JP2000230469A - Cylinder fuel injection device - Google Patents

Cylinder fuel injection device

Info

Publication number
JP2000230469A
JP2000230469A JP11029635A JP2963599A JP2000230469A JP 2000230469 A JP2000230469 A JP 2000230469A JP 11029635 A JP11029635 A JP 11029635A JP 2963599 A JP2963599 A JP 2963599A JP 2000230469 A JP2000230469 A JP 2000230469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel injection
passage
valve
valve seat
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.)
Pending
Application number
JP11029635A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Okamoto
良雄 岡本
Yuzo Kadomukai
裕三 門向
Makoto Yamakado
山門  誠
Ayumi Miyajima
歩 宮島
Kiyoshi Amo
天羽  清
Toru Ishikawa
石川  亨
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP11029635A priority Critical patent/JP2000230469A/en
Publication of JP2000230469A publication Critical patent/JP2000230469A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spray of a solid flat shape by forming a plurality of recessed passageways in an area between a position of a valve seat portion against which a valve member collides and an inlet portion of a fuel injection orifice whose cross section is an oval shape, while making fuel outlet portions of the recessed passageways to be open facing to each other inside the fuel injection orifice. SOLUTION: Recessed passageways 25 are provided in areas between a cylindrical fuel circulating member 22 and a seating surface 9, and an oval-shaped fuel injection orifice 8. Outlet portions of these recessed passageways 25 are made to be open facing to each other at an inlet portion of the oval-shaped fuel injection orifice 8. According to this construction, fuel flows through an axial passageway 23 and radial passageway 24 to reach a fuel sump chamber 26. It further moves toward the oval-shaped fuel injection orifice 8 via recessed passageways 25 in which a swirl faces each other. The fuel, which has moved past the radial passageways 24, collides with another charge of fuel at the inlet portion of the oval-shaped fuel injection orifice 8 as it flows through the opposing recessed passageways 25 downstream. It is then bent and diffuses as it moves further downstream. This makes the shape is of a spray into a solid form and makes its cross section flat.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料(ガソリン)
を燃焼室内に直接噴射して燃焼させる内燃機関にあっ
て、希薄な混合気を安定して燃焼可能な噴霧特性を生成
し得る筒内燃料噴射装置に関するものである。
The present invention relates to a fuel (gasoline)
The present invention relates to an in-cylinder fuel injection device capable of generating a spray characteristic capable of stably burning a lean air-fuel mixture by directly injecting into a combustion chamber and burning.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンの吸気管内に燃料を噴射する吸
気管内燃料噴射装置に対して、燃焼室内に直接燃料を噴
射する筒内燃料噴射装置の普及が進んでいる。
2. Description of the Related Art An in-cylinder fuel injection device for directly injecting fuel into a combustion chamber has been widely used, compared to an in-pipe fuel injection device for injecting fuel into an intake pipe of an engine.

【0003】特開平6−146886 号公報記載の筒内噴射型
内燃機関は、シリンダに嵌挿されたピストン上面とシリ
ンダヘッドの下面との間に形成された燃焼室と、該シリ
ンダの中心軸線を含む基準面の一側で該燃焼室に開口す
る吸気開口端と、該吸気開口端から上方へ延びる吸気ポ
ートと、該基準面の他側に位置するように該シリンダヘ
ッドに形成され、開閉弁を介して該燃焼室と連通する排
気ポートと、該燃焼室の該吸気ポート側の側部に、噴射
口を該燃焼室に臨ませるように配置された電磁式燃料噴
射弁とを備え、該吸気ポートによって燃焼室内に導入さ
れる吸気流が、該中心軸線方向に沿って該基準面の一側
でシリンダヘッドの下面からピストンの上面方向へ向か
い該基準面の他側でピストンの上面からシリンダヘッド
の下面方向へ向かう縦渦流を形成するように構成され、
該縦渦流の形成を促進すべく、該吸気ポートの吸気流心
が該軸線方向一側半部へ偏心されていることを特徴とし
ているもので、電磁式燃料噴射弁を筒内噴射に最適な状
態で取り付けることができるとともに、燃焼室内に強い
タンブル(縦渦)流を形成して、希薄燃焼でも安定して
機関を運転できるようにしたというものである。
The in-cylinder injection type internal combustion engine described in JP-A-6-146886 discloses a combustion chamber formed between an upper surface of a piston inserted into a cylinder and a lower surface of a cylinder head, and a central axis of the cylinder. An intake opening end that opens into the combustion chamber on one side of the reference surface, an intake port extending upward from the intake opening end, and an on-off valve formed on the cylinder head to be located on the other side of the reference surface. An exhaust port that communicates with the combustion chamber through the fuel chamber; and an electromagnetic fuel injection valve disposed on a side of the combustion chamber on the side of the intake port so that an injection port faces the combustion chamber. The intake air introduced into the combustion chamber by the intake port flows from the lower surface of the cylinder head on one side of the reference surface toward the upper surface of the piston along the central axis direction, and from the upper surface of the piston on the other side of the reference surface. Heading toward the bottom of the head It is configured to form a vortex,
In order to promote the formation of the longitudinal vortex, the intake flow center of the intake port is eccentric to one half in the axial direction, and the electromagnetic fuel injection valve is optimal for in-cylinder injection. The engine can be mounted in a state, and a strong tumble (longitudinal vortex) flow is formed in the combustion chamber so that the engine can be operated stably even in lean combustion.

【0004】一方、筆者らが検討対象とした筒内噴射ガ
ソリンエンジンの主要構成図を図7に示す。詳細は後述
するが、該筒内噴射ガソリンエンジンに取り付けられる
電磁式燃料噴射弁は、シリンダヘッドの吸気側に30°
〜45°程度の傾斜をもって配置されており、該噴射孔
はピストン上面に設けられるキャビティ(凹み)に向け
られている。吸気弁部より導入される吸気流は、該キャ
ビティ回りを流れる旋回流として形成され、該電磁式燃
料噴射弁から噴射された燃料噴霧のシリンダ内壁面への
付着を防止するとともに、上方の点火プラグへ誘導し、
希薄燃焼でも安定して機関を運転できるように構成して
いる。
On the other hand, FIG. 7 shows a main configuration diagram of a direct injection gasoline engine studied by the present inventors. Although details will be described later, the electromagnetic fuel injection valve attached to the direct injection gasoline engine has a 30 °
The injection hole is directed at a cavity (dent) provided on the piston upper surface. The intake air flow introduced from the intake valve portion is formed as a swirling flow flowing around the cavity to prevent the fuel spray injected from the electromagnetic fuel injection valve from adhering to the inner wall surface of the cylinder, and to form Leads to
The engine is configured to operate stably even in lean combustion.

【0005】この種の筒内噴射ガソリンエンジンは、負
荷によって均質燃焼と成層燃焼を使い分けている。筆者
らの実験解析結果によると、均質燃焼では、燃焼室全体
に噴霧を拡散させて混合気の均質化を行う必要性から広
角噴霧でかつ軸対象の均一な噴霧であること、また一
方、成層燃焼では、混合気の過度の分散を防止して点火
プラグ回りに可燃混合気を導く必要性から噴霧角は狭く
コンパクトな噴霧であることがわかった。
[0005] This type of direct injection gasoline engine selectively uses homogeneous combustion and stratified combustion depending on the load. According to the authors' experimental analysis results, in homogeneous combustion, it is necessary to diffuse the spray throughout the combustion chamber to homogenize the air-fuel mixture. In the combustion, it was found that the spray angle was narrow and compact because it was necessary to prevent the mixture from being excessively dispersed and to guide the combustible mixture around the spark plug.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記したように、本発
明に係る筒内噴射ガソリンエンジンは、均質燃焼時には
広く分散した噴霧を、成層燃焼時にはコンパクトな噴霧
を総論としては必要とされる。一方、安定燃焼範囲の拡
大に関して、これまでの実験解析から得られた噴霧挙動
を整理すると、キャビティから噴霧のはみ出しがないこ
と、またキャビティ上に噴霧が集中しないこと、さらに
点火プラグ方向に指向される可燃混合気の持続時間をで
きる限り長くすることが挙げられる。
As described above, the in-cylinder injection gasoline engine according to the present invention generally requires a widely dispersed spray during homogeneous combustion and a compact spray during stratified combustion. On the other hand, regarding the expansion of the stable combustion range, the spray behavior obtained from the previous experimental analysis can be summarized as follows. The duration of the combustible mixture is as long as possible.

【0007】このような特性を満足できる噴霧の形状と
しては、内部にも比較的液滴が存在する中実偏平状とな
ると良いことが明らかになった。なお、前述の引用例で
は、燃焼室内に発生する強い縦渦流と噴射弁の噴口位置
との適合や燃料噴射のタイミングと着火性との関連に設
計上の工夫がなされているが、噴霧形状については特別
な配慮がなされていない。
[0007] It has been clarified that the shape of the spray that satisfies such characteristics should be a solid flat shape in which liquid droplets are relatively present inside. In the cited example described above, the design is devised in relation to the strong vertical vortex generated in the combustion chamber and the position of the injection port of the injection valve, and the relationship between the timing of fuel injection and the ignitability. Has no special considerations.

【0008】本発明の目的は、筒内噴射ガソリンエンジ
ンに用いる電磁式燃料噴射弁にあって、成層燃焼時の燃
焼安定範囲の拡大し得る中実偏平状の噴霧を実現できる
噴射弁構造を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electromagnetic fuel injection valve for use in a direct injection gasoline engine, wherein the injection valve structure can realize a solid flat spray which can expand a stable combustion range during stratified combustion. Is to do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このために、本発明の筒
内燃料噴射装置は、内部に燃料の流通する燃料通路が形
成されるとともに、該燃料通路の開閉を行う弁部材と、
該弁部材の弁座部の上流側において燃料の通過を許す筒
型状の燃料流通部材と、該弁座部の下流側において燃料
の通過を許す燃料噴射孔とを備えてなり、該弁座部にあ
って、該弁部材が衝突する該弁座部の位置と断面が楕円
状となる燃料噴射孔の入り口部間において凹部通路が複
数個形成されると共に、該凹部通路の燃料出口部が該燃
料噴射孔内において対面開口するように設けられてい
る。
For this purpose, the in-cylinder fuel injection device of the present invention has a fuel passage through which fuel flows and a valve member for opening and closing the fuel passage.
The valve seat includes a cylindrical fuel flow member that allows passage of fuel upstream of a valve seat portion of the valve member, and a fuel injection hole that allows passage of fuel downstream of the valve seat portion. A plurality of recessed passages are formed between the position of the valve seat portion where the valve member collides and the entrance of the fuel injection hole whose section is elliptical, and the fuel outlet portion of the recessed passage is The fuel injection holes are provided so as to face each other.

【0010】また、本発明の筒内燃料噴射装置は、内部
に燃料の流通する燃料通路が形成されるとともに、該燃
料通路の開閉を行う弁部材と、該弁部材の弁座部の上流
側において燃料の通過を許す筒型状の燃料流通部材と、
該弁座部の下流側において燃料の通過を許す燃料噴射孔
とを備えてなり、該弁座部にあって、該弁部材が衝突す
る該弁座部の位置と断面が楕円状となる燃料噴射孔の入
り口部間において凹部通路が複数個形成されると共に、
該凹部通路の燃料入り口部は前記燃料通路部材の該径方
向通路の出口部に対向するように配置されると共に、該
凹部通路の出口部は該燃料噴射孔内において対面開口す
るように設けられている。
Further, in the in-cylinder fuel injection device of the present invention, a fuel passage through which fuel flows is formed, a valve member for opening and closing the fuel passage, and an upstream side of a valve seat of the valve member. A cylindrical fuel flow member that allows the passage of fuel at
A fuel injection hole that allows passage of fuel downstream of the valve seat, wherein the position and cross section of the valve seat where the valve member collides with the valve member are elliptical. A plurality of concave passages are formed between the entrances of the injection holes,
The fuel inlet of the concave passage is disposed so as to face the outlet of the radial passage of the fuel passage member, and the outlet of the concave passage is provided so as to face open in the fuel injection hole. ing.

【0011】さらに、本発明の筒内燃料噴射装置は、内
部に燃料の流通する燃料通路が形成されるとともに、該
燃料通路の開閉を行う弁部材と、該弁部材の弁座部の上
流側において燃料の通過を許す筒型状の燃料流通部材
と、該弁座部の下流側において燃料の通過を許す燃料噴
射孔とを備えてなり、該弁座部にあって、該弁部材が衝
突する該弁座部の位置と断面が楕円状となる燃料噴射孔
の入り口部間において凹部通路が形成されると共に、該
凹部通路の出口部は該燃料噴射孔内において対面開口す
るように設けられており、該凹部通路を至る燃料は前記
燃料噴射孔の入り口部において衝突し、しかる後、楕円
状の燃料噴射孔内を拡散しながら下流に向かうように構
成されている。
Further, in the in-cylinder fuel injection device of the present invention, a fuel passage through which fuel flows is formed, a valve member for opening and closing the fuel passage, and an upstream side of a valve seat portion of the valve member. And a fuel injection hole that allows the passage of fuel at the downstream side of the valve seat, and the valve member collides with the valve seat at the valve seat. A recess passage is formed between the position of the valve seat portion and the inlet of the fuel injection hole having an elliptical cross section, and the outlet of the recess passage is provided so as to face open in the fuel injection hole. The fuel arriving at the recess passage collides at the entrance of the fuel injection hole, and thereafter spreads downstream in the elliptical fuel injection hole.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1な
いし図5により説明する。図1は本発明の一実施例を示
す筒内燃料噴射装置用の電磁式燃料噴射弁1の縦断面
図、図2は弁部を拡大した要部縦断面図、図3は本発明
に係る凹部通路を示す図、図4は図3のD方向断面図で
凹部通路と燃料の流れの様子を示す図、図5は実験によ
り確認されたシリンダ内の噴霧形状を描写した図であ
る。各々の図を用いて構造及び動作について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic fuel injection valve 1 for an in-cylinder fuel injection device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part in which a valve portion is enlarged, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the recess passage, FIG. 4 is a cross-sectional view in the direction D of FIG. 3, showing the state of the recess passage and the flow of fuel, and FIG. The structure and operation will be described with reference to each drawing.

【0013】電磁式燃料噴射弁1は、コントロールユニ
ットにより演算されたデューティのON−OFF信号に
より、シート部の開閉を行うことにより燃料の噴射を実
施する。磁気回路は、有底筒状のヨーク3,ヨーク3の
開口端を閉じる栓体部2aとヨーク3の中心部に延びる
柱状部2bとからなるコア2及びコア2に空隙を隔てて
対面するプランジャ4とからなる。柱状部2bの中心に
は、プランジャ4とロッド5と弁体6からなる可動部4
Aを、ノズル部材7に形成された燃料の通過を許す楕円
状の燃料噴射孔部8の上流側のシート面9に、押圧する
弾性部材としてのスプリング10を挿入保持するための
穴が設けてある。
The electromagnetic fuel injection valve 1 injects fuel by opening and closing the seat in response to a duty ON-OFF signal calculated by the control unit. The magnetic circuit includes a core 2 including a bottomed cylindrical yoke 3, a plug 2 a for closing an open end of the yoke 3, and a columnar portion 2 b extending to the center of the yoke 3, and a plunger facing the core 2 with a gap therebetween. 4 In the center of the columnar part 2b, a movable part 4 comprising a plunger 4, a rod 5, and a valve 6
A is provided in the seat surface 9 on the upstream side of the elliptical fuel injection hole 8 that allows the passage of fuel formed in the nozzle member 7 by providing a hole for inserting and holding a spring 10 as a pressing elastic member. is there.

【0014】スプリング10の上端は、セット荷重を調
整するためにコア2の中心に挿通されたスプリングアジ
ャスタ11の下端に当接している。コア2の柱状部2b
側とヨーク3の可動部4B側で対面する隙間部は、コイ
ル14側へ燃料が流出するのを防ぐために、両者間に機
械的に固定されたシールリング12が設けられている。
The upper end of the spring 10 is in contact with the lower end of a spring adjuster 11 inserted through the center of the core 2 for adjusting the set load. Columnar portion 2b of core 2
In order to prevent fuel from flowing out to the coil 14 side, a seal ring 12 that is mechanically fixed is provided between both sides of the gap portion facing the movable portion 4B side of the yoke 3 with the side.

【0015】磁気回路を励磁するコイル14はボビン1
3に巻かれ、その外周をプラスチック材でモールドされ
ている。これらから成るコイル組立体15の端子17
は、コア2のつば部に設けた穴16に挿入されている。
この端子17は、図示しないコントロールユニットの端
子と結合されている。ヨーク3の有底部には、可動部4
Aを受容するプランジャ受容部18が開けられており、
その下部にはさらにプランジャ受容部18より大径に形
成され、ストッパ19及びノズル部材7を受容するノズ
ル受容部20がヨーク先端まで貫設されている。
The coil 14 for exciting the magnetic circuit is a bobbin 1
3 and its outer periphery is molded with a plastic material. Terminal 17 of coil assembly 15 composed of these
Are inserted into holes 16 provided in the flange of the core 2.
The terminal 17 is connected to a terminal of a control unit (not shown). A movable part 4 is provided at the bottom of the yoke 3.
A plunger receiving portion 18 for receiving A is opened,
A lower portion thereof is formed with a diameter larger than that of the plunger receiving portion 18, and a stopper 19 and a nozzle receiving portion 20 for receiving the nozzle member 7 penetrate to the tip of the yoke.

【0016】可動部4Aは、磁性材料製プランジャ4
と、一端がプランジャ4に接合されたロッド5とロッド
5に連接する弁体6とより成るが、ロッド5のプランジ
ャ4側には燃料の通過を許す空洞部5Aが設けてある。
この空洞部5Aには燃料の流出口5Bが設けてある。ま
た可動部4Aは、プランジャ4の外周がシールリング1
2に当接することでその軸方向の動きを案内されるとと
もに、他端部に接合された弁体6がノズル部材7の中空
部の内壁21に挿入される筒型状の燃料流通部材22の
内壁に当接することでそれぞれガイドされている。
The movable part 4A is a plunger 4 made of a magnetic material.
And a valve body 6 having one end joined to the plunger 4 and a valve element 6 connected to the rod 5, and a hollow portion 5A is provided on the plunger 4 side of the rod 5 to allow fuel to pass therethrough.
The cavity 5A is provided with a fuel outlet 5B. The movable part 4A is such that the outer periphery of the plunger 4 is a seal ring 1
The valve body 6 joined to the other end of the cylindrical fuel flow member 22 is inserted into the hollow inner wall 21 of the nozzle member 7 while being guided in the axial direction by contact with the nozzle member 2. Each is guided by contacting the inner wall.

【0017】ノズル部材7には、内壁22aで弁体6を
ガイドする筒型状の燃料流通部材22に続いて、弁体6
をシートするシート面9が形成されており、シート面9
の中央には燃料の通過を許す楕円状の燃料噴射孔8が設
けられている。可動部4Aのストローク(軸上方への移
動量)は、ロッド5の首部の受け面5Cとストッパ19
間の空隙の寸法で決定される。なお、27はフィルター
で燃料中,配管中のゴミや異物がシート側へ侵入するの
を防ぐために設けられている。
The nozzle member 7 has a cylindrical fuel flow member 22 that guides the valve body 6 with the inner wall 22a, and then the valve body 6
Is formed, and the sheet surface 9 is formed.
An oval fuel injection hole 8 is provided at the center of the fuel injection hole to allow the passage of fuel. The stroke of the movable part 4A (the amount of upward movement of the shaft) is determined by the receiving surface 5C of the neck of the rod 5 and the stopper 19.
It is determined by the size of the gap between them. A filter 27 is provided to prevent dust and foreign matter in fuel and pipes from entering the sheet.

【0018】ここに、本発明に係る筒型状の燃料流通部
材22及びシート面9と楕円状の燃料噴射孔8間に設け
られる凹部通路25の構造及び該燃料流通部材22を用
いた電磁式燃料噴射弁1の噴霧特性について図2ないし
図5を用いて説明する。
Here, the structure of the cylindrical fuel flow member 22 and the concave passage 25 provided between the seat surface 9 and the elliptical fuel injection hole 8 according to the present invention, and the electromagnetic type using the fuel flow member 22 The spray characteristics of the fuel injection valve 1 will be described with reference to FIGS.

【0019】図2は弁部を拡大した縦断面図を、図3は
本発明に係る対面する凹部通路25を説明する図を、図
4は図3のD方向断面図で凹部通路25と燃料流通部材
22の径方向通路24との位置関係及びこれらの通路内
を流れる燃料の状態を示している。加圧された燃料は弁
体6の上方より導入され、軸方向通路23及び径方向通
路24から燃料溜り室26に至り、さらに下流の本発明
に係る対面する凹部通路25を介して楕円状の燃料噴射
孔8に向かう。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view in which the valve portion is enlarged, FIG. 3 is a view for explaining the facing concave passage 25 according to the present invention, and FIG. 4 is a sectional view in the direction D in FIG. The positional relationship between the flow member 22 and the radial passages 24 and the state of fuel flowing through these passages are shown. The pressurized fuel is introduced from above the valve element 6, reaches the fuel reservoir 26 from the axial passage 23 and the radial passage 24, and further flows downstream through the facing concave passage 25 according to the present invention to form an elliptical shape. It goes to the fuel injection hole 8.

【0020】図4に付した実線の矢印がこの流れを示し
ている。図4から明らかなように、凹部通路25の入り
口部は、燃料流通部材22の径方向通路24に対面して
いる。また、この凹部通路25の出口部は、楕円状の燃
料噴射孔8の入り口部に開口している。径方向通路24
を経た燃料は、燃料溜り部26から対面する凹部通路2
5を下流に流れる際に、楕円状の燃料噴射孔8の入り口
部において衝突し、しかる後流れ方向を曲げられて下流
に向かいながら拡散される。
The solid arrows shown in FIG. 4 indicate this flow. As is apparent from FIG. 4, the entrance of the recess passage 25 faces the radial passage 24 of the fuel flow member 22. The outlet of the recess passage 25 is open to the inlet of the elliptical fuel injection hole 8. Radial passage 24
Is passed through the recess passage 2 facing the fuel reservoir 26.
5 flows downstream, it collides at the entrance of the elliptical fuel injection hole 8, and then the flow direction is bent and diffused downstream.

【0021】図5は、係る構成によって得られる噴霧の
形状を、燃焼室内へ噴射した時の噴霧挙動を可視化実験
から描写して示したものである。噴霧の形状は比較的中
心部に集中した中実構造で、しかも衝突後の拡散流れに
よって断面が偏平化されている。このような噴霧は、ピ
ストンのキャビティからのはみ出しがなく、しかも一ヶ
所に集中することがなく分散している。
FIG. 5 shows the shape of the spray obtained by such a configuration, by depicting the spray behavior when injected into the combustion chamber from a visualization experiment. The shape of the spray is a solid structure relatively concentrated in the center, and the cross section is flattened by the diffusion flow after the collision. Such a spray does not protrude from the cavity of the piston and is dispersed without being concentrated in one place.

【0022】戻って、図1により本発明に係る燃料噴射
弁1の動作を説明する。
Referring back to FIG. 1, the operation of the fuel injection valve 1 according to the present invention will be described.

【0023】燃料噴射弁1は、電磁コイル14に与えら
れる電気的なON−OFF信号により、可動部4Aを操
作してバルブシート面9の開閉を行い、それによって燃
料の噴射制御を行う。電気信号がコイル14に与えられ
ると、コア2,ヨーク3,プランジャ4で磁気回路が形
成され、プランジャ4がコア2側に吸引される。プラン
ジャ4が移動すると、これと一体になっている弁体6も
移動してノズル部材7の弁座のシート面9から離れ燃料
噴射孔8を開放する。
The fuel injection valve 1 operates the movable part 4A to open and close the valve seat surface 9 in response to an electrical ON-OFF signal supplied to the electromagnetic coil 14, thereby controlling fuel injection. When an electric signal is applied to the coil 14, a magnetic circuit is formed by the core 2, the yoke 3, and the plunger 4, and the plunger 4 is attracted to the core 2. When the plunger 4 moves, the valve body 6 integral with the plunger 4 also moves and separates from the seat surface 9 of the valve seat of the nozzle member 7 to open the fuel injection hole 8.

【0024】燃料は、図示しない燃料ポンプや燃料圧力
を調整するレギュレータを介して加圧調整され、フィル
タ27から燃料噴射弁1の内部に流入し、コイル組立体
15の下部通路、プランジャ4の外周部分、ストッパ1
9とロッド5の隙間、燃料流通部材22の軸方向通路2
3及び径方向通路24を通って、下流の本発明に係る対
面する凹部通路25を介して楕円状の燃料噴射孔8に向
かう。
The fuel is pressurized and adjusted via a fuel pump or a regulator for adjusting the fuel pressure (not shown), flows into the fuel injection valve 1 from the filter 27, and passes through the lower passage of the coil assembly 15 and the outer periphery of the plunger 4. Part, stopper 1
9 and rod 5, axial passage 2 of fuel flow member 22
3 and the radial passage 24 to the elliptical fuel injection hole 8 via the facing concave passage 25 according to the invention downstream.

【0025】図6は本発明の第二実施例を示すものであ
る。図において図(a)は非軸対称形の楕円状の燃料噴
射孔30とした実施例を示しており、また、同図(b)
は楕円の端部を拡大した拡大室32を有する燃料噴射孔
31とした実施例をそれぞれ示している。この実施例
(a)では、凹部通路25を経て衝突した燃料が非対称
の通路によって左右の拡散の程度を変えて噴射される。
これによって、噴霧は噴射弁の中心軸よりオフセットさ
れた中実偏平状となる。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. FIG. 1A shows an embodiment in which the fuel injection hole 30 has a non-axisymmetric elliptical shape, and FIG.
Each shows an embodiment in which a fuel injection hole 31 having an enlarged chamber 32 in which the end of the ellipse is enlarged is provided. In this embodiment (a), the fuel colliding through the concave passage 25 is injected with an asymmetrical passage with varying degrees of left and right diffusion.
As a result, the spray becomes a solid flat shape offset from the central axis of the injection valve.

【0026】また、実施例(b)では、凹部通路25を
経て衝突した燃料が拡大室32によってさらに拡散を促
進され比較的分散度の高い中実偏平状となる。なお、そ
の他の構成は第一実施例と同様であり、本実施例におい
ても、第一実施例と同様な作用効果が得られている。
Further, in the embodiment (b), the fuel colliding through the concave passage 25 is further promoted by the expansion chamber 32 and becomes a solid flat shape having a relatively high degree of dispersion. The other configuration is the same as that of the first embodiment. In this embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment are obtained.

【0027】次に、図7を用いて、筆者らが検討に用い
た筒内直噴ガソリンエンジン60についてその構成と燃
焼動作の概要を説明する。図は、エンジン回りの要部拡
大図を示している。61はスロットルバルブを内蔵する
吸入空気量制御装置で、62は吸入空気量制御装置61
を取り付ける吸気マニホールドである。63はシリンダ
ヘッドで、吸気マニホールド62側に吸気弁64,中央
部に点火プラグ65,吸気弁64と反対側に排気弁66
が設けられている。
Next, the configuration and combustion operation of the in-cylinder direct-injection gasoline engine 60 used by the authors for the study will be described with reference to FIG. The figure shows an enlarged view of a main part around the engine. Reference numeral 61 denotes an intake air amount control device having a built-in throttle valve, and 62 denotes an intake air amount control device.
It is an intake manifold to which is attached. Reference numeral 63 denotes a cylinder head, which has an intake valve 64 on the intake manifold 62 side, a spark plug 65 in the center, and an exhaust valve 66 on the side opposite to the intake valve 64.
Is provided.

【0028】本発明に係る筒内燃料噴射装置用の電磁式
燃料噴射弁1は、シリンダヘッド63の吸気マニホール
ド62との結合部付近に30°〜45°程度傾斜して取
り付けられる。その噴射方向は、燃焼室67内のピスト
ン69に設けられたキャビティ69Aに向かうように配
置されている。68はシリンダである。図中の白抜きの
矢印は吸気の流れを示しており、ハッチングの矢印は排
気ガスの流れをそれぞれ示している。
The electromagnetic fuel injection valve 1 for the in-cylinder fuel injection device according to the present invention is mounted at an angle of about 30 ° to 45 ° near the joint of the cylinder head 63 with the intake manifold 62. The injection direction is arranged so as to be directed to a cavity 69A provided in a piston 69 in the combustion chamber 67. 68 is a cylinder. In the drawing, white arrows indicate the flow of intake air, and hatched arrows indicate the flow of exhaust gas.

【0029】本ガソリンエンジンは、負荷によって燃焼
状態を以下のように制御している。部分負荷では後期筒
内噴射(圧縮行程噴射)により成層燃焼を、また、高負
荷では前記筒内噴射(吸気行程噴射)により均質燃焼を
行っている。すなわち、成層燃焼では点火プラグ65近
傍に濃い混合気の層を形成させ希薄な混合気の安定燃焼
を実現する。また、均質燃焼では燃焼室全体に混合気の
均質化を図り、予混合希薄燃焼を実現する。
In this gasoline engine, the combustion state is controlled by the load as follows. At partial load, stratified charge combustion is performed by late-stage in-cylinder injection (compression stroke injection), and at high load, homogeneous combustion is performed by the in-cylinder injection (intake stroke injection). That is, in the stratified charge combustion, a layer of a rich air-fuel mixture is formed in the vicinity of the ignition plug 65 to realize stable combustion of a lean air-fuel mixture. In the homogeneous combustion, the mixture is homogenized in the entire combustion chamber, thereby realizing the premixed lean combustion.

【0030】これらは、低燃費と高出力を同時に実現す
ることを狙ったものであり、筒内燃料噴射装置用の電磁
式燃料噴射弁1から噴射される噴霧は、吸気,圧縮行程
時における最適な噴射タイミングに合わせてそれぞれ生
成される。噴射信号は、図示しない制御ユニットがエン
ジンの運転情報に基づいて行う。
These aim at realizing both low fuel consumption and high output at the same time, and the spray injected from the electromagnetic fuel injection valve 1 for the in-cylinder fuel injection device is optimized for the intake and compression strokes. It is generated in accordance with the appropriate injection timing. The injection signal is issued by a control unit (not shown) based on the operation information of the engine.

【0031】図は圧縮行程時の燃料噴射の状況を示した
もので、噴霧燃料は燃焼室67内の点火プラグ65に向
かうように分散され、速度の小さい小径液滴は、燃焼室
67内の空気とすみやかに混合が促進される。しかる
後、混合気はさらに圧縮され点火プラグ65にて安定し
て着火され、未燃焼ガスの排出量が抑制された安定した
希薄燃焼が実現される。
The figure shows the state of fuel injection during the compression stroke, in which the spray fuel is dispersed toward the ignition plug 65 in the combustion chamber 67, and the small-diameter droplets having a low velocity are formed in the combustion chamber 67. Immediate mixing with air is promoted. Thereafter, the air-fuel mixture is further compressed and stably ignited by the spark plug 65, thereby realizing stable lean combustion in which the amount of emission of unburned gas is suppressed.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
弁座部にあって、弁部材が衝突する該弁座部の位置と断
面が楕円状となる燃料噴射孔の入り口部間において凹部
通路が複数個形成されると共に、該凹部通路の燃料出口
部が該燃料噴射孔内において対面開口するように設けら
れてなり、また、該凹部通路の燃料入り口部が上流の燃
料通路部材の該径方向通路の出口部に対向するように配
置されてなり、該凹部通路を至る燃料は、前記燃料噴射
孔の入り口部において衝突し、しかる後、楕円状の燃料
噴射孔内を拡散しながら下流に向かうことによって、ピ
ストンのキャビティ内に最適に分散し得る中実偏平状の
噴霧が生成される。このような噴霧を筒内噴射ガソリン
エンジンの燃焼室に供給すると、点火プラグへ向かう適
度な混合気が生成され安定した着火燃焼を行い得て、未
燃ガス成分の排出量の低減と燃費の向上を図ることがで
きる。
As described above, according to the present invention,
A plurality of concave passages are formed between the position of the valve seat where the valve member collides and the entrance of the fuel injection hole having an elliptical cross section, and a fuel outlet portion of the concave passage. Are provided so as to face each other in the fuel injection hole, and are arranged such that the fuel inlet of the concave passage faces the outlet of the radial passage of the upstream fuel passage member, The fuel that reaches the concave passage collides at the entrance of the fuel injection hole, and then flows downstream while diffusing in the elliptical fuel injection hole, so that it can be optimally dispersed in the piston cavity. An actual flat spray is produced. When such spray is supplied to the combustion chamber of a direct injection gasoline engine, an appropriate air-fuel mixture toward the ignition plug is generated, and stable ignition and combustion can be performed, reducing the emission of unburned gas components and improving fuel efficiency. Can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例である筒内燃料噴射装置用の
電磁式燃料噴射弁の縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic fuel injection valve for an in-cylinder fuel injection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の燃料噴射弁の先端部周辺の拡大断面
図。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a tip portion of the fuel injection valve of the present invention.

【図3】弁部材に設けた対面する凹部通路を示す図。FIG. 3 is a view showing a facing recess passage provided in the valve member.

【図4】図3のD方向断面図で凹部通路と燃料流れの様
子を示す図。
FIG. 4 is a view showing a state of a recess passage and a fuel flow in a sectional view taken in a direction D in FIG. 3;

【図5】シリンダ内の噴霧挙動を描写した図。FIG. 5 is a diagram depicting a spray behavior in a cylinder.

【図6】本発明の第二実施例を示す燃料噴射弁の先端部
周辺の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the vicinity of a distal end portion of a fuel injection valve according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の燃料噴射弁を組み込んだ筒内噴射ガソ
リンエンジンの要部拡大図。
FIG. 7 is an enlarged view of a main part of a direct injection gasoline engine incorporating the fuel injection valve of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電磁式燃料噴射弁、6…弁体、8…燃料噴射孔、2
2…燃料流通部材、23…軸方向通路、24…径方向通
路、25…凹部通路、26…燃料旋回室。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electromagnetic fuel injection valve, 6 ... Valve body, 8 ... Fuel injection hole, 2
2: fuel flow member, 23: axial passage, 24: radial passage, 25: concave passage, 26: fuel swirl chamber.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山門 誠 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 宮島 歩 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 天羽 清 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 石川 亨 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 Fターム(参考) 3G066 AA02 AA05 AB02 AD12 BA14 BA17 BA26 CC06U CC10 CC14 CC20 CC34 CC37 CC48 CE22  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Yamamon 502, Kandate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.Mechanical Research Laboratory, Inc. Inside the Machinery Research Laboratory (72) Inventor Kiyoshi Amaba 502 Kandachi-cho, Tsuchiura-city, Ibaraki Pref. Inside the Machine Research Laboratory, Hitachi Ltd. Internal F-term (reference) 3G066 AA02 AA05 AB02 AD12 BA14 BA17 BA26 CC06U CC10 CC14 CC20 CC34 CC37 CC48 CE22

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する
電磁式燃料噴射弁であって、内部に燃料の流通する燃料
通路が形成されるとともに、該燃料通路の開閉を行う弁
部材と、該弁部材の弁座部の上流側において燃料の通過
を許す筒型状の燃料流通部材と、該弁座部の下流側にお
いて燃料の通過を許す燃料噴射孔とを備えてなり、該弁
座部にあって、該弁部材が衝突する該弁座部の位置と断
面が楕円状としてなる燃料噴射孔の入り口部間において
凹部通路が複数個形成されると共に、該凹部通路の燃料
出口部が該燃料噴射孔内において対面開口するように設
けられていることを特徴とする筒内燃料噴射装置。
1. An electromagnetic fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein a valve member for forming a fuel passage through which fuel flows and opening and closing the fuel passage is provided. The valve seat includes a cylindrical fuel flow member that allows passage of fuel upstream of a valve seat portion of the valve member, and a fuel injection hole that allows passage of fuel downstream of the valve seat portion. A plurality of concave passages are formed between the position of the valve seat where the valve member collides and the inlet of the fuel injection hole having an elliptical cross section, and a fuel outlet of the concave passage is formed. An in-cylinder fuel injection device, which is provided so as to face each other in the fuel injection hole.
【請求項2】内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する
電磁式燃料噴射弁であって、内部に燃料の流通する燃料
通路が形成されるとともに、該燃料通路の開閉を行う弁
部材と、該弁部材の弁座部の上流側において燃料の通過
を許す筒型状の燃料流通部材と、該弁座部の下流側にお
いて燃料の通過を許す燃料噴射孔とを備えてなり、該弁
座部にあって、該弁部材が衝突する該弁座部の位置と断
面が楕円状としてなる燃料噴射孔の入り口部間において
凹部通路が複数個形成されると共に、該凹部通路の燃料
入り口部は前記燃料通路部材の該径方向通路の出口部に
対向するように配置されると共に、該凹部通路の出口部
は該燃料噴射孔内において対面開口するように設けられ
ていることを特徴とする筒内燃料噴射装置。
2. An electromagnetic fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, the valve including a fuel passage through which fuel flows, and a valve member for opening and closing the fuel passage. The valve seat includes a cylindrical fuel flow member that allows passage of fuel upstream of a valve seat portion of the valve member, and a fuel injection hole that allows passage of fuel downstream of the valve seat portion. A plurality of concave passages are formed between the position of the valve seat where the valve member collides and the entrance of the fuel injection hole having an elliptical cross section, and the fuel entrance of the concave passage is A cylinder disposed so as to face an outlet of the radial passage of the fuel passage member, and an outlet of the concave passage is provided so as to face open in the fuel injection hole; Internal fuel injection device.
【請求項3】内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する
電磁式燃料噴射弁であって、内部に燃料の流通する燃料
通路が形成されるとともに、該燃料通路の開閉を行う弁
部材と、該弁部材の弁座部の上流側において燃料の通過
を許す筒型状の燃料流通部材と、該弁座部の下流側にお
いて燃料の通過を許す燃料噴射孔とを備えてなり、該弁
座部にあって、該弁部材が衝突する該弁座部の位置と断
面が楕円状となる燃料噴射孔の入り口部間において凹部
通路が複数個形成されると共に、該凹部通路の出口部は
該燃料噴射孔内において対面開口するように設けられて
おり、該凹部通路を至る燃料は前記燃料噴射孔の入り口
部において衝突し、しかる後、楕円状の燃料噴射孔内を
拡散しながら下流に向かうように構成されていることを
特徴とする筒内燃料噴射装置。
3. An electromagnetic fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein a valve member for forming a fuel passage through which fuel flows and opening and closing the fuel passage is provided. The valve seat includes a cylindrical fuel flow member that allows passage of fuel upstream of a valve seat portion of the valve member, and a fuel injection hole that allows passage of fuel downstream of the valve seat portion. A plurality of concave passages are formed between the position of the valve seat where the valve member collides and the entrance of the fuel injection hole whose cross section is elliptical, and the outlet of the concave passage is The fuel is provided so as to face open in the fuel injection hole, and the fuel that reaches the concave passage collides at the entrance of the fuel injection hole, and then goes downstream while diffusing in the elliptical fuel injection hole. Cylinder internal combustion characterized by being configured as follows Injection device.
JP11029635A 1999-02-08 1999-02-08 Cylinder fuel injection device Pending JP2000230469A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11029635A JP2000230469A (en) 1999-02-08 1999-02-08 Cylinder fuel injection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11029635A JP2000230469A (en) 1999-02-08 1999-02-08 Cylinder fuel injection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000230469A true JP2000230469A (en) 2000-08-22

Family

ID=12281553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11029635A Pending JP2000230469A (en) 1999-02-08 1999-02-08 Cylinder fuel injection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000230469A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0918155B1 (en) Fuel injection valve
JP3651338B2 (en) In-cylinder fuel injection valve and internal combustion engine equipped with the same
JP4055315B2 (en) Fuel injection valve and internal combustion engine equipped with the same
JP2003534495A (en) Fuel injection system
JP2000097129A (en) Solenoid type fuel injection valve
JP2004100500A (en) Fuel injection valve and internal combustion engine mounting the same
JP2609929B2 (en) Fuel injection valve
JP2007040111A (en) Fuel injection valve
JP4193346B2 (en) Internal combustion engine
JP2002332935A (en) Fuel injection valve and internal combustion engine
JP2000230469A (en) Cylinder fuel injection device
JP2004516408A (en) Fuel injection valve
JPH11336643A (en) Electromagnetic fuel injection valve for cylinder injection
JP3644057B2 (en) Direct injection spark ignition internal combustion engine
JP2007132231A (en) Fuel injection valve and internal combustion engine mounting the same
JP2003214296A (en) Fuel injection valve
JP2000314355A (en) Cylinder fuel injection device
JP2000257534A (en) Fuel injection valve for cylinder injection
JP2002130085A (en) Fuel injection valve, manufacturing method thereof, and internal combustion engine
JP2000303935A (en) In-cylinder fuel injection device
JP2000230468A (en) Cylinder fuel injection device
JP3044876B2 (en) Electronically controlled fuel injection device for internal combustion engines
JP2000274328A (en) Fuel injection valve for cylinder injection
JP2002206469A (en) Fuel injection valve and internal combustion engine loaded with the same
JP4055321B2 (en) Fuel injection valve and internal combustion engine equipped with the same