JP2850035B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

燃料噴射弁

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JP2850035B2
JP2850035B2 JP2071987A JP7198790A JP2850035B2 JP 2850035 B2 JP2850035 B2 JP 2850035B2 JP 2071987 A JP2071987 A JP 2071987A JP 7198790 A JP7198790 A JP 7198790A JP 2850035 B2 JP2850035 B2 JP 2850035B2
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拓哉 藤河
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/162Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
    • F02M61/163Means being injection-valves with helically or spirally shaped grooves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用の燃料噴射弁に関するものであ
る。
〔従来の技術〕 ガソリンエンジンはディーゼルエンジンと比べて噴射
弁への燃料供給圧力が低く、したがって、噴射方式も燃
料自体でニードル弁を開弁して噴射させるのでなく、電
磁力でニードル弁リフトすることにより噴射し、ニード
ル弁の開弁時間により噴射量を制御するようになってい
る。このような燃料噴射は通常燃焼室に直接かあるいは
吸気管で行われ、排ガス対策の面から噴霧の微粒化が強
く要望されている。この燃料微粒化対策には種々のもの
があり、その一つとして、特開平1−219350号公報が知
られている。
この先行技術は、ニードルバルブのシート部より上流
側に、バルブ本体内面と接触する短柱状摺動部を形成
し、その短柱状摺動部にらせん溝を形成し、ニードルバ
ルブがリフトしたときに、このらせん溝を燃料が通過す
る際に回転エネルギを与えスワールを創成させるという
ものである。
しかしながら、この先行技術は、短柱状摺動部の全域
にわたりらせん溝を設けているため、この部分でも圧力
損失が大きく、燃料圧が低いこととあいまってらせん流
がでてきても拡散しにくくなり、噴射量特性に悪影響が
現われる。また、らせん溝からシード部に到る部分の体
積が大きいため、必然的にデッドボリュームが増し、開
時間(パルス幅)により噴霧形体が変化しやすい。すな
わち、噴射始めにおいて溝自体がデツドボリュームにな
つてしまい、そのデッドボリューム中の燃料油は回転エ
ネルギを持たないため、噴霧はペンシルストリームにな
ってしまうのである。
なお、この種の噴射弁において、ニードルバルブとし
て球体を用いることは実開昭59−163171号公報等におい
て公知である。しかし従来では、摺動部はそれよりも上
流側のニードルを径大化させることで得ており、球体は
シート手段としてのみ用いられているにすぎなかった。
したがって、燃料に回転エネルギを与えることができ
ず、微粒化には効果がなかった。
〔発明が解決しようとする技術的課題〕
本発明は前記のような問題点を解消するために創案さ
れたもので、その目的とするところは、簡単な構造で良
好な噴射量特性と噴霧微粒化を実現できるこの種の燃料
噴射弁を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するため本発明は、従来のボールシー
ト式噴射弁の発想を転換し、シート用ボールでバルブの
ストロークガイドと燃料への回転エネルギ付与とを行う
ようにしたものである。
すなわち本発明の特徴とするところは、先端に噴孔と
先細り状のシート面を有する円筒形ノズル本体と、この
ノズル本体に内挿され、先端にシート面と接離可能なボ
ールを固定した筒状ニードルバルブと、前記筒状ニード
ルバルブを電磁力でリフトさせる電磁弁とを備えた形式
のものにおいて、前記ボールの径が筒状ニードルバルブ
の外径よりも大きく、接線域で円筒形ノズル本体の内周
面と摺接するようになっており、その接線域に旋回流形
成用の斜溝が形成されている構成としたことにある。
〔実 施 例〕
以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。
第1図と第1a図および第2図は本発明による燃料噴射
弁の一実施例を示している。
第1図において、1は電磁弁,2はノズル、3はノズル
2の先端に嵌着されたマウント用キャップである。電磁
弁1は、段付き孔を有するヨーク1a内にコイル1bを配
し、コイル1bの中心にコア1cを取り付けている。コア1c
の軸線方向に形成された通孔10にはスプリングアジャス
タ1dがねじ込まれており、スプリングアジャスタ1dの内
部はフイルタ1eを介して供給された燃料通路穴11を有し
ている。
ノズル2は、前記ヨーク1aに形成した軸孔12に嵌着さ
れた円筒形ノズル本体2aと、この円筒形ノズル本体2aに
内挿され、先端にボール2cを接合一体化した筒状ニード
ルバルブ2bを有している。
前記筒状ニードルバルブ2bは内部を通った燃料を外径
側に流すため所定の間隙をおいて油孔20が設けられてお
り、軸線方向の上部には軸孔12に摺接するリング状のア
ーマチュア2dが溶接等により一体化されている。該アー
マチュア2dは、前記スプリングアジャスタ1dの先端面と
の間に配したスプリング4により下向きすなわち閉弁方
向に付勢されている。
円筒形ノズル本体2aは、第1a図に示すように先端中心
に噴孔21が形成され、この噴孔21より上流側には先細り
状のシート面22が、またシート面22の終端から上流側に
は開孔側が径大な通路孔23が形成されている。
前記ボール2cは硬質材料で作られ、第2図のように、
外径D1は筒状ニードルバルブ2bの外径D2よりも大きく、
通路孔23の内径D3と同径になっている。したがって、ボ
ール2cは第1a図と第2図のように接線域24において通路
孔23と接し、筒状ニードルバルブ2bの外周と通路孔23と
の間には燃料の自由な通過を許し得る環状通路25が創成
されている。
そして、前記ボール2cは、前記接線域24よりも下流側
に先細り状のシート面22と接離するシート面26を有し、
かつ最大径の部位即ち接線域24には軸線と交差する関係
で斜溝27が形成されている。シート面26はデッドポリュ
ームを少なくするためできるだけ接線域24に近ずけるこ
とが好ましい。
前記斜溝27は本実施例では軸線Lと所定の角度θをな
す独立した複数本の直線溝で構成されている。斜溝27は
少なくとも接線域24に一部が存することが必要である
が、必ずしも図示のように接線域24を境として均等な長
さを有している必要はない。しかし、下流側はシート面
26の直近に到っていてもよいが、シート面26にまで達し
ていてはならない。上流側は筒状ニードルバルブ2bの外
周に達していてもかまわない。斜溝27の溝深さは接線域
24が最も深くなっていてもよいし、全長にわたり一定深
さになっていてもよい。
なお、マウント用キャップ3には噴孔21と同軸上に噴
孔30を有している。
〔実施例の作用〕
第1図は閉弁状態にあり、筒状ニードルバルブ2bがス
プリング4で付勢されているため、ノズル2のボール2c
は円筒形ノズル本体2aとシート面22,26で油密に接して
いる。
燃料は図示しないポンプ手段から供給され、フィルタ
1eを通り、スプリングアジャスタ1dの燃料通路穴11から
これと同軸上の筒状ニードルバルブ2bの内部に流入し、
油孔20から軸孔12および通路孔23に流れ、通路孔23と筒
状ニードルバルブ2b間の環状通路25を通る。そして、ボ
ール2cの最大径部分である接線域24に到り、ここでほど
んど流量が絞られ、接線域24に形成されている斜溝27を
通り、シート面22,26の上流のボール外周面と通路孔23
間で構成されるスペース28を底として溜る。
この状態でコイル1bに通電すると、コア1c、ヨーク1
a、アーマチュア2dとに磁気回路が形成され、アーマチ
ュア2dがコア1cに吸引されることでアーマチュア2dと連
結されている筒状ニードルバルブ2bおよびボール2cがリ
フトし、シート面26が円筒形ノズル本体2aのシート面22
から離間する。
このリフト時においては、ボール2cの接線域24が通路
孔壁に接しているためここでガイドされ、上部はアーマ
チュア2dと軸孔12との摺接によりガイドされる。燃料
は、噴射始めにおいては、前記スペース28に溜っている
量が噴孔21から噴霧され、環状通路25から上流にあるも
のは、ボール2cの接線域24と通路孔壁が接している関係
からこの領域で絞られ、次いで斜溝27を通り、噴孔21か
ら噴霧される。
シール面26が接線域24に近接した位置にあるためスペ
ース28の体積は小さく、デッドボリュームは少ない。し
かも、斜溝27はシール面26に達しておらず最長でもシー
ル面の直近上流に設定される。したがって、パルス幅に
よる噴霧形状の変化はほとんどなく、噴霧がペンシルス
トリームになるようなことが回避される。
また、本発明においては、ボール2cがストロークガイ
ドであるから、燃料の通過面積はバルブのリフト量と関
係なく常に一定であり、燃料が絞りを受けるのはボール
2cの接線域24においてのみである。そしてこの絞り部分
に斜溝27が形成され、斜溝27はボールの最大径を過ぎた
球面に沿っている。このため、斜溝27を有しているにも
かかわらず燃料の圧力損失が少なく、斜溝27により有効
に回転エネルギが与えられながら安定した噴射量で噴孔
2から微粒化して噴霧される。
その噴霧の広がりはボール2cに加工する斜溝27の角度
θで自由に設定できるため、エンジン側の要求に対する
自由度を大きくとることができる。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明によれば、先端に噴孔と先細り状
のシート面を有する円筒形ノズル本体と、このノズル本
体に内挿され、先端にシート面と接離可能なボールを固
定した筒状ニードルバルブと、前記筒状ニードルバルブ
を電磁力でリフトさせる電磁弁とを備えた形式のものに
おいて、前記ボールの径が筒状ニードルバルブの外径よ
りも大きく、接線域ので円筒形ノズル本体の内周面と摺
接するようになっており、しかも前記ボールの接線域に
旋回流形成用の斜溝を形成しているため、燃料の拡散用
の溝を設けることによる圧力損失を少なくすることがで
きるとともに、拡散用の溝からバルブシートに到るまで
のデッドボリュームを少なくしつつ、斜溝により有効に
回転エネルギを与えられながら安定した噴射量で噴孔か
ら微粒化して噴霧することができ、良好な噴射量特性と
噴霧微粒化を実現できる。
しかもシート部材としてのボールを利用して燃料に対
する回転エネルギの付与とバルブリフトガイドとを行わ
せるため、構造も簡単で安価に実施できるなどのすぐれ
た効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による燃料噴射弁の一実施例を示す断面
図、第1a図はその一部拡大図、第2図は本発明における
溝角度と径の関係を示す説明図である。 1……電磁弁、2……ノズル、2a……円筒形ノズル本
体、2b……筒状ニードルバルブ、2c……ボール、2d……
アーマチュア、21……噴孔、22,26……シート面、24…
…接線域、27……斜溝、D1……ボールの外径、D2……筒
状ニードルバルブの外径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−60263(JP,A) 特開 昭62−75066(JP,A) 特開 平1−219350(JP,A) 特開 昭55−104564(JP,A) 実開 昭58−109555(JP,U) 実開 平3−119564(JP,U) 実開 平1−131867(JP,U) 実開 昭63−186964(JP,U) 実開 平1−66466(JP,U) 実開 昭59−43668(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02M 51/06 - 51/08 F02M 61/04 F02M 61/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】先端に噴孔と先細り状のシート面を有する
    円筒形ノズル本体と、このノズル本体に内挿され、先端
    にシート面と接離可能なボールを固定した筒状ニードル
    バルブと、前記筒状ニードルバルブを電磁力でリフトさ
    せる電磁弁とを備えた形式のものにおいて、前記ボール
    の径が筒状ニードルバルブの外径よりも大きく、接線域
    で円筒形ノズル本体の内周面と摺接するようになってお
    り、その接線域に旋回流形成用の斜溝が形成されている
    ことを特徴とする燃料噴射弁。
JP2071987A 1990-03-23 1990-03-23 燃料噴射弁 Expired - Lifetime JP2850035B2 (ja)

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KR100337526B1 (ko) * 1999-07-03 2002-05-21 이계안 디젤엔진용 분사노즐
JP6010097B2 (ja) * 2014-12-09 2016-10-19 日本インジェクタ株式会社 燃料噴射装置及び燃料噴射装置のノイズ低減方法

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JPH03275976A (ja) 1991-12-06

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