JP2003155965A - Fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、燃料を微粒化して自動
車用エンジンなどの内燃機関の燃焼室に供給するための
燃料噴射装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device for atomizing fuel and supplying it to a combustion chamber of an internal combustion engine such as an automobile engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】上記のような燃料噴射装置の例として、
複数の噴口を有する噴口プレ−ト部材から液体燃料を霧
状に噴射する構造のものが知られている。図7は、特開
2001−46919号公報に開示されたかかる燃料噴
射装置における噴口プレ−ト部材およびその近傍部の断
面図であり、図8は図7の噴口出口側から見た平面図で
ある。2. Description of the Related Art As an example of the above fuel injection device,
There is known a structure in which a liquid fuel is sprayed in a mist state from a nozzle plate member having a plurality of nozzles. FIG. 7 is a cross-sectional view of the nozzle plate member and its vicinity in the fuel injection device disclosed in JP 2001-46919 A, and FIG. 8 is a plan view seen from the nozzle outlet side of FIG. is there.
【0003】図7〜図8において、20は4個の噴口2
1を有する噴口プレ−ト部材、30は弁座31を有する
と共に噴口21に通じる燃料通路32を有するバルブシ
−ト、40は噴口プレ−ト部材20とバルブシ−ト30
との間に設けられて燃料通路32と噴口21とを連通す
る円盤状の燃料キャビティ、50は弁座31に離着座し
て燃料通路32を開閉する弁部材である。外部から供給
された燃料は、弁部材50が弁座31から離座して燃料
通路32が開状態となっているとき、燃料通路32から
燃料キャビティ40に至り、次いで各噴口21から内燃
機関の燃焼室(図示せず)に噴射される。またその間
に、次に述べる機構により微粒化して霧状で噴射され
る。In FIGS. 7 to 8, reference numeral 20 designates four nozzles 2
1, a valve sheet 30 having a valve seat 31 and a fuel passage 32 communicating with the nozzle 21 and 40 a nozzle plate member 20 and a valve sheet 30.
Is a disc-shaped fuel cavity that is provided between the fuel passage 32 and the injection port 21, and 50 is a valve member that is seated on and off the valve seat 31 to open and close the fuel passage 32. The fuel supplied from the outside reaches the fuel cavity 40 from the fuel passage 32 when the valve member 50 is separated from the valve seat 31 and the fuel passage 32 is in an open state, and then from each injection port 21 of the internal combustion engine. It is injected into a combustion chamber (not shown). In the meantime, it is atomized by the mechanism described below and sprayed in the form of mist.
【0004】即ち、燃料キャビティ40内へ流れ込んだ
燃料は、円盤状を呈する上記燃料キャビティ40の中央
またはその近傍から径方向に、換言すると燃料キャビテ
ィ40の外周に向かって流れる。その際に、一部の燃料
は上記外周に至ることなくその途上で噴口プレ−ト部材
20に設けられた噴口21から燃焼室に流出する。また
一部の燃料は、噴口21の間を通り抜けて上記外周に至
り、次いで反転して外周から中央に向かって流れ、その
途上で噴口21から燃焼室に流出する。したがって噴口
21では、中央方面から来た流れAと外周から来た流れ
Bとが衝突して乱流が生じ、この結果、噴口21から流
出する燃料は、かかる乱流により微粒子化する。That is, the fuel flowing into the fuel cavity 40 flows radially from the center of the fuel cavity 40 having a disk shape or in the vicinity thereof, in other words, toward the outer periphery of the fuel cavity 40. At this time, a part of the fuel does not reach the outer periphery and flows out into the combustion chamber from the nozzle 21 provided on the nozzle plate member 20 on the way. Further, a part of the fuel passes through between the nozzles 21 to reach the outer circumference, then reverses and flows from the outer circumference toward the center, and then flows out from the nozzle 21 to the combustion chamber on the way. Therefore, at the injection port 21, the flow A coming from the central direction and the flow B coming from the outer periphery collide with each other to generate a turbulent flow. As a result, the fuel flowing out from the injection port 21 is atomized by the turbulent flow.
【0005】しかしながら従来の円盤状燃料キャビティ
40においては、上記の中央方面から来た流れAは、外
周から来た流れBより流速が大きく、このために両流間
の衝突が均一に起こらず、燃料の微粒子化が未だ十分で
ない大きな問題がある。However, in the conventional disc-shaped fuel cavity 40, the flow A coming from the central area has a larger flow velocity than the flow B coming from the outer circumference, and therefore the collision between the two flows does not occur uniformly, There is a big problem that the atomization of fuel is still insufficient.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける如上の問題を解決することを課題とし、燃料の微
粒子化が改善された燃料噴射装置を提供することを課題
とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems in the prior art and to provide a fuel injection device with improved fuel atomization.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
燃料噴射装置は、複数の噴口を有する噴口プレ−ト部
材、上記噴口に通じる燃料通路と弁座を有するバルブシ
−ト、上記噴口プレ−ト部材と上記バルブシ−トとの間
に設けられて上記燃料通路と上記噴口とを連通する円盤
状の燃料キャビティ、上記弁座に離着座して上記燃料通
路を開閉する弁部材を備えた燃料噴射装置において、上
記燃料キャビティの少なくとも外周部は、軸方向の高さ
が外周端に向かって逓減するテーパ状であることを特徴
とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection device having an injection port plate member having a plurality of injection ports, a fuel sheet communicating with the injection port and a valve sheet having a valve seat, and the injection port. A disc-shaped fuel cavity provided between the plate member and the valve sheet to connect the fuel passage and the injection port, and a valve member that is seated on and off the valve seat to open and close the fuel passage. In the above fuel injection device, at least the outer peripheral portion of the fuel cavity is tapered so that the height in the axial direction gradually decreases toward the outer peripheral end.
【0008】本発明の請求項2に係る燃料噴射装置は、
上記請求項1において、上記燃料キャビティは、軸方向
の高さが実質的に一定の中央部と上記中央部に連接する
上記テーパ状の外周部とから構成されたことを特徴とす
るものである。A fuel injection device according to claim 2 of the present invention is
In the above claim 1, the fuel cavity is composed of a central portion having a substantially constant axial height and the tapered outer peripheral portion connected to the central portion. .
【0009】本発明の請求項3に係る燃料噴射装置は、
上記請求項2において、上記複数の噴口は、上記燃料キ
ャビティの中心に対して同心状に分散配設されており、
且つ上記各噴口は、上記テーパ状の外周部の少なくとも
一部に面して設けられたことを特徴とするものである。A fuel injection device according to claim 3 of the present invention is
In the above-mentioned claim 2, the plurality of injection holes are arranged concentrically with respect to the center of the fuel cavity,
In addition, each of the injection ports is provided so as to face at least a part of the tapered outer peripheral portion.
【0010】本発明の請求項4に係る燃料噴射装置は、
上記請求項1において、上記燃料キャビティは、その全
体が軸方向の高さが外周端に向かって逓減するテーパ状
となっていることを特徴とするものである。A fuel injection device according to claim 4 of the present invention is
In the above-mentioned claim 1, the entire fuel cavity is tapered so that the height in the axial direction gradually decreases toward the outer peripheral end.
【0011】本発明の請求項5に係る燃料噴射装置は、
複数の噴口を有する噴口プレ−ト部材、上記噴口に通じ
る燃料通路と弁座を有するバルブシ−ト、上記噴口プレ
−ト部材と上記バルブシ−トとの間に設けられて上記燃
料通路と上記噴口とを連通する円盤状の燃料キャビテ
ィ、上記弁座に離着座して上記燃料通路を開閉する弁部
材を備えた燃料噴射装置において、上記燃料キャビティ
は、上記燃料キャビティの中央部と上記中央部の外側に
位置すると共に軸方向の高さが上記中央部のそれより低
い外周部を備えたことを特徴とするものである。A fuel injection device according to claim 5 of the present invention is
A nozzle plate member having a plurality of nozzles, a fuel passage communicating with the nozzle and a valve seat having a valve seat, and the fuel passage and the nozzle provided between the nozzle plate member and the valve sheet. In a fuel injection device including a disc-shaped fuel cavity communicating with the valve seat and a valve member that is seated on and off the valve seat to open and close the fuel passage, the fuel cavity includes a central portion of the fuel cavity and a central portion of the fuel cavity. It is characterized in that it has an outer peripheral portion located outside and having a height in the axial direction lower than that of the central portion.
【0012】本発明の請求項6に係る燃料噴射装置は、
上記請求項5において、上記中央部と上記外周部との境
界に段差部を有し、上記複数の噴口は、上記燃料キャビ
ティの中心に対して同心状に分散して且つ上記段差部ま
たはその近傍に設けられたことを特徴とするものであ
る。A fuel injection device according to claim 6 of the present invention is
In the above claim 5, a step portion is provided at a boundary between the central portion and the outer peripheral portion, and the plurality of injection holes are dispersed concentrically with respect to the center of the fuel cavity and the step portion or the vicinity thereof. It is characterized by being provided in.
【0013】本発明の請求項7に係る燃料噴射装置は、
上記請求項5または請求項6において、上記段差部にお
ける上記中央部と上記外周部との段差は、上記中央部の
高さの10〜50%であることを特徴とするものであ
る。A fuel injection device according to claim 7 of the present invention is
In claim 5 or 6, the step between the central portion and the outer peripheral portion in the step portion is 10 to 50% of the height of the central portion.
【0014】本発明の請求項8に係る燃料噴射装置は、
上記請求項5〜請求項7のいずれか一項において、上記
外周部は、その軸方向の高さが外周端に向かって逓減す
るテーパ状であることを特徴とするものである。A fuel injection device according to claim 8 of the present invention is
In any one of claims 5 to 7, the outer peripheral portion is tapered so that its axial height gradually decreases toward the outer peripheral end.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1〜図3は、本
発明の燃料噴射装置における実施の形態1を説明するも
のであって、図1は実施の形態1の断面図であり、図2
は図1におけるC部の拡大図であり、図3は図2のK−
K方向からた見た平面図である。なお図3中の矢印は、
燃料キャビティ中における燃料の流れ方向を示す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. 1 to 3 are views for explaining Embodiment 1 of the fuel injection device of the present invention, and FIG. 1 is a cross-sectional view of Embodiment 1 and FIG.
2 is an enlarged view of the C portion in FIG. 1, and FIG. 3 is K- in FIG.
It is the top view seen from the K direction. In addition, the arrow in FIG.
5 shows the direction of fuel flow in the fuel cavity.
【0016】図1〜図3において、燃料噴射装置1は、
樹脂製ハウジング2の内部に電磁コイル3、固定鉄心4
および磁気通路を構成する金属プレ−ト5が配置され一
体成形されている。電磁コイル3は、樹脂製のボビン3
aとその外周に巻線されているコイル3bおよび外部と
の接続のために設けられたタ−ミナル6から構成されて
樹脂製ハウジング2と一体成形されている。1 to 3, the fuel injection device 1 is
An electromagnetic coil 3 and a fixed iron core 4 inside the resin housing 2.
And the metal plate 5 constituting the magnetic path is arranged and integrally molded. The electromagnetic coil 3 is a resin bobbin 3
It is composed of a, a coil 3b wound around its outer circumference, and a terminal 6 provided for connection to the outside, and is integrally molded with the resin housing 2.
【0017】固定鉄心4の内部には、圧縮ばね7の荷重
を調整するアジャスタ8が固定されている。磁気通路を
構成する金属プレ−ト5は、その一端が固定鉄心4に溶
接され、その他端が磁気通路を構成する磁性パイプ9に
溶接されている。非磁性パイプ11は、磁性パイプ9の
内部に配置された可動鉄心10が軸方向に可動なように
固定鉄心4と磁性パイプ9とに固定されている。An adjuster 8 for adjusting the load of the compression spring 7 is fixed inside the fixed iron core 4. One end of the metal plate 5 forming the magnetic path is welded to the fixed iron core 4, and the other end is welded to the magnetic pipe 9 forming the magnetic path. The non-magnetic pipe 11 is fixed to the fixed iron core 4 and the magnetic pipe 9 so that the movable iron core 10 arranged inside the magnetic pipe 9 is axially movable.
【0018】可動鉄心10の一端には、ニ−ドルパイプ
12が溶接されている。ニ−ドルパイプ12の可動鉄心
10側の端は、圧縮ばね7に当接しており、他端は前記
弁部材の一例としてのボ−ル13が溶接されている。磁
性パイプ9の内部に配置されたバルブシ−ト14は、ボ
−ル13の弁座となる傾斜面14aと燃料通路14cを
有する。ボ−ル13は、その外周部が五角形に加工され
ており、その五角形によりバルブシ−ト14のガイド部
14bにガイドされて軸方向に前後動して傾斜面14a
に離着座可能な様に配置されている。A needle pipe 12 is welded to one end of the movable iron core 10. An end of the needle pipe 12 on the movable iron core 10 side is in contact with the compression spring 7, and a ball 13 as an example of the valve member is welded to the other end. The valve sheet 14 arranged inside the magnetic pipe 9 has an inclined surface 14 a that serves as a valve seat of the ball 13 and a fuel passage 14 c. The ball 13 has a pentagonal outer peripheral portion which is guided by the guide portion 14b of the valve sheet 14 by the pentagon and axially moves back and forth to form an inclined surface 14a.
It is arranged so that it can be seated on and taken off.
【0019】噴口プレ−ト部材17は、燃料通路14c
あるいは後記燃料キャビティ14dの中心に対して同心
状に且つ互いに等間隔で分散配設された複数(図3では
8個)の噴口18を有し、バルブシ−ト14の図上での
下端に液密に固定されている。各噴口18は、図2に示
す通り、その中心線が軸に平行な線に対して角度θで傾
斜している。噴口プレ−ト部材17とバルブシ−ト14
との間に設けられた燃料キャビティ14dは、円盤状を
呈し、燃料通路14cと複数の噴口18とを連通する機
能をなす。その際、バルブシ−ト14の噴口プレ−ト部
材17との対向面14hの一部はテ−パ面となっている
ので、燃料キャビティ14dは、上記テ−パ面のために
その外周部14fは軸方向の高さ(以下、キャビティ高
さ)が外周壁14gに向かって逓減するテ−パ状となっ
ている。The nozzle plate member 17 includes a fuel passage 14c.
Alternatively, it has a plurality of (eight in FIG. 3) injection holes 18 which are concentrically arranged with respect to the center of the fuel cavity 14d and are equally spaced from each other, and the liquid sheet is provided at the lower end of the valve sheet 14 in the figure. It is tightly fixed. As shown in FIG. 2, each injection port 18 has its center line inclined at an angle θ with respect to a line parallel to the axis. Injection plate member 17 and valve sheet 14
The fuel cavity 14d provided between and has a disk shape, and has a function of connecting the fuel passage 14c and the plurality of injection holes 18 to each other. At this time, since a part of the surface 14h of the valve sheet 14 facing the nozzle plate member 17 is a taper surface, the fuel cavity 14d has an outer peripheral portion 14f because of the taper surface. Has a taper shape in which the axial height (hereinafter, cavity height) gradually decreases toward the outer peripheral wall 14g.
【0020】次に燃料噴射装置1の動作について説明す
る。外部より端子6を介してコイル3に通電すると、固
定鉄心4、金属プレ−ト5、磁性パイプ9、可動鉄心1
0で構成される磁気通路に磁束が発生し、可動鉄心10
が固定鉄心4に電磁吸引力により引き付けられ、可動鉄
心10と接合され一体となっているニ−ドルパイプ12
及びニ−ドルパイプ12に溶接固定されているボ−ル1
3が動作し、ボ−ル13がバルブシ−ト14の傾斜面1
4aからた離座して燃料通路14cが開状態とされる。Next, the operation of the fuel injection device 1 will be described. When the coil 3 is energized from the outside through the terminal 6, the fixed iron core 4, the metal plate 5, the magnetic pipe 9, the movable iron core 1
A magnetic flux is generated in the magnetic path composed of
Is attracted to the fixed iron core 4 by an electromagnetic attraction force, and is joined to the movable iron core 10 to form an integral middle pipe 12.
And a ball 1 welded and fixed to the needle pipe 12.
3 operates, and the ball 13 makes the inclined surface 1 of the valve sheet 14
When separated from 4a, the fuel passage 14c is opened.
【0021】燃料通路14cが開状態であるとき、デリ
バリパイプ(図示せず)から燃料噴射装置1に供給され
た燃料は、フィルタ16を通過し、ついで固定鉄心4内
に配置されているアジャスタ8および圧縮ばね7、可動
鉄心10、ニ−ドルパイプ12の各内部、バルブシ−ト
14のガイド部14bとボ−ル13の外周の間、を順次
通過して円筒形の燃料通路14cに至り、そこからさら
に燃料キャビティ14dを経て噴口18から外部(エン
ジンの吸気管内等)に噴射される。When the fuel passage 14c is in the open state, the fuel supplied from the delivery pipe (not shown) to the fuel injection device 1 passes through the filter 16 and then the adjuster 8 arranged in the fixed iron core 4. And the compression spring 7, the movable iron core 10, the inside of the needle pipe 12, and between the guide portion 14b of the valve sheet 14 and the outer periphery of the ball 13 to sequentially pass through to reach the cylindrical fuel passage 14c. Is further injected from the injection port 18 to the outside (in the intake pipe of the engine, etc.) through the fuel cavity 14d.
【0022】燃料キャビティ14d内における燃料の流
れに就き、図2〜図3により詳述すると、燃料通路14
cから燃料キャビティ14dの中央部14eへ流れ込ん
だ燃料は、前記図7〜8に示す従来技術の場合と同様
に、その流れの方向を変えて中央部14eから燃料キャ
ビティ14dの径方向に、即ち外周部14fに向って流
れ、そのうちの一部(流れA)は噴口18へ向って流れ
てそこから外部に噴射され、残りの燃料は噴口18間を
通過して外周部14fに到達し、その後燃料キャビティ
14dの外周壁14gに衝突反射して再度方向を変えて
噴口18に向う(流れB)。噴口18では、上記流れ
A、Bが衝突し、燃料流に乱れが生じるた状態で噴口1
8より流出する。The flow of fuel in the fuel cavity 14d will be described in detail with reference to FIGS.
The fuel flowing from c to the central portion 14e of the fuel cavity 14d changes its flow direction in the radial direction of the fuel cavity 14d from the central portion 14e, as in the case of the prior art shown in FIGS. It flows toward the outer peripheral portion 14f, and a part (flow A) thereof flows toward the nozzles 18 and is injected outside, and the remaining fuel passes between the nozzles 18 and reaches the outer peripheral portion 14f, and thereafter. It collides and reflects on the outer peripheral wall 14g of the fuel cavity 14d, changes its direction again, and travels toward the injection port 18 (flow B). At the injection port 18, the injection ports 1 in the state where the flows A and B collide with each other and the fuel flow is disturbed
Outflow from 8.
【0023】ここで上記流れA、Bの各流速に就き、図
7〜8に示す従来技術と実施の形態1との相違を説明す
る。テーパ状の外周部14fを有しない従来技術の燃料
キャビティ40(図7参照)は、一様なキャビティ高さ
を有する。今、その高さをHとすると、燃料キャビティ
40内の燃料通路面積は、2πrHとなって中心からの
半径rが大きくなるに従って通路面積も大きくなる。よ
って燃料が外周端に向かって流れるにつれて燃料流速が
減少し、特に外周壁からの反射流である流れBの流速が
減少して、従来技術において前記した問題が生じる。こ
れに対して実施の形態1の燃料キャビティ14dは、キ
ャビティ高さH2(図2参照)を有する中央部14eに
隣接して外周部14fを有し、そこでのキャビティ高さ
は外周壁14gに向かって逓減しているので燃料流速の
減少が小さく、よって流れBの流速減少の程度も少な
く、かくして噴口18での流れA、B間の流速差は小さ
くて燃料の微粒化の程度が向上する。Regarding the flow velocities of the flows A and B, the difference between the prior art shown in FIGS. 7 to 8 and the first embodiment will be described. The prior art fuel cavity 40 (see FIG. 7), which does not have the tapered outer periphery 14f, has a uniform cavity height. Now, if the height is H, the fuel passage area in the fuel cavity 40 becomes 2πrH, and the passage area also increases as the radius r from the center increases. Therefore, the fuel flow velocity decreases as the fuel flows toward the outer peripheral end, and in particular, the flow velocity of the flow B, which is a reflected flow from the outer peripheral wall, decreases, and the above-mentioned problems occur in the related art. On the other hand, the fuel cavity 14d of the first embodiment has the outer peripheral portion 14f adjacent to the central portion 14e having the cavity height H2 (see FIG. 2), and the cavity height there is toward the outer peripheral wall 14g. Since the fuel flow velocity decreases gradually, the flow velocity of the flow B is reduced to a small extent, and thus the flow velocity difference between the flows A and B at the injection port 18 is small, and the degree of atomization of the fuel is improved.
【0024】上記したA、B間の流速差を可及的に小さ
くする観点から、複数の噴口18は、外周部14fの少
なくとも一部に面して設けられることが好ましい。換言
すると、図2においてφBを平面図においてドーナツ状
を呈する外周部14fの内径、即ち外周部14fと中央
部14eとの境界の円の径、φPを複数の噴口18の各
中心点を結ぶ円の径、φdを各噴口18の径(φDは燃
料通路14cの径)とすると、φBはφP+φd/2よ
り小さいことが好ましい。From the viewpoint of minimizing the flow velocity difference between A and B as described above, it is preferable that the plurality of injection ports 18 are provided facing at least a part of the outer peripheral portion 14f. In other words, φB in FIG. 2 is the inner diameter of the outer peripheral portion 14f having a donut shape in a plan view, that is, the diameter of the circle at the boundary between the outer peripheral portion 14f and the central portion 14e, and φP is the circle connecting the center points of the plurality of injection holes 18. , Φd is the diameter of each injection port 18 (φD is the diameter of the fuel passage 14c), φB is preferably smaller than φP + φd / 2.
【0025】実施の形態1および後続の実施の形態にお
ける各部位の寸法あるいは寸法範囲は、燃料噴射装置1
の規模によって変わるが、今、燃料噴射装置1のボ−ル
13の径が4mmである場合を例にとると、φdは0.
1〜0.3mm、特に0.15mm、φPは1.0〜
3.0mm、特に2.0mm、角度θは0〜30度、特
に15度、φDは0.7〜1.5mm、特に1.0m
m、H2は0.1〜0.3mm、特に0.15mmであ
る。The size or size range of each portion in the first embodiment and the following embodiments is the same as that of the fuel injection device 1.
However, if the diameter of the ball 13 of the fuel injection device 1 is 4 mm, then φd is 0.
1 to 0.3 mm, particularly 0.15 mm, φP is 1.0 to
3.0 mm, especially 2.0 mm, angle θ is 0 to 30 degrees, especially 15 degrees, φD is 0.7 to 1.5 mm, especially 1.0 m
m and H2 are 0.1 to 0.3 mm, especially 0.15 mm.
【0026】実施の形態2.図4は、本発明の燃料噴射
装置における実施の形態2を説明するものであって、前
記図1のC部の前記図2とは異なる拡大図である。な
お、図4および後記の図5においては、前記図1〜3に
て表示された部位と同じ部位に就いては同じ符号を付し
て説明を省略する。Embodiment 2. FIG. 4 is a view for explaining the second embodiment of the fuel injection device of the present invention, and is an enlarged view of the portion C of FIG. 1 different from FIG. In addition, in FIG. 4 and FIG. 5 described later, the same parts as those shown in FIGS.
【0027】実施の形態2は、燃料キャビティ14dの
全体が軸方向の高さが外周端に向かって逓減するテーパ
状となっている点において前記実施の形態1と異なり、
その他の構成は同じである。燃料キャビティ14dで
は、その中央におけるキャビティ高さH2が外周壁14
gに向かって逓減しているので、外周壁14gの近傍に
おいても燃料流速の減少が小さく、よって流れBの流速
減少の程度も少なく、かくして噴口18での流れA、B
間の流速差は小さくて実施の形態1の場合と同様に、燃
料の微粒化の程度が向上する。The second embodiment differs from the first embodiment in that the entire fuel cavity 14d has a tapered shape in which the axial height gradually decreases toward the outer peripheral end.
Other configurations are the same. In the fuel cavity 14d, the cavity height H2 at the center is the outer peripheral wall 14
Since it gradually decreases toward g, the decrease in the fuel flow velocity is small even in the vicinity of the outer peripheral wall 14g, and thus the flow velocity of the flow B is reduced to a small extent.
The difference in the flow velocity between the two is small, and the degree of atomization of the fuel is improved as in the case of the first embodiment.
【0028】実施の形態3.図5は、本発明の燃料噴射
装置における実施の形態3を説明するものであって、前
記図1のC部の前記図4とは異なる拡大図である。Embodiment 3. FIG. 5 illustrates a third embodiment of the fuel injection device of the present invention, and is an enlarged view of a portion C of FIG. 1 different from that of FIG.
【0029】実施の形態3では、中央部14eの外側に
前記テーパ状の外周部14fに代えて段差部14jを介
し中央部14eよりもキャビティ高さが低い外周部14
iが設けられている。φBは、段差部14jの径(外周
部14iの内径)である。外周部14iは、中央部14
eよりもキャビティ高さが低いために燃料通路面積が小
さく、よって実施の形態1におけるテーパ状の外周部1
4fと同様の機能をなして上記流れA、B間の流速差は
小さくなって燃料の微粒化が向上する。In the third embodiment, the outer peripheral portion 14 having a cavity height lower than that of the central portion 14e is provided outside the central portion 14e through a step portion 14j instead of the tapered outer peripheral portion 14f.
i is provided. φB is the diameter of the step portion 14j (inner diameter of the outer peripheral portion 14i). The outer peripheral portion 14i is the central portion 14
Since the cavity height is lower than that of e, the fuel passage area is small, and thus the tapered outer peripheral portion 1 in the first embodiment is used.
By performing the same function as 4f, the flow velocity difference between the flows A and B is reduced, and atomization of fuel is improved.
【0030】図5において、中央部14eのキャビティ
高さをH2、段差部14jにおける中央部14eと外周
部14iの段差をH1としたとき、一般的に段差H1が
過少であると段差部14jを設ける意義が乏しく、一方
段差H1が過大であると、外周部14iにおける燃料通
路面積が小さくなって流れAの流速が過大となる。よっ
て段差H1は、H2の10〜50%程度であることが好
ましい。In FIG. 5, when the cavity height of the central portion 14e is H2 and the step between the central portion 14e and the outer peripheral portion 14i in the step portion 14j is H1, it is generally assumed that the step portion 14j is too small. If the step H1 is too large to be provided, the fuel passage area in the outer peripheral portion 14i becomes small and the flow velocity of the flow A becomes too large. Therefore, the step H1 is preferably about 10 to 50% of H2.
【0031】実施の形態4.図6は、本発明の燃料噴射
装置における実施の形態4を説明するものであって前記
図1のC部の前記図5とは異なる拡大図である。実施の
形態4は、前記実施の形態3とは段差部14jが噴口1
8を臨む位置に、換言するとφBがφPに近い値となる
位置に設けられ、且つ外周部14iがテーパ状である点
において異なり、その他の構成は同じである。Fourth Embodiment FIG. 6 is a diagram for explaining the fourth embodiment of the fuel injection device of the present invention and is an enlarged view of a portion C of FIG. 1 different from that of FIG. In the fourth embodiment, the step portion 14j is different from that of the third embodiment in that
8 is different from that of FIG. 8 in other words, φB is provided at a position close to φP, and the outer peripheral portion 14i is tapered, and other configurations are the same.
【0032】実施の形態4において、燃料キャビティ1
4dの中心に対して同心状に分散して設けられた複数の
噴口18は、上記した通り、段差部14jまたはその近
傍に、特に上記径φBがφP±φd/2となる範囲内設
けられることが好ましい。かくあると、実施の形態3で
説明した流れA、B間での流速差の減少の効果の他に、
段差部14jが各噴口18を臨む位置またはその近傍に
存在するので、噴口18の入り口での左右流たる前記流
れA、Bに加えて段差部14jの壁に沿った上から下に
向かう縦流も生じるので、3方向からの燃料流の衝突に
より燃料流の乱れが一層大きくなり、燃料の微粒子化が
一層高度に進む。実施の形態4の外周部14iは、テー
パ状となっているが、テーパ状でなくてもよい。In the fourth embodiment, the fuel cavity 1
As described above, the plurality of injection holes 18 concentrically distributed with respect to the center of 4d are provided in the step portion 14j or in the vicinity thereof, particularly within the range where the diameter φB is φP ± φd / 2. Is preferred. Thus, in addition to the effect of reducing the flow velocity difference between the flows A and B described in the third embodiment,
Since the step portion 14j exists at the position facing each nozzle 18 or in the vicinity thereof, in addition to the above-described flows A and B that are lateral flows at the entrance of the nozzle 18, a vertical flow from the top to the bottom along the wall of the step 14j. Therefore, the turbulence of the fuel flow is further increased by the collision of the fuel flows from three directions, and the atomization of the fuel is further advanced. Although the outer peripheral portion 14i of the fourth embodiment has a tapered shape, it does not have to be tapered.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明の請求項1に係る燃料噴射装置
は、以上説明した通り、複数の噴口を有する噴口プレ−
ト部材、上記噴口に通じる燃料通路と弁座を有するバル
ブシ−ト、上記噴口プレ−ト部材と上記バルブシ−トと
の間に設けられて上記燃料通路と上記噴口とを連通する
円盤状の燃料キャビティ、上記弁座に離着座して上記燃
料通路を開閉する弁部材を備えた燃料噴射装置におい
て、上記燃料キャビティの少なくとも外周部は、軸方向
の高さが外周端に向かって逓減するテーパ状とするもの
であるので、各噴口では、燃料の前記した流れA、Bの
効果的衝突による燃料の微粒化が従来技術よりも向上す
る。この結果、燃料の燃焼効率が向上する効果がある。As described above, the fuel injection device according to the first aspect of the present invention has the injection port pre-press having a plurality of injection ports.
Member, a valve seat having a fuel passage communicating with the injection port and a valve seat, and a disc-shaped fuel provided between the injection plate member and the valve sheet to communicate the fuel passage with the injection port. In a fuel injection device including a cavity and a valve member that is seated on and off the valve seat to open and close the fuel passage, at least an outer peripheral portion of the fuel cavity has a tapered shape in which an axial height gradually decreases toward an outer peripheral end. Therefore, the atomization of the fuel due to the effective collision of the above-described flows A and B of the fuel is improved at each injection port as compared with the related art. As a result, the fuel combustion efficiency is improved.
【0034】また上記請求項1において、上記燃料キャ
ビティは、軸方向の高さが実質的に一定の中央部と上記
中央部に連接する上記テーパ状の外周部とから構成さ
れ、また上記請求項2において、上記複数の噴口は、上
記燃料キャビティの中心に対して同心状に分散配設され
ており、且つ上記各噴口は、上記テーパ状の外周部の少
なくとも一部に面して設けられると、燃料の前記した流
れA、Bの衝突が一層効果的に生じる。Further, in the above-mentioned claim 1, the fuel cavity is composed of a central portion whose axial height is substantially constant, and the tapered outer peripheral portion which is connected to the central portion. 2, the plurality of injection holes are distributed concentrically with respect to the center of the fuel cavity, and the injection holes are provided so as to face at least a part of the tapered outer peripheral portion. , The collision of the above-mentioned streams A and B of fuel occurs more effectively.
【0035】また上記請求項1において、上記燃料キャ
ビティは、その全体が軸方向の高さが外周端に向かって
逓減するテーパ状となっている場合でも燃料の前記した
流れA、Bの衝突並びに微粒化が改善される。Further, in the above-mentioned claim 1, even if the entire fuel cavity has a tapered shape in which the axial height gradually decreases toward the outer peripheral end, the collision of the fuel flows A and B described above Atomization is improved.
【0036】本発明の請求項5に係る燃料噴射装置は、
以上説明した通り、複数の噴口を有する噴口プレ−ト部
材、上記噴口に通じる燃料通路と弁座を有するバルブシ
−ト、上記噴口プレ−ト部材と上記バルブシ−トとの間
に設けられて上記燃料通路と上記噴口とを連通する円盤
状の燃料キャビティ、上記弁座に離着座して上記燃料通
路を開閉する弁部材を備えた燃料噴射装置において、上
記燃料キャビティは、上記燃料キャビティの中央部と上
記中央部の外側に位置すると共に軸方向の高さが上記中
央部のそれより低い外周部を備えたものであるので、本
発明の前記請求項1に係る燃料噴射装置と同等の効果を
有する。A fuel injection device according to claim 5 of the present invention is
As described above, a nozzle plate member having a plurality of nozzles, a valve sheet having a fuel passage communicating with the nozzle and a valve seat, and provided between the nozzle plate member and the valve sheet. In a fuel injection device including a disc-shaped fuel cavity that communicates a fuel passage and the injection port, and a valve member that is seated on and off the valve seat to open and close the fuel passage, the fuel cavity includes a central portion of the fuel cavity. And an outer peripheral portion located outside the central portion and having an axial height lower than that of the central portion, the same effect as the fuel injection device according to claim 1 of the present invention can be obtained. Have.
【0037】また上記請求項5において、上記中央部と
上記外周部との境界に段差部を有し、上記複数の噴口
は、上記燃料キャビティの中心に対して同心状に分散し
て且つ上記段差部またはその近傍に設けられものである
と、上記流れA、B間での流速差の減少の効果の他に、
段差部が各噴口18を臨む位置またはその近傍に存在す
るので、噴口の入口での前記流れA、Bに加えて段差部
の壁に沿った上から下に向かう縦流も生じるので、3方
向からの燃料流の衝突により燃料流の乱れが一層大きく
なり、燃料の微粒子化が一層高度に進み、この結果、燃
料の燃焼効率が一層向上する効果がある。Further, in the above-mentioned claim 5, a step portion is provided at a boundary between the central portion and the outer peripheral portion, and the plurality of injection holes are concentrically distributed with respect to a center of the fuel cavity and the step portion is formed. If it is provided in the portion or in the vicinity thereof, in addition to the effect of reducing the flow velocity difference between the flows A and B,
Since the stepped portion exists at the position facing each jet port 18 or in the vicinity thereof, in addition to the flows A and B at the inlet of the jet port, a vertical flow from the top to the bottom along the wall of the stepped portion also occurs, so that there are three directions. Due to the collision of the fuel flow from the above, the turbulence of the fuel flow is further increased, and the atomization of the fuel is further advanced.
【0038】また上記請求項5において、上記段差部に
おける上記中央部と上記外周部との段差は、上記中央部
の高さの10〜50%であり、また上記外周部は、その
軸方向の高さが外周端に向かって逓減するテーパ状であ
ると、燃料の前記3方向の流の衝突並びにそれによる微
粒化が一層改善される。Further, in the above-mentioned claim 5, the step between the central portion and the outer peripheral portion in the step portion is 10 to 50% of the height of the central portion, and the outer peripheral portion in the axial direction. When the height is tapered so as to gradually decrease toward the outer peripheral end, the collision of the fuel in the three directions and the atomization due to the collision are further improved.
【図1】 実施の形態1の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment.
【図2】 図1におけるC部の拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of part C in FIG.
【図3】 図2のK−K方向からた見た平面図。FIG. 3 is a plan view seen from the KK direction in FIG.
【図4】 本発明の燃料噴射装置における実施の形態2
を説明するものであって、図1のC部の他の拡大図。FIG. 4 is a second embodiment of the fuel injection device according to the present invention.
FIG. 2 is another enlarged view of the C portion of FIG.
【図5】 本発明の燃料噴射装置における実施の形態3
を説明するものであって、図1のC部のさらに他の拡大
図。FIG. 5 is a third embodiment of the fuel injection device of the present invention.
FIG. 6 is a further enlarged view of the part C in FIG.
【図6】 本発明の燃料噴射装置における実施の形態4
を説明するものであって、図1のC部のさらに他の拡大
図。FIG. 6 is a fourth embodiment of the fuel injection device according to the present invention.
FIG. 6 is a further enlarged view of the part C in FIG.
【図7】 従来技術の燃料噴射装置における噴口プレ−
ト部材およびその近傍部の断面図。FIG. 7 is an injection port press in a conventional fuel injection device.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the tongue member and its vicinity.
【図8】 図7の噴口出口側から見た平面図。FIG. 8 is a plan view seen from the jet outlet side of FIG. 7.
1 燃料噴射装置、13 ボール、14 バルブシ−
ト、14c 燃料通路、14d 燃料キャビティ、14
e 中央部、14f 外周部、14g外周壁、14i
外周部、14j 段差部、17 噴口プレ−ト部材、1
8 噴口。1 fuel injection device, 13 balls, 14 valve seal
14c fuel passage, 14d fuel cavity, 14
e central part, 14f outer peripheral part, 14g outer peripheral wall, 14i
Outer peripheral portion, 14j step portion, 17 nozzle plate member, 1
8 nozzles.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G066 AB02 BA03 CC15 CC24 CC26 CD30 CE22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 3G066 AB02 BA03 CC15 CC24 CC26 CD30 CE22
Claims (8)
上記噴口に通じる燃料通路と弁座を有するバルブシ−
ト、上記噴口プレ−ト部材と上記バルブシ−トとの間に
設けられて上記燃料通路と上記噴口とを連通する円盤状
の燃料キャビティ、上記弁座に離着座して上記燃料通路
を開閉する弁部材を備えた燃料噴射装置において、上記
燃料キャビティの少なくとも外周部は、軸方向の高さが
外周端に向かって逓減するテーパ状であることを特徴と
する燃料噴射装置。1. A nozzle plate member having a plurality of nozzles,
A valve seat having a fuel passage communicating with the injection port and a valve seat
A disk-shaped fuel cavity that is provided between the nozzle plate member and the valve sheet and connects the fuel passage and the nozzle, and is seated on and off the valve seat to open and close the fuel passage. A fuel injection device including a valve member, wherein at least an outer peripheral portion of the fuel cavity has a tapered shape in which an axial height gradually decreases toward an outer peripheral end.
実質的に一定の中央部と上記中央部に連接する上記テー
パ状の外周部とから構成されたことを特徴とする請求項
1記載の燃料噴射装置。2. The fuel cavity comprises a central portion having a substantially constant axial height and a tapered outer peripheral portion connected to the central portion. Fuel injector.
の中心に対して同心状に分散配設されており、且つ上記
各噴口は、上記テーパ状の外周部の少なくとも一部に面
して設けられたことを特徴とする請求項2記載の燃料噴
射装置。3. The plurality of injection holes are distributed concentrically with respect to the center of the fuel cavity, and the injection holes are provided so as to face at least a part of the tapered outer peripheral portion. The fuel injection device according to claim 2, wherein the fuel injection device is provided.
向の高さが外周端に向かって逓減するテーパ状となって
いることを特徴とする請求項1記載の燃料噴射装置。4. The fuel injection device according to claim 1, wherein the entire fuel cavity has a tapered shape in which the height in the axial direction gradually decreases toward the outer peripheral end.
上記噴口に通じる燃料通路と弁座を有するバルブシ−
ト、上記噴口プレ−ト部材と上記バルブシ−トとの間に
設けられて上記燃料通路と上記噴口とを連通する円盤状
の燃料キャビティ、上記弁座に離着座して上記燃料通路
を開閉する弁部材を備えた燃料噴射装置において、上記
燃料キャビティは、上記燃料キャビティの中央部と上記
中央部の外側に位置すると共に軸方向の高さが上記中央
部のそれより低い外周部を備えたことを特徴とする燃料
噴射装置。5. A nozzle plate member having a plurality of nozzles,
A valve seat having a fuel passage communicating with the injection port and a valve seat
A disk-shaped fuel cavity that is provided between the nozzle plate member and the valve sheet and connects the fuel passage and the nozzle, and is seated on and off the valve seat to open and close the fuel passage. In the fuel injection device including the valve member, the fuel cavity includes a central portion of the fuel cavity and an outer peripheral portion having an axial height lower than that of the central portion. A fuel injection device characterized by:
部を有し、上記複数の噴口は、上記燃料キャビティの中
心に対して同心状に分散して且つ上記段差部またはその
近傍に設けられたことを特徴とする請求項5記載の燃料
噴射装置。6. A step portion is provided at a boundary between the central portion and the outer peripheral portion, and the plurality of injection holes are dispersed concentrically with respect to a center of the fuel cavity and at or near the step portion. The fuel injection device according to claim 5, wherein the fuel injection device is provided.
周部との段差は、上記中央部の高さの10〜50%であ
ることを特徴とする請求項5または請求項6記載の燃料
噴射装置。7. The fuel injection according to claim 5, wherein a step between the central portion and the outer peripheral portion of the step portion is 10 to 50% of a height of the central portion. apparatus.
端に向かって逓減するテーパ状であることを特徴とする
請求項5〜請求項7のいずれか一項記載の燃料噴射装
置。8. The fuel injection device according to claim 5, wherein the outer peripheral portion has a taper shape whose axial height gradually decreases toward the outer peripheral end. .
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JP2001356025A JP2003155965A (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Fuel injection device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR100719463B1 (en) | 2006-06-16 | 2007-05-18 | 주식회사 케피코 | Fuel injection valve |
EP1686259A3 (en) * | 2005-02-01 | 2010-01-13 | Hitachi, Ltd. | Fuel injector and in-cylinder direct-injection gasoline engine |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001356025A patent/JP2003155965A/en active Pending
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