JP2005140055A - Fuel injection valve for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の燃料噴射弁に関し、さらに詳しくは、燃料噴霧全体の微粒化レベルを均一にし、均質な混合気を形成できる内燃機関の燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection valve for an internal combustion engine that can uniformize the atomization level of the entire fuel spray and form a homogeneous air-fuel mixture.
従来、燃料噴射弁の軸線に対して噴射角度が所定角度を有しており、かつ噴射孔が断面矩形のスリット状に形成された内燃機関の燃料噴射弁が公知である(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a fuel injection valve of an internal combustion engine in which an injection angle has a predetermined angle with respect to the axis of the fuel injection valve and an injection hole is formed in a slit shape having a rectangular cross section is known (for example, Patent Document 1). reference).
このような噴射孔は、燃料の噴射方向に拡大する扇形状のスリット状となっているので、噴射された燃料は比較的厚さの薄い平らな扇状噴霧となり、円錐状の燃料噴霧に比較して空気との接触面積が増大する。したがって、エンジン筒内に直接噴射された噴霧燃料を良好に微粒化させることができる。 Such injection holes are fan-shaped slits that expand in the direction of fuel injection, so that the injected fuel is a flat fan spray with a relatively thin thickness, compared to a conical fuel spray. This increases the contact area with air. Therefore, the atomized fuel directly injected into the engine cylinder can be finely atomized.
なお、断面が円形の噴射孔の内壁面に、凹凸を設けて噴霧燃料の微粒化を図る技術も提案されている(たとえば、特許文献2参照)。 In addition, a technique has been proposed in which the atomized fuel is atomized by providing irregularities on the inner wall surface of the injection hole having a circular cross section (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、従来の内燃機関の燃料噴射弁は、燃料噴射弁の軸線に対して噴射角度が所定角度を有しているので、噴射孔の入り口部で発生する燃料流れの剥離状態が不均一となり易い。剥離流れによるキャビテーションにより微粒化が促進されるため、剥離状態が不均一になると、微粒化レベルも不均一になる。 However, since the fuel injection valve of the conventional internal combustion engine has a predetermined injection angle with respect to the axis of the fuel injection valve, the separation state of the fuel flow generated at the inlet of the injection hole tends to be uneven. . Since atomization is promoted by cavitation due to the separation flow, if the separation state becomes uneven, the atomization level also becomes uneven.
したがって、燃料噴霧全体の微粒化分布が不均一になると、局所的に微粒化レベルが悪い部位が存在し、エンジン筒内での均質な混合気形成が困難になってしまうという課題があった。 Therefore, when the atomization distribution of the entire fuel spray becomes non-uniform, there is a region where the atomization level is locally low, and it becomes difficult to form a homogeneous air-fuel mixture in the engine cylinder.
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃料噴霧全体の微粒化レベルを均一にし、均質な混合気を形成できる内燃機関の燃料噴射弁を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a fuel injection valve for an internal combustion engine that can uniformize the atomization level of the entire fuel spray and form a homogeneous air-fuel mixture.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る内燃機関の燃料噴射弁は、燃料噴射弁の軸線に対して噴射角度が所定角度を有しており、かつ噴射孔が断面矩形のスリット状に形成された内燃機関の燃料噴射弁において、前記燃料噴射弁の軸線に近い側の噴射孔内壁面が、遠い側の噴射孔内壁面に比べて粗く形成されていることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a fuel injection valve for an internal combustion engine according to the present invention has an injection angle of a predetermined angle with respect to the axis of the fuel injection valve, and the injection hole has a cross section. In the fuel injection valve of the internal combustion engine formed in a rectangular slit shape, the inner wall surface of the injection hole closer to the axis of the fuel injection valve is formed to be rougher than the inner wall surface of the injection hole on the far side. It is what.
したがって、この発明によれば、剥離流れが弱く微粒化レベルが悪い部位の面粗度を粗く形成することにより、剥離流れが促進される。これにより、微粒化レベルが向上し、燃料噴霧全体の微粒化レベルが均一になる。 Therefore, according to the present invention, the separation flow is promoted by forming the surface roughness of the portion where the separation flow is weak and the atomization level is poor. This improves the atomization level and makes the atomization level of the entire fuel spray uniform.
この発明に係る内燃機関の燃料噴射弁によれば、剥離流れの度合いによって噴射孔内壁面の面粗度を調整しているので、剥離流れが弱く微粒化レベルが悪い部位であっても、当該箇所の面粗度を粗く形成することにより剥離流れを促進させ、微粒化レベルを向上させることができるため、燃料噴霧全体の微粒化レベルを均一にでき、均質な混合気を形成することができる。 According to the fuel injection valve of the internal combustion engine according to the present invention, since the surface roughness of the inner wall surface of the injection hole is adjusted according to the degree of the separation flow, even if the separation flow is weak and the atomization level is bad, Since the separation flow can be promoted and the atomization level can be improved by forming the surface roughness of the portion roughly, the atomization level of the entire fuel spray can be made uniform, and a homogeneous mixture can be formed. .
以下に、この発明に係る内燃機関の燃料噴射弁の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a fuel injection valve for an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、燃料噴射弁の噴射孔を示す側面断面図、図2は、燃料噴射弁の噴射孔を示す正面断面図である。 FIG. 1 is a side sectional view showing an injection hole of a fuel injection valve, and FIG. 2 is a front sectional view showing an injection hole of the fuel injection valve.
図1および図2に示すように、燃料噴射弁10は、その軸線L1に対して噴射角度が所定角度を有しており、かつ噴射孔11が断面矩形のスリット状に形成されている。すなわち、噴射孔11の噴射方向軸線L2が軸線L1に対して所定の噴射角度αを有している(図4参照)。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、噴射孔11の内壁面11Aは、放電加工等によって製造される平均的な粗度で形成されている。そして、図1に示すように、燃料噴射弁10の軸線L1に近い側の噴射孔内壁面11Cが、軸線L1に遠い側の噴射孔内壁面11Bに比べて粗く形成されている。なお、粗度が異なる様子を図中にハッチングで示してある。これら内壁面の粗度の大小関係を示すと、内壁面11Bの粗度<内壁面11Aの粗度<内壁面11Cの粗度、となっている。
As shown in FIG. 2, the
つぎに、内壁面11A,11B,11Cの粗度を上記のように設定した理由を図3〜図6に基づいて説明する。ここで、図3は、噴射孔内壁面に発生する流れの剥離部を示す正面断面図、図4は、噴射孔内壁面に発生する流れの剥離部を示す側面断面図、図5は、噴射角度αと剥離領域との関係を示すグラフ、図6は、噴射角度αと微粒化レベルとの関係を示すグラフである。
Next, the reason why the roughness of the
すなわち、図3および図4に示すように、内壁面11A,11B,11Cの各粗度をほぼ同一とした噴射孔11を示してある。図中の黒塗り部分は、このように形成された噴射孔11に発生する燃料流れの剥離部12,13,14を示している。
That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the
そして、図5に示すように、この内壁面11A,11B,11Cの各領域に発生する剥離部12,13,14の大きさ(剥離領域)を比較すると、内壁面11Aの領域を基準にしたときに、内壁面11Cの剥離領域が小さく、内壁面11Bの剥離領域が大きいことが分かる。この傾向は、噴射角度αが大きくなるに従って顕著となっている。
As shown in FIG. 5, when the sizes (peeling regions) of the
また、上記剥離領域の大小関係に対応して、剥離流れによるキャビテーションにより燃料噴霧の微粒化が促進される。したがって、図6に示すように、微粒化レベルの大小関係を比較すると、内壁面11Aの領域を基準にしたときに、内壁面11Cの微粒化レベルが悪く、内壁面11Bの微粒化レベルが良いことが分かる。すなわち、剥離状態が不均一になると、微粒化レベルも不均一となることが分かる。
Further, atomization of the fuel spray is promoted by cavitation due to the separation flow, corresponding to the size relationship of the separation region. Therefore, as shown in FIG. 6, when comparing the size relationship of the atomization level, the atomization level of the
そこで、本発明は、図7に示すように、剥離流れが弱い内壁面11Cの面粗度を、剥離流れが強い内壁面11Bの面粗度よりも粗くすることにより、内壁面11Cでの剥離を増大させ、微粒化を促進させるようにしたものである。これは、噴射角度αが大きくなるに従って、内壁面11Cの面粗度を、より粗くなるように設定する。ここで、図7は、噴射角度αと面粗度との関係を示すグラフである。
Therefore, as shown in FIG. 7, according to the present invention, the surface roughness of the
したがって、図8および図9に示すように、噴射孔11の内壁面11A,11B,11Cの面粗度を上記のように設定することによって、流れの剥離部14の発生を従来よりも促進することができるので、図9に示した従来の噴射孔11による燃料噴霧20よりも、図8に示した本発明に係る噴射孔11による燃料噴霧15の方が微粒化レベルを均一にすることができる。、ここで、図8は、本実施例に係る燃料噴霧の微粒化状態を示す模式図、図9は、従来技術に係る燃料噴霧の微粒化状態を示す模式図である。
Therefore, as shown in FIGS. 8 and 9, by setting the surface roughness of the
以上のように、この実施例に係る内燃機関の燃料噴射弁によれば、燃料噴霧全体の微粒化レベルを均一にし、均質な混合気を形成することができる。 As described above, according to the fuel injection valve of the internal combustion engine according to this embodiment, the atomization level of the entire fuel spray can be made uniform, and a homogeneous air-fuel mixture can be formed.
なお、上記実施例においては、図1および図2に示したように、噴射孔11の内壁面11A,11B,11Cの各面粗度を噴射方向に向かってそれぞれ均一に形成したものを示したが、これに限定されず、たとえば、噴射方向に向かって剥離流れの度合いに応じて面粗度の分布を変化させてもよい。
In addition, in the said Example, as shown in FIG.1 and FIG.2, what showed each surface roughness of the
以上のように、この発明に係る内燃機関の燃料噴射弁は、燃料噴霧全体の微粒化レベルを均一にし、均質な混合気を形成を目指す筒内直噴エンジンに有用である。 As described above, the fuel injection valve of the internal combustion engine according to the present invention is useful for an in-cylinder direct injection engine aiming at uniformizing the atomization level of the entire fuel spray and forming a homogeneous air-fuel mixture.
L1 軸線
L2 噴射方向軸線
10 燃料噴射弁
11 噴射孔
11A 噴射孔内壁面
11B 軸線に遠い側の噴射孔内壁面
11C 軸線に近い側の噴射孔内壁面
12、13、14 流れの剥離部
15 燃料噴霧
L1 axis line L2 injection
Claims (1)
前記燃料噴射弁の軸線に近い側の噴射孔内壁面が、遠い側の噴射孔内壁面に比べて粗く形成されていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁。 In a fuel injection valve of an internal combustion engine in which the injection angle has a predetermined angle with respect to the axis of the fuel injection valve and the injection hole is formed in a slit shape having a rectangular cross section,
A fuel injection valve for an internal combustion engine, characterized in that an injection hole inner wall surface closer to an axis of the fuel injection valve is formed to be rougher than a far injection wall inner wall surface.
Priority Applications (1)
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JP2003378849A JP2005140055A (en) | 2003-11-07 | 2003-11-07 | Fuel injection valve for internal combustion engine |
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JP (1) | JP2005140055A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009236048A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Toyota Motor Corp | Fuel injection valve for internal combustion engine |
JP2013185455A (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Mazda Motor Corp | Fuel injection valve, and internal combustion engine comprising the same |
US8794549B2 (en) | 2008-09-08 | 2014-08-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injection valve of internal combustion engine |
WO2017056857A1 (en) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社デンソー | Fuel injection valve |
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