JP2021167586A - Fuel injection valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve.
従来、内壁の少なくとも一部が球面状のサック室を有する燃料噴射弁が知られている。例えば特許文献1の燃料噴射弁では、ノズルの軸を含む断面において、サック室の内壁の一部の形状が円形となるよう形成されている。
Conventionally, a fuel injection valve having at least a part of an inner wall having a spherical sack chamber is known. For example, in the fuel injection valve of
特許文献1の燃料噴射弁では、サック室に1つの噴孔が接続されている。ここで、噴孔の入口開口部は、サック室の内壁のうち断面形状が円形の部分に形成されている。これにより、燃圧が内壁に垂直に作用する効果を利用し、油圧作用方向を広角化し、噴霧の広角化を図っている。
In the fuel injection valve of
また、特許文献1の燃料噴射弁では、噴孔の内壁は、噴孔の中心線に垂直な断面において、長辺および短辺を有する長方形状すなわち扁平形状となるよう形成されている。さらに、噴孔の内壁は、噴孔の中心線を含み噴孔の短辺の中心を通る断面において、入口開口部から出口開口部に向かうに従い噴孔の中心線から離れるよう扇形状に形成されている。これにより、噴霧のさらなる広角化を図っている。
Further, in the fuel injection valve of
しかしながら、特許文献1の燃料噴射弁では、サック室に形成された噴孔は1つのため、燃焼室の空間全体に噴霧を配置することは困難である。
However, in the fuel injection valve of
そこで、特許文献1の燃料噴射弁において、サック室の周方向に複数の噴孔を形成しようとすると、噴孔同士が干渉するおそれがある。また、複数の噴孔同士の干渉を避けるため、サック径を大きくしサック室の容積を大きくすると、扇状の噴孔の内壁の広がり角であるテーパ角が小さくなり、噴霧の広角化が不十分になるおそれがある。
Therefore, in the fuel injection valve of
本発明の目的は、燃料を空間全体に均質に噴射可能な燃料噴射弁を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of uniformly injecting fuel into the entire space.
本発明に係る燃料噴射弁は、ノズル(10)とニードル(30)とを備える。ノズルは、燃料が流れる燃料通路(100)、燃料通路を形成する内壁に形成された環状の弁座(14)、弁座の径方向内側において内壁から軸(Ax1)方向に凹む環状の環状溝部(16)、および、環状溝部と外壁(122)とを接続する複数の噴孔(13)を有する。ニードルは、ノズルの内側において往復移動可能に設けられ、弁座から離間または弁座に当接することで噴孔を開閉可能な当接部(31)を有し、当接部が弁座に当接したとき弁座の径方向内側において当接部とノズルとの間にサック室(15)を形成する。 The fuel injection valve according to the present invention includes a nozzle (10) and a needle (30). The nozzles are a fuel passage (100) through which fuel flows, an annular valve seat (14) formed on the inner wall forming the fuel passage, and an annular groove portion recessed in the radial direction from the inner wall in the axial direction (Ax1) of the valve seat. It has (16) and a plurality of injection holes (13) connecting the annular groove portion and the outer wall (122). The needle is provided so as to be reciprocally movable inside the nozzle, and has a contact portion (31) capable of opening and closing the injection hole by separating from the valve seat or contacting the valve seat, and the contact portion hits the valve seat. When in contact, a sack chamber (15) is formed between the abutting portion and the nozzle on the radial inside of the valve seat.
噴孔は、環状溝部に形成された入口開口部(131)、ノズルの外壁に形成された出口開口部(132)、および、入口開口部と出口開口部とを接続する噴孔内壁(133)を有する。複数の噴孔は、入口開口部から出口開口部に向かうに従い流路面積が大きくなるよう形成された拡大噴孔(61〜66、611、621、631、641、651、661、612、622)を少なくとも1つ含む。 The injection hole includes an inlet opening (131) formed in the annular groove portion, an outlet opening (132) formed in the outer wall of the nozzle, and an inner wall (133) of the injection hole connecting the inlet opening and the outlet opening. Has. The plurality of injection holes are expanded injection holes (61-66, 611, 621, 631, 641, 651, 661, 612, 622) formed so that the flow path area increases from the inlet opening to the outlet opening. Includes at least one.
拡大噴孔の噴孔内壁は、拡大噴孔の中心線(CL1)に垂直な断面において、長辺(Ls)および短辺(Ss)、または、長径(Ld)および短径(Sd)を有する扁平形状となるよう形成されている。環状溝部の内壁は、拡大噴孔の中心線を含み拡大噴孔の短辺または短径の中心を通る仮想平面(VP1)による断面において、仮想円(VC1、VC2)の一部に沿うよう形成された円形状内壁(181、182)を有している。 The inner wall of the enlarged injection hole has a long side (Ls) and a short side (Ss), or a major axis (Ld) and a minor axis (Sd) in a cross section perpendicular to the center line (CL1) of the enlarged injection hole. It is formed to have a flat shape. The inner wall of the annular groove is formed along a part of a virtual circle (VC1, VC2) in a cross section formed by a virtual plane (VP1) including the center line of the enlarged injection hole and passing through the short side or the center of the minor diameter of the enlarged injection hole. It has a circular inner wall (181, 182).
拡大噴孔の入口開口部は、少なくとも一部が円形状内壁に形成されている。拡大噴孔の噴孔内壁は、前記仮想平面による断面において、入口開口部から出口開口部に向かうに従い拡大噴孔の中心線から離れるよう形成されている。 At least a part of the entrance opening of the enlarged injection hole is formed on the circular inner wall. The inner wall of the enlarged injection hole is formed so as to be separated from the center line of the enlarged injection hole from the inlet opening to the outlet opening in the cross section by the virtual plane.
本発明では、ノズルの弁座の径方向内側において内壁から環状に凹む環状溝部を形成することにより、複数の噴孔の干渉の回避とサック室の容積の低減とを両立できる。 In the present invention, by forming an annular groove portion annularly recessed from the inner wall inside the valve seat of the nozzle in the radial direction, it is possible to avoid interference of a plurality of injection holes and reduce the volume of the sack chamber at the same time.
また、入口開口部から出口開口部に向かうに従い流路面積が大きくなるよう形成された拡大噴孔を、環状溝部の円形状内壁に接続することで、従来のサック径に相当する環状溝部の幅は、1つの噴孔のみ配置可能な幅に設定すればよいため、円形状内壁の曲率半径を小さくできる。これにより、前記仮想平面による断面において、拡大噴孔の噴孔内壁に沿う2つの直線の成す角であるテーパ角を大きく設定できる。したがって、噴孔1つあたりの噴霧を広角化できるとともに、燃焼室の空間全体に噴霧を配置できる。よって、本発明の燃料噴射弁は、燃料を燃焼室の空間全体に均質に噴射可能である。 Further, by connecting the enlarged injection hole formed so that the flow path area increases from the inlet opening to the outlet opening to the circular inner wall of the annular groove, the width of the annular groove corresponding to the conventional sack diameter is formed. Is set to a width in which only one injection hole can be arranged, so that the radius of curvature of the circular inner wall can be reduced. Thereby, in the cross section by the virtual plane, the taper angle, which is the angle formed by the two straight lines along the inner wall of the injection hole of the enlarged injection hole, can be set large. Therefore, the spray angle per injection hole can be widened, and the spray can be arranged in the entire space of the combustion chamber. Therefore, the fuel injection valve of the present invention can uniformly inject fuel into the entire space of the combustion chamber.
以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the plurality of embodiments, substantially the same constituent parts are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
(First Embodiment)
本発明の第1実施形態による燃料噴射弁を図1に示す。燃料噴射弁1は、例えば内燃機関としてのガソリンエンジン(以下、単に「エンジン」という)80に適用され、燃料としてのガソリンを噴射しエンジン80に供給する(図2参照)。
The fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG. The
図2に示すように、エンジン80は、円筒状のシリンダブロック81、ピストン82、シリンダヘッド90、吸気弁95、排気弁96等を備えている。ピストン82は、シリンダブロック81の内側で往復移動可能に設けられている。シリンダヘッド90は、シリンダブロック81の開口端を塞ぐよう設けられている。シリンダブロック81の内壁とシリンダヘッド90の壁面とピストン82との間には、燃焼室83が形成されている。燃焼室83は、ピストン82の往復移動に伴い容積が増減する。
As shown in FIG. 2, the
シリンダヘッド90は、インテークマニホールド91およびエギゾーストマニホールド93を有している。インテークマニホールド91には、吸気通路92が形成されている。吸気通路92は、一端が大気側に開放されており、他端が燃焼室83に接続している。吸気通路92は、大気側から吸入された空気(以下、「吸気」という)を燃焼室83に導く。
The
エギゾーストマニホールド93には、排気通路94が形成されている。排気通路94は、一端が燃焼室83に接続しており、他端が大気側に開放されている。排気通路94は、燃焼室83で生じた燃焼ガスを含む空気(以下、「排気」という)を大気側へ導く。
An
吸気弁95は、図示しない駆動軸に連動して回転する従動軸のカムの回転により往復移動可能なようシリンダヘッド90に設けられている。吸気弁95は、往復移動することで燃焼室83と吸気通路92との間を開閉可能である。排気弁96は、カムの回転により往復移動可能なようシリンダヘッド90に設けられている。排気弁96は、往復移動することで燃焼室83と排気通路94との間を開閉可能である。
The
本実施形態では、吸気弁95および排気弁96は、1つのシリンダブロック81に対し2つずつ設けられている。すなわち、エンジン80は、4バルブエンジンである。
In the present embodiment, two
本実施形態では、燃料噴射弁1は、シリンダヘッド90の吸気弁95と排気弁96との間、すなわち、燃焼室83の中央に対応する位置に搭載される。燃料噴射弁1は、中心線が燃焼室83の中心線に対し略平行となるよう、または、略一致するよう設けられる。ここで、燃焼室83の中心線は、燃焼室83の軸であり、シリンダブロック81の軸と一致する。
In the present embodiment, the
本実施形態では、燃料噴射弁1は、エンジン80の鉛直方向上側の中央に搭載される。すなわち、燃料噴射弁1は、エンジン80にセンター搭載されて使用される。
In the present embodiment, the
また、点火装置としての点火プラグ97は、エギゾーストマニホールド93のシリンダブロック81側において、燃料噴射弁1から噴射される燃料が直接付着しない位置であって、燃料と吸気とが混合された混合気(可燃空気)に着火可能な位置に設けられる。このように、エンジン80は、直噴式のガソリンエンジンである。
Further, the
燃料噴射弁1は、複数の噴孔13が、燃焼室83の軸方向のピストン82とは反対側の部分に露出するよう設けられる。燃料噴射弁1には、図示しない燃料ポンプにより燃料噴射圧相当に加圧された燃料が供給される。燃料噴射弁1の複数の噴孔13から、燃料の噴霧Foが燃焼室83内に噴射される。
The
次に、燃料噴射弁1の基本的な構成について、図1に基づき説明する。
燃料噴射弁1は、ノズル10、ハウジング20、ニードル30、可動コア40、固定コア51、弁座側付勢部材としてのスプリング52、固定コア側付勢部材としてのスプリング53、コイル55等を備えている。
Next, the basic configuration of the
The
ノズル10は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により形成されている。ノズル10は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。図1、3、6に示すように、ノズル10は、筒部11、底部12、燃料通路100、弁座14、環状溝部16、噴孔13等を有している。
The
筒部11は、略円筒状に形成されている。底部12は、筒部11の一端を塞いでいる。
The
ノズル10の内壁は、燃料通路100を形成している。燃料通路100には、燃料が流れる。弁座14は、ノズル10の内壁に略円環状に形成されている。より詳細には、弁座14は、底部12の筒部11側の面すなわち内壁121に形成されている。弁座14は、ノズル10の軸Ax1方向の筒部11側から底部12側へ向かうに従い軸Ax1に近付くようテーパ状に形成されている。
The inner wall of the
弁座14の径方向内側には、内壁121から略円板状に凹む凹部150が形成されている。環状溝部16は、弁座14の径方向内側において凹部150の底面である内壁からノズル10の軸Ax1方向に凹むよう略円環状に形成されている。環状溝部16の径方向内側には、円形平面状の凹部内壁151が形成されている。
A
噴孔13は、環状溝部16とノズル10の底部12の筒部11とは反対側の面すなわち外壁122とを接続するよう形成されている(図3、6参照)。噴孔13は、底部12に複数形成されている。本実施形態では、噴孔13は、6つ形成されている(図4、5参照)。噴孔13、環状溝部16の構成等については、後に詳述する。
The
ハウジング20は、第1筒部材21、第2筒部材22、第3筒部材23、インレット部24等を有している。
The
第1筒部材21、第2筒部材22および第3筒部材23は、いずれも略円筒状に形成されている。第1筒部材21、第2筒部材22および第3筒部材23は、第1筒部材21、第2筒部材22、第3筒部材23の順に同軸となるよう配置され、互いに接続している。
The
第1筒部材21および第3筒部材23は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により形成され、磁気安定化処理が施されている。第2筒部材22は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料により形成されている。第2筒部材22は、磁気絞り部として機能する。
The
第1筒部材21は、第2筒部材22とは反対側の端部の内壁がノズル10の筒部11の外壁に嵌合するよう設けられている。
The first
インレット部24は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により筒状に形成されている。インレット部24は、一端が第3筒部材23の第2筒部材22とは反対側の端部に接続するよう設けられている。
The
ハウジング20の内側には、燃料通路100が形成されている。燃料通路100は、噴孔13に接続している。すなわち、ノズル10は、内側に燃料通路100を形成している。インレット部24の第3筒部材23とは反対側には、図示しない配管が接続される。これにより、燃料通路100には、燃料供給源(燃料ポンプ)からの燃料が配管を経由して流入する。燃料通路100は、燃料を噴孔13に導く。
A
インレット部24の内側には、フィルタ25が設けられている。フィルタ25は、燃料通路100に流入する燃料中の異物を捕集する。
A
ニードル30は、例えばマルテンサイト系ステンレス等の金属により棒状に形成されている。ニードル30は、所定の硬度を有するよう焼入れ処理が施されている。
The
ニードル30は、燃料通路100内をハウジング20の軸方向へ往復移動可能なようハウジング20およびノズル10内に収容されている。ニードル30は、ニードル本体301、当接部31、大径部32、鍔部34等を有している。
The
ニードル本体301は、棒状に形成されている。当接部31は、ニードル本体301のノズル10側の端部に形成され、弁座14に当接可能である。ニードル30は、当接部31が弁座14に当接したとき弁座14の径方向内側において当接部31とノズル10との間にサック室15を形成する。
The
大径部32は、ニードル本体301の弁座14側の端部の当接部31近傍に形成されている。大径部32は、外径がニードル本体301の弁座14側の端部の外径より大きく設定されている。大径部32は、外壁がノズル10の筒部11の内壁と摺動するよう形成されている。これにより、ニードル30は、弁座14側の端部の軸方向の往復移動が案内される。大径部32には、外壁の周方向の複数箇所が切り欠かれるようにして切欠き部33が形成されている。これにより、燃料は、切欠き部33と筒部11の内壁との間を流通可能である。
The
鍔部34は、ニードル本体301の当接部31とは反対側の端部から径方向外側へ延びるよう略円筒状に形成されている。
The
ニードル本体301には、軸方向穴部35、径方向穴部36が形成されている。軸方向穴部35は、ニードル本体301の当接部31とは反対側の端面から軸方向に延びるようにして形成されている。径方向穴部36は、ニードル本体301の径方向に延びて軸方向穴部35とニードル本体301の外壁とを接続するよう形成されている。これにより、ニードル30に対しノズル10とは反対側の燃料は、軸方向穴部35および径方向穴部36を経由してニードル本体301の外壁と第1筒部材21の内壁との間へ流通可能である。
The
ニードル30は、当接部31が弁座14から離間(離座)または弁座14に当接(着座)し、噴孔13を開閉する。以下、適宜、ニードル30が弁座14から離間する方向を開弁方向といい、ニードル30が弁座14に当接する方向を閉弁方向という。
The
可動コア40は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により筒状に形成されている。可動コア40は、磁気安定化処理が施されている。可動コア40は、ハウジング20の第1筒部材21および第2筒部材22の内側に設けられている。
The
可動コア40は、略円柱状に形成されている。可動コア40には、凹部41、軸穴42、通孔43が形成されている。
The
凹部41は、可動コア40のノズル10側の端面の中央からノズル10とは反対側へ凹むようにして形成されている。軸穴42は、可動コア40の軸を通るよう、可動コア40のノズル10とは反対側の端面と凹部41の底面とを接続するようにして形成されている。通孔43は、可動コア40のノズル10側の端面と、可動コア40のノズル10とは反対側の端面とを接続するよう形成されている。通孔43は、凹部41の径方向外側において可動コア40の周方向に等間隔で複数形成されている。
The
可動コア40は、軸穴42にニードル本体301が挿通された状態でハウジング20の内側に設けられている。すなわち、可動コア40は、ニードル本体301の径方向外側に設けられている。可動コア40は、ニードル本体301に対し軸方向に相対移動可能である。可動コア40の軸穴42を形成する内壁は、ニードル本体301の外壁と摺動可能である。
The
可動コア40は、ノズル10とは反対側の端面のうち軸穴42周りの部分が、鍔部34のノズル10側の端面に当接、または、鍔部34のノズル10側の端面から離間可能である。
In the
固定コア51は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により略円筒状に形成されている。固定コア51は、磁気安定化処理が施されている。固定コア51は、可動コア40のノズル10とは反対側に設けられている。固定コア51は、外壁が第2筒部材22および第3筒部材23の内壁に接続するようハウジング20の内側に設けられている。固定コア51のノズル10側の端面は、可動コア40の固定コア51側の端面に当接可能である。固定コア51の内側には、円筒状のアジャスティングパイプ54が圧入されている。
The fixed
スプリング52は、例えばコイルスプリングであり、固定コア51の内側のアジャスティングパイプ54とニードル30との間に設けられている。スプリング52の一端は、アジャスティングパイプ54に当接している。スプリング52の他端は、ニードル本体301および鍔部34のノズル10とは反対側の端面に当接している。スプリング52は、可動コア40をニードル30とともにノズル10側、すなわち、閉弁方向に付勢可能である。スプリング52の付勢力は、固定コア51に対するアジャスティングパイプ54の位置により調整される。
The
コイル55は、略円筒状に形成され、ハウジング20のうち特に第2筒部材22および第3筒部材23の径方向外側を囲むようにして設けられている。また、コイル55の径方向外側には、コイル55を覆うようにして筒状のホルダ26が設けられている。ホルダ26は、例えばフェライト系ステンレス等の磁性材料により形成されている。ホルダ26は、一端の内壁が第1筒部材21の外壁に接続し、他端の内壁が第3筒部材23の外壁に磁気的に接続している。
The
コイル55は、電力が供給(通電)されると磁力を生じる。コイル55に磁力が生じると、磁気絞り部としての第2筒部材22を避けて、可動コア40、第1筒部材21、ホルダ26、第3筒部材23および固定コア51に磁気回路が形成される。これにより、固定コア51と可動コア40との間に磁気吸引力が発生し、可動コア40は、ニードル30とともに固定コア51側に吸引される。これにより、ニードル30が開弁方向に移動し、当接部31が弁座14から離間し、開弁する。その結果、噴孔13が開放され、サック室15内の燃料が噴孔13から噴射される。
The
このように、コイル55は、通電されると、可動コア40を固定コア51側に吸引しニードル30を弁座14とは反対側に移動させることが可能である。
In this way, when the
なお、可動コア40が磁気吸引力により固定コア51側(開弁方向)に吸引されると、ニードル30の鍔部34は、固定コア51の内側を軸方向に移動する。このとき、鍔部34の外壁と固定コア51の内壁とは摺動する。そのため、ニードル30は、鍔部34側の端部の軸方向の往復移動が固定コア51により案内される。
When the
また、可動コア40は、磁気吸引力により固定コア51側(開弁方向)に吸引されると、固定コア51側の端面が固定コア51の可動コア40側の端面に衝突する。これにより、可動コア40は、開弁方向への移動が規制される。
Further, when the
可動コア40が固定コア51側に吸引されている状態でコイル55への通電を停止すると、ニードル30および可動コア40は、スプリング52の付勢力により、弁座14側へ付勢される。これにより、ニードル30が閉弁方向に移動し、当接部31が弁座14に当接し、閉弁する。その結果、噴孔13が閉塞される。
When the energization of the
スプリング53は、例えばコイルスプリングであり、一端が可動コア40の凹部41の底面に当接し、他端がハウジング20の第1筒部材21の内壁の段差面に当接した状態で設けられている。スプリング53は、可動コア40を固定コア51側、すなわち、開弁方向に付勢可能である。スプリング53の付勢力は、スプリング52の付勢力よりも小さい。そのため、コイル55に通電されていないとき、ニードル30は、スプリング52により当接部31が弁座14に押し付けられ、可動コア40は、スプリング53により鍔部34に押し付けられる。
The
図1に示すように、第3筒部材23の径方向外側は、樹脂からなるモールド部56によりモールドされている。当該モールド部56から径方向外側へ突出するようコネクタ部57が形成されている。コネクタ部57には、コイル55へ電力を供給するための端子571がインサート成形されている。なお、コネクタ部57は、ノズル10の軸Ax1を含む仮想平面VP2でハウジング20を2つの部分に分けた場合の一方側に形成されている。また、燃料噴射弁1は、仮想平面VP2の一方側に吸気弁95が位置するよう、仮想平面VP2の他方側に排気弁96および点火プラグ97が位置するようエンジン80に設けられる(図2参照)。
As shown in FIG. 1, the radial outer side of the third
インレット部24から流入した燃料は、フィルタ25、固定コア51およびアジャスティングパイプ54の内側、軸方向穴部35、径方向穴部36、ニードル30とハウジング20の内壁との間、ニードル30と筒部11の内壁との間、すなわち、燃料通路100を流通し、噴孔13に導かれる。なお、燃料噴射弁1の作動時、可動コア40およびニードル30の周囲は燃料で満たされた状態となる。また、燃料噴射弁1の作動時、可動コア40の通孔43、ニードル30の軸方向穴部35、径方向穴部36を燃料が流通する。そのため、可動コア40およびニードル30は、ハウジング20の内側で軸方向に円滑に往復移動可能である。
The fuel flowing in from the
次に、本実施形態の噴孔13、環状溝部16の構成等について、詳細に説明する。
Next, the configuration of the
<1>図3、6に示すように、噴孔13は、入口開口部131、出口開口部132、噴孔内壁133を有する。
<1> As shown in FIGS. 3 and 6, the
複数の噴孔13は、入口開口部131から出口開口部132に向かうに従い流路面積が大きくなるよう形成された拡大噴孔を少なくとも1つ含む。本実施形態では、6つの噴孔13は、6つの拡大噴孔、すなわち、拡大噴孔61〜66を含む(図3〜7参照)。つまり、6つの噴孔13は、全て拡大噴孔である。拡大噴孔61〜66は、ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、環状溝部16の周方向に等間隔で設けられている(図4参照)。
The plurality of injection holes 13 include at least one enlarged injection hole formed so that the flow path area increases from the inlet opening 131 toward the
図6、7に示すように、拡大噴孔61の噴孔内壁133は、拡大噴孔61の中心線CL1に垂直な断面において、長さd1の長辺Ls、および、長さd2の短辺Ssを有する長方形状すなわち扁平形状となるよう形成されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図6に示すように、環状溝部16の内壁は、拡大噴孔61の中心線CL1を含み拡大噴孔61の短辺Ssの中心を通る仮想平面VP1による断面において、仮想円VC1の一部に沿うよう形成された円形状内壁181を有している。
As shown in FIG. 6, the inner wall of the
なお、仮想平面VP1は、ノズル10の軸Ax1を含む平面である(図4参照)。また、仮想平面VP1と仮想平面VP2とは直交する。 The virtual plane VP1 is a plane including the axis Ax1 of the nozzle 10 (see FIG. 4). Further, the virtual plane VP1 and the virtual plane VP2 are orthogonal to each other.
図4、6に示すように、拡大噴孔61の入口開口部131は、少なくとも一部が円形状内壁181に形成されている。本実施形態では、拡大噴孔61の入口開口部131は、全部が円形状内壁181に形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 6, at least a part of the inlet opening 131 of the
図6に示すように、拡大噴孔61の噴孔内壁133は、仮想平面VP1による断面において、入口開口部131から出口開口部132に向かうに従い拡大噴孔61の中心線CL1から離れるよう形成されている。
As shown in FIG. 6, the injection hole
より詳細には、拡大噴孔61の噴孔内壁133のうち短辺Ssに対応する短側内壁71および短側内壁72は、拡大噴孔61の中心線CL1を挟んで略長方形状に形成されている。短側内壁71および短側内壁72は、それぞれ入口開口部131から出口開口部132に向かうに従い拡大噴孔61の中心線CL1から離れるよう形成されている(図6、7参照)。
More specifically, of the injection hole
拡大噴孔61の噴孔内壁133のうち長辺Lsに対応する長側内壁73および長側内壁74は、拡大噴孔61の中心線CL1を挟んで略扇形状に形成されている。長側内壁73および長側内壁74は、互いに平行となるよう形成されている(図6、7参照)。
Of the
<2>図6に示すように、仮想平面VP1による断面において、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)のうち一方の直線L1と環状溝部16の内壁との交点を第1交点P1、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)のうち他方の直線L2と環状溝部16の内壁との交点を第2交点P2、第1交点P1と第2交点P2とを結ぶ直線の中点を通る垂線PL1と環状溝部16の内壁との交点を第3交点P3、第1交点P1と第3交点P3と第2交点P2とを通る円を溝底円BC1とすると、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の交点P11は、溝底円BC1の中心O1に対し入口開口部131とは反対側に位置している。
<2> As shown in FIG. 6, in the cross section formed by the virtual plane VP1, the intersection of one of the two straight lines (L1 and L2) along the inner wall of the
本実施形態では、仮想円VC1と溝底円BC1とは一致している。 In this embodiment, the virtual circle VC1 and the groove bottom circle BC1 coincide with each other.
<3>図6に示すように、拡大噴孔61の中心線CL1は、溝底円BC1の中心O1を通る。仮想平面VP1による断面において、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の交点P11は、溝底円BC1の中心O1に対し入口開口部131とは反対側に位置している。
<3> As shown in FIG. 6, the center line CL1 of the
ここで、中心O1と交点P11とは、偏心量b1離れている。 Here, the center O1 and the intersection P11 are separated by an eccentric amount b1.
<4>図4に示すように、ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、拡大噴孔61の短辺Ssの中心を通る中心線である短側中心線SCL1は、環状溝部16の径方向内側の内壁171および径方向外側の内壁172と交差し、環状溝部16の幅方向の中心を通る円である環状溝円GC1の接線TL1と交差している。
<4> As shown in FIG. 4, when viewed from the axis Ax1 direction of the
<5>より詳細には、ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、短側中心線SCL1は、環状溝円GC1の接線TL1と直交している。
<5> More specifically, when viewed from the axis Ax1 direction of the
本実施形態では、ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、拡大噴孔61は、環状溝部16の径方向内側の内壁171から離間し、径方向外側の内壁172に接するよう形成されている(図4参照)。
In the present embodiment, when viewed from the axis Ax1 direction of the
本実施形態では、仮想平面VP1による断面において、拡大噴孔61の噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の成す角であるテーパ角θ1は、拡大噴孔62〜66のテーパ角θ1と同じである(図3参照)。
In the present embodiment, in the cross section of the virtual plane VP1, the taper angle θ1 formed by two straight lines (L1 and L2) along the
拡大噴孔62〜66の構成は、拡大噴孔61と同様のため、説明を省略する。 Since the configurations of the enlarged injection holes 62 to 66 are the same as those of the enlarged injection holes 61, the description thereof will be omitted.
図8に示すように、本実施形態の6つの噴孔13すなわち拡大噴孔61〜66から燃料が噴射されると、ノズル10の先端から所定距離離れた位置のノズル10の軸Ax1に垂直な断面において、扁平形状の噴霧Foが6つ形成される。6つの噴霧Foは、拡大噴孔61〜66の形状および配置に対応し、放射状に形成される。
As shown in FIG. 8, when fuel is injected from the six
次に、環状溝部16を有しないノズル10において複数の噴孔13を形成する場合の課題について、第1参考形態および第2参考形態に基づき説明する。
Next, a problem in the case of forming a plurality of injection holes 13 in the
図9に示すように、第1参考形態では、ノズル10は、環状溝部16を有さず、サック室15を形成するノズル10の内壁は、球面状に形成されている。すなわち、ノズル10の軸Ax1を含む断面において、サック室15を形成するノズル10の内壁の一部は、仮想円VC11の一部に沿うよう形成されている。
As shown in FIG. 9, in the first reference embodiment, the
拡大噴孔61〜66は、入口開口部131がサック室15に接続するよう、ノズル10の周方向に形成されている。
The enlarged injection holes 61 to 66 are formed in the circumferential direction of the
図9に示すように、ノズル10の軸Ax1を含む断面において、ノズル10の軸Ax1と拡大噴孔64の中心線CL1との成す角である噴孔角度をθ2、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)のうち一方の直線L1と他方の直線L2との交点を交点P111、仮想円VC11の中心O11と交点P111との距離である偏心量をb11、仮想円VC11の直径であるサック径をSR11、ノズル10の軸Ax1を中心とし中心線CL1とサック室15の内壁との交点を通る円の直径であるピッチ円径をPR11とすると、噴孔角度θ2、偏心量b11、サック径SR11の大きさにより、ピッチ円径PR11が一義的に決まる。そのため、サック径SR11が小さいと、ピッチ円径PR11が小さくなり、ノズル10の周方向において、拡大噴孔61〜66が干渉する(図10参照)。
As shown in FIG. 9, in the cross section including the axis Ax1 of the
拡大噴孔61〜66の干渉を避けるため、図11に示すように、第2参考形態において、第1参考形態と比べ、サック径SR11を大きくすると、サック径SR11、偏心量b11、入口開口部131の形状により、テーパ角θ1が一義的に決まる。ここで、サック径SR11が大きいと、テーパ角θ1は小さくなる。 In order to avoid interference between the enlarged injection holes 61 to 66, as shown in FIG. 11, when the sack diameter SR11 is made larger in the second reference form than in the first reference form, the sack diameter SR11, the eccentricity b11, and the inlet opening are increased. The taper angle θ1 is uniquely determined by the shape of 131. Here, when the sack diameter SR11 is large, the taper angle θ1 becomes small.
上述のように、内壁が球面状のサック室15を有するノズル10において、複数の噴孔13を形成しようとすると、噴孔同士の干渉を避けるためには、サック径SR11を大きく設定する必要がある。しかしながら、サック径SR11を大きく設定すると、テーパ角θ1を大きく設定できなくなる(図9〜12参照)。
As described above, when trying to form a plurality of injection holes 13 in the
一方、本実施形態では、ノズル10の弁座14の径方向内側において内壁から環状に凹む環状溝部16を形成し、入口開口部131から出口開口部132に向かうに従い流路面積が大きくなるよう形成された拡大噴孔61〜66を、環状溝部16の円形状内壁181に接続することにより、噴孔同士の干渉を避けつつ、テーパ角θ1を大きく設定できる(図3〜6参照)。
On the other hand, in the present embodiment, the
次に、噴孔13の扁平化による噴霧の広角化効果について説明する。
Next, the effect of widening the spray angle by flattening the
例えば、拡大噴孔61の中心線CL1に垂直な断面における拡大噴孔61の面積、および、中心O1と交点P11との距離である偏心量b1をそれぞれ固定したまま、拡大噴孔61の長辺と短辺との比である扁平率が大きくなるよう変化させた場合、すなわち、拡大噴孔61の扁平化を図った場合、テーパ角θ1が大きくなるよう変化し、噴射される噴霧を広角化できるという効果を奏する。
For example, the long side of the
そのため、本実施形態において、拡大噴孔61〜66から噴射される噴霧のさらなる広角化を図る場合、拡大噴孔61〜66の扁平率を大きく設定することが考えられる。 Therefore, in the present embodiment, when further widening the angle of the spray injected from the enlarged injection holes 61 to 66, it is conceivable to set a large flatness of the enlarged injection holes 61 to 66.
以上説明したように、<1>本実施形態では、噴孔13は、環状溝部16に形成された入口開口部131、ノズル10の外壁122に形成された出口開口部132、および、入口開口部131と出口開口部132とを接続する噴孔内壁133を有する。複数の噴孔13は、入口開口部131から出口開口部132に向かうに従い流路面積が大きくなるよう形成された拡大噴孔61〜66を含む。
As described above, <1> In the present embodiment, the
拡大噴孔61の噴孔内壁133は、拡大噴孔61の中心線CL1に垂直な断面において、長辺Lsおよび短辺Ssを有する扁平形状となるよう形成されている。環状溝部16の内壁は、拡大噴孔61の中心線CL1を含み拡大噴孔61の短辺Ssの中心を通る仮想平面VP1による断面において、仮想円VC1の一部に沿うよう形成された円形状内壁181を有している。
The injection hole
拡大噴孔61の入口開口部131は、少なくとも一部が円形状内壁181に形成されている。拡大噴孔61の噴孔内壁133は、仮想平面VP1による断面において、入口開口部131から出口開口部132に向かうに従い拡大噴孔61の中心線CL1から離れるよう形成されている。
At least a part of the inlet opening 131 of the
本実施形態では、ノズル10の弁座14の径方向内側において内壁から環状に凹む環状溝部16を形成することにより、複数の噴孔13の干渉の回避とサック室15の容積の低減とを両立できる。
In the present embodiment, by forming an
また、入口開口部131から出口開口部132に向かうに従い流路面積が大きくなるよう形成された拡大噴孔61を、環状溝部16の円形状内壁181に接続することで、従来のサック径に相当する環状溝部16の幅は、1つの噴孔13のみ配置可能な幅に設定すればよいため、円形状内壁181の曲率半径を小さくできる。これにより、仮想平面VP1による断面において、拡大噴孔61の噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の成す角であるテーパ角θ1を大きく設定できる。したがって、噴孔1つあたりの噴霧Foを広角化できるとともに、燃焼室83の空間全体に噴霧Foを配置できる。よって、本実施形態の燃料噴射弁1は、燃料を燃焼室83の空間全体に均質に噴射可能である。
Further, by connecting the
また、<2>本実施形態では、仮想平面VP1による断面において、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)のうち一方の直線L1と環状溝部16の内壁との交点を第1交点P1、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)のうち他方の直線L2と環状溝部16の内壁との交点を第2交点P2、第1交点P1と第2交点P2とを結ぶ直線の中点を通る垂線PL1と環状溝部16の内壁との交点を第3交点P3、第1交点P1と第3交点P3と第2交点P2とを通る円を溝底円BC1とすると、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の交点P11は、溝底円BC1の中心O1に対し入口開口部131とは反対側に位置している。
<2> In the present embodiment, in the cross section formed by the virtual plane VP1, the intersection of one of the two straight lines (L1 and L2) along the inner wall of the
そのため、噴孔13から噴射される噴霧Foについて、拡散の安定性を向上できる。
Therefore, the stability of diffusion of the spray Fo injected from the
また、<3>本実施形態では、拡大噴孔61の中心線CL1は、溝底円BC1の中心O1を通る。仮想平面VP1による断面において、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の交点P11は、溝底円BC1の中心O1に対し入口開口部131とは反対側に位置している。
<3> In the present embodiment, the center line CL1 of the
そのため、噴孔13から噴射される噴霧Foについて、拡散の安定性をより一層向上できる。
Therefore, the stability of diffusion of the spray Fo injected from the
また、<4>本実施形態では、ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、拡大噴孔61の短辺Ssの中心を通る中心線である短側中心線SCL1は、環状溝部16の径方向内側の内壁171および径方向外側の内壁172と交差し、環状溝部16の幅方向の中心を通る円である環状溝円GC1の接線TL1と交差している。
<4> In the present embodiment, when viewed from the axis Ax1 direction of the
そのため、噴孔13から噴射される噴霧Foについて、拡散の安定性をより一層向上できる。
Therefore, the stability of diffusion of the spray Fo injected from the
また、<5>本実施形態では、ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、短側中心線SCL1は、環状溝円GC1の接線TL1と直交している。
<5> In the present embodiment, the short side center line SCL1 is orthogonal to the tangent line TL1 of the annular groove circle GC1 when viewed from the axis Ax1 direction of the
そのため、噴孔13から噴射される噴霧Foについて、拡散の安定性をより一層効果的に向上できる。
Therefore, the stability of diffusion of the spray Fo injected from the
(第2実施形態)
第2実施形態による燃料噴射弁の一部を図13に示す。第2実施形態は、拡大噴孔の配置等が第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the second embodiment is shown in FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the enlarged injection holes and the like.
図13に示すように、本実施形態では、ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、拡大噴孔61の短辺Ssの中心を通る中心線である短側中心線SCL1は、環状溝部16の径方向内側の内壁171および径方向外側の内壁172と交差し、環状溝部16の幅方向の中心を通る円である環状溝円GC1の接線TL1と交差している。ここで、短側中心線SCL1と接線TL1との成す角は、0度より大きく90度より小さい。
As shown in FIG. 13, in the present embodiment, when viewed from the axis Ax1 direction of the
図14に示すように、仮想平面VP1による断面において、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の交点P11は、溝底円BC1の中心O1に対し入口開口部131とは反対側に位置している。
As shown in FIG. 14, in the cross section formed by the virtual plane VP1, the intersection P11 of the two straight lines (L1 and L2) along the
本実施形態では、拡大噴孔61の中心線CL1は、溝底円BC1の中心O1を通らない。
In the present embodiment, the center line CL1 of the
なお、仮想平面VP1は、ノズル10の軸Ax1を含まない平面である(図13参照)。 The virtual plane VP1 is a plane that does not include the axis Ax1 of the nozzle 10 (see FIG. 13).
拡大噴孔62〜66の構成は、拡大噴孔61の構成と同様である。 The configuration of the enlarged injection holes 62 to 66 is the same as the configuration of the enlarged injection holes 61.
第2実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。 The second embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the above-mentioned points.
第2実施形態も第1実施形態と同様の効果を奏する。 The second embodiment also has the same effect as the first embodiment.
(第3実施形態)
第3実施形態による燃料噴射弁の一部を図15に示す。第3実施形態は、環状溝部等の構成が第1実施形態と異なる。
(Third Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the third embodiment is shown in FIG. In the third embodiment, the configuration of the annular groove portion and the like is different from that in the first embodiment.
図15に示すように、本実施形態では、仮想平面VP1による断面において、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の交点P11は、溝底円BC1の中心O1に対し入口開口部131とは反対側に位置している。
As shown in FIG. 15, in the present embodiment, in the cross section formed by the virtual plane VP1, the intersection P11 of the two straight lines (L1 and L2) along the
本実施形態では、拡大噴孔61の中心線CL1は、溝底円BC1の中心O1を通らない。
In the present embodiment, the center line CL1 of the
拡大噴孔62〜66の構成は、拡大噴孔61の構成と同様である。 The configuration of the enlarged injection holes 62 to 66 is the same as the configuration of the enlarged injection holes 61.
第3実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。 The third embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the above-mentioned points.
第3実施形態も第1実施形態と同様の効果を奏する。 The third embodiment also has the same effect as the first embodiment.
(第4実施形態)
第4実施形態による燃料噴射弁の一部を図16に示す。第4実施形態は、環状溝部等の構成が第1実施形態と異なる。
(Fourth Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the fourth embodiment is shown in FIG. In the fourth embodiment, the configuration of the annular groove portion and the like is different from that in the first embodiment.
本実施形態では、環状溝部16および拡大噴孔61は、仮想円VC1および溝底円BC1の直径が、第1実施形態の仮想円VC1および溝底円BC1の直径よりも大きくなるよう形成されている。
In the present embodiment, the
図16に示すように、本実施形態では、仮想平面VP1による断面において、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の交点P11は、溝底円BC1の中心O1に対しノズル10の径方向内側に位置している。
As shown in FIG. 16, in the present embodiment, in the cross section of the virtual plane VP1, the intersection P11 of the two straight lines (L1 and L2) along the
本実施形態では、拡大噴孔61の中心線CL1は、溝底円BC1の中心O1を通らない。
In the present embodiment, the center line CL1 of the
拡大噴孔62〜66の構成は、拡大噴孔61の構成と同様である。 The configuration of the enlarged injection holes 62 to 66 is the same as the configuration of the enlarged injection holes 61.
第4実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。 The fourth embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the above-mentioned points.
第4実施形態も第1実施形態と同様の効果を奏する。 The fourth embodiment also has the same effect as the first embodiment.
(第5実施形態)
第5実施形態による燃料噴射弁の一部を図17に示す。第5実施形態は、環状溝部等の構成が第1実施形態と異なる。
(Fifth Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the fifth embodiment is shown in FIG. In the fifth embodiment, the configuration of the annular groove portion and the like is different from that in the first embodiment.
図17に示すように、本実施形態では、環状溝部16の内壁は、拡大噴孔61の中心線CL1を含み拡大噴孔61の短辺Ssの中心を通る仮想平面VP1による断面において、仮想円VC1の一部に沿うよう形成された円形状内壁181、および、仮想円VC2の一部に沿うよう形成された円形状内壁182を有している。
As shown in FIG. 17, in the present embodiment, the inner wall of the
ここで、仮想円VC1の直径と仮想円VC2の直径は同じである。仮想円VC1の中心は、中心線CL1に対しノズル10の径方向内側に位置している。仮想円VC2の中心は、中心線CL1に対しノズル10の径方向外側に位置している。
Here, the diameter of the virtual circle VC1 and the diameter of the virtual circle VC2 are the same. The center of the virtual circle VC1 is located inside the
環状溝部16の内壁は、円形状内壁181と円形状内壁182との間に直線状内壁191を有している。直線状内壁191は、仮想平面VP1による断面において、直線状となるよう形成されている。
The inner wall of the
拡大噴孔61の入口開口部131は、円形状内壁181、直線状内壁192、円形状内壁182に跨って形成されている。すなわち、拡大噴孔61の入口開口部131は、少なくとも一部が円形状内壁181、182に形成されている。
The
本実施形態では、仮想平面VP1による断面において、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の交点P11は、溝底円BC1の中心O1に対しノズル10の径方向内側に位置している。
In the present embodiment, in the cross section of the virtual plane VP1, the intersection P11 of the two straight lines (L1 and L2) along the
本実施形態では、拡大噴孔61の中心線CL1は、溝底円BC1の中心O1を通らない。
In the present embodiment, the center line CL1 of the
拡大噴孔62〜66の構成は、拡大噴孔61の構成と同様である。 The configuration of the enlarged injection holes 62 to 66 is the same as the configuration of the enlarged injection holes 61.
第5実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。 The fifth embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the above-mentioned points.
第5実施形態も第1実施形態と同様の効果を奏する。 The fifth embodiment also has the same effect as the first embodiment.
(第6実施形態)
第6実施形態による燃料噴射弁の一部を図18に示す。第6実施形態は、環状溝部等の構成が第1実施形態と異なる。
(Sixth Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the sixth embodiment is shown in FIG. In the sixth embodiment, the configuration of the annular groove portion and the like is different from that in the first embodiment.
図18に示すように、本実施形態では、環状溝部16の内壁は、円形状内壁181と凹部内壁151との間に直線状内壁192を有している。直線状内壁192は、仮想平面VP1による断面において、直線状となるよう形成されている。
As shown in FIG. 18, in the present embodiment, the inner wall of the
本実施形態では、仮想平面VP1による断面において、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の交点P11は、溝底円BC1の中心O1に対し入口開口部131とは反対側に位置している。
In the present embodiment, in the cross section of the virtual plane VP1, the intersection P11 of the two straight lines (L1 and L2) along the
本実施形態では、拡大噴孔61の中心線CL1は、溝底円BC1の中心O1を通らない。
In the present embodiment, the center line CL1 of the
拡大噴孔62〜66の構成は、拡大噴孔61の構成と同様である。 The configuration of the enlarged injection holes 62 to 66 is the same as the configuration of the enlarged injection holes 61.
第6実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。 The sixth embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the above-mentioned points.
第6実施形態も第1実施形態と同様の効果を奏する。 The sixth embodiment also has the same effect as the first embodiment.
(第7実施形態)
第7実施形態による燃料噴射弁の一部を図19に示す。第7実施形態は、拡大噴孔の構成が第1実施形態と異なる。
(7th Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the seventh embodiment is shown in FIG. In the seventh embodiment, the configuration of the enlarged injection hole is different from that in the first embodiment.
本実施形態では、拡大噴孔61の噴孔内壁133は、拡大噴孔61の中心線CL1に垂直な断面において、長辺Lsおよび短辺Ssを有する角丸長方形状すなわち扁平形状となるよう形成されている。
In the present embodiment, the injection hole
拡大噴孔62〜66の構成は、拡大噴孔61の構成と同様である。 The configuration of the enlarged injection holes 62 to 66 is the same as the configuration of the enlarged injection holes 61.
第7実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。 The seventh embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the above-mentioned points.
第7実施形態も第1実施形態と同様の効果を奏する。 The seventh embodiment also has the same effect as the first embodiment.
(第8実施形態)
第8実施形態による燃料噴射弁の一部を図20に示す。第8実施形態は、拡大噴孔の構成が第1実施形態と異なる。
(8th Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the eighth embodiment is shown in FIG. In the eighth embodiment, the configuration of the enlarged injection hole is different from that in the first embodiment.
本実施形態では、拡大噴孔61の噴孔内壁133は、拡大噴孔61の中心線CL1に垂直な断面において、長さd1の長径Ld、および、長さd2の短径Sdを有する楕円形状すなわち扁平形状となるよう形成されている。
In the present embodiment, the injection hole
拡大噴孔62〜66の構成は、拡大噴孔61の構成と同様である。 The configuration of the enlarged injection holes 62 to 66 is the same as the configuration of the enlarged injection holes 61.
第8実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。 The eighth embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the above-mentioned points.
第8実施形態も第1実施形態と同様の効果を奏する。 The eighth embodiment also has the same effect as the first embodiment.
(第9実施形態)
第9実施形態による燃料噴射弁の一部を図21に示す。第9実施形態は、拡大噴孔の構成が第1実施形態と異なる。
(9th Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the ninth embodiment is shown in FIG. In the ninth embodiment, the configuration of the enlarged injection hole is different from that in the first embodiment.
本実施形態では、拡大噴孔61の噴孔内壁133は、拡大噴孔61の中心線CL1に垂直な断面において、長辺Ls、および、短辺Ss1、Ss2を有する台形状すなわち扁平形状となるよう形成されている。
In the present embodiment, the injection hole
ここで、中心線CL1に対しノズル10の径方向外側に位置する短辺Ss1の長さは、中心線CL1に対しノズル10の径方向内側に位置する短辺Ss2の長さより大きい。また、長辺Lsの長さは、短辺Ss1の長さより大きい。
Here, the length of the short side Ss1 located radially outside the
拡大噴孔62〜66の構成は、拡大噴孔61の構成と同様である。 The configuration of the enlarged injection holes 62 to 66 is the same as the configuration of the enlarged injection holes 61.
第9実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。 The ninth embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the above-mentioned points.
第9実施形態も第1実施形態と同様の効果を奏する。 The ninth embodiment also has the same effect as the first embodiment.
(第10実施形態)
第10実施形態による燃料噴射弁の一部を図22に示す。第10実施形態は、拡大噴孔の構成が第1実施形態と異なる。
(10th Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the tenth embodiment is shown in FIG. In the tenth embodiment, the configuration of the enlarged injection hole is different from that in the first embodiment.
本実施形態では、拡大噴孔61の噴孔内壁133は、拡大噴孔61の中心線CL1に垂直な断面において、2つの長辺Lsおよび短辺Ssを有する三角形状すなわち扁平形状となるよう形成されている。
In the present embodiment, the injection hole
ここで、中心線CL1に対しノズル10の径方向外側に位置する短辺Ssの長さは、長辺Lsより小さい。
Here, the length of the short side Ss located on the radial outer side of the
拡大噴孔62〜66の構成は、拡大噴孔61の構成と同様である。 The configuration of the enlarged injection holes 62 to 66 is the same as the configuration of the enlarged injection holes 61.
図23に示すように、本実施形態の6つの噴孔13すなわち拡大噴孔61〜66から燃料が噴射されると、ノズル10の先端から所定距離離れた位置のノズル10の軸Ax1に垂直な断面において、扁平形状の噴霧Foが6つ形成される。6つの噴霧Foは、拡大噴孔61〜66の形状および配置に対応し、放射状に形成される。
As shown in FIG. 23, when fuel is injected from the six
第10実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。 The tenth embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the above-mentioned points.
第10実施形態も第1実施形態と同様の効果を奏する。 The tenth embodiment also has the same effect as the first embodiment.
(第11実施形態)
第11実施形態による燃料噴射弁の一部を図24に示す。第11実施形態は、拡大噴孔の構成が第1実施形態と異なる。
(11th Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the eleventh embodiment is shown in FIG. In the eleventh embodiment, the configuration of the enlarged injection hole is different from that in the first embodiment.
本実施形態では、ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、拡大噴孔61は、環状溝部16の径方向内側の内壁171および径方向外側の内壁172から離間するよう形成されている(図24参照)。
In the present embodiment, the
拡大噴孔62〜66の構成は、拡大噴孔61の構成と同様である。 The configuration of the enlarged injection holes 62 to 66 is the same as the configuration of the enlarged injection holes 61.
図24に示すように、本実施形態の6つの噴孔13すなわち拡大噴孔61〜66から燃料が噴射されると、ノズル10の先端から所定距離離れた位置のノズル10の軸Ax1に垂直な断面において、扁平形状の噴霧Foが6つ形成される。6つの噴霧Foは、拡大噴孔61〜66の形状および配置に対応し、放射状に形成される。
As shown in FIG. 24, when fuel is injected from the six
第11実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。 The eleventh embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the above-mentioned points.
第11実施形態も第1実施形態と同様の効果を奏する。 The eleventh embodiment also has the same effect as the first embodiment.
(第12実施形態)
第12実施形態による燃料噴射弁の一部を図25に示す。第12実施形態は、拡大噴孔の構成が第11実施形態と異なる。
(12th Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the twelfth embodiment is shown in FIG. In the twelfth embodiment, the configuration of the enlarged injection hole is different from that in the eleventh embodiment.
本実施形態では、複数の噴孔13は、拡大噴孔61〜66に加え、拡大噴孔611、621、631、641、651、661を含む。すなわち、噴孔13は、ノズル10に12個形成されている。
In the present embodiment, the plurality of injection holes 13 include the expansion injection holes 611, 621, 631, 641, 651, 661 in addition to the expansion injection holes 61 to 66. That is, 12 nozzle holes 13 are formed in the
拡大噴孔611、621、631、641、651、661は、環状溝部16の周方向において、それぞれ、拡大噴孔61と拡大噴孔62との間、拡大噴孔62と拡大噴孔63との間、拡大噴孔63と拡大噴孔64との間、拡大噴孔64と拡大噴孔65との間、拡大噴孔65と拡大噴孔66との間、拡大噴孔66と拡大噴孔61との間に形成されている。
The expansion injection holes 611, 621, 631, 641, 651, and 661 are located between the
拡大噴孔611、621、631、641、651、661は、環状溝部16の周方向に等間隔で配置されている。環状溝部16の周方向において、拡大噴孔611、621、631、641、651、661と拡大噴孔61〜66とは、等間隔となるよう配置されている。
The enlarged injection holes 611, 621, 631, 641, 651, and 661 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the
拡大噴孔611、621、631、641、651、661の長辺の長さは、拡大噴孔61〜66の長辺の長さより小さい。 The length of the long side of the enlarged injection holes 611, 621, 631, 641, 651, and 661 is smaller than the length of the long side of the enlarged injection holes 61 to 66.
ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、拡大噴孔611、621、631、641、651、661の中心は、環状溝円GC1に対しノズル10の径方向外側に位置している。
When viewed from the axis Ax1 direction of the
図25に示すように、本実施形態の拡大噴孔61〜66から燃料が噴射されると、ノズル10の先端から所定距離離れた位置のノズル10の軸Ax1に垂直な断面において、扁平形状の噴霧Foが6つ形成される。6つの噴霧Foは、拡大噴孔61〜66の形状および配置に対応し、放射状に形成される。
As shown in FIG. 25, when fuel is injected from the enlarged injection holes 61 to 66 of the present embodiment, it has a flat shape in a cross section perpendicular to the axis Ax1 of the
また、同時に、拡大噴孔611、621、631、641、651、661から燃料が噴射されると、ノズル10の先端から所定距離離れた位置のノズル10の軸Ax1に垂直な断面において、扁平形状の噴霧Fo1が6つ形成される。6つの噴霧Fo1は、拡大噴孔611、621、631、641、651、661の形状および配置に対応し、6つの噴霧Foの間に位置するよう、放射状に形成される。
At the same time, when fuel is injected from the enlarged injection holes 611, 621, 631, 641, 651, and 661, a flat shape is formed in a cross section perpendicular to the axis Ax1 of the
本実施形態は、複数の噴孔13が拡大噴孔611、621、631、641、651、661をさらに含むため、第11実施形態と比べ、燃料を燃焼室83の空間全体に、より一層均質に噴射可能である。
In the present embodiment, since the plurality of injection holes 13 further include the expansion injection holes 611, 621, 631, 641, 651, and 661, the fuel is more homogeneously applied to the entire space of the
(第13実施形態)
第13実施形態による燃料噴射弁の一部を図26に示す。第13実施形態は、拡大噴孔の構成等が第1実施形態と異なる。
(13th Embodiment)
A part of the fuel injection valve according to the thirteenth embodiment is shown in FIG. The thirteenth embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the enlarged injection hole and the like.
本実施形態では、複数の噴孔13は、拡大噴孔61〜63、612、622を含む。すなわち、噴孔13は、ノズル10に5つ形成されている。
In the present embodiment, the plurality of injection holes 13 include enlarged injection holes 61 to 63, 612, and 622. That is, five
本実施形態では、ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、拡大噴孔61の短辺の中心を通る中心線である短側中心線SCL1は、環状溝部16の径方向内側の内壁171および径方向外側の内壁172と交差し、環状溝部16の幅方向の中心を通る円である環状溝円GC1の接線TL1と交差している。ここで、短側中心線SCL1と接線TL1との成す角は、0度より大きく90度より小さい。
In the present embodiment, when viewed from the axis Ax1 direction of the
ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、拡大噴孔63の短側中心線SCL1は、環状溝部16の径方向内側の内壁171および径方向外側の内壁172と交差し、環状溝円GC1の接線TL1と交差している。ここで、短側中心線SCL1と接線TL1との成す角は、0度より大きく90度より小さい。
When viewed from the axis Ax1 direction of the
拡大噴孔61の短側中心線SCL1と拡大噴孔63の短側中心線SCL1とは一致している。
The short side center line SCL1 of the
拡大噴孔62は、環状溝部16の周方向において、拡大噴孔61と拡大噴孔63との中間位置に形成されている。
The expansion injection hole 62 is formed at an intermediate position between the
ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、拡大噴孔62の短側中心線SCL1は、環状溝部16の径方向内側の内壁171および径方向外側の内壁172と交差し、環状溝円GC1の接線TL1と直交している。
When viewed from the axis Ax1 direction of the
拡大噴孔612は、環状溝部16の周方向において、拡大噴孔61と拡大噴孔62との間に形成されている。
The expansion injection hole 612 is formed between the
ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、拡大噴孔612の短側中心線SCL1は、環状溝部16の径方向内側の内壁171および径方向外側の内壁172と交差し、環状溝円GC1の接線TL1と交差している。ここで、短側中心線SCL1と接線TL1との成す角は、0度より大きく90度より小さい。
When viewed from the axis Ax1 direction of the
拡大噴孔622は、環状溝部16の周方向において、拡大噴孔62と拡大噴孔63との間に形成されている。
The expansion injection hole 622 is formed between the expansion injection hole 62 and the expansion injection hole 63 in the circumferential direction of the
ノズル10の軸Ax1方向から見たとき、拡大噴孔622の短側中心線SCL1は、環状溝部16の径方向内側の内壁171および径方向外側の内壁172と交差し、環状溝円GC1の接線TL1と交差している。ここで、短側中心線SCL1と接線TL1との成す角は、0度より大きく90度より小さい。
When viewed from the axis Ax1 direction of the
拡大噴孔612、622の長辺の長さは、拡大噴孔61〜63の長辺の長さより小さい。 The length of the long side of the enlarged injection holes 612 and 622 is smaller than the length of the long side of the enlarged injection holes 61 to 63.
拡大噴孔61および拡大噴孔63は、ノズル10の軸Ax1を含む仮想平面VP2でハウジング20を2つの部分に分けた場合の一方側に形成されている。
The
拡大噴孔62および拡大噴孔612、622は、ノズル10の軸Ax1を含む仮想平面VP2でハウジング20を2つの部分に分けた場合の他方側に形成されている。
The expansion injection holes 62 and the expansion injection holes 612 and 622 are formed on the other side of the
図26に示すように、本実施形態の拡大噴孔61〜63から燃料が噴射されると、ノズル10の先端から所定距離離れた位置のノズル10の軸Ax1に垂直な断面において、扁平形状の噴霧Foが3つ形成される。3つの噴霧Foは、拡大噴孔61〜63の形状および配置に対応し形成される。拡大噴孔61、63から噴射された噴霧Foは、仮想平面VP2に対し一方側に位置する。拡大噴孔62から噴射された噴霧Foは、仮想平面VP2に対し他方側に位置する。
As shown in FIG. 26, when fuel is injected from the enlarged injection holes 61 to 63 of the present embodiment, it has a flat shape in a cross section perpendicular to the axis Ax1 of the
また、同時に、拡大噴孔612、622から燃料が噴射されると、ノズル10の先端から所定距離離れた位置のノズル10の軸Ax1に垂直な断面において、扁平形状の噴霧Fo2が2つ形成される。2つの噴霧Fo2は、拡大噴孔612、622の形状および配置に対応し、3つの噴霧Foの間に位置するよう形成される。拡大噴孔612、622から噴射された噴霧Fo2は、拡大噴孔62から噴射された噴霧Foと同様、仮想平面VP2に対し他方側に位置する。
At the same time, when fuel is injected from the enlarged nozzle holes 612 and 622, two flat spray Fo2s are formed in a cross section perpendicular to the axis Ax1 of the
図27に示すように、本実施形態では、燃料噴射弁1は、インテークマニホールド91の吸気通路92のシリンダブロック81側に搭載される。燃料噴射弁1は、中心線が燃焼室83の中心線に対し傾斜するよう、または、捩れの関係となるよう設けられる。
As shown in FIG. 27, in the present embodiment, the
本実施形態では、燃料噴射弁1は、燃焼室83の側方に設けられる。すなわち、燃料噴射弁1は、エンジン80にサイド搭載されて使用される。
In the present embodiment, the
また、シリンダヘッド90の吸気弁95と排気弁96との間、すなわち、燃焼室83の中央に対応する位置に点火装置としての点火プラグ97が設けられる。点火プラグ97は、燃料噴射弁1から噴射される燃料が直接付着しない位置であって、燃料と吸気とが混合された混合気(可燃空気)に着火可能な位置に設けられる。
Further, a
燃料噴射弁1は、複数の噴孔13が燃焼室83の径方向外側の部分に露出するよう設けられる。燃料噴射弁1の複数の噴孔13から、燃料の噴霧Fo、Fo2が燃焼室83内に噴射される。
The
図27に示すように、コネクタ部57は、ノズル10の軸Ax1を含む仮想平面VP2でハウジング20を2つの部分に分けた場合の一方側、すなわち、拡大噴孔61および拡大噴孔63が形成された側に形成されている。
As shown in FIG. 27, the
燃料噴射弁1は、仮想平面VP2の一方側にピストン82が位置するよう、仮想平面VP2の他方側に点火プラグ97が位置するようエンジン80に設けられる(図27参照)。そのため、仮想平面VP2に対しピストン82側には、拡大噴孔61および拡大噴孔63から噴霧Foが噴射される。また、仮想平面VP2に対し点火プラグ97側には、拡大噴孔62から噴霧Foが噴射されるとともに、拡大噴孔612および拡大噴孔622から噴霧Fo2が噴射される。ここで、拡大噴孔62からの噴霧Foは、シリンダブロック81の軸方向から見て、2つの吸気弁95の間に噴射される。
The
本実施形態では、エンジン80にサイド搭載された燃料噴射弁1から、吸気弁95、ピストン82、シリンダブロック81の内壁への燃料の付着を抑制しつつ、燃料を燃焼室83の空間全体に均質に噴射可能である。
In the present embodiment, the fuel is uniformly applied to the entire space of the
このように、本発明は、燃料噴射弁をエンジンにサイド搭載する場合にも好適である。 As described above, the present invention is also suitable for mounting the fuel injection valve on the side of the engine.
(他の実施形態)
上述の実施形態では、仮想平面VP1による断面において、噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の交点P11が、溝底円BC1の中心O1から離れた位置にある例を示した。これに対し、他の実施形態では、交点P11は、溝底円BC1の中心O1に位置していてもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, an example is shown in which the intersection P11 of two straight lines (L1 and L2) along the
また、上述の実施形態では、仮想平面VP1による断面において、拡大噴孔61の噴孔内壁133に沿う2つの直線(L1、L2)の成す角であるテーパ角θ1が、拡大噴孔62〜66のテーパ角θ1と同じである例を示した。これに対し、<6>他の実施形態では、拡大噴孔61〜66のテーパ角θ1は、それぞれ異なっていてもよい。
Further, in the above-described embodiment, in the cross section formed by the virtual plane VP1, the taper angle θ1 formed by two straight lines (L1 and L2) along the injection hole
また、上述の実施形態では、複数の噴孔13の全てが拡大噴孔である例を示した。これに対し、他の実施形態では、複数の噴孔13のうち少なくとも1つが拡大噴孔であればよい。 Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which all of the plurality of injection holes 13 are enlarged injection holes. On the other hand, in another embodiment, at least one of the plurality of injection holes 13 may be an expansion injection hole.
また、上述の実施形態では、燃料噴射弁をエンジンにセンター搭載またはサイド搭載する例を示した。これに対し、他の実施形態では、燃料噴射弁は、どのような姿勢でエンジンに搭載してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the fuel injection valve is center-mounted or side-mounted on the engine is shown. On the other hand, in another embodiment, the fuel injection valve may be mounted on the engine in any posture.
また、上述の実施形態では、直噴式のガソリンエンジンに燃料噴射装置を適用する例を示した。これに対し、他の実施形態では、燃料噴射弁を、例えばディーゼルエンジンやポート噴射式のガソリンエンジン等に適用してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the fuel injection device is applied to the direct injection type gasoline engine is shown. On the other hand, in another embodiment, the fuel injection valve may be applied to, for example, a diesel engine, a port injection type gasoline engine, or the like.
このように、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。 As described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
1 燃料噴射弁、10 ノズル、122 外壁、13 噴孔、14 弁座、15 サック室、16 環状溝部、30 ニードル、31 当接部、131 入口開口部、132 出口開口部、133 噴孔内壁、181、182 円形状内壁、61〜66、611、621、631、641、651、661、612、622 拡大噴孔、Ax1 軸、CL1 中心線、VP1 仮想平面、VC1、VC2 仮想円 1 Fuel injection valve, 10 nozzles, 122 outer wall, 13 injection hole, 14 valve seat, 15 sack chamber, 16 annular groove, 30 needle, 31 contact part, 131 inlet opening, 132 outlet opening, 133 injection hole inner wall, 181,182 Circular inner wall, 61-66, 611, 621, 631, 641, 651, 661, 612, 622 Expansion nozzle, Ax1 axis, CL1 center line, VP1 virtual plane, VC1, VC2 virtual circle
Claims (6)
前記ノズルの内側において往復移動可能に設けられ、前記弁座から離間または前記弁座に当接することで前記噴孔を開閉可能な当接部(31)を有し、前記当接部が前記弁座に当接したとき前記弁座の径方向内側において前記当接部と前記ノズルとの間にサック室(15)を形成するニードル(30)と、を備え、
前記噴孔は、前記環状溝部に形成された入口開口部(131)、前記ノズルの外壁に形成された出口開口部(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、
複数の前記噴孔は、前記入口開口部から前記出口開口部に向かうに従い流路面積が大きくなるよう形成された拡大噴孔(61〜66、611、621、631、641、651、661、612、622)を少なくとも1つ含み、
前記拡大噴孔の前記噴孔内壁は、前記拡大噴孔の中心線(CL1)に垂直な断面において、長辺(Ls)および短辺(Ss)、または、長径(Ld)および短径(Sd)を有する扁平形状となるよう形成され、
前記環状溝部の内壁は、前記拡大噴孔の中心線を含み前記拡大噴孔の短辺または短径の中心を通る仮想平面(VP1)による断面において、仮想円(VC1、VC2)の一部に沿うよう形成された円形状内壁(181、182)を有し、
前記拡大噴孔の前記入口開口部は、少なくとも一部が前記円形状内壁に形成され、
前記拡大噴孔の前記噴孔内壁は、前記仮想平面による断面において、前記入口開口部から前記出口開口部に向かうに従い前記拡大噴孔の中心線から離れるよう形成されている燃料噴射弁。 A fuel passage (100) through which fuel flows, an annular valve seat (14) formed on the inner wall forming the fuel passage, and an annular groove portion (Ax1) recessed from the inner wall in the radial direction of the valve seat (Ax1). 16), and a nozzle (10) having a plurality of injection holes (13) connecting the annular groove portion and the outer wall (122).
It has a contact portion (31) that is provided so as to be reciprocally movable inside the nozzle and can open and close the injection hole by being separated from the valve seat or in contact with the valve seat, and the contact portion is the valve. A needle (30) that forms a sack chamber (15) between the abutting portion and the nozzle on the radial inside of the valve seat when abutting on the seat is provided.
The injection hole includes an inlet opening (131) formed in the annular groove portion, an outlet opening (132) formed in the outer wall of the nozzle, and an injection connecting the inlet opening and the outlet opening. It has a hole inner wall (133) and
The plurality of the injection holes are expanded injection holes (61-66, 611, 621, 631, 641, 651, 661, 612) formed so that the flow path area increases from the inlet opening to the outlet opening. , 622), including at least one
The inner wall of the enlarged injection hole has a long side (Ls) and a short side (Ss), or a major axis (Ld) and a minor axis (Sd) in a cross section perpendicular to the center line (CL1) of the enlarged injection hole. ) Is formed to have a flat shape,
The inner wall of the annular groove portion is a part of a virtual circle (VC1, VC2) in a cross section formed by a virtual plane (VP1) including the center line of the enlarged injection hole and passing through the center of the short side or the minor diameter of the enlarged injection hole. It has a circular inner wall (181, 182) formed along it.
At least a part of the inlet opening of the enlarged injection hole is formed on the circular inner wall.
A fuel injection valve formed so that the inner wall of the injection hole of the expansion injection hole is separated from the center line of the expansion injection hole as it goes from the inlet opening to the outlet opening in a cross section formed by the virtual plane.
前記仮想平面による断面において、前記噴孔内壁に沿う2つの直線の交点は、前記溝底円の中心に対し前記入口開口部とは反対側に位置している請求項2に記載の燃料噴射弁。 The center line of the enlarged injection hole passes through the center of the groove bottom circle.
The fuel injection valve according to claim 2, wherein the intersection of two straight lines along the inner wall of the injection hole is located on the side opposite to the inlet opening with respect to the center of the groove bottom circle in the cross section by the virtual plane. ..
前記仮想平面による断面において、複数の前記拡大噴孔のうち少なくとも1つの前記拡大噴孔の前記噴孔内壁に沿う2つの直線(L1、L2)の成す角であるテーパ角(θ1)は、他の前記拡大噴孔のテーパ角と異なる請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。 The plurality of the nozzles include the plurality of the enlarged nozzles.
In the cross section formed by the virtual plane, the taper angle (θ1), which is an angle formed by two straight lines (L1, L2) along the inner wall of the injection hole of at least one of the expansion injection holes, is another The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 5, which is different from the taper angle of the enlarged injection hole.
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