JP2019002369A - Fuel injection valve - Google Patents
Fuel injection valve Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019002369A JP2019002369A JP2017118800A JP2017118800A JP2019002369A JP 2019002369 A JP2019002369 A JP 2019002369A JP 2017118800 A JP2017118800 A JP 2017118800A JP 2017118800 A JP2017118800 A JP 2017118800A JP 2019002369 A JP2019002369 A JP 2019002369A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- valve seat
- fuel
- wall
- nozzle 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
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に関するものである。 The present invention relates to a fuel injection valve that injects and supplies fuel to, for example, an internal combustion engine.
従来の燃料噴射弁として、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1の燃料噴射弁(燃料噴射装置)は、燃料が噴射される先端側に、弁ボディとニードル弁とが設けられている。 As a conventional fuel injection valve, for example, one described in Patent Document 1 is known. In the fuel injection valve (fuel injection device) of Patent Document 1, a valve body and a needle valve are provided on the front end side where fuel is injected.
弁ボディは、有底筒状を成しており、底部の内壁の外周側に弁座が設けられ、弁座の内側領域は、底部外壁側に凹む凹部となっている。そして、凹部の中心側には、周方向に複数配置されて、底部の内壁側から外壁側に貫通形成された噴孔が設けられている。噴孔は、断面形状が円形状を成す孔となっており、入口側(弁ボディの内壁側)から出口側(弁ボディの外壁側)に向けて拡径されたテーパ状になっている。そして、噴孔の軸線は、内壁側から外壁側に向かう程、弁ボディの筒軸線から離れるように傾斜している。また、噴孔の入口は、弁座を延長した仮想平面上に位置するように設けられている。 The valve body has a bottomed cylindrical shape, a valve seat is provided on the outer peripheral side of the inner wall of the bottom portion, and an inner region of the valve seat is a concave portion recessed on the bottom outer wall side. A plurality of nozzle holes that are arranged in the circumferential direction and that are formed through the bottom wall from the inner wall side to the outer wall side are provided on the center side of the recess. The nozzle hole is a hole having a circular cross-sectional shape, and has a tapered shape whose diameter is increased from the inlet side (the inner wall side of the valve body) toward the outlet side (the outer wall side of the valve body). The axis of the nozzle hole is inclined so as to be away from the cylinder axis of the valve body as it goes from the inner wall side to the outer wall side. Further, the inlet of the nozzle hole is provided so as to be positioned on a virtual plane extending the valve seat.
ニードル弁は、針状の部材であって、弁ボディの内側で筒軸線方向に往復移動可能に設けられており、先端部に形成された弁シートが、弁座に着座または離座することで、噴孔の開閉を行うようになっている。ニードル弁の中心側先端部と弁ボディの凹部との間の空間は、燃料室となっている。 The needle valve is a needle-like member and is provided so as to be reciprocally movable in the cylinder axis direction inside the valve body, and the valve seat formed at the tip is seated on or separated from the valve seat. The nozzle hole is opened and closed. The space between the center side tip of the needle valve and the recess of the valve body is a fuel chamber.
噴孔の入口は、上記のように、弁座を延長した仮想平面上に位置するように設けられていることから、弁座を通過した燃料は、直接、噴孔内に流入することができるようになっている。つまり、弁座を通過した燃料は、運動エネルギを維持したまま、主に、噴孔内において弁ボディの筒軸線側となる壁面に沿うようにスムーズに流入して、主流を形成するようになっている。 As described above, the inlet of the nozzle hole is provided so as to be located on a virtual plane extending the valve seat, so that the fuel that has passed through the valve seat can directly flow into the nozzle hole. It is like that. That is, the fuel that has passed through the valve seat flows smoothly along the wall surface on the cylinder axis side of the valve body in the nozzle hole while maintaining the kinetic energy, and forms a main flow. ing.
また、噴孔は、上記のように円形状を基にし、テーパ状に形成されているので、噴孔の軸線近傍から弁ボディにおける径外方向に位置する噴孔の壁面近傍にかけて気相が大きく形成されるようになっている。したがって、筒軸線側となる壁面を流通する燃料(主流)の液膜を薄くすることができ、噴孔から噴射される燃料の高微粒化が可能となっている。 Further, since the nozzle hole is based on a circular shape and is tapered as described above, the gas phase is large from the vicinity of the axis of the nozzle hole to the vicinity of the wall surface of the nozzle hole located radially outward of the valve body. It is supposed to be formed. Therefore, the liquid film of the fuel (main flow) flowing through the wall surface on the cylinder axis side can be thinned, and high atomization of the fuel injected from the nozzle hole is possible.
しかしながら、上記特許文献1の燃料噴射弁においては、ニードル弁が着座される直前において、弁座から噴孔に向かう燃料は、流速を上げて、弁座と凹部との境界部において剥離し、燃料室の中心に向かい、減速し停滞する。そして、ニードル弁が閉弁された後に、燃料室に停滞した燃料が噴孔から液滴となって流出する。このような燃料の流出は、閉弁時の燃料キレを悪化させる。加えて、流出した燃料は、噴孔の出口開口の周囲に付着して燃料濡れを形成する。尚、付着した燃料が、高温環境下において不完全燃焼を起こすと、いわゆる炭化されたデポジットとなって堆積し、微粒子状物質の増加を招いてしまう。 However, in the fuel injection valve of the above-mentioned Patent Document 1, immediately before the needle valve is seated, the fuel from the valve seat toward the nozzle hole is peeled off at the boundary between the valve seat and the recess by increasing the flow velocity. Head towards the center of the room and slow down and stop. Then, after the needle valve is closed, the fuel stagnating in the fuel chamber flows out as droplets from the nozzle hole. Such a fuel outflow worsens fuel sharpness when the valve is closed. In addition, the spilled fuel adheres to the periphery of the outlet opening of the nozzle hole and forms fuel wetting. When the attached fuel causes incomplete combustion in a high temperature environment, it is deposited as a so-called carbonized deposit, resulting in an increase in particulate matter.
本発明の目的は、上記問題に鑑み、ニードル弁が着座される直前においても、燃料を確実に噴孔内に流すことのできる燃料噴射弁を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of reliably flowing fuel into an injection hole immediately before a needle valve is seated.
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
第1の発明では、有底筒状を成して、底部(141)の内壁(142)の外周側に形成された弁座(144)、弁座の内周側で底部の外壁(143)側に凹む凹部(145)、および弁座から凹部側に延長された仮想延長平面(Ps)が凹部の面と交差する内壁から外壁に貫通成形された噴孔(146)を有する弁ボディ(140)と、
弁座に対して着座、あるいは離座可能な弁シート(154)、および弁シートに対して内周側となる領域で内壁側に突出する凸状部(155)を有するニードル弁(150)と、を備え、
弁シートが弁座から離座した開弁時に、弁座と弁シートとの間から噴孔内に燃料を流通させる燃料噴射弁において、
凸状部は、円柱状に形成されており、
円柱状の周壁面は、ガイド部(155a)として形成されており、
弁ボディの筒軸線(CL)と、噴孔の入口開口の中心点(HO)とを含む仮想平面(P)上において、ガイド部から噴孔側へ延設された仮想延長線(L)は、弁座に弁シートが着座している際に、噴孔の入口開口の領域内に入るように設定されていることを特徴としている。
In the first invention, a valve seat (144) formed in a cylindrical shape with a bottom and formed on the outer peripheral side of the inner wall (142) of the bottom portion (141), and an outer wall (143) of the bottom portion on the inner peripheral side of the valve seat A valve body (140) having a recess (145) recessed to the side, and an injection hole (146) formed through the inner wall and the outer wall where a virtual extension plane (Ps) extending from the valve seat to the recess side intersects the surface of the recess )When,
A needle valve (150) having a valve seat (154) that can be seated on or separated from the valve seat, and a convex portion (155) that protrudes toward the inner wall in a region on the inner peripheral side with respect to the valve seat; With
In the fuel injection valve that causes the fuel to flow into the nozzle hole between the valve seat and the valve seat when the valve seat is opened from the valve seat,
The convex part is formed in a cylindrical shape,
The cylindrical peripheral wall surface is formed as a guide portion (155a),
On the virtual plane (P) including the cylinder axis (CL) of the valve body and the center point (HO) of the inlet opening of the nozzle hole, the virtual extension line (L) extending from the guide portion to the nozzle hole side is When the valve seat is seated on the valve seat, the valve seat is set to enter the region of the inlet opening of the injection hole.
また、第2の発明では、燃料噴射弁において、弁座の終点位置(Pe)と、噴孔の入口開口との間に形成されたガイド部(147)を有し、
弁ボディの筒軸線(CL)と、噴孔の入口開口の中心点(HO)とを含む仮想平面(P)上において、弁座に弁シートが着座している際に、仮想延長平面とガイド部とが成す第1角度(θ1)が、仮想延長平面と凸状部の表面とが成す第2角度(θ2)よりも小さく設定されていることを特徴としている。
In the second invention, the fuel injection valve has a guide portion (147) formed between the end position (Pe) of the valve seat and the inlet opening of the injection hole,
When the valve seat is seated on the valve seat on the virtual plane (P) including the cylinder axis (CL) of the valve body and the center point (HO) of the inlet opening of the nozzle hole, the virtual extension plane and the guide The first angle (θ1) formed by the portion is set smaller than the second angle (θ2) formed by the virtual extension plane and the surface of the convex portion.
第1、第2の発明によれば、弁シート(154)が、弁座(144)に着座する際に(着座する直前において)、ガイド部(155a、147)は、空間(160)の筒軸線側(中心側)に燃料が流れ込むのを阻止して、噴孔(146)内へ導く(流す)ことができる。 According to the first and second inventions, when the valve seat (154) is seated on the valve seat (144) (immediately before the seat is seated), the guide portions (155a, 147) are formed in the cylinder of the space (160). The fuel can be prevented from flowing into the axial side (center side) and guided (flowed) into the nozzle hole (146).
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly indicate that the combination is possible in each embodiment, but also a combination of the embodiments even if they are not clearly specified unless there is a problem with the combination. It is also possible.
(第1実施形態)
第1実施形態における燃料噴射弁100を図1〜図3、図5、図6、図8、図9に示す。燃料噴射弁100は、例えば、直噴式のガソリンエンジンに適用され、エンジンヘッドに装着される。燃料噴射弁100は、高圧ポンプによって加圧された燃料を、後述するニードル弁150を開く(開弁する)ことによって、エンジンのシリンダ内に直接的に噴射するようになっている。
(First embodiment)
The
図1に示すように、燃料噴射弁100は、固定コア110、ノズルホルダ120、駆動部130、弁ボディ140、およびニードル弁150等を備えている。以下、燃料噴射弁100の方向として、固定コア110が延びる方向を軸方向Z(図1における上下方向)と称し、軸方向Zの一方を開弁方向Z1(図1における上方、反噴孔側)と称し、軸方向Zの他方を閉弁方向Z2(図1における下方、噴孔側)と称する。
As shown in FIG. 1, the
固定コア110は、磁性材から形成されたハウジングを成す筒状の部材であり、内部は燃料が流通する中心孔部111となっている。固定コア110の開弁方向Z1側の端部は、高圧化された燃料が流入する燃料入口111aとなっている。また、中心孔部111内の燃料入口111aの近傍には、燃料に含まれる異物を補足する燃料フィルタ112が設けられている。更に、中心孔部111の燃料フィルタ112よりも閉弁方向Z2側となる中間位置には、筒状のアジャスティングパイプ113が圧入等によって固定されている。
The fixed
ノズルホルダ120は、磁性材から形成された筒状の部材であり、後述する非磁性部133を介して、固定コア110の閉弁方向Z2側の端部側に設けられている。ノズルホルダ120の内部は、燃料が流通する燃料通路121となっている。燃料通路121の開弁方向Z1側には、後述する第2スプリング136の閉弁方向Z2側の端部を位置規制するための段部122が設けられている。
The
駆動部130は、ニードル弁150を軸方向Zに沿って往復移動させるものであって、固定コア110、電磁コイル131、磁性プレート132、非磁性部133、可動コア134、第1スプリング135、および第2スプリング136等を有している。
The
電磁コイル131は、固定コア110の閉弁方向Z2側の端部の外周部に設けられている。また、磁性プレート132は、磁性材から形成された筒状の部材であり、電磁コイル131を覆い、固定コア110とノズルホルダ120とを跨ぐように設けられている。
The
非磁性部133は、非磁性材から形成された扁平筒状の部材であり、固定コア110および可動コア134の外周側で、且つ、固定コア110とノズルホルダ120との間に介在されている。非磁性部133は、固定コア110とノズルホルダ120との磁気的な短絡を防止するようになっている。
The
可動コア134は、磁性材から筒状に形成された部材であり、固定コア110の閉弁方向Z2側であって、ノズルホルダ120の内周側に軸方向Zへ往復移動可能に設置されている。可動コア134の径方向の中央部には、軸方向Zに貫通する中心孔部が形成されている。可動コア134の中心孔部には、後述するニードル弁150の開弁方向Z1側の端部が可動コア134に対して移動可能に挿通されている。
The
上記の固定コア110、磁性プレート132、ノズルホルダ120、および可動コア134は、磁気回路を形成して、コネクタ131aに設けられた端子部131bから電磁コイル131に通電されると、磁気回路に磁束が流れて、可動コア134が固定コア110側に吸引されるようになっている。
The fixed
第1スプリング135は、例えば、コイルバネを用いた弾性部材であり、固定コア110の中心孔部111において、アジャスティングパイプ113と可動コア134、具体的には、可動コア134に接続されたニードル弁150の端部(ストッパ部151)との間に設けられている。第1スプリング135は、ニードル弁150および可動コア134を、閉弁方向Z2へ押し付けるようになっている。
The
第2スプリング136は、例えば、コイルバネを用いた弾性部材であり、ノズルホルダ120の段部122と、可動コア134との間に設けられている。第2スプリング136は、可動コア134を、開弁方向Z1側、即ち固定コア110側へ押し付けるようになっている。
The
可動コア134には、第1スプリング135によってニードル弁150を介して閉弁方向Z2への閉弁力f1が加わり、また、第2スプリング136によって開弁方向Z1への開弁力f2が加わるようになっている。第1スプリング135による閉弁力f1は、第2スプリング136による開弁力f2よりも大きく設定されている。
A valve closing force f1 in the valve closing direction Z2 is applied to the
弁ボディ140は、図1、図2に示すように、有底筒状に形成され、筒部がノズルホルダ120の閉弁方向Z2側の端部内周面に、例えば、圧入あるいは溶接等により固定されている。有底筒状を成す弁ボディ140の底部141には、弁座144、凹部145、および噴孔146等が形成されている。尚、底部141において、弁ボディ140の内側となる面は、内壁142となっており、弁ボディ140の外側となる面は、外壁143となっている。また、弁ボディ140の筒軸線は、CLとなっている(以下、筒軸線CL)。この筒軸線CLは、燃料噴射弁100の中心軸である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
弁座144は、底部141の内壁142の外周側にリング状に形成され、外周側から内周側(筒軸線CL側)に向けて、閉弁方向Z2側へ傾斜する面となっている。弁座144は、後述するニードル弁150の弁シート154が着座、あるいは離座する面となっている。
The
凹部145は、内壁142において、弁座144の内周側で、弁座144の面よりも閉弁方向Z2側へ凹む面として形成されている。凹部145の領域内には、弁座144の内周側で筒軸線CL側に向けて、閉弁方向Z2側へ傾斜する傾斜面145aと、更に傾斜面145aの中心側で筒軸線CLに直交する平面145bとが形成されている。
The
尚、弁ボディ140の外壁143において、上記の凹部145に対応する領域は、閉弁方向Z2側に突出するように形成されており、球面状を成している。
In the
噴孔146は、弁座144から凹部145側に延長された仮想延長平面Psが凹部145の傾斜面145aと交差する内壁142側から外壁143側に貫通成形され、燃料がエンジンのシリンダ内に向けて噴射される孔となっている。噴孔146は、弁ボディ140の筒軸線CLを中心として周方向に複数(例えば、6つ)設けられている。複数の噴孔146のそれぞれの形状は、筒軸線CLに対して点対称となるように形成されている。噴孔146の内壁142側の開口は、入口開口146aとなっており、また、噴孔146の外壁143側の開口は、出口開口146bとなっている。
The
入口開口146aは、円形状となっている。また、出口開口146bは、入口開口146aに対して所定量拡径された円形状となっている。つまり、噴孔146は、入口側から出口側に向けて拡径されたテーパ状の孔となっている。尚、出口開口146bについては、拡径量をゼロとして、入口開口146aと同一の孔径に設定してもよい。
The
入口開口146aの円形状の中心、および出口開口146bの円形状の中心同士を結ぶ軸線が、噴孔軸線HCLとなっている。そして、筒軸線CLと入口開口146aの中心点HOとを含む平面を仮想平面Pとしている。仮想平面P上において、噴孔軸線HCLは、筒軸線CLに対して、閉弁方向Z2に向けて離れていくように傾斜している。
An axis connecting the circular center of the
仮想平面P上における噴孔146内の壁面のうち、筒軸線CL側の壁面は、筒軸線側壁面146cとなっている。また、仮想平面P上における噴孔146内の壁面のうち、筒軸線側壁面146cと対向する側の壁面は、対向壁面146dとなっている。
Of the wall surfaces in the
また、弁座144から延長された仮想延長平面Psは、凹部145を設けることで、噴孔146の筒軸線側壁面146cに直接的に交差するように形成されている。
Further, the virtual extension plane Ps extended from the
ニードル弁150は、軸方向Zへ延びる細長の弁部材であって、開弁方向Z1側の端部が可動コア134の中心孔部に挿通されて接続されており、ノズルホルダ120、および弁ボディ140の内周側で可動コア134と共に、軸方向Z(筒軸線CL方向)に往復移動可能(摺動可能)に収容されている。
The
ニードル弁150は、軸方向Zに往復移動することによって弁ボディ140の噴孔146を開閉して、噴孔146からの燃料の噴射を断続するようになっている。ニードル弁150は、弁ボディ140と概ね同軸上に配置されている。ニードル弁150は、ストッパ部151、内部通路152、連通孔153、弁シート154、および凸状部155等を有している。
The
ストッパ部151は、ニードル弁150の開弁方向Z1側の端部に径外方向に向けて全周に亘って鍔状に(フランジ状に)突出するように設けられている。ストッパ部151は、可動コア134に対して、閉弁方向Z2側へのニードル弁150の変位を規制するようになっている。つまり、可動コア134が開弁方向Z1側に移動すると、ニードル弁150は、可動コア134と共に開弁方向Z1側に移動するようになっている。また、ニードル弁150が閉弁方向Z2側に移動すると、可動コア134は、ニードル弁150と共に閉弁方向Z2側に移動するようになっている。
The
内部通路152は、ニードル弁150の内部に設けられた通路であり、開弁方向Z1側の端面から内部に向けてニードル弁150の長手方向の途中部位まで穴あけ加工によって形成されている。つまり、内部通路152は、開弁方向Z1側で開口し、閉弁方向Z2側で閉塞されている。
The
連通孔153は、内部通路152の閉塞側となる途中部位において、内部通路152に対して交差する方向(本例では直交する方向)に壁部を貫通する円形の孔として形成されている。連通孔153は、内部通路152の周方向に複数形成されている。この内部通路152と連通孔153とによって、固定コア110の中心孔部111とノズルホルダ120の内部となる燃料通路121とが連通するようになっている。
The
弁シート154は、ニードル弁150の閉弁方向Z2側の端部(摺動方向の端部面)の外周側に弁ボディ140の弁座144に沿うように面取りされて形成されている。弁シート154は、弁座144に対して着座、あるいは離座が可能となっている。
The
凸状部155は、弁シート154に対して内周側となる領域で弁ボディ140の内壁142側に突出する部位となっている。凸状部155は、扁平な円柱状に形成されている。凸状部155の付け根部分は、滑らかなR形状となっている。凸状部155の外周部分は、周壁面155aとなっており、本発明のガイド部として形成されている。仮想平面P上において、周壁面155aに沿って噴孔146側へ延設された仮想延長線Lは、閉弁時(着座時)、および開弁時(離座時)共に、噴孔146の入口開口146aの領域内に入るように設定されている。
The
そして、凹部145の平面145bと凸状部155との間には、ニードル弁150の閉弁時、あるいは開弁時にかかわらず、空間160が形成されるようになっている。
A
次に、上記構成に基づく燃料噴射弁100の作動、および作用効果について、図3〜図9を加えて説明する。
Next, the operation and effects of the
(1)開弁時の作動
まず、電磁コイル131への通電が停止されていると、磁気吸引力の発生はなく、第1スプリング135による閉弁力f1が第2スプリング136による開弁力f2よりも大きく設定されていることから、第1スプリング135に接するニードル弁150は、可動コア134と共に閉弁方向Z2(噴孔146側)へ移動する。その結果、ニードル弁150の弁シート154は弁座144に着座している(閉弁状態)。
(1) Operation at the time of valve opening First, when energization to the
上記のような閉弁状態から電磁コイル131に通電すると、電磁コイル131に発生した磁界により、固定コア110、磁性プレート132、ノズルホルダ120、および可動コア134によって形成された磁気回路に磁束が流れる。これにより、固定コア110と可動コア134との間には磁気吸引力が発生する。
When the
固定コア110と可動コア134との間に発生する磁気吸引力と第2スプリング136の開弁力f2との和が、第1スプリング135の閉弁力f1よりも大きくなると、可動コア134は開弁方向Z1へ移動する。このとき、ニードル弁150の開弁方向Z1側の端部が、ストッパ部151によって可動コア134に接続されていることから、ニードル弁150は、可動コア134と共に開弁方向Z1へ移動する。その結果、ニードル弁150の弁シート154は、弁座144から離れ、噴孔146が開かれることになる。
When the sum of the magnetic attractive force generated between the fixed
燃料入口111aから燃料噴射弁100の内部(中心孔部111)へ流入した燃料は、燃料フィルタ112、アジャスティングパイプ113の内周側、第1スプリング135、ニードル弁150の内部通路152、連通孔153、ノズルホルダ120の燃料通路121、弁ボディ140の内周側を順次流れる。そして、この燃料は、弁座144と弁シート154との間から噴孔146内へ流入する。
The fuel that has flowed into the
本実施形態の噴孔146においては、断面形状が円形状を成して、テーパ状となる孔となっている。そして、弁座144の面を凹部145の傾斜面145a側に延長した仮想延長平面Psは、筒軸線側壁面146cに直接的に交差するように形成されている。
In the
よって、図3に示すように、ニードル弁150が離座しているとき、燃料は、自身の流れを阻害させることなく、弁座144側から噴孔146内に滑らかに流入し、噴孔146内の筒軸線側壁面146cに沿う液相の主流を形成する。尚、対向壁面146d側には、気相の流れが形成される。
Therefore, as shown in FIG. 3, when the
(2)閉弁直前の作動
上記のような開弁状態から電磁コイル131への通電を停止すると、固定コア110と可動コア134との間の磁気吸引力は消滅する。これにより、第1スプリング135の閉弁力f1が第2スプリング136の開弁力f2に打ち勝って、ニードル弁150は、可動コア134と共に閉弁方向Z2へ移動する。
(2) Operation immediately before valve closing When the energization to the
ニードル弁150が弁座144に着座する直前(閉弁直前)の状態においては、図4に示す従来技術では、弁座144と弁シート154との隙間が小さくなり、燃料の流速は増加し、燃料は弁座144と凹部145との境界部において剥離する。剥離した燃料は、減速してニードル弁150の端面に沿って流れ、速度成分を持った状態で空間160の筒軸線CL側に停滞する。そして、停滞した燃料が噴孔146から流出していた。尚、「着座される直前」とは、例えば、着座される過程において、弁座144と弁シート154との隙間が所定隙間以下となったとき、と定義することができる。
In the state immediately before the
ここで本実施形態では、ニードル弁150の閉弁方向Z2端部で、弁シート154に対して内周側となる領域に凸状部155を設けており、凸状部155の周壁面155aをガイド部としている。周壁面155aに沿って延長される仮想延長線Lは、噴孔146の入口開口146aの領域内に入るように設定されているので、図5に示すように、燃料は、周壁面155aによってガイドされ、空間160内へ流れ込むことが阻止されて、滑らかに噴孔146内へ導かれる。燃料の噴射量はニードル弁150の着座に向けて徐々に低下していく。尚、空間160内には、速度成分を持たない燃料が淀んだ状態となっている。
Here, in this embodiment, the
図6に示すように、ニードル弁150の着座直前時においては、本実施形態では、周壁面155aによって、従来技術よりも噴射量を多く確保することができる。
As shown in FIG. 6, immediately before the
(3)閉弁後の作動
ニードル弁150の弁シート154が、完全に弁座144に着座し、噴孔146が閉じられると、基本的な燃料の噴射は停止される。
(3) Operation after valve closing When the
従来技術では、ニードル弁150が着座した後、減速したとは言えども、速度成分を持って空間160に停滞した燃料が、噴孔146から液滴となって流出していた。図7に示すように、空間160内の燃料量は、流出により減っている。これにより、着座後の燃料のキレを悪化させていた(図6)。
In the prior art, although the
一方、本実施形態では、上記(2)のようにニードル弁150が着座する直前においては燃料が噴孔146から積極的に噴出され、空間160内の燃料は、速度成分を持たずに淀んだものとなっている。よって、図8に示すように、ニードル弁150が着座した後は、空間160内の燃料は表面張力によって留まった状態が維持されて、噴孔146の外側へ流出することが抑制される。つまり、図6に示すように、着座後の燃料キレのよいものとなり、図9に示すように、着座後の燃料の噴出量を低減することができる。
On the other hand, in this embodiment, immediately before the
総じて、上記(2)、(3)より、本実施形態では着座される直前においても燃料を確実に噴孔146内に流すことができる。加えて、着座後の燃料キレの悪化を抑制することができることから、噴孔146の出口開口146bの周囲に燃料が付着して発生する燃料濡れを抑制することができる。よって、不完全燃料によるデポジットの堆積や、微粒子状物質の生成を抑えることができる。
In general, from the above (2) and (3), the fuel can surely flow into the
(第2実施形態)
第2実施形態を図10〜図15に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対してガイド部の形状を変更したものである。
(Second Embodiment)
A second embodiment is shown in FIGS. 2nd Embodiment changes the shape of a guide part with respect to the said 1st Embodiment.
図10に示すように、本実施形態では、ニードル弁150の凸状部155における周壁面155aを廃止して、弁ボディ140の凹部145における弁座144との境界部にテーパ面147を設けることで、ガイド部を形成している。
As shown in FIG. 10, in this embodiment, the
ニードル弁150の凸状部155は、弁シート154の内側領域にて、筒軸線CL側に向かう程、閉弁方向Z2側へ傾斜する円錐状の斜面155bを有するように形成されている。
The
また、弁ボディ140におけるテーパ面147は、弁座144の終点位置Peと、噴孔146の入口開口146aとの間に形成されている。テーパ面147は、仮想延長平面Psよりも閉弁方向Z2側に位置しており、終点位置Peから筒軸線CL側に向かう程、閉弁方向Z2側へ傾斜する円錐状の面となっている。
The
そして、仮想平面P上において、仮想延長平面Psとテーパ面147とが成す角度を第1角度θ1、仮想延長平面Psと斜面155bとが成す角度を第2角度θ2としたときに、第1角度θ1<第2角度θ2となるように設定されている。つまり、テーパ面147と斜面155bとでは、テーパ面147の方が仮想延長平面Psに対してより近くなるように配置され、斜面155bは仮想延長平面Psに対してより遠くなるように配置されている。よって、弁座144とテーパ面147とは、相対的に大きな鈍角を成して接続されている。
On the virtual plane P, when the angle formed by the virtual extension plane Ps and the
本実施形態では、開弁時(ニードル弁150の離座時)には、図11に示すように、上記第1実施形態(図3)と同様に、燃料は、自身の流れを阻害させることなく、弁座144側から噴孔146内に滑らかに流入し、噴孔146内の筒軸線側壁面146cに沿う液相の主流を形成する。尚、対向壁面146d側には、気相の流れが形成される。
In the present embodiment, when the valve is opened (when the
また、ニードル弁150の着座の直前においては、図12に示すように、燃料は、弁座144の終点位置Peにて剥離することなく、連続的にテーパ面147に沿うように(ガイドされるように)流れて、空間160内へ流れ込むことが阻止されて、滑らかに噴孔146内へ導かれる。よって、ニードル弁150が着座される直前においても燃料を確実に噴孔146内に流すことができる。尚、空間160内には、速度成分を持たない燃料が淀んだ状態となっている。
Also, immediately before the
図13に示すように、燃料の噴射量はニードル弁150の着座に向けて徐々に低下していく。そして、ニードル弁150の着座直前時においては、本実施形態では、テーパ面147によって、従来技術よりも噴射量を多く確保することができる。
As shown in FIG. 13, the fuel injection amount gradually decreases toward the seating of the
更に、閉弁後においては、図14に示すように、速度成分を持たない空間160内の燃料は表面張力によって留まった状態が維持されて、噴孔146の外側へ流出することが抑制される。つまり、図13に示すように、着座後の燃料キレのよいものとなり、図15に示すように、着座後の燃料の噴出量を低減することができる。よって、第1実施形態と同様に、噴孔146の出口開口146bの周囲に燃料が付着して発生する燃料濡れを抑制することができ、不完全燃料によるデポジットの堆積や、微粒子状物質の生成を抑えることができる。
Further, after the valve is closed, as shown in FIG. 14, the fuel in the
(その他の実施形態)
その他の実施形態1〜4を図16〜図19に示す。
(Other embodiments)
Other Embodiments 1 to 4 are shown in FIGS.
上記第1実施形態では、凸状部155の付け根部分を滑らかなR形状となるようにしたが、図16のその他の実施形態1に示すように、角型となるようにしてもよい。
In the first embodiment, the base portion of the
また、図17のその他の実施形態2に示すように、上記第1実施形態(周壁面155aの設定)に、上記第2実施形態(テーパ面147の設定)を組み合わせたものとしてもよい。
Moreover, as shown in other embodiment 2 of FIG. 17, it is good also as what combined the said 2nd Embodiment (setting of the taper surface 147) with the said 1st Embodiment (setting of the surrounding
また、上記第2実施形態に対して、図18のその他の実施形態3に示すように、ニードル弁150の閉弁方向Z2側の端部を球面状に形成して、この球面の一部で、閉弁時に弁座144に接触する部位を弁シート154とし、この弁シート154の内周側を斜面155bとするようにしてもよい。
Further, in contrast to the second embodiment, as shown in other embodiment 3 of FIG. 18, the end of the
また、図19のその他の実施形態4に示すように、上記第2実施形態に対して、弁シート154を球面状に形成し、弁シート154の内周側に斜面155bを形成し、更に、斜面155bの内周側に球面状に突出する凸状部155を設けるようにしてもよい。
Further, as shown in the other embodiment 4 of FIG. 19, the
また、上記各実施形態では、噴孔146の数は、6つとしたが、これに限定されるものではない。 Moreover, in each said embodiment, although the number of the nozzle holes 146 was six, it is not limited to this.
また、上記各実施形態では、弁ボディ140の外壁143の先端を球状にしたが、平面でもよい。
Moreover, in each said embodiment, although the front-end | tip of the
また、上記各実施形態では、燃料噴射弁100は、直噴式のガソリンエンジンに適用されるものとしていたが、直噴式のガソリンエンジンに限るものではなく、ポート噴射式のガソリンエンジン、またはディーゼルエンジンなどに適用してもよい。
In each of the above embodiments, the
100 燃料噴射弁
140 弁ボディ
141 底部
142 内壁
143 外壁
144 弁座
145 凹部
146 噴孔
147 テーパ面(ガイド部)
150 ニードル弁
154 弁シート
155 凸状部
155a 周壁面(ガイド部)
CL 筒軸線
HO 中心点
P 仮想平面
Ps 仮想延長平面
L 仮想延長線
Pe 終点位置
θ1 第1角度
θ2 第2角度
DESCRIPTION OF
150
CL cylindrical axis HO center point P virtual plane Ps virtual extension plane L virtual extension line Pe end point position θ1 first angle θ2 second angle
Claims (3)
前記弁座に対して着座、あるいは離座可能な弁シート(154)、および前記弁シートに対して内周側となる領域で前記内壁側に突出する凸状部(155)を有するニードル弁(150)と、を備え、
前記弁シートが前記弁座から離座した開弁時に、前記弁座と前記弁シートとの間から前記噴孔内に燃料を流通させる燃料噴射弁において、
前記凸状部は、円柱状に形成されており、
前記円柱状の周壁面は、ガイド部(155a)として形成されており、
前記弁ボディの筒軸線(CL)と、前記噴孔の入口開口の中心点(HO)とを含む仮想平面(P)上において、前記ガイド部から前記噴孔側へ延設された仮想延長線(L)は、前記弁座に前記弁シートが着座している際に、前記噴孔の入口開口の領域内に入るように設定されている燃料噴射弁。 A valve seat (144) formed on the outer peripheral side of the inner wall (142) of the bottom portion (141) and having a bottomed cylindrical shape, and a recess recessed toward the outer wall (143) side of the bottom portion on the inner peripheral side of the valve seat (145), and a valve body having a nozzle hole (146) formed through the outer wall from the inner wall where a virtual extension plane (Ps) extending from the valve seat toward the concave portion intersects the surface of the concave portion ( 140)
A needle valve having a valve seat (154) that can be seated on or separated from the valve seat, and a convex portion (155) that protrudes toward the inner wall in a region on the inner peripheral side with respect to the valve seat ( 150), and
In the fuel injection valve for flowing fuel into the nozzle hole from between the valve seat and the valve seat when the valve seat is opened from the valve seat,
The convex portion is formed in a columnar shape,
The cylindrical peripheral wall surface is formed as a guide portion (155a),
A virtual extension line extending from the guide portion to the nozzle hole side on a virtual plane (P) including the cylinder axis (CL) of the valve body and the center point (HO) of the inlet opening of the nozzle hole (L) is a fuel injection valve set so as to enter the region of the inlet opening of the nozzle hole when the valve seat is seated on the valve seat.
前記弁座に対して着座、あるいは離座可能な弁シート(154)、および前記弁シートに対して内周側となる領域で前記内壁側に突出する凸状部(155)を有するニードル弁(150)と、を備え、
前記弁シートが前記弁座から離座した開弁時に、前記弁座と前記弁シートとの間から前記噴孔内に燃料を流通させる燃料噴射弁において、
前記弁座の終点位置(Pe)と、前記噴孔の入口開口との間に形成されたガイド部(147)を有し、
前記弁ボディの筒軸線(CL)と、前記噴孔の入口開口の中心点(HO)とを含む仮想平面(P)上において、前記弁座に前記弁シートが着座している際に、前記仮想延長平面と前記ガイド部とが成す第1角度(θ1)が、前記仮想延長平面と前記凸状部の表面とが成す第2角度(θ2)よりも小さく設定されている燃料噴射弁。 A valve seat (144) formed on the outer peripheral side of the inner wall (142) of the bottom portion (141) and having a bottomed cylindrical shape, and a recess recessed toward the outer wall (143) side of the bottom portion on the inner peripheral side of the valve seat (145), and a valve body having a nozzle hole (146) formed through the outer wall from the inner wall where a virtual extension plane (Ps) extending from the valve seat toward the concave portion intersects the surface of the concave portion ( 140)
A needle valve having a valve seat (154) that can be seated on or separated from the valve seat, and a convex portion (155) that protrudes toward the inner wall in a region on the inner peripheral side with respect to the valve seat ( 150), and
In the fuel injection valve for flowing fuel into the nozzle hole from between the valve seat and the valve seat when the valve seat is opened from the valve seat,
A guide portion (147) formed between the end position (Pe) of the valve seat and the inlet opening of the nozzle hole;
When the valve seat is seated on the valve seat on a virtual plane (P) including the cylinder axis (CL) of the valve body and the center point (HO) of the inlet opening of the nozzle hole, A fuel injection valve in which a first angle (θ1) formed by a virtual extension plane and the guide portion is set smaller than a second angle (θ2) formed by the virtual extension plane and the surface of the convex portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017118800A JP6926713B2 (en) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Fuel injection valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017118800A JP6926713B2 (en) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Fuel injection valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019002369A true JP2019002369A (en) | 2019-01-10 |
JP6926713B2 JP6926713B2 (en) | 2021-08-25 |
Family
ID=65005610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017118800A Active JP6926713B2 (en) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Fuel injection valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6926713B2 (en) |
-
2017
- 2017-06-16 JP JP2017118800A patent/JP6926713B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6926713B2 (en) | 2021-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4935882B2 (en) | Fuel injection valve | |
WO2016163110A1 (en) | Fuel injection valve | |
US20130306895A1 (en) | Solenoid valve | |
US9709010B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP5152024B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP4867986B2 (en) | Fuel injection nozzle | |
JP6355765B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP5482267B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP2017002807A (en) | Fuel injection device | |
KR101820829B1 (en) | Solenoid valve for high pressure having guide structure | |
KR101759472B1 (en) | Valve assembly and injection valve | |
JP2009127446A (en) | Fuel injection valve | |
JP2019002369A (en) | Fuel injection valve | |
JP6121870B2 (en) | Atomization technology for fuel injectors | |
CN106968857B (en) | Gasoline engine fuel injector nozzle | |
CN109196216B (en) | Fuel injection device | |
WO2017022439A1 (en) | Fuel injection system | |
JP2018204574A (en) | Fuel injection valve | |
JP2010159677A (en) | Fuel injection valve | |
JP5365423B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP6380323B2 (en) | Fuel injection device | |
JP2020084914A (en) | Fuel injection valve | |
CN112567125A (en) | Fuel injection valve | |
JP6339461B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP6224753B2 (en) | Electromagnetic fuel injection valve for in-cylinder injection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200519 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210315 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210330 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210519 |
|
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: 20210706 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210719 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6926713 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |