JP3044871B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

燃料噴射弁

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射弁における弁部
分の燃料流路形状に関する。
【0002】
【従来の技術】燃料噴射弁の弁形状について、曲面弁座
は特開昭57−102555号公報あるいは特開平3−18662号公
報に記載のように、球状弁体と組み合わせて用いられて
いた。また、流路断面積が連続的に小さくなる流路形状
は、特開昭62−162768号公報に記載のように、シート部
から燃料噴射孔まで流路断面積が一様に滑らかに減少す
る形状であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、曲面弁
座と球状弁体を組み合わせて用いていた。この場合球状
弁体の下側の流路の容積がシート部付近よりも大きくな
り、流れが減速流となり渦などの乱れが発生し流れが不
安定になるおそれがある。
【0004】一方、後述の従来技術は、流路断面積を一
様に滑らかに減少する形状としたものであるが、それは
ニードル弁のシート部から燃料噴射孔までの間を考慮し
たものであった。この形状では、燃料が燃料噴射孔の入
口部分で流路に角部があるため流路壁面から剥離してし
まい、流れが不安定になることが懸念される。
【0005】この不安定な流れによって生じる流れロス
や燃料流の液膜の厚みの不均一さにより、微粒化すると
きに用いられる運動エネルギの減殺やエネルギのアンバ
ランスが生じるという問題がある。
【0006】本発明の目的は、燃料の流れを安定にし、
燃料の高度な微粒化が可能な燃料噴射弁の弁形状を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、弁座の上流に燃料に旋回力を付与する旋
回用燃料通路を備えた燃料噴射弁において、弁座の縦
面形状を流路側に凸かつ前記弁体と接触する位置から
上流側及び下流側に向けて連続した曲線で形成される断
形状とし、弁体先端部の燃料通路側の縦断面形状を直
線または流路側に凹形状とし、弁軸方向の前記弁座の上
流側端部に前記旋回用通路の出口を開口させたもので
る。
【0008】
【作用】燃料噴射弁が開かれると、燃料が弁体と弁座の
間の流路を燃料噴射孔へ向けて流れるが、流路側に凸
型、かつ、連続した燃料通路側縦断面形状の弁座と、直
線または流路側に凹型の燃料通路側の縦断面形状の弁体
とで形成される燃料流路は、弁体の下側の流路の容積が
シート部付近に比べ大きくないので、渦などの乱れが発
生しにくく流れが不安定になるおそれがない。
【0009】また、流路面積がシート部から燃料噴射孔
出口まで連続的に減少する様に形成する場合、燃料流は
加速流となるので、剥離や渦など運動エネルギを減殺す
る乱れを発生することなく流れが安定化する。
【0010】また、弁座の上流側に燃料旋回部材等を設
けることによって、弁軸方向の弁座の上流側端部に旋回
用通路の出口を開口させても、旋回速度成分を持った燃
料が、流路中で増速される際に、特に壁面近傍で乱れを
発生することなく安定した流れを形成する。
【0011】このように、運動エネルギの減殺,噴射燃
料流の濃淡の原因となる乱れを発生することなく流れが
安定化することにより、燃料噴射孔より噴射される燃料
流が効果的に微粒化される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1から図7により
説明する。まず、図1から図3において、図1は本発明
の弁形状の開弁時のノズル部分の拡大図であり、図中の
点は燃料流を示している。図2は本発明の弁形状の閉弁
時のノズル部分の拡大図であり、図3は本発明の弁形状
を自動車エンジン用電磁式燃料噴射弁に適用した場合の
縦断面図である。
【0013】図3において、燃料は供給口1から噴射弁
内部に供給され、常時ノズル部2まで達している。弁体
3の弁体先端部4は、スプリング5によって弁座6に押
し付けられているが、ソレノイド7がコントロールユニ
ットからの駆動信号により励磁されると吸引され、弁座
6から離れるので、旋回通路8で旋回力を付与された燃
料が燃料噴射孔9から噴射される。図1および図2に示
されるように、弁座6の燃料通路側縦断面形状は流路側
に凸型、かつ、連続である。一方、弁体先端部4の燃料
通路側縦断面形状は直線である。しかも、弁座6と弁体
4先端部のシート位置から燃料噴射孔9の出口までの断
面積は開弁時に連続的に減少する様に構成される。従っ
て旋回力を持った燃料流は、途中で乱れ等の不安定要因
がないため滑らかに、かつ加速されつつ燃料噴射孔9へ
向かって流れ、互いに衝突しあうことなく燃料噴射孔9
より噴射される。
【0014】このように、運動エネルギを減殺すること
なく燃料流が噴射され、燃料の微粒化が効率良く実施さ
れる。なお、実施例の説明では、弁座の上流側に配設さ
れた燃料旋回部材をもつ電磁式燃料噴射弁を示すが、燃
料に旋回を与えなくとも同様な効果が得られる。
【0015】図4から図7は本発明の弁部分の他の実施
例の断面図である。
【0016】図4は、弁座を燃料通路側縦断面形状が流
路側に凸型の曲線と直線によって構成される弁座10と
した場合の実施例を示したものである。この実施例の場
合、燃料通路側縦断面の直線部分の傾きや曲線部分の曲
率を変化させることにより、流路断面積の減少する割合
や燃料噴射孔の径を任意とする設計が比較的容易に可能
である。
【0017】図5は弁体先端部4の先端に別の突起11
を設けた場合の実施例を示したものである。この実施例
の場合、図1から図3で示した第一の実施例よりも弁体
の下側の流路の容積が小さいので、渦などの乱れが発生
しにくい。なお、弁体先端部4および突起11の燃料通
路側の縦断面形状が直線で構成されている、つまり弁体
先端部4および突起11が円錐面で構成されているの
で、比較的加工が容易である。
【0018】図6は弁体先端部を燃料通路側の縦断面形
状が流路側に凹型の曲線と直線によって構成される弁体
先端部12とした場合の実施例を示したものである。こ
の実施例の場合、弁体先端部12の燃料通路側の縦断面
形状が連続しているので、燃料通路側縦断面形状が不連
続な図3で示した実施例に比べ、剥離などの乱れが発生
しにくい。
【0019】図7は、弁体先端部を燃料通路側縦断面形
状が流路側に凹型の曲線である弁体先端部13とした場
合の実施例を示したものである。この実施例の場合、図
6や図7で示した実施例よりも弁体の下側の流路の容積
が小さいので、より一層渦などの乱れが発生しにくい。
また、この実施例の場合、閉弁時に旋回通路8からシー
ト部までの体積が小さいので開弁動作の初めから燃料流
に十分な旋回力が与えられる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、燃料が剥離や渦など運
動エネルギを減殺する乱れを発生することなく安定して
流路を流れ、燃料噴射孔より噴射される燃料流が微粒化
するときにより多くの運動エネルギが用いられるので、
燃料の高度な微粒化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のノズル部分の開弁時の断面図。
【図2】図1に示すノズル部分の閉弁時の断面図。
【図3】図1に示すノズル部分を適用した電磁式燃料噴
射弁の縦断面図。
【図4】本発明による弁部形状の他の実施例のノズル部
分の断面図。
【図5】本発明による弁部形状の他の実施例のノズル部
分の断面図。
【図6】本発明による弁部形状の他の実施例のノズル部
分の断面図。
【図7】本発明による弁部形状の他の実施例のノズル部
分の断面図。
【符号の説明】
4…弁体先端部、6…弁座、8…旋回通路、9…燃料噴
射孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小菅 徳男 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 (56)参考文献 特開 昭54−3615(JP,A) 特開 平1−159460(JP,A) 特開 平3−242459(JP,A) 実開 昭56−141257(JP,U) 実開 平3−119565(JP,U) 実開 平2−1464(JP,U) 特公 昭35−17501(JP,B1) 仏国特許発明1408212(FR,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 61/18 310 F02M 61/18 350 F02M 51/08 F16K 1/00 - 1/54

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】弁座の下流に設けられた燃料噴射孔と、燃
    料を前記燃料噴射孔より噴出させる弁体と、前記弁座の
    上流に燃料に旋回力を付与する旋回用燃料通路とを備
    え、前記弁体の開閉を制御することによって前記燃料の
    噴射量を制御する燃料噴射弁において、 弁座の縦断面形状を流路側に凸でかつ前記弁体と接触す
    る位置から上流側及び下流側に向けて連続した曲線で形
    成される断面形状とし、弁体先端部の燃料通路側の縦断
    面形状を直線とし、弁軸方向の前記弁座の上流側端部に
    前記旋回用通路の出口を開口させたことを特徴とする燃
    料噴射弁。
  2. 【請求項2】弁座の下流に設けられた燃料噴射孔と、燃
    料を前記燃料噴射孔より噴出させる弁体と、前記弁座の
    上流に燃料に旋回力を付与する旋回用燃料通路とを備
    え、前記弁体の開閉を制御することによって前記燃料の
    噴射量を制御する燃料噴射弁において、 弁座の縦断面形状を流路側に凸でかつ前記弁体と接触す
    る位置から上流側及び下流側に向けて連続した曲線で形
    成される断面形状とし、弁体先端部の燃料通路側の縦断
    面形状を凹形状とし、弁軸方向の前記弁座の上流側端部
    に前記旋回用通路の出口を開口させたことを特徴とする
    燃料噴射弁。
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