CN106232981A - 燃料喷射阀 - Google Patents
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Abstract
一种燃料喷射阀,喷射喷嘴(30)的多个喷孔(31、32)分别形成为,外侧开口(314、324)的内径(OD31、OD32)比内侧开口(313、323)的内径(ID31,ID32)大。此外,阀座(34)及各喷孔(31、32)形成为,如果将包含作为阀座(34)的一部分、且与喷孔(31、32)相邻的阀座部(341、342)的假想平面(VP341、VP342)朝向中心轴(CA0)延长,则假想平面(VP341、VP342)与喷孔(31、32)的喷孔内壁(31a、32a)的喷孔内壁部(311、321)最先相交。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于2014年6月16日提出申请的日本专利申请第2014-123281号,在本说明书中引用其全部内容。
技术领域
本公开涉及向内燃机(以下称作“发动机”)喷射供给燃料的燃料喷射阀。
背景技术
以往,已知有通过针的往复移动将形成在壳体上的喷孔开闭、喷射壳体的内部的燃料的燃料喷射阀。例如,在专利文献1中,记载有具备壳体的燃料喷射阀,该壳体具有对于内燃机根据设置火花塞的位置而不同的内径的多个喷孔。
在专利文献1所记载的燃料喷射阀中,喷孔形成为,形成在壳体的内壁上的喷孔的内侧开口的内径与形成在壳体的外壁上的喷孔的外侧开口的内径相同,从内侧开口到外侧开口截面积为一定。通常,在形成为从内侧开口到外侧开口截面积为一定的喷孔中,从喷孔到喷孔所喷射的燃料所到达的距离(以下称作“喷雾长度”)由喷孔的内径与形成有喷孔的部件的厚度的比来决定。因此,在专利文献1所记载的燃料喷射阀中,如果想要在各个喷孔中调整喷雾长度,则需要与喷孔相匹配地进行厚度变更的加工。此外,在为了使燃料微粒化而使喷孔的内侧开口的内径变小的情况下,由于喷孔的内径与厚度的比变大,喷雾长度则变长,有可能与活塞或形成燃烧室的汽缸体碰撞而粒子状物质的生成量增加。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2007-085333号公报
发明内容
本公开的目的是提供一种在减少制造工序数量的同时、减少在燃料燃烧时生成的粒子状物质的生成量的燃料喷射阀。
为了达到上述目的,在本公开中,提供一种具备壳体、针、线圈、固定芯及可动芯的燃料喷射阀。壳体形成为筒状,具有:形成在该壳体的中心轴的方向上的一端上、喷射燃料的多个喷孔;形成在喷孔的周围的阀座;以及向喷孔流通燃料的燃料通路。针,能够在中心轴的方向上往复移动地被收容在壳体中,在相对于阀座离开或抵接的情况下,将喷孔打开或关闭。线圈,在被通电的情况下产生磁场。固定芯,在壳体内被固定在线圈产生的磁场内。可动芯,被设置在固定芯的阀座侧能够在壳体的中心轴的方向上往复移动,在线圈被通电的情况下,被向固定芯的方向吸引。形成在壳体的外壁上的喷孔的外侧开口的内径比形成在壳体的内壁上的该喷孔的内侧开口的内径大。阀座及各喷孔形成为,在将包含阀座的假想平面朝向壳体的中心轴延长的情况下,与喷孔内壁最先相交,该喷孔内壁在喷孔的外侧开口与该喷孔的内侧开口之间以从内侧开口朝向外侧开口将该喷孔的截面积扩大的方式形成。此外,各喷孔形成为喷射角越小,则内侧开口的内径越小,该喷射角是穿过设在壳体的内壁上的喷孔的内壁侧中心点和壳体的中心轴上的点的喷孔轴与壳体的中心轴所形成的角度。
在本公开的燃料喷射阀中,喷孔形成为,形成在壳体的外壁上的喷孔的外侧开口的内径比形成在壳体的内壁上的该喷孔的内侧开口的内径大,此外形成在喷孔的外侧开口与该喷孔的内侧开口之间的喷孔内壁从内侧开口朝向外侧开口而将该喷孔的截面积扩大。
本申请的发明者通过实验发现,在以从内侧开口朝向外侧开口而将该喷孔的截面积扩大的方式形成有喷孔内壁的喷孔中,与以从内侧开口朝向外侧开口而截面积为一定的方式形成有喷孔内壁的喷孔相比,即使厚度相对于内侧开口的内径的比变化,喷雾长度也不较大地变化。由此,即使在多个喷孔的各自中对应于喷射的燃料的喷射状态而将喷孔的内侧开口的内径变化,也不给喷雾长度带来影响,所以不需要调整壳体的形成喷孔的部位的厚度这样的加工。由此,能够减少燃料喷射阀的制造工序数。
此外,在本公开的燃料喷射阀中,阀座形成为,在将包含阀座(具体而言是作为阀座的一部分的阀座部)的假想平面在中心轴的方向上延长的情况下,与形成喷孔的喷孔内壁(具体而言是作为喷孔内壁的一部分的喷孔内壁部)最先相交。当针与阀座离开时,朝向喷孔在阀座(阀座部)的表面流动的燃料不与壳体的其他部位碰撞,而与喷孔内壁(喷孔内壁部)碰撞。碰撞在喷孔内壁(喷孔内壁部)上的燃料在维持着在燃料通路中流动的燃料的压力的情况下沿着喷孔内壁(喷孔内壁部)流动,所以燃料容易微粒化。
此外,在喷雾长度变长而燃料碰撞在活塞或汽缸体上的情况下,粒子状物质的生成量有可能增加。如果喷孔的喷射角变小,则作为包含阀座(阀座部)的假想平面与该喷孔的喷孔内壁(喷孔内壁部)所成的角度的碰撞角变小,所以沿着喷孔内壁(喷孔内壁部)流动的燃料的流速变快,但被喷孔内壁(喷孔内壁部)推压的力变小。因此,燃料变得不易微粒化。
所以,在本公开的燃料喷射阀中,喷射角较小的喷孔与喷射角较大的喷孔相比,使内侧开口的内径变小。由此,使沿着喷孔内壁(喷孔内壁部)流动的燃料的流速变得更快,燃料变得更容易微粒化。
此外,本申请的发明者通过实验发现,如果喷孔的内侧开口的内径变小,则微粒化,喷雾长度相对变短。由此,即使将在喷射角较小的喷孔中流速较快的燃料从喷孔喷射,也能够防止其与活塞或汽缸体碰撞而粒子状物质的生成量增加。
这样,在本公开的燃料喷射阀中,将喷孔的喷孔内壁形成为,从内侧开口朝向外侧开口而截面积变大,减少了与喷雾长度相匹配地对形成喷孔的部位的厚度进行加工的工序数。此外,将喷孔形成为,喷孔的喷射角越小则该喷孔的内侧开口的内径越小,喷孔内壁(喷孔内壁部)与包含阀座(阀座部)的假想平面交叉。由此,从喷孔喷射的燃料变得容易微粒化,此外,防止与活塞或汽缸体碰撞而生成粒子状物质。因而,本公开的燃料喷射阀不需要为了调整喷雾长度而调整形成喷孔的部位的厚度这样的加工,通过在使燃料微粒化的同时使喷雾长度变短,从而能够减少粒子状物质的生成量。
附图说明
图1是本公开的一实施方式的燃料喷射阀的剖视图。
图2是图1的II部放大图。
图3是表示相对于燃料喷射阀的喷孔的内侧开口的内径与喷射部的厚度的比的喷雾长度的变化的特性图。
图4是表示本公开的一实施方式的燃料喷射阀的锥角与喷雾长度的关系的特性图。
图5是表示本公开的一实施方式的燃料喷射阀的锥角与流量下降率的关系的特性图。
具体实施方式
以下,基于附图对本公开的实施方式进行说明。
在图1、图2中表示本公开的一实施方式的燃料喷射阀1。另外,在图1、图2中,图示了作为针40从阀座34离开的方向的开阀方向、以及作为针40与阀座34抵接的方向的闭阀方向。
燃料喷射阀1被用在例如未图示的直喷式汽油发动机的燃料喷射装置中,将作为燃料的汽油以高压向发动机喷射供给。燃料喷射阀1具备壳体20、针40、可动芯47、固定芯35、线圈38、以及弹簧24、26等。
如图1所示,壳体20具备第一筒部件21、第二筒部件22、第三筒部件23及喷射喷嘴30。第一筒部件21、第二筒部件22及第三筒部件23都形成为大致圆筒状,以第一筒部件21、第二筒部件22、第三筒部件23的顺序配置为同轴,相互连接。
第一筒部件21及第三筒部件23例如由铁素体类不锈钢等的磁性材料形成,被实施了磁稳定化处理。第一筒部件21及第三筒部件23硬度比较低。另一方面,第二筒部件22例如由奥氏体类不锈钢等的非磁性材料形成。第二筒部件22的硬度比第一筒部件21及第三筒部件23的硬度高。
喷射喷嘴30设在第一筒部件21的与第二筒部件22相反侧的端部。喷射喷嘴30例如由马氏体类不锈钢等的金属形成为有底筒状,被熔接在第一筒部件21上。喷射喷嘴30被实施淬火处理,以具有规定的硬度。喷射喷嘴30由喷射部301及筒部302形成。
喷射部301以与燃料喷射阀1的中心轴同轴的壳体20的中心轴CA0上的点为中心形成为球体的外轮廓状。喷射部301的外壁304形成为向中心轴CA0的方向突出。在喷射部301上,形成有将壳体20的内部与外部连通的多个喷孔。在喷射部301的内壁303上,在作为形成于该内壁303上的喷孔的内部侧的开口的内侧开口的边缘上,形成有环状的阀座34。喷射喷嘴30的详细构造将后述。
筒部302设置为,包围喷射部301的径向外侧,向与喷射部301的外壁304突出的方向相反侧延伸。筒部302的一个端部与喷射部301连接,另一个端部与第一筒部件21连接。
针40例如由马氏体类不锈钢等的金属形成。针40被实施淬火处理,以具有规定的硬度。针40的硬度被设定为与喷射喷嘴30的硬度大致等同。
针40可往复移动地收容在壳体20内。针40具有轴部41、密封部42及大径部43。轴部41、密封部42及大径部43被一体地形成。
轴部41形成为圆筒棒状。在轴部41的密封部42附近形成有滑动接触部45。滑动接触部45形成为大致圆筒状,外壁451的一部分被倒角。滑动接触部45的外壁451的没有被倒角的部分能够与喷射喷嘴30的内壁滑动接触。由此,针40被导引在阀座34侧的前端部往复移动。在轴部41上,形成有将轴部41的内壁与外壁连接的孔46。
密封部42被设置在轴部41的阀座34侧的端部,能够与阀座34抵接。针40通过密封部42从阀座34离开或与阀座34抵接从而将喷孔开闭,将壳体20的内部与外部连通或切断。
大径部43被设置在轴部41的与密封部42相反侧。大径部43形成为,其外径比轴部41的外径大。大径部43的阀座34侧的端面与可动芯47抵接。
针40在滑动接触部45被喷射喷嘴30的内壁支承、此外轴部41隔着可动芯47被第二筒部件22的内壁支承的同时,在壳体20的内部往复移动。
可动芯47例如由铁素体类不锈钢等的磁性材料形成为大致圆筒状,在表面上被实施了例如铬镀层。可动芯47被实施了磁稳定化处理。可动芯47的硬度比较低,与壳体20的第一筒部件21及第三筒部件23的硬度大致等同。在可动芯47的大致中央形成有贯通孔49。在贯通孔49中插通着针40的轴部41。
固定芯35例如由铁素体类不锈钢等的磁性材料形成为大致圆筒状。固定芯35被实施了磁稳定化处理。固定芯35的硬度与可动芯47的硬度大致等同,但为了确保作为可动芯47的止动部的功能而对固定芯35的表面实施例如铬镀,确保了需要的硬度。固定芯35被设置为,与壳体20的第三筒部件23熔接而被固定在壳体20的内侧。
线圈38形成为大致圆筒状,被设置为,主要将第二筒部件22及第三筒部件23的径向外侧包围。线圈38在被供给电力的情况下产生磁场。如果在线圈38的周围发生磁场,则在固定芯35、可动芯47、第一筒部件21及第三筒部件23中形成磁回路。由此,在固定芯35与可动芯47之间产生磁吸引力,可动芯47被固定芯35吸引。此时,抵接在可动芯47的与阀座34侧相反侧的面上的针40与可动芯47一起向固定芯35侧即开阀方向移动。
弹簧24被设置为,一端与大径部43的弹簧抵接面431抵接。弹簧24的另一端抵接在被压入固定在固定芯35的内侧的调节管11的一端上。弹簧24具有在轴向上伸长的力。由此,弹簧24将针40与可动芯47一起向阀座34的方向即闭阀方向施力。
弹簧26设置为,一端与可动芯47的阶差面48抵接。弹簧26的另一端抵接在形成于壳体20的第一筒部件21的内壁上的环状的阶差面211上。弹簧26具有在轴向上伸长的力。由此,弹簧26将可动芯47与针40一起向与阀座34相反的方向即开阀方向施力。
在本实施方式中,弹簧24的施力被设定得比弹簧26的施力大。由此,在没有向线圈38供给电力的状态下,为针40的密封部42就座在阀座34上的状态、即闭阀状态。
在第三筒部件23的与第二筒部件22相反侧的端部上,压入及熔接着大致圆筒状的燃料导入管12。在燃料导入管12的内侧,设有过滤器13。过滤器13捕集从燃料导入管12的导入口14流入的燃料中所含有的异物。
燃料导入管12及第三筒部件23的径向外侧由树脂铸型。在该铸型部分上形成有连接器15。在连接器15上,镶嵌成形有用来向线圈38供给电力的端子16。此外,在线圈38的径向外侧,设有筒状的保持体17以将线圈38覆盖。
从燃料导入管12的导入口14流入的燃料在固定芯35的径内方向、调节管11的内部、针40的大径部43及轴部41的内侧、孔46、第一筒部件21与针40的轴部41之间的间隙中流通,被向喷射喷嘴30的内部引导。即,从燃料导入管12的导入口14到第一筒部件21与针40的轴部41之间的间隙成为向喷射喷嘴30的内部导入燃料的燃料通路18。在一实施方式的燃料喷射阀中,在燃料通路18中流动的燃料的压力被设定为1MPa以上。
一实施方式的燃料喷射阀1在形成于喷射喷嘴30上的喷孔的设置位置及喷孔的形状方面具有特征。这里,参照作为穿过中心轴CA0的燃料喷射阀1的剖视图的图2说明喷孔的位置及形状。
首先,对喷孔31的形状进行说明。
喷孔31形成为,穿过内壁侧中心点IP31和中心轴CA0上的点的作为“喷孔轴”的假想线VL31与中心轴CA0所成的角度为喷射角α1,所述内壁侧中心点IP31设在作为喷射部301的内壁303上、且距中心轴CA0为规定的距离R1的位置处。
此外,喷孔31形成为,与假想线VL31垂直的截面形状为圆形状。形成在外壁304上的外侧开口314的内径OD31比形成在内壁303上的内侧开口313的内径ID31大。即,从燃料喷射阀1的外部侧观察,喷孔31形成为随着朝向喷射喷嘴30的内部而变细的锥状。
喷孔31形成为,使在内侧开口313与外侧开口314之间以从内侧开口313朝向外侧开口314而喷孔31的截面积变大的方式所形成的喷孔内壁31a成为打开角β1。
关于打开角β1,参照图2具体地说明,图2是表示穿过中心轴CA0及假想线VL31的燃料喷射阀1的剖视图。这里,为了方便,设比假想线VL31靠中心轴CA0侧的喷孔31的喷孔内壁31a的一部分为喷孔内壁部311,设比假想线VL31靠与中心轴CA0侧相反侧的喷孔31的喷孔内壁31a的一部分为作为“夹着喷孔轴与一条直线位于的喷孔内壁部相反侧的喷孔内壁部”的喷孔内壁部312。此时,图2所示的喷孔内壁部311上的作为“一条直线”的剖面线L311与喷孔内壁部312上的作为“另一条直线”的剖面线L312所成的角度为打开角β1。换言之,喷孔31的打开角度β1为将位于喷孔内壁31a上并将外侧开口314和内侧开口313连结的剖面线(一条直线)L311、与夹着喷孔轴VL31位于与剖面线(一条直线)L311相反侧的喷孔内壁31a上的将外侧开口314和内侧开口313连结的剖面线(另一条直线)L312所成的角度。在一实施方式中,喷孔31的打开角β1形成为10~22°之间的角度。
此外,从喷孔31观察,作为阀座34的一部分的、位于与中心轴CA0所处的方向相反的方向的阀座部341形成为,如果将包含阀座部341的假想平面VP341朝向中心轴CA0延长,则假想平面VP341与喷孔内壁部311最先相交。另外,阀座部341是在喷孔31的上游侧与该喷孔31相邻的阀座34的一部分。
接着,对喷孔32的形状进行说明。
喷孔32形成为,穿过内壁侧中心点IP32和中心轴CA0上的点的作为“喷孔轴”的假想线VL32与中心轴CA0所成的角度为比喷射角α1大的喷射角α2,所述内壁侧中心点IP32设在作为喷射部301的内壁303上、且距中心轴CA0为规定的距离R2的位置。
此外,喷孔32形成为,与假想线VL32垂直的截面形状为圆形状。形成在外壁304上的外侧开口324的内径OD32比形成在内壁303上的内侧开口323的内径ID32大。即,从燃料喷射阀1的外部侧观察,喷孔32形成为随着朝向喷射喷嘴30的内部而变细的锥状。
此外,内径ID32比内径ID31大。
喷孔32形成为,在内侧开口323与外侧开口324之间以从内侧开口323朝向外侧开口324而喷孔32的截面积变大的方式形成的喷孔内壁32a为打开角β2。
关于打开角β2,参照图2具体地说明,图2是表示作为穿过中心轴CA0及假想线VL32的燃料喷射阀1的剖视图。这里,为了方便,设比假想线VL32靠中心轴CA0侧的喷孔32的喷孔内壁32a的一部分为喷孔内壁部321,设比假想线VL32靠与中心轴CA0侧相反侧的喷孔32的喷孔内壁32a的一部分为作为“与一条直线位于的喷孔内壁部相反侧的喷孔内壁部”的喷孔内壁部322。此时,图2所示的喷孔内壁部321上的作为“一条直线”的剖面线L321与喷孔内壁部322的作为“另一条直线”的剖面线L322所成的角度为打开角β2。在一实施方式中,喷孔32的打开角β2形成为10~22°之间的角度。
此外,从喷孔32观察,作为阀座34的一部分的、位于与中心轴CA0所处的方向相反的方向的阀座部342形成为,如果将包含阀座部342的假想平面VP342朝向中心轴CA0延长,则与喷孔32的喷孔内壁部321最先相交。
这里,仅对图2所示的两个喷孔31、32,说明了喷射角与内侧开口的内径的大小关系、一个喷孔的内侧开口的内径与外侧开口的内径的大小关系、打开角的大小、以及阀座与喷孔内壁的位置关系,在与形成在喷射喷嘴30上的其他喷孔之间也具有相同的关系。
即,一实施方式的燃料喷射阀1形成为,在全部的喷孔中,外侧开口的内径比内侧开口的内径大,喷孔内壁从内侧开口朝向外侧开口而喷孔的截面积扩大。此外,在多个喷孔之间的比较中,喷射角较小的喷孔其内侧开口的内径较小。此外,在一实施方式的燃料喷射阀1中,如果将包含阀座(阀座部)的假想平面在中心轴的方向上延长,则最先与喷孔内壁(喷孔内壁部)相交,喷孔具有的打开角是10~22°。
(实验结果1)
本申请的发明者进行了与相对于喷孔的内侧开口的内径与形成喷孔的部位的厚度的比的变化的喷雾长度的变化有关的实验。将其实验结果表示在图3中。在图3中,横轴表示喷孔的内侧开口的内径与形成喷孔的部位的厚度(相当于图2的厚度L301)的比L/D,纵轴表示作为从喷孔到从该喷孔喷射的燃料所到达处的距离的喷雾长度SD。在图3中,在内侧开口的内径形成得比外侧开口的内径大、且以截面积变大的方式形成有喷孔内壁的喷孔中,针对内侧开口的内径不同的三个喷孔表示实验结果。具体而言,将连结内侧开口的内径比较大的喷孔的实验结果的假想线表示为实线VL1,将连结内侧开口的内径比较小的喷孔的实验结果的假想线表示为实线VL3,将连结内侧开口的内径为中等程度的喷孔的实验结果的假想线表示为实线VL2。此外,在图3中,作为比较例,将连结针对外侧开口的内径和内侧开口的内径是相同大小、截面积是一定的喷孔的实验结果的假想线用点线VL0表示。
如图3所示,L/D比越大则喷雾长度SD越长。此时,以截面积变大的方式形成有喷孔内壁的喷孔的L/D比与喷雾长度SD的关系、与比较例的燃料喷射阀具有的喷孔的L/D比与喷雾长度SD的关系相比,针对L/D比的变化的喷雾长度SD的变化较小。即可知,以截面积变大的方式形成有喷孔内壁的喷孔与比较例的喷孔相比,即使L/D比变化,喷雾长度SD也不怎么变化。此外,由图3可知,以截面积变大的方式形成有喷孔内壁的喷孔中,越是内侧开口的内径较小的喷孔,喷雾长度越短。
(实验结果2)
此外,本申请的发明者关于喷孔的打开角与喷雾长度的关系进行了实验。将其实验结果表示在图4中。在图4中,横轴表示打开角OpA,纵轴表示喷雾长度SD。在图4中,表示多个不同的喷射角的多个打开角OpA的喷雾长度SD。具体而言,标绘了在喷射角0°、20°、40°、45°的各个喷孔中打开角是0°、10°、20°、25°、30°时的喷雾长度SD的实验结果。在图4中,将连结喷射角0°的实验结果的假想线用实线VL41表示,将连结喷射角20°的实验结果的假想线用实线VL42表示,将连结喷射角40°的实验结果的假想线用实线VL43表示,将连结喷射角45°的实验结果的假想线用实线VL44表示。此外,在图4中表示喷雾长度SD的上限值SD0。所谓喷雾长度SD的上限值SD0,表示从喷孔喷射出的燃料碰撞到形成发动机的燃料室的活塞及汽缸体的内壁上的喷雾长度。具体而言,如果喷雾长度SD变得比上限值SD0长,则喷射出的燃料碰撞到活塞及汽缸体的内壁上,粒子状物质的生成量增加。
如图4所示,在打开角0°的情况下,由于喷雾长度SD比上限值SD0长,所以粒子状物质的生成量增加。另一方面,在打开角10°、20°、25°、30°的情况下,可知喷雾长度SD比上限值SD0短。
此外,关于相同的打开角OpA下的喷射角的差异,虽然没有看到较大的差异,但喷射角越大则喷雾长度SD越短。
(实验结果3)
此外,本申请的发明者针对燃料喷射阀1进行了关于喷孔的打开角与流量下降率的关系的实验。将其实验结果表示在图5中。在图5中,横轴表示喷孔的打开角OpA,纵轴表示流量下降率F0。这里,所谓“流量下降率F0”,是将从内侧开口流入到喷孔中的燃料的量减去从外侧开口喷射的燃料的量得到的值除以从内侧开口流入到喷孔中的燃料的量而得到的值,如果流量下降率F0较大,则表示在形成喷孔的部位的外壁上燃料附着的量较多。在图5中,在打开角0°、15°、20°、25°的喷孔中分别进行4次实验,将连结得到的实验结果的平均值的假想线用实线VL51表示。此外,在图5中,将流量下降率FL0作为流量下降率F0的上限值来表示。
根据图5所示的实线VL51与流量下降率FL0的关系可知,在打开角从10°到22°中,流量下降率F0低于流量下降率FL0。根据图4所示的实验结果,可以想到,在喷雾长度SD变得比较短的打开角22°以上的喷孔中,由于喷孔中的燃料的剥离没有被有效率地进行,所以附着到外壁上的燃料的量变多,流量下降率F0会高于流量下降率FL0。
在一实施方式的燃料喷射阀1中,喷孔31以喷孔31的外侧开口314的内径OD31比喷孔31的内侧开口313的内径OD31大的方式形成。此外,喷孔31的喷孔内壁31a以截面积变大的方式形成。
如果以喷孔的截面积变大的方式形成喷孔内壁,则如图3所示,与以从内侧开口朝向外侧开口而截面积为一定的方式形成喷孔内壁的情况相比,与L/D比的变化对应的喷雾长度SD的变化变小。由此,即使因流过喷孔的燃料的量及喷孔的喷射角的设定等而L/D比变化,喷雾长度SD也不怎么变化。因而,不需要调整形成喷孔的部位的厚度以使喷雾长度不变化的加工,能够减少燃料喷射阀1的制造工序数。
此外,在燃料喷射阀1中,喷孔31、32形成为,形成喷孔31、32的喷孔内壁31a、32a中的中心轴CA0侧的喷孔内壁部311、321与包含阀座部341、342的假想平面VP341、VP342交叉。当针40与阀座34离开时,朝向喷孔31、32在阀座部341、342的表面上流动的燃料不会与壳体20的其他部位碰撞,而与形成喷孔31、32的喷孔内壁31a、32a的喷孔内壁部311、321碰撞。碰撞在喷孔内壁部311、321上的燃料在维持着燃料通路18中的压力的状态下一边被喷孔内壁部311、321推压一边流动。由此,燃料在喷孔内壁部311、321上形成液膜,另一方面,由于在喷孔内壁部312、322上形成气相,所以燃料容易从燃料的液膜表面微粒化。因而,燃料的微粒化被促进,能够减少粒子状物质的生成量。
此外,在燃料喷射阀1中,喷孔形成为,喷孔的喷射角越小则该喷孔的内侧开口的内径越小。
如果从喷孔喷射的燃料的喷雾长度变长,则被喷射的燃料与活塞及形成燃烧室的汽缸体碰撞。与活塞或汽缸体碰撞的燃料容易变得燃烧不完全,有可能生成粒子状物质。如果喷孔的喷射角变小,则作为包含阀座部的假想平面与该喷孔的喷孔内壁部所成的角度的碰撞角变小,所以燃料被喷孔内壁部推压的力变小,燃料变得不易微粒化。另一方面,由于喷孔中的燃料的流速比较快,所以有喷雾长度延长的趋势。因此,燃料变得不易微粒化,并且喷雾长度变长,所以粒子状物质的生成量有可能增加。
所以,在一实施方式的燃料喷射阀1中,对于具有比喷射角α2小的喷射角α1的喷孔31,使内侧开口313的内径ID31比具有喷射角α2的喷孔32的内侧开口323的内径ID32小。由此,如图3所示,喷雾长度变得比较短,防止燃料与活塞或汽缸体碰撞。此外,通过使内侧开口的内径ID31相对变小而使燃料的流速进一步变快,燃料变得容易微粒化。由此,能够在使燃料在微粒化的同时,防止碰撞在活塞或汽缸体上而粒子状物质的生成量增加。
此外,在燃料喷射阀1中,喷孔31、32形成为,打开角β1、β2为10°~22°之间。如图4、图5所示,如果喷孔的打开角OpA处于该角度的范围中,则能够使喷雾长度SD适当变短,并且将流量下降率F0抑制得较低。由此,能够减少附着在喷射部301的外壁304的燃料的量,并防止从喷孔喷射的燃料与活塞或形成燃烧室的汽缸体碰撞。因而,通过以使打开角β1、β2为10°~22°之间的方式形成喷孔31、32,能够进一步减少粒子状物质的生成量。
(其他实施方式)
(A)在上述实施方式中,喷孔的打开角是10~22°。但是,喷孔的打开角并不限定于此。只要比0°大就可以。
(B)在上述实施方式中,流过燃料通路的燃料的压力是1MPa以上。但是,燃料的压力并不限定于此。只要是能够向发动机的燃烧室直接喷射燃料之程度的压力就可以。
(C)在上述实施方式中,喷孔形成为,截面形状为圆形状。但是,喷孔的截面形状并不限定于此。
以上,本公开并不限定于这样的实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够以各种各样的形态实施。
Claims (4)
1.一种燃料喷射阀,
具备:
筒状的壳体(20),具有:形成在中心轴(CA0)的方向上的一端、喷射燃料的多个喷孔(31、32);形成在上述多个喷孔(31、32)的周围的阀座(34);以及向上述多个喷孔(31、32)流通燃料的燃料通路(18);
针(40),能够在上述中心轴(CA0)的方向上往复移动地被收容在上述壳体(20)中,在相对于上述阀座(34)离开或抵接的情况下,将上述多个喷孔(31、32)打开或关闭;
线圈(38),在被通电的情况下产生磁场;
固定芯(35),在上述壳体(20)内被固定在上述线圈(38)产生的磁场内;以及
可动芯(47),被设置为在上述固定芯(35)的上述阀座(34)侧、能够在上述壳体(20)的上述中心轴(CA0)的方向上往复移动,在上述线圈(38)被通电的情况下,被向上述固定芯(35)的方向吸引;
形成在上述壳体(20)的外壁(304)上的上述各喷孔(31、32)的外侧开口(314、324)的内径(OD31、OD32)比形成在上述壳体(20)的内壁(303)上的该喷孔(31、32)的内侧开口(313、323)的内径(ID31、ID32)大;
上述阀座(34)及上述各喷孔(31、32)形成为,在将包含上述阀座(34)的假想平面(VP341、VP342)朝向上述壳体(20)的中心轴(CA0)延长的情况下,与喷孔内壁(31a、32a)最先相交,该喷孔内壁(31a、32a)在上述外侧开口(314、324)与上述内侧开口(313、323)之间以从上述内侧开口(313、323)朝向上述外侧开口(314、324)将该喷孔(31、32)的截面积扩大的方式形成;
上述各喷孔(31、32)以喷射角(α1、α2)越小上述内侧开口(313、323)的内径(ID31、ID32)越小的方式形成,该喷射角(α1、α2)是穿过设在上述壳体(20)的内壁(303)上的上述喷孔(31、32)的内壁侧中心点(IP31、IP32)和上述壳体(20)的中心轴(CA0)上的点的喷孔轴(VL31、VL32)与上述壳体(20)的中心轴(CA0)所形成的角度。
2.如权利要求1所述的燃料喷射阀,
上述各喷孔(31、32)的打开角度(β1、β2)是10°~22°,上述各喷孔(31、32)的打开角度(β1、β2),是位于上述喷孔内壁(31a、32a)上将上述外侧开口(314、324)和上述内侧开口(313、323)连结的一条直线(L311、L321)、与隔着上述喷孔轴(VL31、VL32)位于与上述一条直线相反侧的上述喷孔内壁(31a、32a)上的将上述外侧开口(314、324)和上述内侧开口(313、323)连结的另一条直线(L312、L322)所成的角度。
3.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀,
从上述各喷孔(31、32)喷射的燃料的压力是1MPa以上。
4.如权利要求1~3中任一项所述的燃料喷射阀,
上述多个喷孔(31、32)中的1个喷孔的上述喷射角比上述多个喷孔(31、32)中的另1个喷孔的上述喷射角小,上述多个喷孔(31、32)中的上述1个喷孔的上述内侧开口的上述内径比上述多个喷孔(31、32)中的上述另1个喷孔的上述内侧开口的上述内径小。
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