JP2003161231A - Fuel injection valve - Google Patents

Fuel injection valve

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JP2003161231A
JP2003161231A JP2001358648A JP2001358648A JP2003161231A JP 2003161231 A JP2003161231 A JP 2003161231A JP 2001358648 A JP2001358648 A JP 2001358648A JP 2001358648 A JP2001358648 A JP 2001358648A JP 2003161231 A JP2003161231 A JP 2003161231A
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JP
Japan
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fuel
valve
fuel injection
injection
flow
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JP2001358648A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Okamoto
良雄 岡本
Morinori Togashi
盛典 富樫
Hiromasa Kubo
博雅 久保
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reconcile both ways for atomization and spraying in a fuel injection valve having a nozzle plate with a plurality of injection holes, and to inhibit the attachment to a wall face by controlling a spraying pattern when mounted on an internal combustion engine. <P>SOLUTION: This fuel injection valve comprises a fluid passage plate 12 positioned at an inner side with respect to a contracted part of a valve member at a downstream side of the valve member with a valve seat 11a, and having an inner diameter part 13 for contracting a fuel fluid, and a nozzle plate 15 positioned at a downstream side of the fluid passage plate 12 and having a plurality of injection holes 16, and an injection hole pitch circle is located outside with respect to the inner diameter part 13 of the fluid passage plate 12. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、燃料を微粒化して
噴射すると共に、その噴射パターンを制御する燃料噴射
弁であって、特に、噴霧の微粒化度が高く、しかも、低
コスト構造の噴射ノズル体を有する燃料噴射弁に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection valve for atomizing and injecting fuel and controlling the injection pattern thereof. In particular, the atomization of spray is high, and the injection has a low cost structure. The present invention relates to a fuel injection valve having a nozzle body.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の燃費向上や排気ガス浄化に対
応するためには、燃料噴射弁から噴射される燃料の更な
る微粒化の促進と噴射方向の適正化が重要な課題とされ
ている。この種の課題に対応可能な燃料噴射弁として、
弁先端部に複数個の微細孔を有するプレートを用いて微
粒化と噴射方向を制御するものがある。その代表的な燃
料噴射弁として、特開2000−97129号公報及び特開2001
−46919号公報に記載されたものがある。これらの従来
技術は、噴孔部における燃料流れ中の乱れと流出速度が
微粒化に寄与することに着目している。したがって、弁
部材とプレート間の距離や微細孔の配置と、プレート上
流の流れ状態との関連を最適化して、微粒化された噴霧
が噴射先で重複することのないようにして、2方向噴霧
を得るというものである。
2. Description of the Related Art In order to improve fuel efficiency of an internal combustion engine and purify exhaust gas, it is important to promote further atomization of fuel injected from a fuel injection valve and to optimize injection direction. . As a fuel injection valve that can respond to this type of problem,
There is one that controls atomization and the injection direction by using a plate having a plurality of fine holes at the valve tip. As typical fuel injection valves thereof, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2000-97129 and 2001
There is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 46919. These prior arts focus on the fact that the turbulence in the fuel flow and the outflow velocity in the injection hole portion contribute to atomization. Therefore, the relationship between the distance between the valve member and the plate or the arrangement of the fine holes and the flow state upstream of the plate is optimized so that the atomized sprays do not overlap at the injection destinations and the two-way spray is performed. Is to get.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この種の燃料噴射弁に
あっては、一般的には、噴孔径を小さくすれば燃料噴霧
が微粒化することが知られている。しかし、必要流量の
噴射量を得るためには噴孔数を増やす必要がある。噴孔
の数が増えると噴孔同士の距離が近くなって噴射した燃
料噴霧の合体が起こりやすくなって微粒化が妨げられる
という課題を有している。
In this type of fuel injection valve, it is generally known that the fuel spray atomizes when the injection hole diameter is reduced. However, it is necessary to increase the number of injection holes in order to obtain the required injection amount. As the number of injection holes increases, the distance between the injection holes becomes shorter, and coalescing of the injected fuel sprays easily occurs, which hinders atomization.

【0004】また、内燃機関への適用にあたっては、種
々の噴射量や噴霧パターンの適正化が必要である。すな
わち、内燃機関の壁面への燃料付着の抑制が不十分であ
ると、吸気管内壁面やピストン、シリンダ壁面あるいは
シリンダヘッド等への燃料付着が生じるため、付着燃料
の不完全燃焼により発生するHC(未燃炭化水素)の排
出量が増加してしまう。種々の内燃機関に対応した所望
の噴霧パターンを生成することにより、内燃機関の点火
性を良好とし燃焼性能を向上させることにより、この問
題を解決することができる。
When applied to an internal combustion engine, it is necessary to optimize various injection amounts and spray patterns. That is, if the suppression of the fuel adhesion to the wall surface of the internal combustion engine is insufficient, the fuel adheres to the inner wall surface of the intake pipe, the piston, the cylinder wall surface, the cylinder head, etc., and thus HC (caused by incomplete combustion of the adhered fuel) Emissions of unburned hydrocarbons will increase. This problem can be solved by generating a desired spray pattern corresponding to various internal combustion engines to improve the ignitability of the internal combustion engine and improve the combustion performance.

【0005】本発明の目的は、燃料噴霧の微粒化促進
と、微粒化を損なうことなく噴霧パターン(方向)を制
御することある。
An object of the present invention is to promote atomization of fuel spray and control the spray pattern (direction) without impairing atomization.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、弁座とその下流に噴孔を有し、弁座の電気的な開閉
動作によって燃料の噴射を制御する燃料噴射弁であっ
て、弁座を有する弁部材の下流側においてその弁部材の
縮径部より内側に位置し、燃料流体を縮流する内径部を
有する流体通路用プレートと、この流体通路用プレート
の下流側に位置し複数個の噴孔を有するノズルプレート
とを備え、噴孔の入口側開口が流体通路用プレートの内
径部より外側にある構成とした。特に、燃料通路用プレ
ートにおいては、燃料流体を縮流する内径部に続いて微
粒化用の燃料流れを形成する流体室となる凹部室が設け
てある。この燃料通路用プレート内径部の直径と凹部室
の高さによって、各種内燃機関に要求される必要流量が
決定され、凹部室の高さと大きさ(直径)によって微粒
化に好適な燃料流れが形成される。ノズルプレートに設
けられる複数個の噴孔は、少なくとも微粒化と噴霧パタ
ーンを制御するように構成され、流れの抵抗(絞り)と
なるような設計はなされていない。すなわち、ノズルプ
レートの該噴孔の入口側開口が、流体通路用プレートの
内径部より外側にあるような構成によって流出速度が高
められ、その断面が馬蹄形状となる速度分布が生成さ
れ、微粒化促進にとって好適な燃料流れとなっている。
In order to achieve the above object, there is provided a fuel injection valve having a valve seat and an injection hole at the downstream thereof and controlling fuel injection by electrically opening and closing the valve seat. A fluid passage plate located inside the reduced diameter portion of the valve member on the downstream side of the valve member having a valve seat and having an inner diameter portion for reducing the flow of the fuel fluid, and located downstream of the fluid passage plate A nozzle plate having a plurality of injection holes is provided, and the inlet side opening of the injection holes is outside the inner diameter portion of the fluid passage plate. In particular, the fuel passage plate is provided with a recess chamber which serves as a fluid chamber for forming a fuel flow for atomization, following the inner diameter portion for contracting the fuel fluid. The required flow rate required for various internal combustion engines is determined by the diameter of the inner diameter of the fuel passage plate and the height of the recess chamber, and the fuel flow suitable for atomization is formed by the height and size (diameter) of the recess chamber. To be done. The plurality of injection holes provided in the nozzle plate are configured to control at least atomization and the spray pattern, and are not designed to be a flow resistance (throttle). That is, the flow velocity is increased by the structure in which the inlet side opening of the nozzle hole of the nozzle plate is outside the inner diameter portion of the fluid passage plate, and a velocity distribution with a horseshoe-shaped cross section is generated, resulting in atomization. The fuel flow is suitable for promotion.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を、図1乃至図
5を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0008】図1は、本発明に係る電磁式の燃料噴射弁
1の縦断面図である。この図を用いて、燃料噴射弁1の
構造及び動作について説明する。
FIG. 1 is a vertical sectional view of an electromagnetic fuel injection valve 1 according to the present invention. The structure and operation of the fuel injection valve 1 will be described with reference to this drawing.

【0009】燃料噴射弁1は、コントロ−ルユニットに
より演算されたデュ−ティのON−OFF信号により、
弁座部の開閉を行うことにより燃料を噴射する。
The fuel injection valve 1 uses the duty ON-OFF signal calculated by the control unit,
Fuel is injected by opening and closing the valve seat portion.

【0010】磁気回路は、一方の開口端2aに燃料導入
部を有し、他方の開口端2bを有するコアとして働くほ
ぼ筒状の管2と、この筒状管2の開口端2b付近の外周
部にその一端を挿入固定される薄厚状の円筒部材7に、
その一部を固定され、強磁性材よりなり、少なくとも部
分的に電磁コイル5を取り囲むように構成されるヨ−ク
としての機能を有する管状片3と、この管状片3の一方
端を閉じる栓体部4と、コアとして働く筒状管2の開口
端2bに空隙を隔てて対面する筒状のアンカー6とから
なる。
The magnetic circuit has a substantially cylindrical tube 2 having a fuel introduction portion at one opening end 2a and having the other opening end 2b, and an outer periphery of the cylindrical tube 2 near the opening end 2b. To the thin cylindrical member 7 of which one end is inserted and fixed to the
A tubular piece 3 having a part thereof fixed and made of a ferromagnetic material and having a function as a yoke configured to at least partially surround the electromagnetic coil 5, and a plug closing one end of the tubular piece 3. It is composed of a body portion 4 and a tubular anchor 6 that faces the open end 2b of the tubular tube 2 serving as a core with a gap.

【0011】弁体10は、このアンカ6の内周面に、部
分的に開口部8aを有する板状部材を丸めて成形される
とロッド8と、このロッド8の他方の開口端部に溶接止
めされてなるボ−ル9とよりなる。この弁体10は、ア
ンカ6及びボール9の外周部分によってガイドされてお
り、燃料が噴射されない場合、ノズル体11の弁座部1
1aに当接している。このノズル体11は弁座面11a
の直径よりやや小さい開口部11bをその下流に有して
おり、非磁性材あるいは弱磁性材よりなる薄厚状円筒部
材7の一方端の内周面7aに圧入されている。
The valve body 10 is welded to the rod 8 and the other open end of the rod 8 when a plate-shaped member having a partial opening 8a is formed by rolling on the inner peripheral surface of the anchor 6. It consists of a ball 9 that is stopped. This valve body 10 is guided by the outer peripheral portions of the anchor 6 and the ball 9, and when fuel is not injected, the valve seat portion 1 of the nozzle body 11 is guided.
It is in contact with 1a. The nozzle body 11 has a valve seat surface 11a.
Has an opening 11b having a diameter slightly smaller than the diameter thereof and is press-fitted into the inner peripheral surface 7a at one end of the thin cylindrical member 7 made of a non-magnetic material or a weak magnetic material.

【0012】このノズル体11の下流には、流体通路構
成用プレート12及びノズルプレート15が順次圧入固
定されている。
A fluid passage forming plate 12 and a nozzle plate 15 are sequentially press-fitted and fixed downstream of the nozzle body 11.

【0013】弁体10は、このノズル体11及び流体通
路構成用プレート12、ノズルプレート15を圧入固定
する際に、弁体10のアンカ6端面とコアとして働く筒
状管2の開口端2bとの隙間を調整される。すなわち、
この隙間は、弁体10の軸方向の移動量として形成され
る。また、弁体10は、リターンスプリング17によっ
て、ノズル体11の弁座面11a押圧されてなり、その
押圧力は板材をロール状に成形した巻きブッシュ18の
軸方向位置によって調整される。
When the nozzle body 11, the fluid passage forming plate 12 and the nozzle plate 15 are press-fitted and fixed, the valve body 10 has an end face of the anchor 6 of the valve body 10 and an open end 2b of the tubular tube 2 which serves as a core. The gap is adjusted. That is,
This gap is formed as the amount of axial movement of the valve element 10. Further, the valve body 10 is pressed by the return spring 17 against the valve seat surface 11a of the nozzle body 11, and the pressing force is adjusted by the axial position of the winding bush 18 formed by rolling a plate material.

【0014】また、本実施形態では、コアとして働く筒
状管2の下端面が開弁動作時にアンカ6を受け止めるス
トッパとしての役割をなしている。このため、筒状管2
の下端面やアンカ6の上端面には、クロムメッキ等が電
解メッキ法等で処理されていることが好ましい。
Further, in the present embodiment, the lower end surface of the tubular tube 2 acting as the core serves as a stopper for receiving the anchor 6 during the valve opening operation. Therefore, the tubular tube 2
It is preferable that the lower end surface of the anchor 6 and the upper end surface of the anchor 6 are plated with chromium or the like by electrolytic plating or the like.

【0015】磁気回路を励磁するコイル5はボビン19
に巻かれている。コイル5の端子21は、図示しないコ
ントロ−ルユニットの端子と結合される。
The coil 5 for exciting the magnetic circuit is a bobbin 19
Is wrapped around. The terminal 21 of the coil 5 is connected to the terminal of a control unit (not shown).

【0016】コアとして働く筒状管2及びヨ−クとして
の機能を有する管状片3の外周部には、射出成形された
プラスチック成形体20によって取り囲まれている。こ
の場合、コイル端子21も一緒に一体成形される。ま
た、プラスチック成形体20の一端面20a側には、円
筒部材7の端面7aに挿入固定されるブッシュ22との
間に気体シール用のOリング23が設けられており、他
方端20b側には燃料シール用のOリング24が設けら
れている。なお、25はフィルターであり、燃料中のゴ
ミや異物がボール9と弁座面11aとの間の、いわゆる
バルブ弁座面側への侵入を防ぐために設けられている。
The outer peripheral portion of the tubular tube 2 which functions as a core and the tubular piece 3 which functions as a yoke are surrounded by a plastic molding 20 which is injection molded. In this case, the coil terminal 21 is integrally molded together. Further, an O-ring 23 for gas sealing is provided between the one end surface 20a side of the plastic molded body 20 and the bush 22 inserted and fixed to the end surface 7a of the cylindrical member 7, and the other end 20b side thereof. An O-ring 24 for fuel sealing is provided. A filter 25 is provided to prevent dust and foreign matter in the fuel from entering the so-called valve valve seat surface side between the ball 9 and the valve seat surface 11a.

【0017】以上のように構成された、燃料噴射弁1の
動作を説明する。
The operation of the fuel injection valve 1 configured as described above will be described.

【0018】電磁コイル5に与えられる電気的なON−
OFF信号により、弁体10を軸方向に上下動させてボ
ール9と弁座面11aの隙間の開閉を行い、それによっ
て燃料の噴射制御を行う。電気信号がコイル5に与えら
れると、コアとして働く筒状管2、ヨ−クとしての機能
を有する管状片3、アンカ6で磁気回路が形成され、ア
ンカ6が筒状管2側に吸引される。アンカ6が移動する
と、これと一体になっているボ−ル9も移動してノズル
体11の弁座面11aから離れ、ノズルプレートに設け
た燃料噴射孔16の上流側で燃料通路が開放される。
Electric ON-applied to the electromagnetic coil 5
By the OFF signal, the valve body 10 is moved up and down in the axial direction to open and close the gap between the ball 9 and the valve seat surface 11a, thereby controlling the fuel injection. When an electric signal is applied to the coil 5, a magnetic circuit is formed by the tubular tube 2 acting as a core, the tubular piece 3 having a function as a yoke, and the anchor 6, and the anchor 6 is attracted to the tubular tube 2 side. It When the anchor 6 moves, the ball 9 integrated with it also moves away from the valve seat surface 11a of the nozzle body 11, and the fuel passage is opened upstream of the fuel injection hole 16 provided in the nozzle plate. It

【0019】燃料は、フィルタ25から燃料噴射弁1の
内部に流入し、筒状管2の内部通路、アンカ6の内部及
びアンカ6に結合されるロッド8の開口部を経て弁座面
11aに至り、開弁時に、流体通路用プレート12で流
量調整もしくは流れを制御されて燃料噴射孔16に至り
噴射される。
The fuel flows into the fuel injection valve 1 from the filter 25, passes through the internal passage of the tubular pipe 2, the inside of the anchor 6 and the opening of the rod 8 connected to the anchor 6, and reaches the valve seat surface 11a. When the valve is opened, the flow rate is adjusted or the flow is controlled by the fluid passage plate 12, and the fuel is injected to the fuel injection hole 16.

【0020】本実施形態においては、以下のような配慮
が為されている。 (1)噴射燃料の微粒化向上については、噴射される
ジェット流に乱れを付加させる。ジェット流の流速を
増加させ、外気とのせん断力によって乱れを増幅させ
る。ことから複数個の燃料噴射孔16より噴射される燃
料の微粒化を促進させると共に、噴孔直下において互
いのジェット流の衝突を避ける。等で達成している。
及びを達成するための手段として、流体通路用プレー
ト12を設けた。この流体通路用プレート12に設けた
内径部13によって燃料流体は縮流され、さらに下流側
において、一体的に設けた凹部室14内に、図4の
(a)に示すように、渦流れ30を誘起する。この渦流
れは、下流の燃料噴射孔16のほぼ上流に位置してお
り、噴射されるジェット流へ乱れを付加する。また、図
4の(b)に示すように、燃料噴射孔16の入り口部を
含む平面内の流れを見ると(N−N方向視図)、流体通
路用プレート12に設けた凹部室14に衝突した燃料3
1は、燃料噴射孔16内に再度流れ込み、中心方向より
流入した流れと衝突し、ジェット流れを加速する。特徴
的な現象は、燃料噴射孔16内に生じる流速分布をみる
と、図中の二点鎖線で示すように、流速の最大部分の領
域が馬蹄形状32となっていることである。また図5に
示すように、非対称形の流速分布となっており、その最
大値も従来構造と比較すると、大きくなっている。速度
の増大や接触面の増大によって、外気とのせん断力によ
るジェット流れへの乱れを増幅させることができ、微粒
化が促進される。
In this embodiment, the following consideration is made. (1) To improve atomization of the injected fuel, turbulence is added to the jet flow to be injected. The flow velocity of the jet stream is increased, and the turbulence is amplified by the shearing force with the outside air. Therefore, atomization of the fuel injected from the plurality of fuel injection holes 16 is promoted, and collision of jet flows with each other immediately below the injection holes is avoided. Etc. have been achieved.
A plate 12 for a fluid passage is provided as a means for achieving the above and. The fuel fluid is contracted by the inner diameter portion 13 provided in the fluid passage plate 12, and further on the downstream side, in the recessed chamber 14 provided integrally, as shown in FIG. Induce. This vortex flow is located almost upstream of the fuel injection hole 16 on the downstream side, and adds turbulence to the jet flow to be injected. Further, as shown in FIG. 4B, when the flow in the plane including the inlet of the fuel injection hole 16 is viewed (N-N direction view), it can be seen that the recess chamber 14 provided in the fluid passage plate 12 is Fuel 3 that collided
No. 1 flows into the fuel injection hole 16 again, collides with the flow flowing in from the center direction, and accelerates the jet flow. A characteristic phenomenon is that, when looking at the flow velocity distribution generated in the fuel injection hole 16, the region of the maximum flow velocity has a horseshoe shape 32 as shown by the chain double-dashed line in the figure. Further, as shown in FIG. 5, the flow velocity distribution is asymmetrical, and its maximum value is larger than that of the conventional structure. By increasing the velocity and the contact surface, the turbulence in the jet flow due to the shearing force with the outside air can be amplified, and atomization is promoted.

【0021】(2)噴霧パターンの制御については、図
3に示したノズルプレート15が行う。このノズルプレ
ート15に設けられている燃料噴射孔16は、同心円状
に設けられており、図のY軸を軸に対称形となるような
噴霧のパターンが作られる。本実施例の場合、噴射方向
を2方向に制御するというもので、燃料噴射孔16a及
び16bが一つの噴霧を構成し、燃料噴射孔16c及び
16dが180度反対方向に、もう一つの噴霧を構成す
ることにより、2方向噴霧を生成する。この際、燃料噴
射孔16は、噴射弁中心から離れる方向に傾斜してお
り、該噴射弁中心と該噴孔、たとえば16aの中心を含
む面とのなす角θが90°から180°の範囲になるよ
うに設計されている。
(2) The spray pattern is controlled by the nozzle plate 15 shown in FIG. The fuel injection holes 16 provided in the nozzle plate 15 are provided concentrically, and a spray pattern is formed so as to be symmetrical about the Y axis in the figure. In the case of the present embodiment, the injection direction is controlled in two directions, and the fuel injection holes 16a and 16b constitute one spray, and the fuel injection holes 16c and 16d in the opposite direction by 180 degrees, and another spray is injected. By configuring, a two-way spray is generated. At this time, the fuel injection hole 16 is inclined in a direction away from the center of the injection valve, and the angle θ formed by the center of the injection valve and the surface including the center of the injection hole, for example, 16a is in the range of 90 ° to 180 °. Is designed to be.

【0022】(3)噴射量の調整に際しては、流体通路
用プレート12及びノズルプレート15によって精度良
く実施される。すなわち、流体通路用プレート12の内
径部13とノズルプレート15に形成される燃料噴射孔
16が、プレス打ち抜き加工などにより、バラツキなく
製作されることによって精度が高められる。また、ノズ
ル体11は、流体通路用プレート12を介しているため
に、従来のように、ノズルプレート15が直接レーザ溶
接等によって固着されないため、熱による変形の影響を
ほとんど受けない。したがって、噴射量のバラツキが増
したり噴射方向のずれが生じないため、製造の歩留まり
が向上しコストが安くならないという利点も有してい
る。
(3) The adjustment of the injection amount is performed accurately by the fluid passage plate 12 and the nozzle plate 15. That is, the accuracy is increased by the fuel injection holes 16 formed in the inner diameter portion 13 of the fluid passage plate 12 and the nozzle plate 15 being manufactured by a press punching process or the like without variation. Further, since the nozzle body 11 has the fluid passage plate 12 interposed therebetween, the nozzle plate 15 is not directly fixed by laser welding or the like as in the conventional case, and therefore is hardly affected by heat. Therefore, variations in the injection amount do not increase and deviations in the injection direction do not occur, which also has the advantage that the manufacturing yield is improved and the cost is not reduced.

【0023】さらに、特徴的なことは、燃料噴射弁の流
量バリエーションに対応するために、この流体通路用プ
レート12が次のような作用を行なう。燃料流体を縮流
する内径部13に続いて微粒化用の燃料流れを形成する
流体室となる凹部室14が設けてある。すなわち、燃料
通路用プレート12の内径部13の直径と凹部室14の
高さによって、各種内燃機関に要求される必要流量が決
定される構成になっている。なお、凹部室14の高さと
大きさ(直径)によって微粒化に好適な燃料流れが形成
される。すなわち、下流のノズルプレート15に設けら
れる複数個の噴孔は、少なくとも微粒化と噴霧パターン
を制御するように構成されるもので、流れの抵抗(絞
り)となるような設計はなされていない。ノズルプレー
ト15の噴孔の燃料が流入する側(入口側)の開口が、
流体通路用プレート12の内径部13を形成する開口の
縁より外側(弁軸心から遠ざかる側)にあるような構成
によって微粒化に好適な燃料流れが形成される。
Further, it is characteristic that the fluid passage plate 12 performs the following operation in order to cope with the variation in the flow rate of the fuel injection valve. Following the inner diameter portion 13 that contracts the fuel fluid, there is provided a recess chamber 14 that serves as a fluid chamber that forms a fuel flow for atomization. That is, the required flow rate required for various internal combustion engines is determined by the diameter of the inner diameter portion 13 of the fuel passage plate 12 and the height of the recess chamber 14. The height and size (diameter) of the recess chamber 14 form a fuel flow suitable for atomization. That is, the plurality of injection holes provided in the downstream nozzle plate 15 are configured to control at least atomization and the spray pattern, and are not designed to be a flow resistance (throttle). The opening of the nozzle hole of the nozzle plate 15 on the fuel inflow side (inlet side) is
A fuel flow suitable for atomization is formed by a structure that is outside the edge of the opening that forms the inner diameter portion 13 of the fluid passage plate 12 (on the side away from the valve axis).

【0024】微粒化に好適な流れとは、凹部室14内に
生ずる渦流れが、噴射孔16のほぼ上流に位置し、噴射
されるジェット流へ乱れを付加する。また、凹部室14
に衝突した燃料は、噴射孔16内に再度流れ込み、中心
方向より流入した流れと衝突し、ジェット流れを加速す
る馬蹄形状の速度分布となっていることである。さら
に、非対称形の流速分布とであり、その最大値も大きく
なっている。速度の増大や接触面の増大によって、外気
とのせん断力によるジェット流れへの乱れを増幅させる
ことができ、微粒化が促進される。
The flow suitable for atomization means that the vortex flow generated in the recess chamber 14 is located almost upstream of the injection hole 16 and adds turbulence to the jet flow to be jetted. In addition, the recess chamber 14
That is, the fuel that has collided with has a horseshoe-shaped velocity distribution that flows into the injection hole 16 again, collides with the flow that has flowed in from the center direction, and accelerates the jet flow. Furthermore, the flow velocity distribution is asymmetrical, and its maximum value is also large. By increasing the velocity and the contact surface, the turbulence in the jet flow due to the shearing force with the outside air can be amplified, and atomization is promoted.

【0025】次に、本実施形態の燃料噴射弁1の多気筒
内燃機関への適用例について説明する。
Next, an example of application of the fuel injection valve 1 of this embodiment to a multi-cylinder internal combustion engine will be described.

【0026】図6は、多気筒内燃機関のシリンダヘッド
への装着状態を示す図であって、図7はP方向より視た
図で、吸気弁と電磁式燃料噴射弁1の位置及び噴霧との
関係を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a state in which the multi-cylinder internal combustion engine is mounted on the cylinder head. FIG. 7 is a view seen from the P direction, showing the positions of the intake valve and the electromagnetic fuel injection valve 1 and the spray. It is a figure which shows the relationship of.

【0027】101は多気筒内燃機関の気筒の1つを示
しており、102は燃焼室、103はピストン、104
はシリンダヘッド、105は吸気ポート106を開閉す
る吸気弁、107は排気弁、108は排気管である。1
09は吸気ポート106を分離する中央隔壁109aを
有し上流側において連通する吸気通路、110は吸気
管、111は吸気流制御装置、112は吸気の流れ、1
15は電磁式燃料噴射弁1側の内壁面114に対向する
吸気通路の内壁面、150は電磁式燃料噴射弁1から噴
射される噴霧の模式図である。吸気流制御装置111は
開閉弁113を持つ。吸気弁105は2つ並設され、こ
の実施例の場合、この吸気ポート105a、105b方
向に向かって噴霧は噴射される。電磁式燃料噴射弁1
は、吸気弁105の上流側に1つ配設され、マルチポイ
ントインジェクション(MPI)システム化された燃料噴
射方式を採用している。
Reference numeral 101 denotes one of the cylinders of a multi-cylinder internal combustion engine, 102 is a combustion chamber, 103 is a piston, and 104 is a cylinder.
Is a cylinder head, 105 is an intake valve that opens and closes the intake port 106, 107 is an exhaust valve, and 108 is an exhaust pipe. 1
Reference numeral 09 is an intake passage having a central partition wall 109a separating the intake port 106 and communicating on the upstream side, 110 is an intake pipe, 111 is an intake flow control device, 112 is an intake flow, 1
Reference numeral 15 is an inner wall surface of the intake passage facing the inner wall surface 114 on the electromagnetic fuel injection valve 1 side, and 150 is a schematic view of the spray injected from the electromagnetic fuel injection valve 1. The intake flow control device 111 has an opening / closing valve 113. Two intake valves 105 are arranged side by side, and in the case of this embodiment, the spray is injected toward the intake ports 105a and 105b. Electromagnetic fuel injection valve 1
One is disposed upstream of the intake valve 105 and employs a multipoint injection (MPI) system fuel injection method.

【0028】本実施例では、気筒内の混合気の質や形成
状態の向上を図るために、噴霧の微粒化度が高められた
電磁式燃料噴射弁1をシリンダヘッド104に取り付け
ているために、吸気管110や吸気通路109の内壁面
への燃料付着が生じない。また、電磁式燃料噴射弁1か
らの噴霧形態が、シリンダヘッド104内の吸気通路1
09の内壁面114,115にはその広がりが小さく、
壁面への付着が抑制されるようになっている。また、図
7に示されるように、噴霧は中央隔壁109aへの付着
を避け、各吸気弁105の皿部105a、105bに指
向するように2方向化されている(噴霧160,17
0)。一方、吸気弁105が開放された際に吸気流制御
装置111から流入する流動の強い気流112が噴霧1
50を搬送するように構成されている。このように、噴
霧の方向性や形状の最適化が図られており、燃焼室10
2内への燃料噴霧の輸送遅れを解消している。なお、吸
気流制御装置111は図示しているように、その閉止時
に吸気管110の通路面積を狭くして吸気流れの速度を
高めてタンブル流を生成するというものである。
In the present embodiment, in order to improve the quality and formation state of the air-fuel mixture in the cylinder, the electromagnetic fuel injection valve 1 having a high atomization degree of spray is attached to the cylinder head 104. Fuel does not adhere to the inner wall surfaces of the intake pipe 110 and the intake passage 109. Further, the form of the spray from the electromagnetic fuel injection valve 1 is determined by the intake passage 1 in the cylinder head 104.
The inner walls 114 and 115 of 09 have a small spread,
Adhesion to the wall surface is suppressed. Further, as shown in FIG. 7, the spray is bidirectional so as to avoid sticking to the central partition wall 109a and to be directed to the pan portions 105a and 105b of the intake valves 105 (sprays 160 and 17).
0). On the other hand, when the intake valve 105 is opened, the strong air flow 112 flowing from the intake flow control device 111
It is configured to carry 50. In this way, the directionality and shape of the spray are optimized, and the combustion chamber 10
The delay in the transportation of fuel spray to the inside of 2 is eliminated. As shown in the figure, the intake flow control device 111 narrows the passage area of the intake pipe 110 to increase the speed of the intake flow to generate a tumble flow.

【0029】内燃機関の燃焼試験を実施したところ、排
ガス性能の向上や燃費の向上が図られており、係る燃料
噴射弁1によって、吸気管内壁面への燃料付着が抑制さ
れて、混合気の質や形成状態の向上が図られていること
が確認された。
When the combustion test of the internal combustion engine was carried out, the exhaust gas performance and the fuel consumption were improved, and the fuel injection valve 1 suppressed the adhesion of the fuel to the inner wall surface of the intake pipe, thereby improving the quality of the air-fuel mixture. It was confirmed that the formation and formation state were improved.

【0030】[0030]

【発明の効果】燃料の微粒化促進と噴霧パターンの制御
を両立して実施可能な噴霧生成ノズル有する燃料噴射弁
を提供することによって、各種内燃機関における、排気
の浄化や燃費の向上を果たすことができる。また、燃料
噴射弁のコストの低減も合わせて達成できる。
EFFECT OF THE INVENTION By providing a fuel injection valve having a spray generation nozzle capable of simultaneously promoting the atomization of fuel and controlling the spray pattern, it is possible to purify exhaust gas and improve fuel efficiency in various internal combustion engines. You can Further, the cost of the fuel injection valve can be reduced at the same time.

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

【図1】燃料噴射弁の縦断面図。FIG. 1 is a vertical sectional view of a fuel injection valve.

【図2】噴射ノズルの拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged sectional view of an injection nozzle.

【図3】噴射ノズルの複数個の噴孔配置を示す図。FIG. 3 is a view showing an arrangement of a plurality of injection holes of an injection nozzle.

【図4】燃料噴射孔内の流れの様子を示す図。FIG. 4 is a view showing a flow state in a fuel injection hole.

【図5】燃料噴射孔出口部の流速分布を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a flow velocity distribution at an outlet of a fuel injection hole.

【図6】内燃機関への適用例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an example of application to an internal combustion engine.

【図7】内燃機関のP方向断面図。FIG. 7 is a sectional view of the internal combustion engine in the P direction.

【符号の説明】 1…燃料噴射弁、2…コアとして働く筒状管、3…ヨー
クとして働く管状片、6…アンカ、7…円筒部材、8…
ロッド、9…ボール弁、11a…弁座面、12…流体制
御用プレート、15…ノズルプレート、16…燃料噴射
孔。
[Explanation of Codes] 1 ... Fuel injection valve, 2 ... Cylindrical tube acting as core, 3 ... Tubular piece acting as yoke, 6 ... Anchor, 7 ... Cylindrical member, 8 ...
Rod, 9 ... Ball valve, 11a ... Valve seat surface, 12 ... Fluid control plate, 15 ... Nozzle plate, 16 ... Fuel injection hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 博雅 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グループ内 Fターム(参考) 3G066 AB02 BA03 CC15 CC24 CC26 CD30 CE22    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiromasa Kubo             Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture 2520 Takaba             Ceremony Company Hitachi Ltd. Automotive equipment group F-term (reference) 3G066 AB02 BA03 CC15 CC24 CC26                       CD30 CE22

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】弁座とその下流に噴孔を有し、前記弁座の
電気的な開閉動作によって燃料の噴射を制御する燃料噴
射弁であって、前記弁座を有する弁部材の下流側におい
てその弁部材の縮径部より内側に位置し、燃料流体を縮
流する内径部を有する流体通路用プレートと、該流体通
路用プレートの下流側に位置し複数個の噴孔を有するノ
ズルプレートとを備え、前記噴孔の入口側開口が前記流
体通路用プレートの内径部より外側にあることを特徴と
する燃料噴射弁。
1. A fuel injection valve having a valve seat and an injection hole at the downstream thereof and controlling fuel injection by electrically opening and closing the valve seat, the downstream side of a valve member having the valve seat. In the inner side of the reduced diameter portion of the valve member, the fluid passage plate having an inner diameter portion for reducing the flow of the fuel fluid, and the nozzle plate located downstream of the fluid passage plate and having a plurality of injection holes And an inlet side opening of the injection hole outside the inner diameter portion of the fluid passage plate.
【請求項2】前記噴孔は、噴射弁中心から離れる方向に
傾斜しており、該噴孔中心を含む面と噴射弁中心とのな
す角度が90°〜180°の範囲にあることを特徴とす
る請求項1に記載の燃料噴射弁。
2. The injection hole is inclined in a direction away from the center of the injection valve, and an angle formed by a plane including the center of the injection hole and the center of the injection valve is in the range of 90 ° to 180 °. The fuel injection valve according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010236392A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Keihin Corp Fuel injection valve
CN102444512A (en) * 2010-09-30 2012-05-09 日立汽车系统株式会社 Fuel injection valve
DE102005051100B4 (en) * 2004-10-26 2019-11-14 Denso Corporation Fluid injector

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