JP2021001559A - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Abstract
Description
(第1実施形態)
D30=3.78(2/E)1/3(hr/V2)1/3(σ2/ρLρa)1/6 ・・・式1
第2実施形態による燃料噴射弁の一部を図10に示す。第2実施形態は、ノズル10の構成が第1実施形態と異なる。
本実施形態では、入口開口部131が形成されるサック壁面150の形状が第1実施形態と異なる。そのため、法線Ln1は、仮想面Sc1による断面において示される2つの噴孔内壁133のうちノズル筒部11の軸Ax1とは反対側、すなわち、弁座14側の噴孔内壁133と交わる(図10参照)。このような構成であっても、高圧の燃料が噴孔内壁133に衝突することにより、噴孔13内で液膜が効果的に形成される。したがって、燃料の圧力エネルギーを活用し、噴孔13から噴射される燃料噴霧Foを効果的に微粒化することができる。
第3実施形態による燃料噴射弁の一部を図11に示す。第3実施形態は、ノズル10の構成が第1実施形態と異なる。
第4実施形態による燃料噴射弁の一部を図12に示す。第4実施形態は、ノズル10の構成が第1実施形態と異なる。
第5実施形態による燃料噴射弁の一部を図13に示す。第5実施形態は、噴孔13の構成が第1実施形態と異なる。
第6実施形態による燃料噴射弁の一部を図14、15に示す。第6実施形態は、噴孔13の構成等が第1実施形態と異なる。
θf=θ+0.5×P^0.6 ・・・式2
とする仮想錐を仮想真円錐Vc1と定義する(図15参照)。ここで、「^」は、べき乗を表す。ここで、上記式2における「0.5×P^0.6」は、「噴孔開き角」(θ)と「燃料噴霧の開き角」(θf=θ+0.5×P^0.6)との差であり、「燃料通路100内の燃圧により増大する燃料噴霧の開き角」に対応する。Pが20(MPa)の場合、0.5×P^0.6は約3.0である。
θf1=θ1+0.5×P^0.6+17×e^(−0.13×θ1) ・・・式3
とする(図20参照)。ここで、上記式3における「17×e^(−0.13×θ1)」は、「噴孔開き角」(θ1)および「燃料通路100内の燃圧により増大する燃料噴霧の開き角」(0.5×P^0.6)の和と「燃料噴霧の開き角」(θf1=θ1+0.5×P^0.6+17×e^(−0.13×θ1))との差であり、「非真円噴孔の形状に起因して増大する燃料噴霧の開き角」に対応する。
θf2=θ2+0.5×P^0.6 ・・・式4
とする仮想錐を仮想非真円錐Vc2と定義したとき(図20、21、22参照)、6つの噴孔13のうち、少なくとも隣り合う2つの噴孔13は、仮想真円錐Vc1または仮想非真円錐Vc2と、仮想真円錐Vc1または仮想非真円錐Vc2とが干渉しないよう形成されている。ここで、上記式4における「0.5×P^0.6」は、「噴孔開き角」(θ2)と「燃料噴霧の開き角」(θf2=θ2+0.5×P^0.6)との差であり、「燃料通路100内の燃圧により増大する燃料噴霧の開き角」に対応する。
図24、25に示すように、適当な2つの平行な平面P101、P102で噴孔13を切断する。
図26に示すように、手順1で切断した噴孔13の各断面SD1、SD2の幅が最長となる部分を通る直線L1、L2と各断面SD1、SD2の外縁端との交点をPe11、Pe12、Pe21、Pe22とする。
図27に示すように、手順2で設定した交点Pe21と交点Pe11とを結んで延長した直線L3と、交点Pe22と交点Pe12とを結んで延長した直線L4との交点を仮想錐Vc101の頂点Pv101とする。
図28に示すように、手順3で設定した頂点Pv101を中心とする球B101を作成し、球B101と仮想錐Vc101(噴孔内壁133)との交線Lx101の内側に形成される面を仮想面VPx101とする。仮想面VPx101の内側において、仮想面VPx101の幅が最長となる部分を通る直線L101を2分する点Pt101(図29参照)と頂点Pv101とを結ぶ直線が噴孔軸Axh1となる。
第7実施形態による燃料噴射弁の一部を図33に示す。第7実施形態は、非真円噴孔の構成が第6実施形態と異なる。
図35に示すように、適当な2つの平行な平面P101、P102で噴孔13を切断する。
図36、37に示すように、手順1で切断した噴孔13の各断面SD1、SD2のそれぞれにおいて、断面SD1、SD2の外縁端の2つの直線部に平行、かつ、等距離の直線L1、L2を設定する。
図38、39に示すように、手順2で設定した直線L1、L2を含む平面P103で噴孔13を切断する。
図40に示すように、手順3で切断した噴孔13の断面SD3の外縁端のうち噴孔内壁133に対応する部分を延長した直線L3、L4の交点Px101と、直線L3、L4から等距離の位置を通る直線が噴孔軸Axh1となる。
第8実施形態による燃料噴射弁について図42に基づき説明する。第8実施形態は、噴孔13の構成が第6実施形態と異なる。
第9実施形態による燃料噴射弁の一部を図43に示す。第9実施形態は、非真円噴孔としての噴孔13の構成が第6実施形態と異なる。
他の実施形態では、噴孔13は、法線Ln1が、噴孔内壁133ではなく、噴孔内壁133をノズル筒部11とは反対側へ延長した仮想内壁VW1に交わるよう形成されていてもよい。この場合、LA/LB>−0.2となるよう形成されていることが望ましい。
Claims (3)
- 内側に燃料通路(100)を形成するノズル筒部(11)、前記ノズル筒部の一端を塞ぐノズル底部(12)、前記ノズル底部の前記ノズル筒部側の面から前記ノズル筒部とは反対側へ凹み内側にサック室(15)を形成するサック壁面(150)、前記サック壁面の周囲に形成される環状の弁座(14)、および、前記サック壁面と前記ノズル底部の前記ノズル筒部とは反対側の面(122)とを接続し前記燃料通路内の燃料を噴射する複数の噴孔(13)を有するノズル(10)と、
前記ノズルの内側で往復移動可能に設けられ、前記弁座に当接すると前記噴孔を閉じ、前記弁座から離間すると前記噴孔を開くニードル(30)と、
前記ニードルを開弁方向または閉弁方向に移動させることが可能な駆動部(55)と、を備え、
前記ニードルが前記弁座から最も離間したときの前記弁座と前記ニードルとの間の流路面積の最小値をシート絞り面積As、前記噴孔の流路面積の最小値を噴孔絞り面積Ahとすると、As>Ahであり、
前記噴孔は、前記サック壁面に形成される入口開口部(131)、前記ノズル底部の前記ノズル筒部とは反対側の面(122)に形成される出口開口部(132)、および、前記入口開口部と前記出口開口部とを接続する噴孔内壁(133)を有し、
前記噴孔の少なくとも1つは、前記噴孔内壁が前記入口開口部側から前記出口開口部側へ向かうに従い前記噴孔の軸である噴孔軸(Axh1)から離れるようテーパ状に形成されたテーパ噴孔であり、
前記テーパ噴孔の少なくとも1つは、前記噴孔軸と前記入口開口部との交点である開口交点(Po1)における前記サック壁面の法線(Ln1)が、前記噴孔内壁、または、前記噴孔内壁を前記ノズル筒部とは反対側へ延長した仮想内壁(VW1)に交わるよう形成され、
前記噴孔軸を含む仮想面(Sc1)による断面において、前記出口開口部から前記法線と前記噴孔内壁または前記仮想内壁との交点である内壁交点(Pw1)までの距離をLA、前記内壁交点が形成される側の前記噴孔内壁の前記入口開口部と前記出口開口部との間の長さである噴孔長をLBとすると、
前記テーパ噴孔は、LA/LB>−0.2となるよう形成されている燃料噴射弁。 - 前記法線は、前記噴孔軸を含む仮想面(Sc1)による断面において示される2つの前記噴孔内壁または2つの前記仮想内壁のうち前記ノズル筒部の軸(Ax1)とは反対側の前記噴孔内壁または前記仮想内壁と交わる請求項1に記載の燃料噴射弁。
- 前記法線は、前記噴孔軸を含む仮想面(Sc1)による断面において示される2つの前記噴孔内壁または2つの前記仮想内壁のうち前記ノズル筒部の軸(Ax1)側の前記噴孔内壁または前記仮想内壁と交わる請求項1に記載の燃料噴射弁。
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