CN114738156A - 燃料喷射阀 - Google Patents

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CN114738156A CN202210358190.9A CN202210358190A CN114738156A CN 114738156 A CN114738156 A CN 114738156A CN 202210358190 A CN202210358190 A CN 202210358190A CN 114738156 A CN114738156 A CN 114738156A
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长冈正树
小林信章
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Abstract

本发明的目的在于提供一种具有回转室和横向通路的燃料喷射阀,该燃料喷射阀能够抑制微粒化性能的变化,并且调节从燃料喷射孔喷射的燃料的流量。该燃料喷射阀具有:燃料喷射孔(220)、燃料喷射孔的入口开口的回转室(212)、侧壁(211o)与回转室的内周壁(212c)的上游端(212cs)连接且侧壁(211i)与内周壁的下游端(212ce)连接的横向通路(211),其中,在假想有沿着侧壁(211o)延长的第一延长线(211ol)和沿着侧壁(211i)延长的第二延长线(211il)的情况下,在与燃料喷射阀的中心轴线垂直的投影面中,第二延长线通过燃料喷射孔的入口开口的中心,燃料喷射孔的入口开口具有超过第二延长线而位于侧壁(211o)或第一延长线侧的入口开口部分。

Description

燃料喷射阀
本申请是申请日为2015年7月2日,申请号为201510382909.2,发明名称为“燃料喷射阀”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及燃料喷射阀,该燃料喷射阀在燃料喷射孔的上游生成回转燃料,然后从燃料喷射孔喷射回转燃料。
背景技术
作为本技术领域的背景技术,公知在特开2003-336562号公报(专利文献1)中记载的燃料喷射阀。该燃料喷射阀在阀座部件和与该阀座部件的前端面接合的喷射板之间,形成与阀座的下游端连通的横向通路、以及该横向通路的下游端沿切线方向开口的涡流室,在喷射板穿设燃料喷射孔,该燃料喷射孔喷射利用该涡流室赋予涡流的燃料,在该燃料喷射阀中,燃料喷射孔配置为从涡流室的中心向横向通路的上游端侧偏离规定距离(参照说明书摘要)。该燃料喷射阀利用上述结构来促进喷射后的燃料的微粒化,并且使燃料的喷射响应性提高。
另外,在专利文献1的燃料喷射阀中,横向通路的方向从涡流室的中心偏离,横向通路的下游端在涡流室的切线方向上开口。进而,燃料喷射孔的入口开口不与沿着形成横向通路的两个侧面中的位于涡流室中心侧的侧面向涡流室侧延长的延长线交叉,而是形成为收纳于比上述延长线更靠涡流室中心侧的涡流室底面。即,燃料喷射孔在从横向通路的上游端侧看不穿横向通路的涡流室的底面部分开口(参照图6及图12)。
专利文献1:日本特开2003-336562号公报
在如专利文献1的燃料喷射阀那样,具有与阀座下游端连通的横向通路和该横向通路的下游端沿切线方向开口的涡流室(回转室)的燃料喷射阀中,横向通路的截面积和燃料喷射孔的截面积(直径)会影响从燃料喷射孔喷射的燃料的流量。因此,需要调节横向通路截面积和燃料喷射孔截面积,以使从燃料喷射孔喷射的燃料流量满足规格值。
但是,如果为了调节流量而改变横向通路截面积和燃料喷射孔截面积,则从燃料喷射孔喷射的燃料喷雾的形状(喷雾角度及粒径)大幅变化,微粒化性能发生大幅变化。因此,设计横向通路截面积和燃料喷射孔截面积以使微粒化性能和燃料流量满足规格并不容易。或者,在为了得到所期望的微粒化性能而设计的燃料喷射阀中,为了调节燃料流量而改变横向通路截面积和燃料喷射孔截面积并不容易。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有回转室和与该回转室连接的横向通路的燃料喷射阀,该燃料喷射阀能够抑制微粒化性能的变化,并且调节从燃料喷射孔喷射的燃料的流量。
为了达成上述目的,燃料喷射阀具有:燃料喷射孔,设置在与阀体接触、分离的阀座的下游侧;回转室,所述燃料喷射孔的入口在底面开口且所述底面的周围被内周壁包围,在所述入口的周围形成有燃料的回转流路;横向通路,一个侧壁与所述内周壁的回转燃料的流动方向的上游侧连接,另一个侧壁与所述内周壁的下游侧连接,在所述内周壁开口,向所述回转室供给燃料;喷嘴板,其形成有多个所述回转室和所述横向通路;该燃料喷射阀的特征在于,在假想有与所述横向通路的所述一个侧壁相接且沿着所述一个侧壁延长的第一延长线和与所述横向通路的所述另一个侧壁相接且沿着所述另一个侧壁延长的第二延长线,将所述喷嘴板的中心、所述燃料喷射孔的入口开口、所述回转室、所述横向通路、所述第一延长线及所述第二延长线投影到与燃料喷射阀的中心轴线垂直的平面上的投影图中,所述第二延长线通过所述燃料喷射孔的入口开口的中心,所述燃料喷射孔的入口开口具有超过所述第二延长线而位于所述一个侧壁或所述第一延长线侧的入口开口部分,从所述横向流路流入所述回转室的燃料形成不在所述回转流路回转地从所述入口开口部分流入所述燃料喷射孔的第一燃料流和在所述回转流路回转而流入所述燃料喷射孔的第二燃料流,所述第一燃料流形成喷雾角度小且所述燃料喷射孔的轴向上的流速大的燃料喷雾,所述第二燃料流形成喷雾角度大且所述燃料喷射孔的轴向上的流速小的燃料喷雾。
根据本发明,能够抑制微粒化性能的变化,并且调节从燃料喷射孔喷射的燃料的流量。由此,燃料喷射阀的设计或设计变更变得容易。
附图说明
图1是表示本发明的燃料喷射阀的沿着阀轴心(中心轴线)的剖面的纵剖面图。
图2是放大表示图1的燃料喷射阀的阀部及燃料喷射部的附近(喷嘴部)的纵剖面图(相当于图3的II-II向视剖面的纵剖面图)。
图3是从图1的III-III向视方向看到的喷嘴板的俯视图。
图4是放大表示涡流室及燃料喷射孔的俯视图(图3所示的IV部的放大俯视图)。
图5是表示图4的V-V向视剖面的燃料流的分析结果的图。
图6是表示对于与本实施例进行比较的比较例,表示横向通路、回转室及燃料喷射孔的结构的俯视图。
图7是表示图6的VII-VII向视剖面的燃料流的分析结果的图。
图8是搭载有燃料喷射阀的内燃机的剖面图。
附图标记说明
1 燃料喷射阀
1a 阀轴心(中心轴线)
2 燃料供给口
3 燃料流路
5 筒状体
7 阀部
9 驱动部
11 O形圈
13 燃料滤清器
15 阀座部件
15a 阀体收纳孔
15b 阀座
15c 导向面
15t 前端侧端面
17 阀体
17a 缺口面
19 激光焊接
21 燃料喷射部
21n 喷嘴板
21nu 上端面
21nb 下端面
23 激光焊接部
25 固定铁心
25a 贯通孔
27 动子
27a 可动铁心
27b 小径部
27c 凹部
27d 开口部
27e 环状面
27f 贯通孔
29 电磁线圈
31 绕线管
33 磁轭
35 调节器(调节子)
39 弹簧(螺旋弹簧)
41 连接器
43 连接器销
45 配线部件
46 O形圈
47 树脂罩
49 保护器
100 内燃机
101 发动机缸体
102 气缸
103 进气口
104 排气口
105 进气门
106 排气门
107 进气流路
107a 入口侧端部、
108 进气管
109 燃料喷射阀1的安装部
109a 插入口
110 燃料配管
210、210-1、210-2、210-3、210-4、210’ 回转用通路
211、211-1、211-2、211-3、211-4、211’ 横向通路
211b 底面
211i、211o 侧壁(侧面)
211il、211ol 侧壁的延长线
211u 上表面(顶面)
212、212-1、212-2、212-3、212-4、212’ 回转室(涡流室)
212b 底面
212c、212c’ 内周壁(侧面)
212ce 内周壁末端部
212cs 内周壁起始端部
220、220-1、220-2、220-3、220-4、220’ 燃料喷射孔
Oa、Oa’ 燃料喷射孔及回转室的中心
220i、220i’ 入口开口(入口开口缘)
220ia、220ib 延长线211il与燃料喷射孔的入口开口的交点
300 燃料导入孔
具体实施方式
使用图1~图8对本发明的实施例进行说明。
使用图1对燃料喷射阀1的整体结构进行说明。图1是表示本实施例的燃料喷射阀1的沿着中心轴线1a的剖面的纵剖面图。中心轴线1a与后述的一体设有阀体17的动子27的轴心(阀轴心)一致,且与后述的筒状体5的中心轴线一致。另外,中心轴线1a也与后述的阀座15b的中心线一致。
在燃料喷射阀1上设有从上端部到下端部延伸设置的金属材料制的筒状体5。在该筒状体5的内侧,燃料流路3构成为大致沿着中心轴线1a。在图1中,将上端部(上端侧)称为基端部(基端侧),将下端部(下端侧)称为前端部(前端侧)。基端部(基端侧)及前端部(前端侧)的称呼基于燃料的流动方向。即,在燃料的流动方向上,基端部成为上游侧,前端部成为下游侧。另外,在本说明书中所说明的上下关系以图1为基准,与燃料喷射阀1安装于内燃机的状态下的上下方向无关。
在筒状体5的基端部设有燃料供给口2。在该燃料供给口2安装有燃料滤清器13。燃料滤清器13是用于去除燃料中混入的异物的部件。
在筒状体5的基端部配设有O形圈11。O形圈11在燃料喷射阀1与燃料配管连结时,作为密封材料而发挥功能。
在筒状体5的前端部,构成有由阀体17和阀座部件15组成的阀部7。
阀座部件15形成有收纳阀体17的带有阶梯的阀体收纳孔15a。在阀体收纳孔15a的中途形成有圆锥面,在该圆锥面上构成有阀座15b。在比阀体收纳孔15a的阀座15b更靠上游侧(基端侧)的部分,形成有在沿着中心轴线1a的方向上引导阀体17的移动的导向面15c。阀座15b和阀体17协同动作,进行燃料通路的开闭。通过使阀体17与阀座15b抵接,燃料通路被关闭。另外,通过使阀体17离开阀座15b,燃料通路被打开。
阀座部件15插入筒状体5的前端侧内侧,通过激光焊接固定于筒状体5。激光焊接19从筒状体5的外周侧起遍及整周地实施。阀体收纳孔15a在沿着中心轴线1a的方向上贯通阀座部件15。在阀座部件15的下端面(前端面)安装有喷嘴板21n。喷嘴板21n封堵由阀体收纳孔15a形成的阀座部件15的开口。
在本实施例中,利用阀座部件15和喷嘴板21n来构成喷射回转燃料的燃料喷射部21。喷嘴板21n通过激光焊接固定于阀座部件15。激光焊接部23包围形成有燃料喷射孔220-1、220-2、220-3、220-4(参照图3)的喷射孔形成区域地绕该喷射孔形成区域的周围一周。阀座部件15可以在压入筒状体5的前端侧内侧的基础上通过激光焊接固定于筒状体5。
在本实施例中,阀体17使用呈球状的球阀。因此,在阀体17的与导向面15c相对的部位,沿周向隔开间隔地设有多个缺口面17a。该缺口面17a在与板座部件15的内周面之间形成间隙。利用该间隙构成燃料通路。此外,可由球阀以外的阀来构成阀体17。例如,可以使用针形阀。
在本实施例中,包括阀座部件15及阀体17的阀部7和喷嘴板21n构成用于喷射燃料的喷嘴部。在构成阀部7的喷嘴部主体侧的前端面,接合有形成有后述燃料喷射孔220、回转用通路210(横向通路211及回转室212)的喷嘴板21n。
在筒状体5的中间部,配置有用于驱动阀体17的驱动部9。驱动部9由电磁致动器构成。具体而言,驱动部9由固定铁心25、动子(可动部件)27、电磁线圈29、磁轭33构成。
固定铁心25由磁性金属材料构成,压入固定于筒状体5的长度方向中间部内侧。固定铁心25形成为筒状,具有在沿着中心轴线1a的方向上贯通中心部的贯通孔25a。固定铁心25既可以通过焊接固定于筒状体5,也可以同时使用焊接和压入固定于筒状体5。
动子27在筒状体5的内部,比固定铁心25配置在前端侧。在动子27的基端侧设有可动铁心27a。可动铁心27a经由微小间隙δ与固定铁心25相对。在动子27的前端侧形成有小径部27b,在该小径部27b的前端通过焊接固定有阀体17。在本实施例中,一体(由同一材料构成的一个部件)形成可动铁心27a和连接部27b,但也可以构成为接合两个部件。动子27具备阀体17,使阀体17沿开闭阀方向位移。动子27通过使阀体17与阀座部件15接触,可动铁心27a的外周面与筒状体5的内周面接触,利用阀轴心方向的两点来引导沿着中心轴线1a的方向(开闭阀方向)上的移动。
在可动铁心27a上,在与固定铁心25相对的端面形成有凹部27c。在凹部27c的底面形成有弹簧(螺旋弹簧)39的弹簧座27e。在弹簧座27e的内周侧形成有沿着中心轴线1a而贯通到小径部(连接部)27b的前端侧端部的贯通孔27f。另外,在小径部27b,在侧面形成有开口部27d。通过贯通孔27f在凹部27c的底面开口,开口部27d在小径部27b的外周面开口,构成连通形成于固定铁心25的燃料流路3与阀部7的燃料通路。
电磁线圈29在固定铁心25和可动铁心27a经由微小间隙δ相对的位置,外插于筒状体5的外周侧。电磁线圈29卷绕于利用树脂材料形成为筒状的绕线管31,且外插于筒状体5的外周侧。电磁线圈29经由配线部件45与设置于连接器41的连接器销43电连接。连接器41与未图示的驱动电路连接,经由连接器销43及配线部件45向电磁线圈29通以驱动电流。
磁轭33由具有磁性的金属材料形成。磁轭33在电磁线圈29的外周侧,配置为覆盖电磁线圈29,并且兼作燃料喷射阀1的外壳。
另外,磁轭33的下端部经由筒状体5与可动铁心27a的外周面相对,与可动铁心27a及固定铁心25一起构成通过向电磁线圈29通电而产生的磁通所流动的闭磁路。
螺旋弹簧39横跨固定铁心25的贯通孔25a和可动铁心27a的凹部27c地以压缩状态配设。螺旋弹簧39作为对动子27向阀体17与阀座15b抵接的方向(闭阀方向)施力的施力部件而发挥功能。在固定铁心25的贯通孔25a的内侧配设有调节器(调节子)35,螺旋弹簧39的基端侧端部与调节器35的前端侧端面抵接。通过调节沿着中心轴线1a的方向上的调节器35在贯通孔25a内的位置,来调节螺旋弹簧39对动子27(即阀体17)的作用力。
调节器35具有在沿着中心轴线1a的方向上贯通中心部的燃料流路3。
燃料在调节器35的燃料流路3内流过之后,在固定铁心25的贯通孔25a的前端侧部分的燃料流路3内流过,然后流动方向构成于动子27内的燃料流路3。
在筒状体5的前端部,外插有O形圈46。O形圈46在燃料喷射阀1安装于内燃机时,作为在形成于内燃机侧的插入口109a(参照图5)的内周面与磁轭33的外周面之间确保液密及气密的密封件而发挥功能。
从燃料喷射阀1的中间部到基端侧端部的附近,模塑覆盖有树脂罩47。树脂罩47的前端侧端部覆盖磁轭33的基端侧的一部分。
另外,树脂罩47被覆配线部件45,由树脂罩47一体形成连接器41。
接着,对燃料喷射阀1的动作进行说明。
在未向电磁线圈29通电(即驱动电流未流动)的情况下,动子27被螺旋弹簧39被向闭阀方向施力,处于阀体17与阀座15b抵接(落座)的状态。在这种情况下,在固定铁心25的前端侧端面与可动铁心27a的基端侧端面之间存在间隙δ。需要说明的是,在本实施例中,该间隙δ等于动子27(即阀体17)的行程。
如果向电磁线圈29通电而流入驱动电流,则在由可动铁心27a、固定铁心25和磁轭33构成的闭磁路产生磁通。通过该磁通,在隔着间隙δ而相对的固定铁心25与可动铁心27a之间产生磁吸引力。如果该磁吸引力大于螺旋弹簧39的弹力、对动子27向闭阀方向作用的燃料压力等的合力,则动子开始向开阀方向移动。如果阀体17离开阀座15b,则在阀体17与阀座15b之间形成间隙(燃料流路),开始进行燃料的喷射。在本实施例中,如果动子27向开阀方向移动与间隙δ相等的距离δ而可动铁心27a与固定铁心25抵接,则能够使可动铁心27a向开阀方向的移动停止,达到开阀而静止的状态。
如果切断电磁线圈29的通电,则磁吸引力减小,不久就消失。在磁吸引力减小的阶段,如果磁吸引力小于螺旋弹簧39的弹力,则动子27开始向闭阀方向移动。如果阀体17与阀座15b抵接,则阀体17使阀部7闭阀,达到静止的状态。
接着,使用图2及图3对阀部7及燃料喷射部21的构造详细地进行说明。图2是放大表示图1所示的燃料喷射阀1的阀部7及燃料喷射部21附近(喷嘴部)的纵剖面图(与图3的II-II向视剖面对应的纵剖面图)。图3是从图1的III-III向视方向看到的喷嘴板21n的俯视图。
此外,图3是从燃料喷射孔的入口侧看喷嘴板21n的俯视图,是喷嘴板21n的上端面21nu侧的俯视图。上端面21nu是与阀座部件15的前端面15t相对的面。将上端面21nu的相反侧的端面称为下端面21nb。
在本实施例中,如图2所示,喷嘴板21n由两端面为平面的板状部件构成,上端面21nu与下端面21nb平行。即,喷嘴板21n由板厚均匀的平板构成。此外,在本实施例中,燃料喷射阀1构成为中心轴线1a与喷嘴板21n在中心21no交叉。
阀座部件15的前端面(下端面)15t由与中心轴线1a垂直的平的面(平坦面)构成。在阀座部件15的前端面15t接合有喷嘴板21n,前端面15t与喷嘴板21n的上端面21nu抵接。
如图3所示,在喷嘴板21n上形成有横向通路211-1、211-2、211-3、211-4、回转室(涡流室)212-1、212-2、212-3、212-4及燃料喷射孔220-1、220-2、220-3、220-4。四组回转用通路210-1、210-2、210-3、210-4和燃料喷射孔220-1、220-2、220-3、220-4分别被同样地构成,所以无法将它们区别开来,作为横向通路211、回转室212及燃料喷射孔220进行说明。在各组内改变结构的情况下,进行适当说明。此外,横向通路211及回转室212构成用于对燃料施加回转力,而从燃料喷射孔220喷射回转燃料的回转用通路210。
如图2所示,在阀座部件15上,圆锥状阀座面15b形成为向下游侧缩径。阀座面15b的下游端与燃料导入孔300连接。燃料导入孔300的下游端在阀座部件15的前端面15t开口。燃料导入孔300构成向回转用通路210导入燃料的燃料通路。
为了从燃料导入孔300接受燃料的供给,回转用通路210的横向通路211的上游端部对向设置于燃料导入孔300的开口面。在本实施例中,如图3所示,四组横向通路211-1、211-2、211-3、211-4是上游端部连通的结构,但也可以独立构成各横向通路211-1、211-2、211-3、211-4。
在图2中,在由一块板状部件构成的喷嘴板21n上,形成有横向通路211、回转室212及燃料喷射孔220的全部。喷嘴板21n例如可沿厚度方向分割等而由多个板构成。例如,在一块板上形成横向通路211及回转室212,在另一块板上形成燃料喷射孔220。然后可以将这两块板层叠而构成喷嘴板21n。
另外,在本实施例中,如图2所示,燃料喷射孔220形成为与中心轴线1a平行,但也可以相对于中心轴线1a以大于0°的角度倾斜。也可以通过使倾斜的方向不同而向多个方向喷射燃料。
在本实施例中,如图3所示,回转用通路210-1和燃料喷射孔220-1形成一个燃料通路,回转用通路210-2和燃料喷射孔220-2形成一个燃料通路,回转用通路210-3和燃料喷射孔220-3形成一个燃料通路,回转用通路210-4和燃料喷射孔220-4形成一个燃料通路。
回转用通路210-1由横向通路211-1和回转室212-1构成,回转用通路210-2由横向通路211-2和回转室212-2构成,回转用通路210-3由横向通路211-3和回转室212-3构成,回转用通路210-4由横向通路211-4和回转室212-4构成。
在本实施例中,在喷嘴板21n上,构成有全部四组由回转用通路210及燃料喷射孔220构成的燃料通路。四组燃料通路分别从喷嘴板21n的中心21no侧向外周形成为放射状。即,横向通路211从喷嘴板21n的中心21no侧向外周侧设置为放射状,沿喷嘴板21n的径向延伸设置。另外,各燃料通路在周向上以90°的角度间隔形成。
回转用通路210及燃料喷射孔220不限于四组,可以是两组或三组,也可以设置为五组以上。或者,也可以使回转用通路210及燃料喷射孔220仅为一组。
在此,参照图4对回转室212和燃料喷射孔220之间的关系详细地进行说明。图4是放大表示回转室212及燃料喷射孔220的俯视图(图3所示的IV部的俯视放大图)。
横向通路211相对于燃料喷射孔220的入口开口220i的中心O偏置地与回转室212连接。中心O也是回转室212的中心。因此,横向通路211也相对于回转室212的中心偏置地与回转室212连接。横向通路211的下游端与回转室212的内周壁(侧壁)212c连接,在内周壁212c形成开口。
回转室212的内周壁212c在燃料喷射孔220的入口开口220i的周围形成圆周,以使从横向通路211向回转室212流入的燃料回转。即,在回转室212的内周壁212c与燃料喷射孔220的入口开口220i之间形成有燃料的回转流路。
横向通路211的相对于延伸设置方向或燃料的流动方向垂直的横截面呈矩形状,侧壁(侧面)211o、211i及底面211b利用喷嘴板21n构成。另外,利用阀座部件15的下端面15t构成横向通路211的上表面(顶面)211u(参照图2)。
横向通路211的侧壁211o在下游端侧与回转室212的内周壁212c的起始端部212cs连接。另外,横向通路211的侧壁211i在下游端侧与回转室212的内周壁212c的末端部212ce连接。
起始端部212cs是在回转室212内位于燃料流入的一侧(上游侧)的端部。即,起始端部212cs是位于回转燃料的流动方向上游侧的端部。另一方面,末端部212ce是位于流入到回转室212的燃料沿着内周壁212c在回转室212内回转且向下流的一侧(下游侧)的端部。
另外,侧壁211o是在回转室212的径向上位于外径侧的侧壁。另一方面,侧壁211i是在回转室212的径向上位于内径侧(比外径更靠内侧)的侧壁。
在本实施例中,一个侧壁211o与内周壁212c的回转燃料的流动方向的上游侧连接,另一个侧壁211i与内周壁212c的下游侧连接,流出方向通路211的下游端在内周壁212c开口。
在本实施例中,回转室212的从起始端部212cs到末端部212ce之间的内周壁212c形成为距中心O的半径R恒定。即,内周壁212c由成为正圆或完整圆的圆周的一部分构成。由此,在燃料喷射孔220的入口开口缘220i与回转室212的内周壁212c之间,形成构成燃料通路的底面212b。
内周壁212c也可以形成为描绘螺旋曲线或渐开曲线,以使燃料边回转,边接近燃料喷射孔220的入口开口220i或其中心O。在这种情况下,回转流路的横截面积向下游侧递减。此外,在内周壁212c呈螺旋曲线的情况下,回转室的中心O是螺旋曲线的回转中心。另外,在内周壁212c呈渐开曲线的情况下,回转室的中心O是基圆的中心。
燃料喷射孔220的入口开口缘220i超过沿与末端部212ce连接的侧壁211i延长的延长线211il(特别是向回转室212侧延长的延长线部分),配置在横向通路211的侧壁211o侧或侧壁211o的延长线211ol侧。延长线211il是与侧壁211i相接且沿着侧壁211i延长的假想线。另外,延长线211ol是与侧壁211o相接且沿着侧壁211o延长的假想线。
下面,为了使说明容易理解,基于在垂直于燃料喷射阀1的中心轴线1a的平面(投影面)投影有燃料喷射孔220、回转室212、横向通路211、延长线211ol(第一延长线)及延长线211il(第二延长线)的图进行说明。该图成为与图4的俯视图相同的图。即,燃料喷射孔220、回转室212、横向通路211、第一延长线211ol及第二延长线211il的各投影图与图4所示的燃料喷射孔220、回转室212、横向通路211、第一延长线211ol及第二延长线211il一致。
因此,下面基于图4进行说明。此外,因为投影而成的点、线段及图形(投影图)与要投影的原来的点、线段及图形重叠,所以在投影图上也附带与要投影的原来的点、线段或图形相同的附图标记进行说明。
在本实施例中,将燃料喷射孔220的中心O投影而成的点(投影图)O位于将侧壁211i的延长线211il投影而成的线段(投影图)211il上。因此,将燃料喷射孔220的入口开口220i投影而成的投影图220i超过将延长线211il投影而成的线段(投影图)211il而在将侧壁211o投影而成的线段(投影图)211o侧或将延长线211ol投影而成的线段(投影图)211ol侧探出燃料喷射孔220的半径r。
本实施例中必要的结构为燃料喷射孔220的入口开口缘220i的投影图220i超过侧壁211i的延长线211il的投影图211il而在侧壁211o的投影图211o侧或延长线211ol的投影图211ol侧探出的结构。其探出量并不限于图4所示的燃料喷射孔220的半径程度的大小。另外,燃料喷射孔220的中心和回转室212的中心不需要与中心O一致,两者可以错开。
燃料喷射孔220的入口开口缘220i的投影图220i与延长线211il的投影图211il在两点220ia、220ib相交。在本实施例中,因为回转室212的底面212b形成为与中心轴线1a垂直,所以也可以将延长线211il及入口开口缘220i投影到底面212b来代替投影到与中心轴线1a垂直的平面。
在本实施例中,通过上述的结构,成为如下燃料喷射阀1,即,在假想有与横向通路211的一个侧壁211o相接且沿着该一个侧壁211o延长的第一延长线211ol和与横向通路211的另一个侧壁211i相接且沿着该另一个侧壁211i延长的第二延长线211il,并且将燃料喷射孔220、回转室212、横向通路211、第一延长线211ol及第二延长线211il投影到与燃料喷射阀1的中心轴线1a垂直的平面的情况下,燃料喷射孔220的入口开口220i的投影图220i超过将第二延长线211il投影而成的线段(投影图)211il而位于将一个侧壁211o投影而成的线段(投影图)211o侧或将第一延长线211ol投影而成线段(投影图)211ol侧。
在本实施例的燃料喷射阀1中,延长线211il的投影图211il与燃料喷射孔220的入口开口220i的投影图220i在两点交叉。
另外,在实现本实施例的结构的情况下,为了使燃料喷射孔220的入口开口缘220i容易超过侧壁211i的延长线211il而在侧壁211o侧或延长线211ol侧探出,在投影面上,燃料喷射孔220的入口开口220i的投影图220i的整体可以不与线段212cel(参照图4)交叉,而是相对于线段212cel配置在回转室212的中心O侧。线段212cel被假想成在投影面上通过将内周壁212c的下游侧端部212ce投影而成的点(投影图)212ce,且垂直于将第二延长线211il投影而成的线段(第一线段)211il的第二线段212cel。
另外,内周壁212c的下游侧端部212ce是内周壁212c与横向通路211的侧壁211i的连接部。在下游侧端部212ce,通过进行加工而形成有倾斜部或圆弧部等倒角部。在这种情况下,只要将使内周壁212c和侧壁211i分别延长后的假想线进行交叉的交点定为下游侧端部212ce即可。
接着,对回转用通路210及燃料喷射孔220的燃料流进行说明。
从横向通路211流入回转室212的燃料流沿着回转室212的内周壁212c流动,在燃料喷射孔220的入口开口220i的周围进行回转。在该阶段,对燃料施加回转力。施加有回转力的燃料流边回转,边流入燃料喷射孔220。从燃料喷射孔220喷射的燃料在维持回转力的状态下形成液膜,进而边回转边分裂成液滴。由此,形成微粒化的燃料喷雾。
在本实施例中,通过燃料喷射孔220的入口开口220i构成为超过侧壁211i的延长线211il而在侧壁211o侧探出,从横向通路211流入回转室212流入的燃料几乎不在回转室212进行回转而直接流入燃料喷射孔220。即,燃料容易流入燃料喷射孔220。通过改变向侧壁211o侧的探出量,能够调节燃料流动方向燃料喷射孔220流入的难易度,且能够调节向燃料喷射孔220流入的燃料的流量即喷射量。通常,向侧壁211o侧的探出越多,向燃料喷射孔220流入的燃料的流量(喷射量)越增大。
使用图5~图7对从回转室212向燃料喷射孔220流入的燃料流进行说明。图5是表示图4的V-V向视剖面的燃料流的分析结果的图。
图6是对于与本实施例进行比较的比较例,表示横向通路211’、回转室212’及燃料喷射孔220’的结构的俯视图。图7是表示图6的VII-VII向视剖面的燃料流的分析结果的图。
在本实施例中,成为如图5所示的喷雾形态。在燃料不在回转室212内充分回转就流入燃料喷射孔220的一侧501,形成燃料喷射孔220的轴向的燃料流速(轴向速度)大且穿透力强的燃料喷雾。另外,在501侧,喷雾角度小,穿透量变长。另一方面,在502侧,在回转室212内进行了回转的燃料流流入燃料喷射孔220。因此,在502侧,与501侧相比,形成燃料的轴向速度小且穿透力弱的燃料喷雾。另外,在502侧,因为与501侧相比回转力比强,因此喷雾角度大,穿透量变短。
另一方面,在图6的比较例的结构中,燃料喷射孔220’的入口开口220i’整体存在于比侧壁211i的延长线211il更靠回转室212的中心O’侧。在这种情况下,施加有回转力的燃料流遍及燃料喷射孔220’的入口开口220i’整周流入。因此,在比较例中,如图7所示,形成701侧的喷雾角度及燃料流速与702侧的喷雾角度及燃料流速均等的燃料喷雾。
在本实施例中,在501侧,因为燃料流的回转力弱,所以利用回转力的微粒化效果变小。但是,通过加大轴向速度,能够利用与空气的摩擦热来抑制微粒化性能的降低或使维持、提高微粒化性能。因此,在本实施例中,能够抑制微粒化性能的下降,容易调节燃料喷射量。另外,如上所述,虽然燃料的喷雾形态(角度及粒径)发生变化,但与为调节流量而使横向通路211及燃料喷射孔220的横截面积变化的情况相比,能够减小喷雾形态的变化量。
另外,在燃料喷射孔220构成为超过侧壁211i的延长线211il而在侧壁211o侧探出的情况下,例如,在图6的比较例中,使燃料喷射孔220向附图的下方向错开。即,使燃料喷射孔220’向离开在附图上位于上侧的内周壁220c’的方向错开。如果仅使燃料喷射孔220’错开,则向燃料喷射孔220’的燃料流的流入就会受到从燃料喷射孔220’离开内周壁220c’的程度的阻碍。因此,优选使在附图上位于上侧的内周壁220c’接近燃料喷射孔220’到使燃料喷射孔220’在附图上向下方向错开的程度。如果使在附图上位于上侧的内周壁220c’接近燃料喷射孔220’,能够相应地减小回转室212的容积,且能够减小在阀座15b下游侧形成的无效容积。
参照图8对搭载有本发明的燃料喷射阀的内燃机进行说明。图8是搭载有燃料喷射阀1的内燃机的剖面图。
在内燃机100的发动机缸体101上形成有气缸102,在气缸102的顶部设有进气口103和排气口104。在进气口103设有开闭进气口103的进气门105,另外,在排气口104设有开闭排气口104的排气门106。在形成于发动机缸体101且与进气口103连通的进气流路107的入口侧端部107a,连接有进气管108。
在燃料喷射阀1的燃料供给口2(参照图1)连接有燃料配管110。
在进气管108上形成有燃料喷射阀1的安装部109,在安装部109形成有供燃料喷射阀1插入的插入口109a。插入口109a贯通到进气管108的内壁面(进气流路),从插入到插入口109a的燃料喷射阀1喷射的燃料喷射到进气流路内。在双向喷雾的情况下,以在发动机缸体101上设有两个进气口103的形态的内燃机为对象,各自的燃料喷雾指向各进气口103(进气门105)进行喷射。
需要说明的是,本发明不限于上述的各实施例,可以删除一部分的结构或者追加未记载的其他结构。另外,在实施例之间,也可以进行在各实施例中所记载的结构的替换或追加。

Claims (2)

1.一种燃料喷射阀,具有:燃料喷射孔,设置在与阀体接触、分离的阀座的下游侧;回转室,所述燃料喷射孔的入口在底面开口且所述底面的周围被内周壁包围,在所述入口的周围形成有燃料的回转流路;横向通路,一个侧壁与所述内周壁的回转燃料的流动方向的上游侧连接,另一个侧壁与所述内周壁的下游侧连接,在所述内周壁开口,向所述回转室供给燃料;喷嘴板,其形成有多个所述回转室和所述横向通路;
该燃料喷射阀的特征在于,
在假想有与所述横向通路的所述一个侧壁相接且沿着所述一个侧壁延长的第一延长线和与所述横向通路的所述另一个侧壁相接且沿着所述另一个侧壁延长的第二延长线,将所述喷嘴板的中心、所述燃料喷射孔的入口开口、所述回转室、所述横向通路、所述第一延长线及所述第二延长线投影到与燃料喷射阀的中心轴线垂直的平面上的投影图中,
所述第二延长线通过所述燃料喷射孔的入口开口的中心,
所述燃料喷射孔的入口开口具有超过所述第二延长线而位于所述一个侧壁或所述第一延长线侧的入口开口部分,
从所述横向流路流入所述回转室的燃料形成不在所述回转流路回转地从所述入口开口部分流入所述燃料喷射孔的第一燃料流和在所述回转流路回转而流入所述燃料喷射孔的第二燃料流,
所述第一燃料流形成喷雾角度小且所述燃料喷射孔的轴向上的流速大的燃料喷雾,
所述第二燃料流形成喷雾角度大且所述燃料喷射孔的轴向上的流速小的燃料喷雾。
2.如权利要求1所述的燃料喷射阀,其特征在于,
在所述投影图中,多个所述燃料喷射孔中第一燃料喷射孔的入口开口超过所述第二延长线而位于所述一个侧壁或所述第一延长线侧,
具有第二燃料喷射孔,该第二燃料喷射孔具有在将所述喷嘴板的中心与所述第一燃料喷射孔的入口开口的中心连结的线上,相对于所述喷嘴板的中心与所述第一燃料喷射孔的入口开口的中心位于相反侧的入口开口的中心。
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