JP2996525B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンにおける燃料噴
射弁に関する。
射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より自動車等のガソリンエンジンの
分野では、電気信号により燃料噴射弁（例えば電磁弁）
を駆動させて燃料を吸気通路に噴射させる方式が採用さ
れている。
分野では、電気信号により燃料噴射弁（例えば電磁弁）
を駆動させて燃料を吸気通路に噴射させる方式が採用さ
れている。
【０００３】この種の燃料噴射弁では、燃料の微粒化を
図るために、燃料を旋回させて薄膜状にして噴射させた
り、あるいは燃料噴射弁のノズルボディに空気を導いて
その空気流を噴射後の旋回燃料と合流させたりする等の
手段が提案されている（この種の従来技術としては、例
えば特開昭５７−１８３５５９号，特開昭６４−２４１
６１号公報に開示されたものがある）。
図るために、燃料を旋回させて薄膜状にして噴射させた
り、あるいは燃料噴射弁のノズルボディに空気を導いて
その空気流を噴射後の旋回燃料と合流させたりする等の
手段が提案されている（この種の従来技術としては、例
えば特開昭５７−１８３５５９号，特開昭６４−２４１
６１号公報に開示されたものがある）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に噴射された旋回燃料を空気流により微粒化させる場
合、従来はノズルボディに導く微粒化用空気を少なくす
る点について配慮されていない。特にアイドル運転時の
ように燃料量が少ない場合には相対的に微粒化用空気が
多くなる傾向があり、その分、吸気通路の絞り弁を通る
空気を極端に少なくしなければならなかった。
に噴射された旋回燃料を空気流により微粒化させる場
合、従来はノズルボディに導く微粒化用空気を少なくす
る点について配慮されていない。特にアイドル運転時の
ように燃料量が少ない場合には相対的に微粒化用空気が
多くなる傾向があり、その分、吸気通路の絞り弁を通る
空気を極端に少なくしなければならなかった。
【０００５】絞り弁のすきま面積を少なくすることは、
絞り弁の精度を一層向上させねばならず実用上困難であ
る。
絞り弁の精度を一層向上させねばならず実用上困難であ
る。
【０００６】さらに、噴射弁から噴出する噴霧の粒径の
速度が２０ｍ／ｓ程度と大きいため、噴出した燃料が、
吸気管壁又は吸気弁に付着し、液膜を形成してしまうた
め、微粒化向上の効果がでにくかった。
速度が２０ｍ／ｓ程度と大きいため、噴出した燃料が、
吸気管壁又は吸気弁に付着し、液膜を形成してしまうた
め、微粒化向上の効果がでにくかった。
【０００７】本発明の目的は、少ない空気流量で効率の
良い燃料微粒化を図り、これに加えて噴射後に噴射速度
を適度に減速させて吸気管への燃料付着を防止する燃料
噴射弁を提供することにある。
良い燃料微粒化を図り、これに加えて噴射後に噴射速度
を適度に減速させて吸気管への燃料付着を防止する燃料
噴射弁を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。内容の理解を容易にするため、実施例の説明に使
用した図面の一部とそれに用いた符号を参照しつつ説明
する。
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。内容の理解を容易にするため、実施例の説明に使
用した図面の一部とそれに用いた符号を参照しつつ説明
する。
【０００９】第１の発明は、図１に示すように、ノズル
ボディ２に設けた燃料ノズル５を通して燃料を旋回させ
ながら噴射させる手段を備えた燃料噴射弁において、 前
記ノズルボディ２に空気通路２Ａが形成され、前記燃料
ノズル５の下流には、空気旋旋回室７Ｂと一端面に該空
気旋回室の中心に交わらない角度で配設され た複数の溝
７Ａとを有する空気旋回子７が配置され、前記燃料ノズ
ル５の出口と前記空気旋回室７Ｂとが隣接し、前記ノズ
ルボディ２の底部４と前記空気旋回子７の一端面に配設
された前記複数の溝７Ａとで前記空気通路２Ａと前記空
気旋回室７Ｂとを連通する空気ノズルが形成され、 前記
空気ノズルによって前記空気旋回室７Ｂに前記燃料ノズ
ル５から噴射する燃料の旋回流と反対方向の空気旋回流
を生じさせる空気流を導く構成とし、この空気旋回流と
燃料旋回流とが前記空気旋回室７Ｂで衝突するようにし
た（請求項１対応）。
ボディ２に設けた燃料ノズル５を通して燃料を旋回させ
ながら噴射させる手段を備えた燃料噴射弁において、 前
記ノズルボディ２に空気通路２Ａが形成され、前記燃料
ノズル５の下流には、空気旋旋回室７Ｂと一端面に該空
気旋回室の中心に交わらない角度で配設され た複数の溝
７Ａとを有する空気旋回子７が配置され、前記燃料ノズ
ル５の出口と前記空気旋回室７Ｂとが隣接し、前記ノズ
ルボディ２の底部４と前記空気旋回子７の一端面に配設
された前記複数の溝７Ａとで前記空気通路２Ａと前記空
気旋回室７Ｂとを連通する空気ノズルが形成され、 前記
空気ノズルによって前記空気旋回室７Ｂに前記燃料ノズ
ル５から噴射する燃料の旋回流と反対方向の空気旋回流
を生じさせる空気流を導く構成とし、この空気旋回流と
燃料旋回流とが前記空気旋回室７Ｂで衝突するようにし
た（請求項１対応）。
【００１０】第２の発明は、図１５に示すように、燃料
を旋回させながら燃料ノズル５を通して噴射させる手段
を備えた燃料噴射弁において、 前記燃料ノズル５を複数
に分岐５−１，５−２し、これらの燃料ノズルの下流に
空気旋回室７Ｂ及びこの空気旋回室７Ｂに空気旋回流を
発生させる空気ノズル７Ａを該燃料ノズル５−１，５−
２の出口と隣接するように近接配置し、且つこの空気旋
回室７Ｂを前記分岐した燃料ノズル５−１，５−２直下
に設けた裾拡がり斜面付き衝立部材４０を介して区画し
て、この空気旋回室を通過する燃料が上記衝立部材４０
の斜面に衝突するよう設定した（請求項７対応）。
を旋回させながら燃料ノズル５を通して噴射させる手段
を備えた燃料噴射弁において、 前記燃料ノズル５を複数
に分岐５−１，５−２し、これらの燃料ノズルの下流に
空気旋回室７Ｂ及びこの空気旋回室７Ｂに空気旋回流を
発生させる空気ノズル７Ａを該燃料ノズル５−１，５−
２の出口と隣接するように近接配置し、且つこの空気旋
回室７Ｂを前記分岐した燃料ノズル５−１，５−２直下
に設けた裾拡がり斜面付き衝立部材４０を介して区画し
て、この空気旋回室を通過する燃料が上記衝立部材４０
の斜面に衝突するよう設定した（請求項７対応）。
【００１１】
【作用】第１の発明の作用…空気旋回室７Ｂは燃料ノズ
ル５の出口と隣接した近接配置構造としてあり、また、
空気旋回室７Ｂに臨む空気ノズルがノズルボディ底部４
と空気旋回子７の一端面に配設された複数の溝７Ａとを
合わせることで形成されるために、この空気ノズルの出
口は燃料ノズル５に最接近し、それによって、燃料ノズ
ル５から噴射された旋回燃料は噴射直後、換言すれば拡
散する前に反対向きの空気旋回流と衝突する。従って、
少ない空気により効率よく旋回燃料を減速させつつ微粒
化を図れる。
ル５の出口と隣接した近接配置構造としてあり、また、
空気旋回室７Ｂに臨む空気ノズルがノズルボディ底部４
と空気旋回子７の一端面に配設された複数の溝７Ａとを
合わせることで形成されるために、この空気ノズルの出
口は燃料ノズル５に最接近し、それによって、燃料ノズ
ル５から噴射された旋回燃料は噴射直後、換言すれば拡
散する前に反対向きの空気旋回流と衝突する。従って、
少ない空気により効率よく旋回燃料を減速させつつ微粒
化を図れる。
【００１２】第２の発明の作用…旋回燃料は分岐ノズル
５−１，５−２を介して噴射された後、衝立４０の斜面
に衝立に衝突して一部が微粒化すると共に、残りが薄膜
状になって衝立４０に付着する。一方、ノズル５−１，
５−２に隣接させた各空気旋回室７Ｂには、空気旋回流
が発生しており、この旋回空気が衝立４０に付着した薄
膜燃料を微粒化しつつ払拭して各通路７Ｅ，７Ｆを介し
て燃料を方向付けて噴霧させる。
５−１，５−２を介して噴射された後、衝立４０の斜面
に衝立に衝突して一部が微粒化すると共に、残りが薄膜
状になって衝立４０に付着する。一方、ノズル５−１，
５−２に隣接させた各空気旋回室７Ｂには、空気旋回流
が発生しており、この旋回空気が衝立４０に付着した薄
膜燃料を微粒化しつつ払拭して各通路７Ｅ，７Ｆを介し
て燃料を方向付けて噴霧させる。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。
【００１４】図１は本発明の第１実施例を示す要部断面
図、図２はその動作原理を示す説明図である。
図、図２はその動作原理を示す説明図である。
【００１５】図２において、１は電磁式の燃料噴射弁
で、本体内部には、図示されない電磁コイル，固定コア
等が内蔵してある。燃料噴射弁１の本体下部にはノズル
ボディ２が装着される。
で、本体内部には、図示されない電磁コイル，固定コア
等が内蔵してある。燃料噴射弁１の本体下部にはノズル
ボディ２が装着される。
【００１６】ここで、図１により吸気管２０に取付けた
ノズルボディ２の内部構造について説明する。
ノズルボディ２の内部構造について説明する。
【００１７】ノズルボディ２は円筒状に形成され、内部
には弁シート３付きの底部４が上げ底の状態でノズルボ
ディ２内部のほゞ中央に配置されている。底部４の弁シ
ート３下流に燃料ノズルとなる計量オリフィス５が設け
てある。ノズルボディ底部４の上面（計量オリフィス５
の上流）には燃料に旋回力を与えるスワラー（燃料旋回
子）６が配置され、底部４の下面（計量オリフィス５の
下流）には、後述の空気ノズル７Ａ及び空気旋回室７Ｂ
を備えた空気旋回子７が配置される。
には弁シート３付きの底部４が上げ底の状態でノズルボ
ディ２内部のほゞ中央に配置されている。底部４の弁シ
ート３下流に燃料ノズルとなる計量オリフィス５が設け
てある。ノズルボディ底部４の上面（計量オリフィス５
の上流）には燃料に旋回力を与えるスワラー（燃料旋回
子）６が配置され、底部４の下面（計量オリフィス５の
下流）には、後述の空気ノズル７Ａ及び空気旋回室７Ｂ
を備えた空気旋回子７が配置される。
【００１８】燃料旋回子６は図２に示すように駒形のチ
ップで形成され、その下面には燃料に旋回力を付与する
ための燃料通路溝６Ａが４つ配設してある。溝６Ａは燃
料をチップ側壁からチップ中央の弁ガイド穴６Ｂに導く
通路構造を呈し、かつ各溝６Ａは弁ガイド穴６Ｂの中心
に交わらない角度で配置され、実施例では各溝６Ａがガ
イド穴６Ｂの周面とほゞ接線関係を保つように配設され
る。このようにして溝６Ａから出た加圧燃料はガイド穴
６Ｂの壁面に沿った旋回流となる。
ップで形成され、その下面には燃料に旋回力を付与する
ための燃料通路溝６Ａが４つ配設してある。溝６Ａは燃
料をチップ側壁からチップ中央の弁ガイド穴６Ｂに導く
通路構造を呈し、かつ各溝６Ａは弁ガイド穴６Ｂの中心
に交わらない角度で配置され、実施例では各溝６Ａがガ
イド穴６Ｂの周面とほゞ接線関係を保つように配設され
る。このようにして溝６Ａから出た加圧燃料はガイド穴
６Ｂの壁面に沿った旋回流となる。
【００１９】空気旋回子７も駒形のチップで形成され、
その上面（一端面）には空気旋回室７Ｂの中心に交わら
ない角度で複数（ここでは４つ）の溝７Ａが配設されて
いる。この溝７Ａはノズルボディ２の底部４と合わさる
ことで空気ノズルを構成するものである（以下、符号７
Ａを空気ノズルにも用いる）。空気ノズル７Ａは、空気
通路２Ａと空気旋回室７Ｂとを連通し、空気をチップ側
壁からチップ中央の空気旋回室７Ｂに導く通路構造を呈
し、各空気ノズル７Ａは旋回室７Ｂの内周とほゞ接線関
係を保つように配設される。空気ノズル７Ａの配置構造
は、空気旋回流の方向が上記の燃料旋回流と反対となる
ような空気流を空気旋回室７Ｂに導く構成としてある。
その上面（一端面）には空気旋回室７Ｂの中心に交わら
ない角度で複数（ここでは４つ）の溝７Ａが配設されて
いる。この溝７Ａはノズルボディ２の底部４と合わさる
ことで空気ノズルを構成するものである（以下、符号７
Ａを空気ノズルにも用いる）。空気ノズル７Ａは、空気
通路２Ａと空気旋回室７Ｂとを連通し、空気をチップ側
壁からチップ中央の空気旋回室７Ｂに導く通路構造を呈
し、各空気ノズル７Ａは旋回室７Ｂの内周とほゞ接線関
係を保つように配設される。空気ノズル７Ａの配置構造
は、空気旋回流の方向が上記の燃料旋回流と反対となる
ような空気流を空気旋回室７Ｂに導く構成としてある。
【００２０】図１に示すように空気旋回室７Ｂ及びこれ
に臨む空気ノズル７Ａは計量オリフィス（燃料ノズル）
５の出口と隣接するようにして近接配置される。空気ノ
ズル７Ａはノズルボディ２の側壁に設けた空気通路２Ａ
と連通する。空気通路２Ａ・ノズル７Ａに導かれる空気
源としては、吸気管２０と大気圧との差圧を用いるが、
差圧が約０．５気圧以下になった場合には空気ポンプを
用いる。この場合、空気ポンプの作動には、図５に示す
ようにヒステリシスをもたせポンプ動作のハンチングを
防止する。
に臨む空気ノズル７Ａは計量オリフィス（燃料ノズル）
５の出口と隣接するようにして近接配置される。空気ノ
ズル７Ａはノズルボディ２の側壁に設けた空気通路２Ａ
と連通する。空気通路２Ａ・ノズル７Ａに導かれる空気
源としては、吸気管２０と大気圧との差圧を用いるが、
差圧が約０．５気圧以下になった場合には空気ポンプを
用いる。この場合、空気ポンプの作動には、図５に示す
ようにヒステリシスをもたせポンプ動作のハンチングを
防止する。
【００２１】８は弁シート３との協働作用により弁開閉
動作を行うボール弁で、ロッド９を介してプランジャ
（図示せず）と連結され、電磁コイルのオン，オフによ
り燃料旋回子６に設けたガイド穴６Ｂに案内されて動作
する。
動作を行うボール弁で、ロッド９を介してプランジャ
（図示せず）と連結され、電磁コイルのオン，オフによ
り燃料旋回子６に設けたガイド穴６Ｂに案内されて動作
する。
【００２２】本実施例によれば、ボール弁８が開くと、
燃料は燃料旋回子６の溝６Ａを通ってノズルボディガイ
ド穴６Ｂで旋回力を与えられた後、計量オリフィス５を
介して空気旋回室７Ｂに薄い液膜状になって噴出する。
一方、空気通路２Ａ及びノズル７Ａに導入された空気
は、旋回力を与えられて空気旋回室７Ｂに至る。空気旋
回流と燃料旋回流の旋回方向が互いに逆方向であるの
で、これらの旋回流同士が空気旋回室７Ｂにて互いに衝
突し合う。そのため、計量オリフィス５から噴射直後の
燃料旋回流が速度を減速されつつ空気と混合し、燃料微
粒化が促進される。
燃料は燃料旋回子６の溝６Ａを通ってノズルボディガイ
ド穴６Ｂで旋回力を与えられた後、計量オリフィス５を
介して空気旋回室７Ｂに薄い液膜状になって噴出する。
一方、空気通路２Ａ及びノズル７Ａに導入された空気
は、旋回力を与えられて空気旋回室７Ｂに至る。空気旋
回流と燃料旋回流の旋回方向が互いに逆方向であるの
で、これらの旋回流同士が空気旋回室７Ｂにて互いに衝
突し合う。そのため、計量オリフィス５から噴射直後の
燃料旋回流が速度を減速されつつ空気と混合し、燃料微
粒化が促進される。
【００２３】微粒化しきれなかった燃料は、空気旋回室
７Ｂ壁面に付着するが、この付着燃料も旋回空気流の力
で壁から剥離し薄膜化されてノズルボディ２より噴出す
る。なお、空気旋回子７の出口部７Ｃはテーパ状に拡が
り、この拡がり角によって噴霧拡がり角を変えるように
してある。
７Ｂ壁面に付着するが、この付着燃料も旋回空気流の力
で壁から剥離し薄膜化されてノズルボディ２より噴出す
る。なお、空気旋回子７の出口部７Ｃはテーパ状に拡が
り、この拡がり角によって噴霧拡がり角を変えるように
してある。
【００２４】本実施例によれば、計量オリフィス５から
燃料が噴射された直後にその燃料旋回流が空気旋回流と
合流する。その結果、燃料旋回流が拡散するまえの小旋
回スペースにて反対方向の空気旋回流と衝突するので、
空気旋回流を極力少なくして燃料と空気との混合及び燃
料微粒化を図りると共に、燃料旋回流を有効かつ適度に
減速させる。
燃料が噴射された直後にその燃料旋回流が空気旋回流と
合流する。その結果、燃料旋回流が拡散するまえの小旋
回スペースにて反対方向の空気旋回流と衝突するので、
空気旋回流を極力少なくして燃料と空気との混合及び燃
料微粒化を図りると共に、燃料旋回流を有効かつ適度に
減速させる。
【００２５】図３は微粒化用空気流量と噴霧粒径との関
係を示す実験データ図で、丸印でプロットした線図が本
実施例の如く計量オリフィス５からの燃料噴射直後に空
気旋回室７Ｂで燃料旋回流とこれと反対方向の空気旋回
流を合流させたもので、四角印でプロットした線図（比
較例１）が空気旋回なしの空気流を上記同様の空気旋回
室７Ｂで燃料旋回流と合流させたもので、三角印でプロ
ットした線図（比較例２）が計量オリフィス５から噴射
された燃料旋回流を空気旋回室７Ｂを用いずにノズルボ
ディ２外部で反対方向の空気旋回流と合流させたもので
ある。
係を示す実験データ図で、丸印でプロットした線図が本
実施例の如く計量オリフィス５からの燃料噴射直後に空
気旋回室７Ｂで燃料旋回流とこれと反対方向の空気旋回
流を合流させたもので、四角印でプロットした線図（比
較例１）が空気旋回なしの空気流を上記同様の空気旋回
室７Ｂで燃料旋回流と合流させたもので、三角印でプロ
ットした線図（比較例２）が計量オリフィス５から噴射
された燃料旋回流を空気旋回室７Ｂを用いずにノズルボ
ディ２外部で反対方向の空気旋回流と合流させたもので
ある。
【００２６】この実験データからも明らかなように、本
実施例のものは比較例１，２に較べて燃料噴射弁に導く
微粒化用空気流量を少なくして噴射燃料の微粒化を図る
ことができた。
実施例のものは比較例１，２に較べて燃料噴射弁に導く
微粒化用空気流量を少なくして噴射燃料の微粒化を図る
ことができた。
【００２７】図４は空気流量と噴霧速度の関係を示す線
図である。図４のイに示すように空気旋回なしの場合に
は噴射燃料周辺の空気流量を大きくすると噴霧速度が大
きくなるが、同図ロに示すように燃料旋回流に反対方向
の空気旋回流を加えると噴出方向への噴霧速度が小さく
なる。このため、噴射燃料は、吸気管の気流で運ばれや
すく、吸気管壁面への燃料の付着を防止できる。
図である。図４のイに示すように空気旋回なしの場合に
は噴射燃料周辺の空気流量を大きくすると噴霧速度が大
きくなるが、同図ロに示すように燃料旋回流に反対方向
の空気旋回流を加えると噴出方向への噴霧速度が小さく
なる。このため、噴射燃料は、吸気管の気流で運ばれや
すく、吸気管壁面への燃料の付着を防止できる。
【００２８】図６は本発明の第２実施例を示す要部断面
図である。図中、第１実施例と同様の符号は同一或いは
共通する要素を示す（なお、図７以降の他の実施例の符
号も同様である）。
図である。図中、第１実施例と同様の符号は同一或いは
共通する要素を示す（なお、図７以降の他の実施例の符
号も同様である）。
【００２９】本実施例は、第１実施例と構造的にほゞ同
様であり、計量オリフィス５出口に接するようにして空
気旋回子７を設けるが、空気旋回子７の空気旋回室７Ｂ
の下流に形成する出口部７Ｃを空気旋回室７Ｂの面積よ
り狭くした点が異なる。
様であり、計量オリフィス５出口に接するようにして空
気旋回子７を設けるが、空気旋回子７の空気旋回室７Ｂ
の下流に形成する出口部７Ｃを空気旋回室７Ｂの面積よ
り狭くした点が異なる。
【００３０】このようにすると、第１実施例と同様の効
果を奏するほかに空気と燃料をせまい領域７Ｃで混合
し、微粒化と空気混合率を上げる利点がある。
果を奏するほかに空気と燃料をせまい領域７Ｃで混合
し、微粒化と空気混合率を上げる利点がある。
【００３１】図７は本発明の第３実施例を示す要部断面
図である。
図である。
【００３２】本実施例の主要な構造は、上記各実施例と
同様であるが、空気旋回子７の出口部７Ｃの周縁に突出
し部１０を設けた点が異なる。
同様であるが、空気旋回子７の出口部７Ｃの周縁に突出
し部１０を設けた点が異なる。
【００３３】空気旋回子７から出た燃料と空気は、空気
の流量が少ない場合に空気旋回子７の底面７Ｄにまわり
こみ粗大粒を形成し易いが、出口部７Ｃに突出し部１０
を設けると、突出し部１０内壁で液膜が薄膜となって付
着し底面７Ｄへのまわり込みを防止する。その結果、付
着燃料は突出し部１０の先端より液滴として成長する前
に薄膜状の状態で連続的に流れ落すことが可能となるた
め、より一層の燃料微粒化を図ることができる。
の流量が少ない場合に空気旋回子７の底面７Ｄにまわり
こみ粗大粒を形成し易いが、出口部７Ｃに突出し部１０
を設けると、突出し部１０内壁で液膜が薄膜となって付
着し底面７Ｄへのまわり込みを防止する。その結果、付
着燃料は突出し部１０の先端より液滴として成長する前
に薄膜状の状態で連続的に流れ落すことが可能となるた
め、より一層の燃料微粒化を図ることができる。
【００３４】図８に本発明の第４実施例を示す。本実施
例は、図６の第２実施例とほとんど同一の構造をなす
が、加えてノズルボディ２の出口ガイド部２´の端に周
縁に沿った溝１１を形成した。空気流量が少ない場合、
ガイド部２´にまわりこんだ燃料は溝１１によって補か
くされるため、粗大粒子の噴出が少なく、しかも空気流
量が大きくなると、溝１１にたまった燃料が空気によっ
て吸い出されるため、微粒化される。
例は、図６の第２実施例とほとんど同一の構造をなす
が、加えてノズルボディ２の出口ガイド部２´の端に周
縁に沿った溝１１を形成した。空気流量が少ない場合、
ガイド部２´にまわりこんだ燃料は溝１１によって補か
くされるため、粗大粒子の噴出が少なく、しかも空気流
量が大きくなると、溝１１にたまった燃料が空気によっ
て吸い出されるため、微粒化される。
【００３５】図９に本発明の第５実施例を示す。本実施
例も主要部については上記各実施例と同様の構成をなす
が、空気旋回子７における空気旋回室７Ｂの下端７−１
をテーパ状に絞り形成した後に、ノズルボディ細孔７−
２を配設し、その後に出口部７Ｃをテーパ状に拡げる。
このようにすることにより、燃料と空気の旋回流が空気
旋回室７Ｂで合流した後にこれらの空気と燃料とが細孔
７−２へ損失のないように導かれる。そして、旋回子７
の出口７Ｃをテーパ状に拡げることで、このテーパ角度
によって噴霧角を制御できる。テーパー角を２５度とす
れば、噴霧広がり角も２５度程度となる。
例も主要部については上記各実施例と同様の構成をなす
が、空気旋回子７における空気旋回室７Ｂの下端７−１
をテーパ状に絞り形成した後に、ノズルボディ細孔７−
２を配設し、その後に出口部７Ｃをテーパ状に拡げる。
このようにすることにより、燃料と空気の旋回流が空気
旋回室７Ｂで合流した後にこれらの空気と燃料とが細孔
７−２へ損失のないように導かれる。そして、旋回子７
の出口７Ｃをテーパ状に拡げることで、このテーパ角度
によって噴霧角を制御できる。テーパー角を２５度とす
れば、噴霧広がり角も２５度程度となる。
【００３６】図１０に本発明の第６実施例に用いる空気
旋回子７の平面図を、図１１に図１０のＡ−Ａ縦断面図
を示す。
旋回子７の平面図を、図１１に図１０のＡ−Ａ縦断面図
を示す。
【００３７】本実施例では、空気旋回子７のみを取だし
て示すが、その配置については、上記各実施例と同様で
ある。本実施例は空気旋回子７における空気旋回室７Ｂ
の下端７−１を上記第５実施例同様にテーパ状に絞り形
成するが、その下に直接、オリフィス状の空気出口部７
ｃを形成する。
て示すが、その配置については、上記各実施例と同様で
ある。本実施例は空気旋回子７における空気旋回室７Ｂ
の下端７−１を上記第５実施例同様にテーパ状に絞り形
成するが、その下に直接、オリフィス状の空気出口部７
ｃを形成する。
【００３８】このようにすることで、空気旋回流の通路
のうち出口部７Ｃの通路が最も狭くなる（空気ノズル７
Ａのトータル面積より出口部７Ｃの通路面積の方が狭く
してある）ので、この出口部７Ｃで旋回子７に導入する
空気流量が決まる。また、７−１から７Ｃにかけて通路
を絞ることで、空気旋回流の速度を増すことができ、こ
れと反対方向の燃料旋回流との衝突力をまして、燃料噴
射速度の減速及び燃料微粒化を一層図ることができる。
のうち出口部７Ｃの通路が最も狭くなる（空気ノズル７
Ａのトータル面積より出口部７Ｃの通路面積の方が狭く
してある）ので、この出口部７Ｃで旋回子７に導入する
空気流量が決まる。また、７−１から７Ｃにかけて通路
を絞ることで、空気旋回流の速度を増すことができ、こ
れと反対方向の燃料旋回流との衝突力をまして、燃料噴
射速度の減速及び燃料微粒化を一層図ることができる。
【００３９】図１２は本発明の第７実施例を示す要部断
面図である。
面図である。
【００４０】本実施例も上記各実施例と主要部について
は共通するが、燃料噴射弁の本体１下部に筒形のカバー
１２を被着し、このカバー１２と燃料噴射弁１との間に
空気旋回子７のノズル７Ａ及びノズルボディ２の空気通
路２Ａと通じる空気通路１２Ａを形成する。
は共通するが、燃料噴射弁の本体１下部に筒形のカバー
１２を被着し、このカバー１２と燃料噴射弁１との間に
空気旋回子７のノズル７Ａ及びノズルボディ２の空気通
路２Ａと通じる空気通路１２Ａを形成する。
【００４１】図１３は本発明の第８実施例を示す概略断
面図である。
面図である。
【００４２】本実施例は、燃料噴射弁１の下部に計量オ
リフィス５を有するノズルボディ２を設け、このノズル
ボディ２の下部に計量オリフィス５と接するようにして
空気旋回子７を設ける。この空気旋回子７の下部に燃料
噴射弁１の本体下部を覆うカバー１３を被着する。カバ
ー１３は混合された空気と燃料を噴出させる噴射口１４
と空気取入口１５が設けてある。
リフィス５を有するノズルボディ２を設け、このノズル
ボディ２の下部に計量オリフィス５と接するようにして
空気旋回子７を設ける。この空気旋回子７の下部に燃料
噴射弁１の本体下部を覆うカバー１３を被着する。カバ
ー１３は混合された空気と燃料を噴出させる噴射口１４
と空気取入口１５が設けてある。
【００４３】空気旋回子７は、空気旋回室７Ｂの下端７
−１をテーパ状に絞り形成し、この空気旋回子７がノズ
ルボディ２・カバー１３により挾み付けられて組み込ま
れる。この組み込み状態では、テーパ状の空気旋回絞り
部７−１がカバー１３側に設けた噴射口１４と連通す
る。また、カバー１３と燃料噴射弁１との間には、空気
ノズル７Ａに通じる空気通路１３Ａが形成される。な
お、本実施例でも計量オリフィス５の上流に燃料旋回子
（図示省略）が配置してある。
−１をテーパ状に絞り形成し、この空気旋回子７がノズ
ルボディ２・カバー１３により挾み付けられて組み込ま
れる。この組み込み状態では、テーパ状の空気旋回絞り
部７−１がカバー１３側に設けた噴射口１４と連通す
る。また、カバー１３と燃料噴射弁１との間には、空気
ノズル７Ａに通じる空気通路１３Ａが形成される。な
お、本実施例でも計量オリフィス５の上流に燃料旋回子
（図示省略）が配置してある。
【００４４】本実施例は、カバー１３を燃料噴射弁に例
えば圧入等の簡単な手段で被着することで、空気旋回子
７に導く空気通路１３Ａが確保され、また、カバー１３
側に設けた噴射口１４と空気旋回子７とで図１１の第６
実施例同様の空気旋回構造を得ることができる。この場
合の空気旋回子７の構造そのものは、第６実施例より簡
略化できる利点がある。
えば圧入等の簡単な手段で被着することで、空気旋回子
７に導く空気通路１３Ａが確保され、また、カバー１３
側に設けた噴射口１４と空気旋回子７とで図１１の第６
実施例同様の空気旋回構造を得ることができる。この場
合の空気旋回子７の構造そのものは、第６実施例より簡
略化できる利点がある。
【００４５】図１４は本発明の第９実施例を示す要部断
面図である。
面図である。
【００４６】本実施例も第８実施例のカバー１３同様に
燃料噴射弁１の下部にカバー１６を被着する。カバー１
６には、空気旋回子７で合流して混合された燃料と空気
を導くテーパ状の出口１６Ａと空気取入口１６Ｂが配設
してある。
燃料噴射弁１の下部にカバー１６を被着する。カバー１
６には、空気旋回子７で合流して混合された燃料と空気
を導くテーパ状の出口１６Ａと空気取入口１６Ｂが配設
してある。
【００４７】空気旋回子７は計量オリフィス５の出口に
接するようにして配置され、燃料噴射弁１の下部に設け
たノズルボディ２とカバー１６との間で挾み付けられ
る。
接するようにして配置され、燃料噴射弁１の下部に設け
たノズルボディ２とカバー１６との間で挾み付けられ
る。
【００４８】カバー１６と燃料噴射弁１との間には空気
旋回子７の空気ノズル７Ａに通じる空気通路１７が形成
される。
旋回子７の空気ノズル７Ａに通じる空気通路１７が形成
される。
【００４９】図１５に本発明の第１０実施例を示す。
【００５０】本実施例は２吸気弁／１気筒に対応させた
もので、弁体８の下流に計量オリフィス５を設け、さら
にその下流に２つの燃料ノズル５−１，５−２を分岐し
て設けた。さらに燃料ノズル５−１，５−２の下流にこ
れらのノズルと隣接させつつ空気旋回室７Ｂ，空気ノズ
ル７Ａ付きの空気旋回子７を設けた。
もので、弁体８の下流に計量オリフィス５を設け、さら
にその下流に２つの燃料ノズル５−１，５−２を分岐し
て設けた。さらに燃料ノズル５−１，５−２の下流にこ
れらのノズルと隣接させつつ空気旋回室７Ｂ，空気ノズ
ル７Ａ付きの空気旋回子７を設けた。
【００５１】空気旋回室７Ｂは燃料ノズル５−１，５−
２に対応させて２室形成され、これらの空気旋回室７Ｂ
に対応させて７Ｂの出口となるオリフィス７Ｅ，７Ｆが
空気旋回子７に配設される。オリフィス７Ｅは燃料ノズ
ル５−１の延長線上にノズル５−１と角度を一致させて
配置され、オリフィス７Ｆも燃料ノズル５−２との関係
で同様にしてある。
２に対応させて２室形成され、これらの空気旋回室７Ｂ
に対応させて７Ｂの出口となるオリフィス７Ｅ，７Ｆが
空気旋回子７に配設される。オリフィス７Ｅは燃料ノズ
ル５−１の延長線上にノズル５−１と角度を一致させて
配置され、オリフィス７Ｆも燃料ノズル５−２との関係
で同様にしてある。
【００５２】本実施例によれば、燃料ノズル５−１，５
−２より各空気旋回室７Ｂに噴出した燃料は、ノズル５
−１，５−２を出た直後に旋回空気と衝突し微粒化す
る。旋回空気と衝突し微粒化された燃料は、オリフィス
７Ｅ，７Ｆで２方向に分けられ、それぞれ気筒の吸気弁
に向けて配分される。
−２より各空気旋回室７Ｂに噴出した燃料は、ノズル５
−１，５−２を出た直後に旋回空気と衝突し微粒化す
る。旋回空気と衝突し微粒化された燃料は、オリフィス
７Ｅ，７Ｆで２方向に分けられ、それぞれ気筒の吸気弁
に向けて配分される。
【００５３】図１６に本発明の第１１実施例を示す。
【００５４】本実施例も第１０実施例と同様の構造をな
すが、燃料ノズル５−１，５−２については、ノズルボ
ディ２と別体の薄板（厚み０．２ｍｍ以下）２１により
形成し、ノズルボディ２の構造の簡略ひいては成形の容
易性を図っている。
すが、燃料ノズル５−１，５−２については、ノズルボ
ディ２と別体の薄板（厚み０．２ｍｍ以下）２１により
形成し、ノズルボディ２の構造の簡略ひいては成形の容
易性を図っている。
【００５５】また、電磁的に駆動される弁体８によって
燃料通路６Ａを開くと、燃料ノズル５から噴出した燃料
がその直ぐ下の下流で薄板２１の複数の孔５−１，５−
２を介して複数に分岐され、且つ複数の空気ノズル２Ａ
から噴射される空気と衝突して燃料微粒化を促進され、
さらに上記した燃料は、空気ノズル２Ａの下流に設けた
部材７により複数方向に分けられる。
燃料通路６Ａを開くと、燃料ノズル５から噴出した燃料
がその直ぐ下の下流で薄板２１の複数の孔５−１，５−
２を介して複数に分岐され、且つ複数の空気ノズル２Ａ
から噴射される空気と衝突して燃料微粒化を促進され、
さらに上記した燃料は、空気ノズル２Ａの下流に設けた
部材７により複数方向に分けられる。
【００５６】図１７に本発明の第１２実施例を示す。
【００５７】本実施例は、燃料ノズル５を途中で軸方向
に向いた２つのノズル５−１，５−２に分岐し、ノズル
５−１，５−２に隣接させて薄層の空気旋回室７Ｂを配
置し、さらにその下流にオリフィス７Ｅ，７Ｆを設け
る。オリフィス７Ｅ，７Ｆは断面三角形状の斜面付き衝
立４０で区画される。
に向いた２つのノズル５−１，５−２に分岐し、ノズル
５−１，５−２に隣接させて薄層の空気旋回室７Ｂを配
置し、さらにその下流にオリフィス７Ｅ，７Ｆを設け
る。オリフィス７Ｅ，７Ｆは断面三角形状の斜面付き衝
立４０で区画される。
【００５８】空気通路２Ａより旋回室７Ｂに流入した空
気は、各燃料ノズル５−１，５−２から噴射される薄膜
燃料に衝突して燃料の微粒化を図る。また一部燃料は衝
立４０の斜面に薄膜状に付着するが旋回吸気で払拭され
て微粒化される。このようにして小さな噴霧を形成し、
オリフィス７Ｅ，７Ｆによって方向づけられて噴出す
る。
気は、各燃料ノズル５−１，５−２から噴射される薄膜
燃料に衝突して燃料の微粒化を図る。また一部燃料は衝
立４０の斜面に薄膜状に付着するが旋回吸気で払拭され
て微粒化される。このようにして小さな噴霧を形成し、
オリフィス７Ｅ，７Ｆによって方向づけられて噴出す
る。
【００５９】図１８は本発明の第１３実施例で、同図の
（ａ）がその要部断面図、（ｂ）が下面図である。
（ａ）がその要部断面図、（ｂ）が下面図である。
【００６０】本実施例でも、旋回燃料を噴射させる燃料
ノズル５の下流にノズル５の出口と隣接させて空気旋回
室７Ｂ´を形成するが、この空気旋回室７Ｂ´には燃料
の旋回流と同じ方向に空気流を生じるように空気ノズル
７Ａ´が配置してある。
ノズル５の下流にノズル５の出口と隣接させて空気旋回
室７Ｂ´を形成するが、この空気旋回室７Ｂ´には燃料
の旋回流と同じ方向に空気流を生じるように空気ノズル
７Ａ´が配置してある。
【００６１】さらに空気旋回室７Ｂ´の直ぐ下にメガネ
形状の穴２３を有するプレート２２が配置してある。
形状の穴２３を有するプレート２２が配置してある。
【００６２】このような構成によれば、次のような作用
により２吸気弁／１気筒に対応できる。例えば吸気管２
０内と大気との差圧が小さくて、空気通路２Ａから空気
旋回室７Ｂ´に導入される空気がほとんどない場合に
は、燃料は自身の旋回力によりメガネ穴２３の２つの方
向へ広がり、２つの噴霧を形成する。空気が導入される
と、空気流によってさらに燃料の旋回が加速され、薄い
液膜を形成し噴霧粒径が小さくなり、その旋回力によっ
て、メガネ穴２３で２つの方向に広げることができる。
により２吸気弁／１気筒に対応できる。例えば吸気管２
０内と大気との差圧が小さくて、空気通路２Ａから空気
旋回室７Ｂ´に導入される空気がほとんどない場合に
は、燃料は自身の旋回力によりメガネ穴２３の２つの方
向へ広がり、２つの噴霧を形成する。空気が導入される
と、空気流によってさらに燃料の旋回が加速され、薄い
液膜を形成し噴霧粒径が小さくなり、その旋回力によっ
て、メガネ穴２３で２つの方向に広げることができる。
【００６３】図１９は本発明の第１４実施例で、同図の
（ａ）がその要部断面図、（ｂ）が下面図である。
（ａ）がその要部断面図、（ｂ）が下面図である。
【００６４】本実施例では、第１３実施例同様の空気旋
回室７Ｂ´の出口部７Ｃ´に隣接して分岐用の穴部２４
Ａを有するプレート２４を配置する。空気旋回室７Ｂ´
で微粒化された燃料は、穴部２４Ａで２つの方向に分け
ることができ、その方向は穴部２４Ａによる分岐方向に
一致する。
回室７Ｂ´の出口部７Ｃ´に隣接して分岐用の穴部２４
Ａを有するプレート２４を配置する。空気旋回室７Ｂ´
で微粒化された燃料は、穴部２４Ａで２つの方向に分け
ることができ、その方向は穴部２４Ａによる分岐方向に
一致する。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、少ない空気流量で効率
の良い燃料微粒化を図ることができる。また、噴射速度
を有効に減速させた噴霧、到達距離の短い噴霧を形成す
ることができるので吸気管壁面への燃料付着を低減する
ことができる。
の良い燃料微粒化を図ることができる。また、噴射速度
を有効に減速させた噴霧、到達距離の短い噴霧を形成す
ることができるので吸気管壁面への燃料付着を低減する
ことができる。
【図１】本発明の第１実施例で、（ａ）が要部断面図、
（ｂ）が空気旋回室及び空気ノズルの配置構造を示す。
（ｂ）が空気旋回室及び空気ノズルの配置構造を示す。
【図２】第１実施例に用いる燃料噴射弁の動作原理図。
【図３】第１実施例と比較例との噴霧粒径に対する微粒
化に要する空気量との関係を示す線図。
化に要する空気量との関係を示す線図。
【図４】第１実施例と比較例の空気流量と噴霧速度の関
係を示す線図。
係を示す線図。
【図５】第１実施例に用いる空気供給ポンプの使用条件
を示す図。
を示す図。
【図６】本発明の第２実施例を示す要部断面図。
【図７】本発明の第３実施例を示す要部断面図。
【図８】本発明の第４実施例を示す要部断面図。
【図９】本発明の第５実施例を示す要部断面図。
【図１０】本発明の第６実施例に用いる空気旋回子の平
面図。
面図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図。
【図１２】本発明の第７実施例を示す要部断面図。
【図１３】本発明の第８実施例を示す要部断面図。
【図１４】本発明の第９実施例を示す要部断面図。
【図１５】本発明の第１０実施例を示す要部断面図。
【図１６】本発明の第１１実施例を示す要部断面図。
【図１７】本発明の第１２実施例を示す要部断面図。
【図１８】本発明の第１３実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。
図、（ｂ）が下面図。
【図１９】本発明の第１４実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。
図、（ｂ）が下面図。
１…燃料噴射弁、２…ノズルボディ、２Ａ…空気ノズ
ル、５…燃料ノズル、５−１，５−２…複数の孔（分岐
ノズル）、６Ａ…燃料通路、７…燃料分岐用の部材、８
…弁体、２１…薄板。
ル、５…燃料ノズル、５−１，５−２…複数の孔（分岐
ノズル）、６Ａ…燃料通路、７…燃料分岐用の部材、８
…弁体、２１…薄板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤枝 護 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 平２−19652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−157060（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−245470（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−50472（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−64757（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−27967（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−164252（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−187963（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−61461（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 51/08 F02M 61/18 360 F02M 69/00 310 F02M 69/04
Claims (7)
- 【請求項１】 ノズルボディに設けた燃料ノズルを通し
て燃料を旋回させながら噴射させる手段を備えた燃料噴
射弁において、 前記ノズルボディに空気通路が形成され、前記燃料ノズ
ルの下流には、空気旋旋回室と一端面に該空気旋回室の
中心に交わらない角度で配設された複数の溝とを有する
空気旋回子が配置され、前記燃料ノズルの出口と前記空
気旋回室とが隣接し、前記ノズルボディの底部と前記空
気旋回子の一端面に配設された前記複数の溝とで前記空
気通路と前記空気旋回室とを連通する空気ノズルが形成
され、 前記空気ノズルによって前記空気旋回室に前記燃料ノズ
ルから噴射する燃料の旋回流と反対方向の空気旋回流を
生じさせる空気流を導く構成とし、この空気旋回流と燃
料旋回流とが前記空気旋回室で衝突するように したこと
を特徴とする燃料噴射弁。 - 【請求項２】 前記空気旋回室の入口部より出口部の方
が広くしてある請求項１記載の燃料噴射弁。 - 【請求項３】 前記空気旋回室の出口部がテーパ状に拡
がり形成されている請求項２記載の燃料噴射弁。 - 【請求項４】 前記ノズルボディは、上げ底状の底部を
有する筒形を呈し、このノズルボディの底部に前記燃料
ノズルを兼用する計量オリフィスが設けられ、ノズルボ
ディ内部には、その底部を境として上部側に前記計量オ
リフィスの上流に位置しつつ燃料に旋回力を与える燃料
旋回子が組み込まれ、下部側には前記空気旋回室及び空
気ノズルを備えた空気旋回子が組み込まれている請求項
１ないし３のいずれか１項記載の燃料噴射弁。 - 【請求項５】 前記ノズルボディは有底筒形を呈し、こ
のノズルボディの底部に前記燃料ノズルを兼用する計量
オリフィスが形成され、前記ノズルボディの底部上面に
前記計量オリフィスの上流に位置しつつ燃料に旋回力を
与える燃料旋回子が組み込まれ、前記ノズルボディの底
部下面に前記空気旋回室及び空気ノズルを備えた空気旋
回子が配置され、且つ燃料噴射弁の本体下部を覆うカバ
ーを被 着し、このカバーと前記ノズルボディとにより前
記空気旋回子を挾み付けると共に、このカバー・ノズル
ボディ間の空隙を前記空気旋回子の空気ノズルに通じる
空気通路としてある請求項１ないし３のいずれか１項記
載の燃料噴射弁。 - 【請求項６】 前記空気旋回室は出口側に向けてテーパ
状に狭めて形成した請求項１又は４又は５記載の燃料噴
射弁。 - 【請求項７】 燃料を旋回させながら燃料ノズルを通し
て噴射させる手段を備えた燃料噴射弁において、 前記燃料ノズルを複数に分岐し、これらの燃料ノズルの
下流に空気旋回室及びこの空気旋回室に空気旋回流を発
生させる空気ノズルを該燃料ノズルの出口と隣接するよ
うに近接配置し、且つこの空気旋回室を前記分岐した燃
料ノズル直下に設けた裾拡がり斜面付き衝立部材を介し
て区画して、この空気旋回室を通過する燃料が上記衝立
部材の斜面に衝突するよう設定 したことを特徴とする燃
料噴射弁。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3055372A JP2996525B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 燃料噴射弁 |
| US07/854,539 US5360166A (en) | 1991-03-20 | 1992-03-19 | Fuel injection valve |
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