JP2015094234A - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料噴霧の微粒化促進と燃料噴霧の指向性向上。
【解決手段】燃料入口18aから燃料出口18bへ向かうほど外縁140b側へ傾斜する燃料噴孔18を、燃料通路17の下流側に設けた弁ノズル14と、燃料噴孔18を開放する開弁方向への移動により、外縁140b側から燃料入口18aへ流入する燃料を燃料出口18bから噴射させる弁ニードル40とを備えた燃料噴射弁1において、燃料噴孔18は、燃料入口18aを形成する上流噴孔部180と、上流噴孔部180の下流側に連続し、燃料出口18bを形成する下流噴孔部182とを有し、下流噴孔部182は、弁ノズル14の中央140a側にて上流噴孔部180とストレートに接続され、且つ外縁140b側にて上流噴孔部180よりも径方向に拡大することにより、上流噴孔部180の中心線Ouとは偏心して上流噴孔部180との間に段差面186を形成する。
【選択図】図3
【解決手段】燃料入口18aから燃料出口18bへ向かうほど外縁140b側へ傾斜する燃料噴孔18を、燃料通路17の下流側に設けた弁ノズル14と、燃料噴孔18を開放する開弁方向への移動により、外縁140b側から燃料入口18aへ流入する燃料を燃料出口18bから噴射させる弁ニードル40とを備えた燃料噴射弁1において、燃料噴孔18は、燃料入口18aを形成する上流噴孔部180と、上流噴孔部180の下流側に連続し、燃料出口18bを形成する下流噴孔部182とを有し、下流噴孔部182は、弁ノズル14の中央140a側にて上流噴孔部180とストレートに接続され、且つ外縁140b側にて上流噴孔部180よりも径方向に拡大することにより、上流噴孔部180の中心線Ouとは偏心して上流噴孔部180との間に段差面186を形成する。
【選択図】図3
Description
本発明は、内燃機関へ燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
近年、弁ノズルにおいて燃料入口から燃料出口へ向かうほど外縁側へ傾斜する傾斜孔状の燃料噴孔を、燃料通路の下流側に設けた燃料噴射弁は、内燃機関に広く適用されるようになってきている。
この種の燃料噴射弁では、燃料噴孔を開放する開弁方向へ弁ニードルを移動させることで、弁ノズルの外縁側から燃料入口へ流入する燃料を燃料出口から内燃機関へ噴射させている。これにより、燃料入口への流入燃料は、弁ノズルの中央側にて燃料噴孔の内面に衝突することで、当該内面に沿って液膜状に広がるため、燃料出口からの燃料噴射により形成される燃料噴霧が微粒化される。
こうした燃料噴射弁として特許文献1に開示のものでは、弁ノズルを構成する噴孔プレートの下流側端面に開口形成された凹部により、燃料噴孔の燃料出口が弁ノズル外縁側へ向かって拡大されている。これにより燃料出口付近では、弁ノズル外縁側にて燃料が凹部の内面から剥離する剥離領域を増大させて、弁ノズル中央側にて燃料噴孔の内面に沿う液膜状の燃料広がりを維持できるので、燃料噴霧の微粒化を促進することが可能となっている。
しかし、特許文献1に開示の燃料噴射弁において、有底円筒孔状に形成された凹部の中心線は、弁ノズルにおいて傾斜する燃料噴孔の中心線とは交差している。かかる交差構成下、燃料噴孔と凹部との間に形成される段差面(即ち、凹部の底面)は、燃料噴孔の中心線に対して凹部側では鋭角をなしている。これにより燃料は、燃料噴孔から凹部への流入時に、段差面へ向かって引っ張られ易くなる。その結果、段差面に付着残留する燃料は、内燃機関から受ける熱に起因してデポジットとなることで、燃料噴孔に対する凹部の拡大率を減少させるので、燃料の液膜化、ひいては燃料噴霧の微粒化が妨げられていた。
また、燃料噴孔及び凹部の各中心線が交差する構成下、燃料噴孔での燃料流動方向に対して凹部での燃料流動方向は、燃料噴孔から凹部への流入により大きく変化してしまう。その結果、凹部の燃料出口から燃料噴霧が向かう方向には、ばらつきが生じ易くなるため、燃料噴霧の指向性を十分に向上させることが困難であった。
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料噴霧の微粒化を促進すると共に、燃料噴霧の指向性を向上させる燃料噴射弁を、提供することにある。
上述した課題を解決するために開示された発明は、燃料入口(18a)から燃料出口(18b)へ向かうほど外縁(140b)側へ傾斜する傾斜孔状の燃料噴孔(18)を、燃料通路(17)の下流側に設けた弁ノズル(14)と、燃料噴孔を開放する開弁方向への移動により、弁ノズルの外縁側から燃料入口へ流入する燃料を燃料出口から内燃機関へ噴射させる弁ニードル(40)とを、備えた燃料噴射弁であって、燃料噴孔は、燃料入口を形成する上流噴孔部(180)と、上流噴孔部の下流側に連続し、燃料出口を形成する下流噴孔部(182)と、を有し、下流噴孔部は、弁ノズルの中央(140a)側にて上流噴孔部とストレートに接続され、且つ弁ノズルの外縁側にて上流噴孔部よりも径方向に拡大することにより、上流噴孔部の中心線(Ou)とは偏心して上流噴孔部との間に段差面(186)を形成することを特徴とする。
この発明によると、燃料入口から燃料出口へ向かうほど弁ノズル外縁側へと傾斜する傾斜孔状の燃料噴孔において、同外縁側から燃料流入する燃料入口は、上流噴孔部により形成される。それと共に、かかる傾斜孔状の燃料噴孔において、内燃機関へ燃料噴射する燃料出口は、上流噴孔部の下流側に連続する下流噴孔部により形成される。ここで、弁ノズル中央側にて上流噴孔部とストレートに接続される下流噴孔部は、弁ノズル外縁側では上流噴孔部よりも径方向に拡大することで、上流噴孔部との間の段差面が下流噴孔部側にて上流噴孔部の中心線となす角を直角以上に設定し得る。これにより燃料は、上流噴孔部から下流噴孔部への流入時に、段差面へ向かっては引っ張られ難くなるので、当該段差面に付着残留した燃料によるデポジットの生成を抑制できる。故に、上流噴孔部に対する下流噴孔部の径方向拡大率を減少させることなく、燃料の薄膜化、ひいては燃料噴霧の微粒化を促進することが可能である。
しかも、弁ノズル中央側でのストレート接続と弁ノズル外縁側での径方向拡大とにより、上流噴孔部と下流噴孔部とが互いに偏心する構成では、上流噴孔部での燃料流動方向に対して下流噴孔部での燃料流動方向の変化が抑制され得る。これによれば、下流噴孔部の燃料出口から燃料噴霧の向かう方向にばらつきが生じ難くなるので、燃料噴霧の指向性を向上させることも可能である。
また、開示された別の発明において、上流噴孔部と下流噴孔部とは、弁ノズルの中央側にてストレートに接続される接続箇所(188)を除き、段差面を相互間に連続形成する。
この発明によると、上流噴孔部と下流噴孔部との間では、弁ノズル中央側にてそれら噴孔部がストレート接続される接続箇所を除き、段差面が連続形成されることで、上流噴孔部から下流噴孔部へ流入する燃料の表面張力が低く抑えられる。これによれば、燃料噴孔における燃料の流動速度が遅くなる場合にあっても、当該燃料が段差面に引っ張られて残留付着することを抑制できるので、デポジットの生成を回避して微粒化の促進効果を高めることが可能となる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示す一実施形態の燃料噴射弁1は、内燃機関としてのガソリンエンジンに設置され、当該エンジンの燃焼室(図示しない)へと向かって燃料を噴射する。尚、かかる適用形態以外にも、例えば燃料噴射弁1は、ガソリンエンジンの燃焼室と連通する吸気通路へと向かって、燃料を噴射するもの等であってもよい。
(基本構成)
まず、燃料噴射弁1の基本構成を説明する。燃料噴射弁1は、弁ボディ10、固定コア20、可動コア30、弁ニードル40、スプリング50,51及び電磁駆動源60を備えている。
まず、燃料噴射弁1の基本構成を説明する。燃料噴射弁1は、弁ボディ10、固定コア20、可動コア30、弁ニードル40、スプリング50,51及び電磁駆動源60を備えている。
弁ボディ10は、弁ハウジング12、弁インレット13及び弁ノズル14等から構成されている。円筒状の弁ハウジング12は、第一磁性部120、非磁性部121及び第二磁性部122を、軸方向の一端部側から他端部側へ向かってこの順で、有している。金属磁性体からなる各磁性部120,122と、金属非磁性体からなる非磁性部121とは、例えばレーザ溶接等により結合されている。これにより非磁性部121は、第一磁性部120と第二磁性部122の間にて磁束の短絡を規制している。
金属からなる円筒状の弁インレット13は、非磁性部121とは反対側箇所にて、第二磁性部122の内周側に同軸上に固定されている。弁インレット13は、燃料ポンプ(図示しない)からの燃料供給を受ける供給入口15を、形成している。この供給入口15に流入する燃料を濾過するために弁インレット13の内周側には、燃料フィルタ16が収容されている。
金属からなる有底円筒状の弁ノズル14は、非磁性部121とは反対側箇所にて、第一磁性部120の内周側に同軸上に固定されている。弁ノズル14は、弁ハウジング12と共同して、燃料通路17を内周側に形成している。弁ノズル14には、燃料噴孔18及び弁座19が設けられている。燃料噴孔18は、燃料通路17の下流側に複数形成されている。弁座19は、各燃料噴孔18よりも上流側にて、燃料通路17の周囲に円錐面状に形成されている。
金属磁性体からなる円筒状の固定コア20は、非磁性部121の内周側から第二磁性部122の内周側に跨って、同軸上に固定されている。固定コア20は、供給入口15の下流側に連通する固定通路22を、内周側に形成している。かかる固定コア20の内周側には、金属からなる円筒状のアジャスティングパイプ24が同軸上に固定されている。
金属磁性体からなる円筒状の可動コア30は、固定コア20よりも下流側にて、非磁性部121の内周側から第一磁性部120の内周側に跨って、同軸上に収容されている。可動コア30は、開弁方向と閉弁方向とへ往復移動する。ここで開弁方向は、可動コア30が固定コア20に接近する側(即ち、図1の上側)の軸方向であり、また閉弁方向は、可動コア30が固定コア20から離間する側(即ち、図1の下側)の軸方向である。可動コア30は、開弁方向の移動端にて、固定コア20により係止可能となっている。
金属非磁性体からなるニードル状の弁ニードル40は、非磁性部121の内周側から第一磁性部120の内周側、さらには弁ノズル14の内周側に跨って、同軸上に収容されている。弁ニードル40は、開弁方向と閉弁方向とへ往復移動する。弁ニードル40は、軸方向に延伸する円柱状の弁軸部42を、有している。弁軸部42は、可動コア30に同軸上に嵌入されることで、当該コア30に対して相対移動可能となっている。
弁ニードル40は、弁軸部42から外周側へ突出する円形鍔状の弁突部44を、開弁方向の端部に有している。弁突部44は、固定コア20に同軸上に嵌入されることで、当該コア20により摺動支持されている。弁突部44のうち閉弁方向の軸方向端面は、可動コア30のうち開弁方向の軸方向端面に対して接触可能となっている。
弁ニードル40は、弁軸部42及び弁突部44に跨って延伸する可動通路46を、有している。可動通路46のうち弁突部44に開く開口は、固定通路22の下流側に連通している。可動通路46のうち弁軸部42に開く開口は、燃料通路17の上流側に連通している。こうした連通形態により可動通路46は、弁ニードル40の移動位置に拘らず、固定通路22から流入する燃料を燃料通路17へ向かって流通させる。
弁ニードル40は、弁座19と対向するシート部48を、閉弁方向の端部に有している。弁ニードル40は、開弁方向への移動によりシート部48を弁座19から離座させることで、各燃料噴孔18を燃料通路17に対して開放する。このとき、供給入口15から固定通路22及び可動通路46を通じて燃料通路17に供給される燃料は、各燃料噴孔18から燃焼室へと噴射される。また一方で弁ニードル40は、閉弁方向への移動によりシート部48を弁座19に着座させることで、各燃料噴孔18を燃料通路17に対して閉塞する。このとき、各燃料噴孔18からの燃料噴射が停止する。このように弁ニードル40は、往復移動により各燃料噴孔18を開閉することで、それら燃料噴孔18からの燃料噴射を断続可能となっている。
閉弁スプリング50は、金属からなる圧縮コイルスプリングであり、固定コア20の内周側に同軸上に収容されている。閉弁スプリング50は、アジャスティングパイプ24と弁突部44との間に挟持されている。これにより閉弁スプリング50は、要素24,44間での圧縮量に応じた弾性復原力を発生することで、弁ニードル40を閉弁方向へ付勢する。
開弁スプリング51は、金属からなる圧縮コイルスプリングであり、弁軸部42の外周側にて、第一磁性部120の内周側に同軸上に収容されている。閉弁スプリング50は、可動コア30と第一磁性部120との間に挟持されている。これにより開弁スプリング51は、要素30,120間での圧縮量に応じた弾性復原力を発生することで、可動コア30を開弁方向へ付勢する。
電磁駆動源60は、ソレノイドコイル61、樹脂ボビン62、磁性ヨーク63、コネクタ64及びターミナル65等から構成されている。ソレノイドコイル61は、樹脂ボビン62に金属線材を円筒状に巻回してなる。ソレノイドコイル61は、樹脂ボビン62を介して、磁性部120,122及び非磁性部121の外周側に同軸上に固定されている。金属磁性体からなる円筒状の磁性ヨーク63は、ソレノイドコイル61の外周側を同軸上に覆う状態にて、第一磁性部120と第二磁性部122との間を磁気接続している。樹脂からなるコネクタ64は、磁性ヨーク63の開口を通じて周方向の一箇所を外部に張り出させている。コネクタ64に埋設される金属ターミナル65は、ソレノイドコイル61を外部回路(図示しない)に電気接続する。これによりソレノイドコイル61への通電は、外部回路により制御可能となっている。
以上の如き燃料噴射弁1の開弁作動では、外部回路により通電されるソレノイドコイル61が励磁することで、磁性ヨーク63、第一磁性部120、可動コア30、固定コア20及び第二磁性部122に磁束が案内される。すると、互いに対向するコア20,30間には、可動コア30を開弁方向の固定コア20側へと吸引するように、磁気吸引力が発生する。これにより可動コア30は、閉弁スプリング50の復原力に抗して弁突部44を押圧することで、弁ニードル40と共に開弁方向へと移動する。その結果、シート部48が弁座19から離座することで、各燃料噴孔18から燃料が噴射される。このとき可動コア30は、開弁方向の移動端では固定コア20に衝突して係止されるが、閉弁スプリング50の復原力に応じた適切な距離分、弁ニードル40が慣性移動を継続することで、当該衝突の反力に起因した弁ニードル40のバウンスを抑制している。
また、こうした開弁作動後の閉弁作動では、外部回路により通電停止されるソレノイドコイル61が消磁することで、コア20,30間の磁気吸引力が消失する。これにより弁ニードル40は、開弁スプリング51よりも大きな復原力を閉弁スプリング50から弁突部44に受けることで、当該突部44により可動コア30を押圧する。その結果、可動コア30と共に弁ニードル40が閉弁方向へと移動して、シート部48が弁座19に着座することで、各燃料噴孔18からの燃料噴射が停止する。
(燃料噴孔の形成形態)
次に、燃料噴孔18の形成形態について、詳細に説明する。
次に、燃料噴孔18の形成形態について、詳細に説明する。
図1〜3に示すように、複数としての六つの燃料噴孔18は、弁ノズル14のうち燃料通路17の下流側に位置する円形皿状のノズル底部140を、貫通している。ここで図2,3に示すように、ノズル底部140の中央140aを通る軸方向線Aを定義したとき、各燃料噴孔18は、当該線Aの周りに所定間隔(本実施形態では等間隔)ずつをあけて並んでいる。各燃料噴孔18は、燃料入口18aから燃料出口18bへ向かうほど、ノズル底部140の外縁140b側へ傾斜する、所謂傾斜孔状に形成されている。本実施形態の各燃料噴孔18は、互いに共通の傾斜孔状を呈している。そこで、以下では、一つの燃料噴孔18の詳細構成を代表的に説明し、他の燃料噴孔18についての説明は省略する。尚、以下の説明では、ノズル底部140の中央140aを単に「ノズル中央140a」といい、ノズル底部140の外縁140bを単に「ノズル外縁140b」という。
燃料噴孔18は、燃料入口18aを形成する上流噴孔部180と、燃料出口18bを形成する下流噴孔部182とを、互いに接続して有している。即ち、燃料噴孔18は、上流噴孔部180の下流側に下流噴孔部182を連続させてなる。ここで図3,4に示すように、各噴孔部180,182の中央をそれぞれ通る中心線Ou,Odを定義したとき、それら中心線Ou,Odはいずれも、下流側へ向かうほどノズル外縁140b側へと傾斜した傾斜方向に、延伸している。特に本実施形態の中心線Ou,Odは、図3,4の如く軸方向線Aを含んだ共通の縦断面(以下、単に「共通縦断面」という)上にて、傾斜している。こうした中心線Ou,Odの傾斜形態により燃料噴孔18には、上述の傾斜噴孔形状が全体として与えられている。また図4に示すように、上流噴孔部180の中心線Ouと下流噴孔部182の中心線Odとのうち、前者の中心線Ou上にて視たときに本実施形態では、上流噴孔部180の軸方向長さLuが下流噴孔部182の軸方向長さLdよりも長く設定されている。
図2,3に示すように上流噴孔部180は、ノズル底部140のうち燃料通路17側の端面140cに開口させた燃料入口18aを、弁座19よりもノズル中央140a側に位置させている。これにより開弁作動時の燃料は、ノズル外縁140b側からシート部48と弁座19との間を通過して燃料入口18aに流入することで、上流噴孔部180内を下流噴孔部182へと向かって流動することになる。本実施形態において円筒孔状の上流噴孔部180は、下流噴孔部182との境界184から燃料入口18aに到るまで、実質一定の真円形輪郭を維持してストレートに延伸している。
下流噴孔部182は、ノズル底部140のうち燃料通路17とは反対側(本実施形態では燃焼室側)の端面140dに開口させた燃料出口18bを、燃料入口18aに対しては、ノズル外縁140b側にずらして位置させている。これにより開弁作動時の燃料は、上流噴孔部180から下流噴孔部182に流入して燃料出口18bから噴射されることで、燃焼室内に適切に広がることとなる。本実施形態において円筒孔状の下流噴孔部182は、上流噴孔部180との境界184から燃料出口18bに到るまで、実質一定の真円形輪郭を維持してストレートに延伸している。
図4に示すように、上流噴孔部180の直径Duよりも大きな直径Ddの下流噴孔部182は、ノズル中央140a側では、上流噴孔部180とストレートに接続されている一方、ノズル外縁140b側では、上流噴孔部180よりも径方向に拡大している。これらストレート接続と径方向拡大とにより、中心線Ou,Odが互いに偏心することで、図3〜5の如く噴孔部180,182の間には、段差面186が形成されている。ここで本実施形態では、ノズル中央140a側にて噴孔部180,182がストレートに接続される接続箇所188は、共通縦断面(図3,4の縦断面)上に実質限定されている。これにより段差面186は、噴孔部180,182間の境界184のうち接続箇所188を除いた一周未満の領域にて、連続する略C字形に形成されている。それと共に、本実施形態において平面状の段差面186は、図4に示すように下流噴孔部182側にて上流噴孔部180の中心線Ouとなす角θにつき、実質直角(即ち、実質90°)に設定されている。
以上の構成下、上流噴孔部180から下流噴孔部182へ向かう燃料流動を適切化するために、図6にVs,Veを付して模式的に示す二種類の速度ベクトルを、定義する。具体的に直進ベクトルVsは、上流噴孔部180の中心線Ouに沿って上流噴孔部180から下流噴孔部182へ向かう燃料の速度ベクトルとして、定義される。これに対して拡大ベクトルVeは、上流噴孔部180の中心線Ouよりもノズル外縁140b側にて上流噴孔部180から下流噴孔部182へ向かう燃料の速度ベクトルとして、定義される。これらの定義下、直進ベクトルVsに比して拡大ベクトルVeが小さい値となるように本実施形態では、上流噴孔部180の直径Duに対する下流噴孔部182の直径Ddの比が設定されている。即ち、上流噴孔部180に対する下流噴孔部182の径方向の拡大率Dd/Duが、例えば1.1〜1.5の値に設定されている。それと共に、Vs>Veの関係が成立する本実施形態では、軸方向長さLu,Ldの総和を燃料噴孔18の軸方向長さLとして、当該長さLの直径Duに対する比L/Duが、例えば1.45〜1.85の範囲内の値に設定されている。
(作用効果)
ここまで説明した実施形態の作用効果を、以下に説明する。
ここまで説明した実施形態の作用効果を、以下に説明する。
燃料入口18aから燃料出口18bへ向かうほどノズル外縁140b側へと傾斜する傾斜孔状の燃料噴孔18において、同外縁140b側から燃料が流入する燃料入口18aは、上流噴孔部180により形成されている。それと共に、かかる傾斜孔状の燃料噴孔18において、内燃機関へ燃料噴射する燃料出口18bは、上流噴孔部180の下流側に連続する下流噴孔部182により形成されている。ここで、ノズル中央140a側にて上流噴孔部180とストレートに接続される下流噴孔部182は、ノズル外縁140b側では上流噴孔部180よりも径方向に拡大することで、上流噴孔部180との間の段差面186が下流噴孔部182側にて上流噴孔部180の中心線Ouとなす角θを直角に設定している。これにより燃料は、上流噴孔部180から下流噴孔部182への流入時に、段差面186へ向かっては引っ張られ難くなるので、当該面186に付着残留した燃料によるデポジットの生成を抑制できる。故に、上流噴孔部180に対する下流噴孔部182の径方向拡大率Dd/Duを減少させることなく、燃料の薄膜化、ひいては燃料噴霧の微粒化を促進することが可能である。
しかも、ノズル中央140a側でのストレート接続とノズル外縁140b側での径方向拡大とにより、噴孔部180,182が互いに偏心する構成では、上流噴孔部180での燃料流動方向に対して下流噴孔部182での燃料流動方向の変化が抑制され得る。これによれば、下流噴孔部182の燃料出口18bから燃料噴霧の向かう方向にばらつきが生じ難くなるので、燃料噴霧の指向性を向上させることも可能である。
ここで噴孔部180,182間では、ノズル中央140a側にて噴孔部180,182がストレート接続される接続箇所188を除き、段差面186が連続形成されることで、上流噴孔部180から下流噴孔部182へ流入する燃料の表面張力が低く抑えられる。これによれば、燃料噴孔18における燃料の流動速度が遅くなる場合、例えば閉弁作動時等にあっても、当該燃料が段差面186に引っ張られて残留付着することを抑制できるので、デポジットの生成を回避して微粒化の促進効果を高めることが可能となる。
さらに噴孔部180,182は、互いの境界184から燃料入口18a又は燃料出口18bまでストレートに延伸している。こうした延伸形態の噴孔部180,182によると、ノズル中央140a側でのストレート接続を燃料入口18a及び燃料出口18bの間に実現し易く、しかもノズル外縁140b側での径方向拡大も燃料出口18bにて実現し易い。故に燃料出口18b付近では、燃料がノズル外縁140b側にて下流噴孔部182の内面から剥離する剥離領域を増大させて、ノズル中央140a側にて燃料噴孔18の内面に沿った液膜状の燃料広がりを維持できる。これによれば、微粒化の促進効果を高めることが可能となる。
またさらに、燃料入口18aから燃料流入する上流噴孔部180を、その中心線Ou上にて下流噴孔部182よりも長く形成すると、上流噴孔部180の内面に沿う燃料の直進性が増す。これによれば、上流噴孔部180での燃料流動方向を下流噴孔部182でも確実に維持して、指向性の向上効果を高めることが可能となる。
加えて、下流噴孔部182側にて段差面186が上流噴孔部180の中心線Ouとなす角θを直角に設定すると、段差面186には燃料を引っ張り難くしつつ、噴孔部180,182間での段差面186の形成容易性を確保できる。これによれば、高い生産性をもって形成し得る燃料噴孔18により、微粒化の促進効果を発揮することが可能となる。
さらに加えて、上流噴孔部180に対する下流噴孔部182の径方向拡大率Dd/Duの設定により、中心線Ouよりもノズル外縁140b側の拡大ベクトルVeは、同中心線Ouに沿う直進ベクトルVsに比して小さくされる。これによれば、段差面186へ向かう燃料流動が低減され得るので、段差面186に付着残留した燃料から生成されるデポジットの抑制を確実なものとして、微粒化の促進効果を高めることが可能となる。
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
具体的に変形例1としては、燃料噴孔18の数を、六つ以外の適数に設定してもよい。また、変形例2としては、上流噴孔部180を、その中心線Ou上にて下流噴孔部182と実質同一長さ、又は下流噴孔部182よりも短い長さに、形成してもよい。
変形例3としては、上流噴孔部180及び下流噴孔部182の少なくとも一方に、真円形以外の輪郭形状、例えば図7に示すような楕円形輪郭等を採用してもよい。尚、図7は、上流噴孔部180及び下流噴孔部182の双方につき、実質一定の楕円形輪郭を維持してストレートに延伸させた場合の変形例3を、示している。
変形例4としては、下流噴孔部182側にて段差面186が上流噴孔部180の中心線Ouとなす角θを、例えば図8に示すように、直角よりも大きな鈍角に設定してもよい。この場合でも下流噴孔部182は、ノズル外縁140b側にて上流噴孔部180よりも径方向に拡大する構成となる。
変形例5としては、上流噴孔部180の内面に沿う燃料の直進性が得られる限りにおいて、境界184から燃料入口18aへ向かって縮径するテーパ孔状の上流噴孔部180を、採用してもよい。この場合、燃料出口18bへ向かって拡径するテーパ孔状の下流噴孔部182も、採用することで、ノズル中央140a側での噴孔部180,182のストレート接続が可能となる。
変形例6としては、直進ベクトルVsに対して拡大ベクトルVeが実質等しく又は大きくなるように、上流噴孔部180に対する下流噴孔部182の径方向拡大率Dd/Duを設定してもよい。
変形例7としては、複数の燃料噴孔18のうち、一部の燃料噴孔18に本発明に従う構成を採用し、残りの燃料噴孔18に他の構成を採用してもよい。また、変形例8としては、可動コア30が弁ニードル40に固定されて一体移動する燃料噴射弁等、各種の燃料噴射弁に本発明を適用してもよい。
1 燃料噴射弁、10 弁ボディ、14 弁ノズル、17 燃料通路、18 燃料噴孔
18a 燃料入口、18b 燃料出口、40 弁ニードル、140 ノズル底部 、140a 中央・ノズル中央、140b 外縁・ノズル外縁、180 上流噴孔部、182 下流噴孔部、184 境界、186 段差面、188 接続箇所、Dd/Du 拡大率、Ou 上流噴孔部の中心線、Od 下流噴孔部の中心線、Lu 上流噴孔部の軸方向長さ、Ld 下流噴孔部の軸方向長さ、Vs 直進ベクトル、Ve 拡大ベクトル、θ 角
18a 燃料入口、18b 燃料出口、40 弁ニードル、140 ノズル底部 、140a 中央・ノズル中央、140b 外縁・ノズル外縁、180 上流噴孔部、182 下流噴孔部、184 境界、186 段差面、188 接続箇所、Dd/Du 拡大率、Ou 上流噴孔部の中心線、Od 下流噴孔部の中心線、Lu 上流噴孔部の軸方向長さ、Ld 下流噴孔部の軸方向長さ、Vs 直進ベクトル、Ve 拡大ベクトル、θ 角
Claims (6)
- 燃料入口(18a)から燃料出口(18b)へ向かうほど外縁(140b)側へ傾斜する傾斜孔状の燃料噴孔(18)を、燃料通路(17)の下流側に設けた弁ノズル(14)と、
前記燃料噴孔を開放する開弁方向への移動により、前記弁ノズルの前記外縁側から前記燃料入口へ流入する燃料を前記燃料出口から内燃機関へ噴射させる弁ニードル(40)とを、備えた燃料噴射弁であって、
前記燃料噴孔は、
前記燃料入口を形成する上流噴孔部(180)と、
前記上流噴孔部の下流側に連続し、前記燃料出口を形成する下流噴孔部(182)と、を有し、
前記下流噴孔部は、
前記弁ノズルの中央(140a)側にて前記上流噴孔部とストレートに接続され、且つ前記弁ノズルの前記外縁側にて前記上流噴孔部よりも径方向に拡大することにより、前記上流噴孔部の中心線(Ou)とは偏心して前記上流噴孔部との間に段差面(186)を形成することを特徴とする燃料噴射弁。 - 前記上流噴孔部と前記下流噴孔部とは、前記弁ノズルの前記中央側にてストレートに接続される接続箇所(188)を除き、前記段差面を相互間に連続して形成することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。
- 前記上流噴孔部は、前記下流噴孔部との境界(184)から前記燃料入口までストレートに延伸し、
前記下流噴孔部は、前記上流噴孔部との前記境界から前記燃料出口までストレートに延伸することを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料噴射弁。 - 前記中心線上にて前記上流噴孔部は、前記下流噴孔部よりも長く形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
- 前記下流噴孔部側にて前記段差面が前記中心線となす角(θ)は、直角に設定されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
- 前記中心線に沿って前記上流噴孔部から前記下流噴孔部へ向かう前記燃料の速度ベクトルを、直進ベクトル(Vs)と定義し、
前記中心線よりも前記弁ノズルの外縁側にて前記上流噴孔部から前記下流噴孔部へ向かう前記燃料の速度ベクトルを、拡大ベクトル(Ve)と定義したとき、
前記上流噴孔部に対する前記下流噴孔部の前記径方向の拡大率(Dd/Du)は、前記直進ベクトルに比して前記拡大ベクトルを小さくする値に、設定されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
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