JP2005201183A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来より噴孔出口までの流れの乱れを抑制できる燃料噴射弁の提供。
【解決手段】 （１）噴孔２０の入口２１から出口２２までの断面形状が異なる燃料噴射弁であって、噴孔２０の入口２１から出口２２までの断面積が一定またはほぼ一定とされている燃料噴射弁１０。（２）噴孔２０の断面Ａ方向の寸法が噴孔２０の入口２１から出口２２にいくにしたがって大きくなる燃料噴射弁であって、断面Ａ方向と直交する断面Ｂ方向の寸法が噴孔２０の出口２２から入口２１にいくにしたがって大きくなる燃料噴射弁１０。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車の内燃機関の燃料噴射弁に関する。

特開２００１−２７１６８号公報は、噴孔の入口から出口までの断面形状が異なる燃料噴射弁であって、噴孔の入口の断面積より出口の断面積が大とされた燃料噴射弁を開示している。噴孔の断面の長手方向と直交する方向の寸法は、噴孔の出口と入口との間で一定である。

しかし、上記公報に開示された燃料噴射弁にはつぎの問題点がある。
噴孔の断面積が変わるので、噴孔を流れるときの流れの乱れが大きく圧力損失が大である。
また、噴孔の入口の断面積より出口の断面積が大とされているので（噴孔の入口が小さいので）、サック部から噴孔に流れ込むときに縮流がでる。それに伴う流れの乱れは大きく圧力損失は大である。
特開２００１−２７１６８号公報 特開平２−６７４５８号公報 特開平５−１６４０１９号公報 特開昭５９−２０６６７２号公報

本発明が解決しようとする問題点は、噴孔出口までの流れの乱れが大きいことである。
本発明の目的は、従来より噴孔出口までの流れの乱れを抑制できる燃料噴射弁を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） 噴孔の入口から出口までの断面形状が異なる燃料噴射弁であって、前記噴孔の入口から出口までの断面積が一定またはほぼ一定とされている燃料噴射弁。
（２） 噴孔の断面Ａ方向の寸法が該噴孔の入口から出口にいくにしたがって大きくなる燃料噴射弁であって、断面Ａ方向と直交する断面Ｂ方向の寸法が前記噴孔の出口から入口にいくにしたがって大きくなる燃料噴射弁。

上記（１）の燃料噴射弁では、噴孔の入口から出口までの断面積が一定またはほぼ一定とされているので、従来（噴孔の入口から出口までの断面積が変わる場合）に比べて、噴孔を流れる時の流れの乱れを少なくでき圧力損失を少なくできる。
上記（２）の燃料噴射弁では、噴孔の断面Ａ方向の寸法が噴孔の入口から出口にいくにしたがって大きくなる場合でも、噴孔の断面Ａ方向と直交する断面Ｂ方向の寸法が噴孔の出口から入口にいくに従って大きくなるので、従来（断面Ｂ方向の寸法が噴孔の出口から入口まで一定である場合）に比べて、噴孔の入口から出口までの断面積が一定に近づく。そのため、従来に比べて、噴孔を流れる時の流れの乱れを少なくでき圧力損失を少なくできる。
また、断面Ｂ方向の寸法が噴孔の出口から入口にいくにしたがって大きくなっているので従来（断面Ｂ方向の寸法が噴孔の出口から入口まで一定である場合）に比べて、入口面積が大きくなりシートやニードル部上流からの流れをスムーズに噴孔入口に導入できる。その結果、従来に比べて噴孔に流れ込むときの流れの乱れを少なくでき圧力損失を少なくできる。

本発明実施例の燃料噴射弁を、図１〜図４を参照して説明する。
本発明実施例の燃料噴射弁１０は、自動車の内燃機関の燃料噴射弁である。燃料噴射弁１０は、ガソリンエンジンであってもよく、ディーゼルエンジンであってもよい。また、ガソリンエンジンの場合は、筒内直接噴射であってもよく、ポートでの噴射であってもよい。
燃料噴射弁１０は、図１に示すように、ニードル弁１１を有する。燃料噴射弁１０の先端には、サック部壁１２が設けられている。
サック部壁１２の厚みは、後述の噴孔２０の流路長を長くするために従来より厚めとされていることが望ましい。サック部壁１２は、サック部壁１２の内側にほぼ半球状に形成されたサック部１２ａと、ニードル弁１１のシート１２ｂを有する。
サック部壁１２には、サック部壁１２を壁厚み方向に貫通する噴孔２０が形成されている。

噴孔２０は、放電加工またはレーザー加工で形成される。
噴孔２０は、サック部壁１２に少なくとも１個形成されている。噴孔２０がサック部壁１２に複数形成される場合、そのうちの少なくとも１個が本発明実施例で示す形状を有する。
噴孔２０の入口２１は、サック部１２ａに連なっている。

噴孔２０の断面Ａ方向の寸法は、図２に示すように、入口２１から出口２２にいくにしたがってなめらかに（段付きになることなく）大とされている（Ｌｉ＜Ｌｏ）。断面Ａ方向の寸法が入口２１から出口２２にいくにしたがって大とされているのは、噴孔２０から噴出する燃料と空気との混ざり合う面積をできるだけ大きくするために、たとえば扇形の噴霧形状を得るためである。
噴孔２０の断面Ａ方向と直交するＢ方向の寸法は、図１に示すように、出口２２から入口２１にいくにしたがってなめらかに（段付きになることなく）大とされている（Ｗｉ＞Ｗｏ）。出口２２でのＢ方向寸法は従来と同じであってもよいが、出口２２から入口２１にいくにしたがって断面Ｂ方向寸法が従来より広げられている。広げられているのは、噴孔２０の出入り口の一部のみではない。出口２２から入口２１にいくに従って断面Ｂ方向寸法が大とされているので、従来より、入口２１は大とされている。
噴孔２０の入口２１から出口２２までの流路断面積は、断面Ａ方向の寸法を入口２１から出口２２にいくに従って大とし断面Ｂ方向の寸法を出口２２から入口２１にいくに従って大とすることにより、一定またはほぼ一定とされている（たとえば、Ｓｉ≒Ｓｏ）。なお、ほぼ一定とは、ばらつきの度合いが２割以下程度を指す。ただし、ばらつきの度合いは、１割以下とされていることが望ましい。

図中噴孔入口２１での断面形状が矩形またはほぼ矩形とされているが、噴孔入口２１での断面形状は、この形状に限定されるものではなく、たとえば、円形、楕円形、平行二辺の端部を弧でつないだ形状、多角形等であってもよい。
噴孔２０の出口２２での断面形状は、たとえば、平行二辺の端部を弧でつないだ形状である。ただし、出口２２の形状は、この形状に限定されるものではなく、たとえば、楕円形、矩形等であってもよい。

噴孔２０の側面には、図３、図４に示すように、噴孔２０内を流れる燃料の流れ方向に沿った溝３０が設けられている。溝３０は、浅い溝である。溝３０は、入口２１から出口２２まで噴孔２０全体にわたって設けられていることが望ましい。

本発明実施例の作用、効果を説明する。
噴孔２０の入口２１から出口２２までの断面積が一定またはほぼ一定とされているので、従来（噴孔の入口から出口までの断面積が変わる場合）に比べて、噴孔２０を流れる時の流れの乱れを少なくでき圧力損失を少なくできる。
また、断面Ｂ方向の寸法が噴孔２０の出口２２から入口２１にいくにしたがって大きくなっているので、従来（断面Ｂ方向の寸法が噴孔の出口から入口まで一定である場合）に比べて、入口２１が広がりシート１２ｂやニードル部上流からの流れをスムーズに噴孔入口２１に導入できる。その結果、従来に比べて噴孔２０に流れ込むときの流れの乱れを少なくでき圧力損失を少なくできる。
したがって、噴孔出口２２までのエネルギーロスを従来よりも抑えることができ、噴孔２０に入る前の静圧を効率よく流速大の運動エネルギーに変えることができる。したがって、（ａ）噴孔出口２２の断面Ａ方向寸法を大にしても噴孔２０を出た後の噴霧の貫徹力を従来より強くすることができる。貫徹力が強くなることにより、噴孔２０を出た後の噴霧が曲げられることなく偏らずに空気と混合される。また、（ｂ）微粒化が従来より改善される。

噴孔２０の入口２１と出口２２との断面形状が異なっており噴孔２０内で断面変化しているが、溝３０が設けられているので、噴孔２０内を流れる燃料の流れを溝３０が設けられていない場合に比べて整えることができる。
溝３０が設けられているので、あらかじめ意図された溝方向により、確実な流れ方向が形成でき、扇形状などの噴霧が安定して形勢できる。

本発明実施例の燃料噴射弁の噴孔とその近傍を示す断面図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明実施例の燃料噴射弁の噴孔を示す斜視図である。 図３のＤ部拡大図である。

符号の説明

１０ 燃料噴射弁
１１ ニードル弁
１２ サック部壁
１２ａ サック部
１２ｂ シート
２０ 噴孔
２１ 噴孔の入口
２２ 噴孔の出口
３０ 溝

Claims (2)

1. 噴孔の入口から出口までの断面形状が異なる燃料噴射弁であって、前記噴孔の入口から出口までの断面積が一定またはほぼ一定とされている燃料噴射弁。
2. 噴孔の断面Ａ方向の寸法が該噴孔の入口から出口にいくにしたがって大きくなる燃料噴射弁であって、断面Ａ方向と直交する断面Ｂ方向の寸法が前記噴孔の出口から入口にいくにしたがって大きくなる燃料噴射弁。

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