JP3336697B2 - 燃料噴射弁におけるスワールノズル - Google Patents
燃料噴射弁におけるスワールノズルInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は例えばガソリンエンジ
ンの燃料噴射弁においてスワールを噴射するノズルに関
するものである。
ンの燃料噴射弁においてスワールを噴射するノズルに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
燃料噴射弁におけるスワールノズルとしては、例えば図
７（ａ）に示すものがある（実開昭６１−１７１８６９
号公報等参照）。このスワールノズル２においては、ポ
ペット９の軸心９ａ上にあるサックホール８内のスワー
ル旋回中心線Ｓに対し噴射孔７の噴射方向中心線７ａが
角度θだけ傾斜している。この噴射角度θは、燃料噴射
弁のエンジン搭載や最適な噴射向き等との関係上、所定
値以上にする必要がある。しかし、この噴射角度θを大
きくするほど、スワールの流れ方向が急変するため、ス
ワール損失が大きくなり、燃料の微粒化が阻害される。
燃料噴射弁におけるスワールノズルとしては、例えば図
７（ａ）に示すものがある（実開昭６１−１７１８６９
号公報等参照）。このスワールノズル２においては、ポ
ペット９の軸心９ａ上にあるサックホール８内のスワー
ル旋回中心線Ｓに対し噴射孔７の噴射方向中心線７ａが
角度θだけ傾斜している。この噴射角度θは、燃料噴射
弁のエンジン搭載や最適な噴射向き等との関係上、所定
値以上にする必要がある。しかし、この噴射角度θを大
きくするほど、スワールの流れ方向が急変するため、ス
ワール損失が大きくなり、燃料の微粒化が阻害される。
【０００３】そこで、図７（ｂ）に示すように、噴射孔
７をスワール旋回中心線Ｓ上に形成すれば、スワール損
失を極力防止することができる。しかし、噴射口部４の
形状変化が原因して、噴射孔７の内外端の形状は噴射孔
７の噴射方向中心線７ａを中心とする点対称に設定する
のが難しく、噴射孔７の外周でその内外端長さＬ1 ，Ｌ
2 が異なる。そのため、噴射孔７から噴射された燃料の
噴霧状態即ち粒子の密度が不均一になり、燃焼効率が悪
くなる。これを改良するには噴霧口部４の形状を変更し
なければならないが、その形状変更は設計上困難であ
る。
７をスワール旋回中心線Ｓ上に形成すれば、スワール損
失を極力防止することができる。しかし、噴射口部４の
形状変化が原因して、噴射孔７の内外端の形状は噴射孔
７の噴射方向中心線７ａを中心とする点対称に設定する
のが難しく、噴射孔７の外周でその内外端長さＬ1 ，Ｌ
2 が異なる。そのため、噴射孔７から噴射された燃料の
噴霧状態即ち粒子の密度が不均一になり、燃焼効率が悪
くなる。これを改良するには噴霧口部４の形状を変更し
なければならないが、その形状変更は設計上困難であ
る。
【０００４】従って、図７（ａ）に示すように、噴射孔
７をスワール旋回中心線Ｓの周辺に形成することが好ま
しい。本発明は噴射孔をスワール旋回中心線の周辺に形
成したスワールノズルにあってサックホールの形状を改
良し、スワール損失を極力防止して燃料の微粒化を促進
することを目的としている。
７をスワール旋回中心線Ｓの周辺に形成することが好ま
しい。本発明は噴射孔をスワール旋回中心線の周辺に形
成したスワールノズルにあってサックホールの形状を改
良し、スワール損失を極力防止して燃料の微粒化を促進
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる燃料噴射
弁のスワールノズルにおいては、スワール発生手段と噴
射孔とサックホールとを備えている。噴射孔の噴射方向
中心線は同手段により発生したスワールの旋回中心線の
周辺で同中心線に対し傾斜している。サックホールはこ
のスワール発生手段と噴射孔との間でこれらを連通して
いる。
弁のスワールノズルにおいては、スワール発生手段と噴
射孔とサックホールとを備えている。噴射孔の噴射方向
中心線は同手段により発生したスワールの旋回中心線の
周辺で同中心線に対し傾斜している。サックホールはこ
のスワール発生手段と噴射孔との間でこれらを連通して
いる。
【０００６】サックホールの形状としては、少なくとも
下記の条件を満たすものとする。スワール旋回中心線に
対し直交する平面上でサックホールを切断してできる複
数の円孔を考慮した場合、各円孔の中心が噴射孔の噴射
方向中心線上にほぼ位置している。
下記の条件を満たすものとする。スワール旋回中心線に
対し直交する平面上でサックホールを切断してできる複
数の円孔を考慮した場合、各円孔の中心が噴射孔の噴射
方向中心線上にほぼ位置している。
【０００７】
【作用】スワール旋回中心線に対し直交する平面上で回
転するスワールの回転中心が、噴射孔の噴射方向中心線
に沿う直線上の軌跡をほぼ描きながら、スワールが噴射
孔に至る。
転するスワールの回転中心が、噴射孔の噴射方向中心線
に沿う直線上の軌跡をほぼ描きながら、スワールが噴射
孔に至る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例にかかるガソリンエ
ンジン燃料噴射弁を図１から図６を参照して説明する。
ンジン燃料噴射弁を図１から図６を参照して説明する。
【０００９】図１に示す燃料噴射弁１の先端部にスワー
ルノズル２が設けられている。図２に示すように、同ノ
ズル２の外壁３は円筒壁３ａと端面壁３ｂとからなり、
この端面壁３ｂの外面中央部に噴射口部４が突設されて
いる。この端面壁３ｂの内側で円筒壁３ａ内に円筒状の
スワールカラー５（スワール発生手段）が嵌着されて同
カラー５の一端面が端面壁３ｂの内面に当接している。
噴射口部４内において端面壁３ｂの内面側に断面円形状
の弁座６が形成されているとともに、端面壁３ｂの外面
側に断面円形状の噴射孔７が形成され、この弁座６と噴
射孔７とが特殊形状のサックホール８により連通されて
いる。ポペット９はスワールカラー５内に挿嵌され、同
カラー５の中心に沿うように移動して弁座６を開閉する
ようになっている。図３に示すように、スワールカラー
５の外周面には複数の連通溝５ａが同カラー５の両端面
間に渡り形成されて周方向へ等間隔で並設されている。
図４に示すように、スワールカラー５の両端面のうち弁
座６に面する一端面には複数のスワール溝５ｂが渦巻き
状に形成され、この各スワール溝５ｂが各連通溝５ａと
弁座６とに連通している。
ルノズル２が設けられている。図２に示すように、同ノ
ズル２の外壁３は円筒壁３ａと端面壁３ｂとからなり、
この端面壁３ｂの外面中央部に噴射口部４が突設されて
いる。この端面壁３ｂの内側で円筒壁３ａ内に円筒状の
スワールカラー５（スワール発生手段）が嵌着されて同
カラー５の一端面が端面壁３ｂの内面に当接している。
噴射口部４内において端面壁３ｂの内面側に断面円形状
の弁座６が形成されているとともに、端面壁３ｂの外面
側に断面円形状の噴射孔７が形成され、この弁座６と噴
射孔７とが特殊形状のサックホール８により連通されて
いる。ポペット９はスワールカラー５内に挿嵌され、同
カラー５の中心に沿うように移動して弁座６を開閉する
ようになっている。図３に示すように、スワールカラー
５の外周面には複数の連通溝５ａが同カラー５の両端面
間に渡り形成されて周方向へ等間隔で並設されている。
図４に示すように、スワールカラー５の両端面のうち弁
座６に面する一端面には複数のスワール溝５ｂが渦巻き
状に形成され、この各スワール溝５ｂが各連通溝５ａと
弁座６とに連通している。
【００１０】この燃料噴射弁１は一般に電磁ポペット弁
と言われるものであって、弁座６の閉状態ではポペット
９が圧縮コイルばね１０の弾性力により付勢されて弁座
６に圧接されているが、弁座６の開状態ではソレノイド
１１の励磁によりポペット９が圧縮コイルばね１０の弾
性力に対抗する方向へ移動して弁座６から離れるように
なっている。そして、供給口１２に流入された燃料は、
詳細に図示しない弁内通路を通って前記スワールカラー
５の各連通溝５ａから各スワール溝５ｂ及び弁座６に至
るようになっている。弁座６が開くと、各スワール溝５
ｂで発生した燃料のスワールはサックホール８を通って
噴射孔７から噴霧状態で噴射されるようになっている。
と言われるものであって、弁座６の閉状態ではポペット
９が圧縮コイルばね１０の弾性力により付勢されて弁座
６に圧接されているが、弁座６の開状態ではソレノイド
１１の励磁によりポペット９が圧縮コイルばね１０の弾
性力に対抗する方向へ移動して弁座６から離れるように
なっている。そして、供給口１２に流入された燃料は、
詳細に図示しない弁内通路を通って前記スワールカラー
５の各連通溝５ａから各スワール溝５ｂ及び弁座６に至
るようになっている。弁座６が開くと、各スワール溝５
ｂで発生した燃料のスワールはサックホール８を通って
噴射孔７から噴霧状態で噴射されるようになっている。
【００１１】特に本実施例では、前記サックホール８の
形状を改良している。図２及び図５を参照してこれを詳
述する。前記ポペット９の移動方向に沿うポペット９の
軸心９ａは弁座６の中心を通る。スワールが弁座６から
サックホール８に流入した直後の状態で、サックホール
８内のスワール旋回中心線Ｓはこの軸心９ａの延長線上
にある。噴射方向に沿う噴射孔７の中心線７ａはこのス
ワール旋回中心線Ｓの周辺で同中心線Ｓに対し角度θだ
け傾斜している。スワール旋回中心線Ｓに対し直交する
平面上でサックホール８を切断した横断面を考慮する
と、各横断面上の孔１３，１４，１５，１６，１７は円
形状をなし、各円孔１３，１４，１５，１６，１７の半
径Ｒ13〜Ｒ17は弁座６から噴射孔７に近づくほど小さく
なっている。各円孔１３，１４，１５，１６，１７の中
心１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａはそれぞれ
噴射孔７の中心線７ａの延長線上に位置している。即
ち、サックホール８の形状を幾何学的に表現すれば、弁
座６に面する底面の中心と噴射孔７の中心線７ａ上にあ
る頂点とを結ぶ重心軸が、この底面の中心を通る直交軸
であるスワール旋回中心線Ｓに対し、角度θだけ傾斜し
た円錐形状になっている。
形状を改良している。図２及び図５を参照してこれを詳
述する。前記ポペット９の移動方向に沿うポペット９の
軸心９ａは弁座６の中心を通る。スワールが弁座６から
サックホール８に流入した直後の状態で、サックホール
８内のスワール旋回中心線Ｓはこの軸心９ａの延長線上
にある。噴射方向に沿う噴射孔７の中心線７ａはこのス
ワール旋回中心線Ｓの周辺で同中心線Ｓに対し角度θだ
け傾斜している。スワール旋回中心線Ｓに対し直交する
平面上でサックホール８を切断した横断面を考慮する
と、各横断面上の孔１３，１４，１５，１６，１７は円
形状をなし、各円孔１３，１４，１５，１６，１７の半
径Ｒ13〜Ｒ17は弁座６から噴射孔７に近づくほど小さく
なっている。各円孔１３，１４，１５，１６，１７の中
心１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａはそれぞれ
噴射孔７の中心線７ａの延長線上に位置している。即
ち、サックホール８の形状を幾何学的に表現すれば、弁
座６に面する底面の中心と噴射孔７の中心線７ａ上にあ
る頂点とを結ぶ重心軸が、この底面の中心を通る直交軸
であるスワール旋回中心線Ｓに対し、角度θだけ傾斜し
た円錐形状になっている。
【００１２】一方、端面壁３ｂに突設された噴射口部４
においてその外端面４ａは、スワール旋回中心線Ｓに対
する交点を頂点とする直円錐形状をなし、噴射孔７付近
でその中心線７ａに対し直交している。従って、同中心
線７ａに沿う噴射孔７の内外端長さＬは噴射孔７の外周
のどの位置で測定してもほぼ等しくなっている。
においてその外端面４ａは、スワール旋回中心線Ｓに対
する交点を頂点とする直円錐形状をなし、噴射孔７付近
でその中心線７ａに対し直交している。従って、同中心
線７ａに沿う噴射孔７の内外端長さＬは噴射孔７の外周
のどの位置で測定してもほぼ等しくなっている。
【００１３】本実施例にかかるスワールノズル２の最大
の特徴は、スワール旋回中心線Ｓに対し直交する平面上
で回転するスワールの回転中心が、噴射孔７の中心線７
ａに沿う直線上の軌跡をほぼ描きながら、スワールが噴
射孔７に至る点にある。従って、サックホール８内での
スワールの摩擦損失が極めて小さくなり、回転力の強い
スワールが噴射孔７に送られる。スワールの回転力が強
いと、燃料の微粒化が促進されるとともに、噴霧角度α
が大きくなって燃焼室内への噴霧の広がりが良くなり、
燃焼効率を高めることができる。
の特徴は、スワール旋回中心線Ｓに対し直交する平面上
で回転するスワールの回転中心が、噴射孔７の中心線７
ａに沿う直線上の軌跡をほぼ描きながら、スワールが噴
射孔７に至る点にある。従って、サックホール８内での
スワールの摩擦損失が極めて小さくなり、回転力の強い
スワールが噴射孔７に送られる。スワールの回転力が強
いと、燃料の微粒化が促進されるとともに、噴霧角度α
が大きくなって燃焼室内への噴霧の広がりが良くなり、
燃焼効率を高めることができる。
【００１４】また、前記噴射孔７の内外端長さＬはその
外周全体にわたりほぼ等しいため、噴霧状態即ち微粒化
された粒子の密度が均一になり、燃焼効率が高められ
る。前記サックホール８の成形は放電加工により行って
いる。そのほか、メタルインジェクションやロストワッ
クス鋳造などを利用してもよい。より製造コストを低減
する場合には、図６に示すように、複数のパンチＰによ
りサックホール８を順次成形し、その後噴射孔７を加工
するようにしてもよい。
外周全体にわたりほぼ等しいため、噴霧状態即ち微粒化
された粒子の密度が均一になり、燃焼効率が高められ
る。前記サックホール８の成形は放電加工により行って
いる。そのほか、メタルインジェクションやロストワッ
クス鋳造などを利用してもよい。より製造コストを低減
する場合には、図６に示すように、複数のパンチＰによ
りサックホール８を順次成形し、その後噴射孔７を加工
するようにしてもよい。
【００１５】前述した実施例では、サックホール８の各
円孔１３，１４，１５，１６，１７の中心１３ａ，１４
ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａが噴射孔７の中心線７ａ上
に位置することを明言したが、これは理想的な形状設定
であり、これらの中心１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６
ａ，１７ａはこの中心線７ａの周辺にあれば、十分な効
果を発揮すると考えられる。ここに中心線７ａの周辺と
は、例えば、断面円形状をなす噴射孔７の直径Ｄの範囲
を言う。なお、サックホール８の断面形状や噴射孔７の
断面形状はいずれも円形状になっているが、それらはス
ワール旋回中心線Ｓや噴射孔７の中心線７ａを中心とす
る正確な円形を意味するものではなく、効果を発揮する
範囲で誤差は許されるものとする。
円孔１３，１４，１５，１６，１７の中心１３ａ，１４
ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａが噴射孔７の中心線７ａ上
に位置することを明言したが、これは理想的な形状設定
であり、これらの中心１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６
ａ，１７ａはこの中心線７ａの周辺にあれば、十分な効
果を発揮すると考えられる。ここに中心線７ａの周辺と
は、例えば、断面円形状をなす噴射孔７の直径Ｄの範囲
を言う。なお、サックホール８の断面形状や噴射孔７の
断面形状はいずれも円形状になっているが、それらはス
ワール旋回中心線Ｓや噴射孔７の中心線７ａを中心とす
る正確な円形を意味するものではなく、効果を発揮する
範囲で誤差は許されるものとする。
【００１６】
【発明の効果】本発明にかかる燃料噴射弁のスワールノ
ズルによれば、サックホールの形状を改良したので、ス
ワール損失を極力防止して燃料の微粒化を促進し、燃料
効率を高めることができる。
ズルによれば、サックホールの形状を改良したので、ス
ワール損失を極力防止して燃料の微粒化を促進し、燃料
効率を高めることができる。
【図１】（ａ）は本実施例にかかる燃料噴射弁を示す正
面図であり、（ｂ）は同じく縦断面図である。
面図であり、（ｂ）は同じく縦断面図である。
【図２】図１（ｂ）に示す燃料噴射弁においてそのスワ
ールノズルを示す部分拡大断面図である。
ールノズルを示す部分拡大断面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図２のＹ−Ｙ線断面図である。
【図５】（ａ）は図２のスワールノズルにおいてその弁
座とサックホールと噴射孔とを示す部分拡大断面図であ
り、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は
（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＣ−
Ｃ線断面図であり、（ｅ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図で
あり、（ｆ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
座とサックホールと噴射孔とを示す部分拡大断面図であ
り、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は
（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＣ−
Ｃ線断面図であり、（ｅ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図で
あり、（ｆ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【図６】サックホールの別例であってその製造手順を示
す部分拡大断面図である。
す部分拡大断面図である。
【図７】従来のスワールノズルを示す部分拡大断面図で
ある。
ある。
１…燃料噴射弁、２…スワールノズル、４…噴射口部、
５…スワール発生手段としてのスワールカラー、６…弁
座、７…噴射孔、７ａ…中心線、８…サックホール、９
…ポペット、９ａ…軸心、１３…円孔、１３ａ…中心、
１４…円孔、１４ａ…中心、１５…円孔、１５ａ…中
心、１６…円孔、１６ａ…中心、１７…円孔、１７ａ…
中心、Ｓ…スワール旋回中心線、θ…噴射角度、α…噴
霧角度。
５…スワール発生手段としてのスワールカラー、６…弁
座、７…噴射孔、７ａ…中心線、８…サックホール、９
…ポペット、９ａ…軸心、１３…円孔、１３ａ…中心、
１４…円孔、１４ａ…中心、１５…円孔、１５ａ…中
心、１６…円孔、１６ａ…中心、１７…円孔、１７ａ…
中心、Ｓ…スワール旋回中心線、θ…噴射角度、α…噴
霧角度。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 61/18 310 F02M 61/18 320
Claims (1)
- 【請求項１】 スワール発生手段と、同手段から発生し
たスワールの旋回中心線の周辺で同中心線に対し傾斜し
た噴射方向中心線を有する噴射孔と、このスワール発生
手段と噴射孔との間でこれらを連通するサックホールと
を備えた燃料噴射弁におけるスワールノズルにおいて、 前記スワール旋回中心線に対し直交する平面上でサック
ホールを切断した時にできる各円孔の中心を噴射孔の噴
射方向中心線上にほぼ位置させたことを特徴とする燃料
噴射弁におけるスワールノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25868993A JP3336697B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 燃料噴射弁におけるスワールノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25868993A JP3336697B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 燃料噴射弁におけるスワールノズル |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000315558A Division JP2001153002A (ja) | 2000-10-16 | 2000-10-16 | 燃料噴射弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07119584A JPH07119584A (ja) | 1995-05-09 |
| JP3336697B2 true JP3336697B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=17323735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25868993A Expired - Fee Related JP3336697B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 燃料噴射弁におけるスワールノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3336697B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3075201B2 (ja) * | 1996-12-20 | 2000-08-14 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
| US5878962A (en) * | 1997-09-24 | 1999-03-09 | Siemens Automotive Corporation | Pressure swirl injector with angled cone spray for fuel injection |
| JP3771361B2 (ja) | 1997-11-26 | 2006-04-26 | 株式会社日立製作所 | 燃料噴射弁 |
| US6935578B1 (en) | 1998-11-25 | 2005-08-30 | Hitachi, Ltd. | Fuel injection valve |
| DE19907897A1 (de) | 1999-02-24 | 2000-08-31 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
| DE19907899A1 (de) * | 1999-02-24 | 2000-08-31 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
| US6308901B1 (en) * | 2000-02-08 | 2001-10-30 | Siemens Automotive Corporation | Fuel injector with a cone shaped bent spray |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP25868993A patent/JP3336697B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07119584A (ja) | 1995-05-09 |
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