JP2012026333A - 燃料噴射弁およびそれを搭載した車両用内燃機関 - Google Patents
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Abstract
一対の噴孔から噴射する燃料液柱を衝突させて液膜を形成し、かつ両噴孔間に異なる旋回力を与え、燃料圧力や弁体ストローク量に応じて旋回力を変化させることで液膜の変形量をコントロールし、噴霧形状変化を可能とする。
【解決手段】
ノズルプレート上面に段差部33aが設けられる。噴孔7aと7b、噴孔7cと7d、噴孔9aと9bはそれぞれ一対をなし、それぞれの一対の噴孔から噴射される燃料液柱により、図中の点線矢印で示した液膜28a、28b、28cが形成される。噴孔7aでは、噴孔近傍に段差部33aがあるために燃料流れは段差部の面に沿った方向に向きを変更され、噴孔入口に旋回流が形成される。一方、噴孔7bは段差部33aから離れているために、旋回流の無い一様な流入が形成される。この結果、燃料圧力の上昇により液膜形状は実線矢印で示された液膜29aと29bに変化する。
【選択図】 図7
Description
(1)すなわち、複数の燃料噴孔を有し、前記燃料噴孔は、少なくとも一対の噴孔よりなり、開弁時にこの一対の噴孔から噴射される燃料液柱が分裂前に衝突する内燃機関用の燃料噴射弁において、
前記一対の噴孔のうち少なくとも片方の噴孔に流入する燃料の流れを規制して一対の噴孔から噴射される燃料液柱同士の旋回力を異ならせる燃料流れ規制部を設けることを特徴とする。
(2)ここで、前記燃料液柱同士の旋回力は、例えば、前記燃料流れ規制部により、一方の噴孔から噴射される燃料に旋回力を与え、他方の噴孔から噴射される燃料の旋回力は前記一方の噴孔よりも小さいかほとんど発生させないものが提案される。このようにして、前記一対の噴孔からの旋回力を異ならせる。
(3)前記複数の燃料噴孔は、ノズルプレートに設けられる。このようなノズルプレートにおける上流側の面となるプレート上面に、例えば次のようにして、燃料流れ規制部が構成される。
図17に示すように、凹部34gは、ノズルプレートの中心Oから噴孔7a(7d)中心を結ぶ線に対して非対称に設けられている。これにより、ノノズルプレート上面上でノズルプレートの求心方向に流れ込む燃料は、凹部34gから噴孔7a(7d)に流入するときに入口に示した矢印のような旋回速度成分を生じる。これにより燃料圧力の上昇により図の点線矢印から実線矢印へと液膜形状を変化させることが可能である。
さらに、従来発明(特許文献2:特開2003-328903)のように二つのニードルバルブを使う複雑な構造と異なり、シンプルな構造により低コストで可変噴霧を実現することができる。
Claims (14)
- 弁体と、弁シート部と、前記弁シート部の下流に配置された複数の燃料噴孔と、前記弁体を前記弁シート側に押し付けるばね部材と、開弁信号に基づき前記弁体を前記ばね部材に抗して前記弁シート部から離して弁を開く弁駆動アクチュエータと、を備え、前記燃料噴孔は、少なくとも一対の噴孔よりなり、開弁時にこの一対の噴孔から噴射される燃料液柱が分裂前に衝突する内燃機関用の燃料噴射弁において、
前記一対の噴孔のうち少なくとも片方の噴孔に流入する燃料の流れを規制して一対の噴孔から噴射される燃料液柱同士の旋回力を異ならせる燃料流れ規制部を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。 - 前記一対の噴孔は、噴射される燃料液柱同士が衝突して液膜を形成し、液膜形成後に分裂するように設定され、
前記燃料液柱同士の旋回力は、前記燃料流れ規制部により、一方の噴孔から噴射される燃料に旋回力を与え他方の噴孔から噴射される燃料の旋回力は前記一方の噴孔よりも小さいかほとんど発生させないで、前記一対の噴孔からの旋回力を異ならせている請求項1記載の燃料噴射弁。 - 前記燃料流れ規制部は、一対の噴孔の入口における周方向で流速分布を異ならせて噴孔間での噴射燃料同士の旋回力を異ならせている請求項1又は2記載の燃料噴射弁。
- 前記複数の燃料噴孔を形成したノズルプレートを有し、このノズルプレートにおける上流側の面となるプレート上面には、このプレート上面に高低差をつける段差部が設けられ、この段差部の側壁により前記燃料流れ規制部が構成され、
少なくとも前記一対の噴孔は、前記プレート上面における低い方の面となる凹部領域に設けられ、かつ、この一対の噴孔のうち、片方の噴孔入口が燃料流れの規制を受けるよう前記段差部の側壁近傍に配置されている請求項1ないし3のいずれか1項記載の燃料噴射弁。 - 前記段差部の高さHを噴孔半径Rに対して(1/10)R以上とし、前記段差部と前記一対の噴孔との最短距離を3R以下とした請求項4記載の燃料噴射弁。
- 前記複数の燃料噴孔を形成したノズルプレートを有し、このノズルプレートにおける上流側の面となるプレート上面における前記一対の噴孔の少なくとも片方の燃料噴孔の入口に噴孔径より拡げた座繰り部を設け、前記座繰り部を設けた噴孔の中心と前記座繰り部の中心とをオフセットさせることで、この座繰り部の壁面が前記燃料流れ規制部を構成している請求項1ないし3のいずれか1項記載の燃料噴射弁。
- 前記座繰り部は、半径が前記噴孔の半径Rに対して3R以下で、深さが(1/10)R以上とした請求項6記載の燃料噴射弁。
- 前記座繰り部は、前記一対の噴孔の両方の入口に設けられ、前記座繰り部の直径、オフセット量、深さのうちの少なくとも一つを両噴孔間で異ならせている請求項6記載の燃料噴射弁。
- 前記複数の燃料噴孔を形成したノズルプレートを有し、このノズルプレートにおける上流側の面となるプレート上面には、局部的な凹部が形成され、該凹部に前記一対の噴孔のうち片方の噴孔入口を配置し、かつ該凹部は、ノズルプレートの中心とこの凹部の位置する前記噴孔入口の中心とを結ぶ線に対して非対称に設けられ、前記噴孔入口の一部が前記凹部の近傍に位置して、この凹部の側壁が前記燃料流れ規制部を構成している請求項1記載の燃料噴射弁。
- 前記複数の燃料噴孔を形成したノズルプレートを有し、このノズルプレートにおける上流側の面となるプレート上面には、突起が設けられ、前記一対の噴孔のうち片方の噴孔入口が前記突起に近傍に位置して、前記突起の側壁が前記燃料流れ規制部を構成している請求項1記載の燃料噴射弁。
- 前記弁体の先端に平坦面を形成し、この平坦面の周りに段差部を設け、前記段差部の側壁により前記燃料流れ規制部を構成して、この弁体側の段差部の側壁に前記一対の噴孔のうちの片方の噴孔入口の片方に近づけた請求項1記載の燃料噴射弁。
- 弁体側の前記段差部の高さHを噴孔半径Rに対して(1/10)R以上とし、燃料噴射弁駆動時の前記弁体の最小ストロークにおいて、前記段差部と前記一対の噴孔との最短距離を3R以下とした請求項9記載の燃料噴射弁。
- 前記複数の燃料噴射孔は、2方向の燃料噴霧を形成するグループに分けられ、各グループに前記一対の噴孔と前記燃料流れ規制部とが設けられている請求項1ないし12のいずれか1項記載の燃料噴射弁。
- 吸気ポート、吸気弁、排気弁、気筒を備えた車両用内燃機関において、
前記吸気ポートに請求項13記載の燃料噴射弁が装着され、この燃料噴射弁から噴射される2方向の燃料噴霧が前記吸気弁に向けて噴射されるように設定され、燃料圧力の変化および弁体ストローク量の変化の少なくとも一つにより、前記一対の噴孔から噴射される燃料の方向が前記燃料流れ規制部によって変化するように構成したことを特徴とする車両用内燃機関。
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