CN107076087B - 燃料喷射阀 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供即使在喷雾角度窄的情况下也能够实现充分的雾化的燃料喷射阀。在使从燃料通路部(5c)流入的燃料以从燃料扩散室(6B)的中心侧向外周侧扩散的方式流动而流入喷孔(7)的燃料喷射阀中,作为喷孔(7)具有第一喷孔(7b)、相对于第一喷孔(7b)在燃料扩散室(6B)的周向上离开地相邻的第二喷孔(7d)及第三喷孔(7a),当第一喷孔(7b)的入口侧开口的中心和第二喷孔(7d)的入口侧开口的中心之间的距离(L4),比第一喷孔(7b)的入口侧开口的中心和第三喷孔(7a)的入口侧开口的中心之间的距离(L1)大的情况下,第一喷孔(7b)的出口侧开口配置在配置圆(101)的内侧,并且配置在比线段(107)靠第二喷孔(7d)侧的范围内。

Description

燃料喷射阀
技术领域
本发明涉及用于汽油发动机等内燃机的燃料喷射阀,即通过阀芯与阀座抵接来防止燃料的泄漏并通过阀芯从阀座离开来进行喷射的燃料喷射阀。
背景技术
在日本特开2010-151053号公报(专利文献1)中,公开了一种燃料喷射喷嘴的发明,其使逐渐扩展的喷孔成为朝向下游并向外的配置,此外,使从喷孔的上游侧端面的中心轴起的最远部与从下游侧端面的中心轴起的最近部的距离x、与喷孔的中心轴侧壁面的长度L的关系成为x/L<0.05,从而兼顾燃料喷雾的雾化、以及喷射方向的控制性。
在日本特开2001-317431号公报(专利文献2)中,公开了一种流体喷射喷嘴的发明,其各喷孔形成为朝向燃料喷射方向从喷嘴板的中心轴离开,流入喷孔的燃料被喷孔内周面引导并与喷孔内周面接触地散布成为液膜而从喷孔喷射,从而使燃料喷雾雾化。
在日本特开2008-169766号公报(专利文献3)中,公开了一种燃料喷射阀的发明,其将形成在喷嘴板上的18个喷孔被分为两组,从这两组喷孔群形成两个方向的喷雾流。在该燃料喷射阀中,喷雾流以如下方式形成:将各喷孔的流路轴在燃料喷射方向上延长而成的假想直线、与从喷孔板沿燃料喷射方向离开预定距离且与喷孔板的喷射轴正交的假想平面的交点,位于正八边形的顶点上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-151053号公报
专利文献2:日本特开2001-317431号公报
专利文献3:日本特开2008-169766号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来,对汽车发动机提出了低燃耗以及减少有害废气的要求。因此,向汽车发动机供给的燃料喷雾的雾化成为重要课题。此外,如果喷射的燃料附着于吸气口壁面,则无法获得喷雾的雾化效果。因此,为了减少壁面上的燃料附着,喷雾角度(喷雾的散布)的控制性变得重要。就喷雾角度的控制性而言,尤其要求燃料喷射阀实现喷雾角度窄的喷雾。
在专利文献1中,公开了一种方法,其通过采用逐渐扩展的喷孔,利用燃料流的剥离,使来自燃料喷射孔的燃料喷射形成马蹄形状的射流来促进雾化。在专利文献2中,公开了通过设定最佳的喷孔尺寸来控制喷射方向的方法。在专利文献3中,公开了一种方法,其通过设定多个喷孔的倾斜角来减小的喷射量的不均。但是,各文献公开的方法都存在如下问题:为了使喷雾雾化,喷孔的中心轴以朝向下游远离喷嘴板的中心轴的方式相对于喷嘴板的中心轴倾斜,喷雾朝向各喷孔的倾斜方向,沿着喷嘴板的外缘侧散布。流入喷孔的燃料冲撞喷孔的壁面,在相对于喷孔的中心轴垂直方向的面内,引发具有大的速度成分的燃料流。由于引发的燃料流的半径方向的速度成分,燃料会容易在喷孔下游散布,从而促进雾化。此时,喷孔的倾斜角度相对于燃料流入的方向越大,能够得到的冲撞力就越大。但是,为了缩窄喷雾角度,就必须减小喷孔的倾斜,在喷孔的倾斜减小的情况下,冲撞力会减小,导致粒径恶化。
本发明的目的是提供一种燃料喷射阀,其在喷雾角度窄的情况下也能够实现充分的雾化。
用于解决课题的方案
为了达成上述目的,本发明的燃料喷射阀具备:座部件,其具有阀座;阀芯,其通过落座于上述阀座而闭阀并通过从上述阀座离开而开阀;燃料通路部,其配置于比上述阀座靠下游侧;燃料扩散室,其配置于比上述燃料通路部靠下游侧;以及多个喷孔,它们将上述燃料扩散室的燃料向外部喷射,使从上述燃料通路部流入上述燃料扩散室的燃料以从上述燃料扩散室的中心侧向外周侧扩散的方式流动而流入上述喷孔,其中,
作为上述喷孔,具有第一喷孔和第二喷孔及第三喷孔,该第二喷孔及第三喷孔相对于上述第一喷孔至少在上述燃料扩散室的周向上离开设置,且在上述周向上与上述第一喷孔的两侧相邻,
在上述第一喷孔的入口侧开口的中心和上述第二喷孔的入口侧开口的中心之间的距离,比上述第一喷孔的入口侧开口的中心和上述第三喷孔的入口侧开口的中心的之间的距离大的情况下,
上述第一喷孔的倾斜方向被设定为:
上述第一喷孔的出口侧开口配置在包含与以上述燃料扩散室的中心为中心的通过入口侧开口的中心的配置圆相切的切线且相对于上述切线处于上述燃料扩散室的中心侧的范围内,并且配置在包含通过上述燃料扩散室的中心和上述入口侧开口的中心的线段且相对于上述线段处于上述第二喷孔侧的范围内。
此时,从燃料扩散室的中心侧朝向喷孔流动的燃料流,冲撞喷孔的倾斜面,在相对于喷孔的中心轴垂直的面内方向,引发具有大的速度成分的燃料流。由此,燃料容易在喷孔出口下游散布,促进雾化。
发明效果
根据本发明,通过缩窄喷雾角度,能够减少燃料在吸气口壁面附着的量,并促进雾化,从而能够提供一种燃料喷射阀,其实现排气性能提高的内燃机。
上述以外的课题、结构及效果可以通过下面对实施方式的说明而明了。
附图说明
图1是表示本发明的燃料喷射阀的实施例的剖视图。
图2是将本发明第一实施例的燃料喷射阀的阀芯前端附近放大的剖视图。
图3是从阀芯侧观察本发明第一实施例的燃料喷射阀的喷嘴板的图。
图4A是对本发明第一实施例的设置于喷嘴板的喷孔的倾斜方向进行说明的图。
图4B是对本发明第一实施例的任意喷孔的象限的定义进行说明的图。
图4C是对本发明的第一实施例的使喷孔倾斜的具体例进行说明的图。
图5是对本发明第一实施例的喷嘴板内部的燃料流场进行说明的图。
图6是本发明的燃料的雾化机制的说明图。
图7是从阀芯侧观察本发明的比较例的燃料喷射阀的喷嘴板的图。
图8是对本发明的比较例的燃料喷射阀的喷孔附近的流场进行说明的图。
图9是将本发明第二实施例的燃料喷射阀的喷孔附近放大的剖视图。
图10是从阀芯侧观察本发明第三实施例的燃料喷射阀的喷嘴板的图。
图11是从阀芯侧观察本发明第四实施例的燃料喷射阀的喷嘴板的图。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行说明。
实施例1
参照图1至图8对本发明第一实施例的燃料喷射阀进行以下说明。
图1所示的燃料喷射阀1是进气口(port)喷射式的汽油发动机中的燃料喷射阀的例子,本发明的效果对于缸内直接喷射式的汽油发动机中的燃料喷射阀,以及由压电元件、磁致伸缩元件驱动的燃料喷射阀也是有效的。
[喷射阀基本动作说明]
图1是表示本发明的燃料喷射阀的一实施例的剖视图。图1所示的燃料喷射阀1的基本结构,也适用于后述的第二至第四实施例。另外,在以下的说明中,上下方向是基于图1定义的。该上下方向未必是燃料喷射阀1在发动机上实际安装状态时的上下方向。
在图1中,燃料喷射阀1用于向例如用作汽车发动机的内燃机供给燃料。壳体2通过压力加工、切削加工等而形成为细长的圆筒状。壳体2具有薄壁部、厚壁部、小径部及大径部一体形成的带台阶的构造。原材料是向铁素体类不锈钢材料中加入钛那样的具有柔软性的材料而得到的,因此具有磁性特性。在壳体2的一端部设有燃料供给口2a,另一端部设有喷嘴体5。在喷嘴体5的下端面(前端面)固定连接喷嘴板6。在喷嘴板6设有多个贯通孔7(参照图2、图3)。多个贯通孔7构成喷射燃料的燃料喷射孔7(以后称为喷孔)。
在壳体2的外侧设有电磁线圈14和包围电磁线圈14的磁性材料的磁轭16。在壳体2的内侧设有铁芯15、衔铁(anchor)4、阀芯3、喷嘴体5以及喷嘴板6。铁芯15以在插入壳体2内之后位于电磁线圈14内侧的方式配置。衔铁4与铁芯15前端侧的端面(下端面)隔着间隙面对,衔铁4以能够在燃料喷射阀的中心轴100方向上移动的方式进行了安装。衔铁4是通过对由磁性材料构成的金属粉末以MIM(Metal Injection Molding;金属注射成形)等工法进行注射成形来制造的。阀芯3是被衔铁4保持且延设于轴向的中空的部件。在阀芯3的前端部设有球体部3A。喷嘴体5在阀芯3的前端侧(下端侧)固设于壳体2。在喷嘴体5设有供在阀芯3的前端部设置的球体部3A离开或抵接的台座(阀座)。喷嘴板6配设于喷嘴体5的前端面侧。在该喷嘴板6设有多个喷孔7,该多个喷孔7是在厚度方向上贯通地形成的。喷嘴板6与喷嘴体5连接的面是通过熔接进行接合的。喷嘴体5与壳体2通过熔接而进行接合。
在图1中,在铁芯15的内部配设有作为弹性部件的弹簧12。弹簧12提供将阀芯3的前端向喷嘴体5推压的力(作用力)。与弹簧12的上端部连续地配设有弹簧调整器13,弹簧调整器13调整弹簧12的推压力。另外,在燃料供给口2a配设有滤清器20。滤清器20将燃料所含的异物除去。此外,在燃料供给口2a的外周安装有O型环21,用于对供给的燃料进行密封。
树脂罩22例如是通过树脂模塑等方法以覆盖壳体2和磁轭16的方式设置的。在树脂罩22一体地形成有连接器23,用于向电磁线圈14供给电力。保护器24设置于燃料喷射阀1的前端部,例如是由树脂材料等制成的筒状部件。保护器24是覆盖壳体2的前端部的外周的部件。另外,保护器24具有沿径向向外突出的突出部24A。突出部24A与磁轭16一起在线圈14的下方形成保持O型环25的环状槽。由此,将O型环25设置于壳体2的前端侧外周。O型环25以防脱状态配置于磁轭16与保护器24之间。例如在将壳体2的前端侧安装于在内燃机的吸气管上设置的安装部(未图示)等的情况下,O型环25在吸气管与燃料喷射阀1之间进行密封。
燃料喷射阀1在电磁线圈14处于非通电状态时,受到弹簧12的推压力作用,阀芯3的前端(球体部3A)紧贴于喷嘴体5。在该状态下,不会在阀芯3与喷嘴体5之间形成间隙,也就是说,不会形成燃料通路,因此,从燃料供给口2a流入的燃料会留在壳体2内部。即,阀芯3成为闭阀状态。
若向电磁线圈14施加作为喷射脉冲的电流,则会在由磁性材料制成的磁轭16、铁芯15和衔铁4所形成的磁路中流过磁通。由于该磁通,会在衔铁4与铁芯15之间产生电磁力,阀芯3由于受到该电磁力,会发生移动,并且移动到衔铁4的上端面(与铁芯15的对置面)接触铁芯15的下端面为止。若阀芯3向铁芯15侧移动,则会在阀芯3与喷嘴体5之间形成燃料通路。即,阀芯3成为开阀状态。壳体2内的燃料从阀芯3(球体部3A)的周边向下游侧流动,然后从燃料喷射孔7喷射。燃料喷射量的控制以如下方式进行:根据向电磁线圈14间歇地施加的喷射脉冲,使阀芯3在轴向上移动,从而对开阀状态与闭阀状态的切换的时机进行调整。
图2是将本发明的第一实施例的燃料喷射阀的阀芯前端附近放大的剖视图。参照图2对本发明的主要零部件进行简要说明。
如图2所示,阀芯3使用了球阀。球(球体部3A)使用了例如日本JIS标准件的球轴承用钢球。采用该球是考虑到:真圆度高并实施了镜面加工,适于提高落座性,以及适于通过大量生产来降低成本等。另外,在作为阀芯构成的情况下,所用球的直径为3~4mm左右。其理由在于:因为作为可动阀发挥功能而需要轻量化。
另外,在喷嘴体5中,包含与阀芯3紧贴的座位置的倾斜面的角度是90゜左右(80゜~100゜)。该倾斜角是对于在座位置附近进行研磨、且提高真圆度最佳的角度(能够在最佳状态下使用研削机械),能够将与上述的阀芯3的落座性维持于极高程度。此外,具有包含座位置的倾斜面5b的喷嘴体5,通过淬火提高了硬度。另外,喷嘴体5通过脱磁处理除去了无用的磁性。利用这种阀芯结构,能够实现无燃料泄漏的喷射量控制。另外,能够提供性价比优异的阀芯构造。
另外,为了使喷嘴板6形成为下凸形状而在用于形成凸面6A的制造工序中利用冲头挤压进行挤压。在本实施例中,凸面6A由朝向下方(燃料喷射阀的外侧)形成为突状的曲面部构成。
在燃料喷射阀1处于闭阀状态时,阀芯3通过与设置于座部件5a的由圆锥面构成的阀座面5b抵接来保持的燃料的密封。此时,阀芯3侧的接触部由球面形成,成为圆锥面的阀座面5b与球面的接触大致为线接触的状态。若阀芯3上升而在阀芯3与座部件5a之间产生间隙,则燃料会从上述间隙流出,并通过座部件5a的开口部5c,从箭头17的方向冲撞喷嘴板6的上表面。之后,如箭头18所示那样从喷嘴板6的中央沿着喷嘴板6的表面流动。燃料在通过喷孔7之后形成液膜9。液膜9会因表面张力波的不稳定性、与空气的剪切力而分裂为液滴10,实现燃料的雾化。
开口部5c构成燃料通路部(燃料导入孔),该燃料通路部从构成在阀芯3与阀座面之间的座部向形成在喷嘴板6的凸面6A的内侧的燃料室(燃料扩散室)6B导入燃料。燃料室6B使从燃料通路部5c流入的燃料以从中心侧向外周侧扩散的方式流动而流入喷孔7。
[具体形状和效果的说明]
参照图3至图8对喷孔的具体形状进行说明。
图3是从阀芯侧观察本发明第一实施例的燃料喷射阀的喷嘴板的图。图3是图2的III-III截面。
箭头11示出了喷孔7的倾斜方向。配置圆101是通过喷孔7的入口侧开口105的中心105A并以喷嘴板6的中心轴102为中心的圆。此外,在本实施例中,喷嘴板6的中心轴102与燃料喷射阀的中心轴100一致。另外,喷嘴板6的中心轴102通过燃料扩散室6B的中心。
在本实施例中,各喷孔7的倾斜方向设定为向下并向内。即,各喷孔7的倾斜方向以箭头11朝向配置圆101的内侧的方式设定。该情况下,各喷孔7的倾斜方向以如下方式设定,即:在与中心轴102垂直的平面投影所得的投影图(图3)上,箭头11朝向包含向喷孔7的入口侧开口105的中心105A的两侧所引的切线104上、且相对于切线104是中心轴102侧的范围。即,喷孔7的出口侧开口106的中心106A位于包含切线104上、且相对于切线104是中心轴102侧的范围。此时,喷孔7的出口侧开口106的中心106A设置在从入口侧开口105的中心105A错开的位置。
参照图4A及图4B对喷孔7的倾斜方向进行详细说明。图4A是对本发明的第一实施例的设置于喷嘴板的喷孔的倾斜方向对进行说明的图。图4B是对本发明第一实施例的任意的喷孔的象限定义进行说明的图。此外,图4A是在喷嘴板6上设置的多个喷孔7a~7e的放大图。另外,图4A及图4B是喷嘴板6在与中心轴102垂直的平面上投影得到的投影图。
各喷孔7(7a~7e)与相邻的喷孔以L1~L4的间隔设置。在图4A中,例如,喷孔7a与最接近地相邻的喷孔7b、7c的距离L1、L2成为L1=L2。此时,喷孔7a在比喷孔的配置圆101靠内侧(以喷孔7a为基准的第三象限和第四象限)的范围θa使喷孔倾斜。
关于象限,利用第一象限、第二象限、第三象限、第四象限进行定义,该第一象限、第二象限、第三象限、第四象限,如图4B所示,以各喷孔7的入口105的喷孔中心105A为基准,将喷嘴板6的外缘侧设为+y方向,且喷嘴板6的中心轴102侧设为-y方向。
例如,与喷孔7b最接近地相邻的喷孔7a和喷孔7b的距离L1、仅次于喷孔7a与喷孔7b接近地相邻的喷孔7d和喷孔7b的距离L4,成为L1<L4。此时,喷孔7b在比喷孔的配置圆101靠内侧并且喷孔间距离长的L4侧的象限(第四象限)的范围θb使喷孔倾斜。
例如,与喷孔7c最接近地相邻的喷孔7a和喷孔7c的距离L2、仅次于喷孔7a与喷孔7c接近地相邻的喷孔7e和喷孔7c的距离L3,成为L2<L3。此时,喷孔7c在比喷孔的配置圆101靠内侧并且喷孔间距离长的L3侧的象限(第三象限)的范围θc使喷孔倾斜。在此情况下,也包含第三象限侧的切线104上。另外,包含将喷孔7b的入口侧开口105的中心105A和中心轴102连结的线段(y轴)107上。
使用图4C对喷孔7a、7b、7c的倾斜方向的具体例进行说明。图4C是对本发明第一实施例的使喷孔倾斜的具体例进行说明的图。另外,图4C是喷嘴板6在与中心轴102垂直的平面上投影所得的投影图。图4C的喷孔7(7a~7c)的配置与图4A的喷孔7(7a~7c)的配置相同。
图中的箭头11表示喷孔的倾斜方向。表示箭头11的始端位于喷孔7(7a~7c)的入口侧开口105的中心105A、且末端(箭尖)位于喷孔7的出口侧开口106的中心106A(参照图3)的方向。
喷孔7a在以喷孔7a为基准的第三及第四象限的范围θa内倾斜。喷孔7a的箭头11以喷孔7a的入口侧开口105的中心105A为始端。箭头11的末端(箭尖)位于第三及第四象限的范围内。该第三及第四象限的范围是包含向喷孔7a的入口侧开口105的中心105A的两侧所引的切线104上、且相对于切线104是中心轴102侧的范围。即,喷孔7a的出口侧开口106的中心106A(参照图3)位于包含切线104上、且相对于切线104是中心轴102侧的范围。
尤其是在本实施例中,使喷孔7a向中心轴102倾斜。该情况下,箭头11在将入口侧开口105的中心105A和中心轴102连结的线段(y轴)107上重叠。
喷孔7b在以喷孔7b为基准的第四象限的范围θb内倾斜。喷孔7b的箭头11以喷孔7b的入口侧开口105的中心105A为始端。箭头11的末端位于第四象限的范围内。该第四象限的范围包含从喷孔7b的入口侧开口105的中心105A向第四象限侧所引的切线104上、以及将入口侧开口105的中心105A和中心轴102连结的线段(y轴)107上。另外,第四象限的范围是相对于线段107是喷孔7d侧(喷孔7a的相反侧)的范围。喷孔7b的出口侧开口106的中心106A(参照图3)位于该第四象限的范围内。
喷孔7c在以喷孔7c为基准的第三象限的范围θc内倾斜。喷孔7c的箭头11以喷孔7c的入口侧开口105的中心105A为始端。箭头11的末端位于第三象限的范围内。该第三象限的范围包含从喷孔7c的入口侧开口105的中心105A向第三象限侧所引的切线104上、以及将入口侧开口105的中心105A和中心轴102连结的线段(y轴)107上。另外,第三象限的范围是相对于线段107是喷孔7e侧(喷孔7a的相反侧)的范围。喷孔7c的出口侧开口106的中心106A(参照图3)位于该第三象限的范围内。
如上所述,参照图5和图6对按照喷孔间的距离来确定喷孔的倾斜方向的理由进行说明。图5是对本发明第一实施例的喷嘴板内部的燃料流场进行说明的图。图6是本发明的燃料的雾化机制的说明图。此外,图5是喷嘴板6在与中心轴102垂直的平面投影所得的投影图。
在图5中,用箭头表示了喷嘴板内部(燃料室6B内)的相对于各喷孔7a、7b、7c、7d、7e成为主流的燃料的流动方向18a、18b、18c、18d、18e。在喷孔间的距离大的L3、L4的范围流过较多的燃料,因此相对于喷孔7b、7c的燃料的主流18b、18c,会从L3、L4侧倾斜地向从喷嘴板6的中心轴102朝向喷孔中心的放射方向流入。另一方面,在喷孔7a的情况下,由于喷孔间的距离为L1=L2,因此相对于喷孔7a,在放射方向上均等的燃料流18a成为主流。
图6是喷孔7附近的放大图(剖视图)。如图所示,燃料通路部的开口部5c的燃料流17冲撞喷嘴板6的上表面,沿着喷嘴板6的壁面成为快速的、主流方向的燃料流18。在喷孔7倾斜于与主流方向对置的方向的情况下,流入喷孔7的燃料103a冲撞喷孔的壁面72,在与喷孔7的中心轴73垂直的方向的面内,引发具有大的速度成分的燃料流103b。由此当燃料在喷孔下形成液膜9时,液滴10容易发生分裂,促进雾化。此外,在本实施例中,喷孔7从喷孔入口朝向喷孔出口,以朝向燃料的主流方向18、即喷嘴板6的中心轴102的方向的方式倾斜,因此,能够抑制向喷嘴板6外缘侧的喷雾散布,能够减小喷雾角度。
为了使喷孔7向与主流方向对置的方向倾斜,优选使喷孔7a在不含切线104上的第三及第四象限的范围θa内、并且在配置圆101的内侧倾斜。即,优选喷孔7a以如图4C上所示、出口侧开口106的中心106A位于配置圆101内侧的方式配置。更优选地,使喷孔7a以如图4C上所示、箭头11与线段107重叠的方式倾斜为佳。
另外,优选使喷孔7b在不含切线104上及线段107的第四象限的范围θb内、并且在配置圆101的内侧倾斜。即,优选使喷孔7b以如图4C上所示、出口侧开口106的中心106A位于配置圆101内侧、且相对于线段107是喷孔7d侧(喷孔7a的相反侧)的范围内的方式倾斜。
另外,优选使喷孔7c在不含切线104上及线段107的第三象限的范围θc内、并且在配置圆101的内侧倾斜。即,优选使喷孔7c以如图4C上所示、出口侧开口106的中心106A位于配置圆101内侧、且相对于线段107是喷孔7e侧(喷孔7a的相反侧)的范围内的方式倾斜。
接下来,作为本发明的比较例,与使喷孔的下游端向外倾斜的形态进行比较。
图7是从阀芯侧观察本发明的比较例的燃料喷射阀的喷嘴板的图。图8是对本发明的比较例的燃料喷射阀的喷孔附近的流场进行说明的图。
喷孔70为了避免干涉喷雾而从喷孔入口朝向喷孔出口倾斜于从喷嘴板60的中心轴102离开的方向。该情况下,如图8所示,相对于主流方向18,喷孔70的倾斜方向并非最佳,流入喷孔70的燃料流103d对喷孔壁面的冲撞力会减弱。为此,与喷孔70的中心轴73a垂直的面内方向的流速成分减小,在喷孔70内如燃料流103d所示那样中心轴73a方向的速度成分增大。由此,喷孔70内的半径方向的速度成分会减小,在喷孔70的下游,燃料将难以散布。因此,燃料喷雾的粒径会变大,雾化性能恶化。为此,在本实施例中,按照喷孔间距离来定义燃料的主流方向,并且定义了与喷孔间距离对应的最佳的喷孔倾斜范围。通过采用在本实施例中说明的结构,能够缩窄喷雾角度并促进雾化。
实施例2
参照图9对本发明第二实施例的燃料喷射阀进行以下说明。图9是将本发明第二实施例的燃料喷射阀的喷孔附近放大的剖视图。对于具有与实施例1相同或同等的功能的部分,分配了与在实施例1的说明中使用的图相同的编号,并且省略说明。
在图9中,相对于实施例1的图2,喷嘴板6不是曲面形状,而是以平面形状形成。在本实施例中也能够获得在第一实施例中说明的效果。
实施例3
参照图10对本发明第三实施例的燃料喷射阀进行以下说明。图10是从阀芯侧观察本发明第三实施例的燃料喷射阀的喷嘴板的图。
对于具有与实施例1相同或同等的功能的部分,分配了与在实施例1的说明中使用的图相同的编号,并且省略说明。
在本实施例中对喷孔配置的变化进行说明。
在图10的喷嘴板6中,多个喷孔配置在两个配置圆101a、101b上。在两个配置圆101a、101b上配置的喷孔7之间,与实施例1同样地确定喷孔7的倾斜方向11。即,根据某个喷孔、和与该喷孔最接近的两个喷孔的距离,并基于各喷孔的象限(参考图4(b))来确定喷孔的倾斜方向11。由此,能够获得与实施例1同样的效果。
在图10中,例如,基于配置在配置圆101a上的喷孔7h、配置在配置圆101b上的喷孔7f及喷孔7g之间的喷孔间距离,来确定喷孔7f的倾斜方向。喷孔7f和喷孔7g的距离L6、喷孔7f和喷孔7h的距离L5,具有L6>L5的关系。
该情况下,与在第一实施例中说明的喷孔7b同样地,喷孔7f在以喷孔7f为基准的第四象限的范围θb内倾斜。
实施例4
参照图11,对本发明第四实施例的燃料喷射阀进行以下说明。图11是从阀芯侧观察本发明第四实施例的燃料喷射阀的喷嘴板的图。在本实施例中,对仅有一部分的喷孔应用实施例1中说明的喷孔倾斜的效果进行说明。对于具有与实施例1相同或同等的功能的部分,分配了与在实施例1的说明中使用的图相同的编号,并且省略说明。
本实施例的燃料喷射阀在喷嘴板6上具有多个喷孔71(71a~71l)。在本实施例中,为了将喷雾形状调整为目标的喷雾形状,将一部分的喷孔71c、71d、71i、71j的倾斜方向设定为与在第一实施例中说明的最佳倾斜方向相反的方向。
在图11中将喷孔71a、71b、71e、71f、71g、71h、71k、71l的倾斜方向设定为在第一实施例中说明的倾斜方向。另一方面,关于喷孔71c、71i,虽然对于雾化最佳的倾斜方向在第三象限内,但是为了获得目标的喷雾形状而将倾斜方向设定在第四象限内。另外,关于喷孔71d、71j,虽然对于雾化最佳的倾斜方向在第四象限内,但是为了获得目标的喷雾形状而将倾斜方向设定在第三象限内。
如此这样,无需将全部的喷孔设定为在第一实施例中说明的喷孔倾斜方向。例如,在仅对一部分的喷孔71a、71b、71e、71f、71g、71h、71k、71l设定第一实施例中说明的倾斜方向的情况下,在一部分的喷孔71a、71b、71e、71f、71g、71h、71k、71l中,也能够获得在实施例1中说明的效果。
以下,对从上述各实施例导出的本发明的特征进行说明。
(A)本发明的燃料喷射阀具备:具有阀座15b的座部件15a、通过落座于上述阀座15b而闭阀并且通过从上述阀座15b离开而开阀的阀芯3、相对于上述阀座15b配置于下游侧的燃料通路部5c、相对于上述燃料通路部5c配置于下游侧的燃料扩散室6B、以及将上述燃料扩散室6B的燃料向外部喷射的多个喷孔7、71,使从上述燃料通路部5c流入上述燃料扩散室6B的燃料以从上述燃料扩散室6B的中心侧向外周侧扩散的方式流动而流入上述喷孔7、71,该燃料喷射阀的特征在于,
作为上述喷孔7、71,具有第一喷孔7b、7f、71a、相对于上述第一喷孔7b、7f、71a至少在上述燃料扩散室6B的周向上离开地设置的在上述周向上与上述第一喷孔7b、7f、71a的两侧相邻的第二喷孔7d、7g、71l及第三喷孔7a、7h、71h,
在上述第一喷孔7b、7f、71a的入口侧开口105的中心105A和上述第二喷孔7d、7g、71l的入口侧开口105的中心105A之间的距离L4、L6,比上述第一喷孔7b、7f、71a的入口侧开口105的中心105A和上述第三喷孔7a、7h、71h的入口侧开口105的中心105A之间的距离L1、L5大的情况下,
上述第一喷孔7b、7f、71a,以如下方式设定倾斜方向:
出口侧开口106配置在包含与以上述燃料扩散室6B的中心102为中心的通过入口侧开口105的中心105A的配置圆101、101a、101b相切的切线104、且相对于上述切线104是上述燃料扩散室6B的中心102侧的范围θa内,并且配置在包含通过上述燃料扩散室6B的中心102和上述入口侧开口105的中心105A的线段107、且相对于上述线段107是上述第二喷孔7d、7g、71l侧的范围θb内。
(B)在(A)所述的燃料喷射阀中,优选,
上述第一喷孔7b、7f、71a的出口侧开口106的中心106A配置在上述配置圆101、101a、101b的内侧,并且配置在相对于上述线段107是上述第二喷孔7d、7g、71l侧的范围内。
(C)在(B)所述的上述燃料喷射阀中,优选,
在上述周向上具有相对于上述第三喷孔7a、71h配置在上述第一喷孔7b、71a的相反侧的第四喷孔7c、71c,
在上述第三喷孔7a、71h的入口侧开口105的中心105A和上述第四喷孔7c、71c的入口侧开口105的中心105A之间的距离L2,与上述第三喷孔7a、71h的入口侧开口105的中心105A和上述第一喷孔7b、71a的入口侧开口105的中心105A之间的距离L1相等的情况下,
上述第三喷孔7a、71h以如下方式设定倾斜方向:
出口侧开口106配置在包含与以上述燃料扩散室6B的中心102为中心的通过入口侧开口105的中心105A的配置圆101相切的切线104、且相对于上述切线104是上述燃料扩散室6B的中心102侧的范围内。
(D)在(C)所述的燃料喷射阀中,优选,
上述第三喷孔7a、71h的出口侧开口106的中心106A配置在上述配置圆101的内侧。
(E)在(A)~(D)所述的各燃料喷射阀中,
上述第一喷孔7f、上述第二喷孔7g或上述第三喷孔7h中的至少一个喷孔7f、7g,也可以配置在与配置有另一喷孔7h的配置圆101b不同的配置圆101a上。
此外,本发明并不限定于上述各实施例而包含各种变形例。例如,上述实施例是为了容易理解本发明而进行详细说明的,不是必须具备全部的结构。另外,能够将某个实施例的结构的一部分置换为另一实施例的结构,另外,也可以向某一实施例的结构添加另一实施例的结构。另外,能够对各实施例的结构的一部分进行其它结构的添加、删减、置换。
符号说明
1—燃料喷射阀;2—壳体;2a—燃料供给口;3—阀芯;4—衔铁;5—喷嘴体;5a—座部件;5b—阀座面;5c—开口部;6—喷嘴板;6A—凸面(曲面部);6B—燃料室(燃料扩散室);7、7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h—喷孔;8—冲撞喷嘴板上表面的燃料的速度分布;9、9a—燃料液膜;10、10a—液滴;11—喷射孔的倾斜方向;12—弹簧;13—弹簧调整器;14—电磁线圈;15—铁芯;16—磁轭;17—相比于阀部件配置于下游侧的燃料通路部的开口部上的燃料流;18、18a、18b、18c—喷嘴板上的成为主流的燃料流;20—滤清器;21—O型环;22—树脂罩;23—连接器;24—保护器;25—O型环;60—比较例的喷嘴板;70—比较例的喷嘴板形状的喷孔;71a、71b、71c、71d、71e、71f、71g、71h、71i、71j、71k—喷孔;72、72a—燃料流在喷孔上冲撞的冲撞面;73、73a—喷孔的中心轴;101、101a、101b—喷孔的配置圆;102—喷嘴板的中心轴;103a、103b、103c、103d—喷孔附近及喷孔内的燃料流;104—与配置圆相切的切线;105—喷孔的入口侧开口;105A—喷孔的入口侧开口的中心;106—喷孔的出口侧开口;106A—喷孔的出口侧开口的中心;107—将喷孔的入口侧开口的中心和喷嘴板的中心轴连结的线段。

Claims (1)

1.一种燃料喷射阀,具备:座部件,其具有阀座;阀芯,其通过落座于上述阀座而闭阀并通过从上述阀座离开而开阀;燃料通路部,其配置于比上述阀座靠下游侧;燃料扩散室,其配置于比上述燃料通路部靠下游侧;以及多个喷孔,它们将上述燃料扩散室的燃料向外部喷射,使从上述燃料通路部流入上述燃料扩散室的燃料以从上述燃料扩散室的中心侧向外周侧扩散的方式流动而流入上述喷孔,
上述燃料喷射阀的特征在于,
作为上述喷孔,具有第一喷孔、第二喷孔及第三喷孔、以及第四喷孔,该第二喷孔及第三喷孔相对于上述第一喷孔至少在上述燃料扩散室的周向上离开设置且在上述周向上与上述第一喷孔的两侧相邻,该第四喷孔在上述周向上相对于上述第三喷孔配置在上述第一喷孔的相反侧,
上述第一喷孔至第四喷孔配置为,各喷孔的入口侧开口的中心配置在以上述燃料扩散室的中心为中心的一个配置圆上,并且
上述第一喷孔的入口侧开口的中心和上述第二喷孔的入口侧开口的中心之间的距离,比上述第一喷孔的入口侧开口的中心和上述第三喷孔的入口侧开口的中心的之间的距离大,
上述第三喷孔的入口侧开口的中心和上述第四喷孔的入口侧开口的中心之间的距离,与上述第三喷孔的入口侧开口的中心和上述第一喷孔的入口侧开口的中心之间的距离相等,
上述第一喷孔的倾斜方向被设定为:
上述第一喷孔的出口侧开口配置在相对于通过入口侧开口的中心且与上述配置圆相切的切线而处于上述燃料扩散室的中心侧的范围内,并且配置在相对于通过上述燃料扩散室的中心和上述入口侧开口的中心的线段而处于上述第二喷孔侧的范围内,
上述第三喷孔的倾斜方向被设定为:
上述第三喷孔的出口侧开口配置在相对于通过入口侧开口的中心且与上述配置圆相切的切线而处于上述燃料扩散室的中心侧的范围内,并且位于通过上述燃料扩散室的中心和上述入口侧开口的中心的线段上。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3025764C (en) * 2015-05-29 2022-10-04 Nostrum Energy Pte. Ltd. Fluid injector orifice plate for colliding fluid jets
JP6654875B2 (ja) * 2015-11-26 2020-02-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
JP7032256B2 (ja) * 2018-07-13 2022-03-08 日立Astemo株式会社 燃料噴射弁

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3130439B2 (ja) * 1995-01-27 2001-01-31 株式会社デンソー 流体噴射ノズル
JP4209803B2 (ja) * 2004-04-19 2009-01-14 三菱電機株式会社 燃料噴射弁
CN104736835A (zh) * 2012-10-23 2015-06-24 三菱电机株式会社 燃料喷射阀

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000145590A (ja) 1998-11-10 2000-05-26 Aisan Ind Co Ltd 燃料噴射弁
US6439484B2 (en) 2000-02-25 2002-08-27 Denso Corporation Fluid injection nozzle
JP2001317431A (ja) 2000-02-25 2001-11-16 Denso Corp 流体噴射ノズル
JP2007182807A (ja) * 2006-01-06 2007-07-19 Hitachi Ltd 燃料噴射弁
JP4305962B2 (ja) 2007-01-12 2009-07-29 株式会社デンソー 噴孔部材およびそれを用いた燃料噴射弁
JP4782804B2 (ja) * 2008-03-19 2011-09-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
JP4867986B2 (ja) 2008-12-25 2012-02-01 株式会社デンソー 燃料噴射ノズル
JP5395007B2 (ja) * 2010-07-22 2014-01-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁およびそれを搭載した車両用内燃機関
JP5933720B2 (ja) * 2012-08-09 2016-06-15 三菱電機株式会社 燃料噴射弁

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3130439B2 (ja) * 1995-01-27 2001-01-31 株式会社デンソー 流体噴射ノズル
JP4209803B2 (ja) * 2004-04-19 2009-01-14 三菱電機株式会社 燃料噴射弁
CN104736835A (zh) * 2012-10-23 2015-06-24 三菱电机株式会社 燃料喷射阀

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Publication number Publication date
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