CN202900497U - 燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

提供一种能够抑制燃料附着于障碍物的燃料喷射阀。在从轴向观察喷嘴板时，燃料喷射孔的涡流付与室侧的开口部的轴与燃料喷射孔的吸气端口侧的开口部的轴错开配置，朝向两叉的吸气端口将燃料向两方向喷射。

Description

燃料喷射阀

技术领域

本实用新型涉及一种用于发动机的燃料喷射的燃料喷射阀。 

背景技术

作为这种技术，公开有下述的专利文献1中记载的技术。在该公报中公开一种燃料喷射阀，其将形成有涡流室的通路板和形成有朝向涡流室开口的燃料喷孔的喷射器板焊接在阀座部件上。 

在先技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本专利3784748号公报 

在上述专利文献1的燃料喷射阀中，燃料与燃料喷孔大致同心圆状地展开而形成喷雾，因此，当在燃料喷射阀指向的方向上存在障碍物时，燃料附着在障碍物上，存在内燃机的燃烧效率恶化的顾虑。 

实用新型内容

本实用新型着眼于上述问题而提出，其目的在于，提供一种能够抑制燃料附着于障碍物的燃料喷射阀。 

在用于实现上述目的的本申请实用新型中，提出一种燃料喷射阀，其在向内燃机的燃烧室内供给空气以及燃料的混合气体的吸气端口内，在比所述吸气端口被分为两叉的部分更靠上游侧喷射燃料，其特征在于，设有： 

阀体； 

阀座部件，其在一端侧形成有阀座，在闭阀时所述阀体坐在阀座上； 

多个涡流付与室，其形成于所述阀座部件的另一端侧，并对燃料付与盘旋力；以及 

喷嘴板，其形成有与各涡流付与室连通且喷射被付与了所述盘旋力的 燃料的燃料喷射孔， 

在从轴向观察所述喷嘴板时，所述燃料喷射孔的所述涡流付与室侧的开口部的轴与所述燃料喷射孔的所述吸气端口侧的开口部的轴错开配置，从而朝向所述两叉的吸气端口向两方向喷射燃料。 

实用新型效果 

根据本实用新型，能够抑制燃料附着于障碍物，可使内燃机的燃烧效率提高。 

附图说明

图1是实施例1的燃料喷射阀的轴向剖面图。 

图2是实施例1的燃料喷射阀的喷嘴板附近的放大剖面图。 

图3是实施例1的喷嘴板的俯视图。 

图4是表示实施例1的气缸盖与气缸座的一部分的剖面图。 

图5是在实施例1的涡流室以及燃料喷射孔的立体图中记载燃料的流动的图。 

图6是对从实施例1的燃料喷射孔喷射的燃料扩展的方向进行说明的图。 

图7是表示在实施例1的燃料喷射孔内盘旋的燃料的样子的图。 

图8是表示实施例1的燃料喷射孔的下游侧开口部的燃料液膜的图。 

图9是表示从上游侧观察实施例1的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图10是实施例1的吸气端口的示意图。 

图11是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图12是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图13是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图14是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾 的方向的图。 

图15是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图16是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图17是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图18是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图19是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图20是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图21是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图22是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图23是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图24是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图25是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图26是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图27是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

图28是表示从上游侧观察其他实施例的喷嘴板的俯视图和燃料喷雾的方向的图。 

符号说明 

1燃料喷射阀 

4阀体 

6阀座 

7阀座部件 

8喷嘴板 

44燃料喷射孔(喷射孔) 

45连通路 

46涡流付与室 

46b延长壁 

48下游侧开口部(开口部) 

具体实施方式

(实施例1) 

对实施例1的燃料喷射阀1进行说明。 

[燃料喷射阀的构成] 

图1是燃料喷射阀1的轴向剖面图。该燃料喷射阀1用于机动车用汽油发动机，是朝向吸气端口49内喷射燃料的所谓低压用的燃料喷射阀。 

燃料喷射阀1具有：磁性筒体2；在磁性筒体2内收容的磁芯筒体3；在磁性筒体2内可沿轴向滑动的阀体4；与阀体4形成为一体的阀轴5；具有在闭阀时被阀体4封闭的阀座6的阀座部件7；具有在开阀时喷射燃料的燃料喷射孔的喷嘴板8；在通电时使阀体4向开阀方向滑动的电磁线圈9；以及感应磁感应线的磁轭10。 

磁性筒体2是通过例如由电磁不锈钢等磁性金属材料形成的金属管等构成的，通过采用拉深等冲压加工、磨削加工等手段，如图1所示呈带台阶筒状地形成一体。磁性筒体2具有在一端侧形成的大径部11以及直径小于大径部11且在另一端侧形成的小径部12。 

在小径部12上形成有使一部分薄壁化的薄壁部13。小径部12被分为：相比于薄壁部13在一端侧收容磁芯筒体3的磁芯筒体收容部14；以及相 比于薄壁部13在另一端侧收容阀部件15(阀体4、阀轴5、阀座部件7)的阀部件收容部16。薄壁部13形成为：在将后述的磁芯筒体3和阀轴5收容在磁性筒体2中的状态下，将磁芯筒体3和阀轴5之间的间隙部分包围。薄壁部13使磁芯筒体收容部14和阀部件收容部16之间的磁阻增大，将磁芯筒体收容部14和阀部件收容部16间磁性阻断。 

大径部11的内径构成向阀部件15输送燃料的燃料通路17，在大径部11的一端部设有对燃料进行过滤的燃料过滤器18。在燃料通路17上连接泵47。该泵47由泵控制装置54控制。 

磁芯筒体3形成为具有中空部19的圆筒形，并被压入磁性筒体2的磁芯筒体收容部14。在中空部19收容有通过压入等手段而被固定的弹簧承载部20。在该弹簧承载部20的中心形成有在轴向上贯通的燃料通路43。 

阀体4的外形形成为大致球体状，在球周上具有相对于燃料喷射阀1的轴向被并行切削的燃料通路面21。阀轴5具有大径部22以及外形相比大径部22形成为小径的小径部23。 

在小径部23的前端通过焊接而一体地固定阀体4。需要说明的是，图中的黑半圆、黑三角表示焊接部位。在大径部22的端部贯穿设有弹簧插入孔24。该弹簧插入孔24的底部形成相比弹簧插入孔24形成为小径的弹簧座部25，并且形成台阶部的弹簧承载部26。在小径部23的端部形成有燃料通路孔27。该燃料通路孔27与弹簧插入孔24连通。小径部23的外周和燃料通路孔27形成贯通的燃料流出孔28。 

阀座部件7形成有：大致圆锥状的阀座6；相比阀座6在一端侧形成为直径与阀体4的直径大致相同的阀体保持孔30；随着从阀体保持孔30朝向一端开口侧而形成为大径的上游侧开口部31；以及向阀座6的另一端侧开口的下游侧开口部48。 

阀轴5以及阀体4以可在轴向上滑动的方式被收装于磁性筒体2。在阀轴5的弹簧承载部26和弹簧承载部20之间设有螺旋弹簧29，将阀轴5以及阀体4推向另一端侧。阀座部件7插入于磁性筒体2，并通过焊接而固定于磁性筒体2。阀座6形成为以约角度45°从阀体保持孔30朝向下游侧开口部48直径变小，且在闭阀时阀体4坐在阀座6上。 

在磁性筒体2的磁芯筒体3的外周套装电磁线圈9。即，电磁线圈9被配置于磁芯筒体3的外周。电磁线圈9由线轴32和线圈33构成，其中线轴32由树脂材料形成，线圈33卷绕在该线轴32上。线圈33经连接销34与电磁线圈控制装置55连接。 

电磁线圈控制装置55对应于基于来自检测曲轴角的曲轴角传感器的信息计算的向燃烧室侧喷射燃料的时刻，向电磁线圈9的线圈33通电而使燃料喷射阀1开阀。 

磁轭10由大径部35、中径部36和小径部37构成，大径部35具有中空的贯通孔，形成于一端开口侧，中径部36相比大径部35形成为小径，小径部37相比中径部36形成为小径且形成于另一端开口侧。小径部37嵌合于阀部件收容部16的外周。在中径部36的内周收装有电磁线圈9。在大径部35的内周配置有连结磁芯38。 

连结磁芯38由磁性金属材料等形成为大致C字状。磁轭10经小径部37以及连结磁芯38在大径部35与磁性筒体2连接，即在电磁线圈9的两端部与磁性筒体2磁性连接。在磁轭10的另一端侧前端保持，用于将燃料喷射阀1与发动机的吸气端口连接的O型环40，且安装有用于保护磁性筒体前端的保护器52。 

在经连接销34对电磁线圈9供电时，产生磁场，通过该磁场的磁力，使阀体4以及阀轴5克服线圈弹簧29的推力而开阀。 

如燃料喷射阀1的图1所示，其大部分被树脂罩53覆盖。被树脂罩53覆盖的部分是：从除去磁性筒体2的大径部11的一端部以外的部分到小径部12的电磁线圈9设置位置、电磁线圈9与磁轭10的中径部36之间、连结磁芯38的外周与大径部35之间、大径部35的外周、中径部36的外周以及连接销34的外周。连接销34的前端部分的树脂罩53开口而形成，从而插入控制单元的连接器。 

在磁性筒体2的一端部外周设有O型环39，在磁轭10的小径部37的外周设有O型环40。 

在阀座部件7的另一端侧焊接有喷嘴板8。在该喷嘴板8上，形成有对燃料付与涡流(盘旋流)的多个涡流室41；向各涡流室41分配燃料的 中央室42；以及喷射在涡流室41被付与涡流后的燃料的燃料喷射孔44。 

[喷嘴板的构成] 

图2是燃料喷射阀1的喷嘴板8附近的放大剖面图。图3是从轴向一端侧(上游侧)观察喷嘴板8的俯视图。使用图2、图3对喷嘴板8的构成进行说明。 

在喷嘴板8的一端侧侧面形成有涡流室41和中央室42。中央室42在喷嘴板8的中心附近形成为有底的圆形凹状。形成有两个涡流室41，各个涡流室41由连通路45和涡流付与室46构成。各连通路45在喷嘴板8的中心附近连接，且在连接部分形成有中央室42。在连通路45的前部形成涡流付与室46，连通路45与涡流付与室46的切线方向连接。涡流付与室46形成为具有内侧面和底部的有底凹状，其剖面形成为螺旋状。需要说明的是，涡流付与室46形成为：在从上游侧观察喷嘴板8的状态下，燃料在涡流付与室46内以左旋的方式盘旋。在涡流付与室46的底部形成有贯通孔即燃料喷射孔44。 

各燃料喷射孔44被可贯穿圆筒形的工具在相对于喷嘴板8的轴向倾斜的方向上被贯穿设置。由此，燃料喷射孔44的涡流付与室46侧的上游侧开口部44a的轴与其相反侧的下游侧开口部44b的轴错开配置。需要说明的是，各燃料喷射孔44形成为：在从上游侧观察喷嘴板8的状态下，通过上游侧开口部44a的中心(上游侧开口部中心44c)和下游侧开口部44b的中心(下游侧开口部中心44d)的直线与连通路45的轴线大致垂直相交，从上游侧开口部中心44c朝向下游侧开口部中心44d的方向(以下，将该方向记为方向A)朝向连通路45侧。 

[燃料喷射阀的安装位置] 

图4是表示气缸盖51和气缸座59的一部分的剖面图。实施例1的发动机是4阀式的发动机，相对于一个燃烧室56在吸气侧设置两个阀50，在排气侧也设置两个阀57。在气缸盖51内形成有：向燃烧室56输送空气和燃料的混合气体的吸气端口49；以及将燃烧室56内的排气排出的排气端口58。吸气端口49的一根管在途中分离成两根且在分离点形成有壁49a。而且在分离后的各个管上设有阀50。燃料喷射阀1以相比于吸气端 口49的壁49a更向上游侧喷射燃料的方式被安装在气缸盖51上。 

[作用] 

(闭阀时的燃料的流动) 

当未对电磁线圈9的线圈33通电时，通过螺旋弹簧29将阀轴5推向另一端侧，使得阀体4坐在阀座6上。因此，阀体4和阀座6之间被封闭，不会向喷嘴板8侧供给燃料。 

(开阀时的燃料的流动) 

图5是在涡流室41以及燃料喷射孔44的立体图中记载燃料的流动的图。 

当对电磁线圈9的线圈33通电时，克服螺旋弹簧29的施力并通过电磁力将阀轴5拉升向一端侧。因此，阀体4和阀座6之间开放，燃料被供应给喷嘴板8侧。 

供应给喷嘴板8的燃料首先进入中央室42，通过与中央室42的底部冲撞，从而从轴向的流动转换为径向的流动，并流入各连通路45。连通路45由于与涡流付与室46的切线方向连接，因此通过了连通路45的燃料沿着涡流付与室46的内侧面盘旋。此时，在从上游侧观察的状态下，燃料在喷嘴板8以左旋的方式盘旋。 

在涡流付与室46对燃料付与盘旋力(涡流力)，具有盘旋力的燃料一边以沿着燃料喷射孔44的侧壁部分的方式盘旋一边被喷射。因此，从燃料喷射孔44喷射的燃料向燃料喷射孔44的切线方向飞散。刚从燃料喷射孔44喷射的燃料喷雾在燃料喷射孔44开口部的边缘部分的作用下，成为燃料在大致中空圆锥状的喷雾表面变成膜状的液膜状态。之后，膜状的燃料喷雾开始逐渐分裂而成为液丝状态。然后分裂进一步进行下去，成为燃料分裂为粒状的液滴状态。 

(燃料喷射的两方向化) 

目前，燃料喷射孔与喷嘴板的轴向平行贯穿设置，从燃料喷射孔喷射的燃料喷雾扩展成圆锥状，燃料朝向吸入端口整体被喷雾。但是，在现在较多的车辆的发动机中，采用4阀式的发动机，吸气端口在途中被分成两叉，因此，较多燃料附着在分成两叉的部分的壁上。当燃料附着在吸入端 口的壁上时，成为液滴的燃料彼此合体，粒径以某种程度变大，并顺着壁面进入燃烧室内。若燃料的粒径大，则在燃烧室内的燃料的气化未充分进行，使发动机的燃烧效率恶化。进而，发动机的燃烧效率恶化，从而存在低温起动时的氮氧化物等的产生量变多的顾虑。 

因此在实施例1中，在从轴向观察喷嘴板8时，燃料喷射孔44的涡流付与室46侧的上游侧开口部44a的轴与燃料喷射孔44的吸气端口49侧的下游侧开口部44b的轴错开配置。由此，能够从燃料喷射阀1向两方向将燃料作为喷雾喷出。以下，详细说明。 

图6是对从燃料喷射孔44喷射的燃料展开的方向进行说明的图。如图6所示，燃料喷雾相对于方向A(在从上游侧观察喷嘴板8的状态下，从上游侧开口部中心44c朝向下游侧开口部中心44d的方向)，朝向在燃料的盘旋方向上旋转了约90度之后的方向展开。 

对燃料喷雾如上述那样展开的理由进行说明。图7是表示在燃料喷射孔44内盘旋的燃料的样子的图。图8是表示燃料喷射孔44的下游侧开口部44b的燃料液膜的图。 

在涡流付与室46内盘旋的燃料沿着燃料喷射孔44的周壁形成液膜。空气进入燃料的盘旋中心而形成空洞。当燃料在燃料喷射孔44内向下游侧移动时，对燃料除了作用有盘旋方向的力外，还作用有向下游方向的力。因此，相对于与喷嘴板8的轴线平行的直线L1而言的盘旋中心线L2的斜度α变得小于燃料喷射孔44的轴线L3的斜度β。即在下游侧开口部44b，方向A的液膜的厚度变得大于方向A的相反侧的液膜的厚度(图8的范围B)。 

范围B所示的液膜向下游侧开口部44b的切线方向飞出，因此，燃料喷雾朝向相对于方向A在燃料的盘旋方向上旋转了约90度后的方向展开。 

图9是表示从上游侧观察喷嘴板8的俯视图和燃料喷雾的方向的图。如图9所示，在实施例1中由于在喷嘴板8上设有两个涡流室41，所以能够向两方向将燃料以喷雾方式喷出。 

图10是吸气端口49的示意图。在实施例1的燃料喷射阀1中，由于能够向两方向将燃料以喷雾方式喷出，因此能够避开吸气端口49的壁49a 而将燃料以喷雾方式喷出。 

[效果] 

对实施例1的燃料喷射阀1的效果在以下描述。 

(1)在向发动机的燃烧室56内供给空气以及燃料的混合气体的吸气端口49内，在比吸气端口49被分成两叉的部分更靠上游侧喷射燃料的燃料喷射阀1中，设有：阀体4；阀座部件7，其在一端侧形成有阀座6，当闭阀时阀体4坐在阀座6上；多个涡流付与室46，其形成于阀座部件7的另一端侧，并对燃料付与盘旋力；喷嘴板8，其形成有与各涡流付与室46连通并喷射被付与了盘旋力的燃料的燃料喷射孔44，在从轴向观察喷嘴板8时，燃料喷射孔44的涡流付与室46侧的上游侧开口部44a的轴与燃料喷射孔44的吸气端口49侧的下游侧开口部44b的轴错开配置，朝向两叉的吸气端口49将燃料向两方向喷射。 

由此，能够向两方向将燃料以喷雾方式喷出，能够避开吸气端口49的壁49a而将燃料以喷雾方式喷出。因此，能够抑制燃料附着于吸气端口49的壁49a，能够在液滴的粒径小的状态下向燃烧室内供给空气和燃料的混合气体。因此，能够促进在燃烧室内的燃料的气化，能够提高发动机的燃烧效率。进而，通过提高发动机的燃烧效率，能够抑制低温起动时的氮氧化物等的产生。 

(2)燃料喷射孔44形成为燃料喷射孔44的轴相对于喷嘴板8的轴向倾斜。 

由此，燃料喷射孔44的上游侧开口部44a的轴与下游侧开口部44b的轴错开配置的形状例如可由冲压加工、钻孔切削加工、放电加工等形成，不依赖加工方法而通过一次加工就能形成容易倾斜的燃料喷射孔44，可使加工性提高。 

(其他实施例) 

以上，基于实施例1说明了本申请实用新型，但各实用新型的具体结构不限于实施例1，在不脱离实用新型的要旨的范围内可以有设计变更等，这也包含于本实用新型。 

(盘旋方向的变更) 

图11、图12是表示从上游侧观察喷嘴板8的俯视图和燃料喷雾的方向的图。在实施例1的燃料喷射阀1中，在从上游侧观察喷嘴板8的状态下，涡流付与室46形成为燃料在涡流付与室46内以左旋的方式盘旋。如图11所示，也可以将该结构形成为：在从上游侧观察喷嘴板8的状态下，涡流付与室46形成为燃料在涡流付与室46内以右旋的方式盘旋。另外，如图12所示，在从上游侧观察喷嘴板8的状态下，也可以将一方的涡流付与室46形成为燃料在涡流付与室46内以左旋的方式盘旋，将另一方的涡流付与室46形成为燃料在涡流付与室46内以右旋的方式盘旋。 

(涡流室的配置的变更) 

图12～图16是表示从上游侧观察喷嘴板8的俯视图和燃料喷雾的方向的图。在实施例1的燃料喷射阀1中，将涡流室41配置成相对于喷嘴板8的中心呈点对称。如图12～图16所示，也可以将该结构形成为：将涡流室41配置成相对于喷嘴板8的中心不呈点对称。 

(涡流室的数量的变更) 

图17～图27是表示从上游侧观察喷嘴板8的俯视图和燃料喷雾的方向的图。在实施例1的燃料喷射阀1中，设有两个涡流室41。也可以将该结构形成为：如图17～图19所示设有三个涡流室41，也可以如图20～图27所示设有四个涡流室41。 

(中央室的有无) 

图28是表示从上游侧观察喷嘴板8的俯视图和燃料喷雾的方向的图。在实施例1的燃料喷射阀1中设有中央室42，但也可以如图28所示，不设置中央室42。在本次的问题的解决方法中，中央室42有无没有影响。同样，对于图11到图12中的形状而言，也可以设置成未设置中央室42的形状。 

Claims (2)

1.一种燃料喷射阀，其在向内燃机的燃烧室内供给空气以及燃料的混合气体的吸气端口内，在比所述吸气端口被分为两叉的部分更靠上游侧喷射燃料，其特征在于，设有：

阀体；

阀座部件，其在一端侧形成有阀座，在闭阀时所述阀体坐在阀座上；

多个涡流付与室，其形成于所述阀座部件的另一端侧，并对燃料付与盘旋力；以及

喷嘴板，其形成有与各涡流付与室连通且喷射被付与了所述盘旋力的燃料的燃料喷射孔，

在从轴向观察所述喷嘴板时，所述燃料喷射孔的所述涡流付与室侧的开口部的轴与所述燃料喷射孔的所述吸气端口侧的开口部的轴错开配置，从而朝向所述两叉的吸气端口向两方向喷射燃料。

2.如权利要求1所述的燃料喷射阀，其特征在于，

所述燃料喷射孔形成为所述燃料喷射孔的轴相对于所述喷嘴板的轴向倾斜。

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