JP2005226455A

JP2005226455A - Lpg injector

Info

Publication number: JP2005226455A
Application number: JP2004032860A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kawai; 利浩河合; Hideyuki Fukuda; 秀行福田
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-02-10
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2005-08-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LPG injector capable of securing stable exhaust emission performance for a long time by preventing build-up of residue. <P>SOLUTION: (1) The LPG injector 10 injects LPG fuel and has a valve seat of the injector formed of a temperature deformation member 50 changing a shape by temperature. (2) The temperature deformation member 50 is made of bimetal or shape memory alloy. (3) The temperature deformation member 50 is deformed by residual heat of an engine after engine stop. Even if residue adheres to the temperature deformation member 50, adhering reside peels off by deformation of the temperature deformation member 50 to prevent build-up of residue. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ＬＰＧを燃料とする内燃機関のＬＰＧインジェクタ（燃料噴射ノズル）に関する。 The present invention relates to an LPG injector (fuel injection nozzle) for an internal combustion engine using LPG as fuel.

燃料噴射システムに使用されるインジェクタ１は、図３に示すように、金属製のバルブ３がスプリング４で金属製のシート部材２に押付けられて燃料をシールしている。バルブ３に加わる電磁力がスプリング４の付勢力に打ち勝つと、バルブ３が作動し図３の矢印方向に燃料が流れる。 In the injector 1 used in the fuel injection system, as shown in FIG. 3, the metal valve 3 is pressed against the metal seat member 2 by a spring 4 to seal the fuel. When the electromagnetic force applied to the valve 3 overcomes the urging force of the spring 4, the valve 3 is activated and fuel flows in the direction of the arrow in FIG.

ＬＰＧ燃料を使用するインジェクタ１では、図４に示すように、バルブ３とシート部材２のシール面近傍に燃料中の残渣Ａが付着することがある。ＬＰＧ燃料を使用した場合、燃料がインジェクタバルブ部（バルブ３とシート部材２との間の隙間）を通過する際に減圧により気化して、燃料中の残渣が析出するからである。この残渣Ａがインジェクタ１を使用するにつれて成長しバルブ３とシート部材２のシール面に付着すると、シール不良となる。シール不良になると、エンジン停止中に燃料がエンジンの吸気系（インテークマニホルド）側へ漏れ、次のエンジン始動時に空燃費が濃い状態となり、ＨＣ排出量が増加してしまう。そのため、残渣Ａの付着を防止する、あるいは、付着した残渣Ａを除去する必要がある。
しかし、従来のＬＰＧインジェクタ１では、残渣Ａの付着を防止したり、あるいは付着した残渣Ａを除去する構造は何ら設けられていない。そのため、残渣Ａがシール面に付着する（かみ込む）ことにより、シール不良となり排気ガス性能を悪化させてしまう。
特開２００２−３３２９１７号公報特開２００２−２０２０２７号公報 In the injector 1 using the LPG fuel, the residue A in the fuel may adhere to the vicinity of the seal surfaces of the valve 3 and the seat member 2 as shown in FIG. This is because when LPG fuel is used, when the fuel passes through the injector valve portion (the gap between the valve 3 and the seat member 2), it is vaporized by decompression and the residue in the fuel is deposited. When this residue A grows as the injector 1 is used and adheres to the sealing surfaces of the valve 3 and the seat member 2, a sealing failure occurs. If the seal is poor, the fuel leaks to the intake system side of the engine while the engine is stopped, and the air-fuel ratio becomes high at the next engine start, resulting in an increase in HC emissions. Therefore, it is necessary to prevent the residue A from being attached or to remove the attached residue A.
However, the conventional LPG injector 1 is not provided with any structure for preventing the adhesion of the residue A or removing the adhered residue A. For this reason, the residue A adheres (bits into) the sealing surface, resulting in a sealing failure and deterioration of exhaust gas performance.
JP 2002-332917 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-202027

本発明が解決しようとする問題点は、残渣がシール面に付着することによりシール不良となり排気ガス性能を悪化させることである。
本発明の目的は、残渣の増加（堆積）を防止し、長期的に安定した排気ガス性能を確保できるＬＰＧインジェクタを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that the residue adheres to the seal surface, resulting in poor seal and worsening exhaust gas performance.
An object of the present invention is to provide an LPG injector capable of preventing an increase (deposition) of residues and ensuring a stable long-term exhaust gas performance.

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）ＬＰＧ燃料を噴射するＬＰＧインジェクタであって、該インジェクタのバルブシートを温度で形状が変化する温度変形部材にて形成したＬＰＧインジェクタ。
（２）前記温度変形部材はバイメタルまたは形状記憶合金からなる（１）記載のＬＰＧインジェクタ。
（３）前記温度変形部材はエンジン停止後のエンジンの残熱で形状変化する（１）または（２）記載のＬＰＧインジェクタ。 The present invention for achieving the above object is as follows.
(1) An LPG injector for injecting LPG fuel, wherein the valve seat of the injector is formed of a temperature deforming member whose shape changes with temperature.
(2) The LPG injector according to (1), wherein the temperature deformable member is made of a bimetal or a shape memory alloy.
(3) The LPG injector according to (1) or (2), wherein the shape of the temperature deforming member changes due to the residual heat of the engine after the engine is stopped.

上記（１）〜（３）のＬＰＧインジェクタでは、エンジン停止直後からエンジンが自然に冷えるまでの間に温度変形部材がエンジンの残熱で形状変化する。これにより、温度変形部材に残渣が付着していても、付着した残渣が温度変形部材の形状変化によってはがれ、次のエンジン運転時に燃料の流れで持去られる。その結果、残渣の増加（堆積）を防止でき、長期的に安定した排気ガス性能を確保できる。
上記（２）のＬＰＧインジェクタでは、温度変形部材がバイメタルからなるので、低温から高温になったときに形状変化し、また低温になると自分で元の形に戻る。 In the LPG injectors of (1) to (3) above, the shape of the temperature deforming member changes due to the residual heat of the engine from the time immediately after the engine stops until the engine naturally cools. Thereby, even if the residue adheres to the temperature deforming member, the adhering residue is peeled off by the shape change of the temperature deforming member, and is carried away by the flow of fuel at the next engine operation. As a result, residue increase (deposition) can be prevented, and stable long-term exhaust gas performance can be ensured.
In the LPG injector of the above (2), since the temperature deformation member is made of bimetal, the shape changes when the temperature is changed from low temperature to high temperature, and when the temperature becomes low, it returns to its original shape.

本発明実施例のＬＰＧ（Liquified Petroleum Gas）インジェクタを、図１、図２を参照して説明する。
本発明実施例のＬＰＧインジェクタ１０は、図１に示すように、シート部材２１とガイド部材２２とを備えるボデー２０と、ボデー２０内に配置された可動のバルブ３０と、ボデー２０に対してバルブ３０をインジェクタ１０の先端側に付勢するスプリング４０と、温度で形状（「形状」には、湾曲の形状を含む）が変化する温度変形部材５０とを、有する。ＬＰＧインジェクタ１０のバルブシートは温度変形部材５０にて形成されている。
液体ＬＰＧ燃料は、図中矢印で示すように、ＬＰＧインジェクタ１０内に入り内部の空洞部を通った後、温度変形部材５０とバルブ３０との間の隙間を通過して後述の噴射口２１ａで計量されて噴射される。 An LPG (Liquified Petroleum Gas) injector according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an LPG injector 10 according to an embodiment of the present invention includes a body 20 including a seat member 21 and a guide member 22, a movable valve 30 disposed in the body 20, and a valve relative to the body 20. A spring 40 that biases 30 toward the distal end side of the injector 10, and a temperature deformation member 50 whose shape changes with temperature (the “shape” includes a curved shape). The valve seat of the LPG injector 10 is formed by a temperature deformation member 50.
As indicated by the arrows in the figure, the liquid LPG fuel enters the LPG injector 10 and passes through an internal cavity, and then passes through a gap between the temperature deforming member 50 and the valve 30 to be described later at an injection port 21a. Weighed and injected.

シート部材２１の先端には、噴射口２１ａが形成されている。噴射口２１ａは、エンジンの吸気系（インテークマニホルド）に開口している。
シート部材２１は、図２に示すように、噴射口２１ａにつながる拡開部２１ｂを有する。拡開部２１ｂは、噴射口２１ａの周りにある。拡開部２１ｂのバルブ３０側面は、燃料流れ方向上流側端および下流側端から燃料流れ方向中間部にいくにしたがって凹とされた面であってもよく、燃料流れ方向上流側端から下流側端まで直線状に延びた面であってもよい（図１では凹とされた面である場合を示している）。 An ejection port 21 a is formed at the tip of the sheet member 21. The injection port 21a is open to the intake system (intake manifold) of the engine.
As shown in FIG. 2, the sheet member 21 has an expanded portion 21 b that is connected to the injection port 21 a. The expansion part 21b is around the injection port 21a. The side surface of the valve 30 of the expanded portion 21b may be a surface that is recessed from the upstream end and the downstream end in the fuel flow direction toward the intermediate portion in the fuel flow direction, and from the upstream end in the fuel flow direction to the downstream side. It may be a surface extending linearly to the end (FIG. 1 shows a case where it is a concave surface).

温度変形部材５０は、たとえばバイメタルからなる。ただし、温度変形部材５０は、バイメタルに限定されるものではなく、形状記憶合金等であってもよい。
温度変形部材５０は、拡開部２１ｂのバルブ３０側面に設けられる。温度変形部材５０は、拡開部２１ｂに凹部２１ｃを設けて凹部２１ｃに設けられていてもよく、拡開部２１ｂに凹部２１ｃを設けずに取付けられていてもよい（図２では、凹部２１ｃに設けられている場合を示している）。
温度変形部材５０は、拡開部２１ｂに、全周にわたって連続して設けられている。
温度変形部材５０は、燃料流れ方向上流側端部と下流側端部で、拡開部２１ｂに固定されており、燃料流れ方向中間部が拡開部２１ｂに対して可動する。
温度変形部材５０のバルブ３０側面は、バルブ３０が着座する座面（バルブシートのシール面）５１とされている。 The temperature deformation member 50 is made of, for example, bimetal. However, the temperature deformation member 50 is not limited to the bimetal, and may be a shape memory alloy or the like.
The temperature deformation member 50 is provided on the side surface of the valve 30 of the expanding portion 21b. The temperature deforming member 50 may be provided in the recessed portion 21c with the recessed portion 21c provided in the expanded portion 21b, or may be attached without providing the recessed portion 21c in the expanded portion 21b (in FIG. 2, the recessed portion 21c). Is shown in the case).
The temperature deformation member 50 is continuously provided over the entire circumference in the expanded portion 21b.
The temperature deformation member 50 is fixed to the widened portion 21b at the upstream end portion and the downstream end portion in the fuel flow direction, and the intermediate portion in the fuel flow direction is movable with respect to the widened portion 21b.
A side surface of the valve 30 of the temperature deformation member 50 is a seat surface (valve seat seal surface) 51 on which the valve 30 is seated.

本発明実施例の作動を説明する。
（ａ）エンジン運転中、エンジンの熱はあるが、液体ＬＰＧ燃料がインジェクタ１０内を流れることと噴射したＬＰＧが一部減圧気化する気化熱とで、温度変形部材５０は冷却されている。そのため、温度変形部材５０は温度で形状変化していない（図２の実線の状態にある）。
（ｂ）エンジンを停止すると、気化熱等による冷却がなくなり、温度変形部材５０は、エンジン停止直後からエンジンが自然に冷えるまでの間、エンジンの残熱を受け形状変化する（凹凸反転し、図２の点線の状態になる）。このときバルブ３０は、温度変形部材５０により押され、スプリング４０の付勢力に抗してインジェクタ１０の軸方向に移動する。
温度変形部材５０の形状が変化するので、温度変形部材５０に残渣が付着していても、温度変形部材５０に付着した残渣が温度変形部材５０の形状変化によってはがれる（剥離する）。
エンジンが冷えるに従って温度変形部材５０も冷え、温度変形部材５０は変化前の状態に戻る（図２の実線の状態に戻る）。
（ｃ）次のエンジン運転時、温度変形部材５０の形状変化によりはがれた残渣が、燃料の流れで持去られる。
（ｄ）エンジンを停止し温度変形部材５０がエンジンの残熱を受けて形状変化しているとき（図２の点線の状態にあるとき）に再度エンジンを運転させると、燃料がインジェクタ１０内を流れることと噴射したときの気化熱とで、温度変形部材５０は瞬時に冷却される。そのため、温度変形部材５０は、瞬時に変化前の状態に戻る。 The operation of the embodiment of the present invention will be described.
(A) While the engine is operating, the temperature deformation member 50 is cooled by the heat of the engine, but the liquid LPG fuel flows through the injector 10 and the vaporization heat that partially vaporizes the injected LPG. Therefore, the shape of the temperature deformable member 50 does not change with temperature (in the state of the solid line in FIG. 2).
(B) When the engine is stopped, cooling due to vaporization heat or the like disappears, and the temperature deforming member 50 changes its shape due to the residual heat of the engine immediately after the engine is stopped until the engine naturally cools (unevenness is reversed, FIG. 2). At this time, the valve 30 is pushed by the temperature deformation member 50 and moves in the axial direction of the injector 10 against the urging force of the spring 40.
Since the shape of the temperature deformable member 50 changes, even if a residue adheres to the temperature deformable member 50, the residue attached to the temperature deformable member 50 is peeled off (peeled) due to the shape change of the temperature deformable member 50.
As the engine cools, the temperature deforming member 50 also cools, and the temperature deforming member 50 returns to the state before the change (returns to the solid line state in FIG. 2).
(C) At the time of the next engine operation, the residue peeled off by the shape change of the temperature deformation member 50 is carried away by the flow of fuel.
(D) When the engine is stopped and the temperature deforming member 50 changes its shape due to the residual heat of the engine (when it is in the state of the dotted line in FIG. 2), the fuel is caused to flow in the injector 10 when the engine is operated again. The temperature deformation member 50 is instantaneously cooled by flowing and the heat of vaporization when jetting. Therefore, the temperature deformation member 50 returns to the state before the change instantly.

本発明実施例の作用・効果を説明する。
エンジン停止直後からエンジンが自然に冷えるまでの間に温度変形部材５０はエンジンの残熱を受け形状変化するので、温度変形部材５０に残渣が付着していても、温度変形部材５０に付着した残渣が温度変形部材５０の形状変化によってはがれ、次のエンジン運転時に燃料の流れで持去られる。したがって、エンジンを運転して停止する毎に温度変形部材５０に付着した残渣がはがれ（剥離され）、長期間使用した場合においてもバルブシートのシール面５１に残渣が付着し堆積することを防止することができる。 The operation and effect of the embodiment of the present invention will be described.
Since the temperature deformation member 50 changes its shape due to the residual heat of the engine immediately after the engine is stopped and until the engine naturally cools, even if the residue is attached to the temperature deformation member 50, the residue attached to the temperature deformation member 50 Is peeled off by the shape change of the temperature deformation member 50, and is carried away by the flow of fuel at the next engine operation. Therefore, each time the engine is operated and stopped, the residue attached to the temperature deformation member 50 is peeled off (peeled), and even when used for a long period of time, the residue is prevented from attaching and depositing on the seal surface 51 of the valve seat. be able to.

本発明実施例のＬＰＧインジェクタの、ボデーとバルブとスプリングと温度変形部材を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a body, a valve | bulb, a spring, and a temperature deformation member of the LPG injector of an Example of this invention. 本発明実施例のＬＰＧインジェクタの、シール面拡大図である。It is a seal surface enlarged view of the LPG injector of the Example of this invention. 従来のＬＰＧインジェクタの、ボデーとバルブとスプリングを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the body, the valve | bulb, and the spring of the conventional LPG injector. 従来のＬＰＧインジェクタの、シール面拡大図である。It is a seal surface enlarged view of the conventional LPG injector.

Explanation of symbols

１０ＬＰＧインジェクタ
２０ボデー
２１シート部材
２２ガイド部材
３０バルブ
４０スプリング
５０温度変形部材
５１座面（バルブシートのシール面） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 LPG injector 20 Body 21 Sheet member 22 Guide member 30 Valve 40 Spring 50 Temperature deformation member 51 Seat surface (seal surface of valve seat)

Claims

An LPG injector for injecting LPG fuel, wherein a valve seat of the injector is formed of a temperature deforming member whose shape changes with temperature.

The LPG injector according to claim 1, wherein the temperature deformation member is made of a bimetal or a shape memory alloy.

The LPG injector according to claim 1, wherein the shape of the temperature deforming member changes due to residual heat of the engine after the engine is stopped.