弁1
が組み込まれた、車輌の燃料供給システムが示されてい
る。この燃料供給システムは燃料タンク2を有しており
、該燃料タンク2から電動ポンプ3により圧送される燃
料はフィルタ4を通過して供給路6に送られ、その供給
路6を通って圧力制御弁7に送られる。供給路6内の加
圧燃料は分岐管8を通って燃料噴射弁1に送られる。圧
力制御弁7は電動ポンプ3から圧力制御弁7までの間の
供給路6内の燃料圧力を一定に保ち、この結果燃料噴射
弁1にはその圧力制御弁7によって調圧された一定圧力
の燃料が送り込まれるようになっている。
本発明による電磁式燃料噴射弁1は、一般的には火花点
火式内燃機関の吸気管へ燃料を供給する。
燃料は比較的蒸気圧の低いガソリンが用いられる。
供給圧は250kpa程度の比較的低圧である。またこ
の供給圧は吸気管内の圧力に対して一定の差圧となるよ
うに上記圧力制御弁7によって調圧されている。
電磁式燃料噴射弁1は、弁本体11と、弁ケース12と
を有し、その弁ケース12の先端部を折り曲げて弁本体
11に押し付けることによってこれら弁本体11と弁ケ
ース12が一体に連結されている。そして、弁本体11
にはケースカバー13が圧入により取り付けられている
第1図にも詳細に示されているごとく、弁本体11には
調量が完了した燃料を吸気管内に噴射供給するための噴
射孔14と、截頭円錐面で形成された弁座16とが形成
されている。また、弁本体11には案内孔17が形成さ
れ、その案内孔17には細長いニードル形式の弁部材2
0が収容されている。
弁部材20には上記噴射孔14内に延在するビン15が
一体に形成されているとともに、軸方向に互に離間して
2つの摺動部21及び22が備えられ、これら摺動部2
1および22は第2図および第4図に示すように、4面
の平坦部分を有し、これら平坦部が案内孔17の壁面に
対して数μmの間隙が得られるようにして滑らかに摺動
可能に嵌合されている。また、弁部材20には、上記ビ
ン15の根元に位置して当接部23が形成されており、
第5図ないし第7図に示されているごとく、この当接部
23は、弁座16に当接して噴射孔14を閉じる第6図
に示された閉位置と、弁座16からリフト量Hだけ離間
されて噴射弁14を開ける第7図に示された開位置との
間で弁本体11に対して移動可能となっている。
そして、弁部材20には、この弁部材20が第7図に示
された開位置を占める時、弁座16と協働してこの弁座
16との間に燃料lil用の第1の間隙24を画定する
調量部画定部分26が形成されており、この第1の間隙
24は調量面積A1を有しているとともに、その調量部
画定部分26は截頭円錐面にて形成されている。また、
第7図から明らかなように、調量部画定部分26は燃料
噴射弁1内を流れる燃料の流れに関して当接部23の上
流側に位置している。
上記第1の間隙24の上流側に位置して、弁部材20に
は円環状の張出部27が形成されている。
本実施例において張出部27は下流側摺動部21と上流
側摺動部22との間に7ランジ形をなして形成されてお
り、この張出部27は外周面と前記弁本体11の案内孔
17の内面との間で燃料調m用の第2の間隙、すなわち
オリフィス28を構成している。
この燃料調量用のオリフィス28は、例えば上記張出部
27と案内孔17の内面との間の間隙が数10μmに設
定されて所定の調量面積A2を有し、前記燃料調量用の
第1の間隙24へ送られる燃料に対し、所定の圧力損失
のうちの5%ないし70%の圧力損失をこの燃料調量用
のオリフィス28が受け持ち、残りの圧力損失を上記燃
料調量用の第2の間隙24および前記噴射孔14とビン
15との間に形成された隙間25が受け持つように設定
されている。
なお、噴射孔14と弁部材20のビン15との間の間隙
25は全体の圧力損失の20%以下、望ましくは5%以
下に設定されている。
一般に調量面積Aと噴1)jffiQとの間には次式の
関係がある。すなわち、 ここでCは流l係数、9は重力換算係数、Pfは供給圧
、γは燃料の比重量である。
実施例のように多段の調量箇所A1.A2から構成され
るものでは、前記(1)式は次式のようにも表わせる。
流量係数はC−0,8〜0.9程度でそれほど大きな差
はない。
また、燃料噴射弁1内では燃料調量用のオリフィス28
の面積A2 、 II量画定部の面積A1にくらべ他の
部分の流路面積AiはAt<Ai。
A2<Aiとなるように設定しているため、(21式は
次式のように表わしても実際に差し支えない。
“1030 また、C1さ02と見なせば、 P、+P2=Pf (ここで、Plは調量画定部の面積A1部分に対応する
損失圧力、Plは燃料vA!1用のオリフィス28の面
積A2部分に対応する損失圧力)である。
つまりオリフィス2Bで5%〜70%の圧力損%であり
、t4)式より 従って(5式から次のように設定すれば良い。
また噴射孔14における間隔25の面積A3はA1.A
2の相当面積Asに対して(5)式を用いて計算できる
したがって とすることができる。
第8図に示すように、弁部材20の後端と弁ケース12
との間にはディスク状のストッパ31が嵌挿固定され、
弁部材20に備えられたフランジ32がそのストッパ3
1に当接することによって弁部材20の開位置が定まる
ようになっている。
そして、弁部材20の後端部はそのストッパ31を貫通
して弁ケース12内に延び入っている。
弁ケース12内には、弁部材20を駆動してこの弁部材
2oを第6図に示された閉位置と、第7図に示された開
位置との間で移動させる電磁アクチュエータ35が配備
されでいる。
電磁アクチュエータ35は弁部材20の後端部に連結さ
れたアーマチュア36と、弁ケース12に対して固定し
た関係をなして装備されたステータ37と、そのステー
タ37のまわりに巻装された電磁コイル38とを有して
いる。
アーマチュア36は復帰用コイルばね39によって閉位
置へ向けて、すなわち第8図で見て下方に付勢されてお
り、電磁コイル38に電流が供給されると電磁力が発生
し、この電磁力によってアーマチュア36はコイルばね
39の付勢力に抗してステータ37へ向けて吸引され、
フランジ32がストッパ31に当接することにより弁部
材20は第7図に示された開位置を占める。電磁コイル
38への電流の供給が停止すると、弁部材20は復帰用
コイルばね39の付勢力によってステータ37から離れ
る方向に移動し、弁部材2oの当接部23が弁座16に
当接することによってその弁部材20は第6図に示され
た閉位置を占める。電磁コイル38は端子41を介して
マイクロコンピュータを含む電子制御回路42に接続さ
れ、その電子制御回路42が電磁コイル38への電流の
供給及び停止を制御するようになっている。
ステータ37にはフランジ43が一体をなして備えられ
、このフランジ43は弁ケース12の後端に固定して取
り付けられている。ステータ37に対し反対側のフラン
ジ43の端面からは分岐管8に接続される継手部44が
一体をなして延びており、その継手部44内にはフィル
タ46が配備されているとともに、復帰用コイルばね3
9の付勢力を調節するためのアジヤスティングバイブ4
7が配備されている。
アジヤスティングパイプ47の内部通路48の上流側端
部は継手部44を介して分岐IH8に連通し、また、下
流側端部は、アーマチュア36に形成された中心孔49
及びそのアーマチュア36の外周部、弁部材20の平坦
面部51、ストッパ31の中心孔52及び弁部材20と
案内孔17の壁面との間の燃料通路53を介して上述し
た弁座16に連通している。
弁部材20が第7図に示された開位置を占めると、分岐
管8からの加圧燃料は弁座16を通って噴射孔14から
吸気管内へ噴射されるようになっている。
なお、前述のビン15には、噴射する燃料を広げて良好
な噴霧を形成するために傘15aが設けられている。こ
こで良好な噴霧とは粒径数100μ謡および適度な噴霧
角(吸気管噴射では20°程度)をなす噴霧のことであ
る。本発明のように噴射孔14の面積A3を広げている
ものは噴霧を広げるため傘15aの有効面積AaをAa
 /A3−0.5以上に設定する必要がある。
ただし φdp:傘の外径 φdp:ビンの外径 φde:噴孔径 である。
次に、以上説明した内燃機関用i!磁式燃料噴射弁1の
作動について説明する。
電子制御回路42から電磁アクチュエータ35の電磁コ
イル38に電流が供給されていない時、弁部材20は復
帰用コイルばね39の付勢力によって第6図に示された
閉位置を占め、その閉位置において、弁部材20の当接
部23は弁本体11の弁座16に当接し、内燃l1mへ
の燃料の供給を停止している。このような閉位置を占め
ている時、シリンダ内または吸気管内の燃焼残渣または
燃料中の気化残渣Rが弁座16の、当接部23に対応し
た被当接部61よりも下流側の部分の面上に、また、弁
部材20の、当接部23よりも下流側の部分の面上に付
着、堆積する。一般的にはビン15のまわりに最も多く
堆積し他の部分にはあまり堆積しない。
しかしながら、本発明ではビン15のまわり、すなわち
噴射孔の面積A3は調量面積As 、 A2に対して大
きくしであるので堆積によっても噴射量そのものへの影
響は極めて少ない。また、閉位置を占めている時には、
弁部材20及び弁座16の、それぞれの当接部23及び
被当接部61よりも上流側の部分、すなわち調量部画定
部分26は当接部23によってシリンダ内または吸気管
内との直接の連通から断たれているので、II部画定部
分26の面上に残渣Rが付着、堆積することはない。
電子制御回路42から電磁コイル38に電流が供給され
ると、弁部材20は復帰用コイルばね39の付勢力に抗
してステータ37に吸引され、7ランジ32がストッパ
31に当接するまでにリフト量Hだけ移動して弁部材2
0は第7図に示された開位置を占める。
分岐管8からの加圧燃料はフィルタ46、アジヤスティ
ングパイプ47の内部通路48、アーマチュア36の中
心孔49、弁部材20の頭部に形成した平坦部51、ス
トッパ31の中心孔52、オリ(フィス28、燃料通路
53、燃料調量用の第1の間隙24及び噴射孔14を通
ってシリンダ内または吸気管内に噴射される。
第7図から明らかな通り、弁部材20が開位置を占める
と、燃料はオリフィス28及び調量用の第1の間隙24
によって調量されるが、弁部材20の調量部画定部分2
6上及びそれと協働して上記第1の間隙24を画定する
弁座16の部分上には残渣が付着、堆積していないので
、上記第1の間隙24のJffi面積A1はその残渣の
影響を受けることがなく、常に一定したlll佳作用行
うことが可能である。
第1図ないし第8図に示された燃料噴射弁1の場合、上
流側のオリフィス28でもって従来一般に用いられてい
る値である、所定の圧力損失の5%ないし70%を受け
持たせ、残りの圧力損失を第1の間隙24および噴射孔
14の間wA25が受け持つよう設定されているので、
下流側のUAs部、すなわち第1の間隙24のところで
圧力が下がり過ぎることはなく、従って高温負圧時にそ
の圧力の下がり過ぎによって燃料が弁座16のところで
蒸発して噴射量が急激に低下してしまうという不具合は
ない。
上記の構成による第1の実施例にあっては、弁部材20
に、円環状の張出部27を形成することにより円環状の
オリフィス28を構成したので、燃料の流出が周方向に
均等な分布となるばかりでなく、上記張出部27は、予
め弁部材20に大径寸法として一体成形しておき、この
弁部材20と工具との相対的な回転によりこの張出部2
7の加工をなすことができる。
そして、燃料噴射量を測定して張出部27の径を修正す
る場合でも工具との相対的な回転加工により修正加工す
ることができる。
したがって張出部27の加工が容易であり、精密加工が
簡単に行えるのでオリフィス28を高精度に設定するこ
とができる。
なお、本発明は上記第1図ないし第8図に示した第1の
実施例に制約されるものではない。
すなわち、上記第1の実施例では、張出部27を、上流
側摺動部22と下流側摺動部21との間に形成した場合
について説明したが、第9図に示す第2の実施例のよう
に、円環状張出部27aを弁部材20における当接部2
3と下流側摺動部21との間に形成して、ここに燃料調
量用オリフィス28aを構成するようにしてもよい。
また第10図に示す第3の実施例のように、円環状張出
部27bを弁部材20における上流側摺動部22とフラ
ンジ32との間に形成してここに燃料調量用のオリフィ
ス28bを設けるようにしてもよい。
さらに、第11図に示す第4実施例のように、弁部材2
oに形成した閉位置規制用のフランジ32を本発明の張
出部として兼用してもよく、この場合フランジ32の外
周面と案内孔17の内周面との間に燃料調量用オリフィ
ス28cを形成するものとする。
また、上記各実施例に示された燃料噴射弁1は、電磁ア
クチュエータ35によって弁部材20が第6図に示され
た閉位置から第7図に示された開位置へ移動する場合に
、弁部材20の当接部23が弁本体11の弁座16から
内側に向かって離れる方向に移動する、いわゆる内聞弁
方式のものを示したが、本発明は、電磁アクチュエータ
によって弁部材が閉位置から開位置へ移動する際、弁部
材20の当接部が弁本体の弁座から外方に向かって突出
する方向に移動する、いわゆる外聞弁方式の燃料噴射弁
にも適用することが可能である。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によると、燃料1iII用の
オリフィスが当接部よりも燃料の流れ方向に関連して上
流側に位置しているので、閉弁時においてシリンダ内ま
たは吸気管内の燃料残渣または燃料中の気化残渣が燃料
調量部分に付着、堆積することがなく、常に一定の燃料
重量を保つことができる。しかも上記オリフィスは、弁
部材に形成した円環状の張出部と弁本体の案内孔との間
に円環状に形成したので、燃料の流れが周方向に均等と
なるばかりでなく、張出部の加工が容易であり、高精度
なオリフィスを簡単な作業により得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第8図は本発明の第1の実施例を示し、第
1図は電磁式燃料噴射弁の弁本体および弁部材を示す断
面図、第2図、第3図および第4図はそれぞれ第1図中
■−■線、■−■線およびTV−TV線の断面図、第5
図は弁座付近の拡大した断面図、第6図および第7図は
弁座付近の閉弁時および開弁時の状態を示す説明図、第
8図は燃料供給システムとともに示す電磁式燃料噴射弁
全体の断面図、第9凶、第10図および第11図はそれ
ぞれ本発明の第2、第3および第4の実施例を示す主要
部の断面図である。 1・・・電磁式燃料噴射弁、11・・・弁本体、12・
・・弁ケース、14・・・噴射孔、16・・・弁座、1
7・・・案内孔、20・・・弁部材、21.22・・・
摺動部、23・・・当接部、24・・・第1の間隙、2
6・・・1181部画定部分、27.27a、27b−
・・張出部、28゜28a 、28b 、28cm・・
燃料11fll用オリフイス、31・・・ストッパ、3
2・・・7ランジ、35・・・電磁アクチュエータ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第4図 第5図 47図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)噴射孔およびこの噴射孔に連なる弁座ならびにこ
    の弁座に連通する案内孔を有する弁本体と、当接部を有
    しており、該当接部が前記弁座に当接して内燃機関への
    燃料の供給を停止する閉位置と該当接部が該弁座から離
    隔されて内燃機関への燃料の供給を許す開位置との間で
    前記弁本体の案内孔内に移動可能に収容された弁部材と
    、 前記弁部材を駆動して前記閉位置と前記開位置との間で
    移動させる電磁アクチュエータと、を有する電磁式燃料
    噴射弁において、 前記弁部材には燃料の流れる方向に関して上記当接部よ
    りも上流側に位置して円環状に張り出す張出部を設け、
    該張出部と上記弁本体の案内孔の内周面との間に燃料調
    量用のオリフィスを形成したことを特徴とする電磁式燃
    料噴射弁。
  2. (2)上記張出部は、上記案内孔内における弁部材を外
    周によって案内する上流側摺動部と下流側摺動部との間
    に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
    記載の電磁式燃料噴射弁。
  3. (3)上記張出部は、前記当接部と上記下流側摺動部と
    の間に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第(1
    )項記載の電磁式燃料噴射弁。
  4. (4)上記張出部は、該弁部材の閉位置を規制するフラ
    ンジと上記上流側摺動部との間に形成したことを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項記載の電磁式燃料噴射弁
  5. (5)上記張出部はフランジと兼用されており、このフ
    ランジの外周面と前記案内孔の内周面との間に燃料調量
    用のオリフィスを形成したことを特徴とする特許請求の
    範囲第(1)項記載の電磁式燃料噴射弁。
  6. (6)前記弁部材は、該弁部材が前記開位置を占める時
    前記当接部の上流側に位置して前記弁座との間に燃料調
    量用の間隙を画定する調量部確定部分を有しており、こ
    の調量部画定部分より上流側に位置して前記燃料調量用
    オリフィスを形成し、該燃料調量用のオリフィスは上記
    調量部画定部分の間隙に送られる燃料に関して所定の圧
    力損失の5%から70%を受け持ち、前記調量部画定部
    分の間隙は残りの圧力損失を受け持つことを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項ないし第(5)項までのいず
    れか1つに記載された電磁式燃料噴射弁。
JP62042945A 1986-10-24 1987-02-27 電磁式燃料噴射弁 Expired - Lifetime JP2508686B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62042945A JP2508686B2 (ja) 1987-02-27 1987-02-27 電磁式燃料噴射弁
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DE19873735526 DE3735526C2 (de) 1986-10-24 1987-10-20 Elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil
US07/428,437 US5080287A (en) 1986-10-24 1989-10-30 Electromagnetic fuel injection valve for internal combustion engine
US07/763,515 US5161743A (en) 1986-10-24 1991-09-20 Electromagnetic fuel injection valve for internal combustion engine
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