JP2018162792A - Fuel injection valve and injection hole plate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To atomize fuel.SOLUTION: In a fuel injection valve for injecting fuel, there is included a plate-shaped injection part for injecting the fuel supplied from one face side to the other face side. The injection part includes an injection hole for penetrating the other face side from the one face side and for injecting the fuel, and a recess for leading the fuel from the upper stream to the downstream injection hole. The recess includes: a branch part for receiving the fuel; a cylindrical part for surrounding the injection hole and pivoting the fuel; an arcuate pivoting part extended along an outer circumference of the cylindrical part; a belt-shaped first introduction part connected to the branch part and the cylindrical part and introducing the fuel received from the branch part to the cylindrical part toward the first direction of introduction; and a belt-shaped second introduction part being added to the first introduction part, connected to the first introduction part and the branch part, and introducing the fuel received from the branch part to lead to the pivoting part toward the second direction of introduction being parallel in the first direction of introduction. The pivoting part makes the fuel flow direction where the fuel introduced by the second introduction part flows into the cylindrical part face the fuel flow direction where the fuel introduced by the first introduction part flows into the cylindrical part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、燃料噴射弁に関わり、特に、内燃機関への燃料供給に使用される燃料噴射弁に関するものである。   The present invention relates to a fuel injection valve, and more particularly to a fuel injection valve used for supplying fuel to an internal combustion engine.

自動車などの内燃機関では、燃料噴射弁を使って燃料の供給量を制御している。近年、内燃機関に対する排出ガス規制が強化されており、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の微粒化が求められるようになっている。特許文献1、2が示す先行技術では、燃料の微粒化を図るために、燃料噴射弁に旋回流れを形成することが検討されている。   In an internal combustion engine such as an automobile, the amount of fuel supplied is controlled using a fuel injection valve. In recent years, exhaust gas regulations for internal combustion engines have been strengthened, and atomization of fuel sprays injected from fuel injection valves has been required. In the prior arts disclosed in Patent Documents 1 and 2, it is considered to form a swirl flow in the fuel injection valve in order to atomize the fuel.

特許文献1に係る燃料噴射弁は、長手軸線に関して対称的に形成された弁ケーシングを備えている。弁ケーシングの内部には、弁座面と協働する弁閉鎖部材が配置されている。弁座面の下流には中央開口が設けられており、中央開口から半径方向へ少なくとも2つの接線方向通路が延びている。各々の接線方向通路はそれぞれ各スワール室に接線方向で開口している。燃料のための定量開口は、それぞれ、スワール室の中央から外側へ通じている。   The fuel injection valve according to Patent Document 1 includes a valve casing formed symmetrically with respect to the longitudinal axis. A valve closing member that cooperates with the valve seat surface is arranged inside the valve casing. A central opening is provided downstream of the valve seat surface, and at least two tangential passages extend radially from the central opening. Each tangential passage opens tangentially to each swirl chamber. Each metering opening for fuel leads from the center of the swirl chamber to the outside.

案内通路によって整流及び加速された燃料は、流れがスワール室へ流入する。燃料は、スワール室で旋回流れとなり、その後、噴孔内を旋回しながら噴孔プレート出口から噴射される。噴出物は中空円錐状の噴霧となっていて、微粒化が促進するとされている。このような構成においては、スワール室に一方向からのみ燃料が流入するため、スワール流れが非均質になる。噴孔内壁に形成される燃料液膜は、厚さに偏りが生じるため、噴射後の微粒化度合は十分であるとはいえない。   The fuel rectified and accelerated by the guide passage flows into the swirl chamber. The fuel is swirled in the swirl chamber and then injected from the nozzle hole plate outlet while swirling in the nozzle hole. The ejected matter is a hollow conical spray, which is supposed to promote atomization. In such a configuration, since the fuel flows into the swirl chamber from only one direction, the swirl flow becomes non-homogeneous. Since the fuel liquid film formed on the inner wall of the nozzle hole is uneven in thickness, it cannot be said that the degree of atomization after injection is sufficient.

特許文献2に係る燃料噴射弁には、弁開口に対して半径方向の間隔を置いて配置された単一の噴射孔が存在している。該単一の噴射孔の渦流形成室に、互いに鏡像対称的に配置された円弧状の2つの渦流形成通路が案内されている構成となっている。このような構成では、旋回室へ案内される通路が二つであるために旋回流が均質になっていて、微粒化が向上している。更なる微粒化を図るには多噴孔化が望ましいが、二つの通路が、レイアウト性を低くし、多噴孔化を困難にしている。   The fuel injection valve according to Patent Document 2 has a single injection hole arranged at a radial interval with respect to the valve opening. Two arc-shaped vortex forming passages arranged in a mirror image symmetry with each other are guided in the vortex forming chamber of the single injection hole. In such a configuration, since there are two passages guided to the swirl chamber, the swirl flow is uniform and the atomization is improved. In order to achieve further atomization, it is desirable to make multiple injection holes, but the two passages make the layout low and make it difficult to make multiple injection holes.

特開1989−271656号公報JP 1989-271656 A 国際公開第2013/023838号公報International Publication No. 2013/023838

旋回室に対し二つの対向する流路を設けた方式は、スワール流れの均質性は良好であるが、通路が二つあるためにレイアウト性が低く、多噴孔化による微粒化を図ることが困難であった。よって、レイアウト性が良好でありつつも、均質なスワール流れを生じさせる構造が望まれている。   The method in which two opposing flow paths are provided for the swirl chamber has good homogeneity of the swirl flow, but because there are two passages, the layout is low, and atomization by multi-hole injection can be achieved. It was difficult. Therefore, a structure that produces a uniform swirl flow while having good layout properties is desired.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、ソレノイド装置で駆動される弁とこのプランジャの下流側に配置される弁座とを備えている燃料噴射弁において、燃料の流れの均質性を維持しながら、更なる燃料の微粒化を図ることを目的としている。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In a fuel injection valve including a valve driven by a solenoid device and a valve seat disposed downstream of the plunger, The objective is to further atomize the fuel while maintaining the homogeneity of the flow.

本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁において、一面側から供給された燃料を他面側へ噴射するプレート状の噴射部位を備え、前記噴射部位は、前記一面側から前記他面側に貫通し、前記燃料を噴射する噴孔と、前記燃料を上流から下流の前記噴孔へ導く窪み部とを備え、前記窪み部は、前記燃料を受け付ける分岐部と、前記噴孔を囲い、前記燃料を旋回させる円筒状の円筒部と、前記円筒部の外周に沿って延設してある弧状の旋回部と、前記分岐部および前記円筒部に接続してあり、前記分岐部が受け付けた燃料を第1導入方向に向かって前記円筒部に導く帯状の第1導入部と、前記第1導入部に併設してあり、前記第1導入部および前記分岐部に接続し、前記分岐部が受け付けた燃料を前記第1導入方向に平行な第2導入方向に向かって前記旋回部に導く帯状の第2導入部とを備え、前記旋回部は、前記第2導入部によって導かれた燃料が前記円筒部に流れ込む燃料流方向を、前記第1導入部によって導かれた燃料が前記円筒部に流れ込む燃料流方向に対向させることを特徴とする。   The present invention provides a fuel injection valve that injects fuel, and includes a plate-like injection portion that injects fuel supplied from one surface side to the other surface side, and the injection portion penetrates from the one surface side to the other surface side. And an injection hole for injecting the fuel and a recess for guiding the fuel from the upstream to the downstream injection hole, the recess enclosing the injection hole and the branch for receiving the fuel, A cylindrical part that swirls, an arcuate turning part that extends along the outer periphery of the cylindrical part, the branch part and the cylindrical part, and the fuel received by the branch part. A strip-shaped first introduction part that leads to the cylindrical part toward the first introduction direction, and the first introduction part, and is connected to the first introduction part and the branch part, and is received by the branch part Fuel in a second introduction direction parallel to the first introduction direction A belt-like second introduction part that leads to the turning part, and the turning part is guided by the first introduction part in a fuel flow direction in which the fuel guided by the second introduction part flows into the cylindrical part. It is made to oppose the fuel flow direction into which a fuel flows into the said cylindrical part.

本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁において、一面側から供給された燃料を他面側へ噴射するプレート状の噴射部位を備え、前記噴射部位は、前記一面側から前記他面側に貫通し、前記燃料を噴射する噴孔と、前記燃料を上流から下流の前記噴孔へ導く窪み部とを備え、前記窪み部は、前記燃料を受け付ける分岐部と、前記噴孔を囲い、前記燃料を旋回させる円筒状の円筒部と、前記円筒部の外周に沿って延設してある弧状の旋回部と、前記分岐部および前記円筒部に接続してあり、前記分岐部が受け付けた燃料を第1導入方向に向かって前記円筒部に導く帯状の第1導入部と、前記第1導入部に併設してあり、前記第1導入部および前記分岐部に接続し、前記分岐部が受け付けた燃料を前記第1導入方向に平行な第2導入方向に向かって前記旋回部に導く帯状の第2導入部とを備え、前記旋回部は、前記第2導入部によって導かれた燃料が前記円筒部に流れ込む燃料流方向を、前記第1導入部によって導かれた燃料が前記円筒部に流れ込む燃料流方向に対向させることを特徴とすることで、円筒部において導入部から直接流入する流れAと、旋回部を経由して円筒部に流入する流れBとが対向することになる。   The present invention provides a fuel injection valve that injects fuel, and includes a plate-like injection portion that injects fuel supplied from one surface side to the other surface side, and the injection portion penetrates from the one surface side to the other surface side. And an injection hole for injecting the fuel and a recess for guiding the fuel from the upstream to the downstream injection hole, the recess enclosing the injection hole and the branch for receiving the fuel, A cylindrical part that swirls, an arcuate turning part that extends along the outer periphery of the cylindrical part, the branch part and the cylindrical part, and the fuel received by the branch part. A strip-shaped first introduction part that leads to the cylindrical part toward the first introduction direction, and the first introduction part, and is connected to the first introduction part and the branch part, and is received by the branch part Fuel in a second introduction direction parallel to the first introduction direction A belt-like second introduction part that leads to the turning part, and the turning part is guided by the first introduction part in a fuel flow direction in which the fuel guided by the second introduction part flows into the cylindrical part. By making the fuel flow opposite to the flow direction of the fuel flowing into the cylindrical portion, the flow A directly flowing from the introduction portion in the cylindrical portion and the flow B flowing into the cylindrical portion via the swivel portion are opposed to each other. Will do.

以上により、一方向のみからの流れでスワール流れを形成する場合と比べ、スワール流れが均質なものとなる。その結果、噴孔内壁に形成される燃料液膜厚さが均一になるため、微粒化度合が良好になる。さらに、旋回室に対して二つの独立した対向する流路を設けた方式と比較すると、同等の微粒化効果が得られながらも、コンパクトな形状になっている。これにより、多噴孔化が容易になることから、一つの噴孔あたりの噴射流量が減る。噴射後形成される燃料液膜が薄膜化されることによって、更なる微粒化を図ることが出来る。   By the above, compared with the case where a swirl flow is formed by the flow from only one direction, the swirl flow becomes homogeneous. As a result, the film thickness of the fuel liquid formed on the inner wall of the nozzle hole becomes uniform, so that the degree of atomization becomes good. Furthermore, compared with a method in which two independent opposing flow paths are provided for the swirl chamber, the same atomization effect can be obtained, but the shape is compact. This facilitates the formation of multiple injection holes, and the injection flow rate per injection hole is reduced. Further atomization can be achieved by thinning the fuel liquid film formed after injection.

実施の形態による燃料噴射弁の全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the fuel injection valve by embodiment. 燃料噴射弁の先端部を表す断面図(図2A)と燃料噴射弁の噴孔プレートを表す平面図(図2B)である。It is sectional drawing (FIG. 2A) showing the front-end | tip part of a fuel injection valve, and top view (FIG. 2B) showing the nozzle hole plate of a fuel injection valve. 噴孔プレートに形成された窪みを表す平面図である。It is a top view showing the hollow formed in the nozzle hole plate. 噴孔プレートに形成された、導入部と円筒部と旋回部を表す拡大図である。It is an enlarged view showing the introduction part, cylindrical part, and turning part which were formed in the nozzle hole plate. 角度θ、導入部の幅W1および旋回部の幅W2の関係を表している図である。It is a figure showing the relationship of angle (theta), the width W1 of an introducing | transducing part, and the width W2 of a turning part. 円筒部と旋回部に発生する2つの燃料流れを示している図である。It is a figure which shows two fuel flows which generate | occur | produce in a cylindrical part and a turning part. 終端面Lと導入部の中心軸が成す角度θと、微粒化の相関を示した図である。It is the figure which showed the correlation of angle (theta) which the end surface L and the central axis of an introducing | transducing part comprise, and atomization. 導入部の幅W1と旋回部の幅W2の比と、微粒化の相関を示した図である。It is the figure which showed the correlation of the ratio of the width W1 of an introducing | transducing part and the width W2 of a turning part, and atomization. 導入部の幅W1と円筒部の直径D1の関係を説明している図である。It is a figure explaining the relationship between the width W1 of an introduction part, and the diameter D1 of a cylindrical part. 実施の形態2の燃料噴射弁における2つの燃料流れを示した図である。FIG. 5 is a diagram showing two fuel flows in the fuel injection valve of the second embodiment. 実施の形態3による窪みの平面図(図11A)と断面図(図11B)である。It is a top view (Drawing 11A) and a sectional view (Drawing 11B) of a hollow by a 3rd embodiment. 実施の形態3の燃料噴射弁における2つの燃料流れを示した図である。FIG. 10 is a diagram showing two fuel flows in the fuel injection valve of the third embodiment. 実施の形態4による噴孔プレートに形成された窪みを表す平面図である。FIG. 10 is a plan view illustrating a recess formed in a nozzle hole plate according to a fourth embodiment.

本発明の実施の形態に係わる燃料噴射弁について、図を参照しながら以下に説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付しており、対応する各構成部のサイズや縮尺はそれぞれ独立している。例えば構成の一部を変更した断面図の間で、変更されていない同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズや縮尺が異なっている場合もある。また、燃料噴射弁の構成は、実際にはさらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。   A fuel injection valve according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals, and the sizes and scales of the corresponding components are independent. For example, when the same components that are not changed are illustrated in cross-sectional views in which a part of the configuration is changed, the sizes and scales of the same components may be different. In addition, the configuration of the fuel injection valve actually includes a plurality of members, but for the sake of simplicity, only the portions necessary for the description are shown, and the other portions are omitted.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態による燃料噴射弁の断面を示している。燃料噴射弁100では、燃料供給口から導入された燃料が、燃料噴出口から噴霧状に微粒化されて吐出される。燃料噴射弁100は、駆動回路1、ソレノイド装置4、ハウジング5、コア6、アーマチュア8、プランジャ9、弁本体11、弁座12、噴孔プレート13などから構成されている。燃料噴射弁100の駆動回路1には、エンジンの制御装置から動作信号および停止信号が送られてくる。駆動回路1は、これらの信号に従って、ソレノイド装置4に駆動電流を供給し、プランジャ9を駆動する。駆動電流は、アーマチュア8、コア6、ハウジング5、弁本体11で構成される磁気回路に磁束を発生する。弁座12は、プランジャ9の下流側に配置されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a cross section of a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention. In the fuel injection valve 100, the fuel introduced from the fuel supply port is atomized and discharged from the fuel injection port. The fuel injection valve 100 includes a drive circuit 1, a solenoid device 4, a housing 5, a core 6, an armature 8, a plunger 9, a valve body 11, a valve seat 12, an injection hole plate 13, and the like. An operation signal and a stop signal are sent to the drive circuit 1 of the fuel injection valve 100 from an engine control device. In accordance with these signals, the drive circuit 1 supplies a drive current to the solenoid device 4 to drive the plunger 9. The drive current generates a magnetic flux in a magnetic circuit composed of the armature 8, the core 6, the housing 5, and the valve body 11. The valve seat 12 is disposed on the downstream side of the plunger 9.

ハウジング5は、磁気回路のヨーク部分に相当する。コア6は、磁気回路の固定鉄心部分に相当する。アーマチュア8は、磁気回路の可動鉄心部分に相当する。ソレノイド装置4は、コイル7および圧縮バネ16を備えている。プランジャ9は、弁体10とボール15とで構成されている。弁本体11は、コア6の外径部に圧入後、溶接されている。アーマチュア8は、弁体10に圧入後、溶接されている。弁座12には噴孔プレート13が結合されている。噴孔プレート13には板厚方向に貫通する複数の噴孔14が設けられている。プランジャ9のボール15には、複数の面取部が形成されている。   The housing 5 corresponds to a yoke portion of the magnetic circuit. The core 6 corresponds to a fixed core portion of the magnetic circuit. The armature 8 corresponds to the movable iron core portion of the magnetic circuit. The solenoid device 4 includes a coil 7 and a compression spring 16. The plunger 9 is composed of a valve body 10 and a ball 15. The valve body 11 is welded after being press-fitted into the outer diameter portion of the core 6. The armature 8 is welded after being press-fitted into the valve body 10. A nozzle hole plate 13 is coupled to the valve seat 12. The nozzle hole plate 13 is provided with a plurality of nozzle holes 14 penetrating in the plate thickness direction. A plurality of chamfered portions are formed on the ball 15 of the plunger 9.

図2Aは、燃料噴射弁100の燃料噴出口(弁体先端部)を拡大した図である。同図には、ボール15と弁座12と噴孔プレート13が表示されている。弁座12と噴孔プレート13は、溶接ビード13bで結合されている。弁座12には、中央部に弁座開口部12bが設けられている。燃料噴射弁100が閉状態では、プランジャ9のボール15は、弁座シート部12aを押圧している。噴孔プレート13には板厚方向に貫通する複数の噴孔14が設けられている。窪み13aは、噴孔プレート13の上流側の一部を窪ませることにより形成されている。図2Bは、噴孔プレート13に形成されている窪み13aの形状を表している平面図である。噴孔プレート13は、放射状の窪み13aが上流側に加工されている。複数の噴孔14は、窪み13aと繋がっている。燃料は、弁座開口部12bを通過すると、窪み13aに導入され、複数の噴孔14から噴霧状に噴射される。   FIG. 2A is an enlarged view of the fuel outlet (valve body tip) of the fuel injection valve 100. In the figure, a ball 15, a valve seat 12, and a nozzle hole plate 13 are displayed. The valve seat 12 and the injection hole plate 13 are connected by a weld bead 13b. The valve seat 12 is provided with a valve seat opening 12b at the center. When the fuel injection valve 100 is closed, the ball 15 of the plunger 9 presses the valve seat portion 12a. The nozzle hole plate 13 is provided with a plurality of nozzle holes 14 penetrating in the plate thickness direction. The recess 13 a is formed by recessing a part of the upstream side of the nozzle hole plate 13. FIG. 2B is a plan view showing the shape of the recess 13 a formed in the nozzle hole plate 13. As for the nozzle hole plate 13, the radial hollow 13a is processed in the upstream. The plurality of nozzle holes 14 are connected to the recess 13a. When the fuel passes through the valve seat opening 12 b, the fuel is introduced into the recess 13 a and is sprayed from the plurality of injection holes 14.

次に燃料噴射弁100の動作について説明する。エンジンの制御装置より燃料噴射弁100の駆動回路1に動作信号が送られてくると、ソレノイド装置4のコイル7に電流が通電され、アーマチュア8、コア6、ハウジング5、弁本体11で構成される磁気回路に磁束が発生する。アーマチュア8は、コア側へ吸引され、アーマチュア8と一体構造である弁体10が弁座シート部12aから離れて、隙間が形成される。燃料は、弁体10の先端部に溶接されたボール15の面取部15aから弁座シート部12aと弁体10の隙間を通って、複数の噴孔14からエンジン吸気通路に噴射される。   Next, the operation of the fuel injection valve 100 will be described. When an operation signal is sent from the engine control device to the drive circuit 1 of the fuel injection valve 100, a current is passed through the coil 7 of the solenoid device 4, and the armature 8, the core 6, the housing 5, and the valve body 11 are configured. Magnetic flux is generated in the magnetic circuit. The armature 8 is sucked toward the core side, and the valve body 10 that is integral with the armature 8 is separated from the valve seat portion 12a to form a gap. The fuel is injected from the chamfered portion 15a of the ball 15 welded to the tip of the valve body 10 through the gap between the valve seat portion 12a and the valve body 10 through the plurality of nozzle holes 14 into the engine intake passage.

次に、エンジンの制御装置より燃料噴射弁100の駆動回路1に動作の停止信号が送られてくると、ソレノイド装置4のコイル7への駆動電流の通電が停止する。コイル電流の減少により、磁気回路中の磁束が減少する。弁体10を閉弁方向に押している圧縮バネ16により、ボール15および弁体10と弁座シート部12aの隙間は閉じ状態となり、燃料噴射が終了する。アーマチュア8および弁体10は、弁本体11のガイド部11aで摺動し、開弁状態ではアーマチュア8の上面8aがコア6の下面と当接する。   Next, when an operation stop signal is sent from the engine control device to the drive circuit 1 of the fuel injection valve 100, energization of the drive current to the coil 7 of the solenoid device 4 is stopped. Due to the reduction of the coil current, the magnetic flux in the magnetic circuit is reduced. The compression spring 16 pushing the valve body 10 in the valve closing direction closes the ball 15 and the gap between the valve body 10 and the valve seat portion 12a, and the fuel injection ends. The armature 8 and the valve body 10 slide on the guide portion 11 a of the valve body 11, and the upper surface 8 a of the armature 8 contacts the lower surface of the core 6 in the valve open state.

噴孔プレート13の上流側に形成されている窪み13aの詳細形状を、図3を用いて説明する。窪み13aは、分岐部2と導入部18と燃料室17から構成されている。燃料室17は、噴孔14を取り巻いている。導入部18は、弁座開口部12bから燃料室17へ燃料を導入する。分岐部2から、複数の導入部18が枝分かれしている。噴孔14は、燃料室17に形成されている。燃料は、弁座シート部12aに形成されている弁座開口部12bから、分岐部2を経由して導入部18に進入する。導入部18の中心軸は、弁座中心から放射状に延びている。分岐部2は、弁座開口部12bの中に納まっている。   The detailed shape of the recess 13a formed on the upstream side of the nozzle hole plate 13 will be described with reference to FIG. The recess 13 a includes the branch portion 2, the introduction portion 18, and the fuel chamber 17. The fuel chamber 17 surrounds the nozzle hole 14. The introduction part 18 introduces fuel into the fuel chamber 17 from the valve seat opening 12b. A plurality of introduction portions 18 are branched from the branch portion 2. The nozzle hole 14 is formed in the fuel chamber 17. The fuel enters the introduction part 18 via the branch part 2 from the valve seat opening part 12b formed in the valve seat part 12a. The central axis of the introduction portion 18 extends radially from the valve seat center. The branch portion 2 is housed in the valve seat opening 12b.

図4は、燃料室17の構成を詳細に表している。燃料室17は、円筒形状を有する円筒部19と、円筒部19の外周のうち略半周を囲む旋回部20から構成されている。噴孔14は、円筒部19の中心に開口されている。導入部18は、円筒部19と旋回部20の両方に通じている。旋回部20の終端面Lは、円筒部19の外周に外接しており、旋回部20の終端部となっている。導入部18は、中心軸3を有する。導入部18は、一端が分岐部2と接続され、他端は円筒部19および旋回部20に接続されている。従って、噴孔プレート13は、分岐部2と導入部18と円筒部19と旋回部20を有する放射状の窪み13aが上流側に加工され、円筒部19の下流側には噴孔14が開口されている。旋回部20は、円筒部19を一部取り巻いてから円筒部19に外接する終端面で閉じている。   FIG. 4 shows the configuration of the fuel chamber 17 in detail. The fuel chamber 17 includes a cylindrical portion 19 having a cylindrical shape and a swiveling portion 20 that surrounds a substantially half circumference of the outer periphery of the cylindrical portion 19. The nozzle hole 14 is opened at the center of the cylindrical portion 19. The introduction part 18 communicates with both the cylindrical part 19 and the turning part 20. The end surface L of the swivel unit 20 circumscribes the outer periphery of the cylindrical portion 19 and serves as the end portion of the swivel unit 20. The introduction part 18 has a central axis 3. The introduction part 18 has one end connected to the branch part 2 and the other end connected to the cylindrical part 19 and the turning part 20. Accordingly, in the nozzle hole plate 13, a radial recess 13 a having the branch part 2, the introduction part 18, the cylindrical part 19, and the swivel part 20 is processed on the upstream side, and the injection hole 14 is opened on the downstream side of the cylindrical part 19. ing. The swivel unit 20 is closed at the end surface circumscribing the cylindrical part 19 after partially surrounding the cylindrical part 19.

次に、図5を使って、燃料室17と導入部18の大きさについて説明する。導入部18は、幅W1を有している。旋回部20は幅W2を有している。角度θは、旋回部20の終端面Lと導入部18の中心軸3が成す角度を表している。旋回部20は、外周部が導入部18の内壁と接することで導入部18と連続している。旋回部20の終端部は、円筒部19の外周部の終端面Lになっている。本実施の形態による燃料噴射弁100では、0.3 ≦ W2 / W1 ≦ 0.7の関係にある。角度θは、0°≦θ≦45°の関係を満足する。   Next, the size of the fuel chamber 17 and the introduction portion 18 will be described with reference to FIG. The introduction part 18 has a width W1. The turning unit 20 has a width W2. The angle θ represents an angle formed between the end surface L of the turning unit 20 and the central axis 3 of the introduction unit 18. The swivel unit 20 is continuous with the introduction unit 18 because the outer peripheral portion is in contact with the inner wall of the introduction unit 18. The terminal part of the turning part 20 is the terminal surface L of the outer peripheral part of the cylindrical part 19. In the fuel injection valve 100 according to the present embodiment, there is a relationship of 0.3 ≦ W2 / W1 ≦ 0.7. The angle θ satisfies the relationship of 0 ° ≦ θ ≦ 45 °.

図6は、噴孔プレート13に加工されている窪み13aで生じる燃料の流れの方向を表している。図には、導入部18から、円筒部19および旋回部20に流入する、2つの代表的な燃料のルートが表示されている。流れ21は、導入部18から円筒部19に直入する流れを表している。これに対し、流れ22は、導入部18から旋回部20を経由する流れを表している。   FIG. 6 shows the direction of the fuel flow generated in the recess 13 a processed in the nozzle hole plate 13. In the figure, two typical fuel routes flowing from the introduction part 18 into the cylindrical part 19 and the swivel part 20 are displayed. A flow 21 represents a flow that directly enters the cylindrical portion 19 from the introduction portion 18. On the other hand, the flow 22 represents the flow from the introduction unit 18 through the turning unit 20.

本実施の形態による燃料噴射弁100では、導入部18から円筒部19に直入する流れ21と、導入部18から旋回部20を経由する流れ22が対向して円筒部19に流れ込む。導入部18から円筒部19に直入する流れ21は、噴孔方向に引き寄せられながら円筒部19に流れ込んでいる。ここで、均質な旋回流れを作るためには、二つの流れを完全に対向させることが重要になる。   In the fuel injection valve 100 according to the present embodiment, the flow 21 that directly enters the cylindrical portion 19 from the introducing portion 18 and the flow 22 that passes through the swiveling portion 20 from the introducing portion 18 face each other and flow into the cylindrical portion 19. The flow 21 that directly enters the cylindrical portion 19 from the introduction portion 18 flows into the cylindrical portion 19 while being drawn toward the injection hole. Here, in order to create a homogeneous swirl flow, it is important that the two flows are completely opposed.

図7は、終端面Lと導入部18の中心軸3が成す角度θと、微粒化の相関を示した図である。仕様Aおよび仕様Bに対して、噴射後の燃料粒径を測定した結果を表している。終端面Lと導入部18の中心軸が成す角度θの大きさ調整し、旋回部20を経由する流れ22が円筒部19に流れ込む角度を変えることで、二つの流れを完全に対向させることが出来る。終端面Lと導入部18の中心軸が成す角度θの最適値は、円筒部19の径や旋回部20の幅W2、導入部18の幅W1などによって異なるが、同図で示すように、どちらの仕様においても、0°≦θ≦45°の範囲において燃料噴霧の微粒化が良好となった。   FIG. 7 is a diagram showing the correlation between the angle θ formed by the end surface L and the central axis 3 of the introducing portion 18 and the atomization. The result of having measured the fuel particle size after the injection with respect to the specification A and the specification B is shown. By adjusting the angle θ between the end surface L and the central axis of the introduction portion 18 and changing the angle at which the flow 22 passing through the swivel portion 20 flows into the cylindrical portion 19, the two flows can be completely opposed to each other. I can do it. The optimum value of the angle θ formed by the end surface L and the central axis of the introduction portion 18 varies depending on the diameter of the cylindrical portion 19, the width W2 of the turning portion 20, the width W1 of the introduction portion 18, and the like, as shown in FIG. In both specifications, atomization of the fuel spray was good in the range of 0 ° ≦ θ ≦ 45 °.

図8は、導入部18の幅W1と旋回部20の幅W2の比W2 / W1と、微粒化の相関を示した図である。対向する二つの流れの強さは、ある程度均等であることが望ましい。旋回部20を経由する流れの強さは、導入部18の幅W1に対する旋回部20の幅W2の比W2 / W1によって変わる。同図で示すように、0.3 ≦ W2 / W1 ≦ 0.7の範囲に設定することで、二つの流れの強さのバランスが良好となり燃料噴霧の微粒化が良好になった。   FIG. 8 is a diagram showing the correlation between the ratio W2 / W1 between the width W1 of the introduction part 18 and the width W2 of the turning part 20 and the atomization. It is desirable that the strengths of the two opposing flows be uniform to some extent. The strength of the flow passing through the swivel unit 20 varies depending on the ratio W2 / W1 of the width W2 of the swivel unit 20 to the width W1 of the introduction unit 18. As shown in the figure, by setting in the range of 0.3 ≦ W2 / W1 ≦ 0.7, the balance between the strengths of the two flows was good and the atomization of the fuel spray was good.

円筒部19に流入した対向する二つの燃料流れは噴孔14へ向かう。燃料噴射弁100は、噴孔内壁に沿った厚さが均一な薄い液膜を作り出すことによって、微粒化度合が良好かつ、微粒化度合のばらつきの小さい燃料粒子を噴射する。以上のように、対向する二方向からの流れによって旋回流れを作り出すことにより、均質性の高い旋回流が生じるため、噴孔内壁に沿った液膜厚さも均質なものとなる。したがって、一方向からの流れによって旋回流れを作り出す方式と比較すると、燃料液膜の厚さの偏りによる微粒化の低下を解消することが出来るため、微粒化度合が向上している。   Two opposing fuel flows that have flowed into the cylindrical portion 19 are directed toward the injection hole 14. The fuel injection valve 100 injects fuel particles with a good degree of atomization and a small variation in the degree of atomization by creating a thin liquid film having a uniform thickness along the inner wall of the injection hole. As described above, a swirl flow having high homogeneity is generated by creating a swirl flow by the flow from two opposite directions, so that the liquid film thickness along the inner wall of the nozzle hole is also uniform. Therefore, as compared with a method in which a swirl flow is generated by a flow from one direction, a decrease in atomization due to a deviation in the thickness of the fuel liquid film can be eliminated, so the degree of atomization is improved.

また、旋回室に対して独立した二つの対向流路を設ける方式に対しては、同等の微粒化効果を得られつつも、燃料室の形状が単純な構成となり、レイアウト性が向上している。これにより多噴孔化が容易になるため、エンジンが要求する流量に対して、一つの噴孔あたりに割り当てられる噴射量を減らすことが出来る。噴孔あたりの噴射量が減ることによって、噴孔内壁に沿った液膜厚さは薄くなるため、噴射される燃料粒子の微粒化度合は更に良好なものとなる。   In addition, for the method of providing two opposing flow paths independent of the swirl chamber, the fuel chamber has a simple configuration and the layout is improved while obtaining the same atomization effect. . This facilitates the formation of multiple injection holes, so that the injection amount allocated per injection hole can be reduced with respect to the flow rate required by the engine. By reducing the injection amount per injection hole, the liquid film thickness along the inner wall of the injection hole is reduced, and the atomization degree of the injected fuel particles is further improved.

すなわち、本実施の形態に係る燃料噴射弁は、弁座を開閉するための弁体を有し、制御装置より動作信号を受けて弁体を動作させることにより、燃料が弁体と弁座シート部の間を通過後、弁座下流側の弁座開口部に装着された噴孔プレートに複数設けられた噴孔から噴射される燃料噴射弁である。噴孔プレートの上流側端面を窪ませる形で、複数の燃料室と、弁座開口部から燃料室へ燃料を導入する導入部が形成されており、燃料室は、円筒形状の円筒部と、旋回部から構成されており、噴孔は円筒部の中心に開口している。   That is, the fuel injection valve according to the present embodiment has a valve body for opening and closing the valve seat, and receives the operation signal from the control device to operate the valve body, so that the fuel is supplied to the valve body and the valve seat. This is a fuel injection valve that is injected from a plurality of injection holes provided in the injection hole plate attached to the valve seat opening on the downstream side of the valve seat after passing between the parts. A plurality of fuel chambers and an introduction portion for introducing fuel from the valve seat opening to the fuel chamber are formed in a form in which the upstream end surface of the nozzle hole plate is depressed, and the fuel chamber has a cylindrical cylindrical portion, It is comprised from the turning part, and the nozzle hole is opened in the center of a cylindrical part.

旋回部は円筒部の外周部のうち略半周を囲んでおり、導入部の幅をW1、旋回部の幅をW2としたとき、0.3 ≦ W2 / W1 ≦ 0.7 の関係にある。また、旋回部は外周が導入部の内壁と接することで導入部と連続しており、円筒部の外周部の終端面Lが旋回部の終端部となっている。終端面Lと導入部の中心軸が成す角度θは、0°≦θ≦45°の関係にあることを特徴とする。   The swivel portion surrounds substantially half of the outer periphery of the cylindrical portion, and the relationship is 0.3 ≦ W2 / W1 ≦ 0.7, where W1 is the width of the introduction portion and W2 is the width of the swivel portion. Further, the turning part is continuous with the introduction part because the outer periphery is in contact with the inner wall of the introduction part, and the terminal surface L of the outer peripheral part of the cylindrical part is the terminal part of the turning part. An angle θ formed by the end surface L and the central axis of the introduction portion is characterized by a relationship of 0 ° ≦ θ ≦ 45 °.

実施の形態2.
図9は、実施の形態2に係る燃料噴射弁100における窪み13aを示している。円筒部19は、直径D1を有している。均質な旋回流れを作るためには、導入部18から円筒部19に直入する流れ21および、導入部18から旋回部20を経由する流れ22が、円筒部19に形成される旋回流れと衝突せずにスムーズに円筒部19に流れ込むことが望ましい。すなわち、それぞれの流れの円筒部19への流入領域を、円筒部の半径D1/2よりも小さくする必要がある。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 shows a recess 13a in the fuel injection valve 100 according to the second embodiment. The cylindrical portion 19 has a diameter D1. In order to create a homogeneous swirl flow, the flow 21 that directly enters the cylindrical portion 19 from the introduction portion 18 and the flow 22 that passes from the introduction portion 18 through the swivel portion 20 collide with the swirl flow formed in the cylindrical portion 19. It is desirable to smoothly flow into the cylindrical portion 19 without using it. That is, it is necessary to make the inflow region of each flow into the cylindrical portion 19 smaller than the radius D1 / 2 of the cylindrical portion.

本実施の形態に係る燃料噴射弁100では、図10で示すように、導入部18から円筒部19に直入する領域は幅W1−W2を有し、旋回部20を経由する流れが円筒部19に流入する領域は幅W2を有している。それぞれの流入領域が円筒部19の半径D1/2よりも小さくなるようにすれば、それぞれの流れは円筒部19に形成される旋回流れと衝突することなく円筒部19へ流れ込む。   In the fuel injection valve 100 according to the present embodiment, as shown in FIG. 10, the region directly entering the cylindrical portion 19 from the introduction portion 18 has a width W1-W2, and the flow through the swivel portion 20 is the cylindrical portion 19. The region flowing into the region has a width W2. If each inflow region is made smaller than the radius D1 / 2 of the cylindrical part 19, each flow flows into the cylindrical part 19 without colliding with the swirl flow formed in the cylindrical part 19.

よって、円筒部19の直径をD1、導入部18の幅をW1、旋回部20の幅をW2としたとき、 W1−W2≦D1/2、W2≦D1/2とすることで、それぞれの流れは円筒部に形成される旋回流れと衝突することなく、スムーズに円筒部19で旋回流れを生み出すことが出来る。これにより、旋回流れの均質度が向上するため、噴射される燃料粒子の微粒化度合は更に良好になる。   Therefore, when the diameter of the cylindrical part 19 is D1, the width of the introduction part 18 is W1, and the width of the swivel part 20 is W2, each flow can be achieved by setting W1-W2 ≦ D1 / 2 and W2 ≦ D1 / 2. Can smoothly generate a swirl flow in the cylindrical portion 19 without colliding with the swirl flow formed in the cylindrical portion. Thereby, since the homogeneity of the swirl flow is improved, the atomization degree of the injected fuel particles is further improved.

実施の形態3.
図11Aは、実施の形態3に係る燃料噴射弁における窪み13aの平面図を示している。図11Bは、実施の形態3に係る燃料噴射弁における窪み13aの断面図を示している。実施の形態1、2の構成では、円筒部に流入した流れが噴孔14に直入するため、旋回が不十分な状態で燃料が噴射されて、液膜の薄膜化が十分に行われない可能性がある。そこで実施の形態3では、円筒部19の底面を、導入部18および旋回部20の底面よりも深くしている。これにより、導入部18から円筒部19に直入する流れ21と、導入部18から旋回部20を経由する流れ22は、円筒部へ流入後に円筒部の底面に向かうため、噴孔方向へ引き寄せられる流れが緩和される。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 11A shows a plan view of a recess 13a in the fuel injection valve according to the third embodiment. FIG. 11B shows a cross-sectional view of the recess 13a in the fuel injection valve according to the third embodiment. In the configuration of the first and second embodiments, since the flow that has flowed into the cylindrical portion directly enters the nozzle hole 14, fuel is injected in a state where the swirling is insufficient, and the liquid film may not be sufficiently thinned. There is sex. Therefore, in the third embodiment, the bottom surface of the cylindrical portion 19 is deeper than the bottom surfaces of the introduction portion 18 and the turning portion 20. As a result, the flow 21 that directly enters the cylindrical portion 19 from the introduction portion 18 and the flow 22 that passes from the introduction portion 18 through the swivel portion 20 flow toward the bottom surface of the cylindrical portion after flowing into the cylindrical portion, and are therefore drawn toward the injection hole. The flow is relaxed.

図12は、本実施の形態に係る窪み13aで生じる燃料の流れを表している。図には、導入部18から、円筒部19および旋回部20に流入する、2つの燃料のルートが表示されている。同図で示すように、燃料は二つの流れによって円筒部19で十分な旋回流れを作った後に噴孔内へ流入することから、噴孔内壁に作られる燃料液膜は更に薄膜化され、噴射される燃料粒子の微粒化度合は更に良好になる。   FIG. 12 shows the flow of fuel generated in the recess 13a according to the present embodiment. In the figure, two fuel routes flowing from the introduction part 18 into the cylindrical part 19 and the swivel part 20 are displayed. As shown in the figure, the fuel flows into the nozzle hole after a sufficient swirling flow is formed in the cylindrical portion 19 by the two flows, so that the fuel liquid film formed on the inner wall of the nozzle hole is further thinned and injected. The degree of atomization of the generated fuel particles is further improved.

実施の形態4
実施の形態1〜3では、導入部18を、弁座の中心を基点とした放射状の直線形状としているが、発明の要旨を逸脱しない範囲で湾曲形状に変更しても同様の効果を得る事が出来る。例えば、整流を目的として導入部を延長するために、屈折した導入部の形状としても同様の効果を奏する。具体的には、図13で示すように、導入部18は屈折部18aを有している。
Embodiment 4
In the first to third embodiments, the introduction portion 18 has a radial linear shape with the center of the valve seat as a base point, but the same effect can be obtained even if the introduction portion 18 is changed to a curved shape without departing from the gist of the invention. I can do it. For example, in order to extend the introduction portion for the purpose of rectification, the same effect can be obtained with the shape of the refracted introduction portion. Specifically, as shown in FIG. 13, the introduction part 18 has a refracting part 18a.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

1 駆動回路、2 分岐部、3 中心軸、4 ソレノイド装置、5 ハウジング、6 コア、7 コイル、8 アーマチュア、9 プランジャ、10 弁体、11 弁本体、12 弁座、12a 弁座シート部、13 噴孔プレート、14 噴孔、15 ボール、16 圧縮バネ、17 燃料室、18 導入部、19 円筒部、20 旋回部、21 流れ、22 流れ、100 燃料噴射弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive circuit, 2 branch part, 3 center axis | shaft, 4 solenoid apparatus, 5 housing, 6 core, 7 coil, 8 armature, 9 plunger, 10 valve body, 11 valve main body, 12 valve seat, 12a valve seat sheet | seat part, 13 Injection hole plate, 14 injection hole, 15 ball, 16 compression spring, 17 fuel chamber, 18 introduction part, 19 cylindrical part, 20 swivel part, 21 flow, 22 flow, 100 fuel injection valve

Claims (4)

一面側から供給された燃料を他面側に噴射するプレート状の噴孔プレートにおいて、
前記一面側から前記他面側に貫通し、前記燃料を噴射する噴孔と、
前記一面側から前記他面側に窪み、前記燃料を上流から下流の前記噴孔へ導く窪み部とを備え、
前記窪み部は、
前記燃料を受け付ける分岐部と、
前記噴孔を囲い、前記燃料を旋回させる円筒状の円筒部と、
前記円筒部の外周に沿って延設してある弧状の旋回部と、
前記分岐部および前記円筒部に接続してあり、前記分岐部が受け付けた燃料を第1導入方向に向かって前記円筒部に導く帯状の第1導入部と、
前記第1導入部に併設してあり、前記第1導入部および前記分岐部に接続し、前記分岐部が受け付けた燃料を前記第1導入方向に平行な第2導入方向に向かって前記旋回部に導く帯状の第2導入部とを備え、
前記旋回部は、前記第2導入部によって導かれた燃料が前記円筒部に流れ込む燃料流方向を、前記第1導入部によって導かれた燃料が前記円筒部に流れ込む燃料流方向に対向させることを特徴とする噴孔プレート。
In a plate-shaped nozzle hole plate that injects fuel supplied from one side to the other side,
A nozzle hole penetrating from the one surface side to the other surface side and injecting the fuel;
A depression that leads from the one side to the other side and leads the fuel from the upstream to the downstream nozzle hole;
The depression is
A branch for receiving the fuel;
A cylindrical portion that surrounds the nozzle hole and swirls the fuel;
An arcuate swivel portion extending along the outer periphery of the cylindrical portion;
A belt-shaped first introduction part that is connected to the branch part and the cylindrical part and guides the fuel received by the branch part to the cylindrical part toward a first introduction direction;
The swivel part that is provided in the first introduction part, is connected to the first introduction part and the branch part, and has the fuel received by the branch part in a second introduction direction parallel to the first introduction direction. A belt-shaped second introduction part that leads to
The swivel unit is configured to oppose a fuel flow direction in which the fuel guided by the second introduction unit flows into the cylindrical unit to a fuel flow direction in which the fuel guided by the first introduction unit flows into the cylindrical unit. Characteristic nozzle plate.
前記旋回部は、下流側の終端面が前記円筒部の外周の接線方向に沿い、前記第2導入部によって導かれた燃料を前記終端面を介して前記円筒部に流れ込ませることを特徴とする請求項1に記載の噴孔プレート。   The swivel unit has a downstream end surface along a tangential direction of the outer periphery of the cylindrical portion, and causes the fuel guided by the second introduction portion to flow into the cylindrical portion through the end surface. The nozzle hole plate according to claim 1. 前記一面側から前記他面側に貫通し、前記燃料を噴射する他の噴孔を備え、
前記窪み部は、
前記他の噴孔を囲い、前記燃料を旋回させる円筒状の他の円筒部と、
前記他の円筒部の外周に沿って延設してある弧状の他の旋回部と、
前記分岐部および前記他の円筒部に接続してあり、前記分岐部が受け付けた燃料を他の第1導入方向に向かって前記他の円筒部に導く帯状の他の第1導入部と、
前記他の第1導入部に併設してあり、前記他の第1導入部および前記分岐部に接続し、前記分岐部が受け付けた燃料を前記他の第1導入方向に平行な他の第2導入方向に向かって前記他の旋回部に導く帯状の他の第2導入部とを備え、
前記他の旋回部は、前記他の第2導入部によって導かれた燃料が前記他の円筒部に流れ込む燃料流方向を、前記他の第1導入部によって導かれた燃料が前記他の円筒部に流れ込む燃料流方向に対向させることを特徴とする請求項1または2に記載の噴孔プレート。
Including another nozzle hole penetrating from the one surface side to the other surface side and injecting the fuel;
The depression is
Another cylindrical part surrounding the other nozzle hole and swirling the fuel;
An arcuate other swivel portion extending along the outer periphery of the other cylindrical portion;
The other first introduction part in the form of a strip connected to the branch part and the other cylindrical part, and guiding the fuel received by the branch part to the other cylindrical part toward the other first introduction direction;
Another second parallel to the other first introduction part is connected to the other first introduction part, connected to the other first introduction part and the branch part, and the fuel received by the branch part is parallel to the other first introduction direction. A second belt-like second introduction part that leads to the other swivel part toward the introduction direction,
The other swirl portion has a fuel flow direction in which the fuel guided by the other second introduction portion flows into the other cylindrical portion, and the fuel guided by the other first introduction portion is the other cylindrical portion. The nozzle hole plate according to claim 1, wherein the nozzle hole plate is opposed to a direction of fuel flow into the nozzle plate.
燃料を噴射する燃料噴射弁において、
一面側から供給された燃料を他面側へ噴射するプレート状の噴射部位を備え、
前記噴射部位は、
前記一面側から前記他面側に貫通し、前記燃料を噴射する噴孔と、
前記燃料を上流から下流の前記噴孔へ導く窪み部とを備え、
前記窪み部は、
前記燃料を受け付ける分岐部と、
前記噴孔を囲い、前記燃料を旋回させる円筒状の円筒部と、
前記円筒部の外周に沿って延設してある弧状の旋回部と、
前記分岐部および前記円筒部に接続してあり、前記分岐部が受け付けた燃料を第1導入方向に向かって前記円筒部に導く帯状の第1導入部と、
前記第1導入部に併設してあり、前記第1導入部および前記分岐部に接続し、前記分岐部が受け付けた燃料を前記第1導入方向に平行な第2導入方向に向かって前記旋回部に導く帯状の第2導入部とを備え、
前記旋回部は、前記第2導入部によって導かれた燃料が前記円筒部に流れ込む燃料流方向を、前記第1導入部によって導かれた燃料が前記円筒部に流れ込む燃料流方向に対向させることを特徴とする燃料噴射弁。
In a fuel injection valve that injects fuel,
It has a plate-like injection part that injects fuel supplied from one side to the other side,
The injection site is
A nozzle hole penetrating from the one surface side to the other surface side and injecting the fuel;
A depression for guiding the fuel from the upstream to the downstream nozzle hole,
The depression is
A branch for receiving the fuel;
A cylindrical portion that surrounds the nozzle hole and swirls the fuel;
An arcuate swivel portion extending along the outer periphery of the cylindrical portion;
A belt-shaped first introduction part that is connected to the branch part and the cylindrical part and guides the fuel received by the branch part to the cylindrical part toward a first introduction direction;
The swivel part that is provided in the first introduction part, is connected to the first introduction part and the branch part, and has the fuel received by the branch part in a second introduction direction parallel to the first introduction direction. A belt-shaped second introduction part that leads to
The swivel unit is configured to oppose a fuel flow direction in which the fuel guided by the second introduction unit flows into the cylindrical unit to a fuel flow direction in which the fuel guided by the first introduction unit flows into the cylindrical unit. A fuel injection valve.
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