JP2013024087A - Fuel injection valve - Google Patents

Fuel injection valve Download PDF

Info

Publication number
JP2013024087A
JP2013024087A JP2011158109A JP2011158109A JP2013024087A JP 2013024087 A JP2013024087 A JP 2013024087A JP 2011158109 A JP2011158109 A JP 2011158109A JP 2011158109 A JP2011158109 A JP 2011158109A JP 2013024087 A JP2013024087 A JP 2013024087A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
nozzle hole
injection
injection valve
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011158109A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5605325B2 (en
Inventor
Hirokazu Ito
弘和 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2011158109A priority Critical patent/JP5605325B2/en
Publication of JP2013024087A publication Critical patent/JP2013024087A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5605325B2 publication Critical patent/JP5605325B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection valve capable of favorably enhancing the atomization effect of fuel spray without requiring an excessively small jet hole.SOLUTION: The fuel injection valve 10 is furnished internally with a fuel passage 16 through which fuel flows, while a jet hole plate 18 is provided with a plurality of jet holes 22, wherein each jet hole 22 is shaped so that the passage section area of the part at the outlet widens with respect to the passage section area of the part at the inlet, toward the upstream in the main flowing direction of the fuel flowing into the jet hole 22. The passage section profile at the outlet of the jet hole 22 is oval whose shorter axis is in the main flowing direction of the fuel, and the jet hole 22 includes a straight portion 22a positioned on the side of receiving the fuel having flowed into the jet hole 22 and parallel with the longer axis of the oval, curved portions 22b positioned at the both ends of the straight portion 22a, and connection parts 22c formed of clothoid curves between the straight portion 22a and the respective curved portions 22b.

Description

この発明は、燃料噴射弁に係り、特に、内燃機関の内部に燃料を噴射するうえで好適な燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve, and more particularly to a fuel injection valve suitable for injecting fuel into an internal combustion engine.

従来、例えば特許文献1には、内燃機関に用いられる燃料噴射弁が開示されている。この従来の燃料噴射弁は、燃料を外部に噴出する複数の噴孔が形成された噴孔プレート(計量プレート)を備えている。噴孔軸は、噴孔の入口側から出口側に向かうにつれ、噴孔プレートの外側(噴孔に流入する燃料の主流れ方向の上流側)に向けて傾斜している。また、噴孔には、燃料の上記主流れ方向の上流側の噴孔内壁面に、噴孔入口縁部から噴孔出口縁部に及ぶ凹部が形成されている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a fuel injection valve used in an internal combustion engine. This conventional fuel injection valve includes an injection hole plate (metering plate) in which a plurality of injection holes for injecting fuel to the outside are formed. The nozzle hole axis is inclined toward the outside of the nozzle hole plate (upstream side in the main flow direction of the fuel flowing into the nozzle hole) as it goes from the inlet side to the outlet side of the nozzle hole. The nozzle hole has a recess extending from the nozzle hole inlet edge to the nozzle hole outlet edge on the inner wall surface of the nozzle hole upstream in the main flow direction of the fuel.

特開2010−065541号公報JP 2010-066551 A 特開2005−106006号公報JP 2005-106006 A

内燃機関の性能向上および排気エミッション低減のためには、燃料の蒸発を促進させ、吸気ポートやシリンダ壁面に付着する燃料の量を低減することが求められている。そのために、燃料噴射弁に対しては、燃料噴霧の微粒化が高く要求されている。上記特許文献1に記載の燃料噴射弁では、上述した構成を採用することにより、噴孔入口での燃料の剥離を促進させて噴孔内の燃料の乱れを強くしている。これにより、噴孔出口から噴出される燃料を薄膜化させて燃料噴霧の微粒化を促進させている。このような構成を有する燃料噴射弁において、更なる燃料噴霧の微粒化を図るための方策として、噴孔径を小さくすることなどが考えられる。しかしながら、小噴孔径化には限界があり、また、ある噴孔径以下になると、逆に噴霧粒径が大きくなってしまう。   In order to improve the performance of an internal combustion engine and reduce exhaust emissions, it is required to promote the evaporation of fuel and reduce the amount of fuel adhering to the intake port and the cylinder wall surface. Therefore, atomization of the fuel spray is highly required for the fuel injection valve. In the fuel injection valve described in Patent Document 1, by adopting the above-described configuration, fuel detachment at the nozzle hole inlet is promoted, and the fuel disturbance in the nozzle hole is strengthened. Thereby, the fuel sprayed from the nozzle hole outlet is made into a thin film to promote atomization of the fuel spray. In the fuel injection valve having such a configuration, as a measure for further atomizing the fuel spray, it is conceivable to reduce the nozzle hole diameter. However, there is a limit to the reduction in the diameter of the nozzle hole, and when the diameter is smaller than a certain nozzle hole diameter, the spray particle diameter is conversely increased.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、過度な小噴孔径化を必要とせずに、燃料噴霧の微粒化効果を良好に向上させることが可能な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 order to solve the above-described problems, and provides a fuel injection valve that can improve the atomization effect of fuel spray well without requiring excessively small nozzle hole diameters. The purpose is to provide.

第1の発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁の内部に形成され、燃料が流れる燃料通路と、
燃料の噴射を受ける噴射空間と前記燃料通路とを区画する部材であって、前記燃料通路から前記噴射空間に向けて燃料を噴出する噴孔が少なくとも1つ形成された噴孔形成部材と、を備え、
前記噴孔は、入口側の部位の通路断面積に対して出口側の部位の通路断面積が当該噴孔に向かう燃料の主流れ方向の上流側に向かって広くなるように形成され、
前記噴孔の少なくとも出口側の通路断面形状は、燃料の前記主流れ方向を短軸方向とするオーバル形状であり、
前記噴孔は、前記噴孔の内部に流入してきた燃料を受け止める側の部位であって当該オーバル形状の長軸に平行な直線部と、当該直線部の両端側にそれぞれ存在する曲線部と、前記直線部とそれぞれの前記曲線部との間にクロソイド曲線で形成された接続部と、を含むことを特徴とする。
1st invention is a fuel injection valve which injects fuel, Comprising:
A fuel passage formed inside the fuel injection valve and through which fuel flows;
A member that divides an injection space that receives fuel injection and the fuel passage, and an injection hole forming member that has at least one injection hole for injecting fuel from the fuel passage toward the injection space; Prepared,
The injection hole is formed such that the passage cross-sectional area of the outlet side portion is wider toward the upstream side in the main flow direction of the fuel toward the injection hole with respect to the passage cross-sectional area of the inlet side portion,
The passage cross-sectional shape at least on the outlet side of the nozzle hole is an oval shape in which the main flow direction of the fuel is the minor axis direction,
The nozzle hole is a part on the side for receiving the fuel flowing into the nozzle hole and is a straight part parallel to the major axis of the oval shape, and a curved part respectively present on both ends of the straight part, And a connecting portion formed with a clothoid curve between the straight line portion and each of the curved portions.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記噴孔形成部材は、略円板状のプレートであって、
燃料の前記主流れ方向は、前記プレートの外側から当該プレートの中心側に向かう方向であり、
前記噴孔の少なくとも出口側の通路断面形状は、前記プレートの中心側から当該プレートの外側に向かう方向を短軸方向とするオーバル形状であることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The nozzle hole forming member is a substantially disk-shaped plate,
The main flow direction of the fuel is a direction from the outside of the plate toward the center side of the plate,
The passage cross-sectional shape at least on the outlet side of the nozzle hole is an oval shape in which the direction from the center side of the plate toward the outside of the plate is the minor axis direction.

第1の発明によれば、入口側の部位の通路断面積に対して出口側の部位の通路断面積が燃料の上記主流れ方向の上流側に向かって広くなるように噴孔が形成されているので、噴孔内の流れは、噴孔内に流入してきた燃料を受け止める(燃料が衝突する)側に偏ったものとなる。これにより、噴孔の出口から噴出される燃料が良好に薄膜化されるので、燃料噴霧の微粒化を促進することができる。また、本発明によれば、噴孔の少なくとも出口側の通路断面形状が、燃料の上記主流れ方向を短軸方向とするオーバル形状とされている。これにより、噴孔内に流入したうえで噴孔の内壁面に衝突して押し広げられることによって薄膜化した燃料が、噴孔内で或いは噴孔から噴出された後に合体するのを抑制することができる。更に、本発明によれば、オーバル形状を有する噴孔は、上記直線部とそれぞれの上記曲線部との間にクロソイド曲線で形成された接続部を備えている。これにより、噴孔内に流入した燃料が直線部から曲線部に向けて移動する際に、クロソイド曲線を用いて形成された接続部を通過することになる。その結果、接続部によって曲率が緩やかに変化しながら直線部から曲線部に向けて燃料が導かれるようになる。その結果、急激な曲率変化による過度な遠心力が働かないので、流体(燃料)が有するエネルギーをロスすることなく流体が押し広げられ、燃料が噴孔に沿って薄膜化し易くなる。以上のように、本発明によれば、過度な小噴孔径化を必要とせずに、燃料噴霧の微粒化効果を良好に向上させることが可能となる。   According to the first invention, the injection hole is formed such that the passage sectional area of the outlet side portion is wider toward the upstream side in the main flow direction of the fuel than the passage sectional area of the inlet side portion. Therefore, the flow in the nozzle hole is biased toward the side that receives the fuel flowing into the nozzle hole (the fuel collides). Thereby, since the fuel ejected from the outlet of the nozzle hole is thinned well, atomization of the fuel spray can be promoted. Further, according to the present invention, the passage cross-sectional shape at least on the outlet side of the nozzle hole is an oval shape in which the main flow direction of the fuel is the minor axis direction. As a result, the fuel that has been thinned by flowing into the nozzle hole and colliding with the inner wall surface of the nozzle hole and being expanded is prevented from coalescing in the nozzle hole or after being ejected from the nozzle hole. Can do. Furthermore, according to the present invention, the nozzle hole having an oval shape includes a connection portion formed by a clothoid curve between the straight portion and the curved portion. Thereby, when the fuel that has flowed into the nozzle hole moves from the straight portion toward the curved portion, it passes through the connecting portion formed using the clothoid curve. As a result, the fuel is guided from the straight line portion toward the curved portion while the curvature is gradually changed by the connecting portion. As a result, an excessive centrifugal force due to a sudden change in curvature does not work, so that the fluid is spread without losing the energy of the fluid (fuel), and the fuel is easily thinned along the nozzle holes. As described above, according to the present invention, it is possible to satisfactorily improve the atomization effect of the fuel spray without requiring an excessively small nozzle hole diameter.

第2の発明によれば、噴孔形成部材として略円板状のプレートを備え、燃料の上記主流れ方向がプレートの外側から当該プレートの中心側に向かう方向である構成を有する燃料噴射弁において、上記第1の発明による効果を好適に奏することができる。   According to the second invention, in the fuel injection valve having a configuration in which the substantially circular plate is provided as the nozzle hole forming member, and the main flow direction of the fuel is a direction from the outside of the plate toward the center of the plate. The effects of the first invention can be suitably achieved.

本発明の実施の形態1の燃料噴射弁における燃料噴射側の先端部の構成を表した断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the front-end | tip part by the side of the fuel injection in the fuel injection valve of Embodiment 1 of this invention. 図1に示す噴孔の構成をより詳しく説明するための図である。It is a figure for demonstrating in more detail the structure of the nozzle hole shown in FIG.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の燃料噴射弁10における燃料噴射側の先端部の構成を表した断面図である。尚、図1は、噴孔プレート18の中心線(ニードル弁14の中心線)を通り、かつ、一部の噴孔22の短軸を通る平面で、燃料噴射弁10の先端部を切断して示す図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the tip portion on the fuel injection side in the fuel injection valve 10 according to Embodiment 1 of the present invention. 1 is a plane passing through the center line of the nozzle hole plate 18 (center line of the needle valve 14) and passing through the minor axis of a part of the nozzle holes 22, and cutting the tip of the fuel injection valve 10. FIG. FIG.

図1に示す燃料噴射弁10は、内燃機関の内部(好ましくは吸気ポート内)に燃料を噴射するうえで好適な燃料噴射弁である。ただし、燃料噴射弁10は、内燃機関の筒内に直接燃料を噴射できるように内燃機関に搭載されていてもよい。   A fuel injection valve 10 shown in FIG. 1 is a fuel injection valve suitable for injecting fuel into the internal combustion engine (preferably in the intake port). However, the fuel injection valve 10 may be mounted on the internal combustion engine so that fuel can be directly injected into the cylinder of the internal combustion engine.

図1に示すように、燃料噴射弁10は、略円筒状の弁ボディ12を備えている。弁ボディ12の内部には、略円柱状のニードル弁14が往復移動自在に配置されている。弁ボディ12の内周面とニードル弁14の外周面との間には、燃料が流通する燃料通路16が形成されている。燃料通路16には、図1における燃料通路16の上方側から高圧の燃料が供給されるようになっている。   As shown in FIG. 1, the fuel injection valve 10 includes a substantially cylindrical valve body 12. A substantially cylindrical needle valve 14 is disposed in the valve body 12 so as to be reciprocally movable. A fuel passage 16 through which fuel flows is formed between the inner peripheral surface of the valve body 12 and the outer peripheral surface of the needle valve 14. High pressure fuel is supplied to the fuel passage 16 from above the fuel passage 16 in FIG.

ニードル弁14の先端付近の弁ボディ12の内周面には、ニードル弁14が着座可能なシート部12aが形成されている。より具体的には、ニードル弁14は、燃料噴射弁10が備える電磁石(図示省略)が磁力を発していない場合には、シート部12aに着座するように構成されている。この場合には、シート部12aの下流側に向けての燃料の流れが遮断される。一方、ニードル弁14は、励磁電流の供給を受けて電磁石が磁力を発した場合には、シート部12aから離座するように構成されている。その結果、シート部12aの上流に蓄えられていた高圧の燃料がシート部12aの下流側に供給される。   A seat portion 12 a on which the needle valve 14 can be seated is formed on the inner peripheral surface of the valve body 12 near the tip of the needle valve 14. More specifically, the needle valve 14 is configured to be seated on the seat portion 12a when an electromagnet (not shown) provided in the fuel injection valve 10 does not generate magnetic force. In this case, the fuel flow toward the downstream side of the seat portion 12a is blocked. On the other hand, the needle valve 14 is configured to be separated from the seat portion 12a when the electromagnet generates magnetic force upon receiving an excitation current. As a result, the high-pressure fuel stored upstream of the seat portion 12a is supplied to the downstream side of the seat portion 12a.

また、燃料噴射弁10の先端部には、シート部12aの下流側の燃料通路16と、燃料の噴射を受ける噴射区間(ここでは、吸気ポート内部)20とを区画する部材として、略円板状の噴孔プレート18が設置されている。噴孔プレート18には、複数の噴孔22が形成されている。図1においては、噴孔プレート18の中心側から径方向外側に向けて所定の角度間隔をおいて放射状に配置される複数の噴孔22のうちの4つの噴孔22を図示している。ただし、噴孔プレート18上における複数の噴孔22は、放射状に配置されるものに限らず、格子状など任意のパターンで配置されるものであってもよい。   In addition, as a member that partitions the fuel passage 16 on the downstream side of the seat portion 12a and an injection section 20 (inside the intake port in this case) 20 that receives fuel injection, the front end of the fuel injection valve 10 is a substantially disc. A nozzle hole plate 18 is installed. A plurality of nozzle holes 22 are formed in the nozzle hole plate 18. In FIG. 1, four nozzle holes 22 are illustrated among a plurality of nozzle holes 22 that are radially arranged at predetermined angular intervals from the center side of the nozzle hole plate 18 toward the radially outer side. However, the plurality of nozzle holes 22 on the nozzle hole plate 18 are not limited to being radially arranged, and may be arranged in an arbitrary pattern such as a lattice shape.

図2は、図1に示す噴孔22の構成をより詳しく説明するための図である。より具体的には、図2(A)は、図1中の噴孔22の拡大図であり、図2(B)は、噴孔22周りの噴孔プレート18を図2(A)に示すA−A線で切断して表した断面図(出口側から噴孔22を見た図)である。尚、図2においては、色が濃いほど、燃料がより集まっていることを表している。   FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the nozzle hole 22 shown in FIG. 1 in more detail. More specifically, FIG. 2 (A) is an enlarged view of the nozzle hole 22 in FIG. 1, and FIG. 2 (B) shows the nozzle hole plate 18 around the nozzle hole 22 in FIG. 2 (A). It is sectional drawing represented by cut | disconnecting by the AA line (The figure which looked at the nozzle hole 22 from the exit side). In FIG. 2, the darker the color, the more fuel is collected.

図1に示す構成を有する燃料通路16では、ニードル弁14がシート部12aから離座した時に、シート部12aの上流側の高圧の燃料が噴孔プレート18の径方向外側から噴孔プレート18の中心側に向けて勢い良く流れることになる。従って、図2中に示すように、噴孔プレート18の外側から噴孔プレート18の中心側に向かう燃料の流れが、噴孔22に対して流入する燃料における最も強い流れの方向となる。以下、本明細書中においては、このような燃料の流れ方向のことを、「燃料の主流れ方向」と称する。   In the fuel passage 16 having the configuration shown in FIG. 1, when the needle valve 14 is separated from the seat portion 12 a, high-pressure fuel on the upstream side of the seat portion 12 a flows from the radially outer side of the nozzle hole plate 18 to the nozzle hole plate 18. It will flow vigorously toward the center. Therefore, as shown in FIG. 2, the flow of fuel from the outside of the nozzle hole plate 18 toward the center of the nozzle hole plate 18 is the strongest flow direction in the fuel flowing into the nozzle holes 22. Hereinafter, in this specification, such a fuel flow direction is referred to as a “fuel main flow direction”.

図2(B)に示すように、噴孔22は、燃料の主流れ方向を短軸方向とするオーバル状の断面形状を有している。ここでは、図示を省略しているが、噴孔22は、入口側の部位から出口側の部位にかけて、図2(B)に示すようなオーバル状の断面形状を有するものとする。   As shown in FIG. 2B, the nozzle hole 22 has an oval cross-sectional shape in which the main flow direction of the fuel is the minor axis direction. Although not shown here, the nozzle hole 22 has an oval cross-sectional shape as shown in FIG. 2B from the inlet side portion to the outlet side portion.

そのうえで、噴孔22は、入口側の部位の通路断面積に対して出口側の部位の通路断面積が燃料の主流れ方向の上流側に向かって広くなるように形成されている。より具体的には、噴孔22は、入口側から出口側に向かうにつれ、通路断面積が燃料の主流れ方向の上流側に向かって広くなるように形成されている。更に付け加えると、このような噴孔形状を得るために、本燃料噴射弁10の噴孔22では、図2(A)と図2(B)とを組み合わせて見ると分かるように、入口側から出口側に向かって広がるテーパー形状が採用され、かつ、噴孔22の噴孔軸(入口における噴孔22の中心点と出口における噴孔22の中心点とを結んで得られる直線)が、噴孔22の入口側から出口側に向かうにつれ、燃料の主流れ方向の上流側(本実施形態では、噴孔プレート18の径方向外側)に向かって近づくように傾斜する構成が採用されている。   In addition, the nozzle hole 22 is formed such that the passage cross-sectional area of the outlet side portion is wider toward the upstream side in the main flow direction of the fuel than the passage cross-sectional area of the inlet side portion. More specifically, the nozzle hole 22 is formed so that the passage cross-sectional area becomes wider toward the upstream side in the main flow direction of the fuel as it goes from the inlet side to the outlet side. In addition, in order to obtain such a nozzle hole shape, in the nozzle hole 22 of the fuel injection valve 10, as can be seen from a combination of FIGS. 2 (A) and 2 (B), from the inlet side. A tapered shape that extends toward the outlet side is adopted, and the injection hole axis of the injection hole 22 (a straight line obtained by connecting the central point of the injection hole 22 at the inlet and the central point of the injection hole 22 at the outlet) A configuration is adopted that inclines so as to approach the upstream side in the main flow direction of fuel (in the present embodiment, the radially outer side of the nozzle hole plate 18) as it goes from the inlet side to the outlet side of the hole 22.

本燃料噴射弁10は、更に次のような構成を有することを特徴としている。すなわち、上記オーバル形状を有する噴孔22は、図2(B)に示すように、噴孔22内に流入してきた燃料を受け止める(燃料が衝突する)側(本実施形態では、噴孔プレート18の中心側)の部位であって当該オーバル形状の長軸に平行な直線部22aと、当該直線部22aの両端側(長軸方向側)にそれぞれ存在する所定の曲率の曲線部22bと、前記直線部22aとそれぞれの前記曲線部22bとの間にクロソイド曲線で形成された接続部22cと、を含むように構成されている。   The fuel injection valve 10 is further characterized by having the following configuration. That is, as shown in FIG. 2 (B), the nozzle hole 22 having the oval shape receives the fuel flowing into the nozzle hole 22 (the fuel collides) side (in this embodiment, the nozzle hole plate 18). A straight portion 22a that is parallel to the major axis of the oval shape, a curved portion 22b having a predetermined curvature that exists on both ends (long-axis direction side) of the straight portion 22a, It is comprised so that the connection part 22c formed by the clothoid curve may be included between the linear part 22a and each said curve part 22b.

次に、以上説明した構成を有する燃料噴射弁10の効果について説明する。
先ず、燃料噴射弁10では、既述したように、噴孔22は、入口側から出口側に向かうにつれ、通路断面積が燃料の主流れ方向の上流側に向かって広くなるように形成されている。このような構成(説明の便宜上、「構成A」と称する)を採用することで、噴孔22内の流れは、図2(A)に示すように、噴孔22内に流入してきた燃料を受け止める(燃料が衝突する)側(噴孔プレート18の中心側)に偏ったものとなる。その結果、噴孔22の入口での燃料の剥離を促進し、噴孔22内の燃料の乱れを促進することができる。これにより、噴孔22の出口から噴出される燃料が良好に薄膜化されるので、燃料噴霧の微粒化を促進することができる。
Next, the effect of the fuel injection valve 10 having the above-described configuration will be described.
First, in the fuel injection valve 10, as described above, the nozzle hole 22 is formed so that the passage cross-sectional area becomes wider toward the upstream side in the main flow direction of the fuel as it goes from the inlet side to the outlet side. Yes. By adopting such a configuration (referred to as “configuration A” for convenience of description), the flow in the nozzle hole 22 is caused by the fuel flowing into the nozzle hole 22 as shown in FIG. It is biased toward the side (the fuel collides) side (center side of the nozzle hole plate 18). As a result, fuel separation at the inlet of the injection hole 22 can be promoted, and the turbulence of the fuel in the injection hole 22 can be promoted. Thereby, since the fuel jetted from the outlet of the nozzle hole 22 is thinned satisfactorily, atomization of the fuel spray can be promoted.

上記のような構成Aを有する燃料噴射弁10において、更なる燃料噴霧の微粒化を図るための方策として、噴孔径を小さくすることなどが考えられる。しかしながら、小噴孔径化には限界があり、また、ある噴孔径以下になると、逆に噴霧粒径が大きくなってしまう。より具体的には、噴孔を小さくすると、一定の燃料噴射量を確保するためには噴孔数を多くする必要が生ずる。その結果、噴孔間の距離が狭くなり、隣接する噴孔から噴出した燃料同士が合体してしまうことが懸念される。
また、小噴孔径化を図ることで噴孔出口径も小さくなる。このため、噴孔内の燃料の乱れを利用して薄膜化した燃料が、噴孔内で或いは噴孔から噴出した後に合体し、筋状の噴霧となってしまうことが懸念される。
更には、小噴孔径化によって噴孔表面積が広くなるため、噴孔内壁面へのデポジットの堆積量に対する流量低下割合が大きくなってしまうことが懸念される。
In the fuel injection valve 10 having the configuration A as described above, it is conceivable to reduce the diameter of the injection hole as a measure for further atomizing the fuel spray. However, there is a limit to the reduction in the diameter of the nozzle hole, and when the diameter is smaller than a certain nozzle hole diameter, the spray particle diameter is conversely increased. More specifically, if the nozzle holes are made smaller, it is necessary to increase the number of nozzle holes in order to ensure a constant fuel injection amount. As a result, the distance between the nozzle holes becomes narrow, and there is a concern that the fuels ejected from the adjacent nozzle holes will be combined.
In addition, by reducing the diameter of the injection hole, the diameter of the injection hole becomes smaller. For this reason, there is a concern that the fuel that has been thinned by utilizing the turbulence of the fuel in the nozzle hole is united in the nozzle hole or after being ejected from the nozzle hole, resulting in a streaky spray.
Furthermore, since the surface area of the nozzle hole is increased by reducing the diameter of the nozzle hole, there is a concern that the rate of flow rate reduction with respect to the amount of deposit deposited on the inner wall surface of the nozzle hole will increase.

以上のことから、燃料噴射弁により噴射される燃料の更なる微粒化を図るためには、噴霧の合体の回避、噴孔内における燃料の薄膜化の促進、および、薄膜化した燃料の合体による筋状噴霧化の回避による燃料噴霧の微粒化効果の向上と、耐デポジット性の向上とが好適に両立されていることが望ましい。   From the above, in order to further atomize the fuel injected by the fuel injection valve, avoid the coalescence of the spray, promote the thinning of the fuel in the nozzle hole, and merge the thinned fuel It is desirable that both the improvement of the atomization effect of the fuel spray by avoiding the streak atomization and the improvement of the deposit resistance are suitably achieved.

上記要求を満たすべく、本実施形態の燃料噴射弁10における噴孔22は、上記構成Aに加え、既述した追加的な構成(以下、説明の便宜上、「構成B」と称する)を備えている。すなわち、先ず、燃料の主流れ方向を短軸方向とするオーバル状の断面形状を有している。これにより、図2(B)に示すように、噴孔22内に流入したうえで噴孔プレート18の中心側の噴孔22の内壁面に衝突して押し広げられることによって薄膜化した燃料が、噴孔22内で或いは噴孔22から噴出された後に合体するのを回避(抑制)することができる。   In order to satisfy the above requirements, the nozzle hole 22 in the fuel injection valve 10 of the present embodiment includes the above-described additional configuration (hereinafter referred to as “configuration B” for convenience of description) in addition to the configuration A. Yes. That is, first, it has an oval cross-sectional shape in which the main flow direction of the fuel is the minor axis direction. As a result, as shown in FIG. 2B, the fuel thinned by flowing into the nozzle hole 22 and then colliding with the inner wall surface of the nozzle hole 22 on the center side of the nozzle hole plate 18 to be spread. It is possible to avoid (suppress) the coalescence in the nozzle hole 22 or after being ejected from the nozzle hole 22.

更に、上記オーバル形状を有する噴孔22は、図2(B)を参照して既述したように、噴孔22内に流入してきた燃料を受け止める(燃料が衝突する)側(本実施形態では、噴孔プレート18の中心側)の部位であって当該オーバル形状の長軸に平行な直線部22aと、当該直線部22aの両端側(長軸方向側)にそれぞれ存在する所定の曲率の曲線部22bと、前記直線部22aとそれぞれの前記曲線部22bとの間にクロソイド曲線で形成された接続部22cと、を含むように構成されている。これにより、噴孔22内に流入した燃料が直線部22aから曲線部22bに向けて移動する際に、クロソイド曲線を用いて形成された接続部22cを通過することになる。その結果、接続部22cによって曲率が緩やかに変化しながら直線部22aから曲線部22bに向けて燃料が導かれるようになる。その結果、急激な曲率変化による過度な遠心力が働かないので、流体(燃料)が有するエネルギーをロスすることなく流体が押し広げられ、燃料が噴孔22に沿って薄膜化し易くなる。   Further, as described above with reference to FIG. 2B, the nozzle hole 22 having the oval shape receives the fuel flowing into the nozzle hole 22 (in the present embodiment, the fuel collides). , The central portion of the nozzle hole plate 18) and parallel to the major axis of the oval shape, and curves of predetermined curvature respectively existing at both ends (major axis direction side) of the linear portion 22 a. It is comprised so that the connection part 22c formed with the clothoid curve between the part 22b and the said linear part 22a and each said curve part 22b may be included. Thereby, when the fuel that has flowed into the injection hole 22 moves from the straight portion 22a toward the curved portion 22b, the fuel passes through the connecting portion 22c formed using the clothoid curve. As a result, the fuel is guided from the straight portion 22a toward the curved portion 22b while the curvature of the connecting portion 22c changes gently. As a result, an excessive centrifugal force due to a sudden change in curvature does not work, so that the fluid is spread without losing the energy of the fluid (fuel), and the fuel is easily thinned along the nozzle holes 22.

以上のような構成Bを更に備えたことにより、本燃料噴射弁10によれば、必要以上の小噴孔径化をすることなく噴霧の微粒化が可能となり、燃料噴霧の微粒化効果の向上と耐デポジット性の向上とを好適に両立できるようになる。   By further providing the configuration B as described above, according to the fuel injection valve 10, atomization of the spray can be performed without reducing the diameter of the injection hole more than necessary, and the effect of atomization of the fuel spray can be improved. It is possible to preferably achieve both improvement in deposit resistance.

ところで、上述した実施の形態1における噴孔22では、図2(A)入口側から出口側に向かって広がるテーパー形状が採用され、かつ、噴孔22の噴孔軸が、噴孔22の入口側から出口側に向かうにつれ、燃料の主流れ方向の上流側に向かって近づくように傾斜する構成が採用されている。しかしながら、本発明における噴孔は、入口側の部位の通路断面積に対して出口側の部位の通路断面積が当該噴孔に流入する燃料の主流れ方向の上流側に向かって広くなるように形成されたものであれば、上記のようにテーパー形状によるものに限定されない。すなわち、例えば、噴孔における燃料の主流れ方向の上流側の内壁面は、図2(A)中に断面で示すように直線的に広がるものに限らず、曲線的に広がるものであってもよいし、段階的(段付き状)に広がるものであってもよい。   By the way, in the injection hole 22 in Embodiment 1 mentioned above, the taper shape which spreads toward the exit side from FIG. 2 (A) entrance is employ | adopted, and the injection hole axis | shaft of the injection hole 22 is the entrance of the injection hole 22. As it goes from the side toward the outlet side, a configuration is adopted that is inclined so as to approach toward the upstream side in the main flow direction of the fuel. However, in the injection hole in the present invention, the passage sectional area of the outlet side portion is wider toward the upstream side in the main flow direction of the fuel flowing into the nozzle hole than the passage sectional area of the inlet side portion. As long as it is formed, it is not limited to the taper shape as described above. That is, for example, the inner wall surface on the upstream side in the main flow direction of the fuel in the nozzle hole is not limited to linearly expanding as shown by a cross section in FIG. It may be one that spreads stepwise (stepped).

また、上述した実施の形態1においては、噴孔プレート18の径方向外側から中心側に向かう燃料の流れが各噴孔22に対して燃料の主流れ方向となる基本構成を有する燃料噴射弁10に対して適用した噴孔22の構成を例に挙げて説明を行った。ここで、燃料噴射弁の基本構成次第では、燃料の主流れ方向は、上述した方向になるとは限らない。例えば、シート部の上流側においてニードル弁の周囲に形成される燃料通路が、ニードル弁の周方向の一部に対して広げられた燃料溜まり部を有するものである場合には、そのような燃料溜まり部から下降して噴孔プレートに導入される燃料の流れが、噴孔プレート上において強い流れとなる。このため、このような場合であれば、径方向全体からではなく、燃料溜まり部の位置に応じて定まる特定の噴孔プレート外側方向から噴孔プレート中心側に向かう燃料の流れが、上記燃料の主流れ方向となる。また、燃料噴射弁の基本構成次第では、例えば、噴孔プレートの中央部位に燃料が導入され、その結果として、噴孔プレートの中心側から外側に向かう燃料の流れ方向が本発明でいう「燃料の主流れ方向」となることも考えられる。本発明の燃料噴射弁では、上記のように各燃料噴射弁の基本構成に応じて異なり得る燃料の主流れ方向との関係で、噴孔の構成が特定されている。つまり、本発明における燃料噴射弁の噴孔は、種々の燃料噴射弁において想定される燃料の主流れ方向に応じて特定された向きで所定の噴孔形成部材に形成されるものである。   Further, in the first embodiment described above, the fuel injection valve 10 has a basic configuration in which the fuel flow from the radially outer side of the nozzle hole plate 18 toward the center side is the main fuel flow direction with respect to each nozzle hole 22. The configuration of the nozzle hole 22 applied to the above has been described as an example. Here, depending on the basic configuration of the fuel injection valve, the main flow direction of the fuel is not always the above-described direction. For example, when the fuel passage formed around the needle valve on the upstream side of the seat portion has a fuel reservoir portion that is widened with respect to a portion in the circumferential direction of the needle valve, such fuel The flow of fuel that descends from the reservoir and is introduced into the nozzle hole plate is a strong flow on the nozzle hole plate. For this reason, in such a case, the flow of the fuel from the outer side of the specific nozzle hole plate determined according to the position of the fuel reservoir portion to the center side of the nozzle hole plate is determined not from the entire radial direction, It becomes the main flow direction. Further, depending on the basic configuration of the fuel injection valve, for example, the fuel is introduced into the central portion of the nozzle hole plate, and as a result, the fuel flow direction from the center side to the outer side of the nozzle hole plate is referred to as “fuel” in the present invention. It can be considered that this is the main flow direction. In the fuel injection valve of the present invention, the configuration of the injection hole is specified in relation to the main flow direction of the fuel, which can vary depending on the basic configuration of each fuel injection valve as described above. That is, the injection hole of the fuel injection valve in the present invention is formed in the predetermined injection hole forming member in the direction specified according to the main flow direction of the fuel assumed in various fuel injection valves.

また、上述した実施の形態1においては、燃料噴射弁10の先端に設けられた略円板状の噴孔プレート18に複数の噴孔22が形成された構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明における噴孔形成部材は、上記のような噴孔プレート18であるものに限定されず、噴孔が形成されるものであれば、例えば、燃料噴射弁の燃料噴射側の先端に位置する弁ボディであってもよい。また、本発明における噴孔22の数は、特に限定されるものではなく、任意の複数であってもよく、或いは1つであってもよい。   Further, in the first embodiment described above, a description has been given by taking as an example a configuration in which a plurality of injection holes 22 are formed in a substantially disc-shaped injection hole plate 18 provided at the tip of the fuel injection valve 10. . However, the nozzle hole forming member in the present invention is not limited to the nozzle hole plate 18 as described above. For example, at the tip of the fuel injection valve on the fuel injection side as long as the nozzle hole is formed. It may be a valve body located. Moreover, the number of the nozzle holes 22 in the present invention is not particularly limited, and may be any plural number or one.

また、上述した実施の形態1においては、図2に示すように、噴孔22に流入してきた燃料を受け止める側(燃料が衝突する側)の部位が上述したオーバル形状で形成されている例について説明した。しかしながら、本発明における噴孔においてオーバル状に形成される部位は、必ずしも噴孔の入口から出口にかけての全体でなくてもよく、スムーズに燃料を広げるうえで重要な噴孔の出口側の部位のみであってもよい。   In the above-described first embodiment, as shown in FIG. 2, an example in which the portion on the side that receives the fuel flowing into the nozzle hole 22 (the side on which the fuel collides) is formed in the above-described oval shape. explained. However, the part formed in the oval shape in the injection hole in the present invention does not necessarily have to be the whole from the injection hole to the outlet, and only the part on the outlet side of the injection hole that is important for smoothly spreading the fuel. It may be.

尚、上述した実施の形態1においては、噴孔プレート18が前記第1の発明における「噴孔形成部材」および前記第2の発明における「プレート」にそれぞれ相当している。   In the first embodiment described above, the nozzle hole plate 18 corresponds to the “hole nozzle forming member” in the first invention and the “plate” in the second invention, respectively.

10 燃料噴射弁
12 弁ボディ
12a 弁ボディのシート部
14 ニードル弁
16 燃料通路
18 噴孔プレート
22 噴孔
22a 噴孔の直線部
22b 噴孔の曲線部
22c 噴孔の接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel injection valve 12 Valve body 12a Valve body seat 14 Needle valve 16 Fuel passage 18 Injection hole plate 22 Injection hole 22a Injection hole linear part 22b Injection hole curved part 22c Connection part of injection hole

Claims (2)

燃料を噴射する燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁の内部に形成され、燃料が流れる燃料通路と、
燃料の噴射を受ける噴射空間と前記燃料通路とを区画する部材であって、前記燃料通路から前記噴射空間に向けて燃料を噴出する噴孔が少なくとも1つ形成された噴孔形成部材と、を備え、
前記噴孔は、入口側の部位の通路断面積に対して出口側の部位の通路断面積が当該噴孔に向かう燃料の主流れ方向の上流側に向かって広くなるように形成され、
前記噴孔の少なくとも出口側の通路断面形状は、燃料の前記主流れ方向を短軸方向とするオーバル形状であり、
前記噴孔は、前記噴孔の内部に流入してきた燃料を受け止める側の部位であって当該オーバル形状の長軸に平行な直線部と、当該直線部の両端側にそれぞれ存在する曲線部と、前記直線部とそれぞれの前記曲線部との間にクロソイド曲線で形成された接続部と、を含むことを特徴とする燃料噴射弁。
A fuel injection valve for injecting fuel,
A fuel passage formed inside the fuel injection valve and through which fuel flows;
A member that divides an injection space that receives fuel injection and the fuel passage, and an injection hole forming member that has at least one injection hole for injecting fuel from the fuel passage toward the injection space; Prepared,
The injection hole is formed such that the passage cross-sectional area of the outlet side portion is wider toward the upstream side in the main flow direction of the fuel toward the injection hole with respect to the passage cross-sectional area of the inlet side portion,
The passage cross-sectional shape at least on the outlet side of the nozzle hole is an oval shape in which the main flow direction of the fuel is the minor axis direction,
The nozzle hole is a part on the side for receiving the fuel flowing into the nozzle hole and is a straight part parallel to the major axis of the oval shape, and a curved part respectively present on both ends of the straight part, A fuel injection valve comprising: a connecting portion formed with a clothoid curve between the straight portion and each of the curved portions.
前記噴孔形成部材は、略円板状のプレートであって、
燃料の前記主流れ方向は、前記プレートの外側から当該プレートの中心側に向かう方向であり、
前記噴孔の少なくとも出口側の通路断面形状は、前記プレートの中心側から当該プレートの外側に向かう方向を短軸方向とするオーバル形状であることを特徴とする請求項1記載の燃料噴射弁。
The nozzle hole forming member is a substantially disk-shaped plate,
The main flow direction of the fuel is a direction from the outside of the plate toward the center side of the plate,
2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein a passage cross-sectional shape of at least an outlet side of the injection hole is an oval shape in which a direction from the center side of the plate toward the outside of the plate is a short axis direction.
JP2011158109A 2011-07-19 2011-07-19 Fuel injection valve Expired - Fee Related JP5605325B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011158109A JP5605325B2 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Fuel injection valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011158109A JP5605325B2 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Fuel injection valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013024087A true JP2013024087A (en) 2013-02-04
JP5605325B2 JP5605325B2 (en) 2014-10-15

Family

ID=47782740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011158109A Expired - Fee Related JP5605325B2 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Fuel injection valve

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5605325B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10865753B2 (en) 2016-02-15 2020-12-15 Denso Corporation Fuel injection valve
US11835020B2 (en) 2018-07-12 2023-12-05 Denso Corporation Fuel injection valve

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08261111A (en) * 1995-03-24 1996-10-08 Nissan Diesel Motor Co Ltd Fuel injection nozzle of diesel engine
JP2006002720A (en) * 2004-06-21 2006-01-05 Mitsubishi Electric Corp Fuel injection device and method for manufacturing the same
JP2008064094A (en) * 2006-09-05 2008-03-21 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve
JP2009250122A (en) * 2008-04-07 2009-10-29 Mitsubishi Electric Corp Fuel injection valve
JP2010151053A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Denso Corp Fuel injection nozzle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08261111A (en) * 1995-03-24 1996-10-08 Nissan Diesel Motor Co Ltd Fuel injection nozzle of diesel engine
JP2006002720A (en) * 2004-06-21 2006-01-05 Mitsubishi Electric Corp Fuel injection device and method for manufacturing the same
JP2008064094A (en) * 2006-09-05 2008-03-21 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve
JP2009250122A (en) * 2008-04-07 2009-10-29 Mitsubishi Electric Corp Fuel injection valve
JP2010151053A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Denso Corp Fuel injection nozzle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10865753B2 (en) 2016-02-15 2020-12-15 Denso Corporation Fuel injection valve
US11835020B2 (en) 2018-07-12 2023-12-05 Denso Corporation Fuel injection valve

Also Published As

Publication number Publication date
JP5605325B2 (en) 2014-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6848635B2 (en) Fuel injector nozzle assembly with induced turbulence
KR101670154B1 (en) Fuel injection valve
KR101767357B1 (en) Nozzle body and fuel injection valve
JP6292188B2 (en) Fuel injection device
JP2007309236A (en) Fuel injection nozzle
US9739247B2 (en) Mist forming method using fluid injection valve, fluid injection valve, and mist forming apparatus
JP5491612B1 (en) Fluid injection valve and spray generating device
US20180171954A1 (en) Fluid injector orifice plate for colliding fluid jets
JP5610079B2 (en) Fuel injection valve
JP4883102B2 (en) Fuel injection nozzle
JP5605325B2 (en) Fuel injection valve
JP2005106006A (en) Jetting hole member and fuel injection valve using the same
JP5774108B2 (en) Fuel injection valve
JP2015078603A (en) Fuel injection valve
JP6609196B2 (en) Fuel injection nozzle
JP2010084755A (en) Fuel jet nozzle
JP2019015253A (en) Multiple jetting hole structure of liquid injection nozzle
JP2017089574A (en) Fuel injection valve of internal combustion engine, and internal combustion engine
JP5766317B1 (en) Fuel injection valve
CN111417769B (en) Ejector
JP5818939B1 (en) Fuel injection valve, spray generating device equipped with the fuel injection valve, and spark ignition internal combustion engine
WO2016163086A1 (en) Fuel injection device
JP6270346B2 (en) Injector
JP2007224794A (en) Fuel injection device
WO2020085039A1 (en) Fuel injection valve

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130820

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140710

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140729

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140811

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5605325

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees