JP3572591B2 - Fluid injection nozzle and electromagnetic fuel injection valve using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、電磁式燃料噴射弁の燃料噴霧の微粒化を向上させる流体噴射ノズル及びそれを用いた電磁式燃料噴射弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、内燃機関に用いられる燃料噴射弁は、弁本体の軸方向に形成される案内孔に弁部材を摺動可能に収納し、弁本体の先端部に開口する噴孔を弁部材の往復直線運動により開閉する。このため、弁部材は、適正な燃料噴射量を確保するように開弁時のリフト量が精密に制御されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そして、内燃機関が発生する排ガス規制に対応するためには、噴霧の微粒化が必要であり、噴霧の微粒化を行うため、燃料噴射弁の噴孔の前方側に燃料の噴霧角を調節するスリーブノズルを備えたものが知られている。これを図7および図8に示す。この従来例では、セパレータ5により、インジェクタ噴霧を二方向へ分配すると同時に、従来の丸穴形状のスリーブに比べ微粒化を促進させる構造となっている。
【0004】
この場合、図7(A)、(B)および図8に示すピントル1の先端部の角度
θ1 および径Dを拡大させ薄膜を形成することが重要である。しかし、ピントル先端部の角度θ1 および径Dを拡大すると、噴霧角θ2 が拡大し、スリーブノズル4の内壁面に噴霧が付着し、微粒化が悪化するし、液ダレも発生しやすいという問題がある。
【0005】
また、噴孔6より噴射された燃料がセパレータ5に衝突するとき、微粒化された噴霧の一部がスリーブ内壁側面7に付着し、その付着した微小粒子は時間経過に伴い重力の作用により下流側のスリーブノズル4の先端方向に集まり、スリーブノズル4の鉛直方向の最下端部37にこの微小粒子が液滴38に成長し、この液滴38の容積は時間経過とともに次第に成長する。この液滴により液ダレ等を発生させてしまうという問題がある。
【0006】
本発明の目的は、燃料噴射弁から噴射される燃料の液滴、液ダレ等の発生を防止する流体噴射ノズル及びそれを用いた電磁式燃料噴射弁を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明による流体噴射ノズルは、請求項1では、燃料噴射弁の噴孔の先端部に取付可能なスリーブノズルを備え、前記噴孔から噴射された噴霧流の噴霧角を制御するセパレータを有し、前記スリープノズルの最下点が前記噴孔から噴射される噴霧流中にあり、エンジン搭載時において鉛直方向に対して傾斜して配置され、この際の最下点に向かって面取部が形成されていることを特徴とする構成を採用する。
【0008】
請求項2記載の流体噴射ノズルでは、請求項1記載のスリーブノズルは、前記スリーブノズルの内壁面に付着した燃料が前記スリーブノズルの最下点に向けて集中する形状になっていることを特徴とする。
請求項3記載の流体噴射ノズルでは、面取部のエンジン取り付け状態での鉛直方向の最下点は、ほぼ水平方向になるように配置されることを特徴とする。
【0009】
請求項4記載の電磁式燃料噴射弁は、往復動可能な弁部材と、前記弁部材を軸方向に摺動可能な案内孔と前記弁部材の当接可能な弁座と噴射孔を有する弁本体と、前記弁部材を閉弁方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座から前記弁部材を離間させる電磁吸引力を発生する電磁アクチュエータと、請求項1〜3のいずれか一項記載の流体噴射ノズルとを備えたことを特徴とする。
請求項5記載の電磁式燃料噴射弁は、前記弁部材は先端部にピントルを有し、前記ピントルは前記噴孔の内周壁と隙間を介して前記噴孔を貫通し、前記噴孔より突出し、基端部側から先端部側に向かって径が拡大していることを特徴とする。
【0010】
【作用および発明の効果】
本発明の流体噴射ノズルによれば、車載の内燃機関(以下、機関を「エンジン」と称する。)に燃料噴射弁を取付けたとき、噴孔の先端部に取付られるスリーブノズルの最下点が前記噴孔から噴射される噴霧流中にあるため、スリーブノズルの内壁に付着した燃料流が、噴孔から噴射される噴霧流中に晒される。このため、燃料の液滴が大粒子に成長することが防止され、液滴の状態で吸気ポートから燃焼室に流入することが防止される。また同時に、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の微粒化は損なわれない。このような燃料の液滴、液ダレ等の発生を防止するため、エンジンの運転性の向上および排出ガスのエミッションを低減することができる。
【0011】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
本発明の第1実施例による電磁式燃料噴射弁を図1〜図4に示す。
図4に示すように、燃料噴射弁11は、エンジンの吸気管12に形成される吸気通路13内に向けて吸気管12の外壁に取付けられる。この場合、燃料噴射弁11は、複数の気筒に対応して分岐する吸気マニホールドの分岐管毎に設けられている。図4には分岐管の仕切り壁14が示されている。図4に示す燃料噴射弁11は、仕切り壁14の紙面に対して手前側の吸気通路13に向けて燃料を噴孔6から噴射する。
【0012】
図3に示すように、電磁式に作動する燃料噴射弁11は、エンジンの各気筒に燃料を供給するためのデリバリパイプに取付けられている。図3に示すように、燃料噴射弁11のハウジング53は段付き筒状をなし、ハウジング53の大径部には、スプール54に巻回して電磁コイル55を配している。スプール54には上方より筒状の鉄芯56が貫かれて設けられ、その鉄芯56の内部にアジャスティングパイプ57が軸方向に挿入されて固定されている。
【0013】
ハウジング53の小径部にはスぺーサ58を介してノズルボディ16が重ね固定され、ノズルボディ16の下方へ突出される端面には噴孔6が形成されている。ノズルボディ16の案内孔17の内部には、弁座19に当接可能なニードル弁18が摺動可能な状態で設けられ、ニードル弁18の先端にはピントル1が形成され、このピントル1は噴孔6の内周壁と隙間を介して貫通し、噴孔6より突出している。また、ニードル弁18のほぼ中央にはスぺーサ58と対向してストッパ60が形成されている。さらにニードル弁18の上端には、ニードル弁18に溶着固定された可動コア61が鉄芯56と対向して連設され、可動コア61は鉄芯56とアジャスティングパイプ57との間に配したコイルバネ62により下方へ付勢されている。ノズルボディ16の噴孔6を形成した端部には、スリーブノズル24がノズルボディ16の端部を包むように設けられている。
【0014】
燃料噴射弁11のノズルボディ16の先端部に取付けられるスリーブノズル24は、樹脂例えば66ナイロン等の材料により一体成形されており、その構成要素は、円筒状のスカート部25、キャップ部26、フランジ部27およびセパレータ29からなる。以下、図1、2に基づいてスリーブノズル24のこれらの構成要素を順に詳述する。
【0015】
スカート部25は、中空円筒状であって、内部に燃料噴霧が通過する内部空間30が形成されている。
キャップ部26は、スリーブノズル24の先端面に取付けられる部分で、その中心部に内部空間30よりも内径の小さな小径穴28が形成される。この小径穴28は断面形状が円形状のもので噴孔6がスリーブノズル24の中心線位置にある。またこの小径穴28の中心線位置にニードル弁18の先端部に突き出すピントル1が配備される。小径穴28の内径は、噴孔6からピントル1の外壁に沿って噴射される燃料の燃料流が小径穴28の内壁に直接当たらない大きな径に形成されている。
【0016】
フランジ部27は、キャップ部26に接続されるものでノズルボディ16の先端外周面に圧入固定される部分である。
セパレータ29は、スカート部25の入口部よりも出口部側に一定距離だけ離れた位置から断面二等辺三角形状に出口部に斜面29aとその反対側の斜面29bとを形成し、出口部でスカート部25の直径を含む方形状の底面29cを形成している。この一方の斜面29aとスカート部25の内壁面25aとで通路34が形成され、他方の斜面29bと内壁面25aとで通路35が形成される。この2個の通路34と通路35との方向に噴射流が噴射される。このセパレータ29は、噴孔6を通ってピントル1の外周壁に沿って液膜状になる燃料流がピントル1から離れた位置で微粒化された状態となって噴霧流になり、この噴霧流を2方向に分離する役割と、この分離した噴霧流の噴霧角を制御する役割とがある。噴霧角の制御はスカート部25の内壁面25aとセパレータ29の斜面29a及び斜面29bとのなす角とによって制御される。
【0017】
そして、スカート部25の出口部からセパレータ29の付け根部の片側部分を取り除く面取部32が形成される。この面取部32は、平面状にカットされた平坦面である。その平坦面は、スリーブノズル24の軸線に傾斜する面でありかつセパレータ29の片側付根部の斜面29aと斜面29bとが対称にカットされる形状である。面取部32のエンジン取付状態での鉛直方向の最下点33は、ほぼ水平方向になるようにセットされている。この最下点33は、直線状に表れるものであるが、この直線状の最下点33が噴霧流の噴霧中に位置するようにエンジン搭載時の状態が設定されている。
【0018】
またこの最下点33は、スカート部25の内壁面25aに付着した燃料の壁面付着流が重力によって流れる壁流の終点に設定され、この壁流が集中する形状になっている。従って、スリーブノズル24の内壁面25aに沿って流れる燃料壁面付着流が面取部32の最下点33に到達する直前において壁面付着流は、燃料噴霧流により吸気ポートに向けて流れ落とされる。このため、スリーブノズル24の最下点33に液滴や液ダレが発生するのが防止される。
【0019】
本実施例によると、車両に搭載したエンジンへの燃料噴射弁11の取付状態において、スリーブノズル24の最下点33が噴霧流の内部に存在するように面取部32を形成したため、噴孔6から噴射される燃料の噴霧粒子の一部が飛散して内壁面25aに付着した場合、この壁面付着流は常に噴霧流により取り除かれるので、壁面付着流が液滴にまで成長することが防止され、液ダレ、液滴の飛散等が発生するのを抑えることができる。従って、この実施例によると、噴霧の微粒化を損なうことなく、燃料の液滴、液ダレ等の発生を防止できるため、エンジンの運転性の向上、排ガスエミッション低減効果が大である。
【0020】
(第2実施例)
次に本発明の第2実施例を図5に示す。図5に示す第2実施例は、第1実施例に示した面取部32に代えて湾曲した面取部42を形成した例である。スリーブノズル24の面取部42においては、燃料噴射弁11を車両に搭載した状態においてスリーブ出口端と面取部42の交わる位置の最下点43が重力方向に向かって最下点となる位置にある。そしてこの最下点43は、噴孔6から噴射される燃料噴霧流の一部が通過する位置にある。
【0021】
この第2実施例においても、第1実施例と同様に、スリーブノズル24の内壁面24aを流れる燃料壁面付着流が最下点43に集中しようとするが、壁面付着流はこの最下点43に集中する前に噴霧流により流れ落とされるため、壁面付着流が液滴に成長する前に液ダレを防止することができる。
(第3実施例)
本発明の第3実施例を図6に示す。
【0022】
図6に示す第3実施例は、第1実施例の面取部32に加えてさらに軸対称に第2の面取部52を形成した例である。この第1の面取部32と第2の面取部52は、軸対称に形成されており、セパレータ29の一方側の付根部と他方側の付根部とに軸対称に形成されている。
第2の面取部52の最下点53は、第1の面取部32の最下点33と同様に燃料の噴霧流中に位置する設定となっている。
【0023】
この第3実施例によると、ノズルボディ16の先端外周部にスリーブノズル24を取付けるとき、そのスリーブノズル24の取付回転角を容易に選択して設定できるため、取付作業性が向上するという効果がある。
また本実施例の電磁式燃料噴射弁によれば、噴霧流の角度θの調節を容易に行えるという効果がある。
【0024】
以上説明したように、本発明の各実施例においては、スリーブノズルの最下点が噴霧流の中にあるようにエンジンに燃料噴射弁が取付けられ、スリーブノズルの最下点に向けて壁面付着燃料が集中するような形状になっていることから、スリーブノズルの壁面に付着する燃料液滴の成長が防止され、液ダレの発生を阻止し、しかも燃料の噴霧の微粒化を損なわない。従って燃料の液滴成長および液ダレの発生を防止することによるエンジンの運転性の向上が図れ、また排ガスエミッション低減効果が大であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による燃料噴射弁の主要部を示すもので、(A)はその断面図であり、(B)は(A)に示す矢印B方向矢視拡大図である。
【図2】(A)は図1(A)に示すII−II線断面図であり、(B)は(A)に示す矢印B方向矢視拡大図である。
【図3】本発明の第1実施例の燃料噴射弁の断面図である。
【図4】本発明の第1実施例の燃料噴射弁をエンジンに取付けた状態を示す断面図である。
【図5】本発明の第2実施例の主要部の断面図である。
【図6】本発明の第3実施例の主要部の断面図である。
【図7】従来例の主要部を示すもので、(A)はその主要部の断面図であり、(B)は(A)の矢印B方向矢視拡大図である。
【図8】図7(A)に示すVIII−VIII線断面図である。
【符号の説明】
1 ピントル
6 噴孔
11 燃料噴射弁
12 吸気管
13 吸気通路
16 ノズルボディ(弁本体)
17 案内孔
18 ニードル弁(弁部材)
19 弁座
24 スリーブノズル(流体噴射ノズル)
25 スカート部
26 キャップ部
27 フランジ部
29 セパレータ
29a、29b 斜面
32 面取部
33 最下点
34、35 通路
42 面取部
52 面取部
55 電磁コイル(電磁アクチュエータ)
56 鉄芯(電磁アクチュエータ)
61 可動コア(電磁アクチュエータ)
62 コイルバネ(付勢手段)[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a fluid injection nozzle for improving atomization of fuel spray of an electromagnetic fuel injection valve and an electromagnetic fuel injection valve using the same.
[0002]
[Prior art]
Generally, a fuel injection valve used in an internal combustion engine has a valve member slidably housed in a guide hole formed in an axial direction of a valve body, and an injection hole opened at a tip end portion of the valve body is provided with a reciprocating straight line of the valve member. Open and close by exercise. For this reason, the lift amount of the valve member when the valve is opened is precisely controlled so as to secure an appropriate fuel injection amount.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In order to cope with the exhaust gas regulation generated by the internal combustion engine, atomization of the spray is necessary, and in order to atomize the spray, the spray angle of the fuel is adjusted to the front side of the injection hole of the fuel injection valve. One with a sleeve nozzle is known. This is shown in FIGS. 7 and 8. In this conventional example, the
[0004]
In this case, FIG. 7 (A), it is important to form a thin film to expand the angle theta 1 and the diameter D of the tip of the
[0005]
When the fuel injected from the
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fluid injection nozzle for preventing generation of droplets, liquid dripping, and the like of fuel injected from a fuel injection valve and an electromagnetic fuel injection valve using the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fluid injection nozzle including a sleeve nozzle attachable to a tip end of an injection hole of a fuel injection valve, and a spray angle of a spray flow injected from the injection hole. has a separator for controlling the spray stream near the lowest point of the sleep nozzle is injected from the injection hole is, is disposed inclined with respect to the vertical direction when the engine is mounted, the lowest at this time A configuration is adopted in which a chamfered portion is formed toward a point .
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the fluid nozzle of the first aspect, the fuel attached to the inner wall surface of the sleeve nozzle is shaped to concentrate toward a lowermost point of the sleeve nozzle. And
According to a third aspect of the present invention, the lowermost point of the chamfered portion in the vertical direction when the engine is mounted is arranged to be substantially horizontal.
[0009]
5. The electromagnetic fuel injection valve according to claim 4 , wherein the valve comprises a reciprocally movable valve member, a guide hole capable of sliding the valve member in an axial direction, a valve seat capable of contacting the valve member, and an injection hole. A main body, an urging means for urging the valve member in a valve closing direction, and an electromagnetic actuator for generating an electromagnetic attraction force for separating the valve member from the valve seat against the urging force of the urging means, The fluid ejection nozzle according to any one of
6. The electromagnetic fuel injection valve according to
[0010]
[Action and effect of the invention]
According to the fluid injection nozzle of the present invention, when the fuel injection valve is mounted on an internal-vehicle internal combustion engine (hereinafter, the engine is referred to as “engine”), the lowest point of the sleeve nozzle attached to the tip of the injection hole is Since the fuel flow is in the spray flow injected from the injection hole, the fuel flow attached to the inner wall of the sleeve nozzle is exposed to the spray flow injected from the injection hole. Therefore, the fuel droplets are prevented from growing into large particles, and are prevented from flowing into the combustion chamber from the intake port in the form of droplets. At the same time, atomization of the fuel spray injected from the fuel injection valve is not impaired. In order to prevent such fuel droplets and liquid dripping from occurring, it is possible to improve the operability of the engine and reduce the emission of exhaust gas.
[0011]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 4 show an electromagnetic fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the
[0012]
As shown in FIG. 3, the electromagnetically operated
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The
The
[0016]
The
The
[0017]
Then, a chamfered
[0018]
The
[0019]
According to this embodiment, when the
[0020]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIG. The second embodiment shown in FIG. 5 is an example in which a curved chamfered
[0021]
In the second embodiment, as in the first embodiment, the flow adhering to the fuel wall that flows through the inner wall surface 24a of the
(Third embodiment)
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
[0022]
The third embodiment shown in FIG. 6 is an example in which a second chamfered
The
[0023]
According to the third embodiment, when the
Further, according to the electromagnetic fuel injection valve of the present embodiment, there is an effect that the angle θ of the spray flow can be easily adjusted.
[0024]
As described above, in each embodiment of the present invention, the fuel injection valve is mounted on the engine such that the lowest point of the sleeve nozzle is in the spray flow, and the wall is attached to the lowest point of the sleeve nozzle. Since the fuel is concentrated, the growth of the fuel droplets adhering to the wall surface of the sleeve nozzle is prevented, the generation of liquid dripping is prevented, and the atomization of the fuel spray is not impaired. Therefore, the operability of the engine can be improved by preventing the droplet growth of the fuel and the generation of the liquid dripping, and the effect of reducing the exhaust gas emission is large.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a main part of a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view, and FIG. 1B is an enlarged view in the direction of arrow B shown in FIG. is there.
2A is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG. 1A, and FIG. 2B is an enlarged view taken in the direction of arrow B shown in FIG.
FIG. 3 is a sectional view of the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a state in which the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention is mounted on an engine.
FIG. 5 is a sectional view of a main part of a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a main part of a third embodiment of the present invention.
7A and 7B show main parts of a conventional example, in which FIG. 7A is a cross-sectional view of the main parts, and FIG. 7B is an enlarged view of FIG.
FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1
17
19
25
56 Iron core (electromagnetic actuator)
61 Movable core (electromagnetic actuator)
62 coil spring (biasing means)
Claims (5)
前記弁部材を軸方向に摺動可能な案内孔と前記弁部材の当接可能な弁座と噴射孔を有する弁本体と、
前記弁部材を閉弁方向に付勢する付勢手段と、
前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁座から前記弁部材を離間させる電磁吸引力を発生する電磁アクチュエータと、
請求項1〜3のいずれか一項記載の流体噴射ノズルとを備えたことを特徴とする電磁式燃料噴射弁。A reciprocable valve member;
A valve body having a guide hole slidable in the axial direction of the valve member, a valve seat capable of contacting the valve member, and an injection hole,
Urging means for urging the valve member in a valve closing direction,
An electromagnetic actuator that generates an electromagnetic attraction force that separates the valve member from the valve seat against the urging force of the urging means;
An electromagnetic fuel injection valve comprising: the fluid injection nozzle according to any one of claims 1 to 3 .
前記ピントルは前記噴孔の内周壁と隙間を介して前記噴孔を貫通し、前記噴孔より突出し、基端部側から先端部側に向かって径が拡大していることを特徴とする請求項4記載の電磁式燃料噴射弁。 The pintle penetrates the injection hole through a gap with an inner peripheral wall of the injection hole, protrudes from the injection hole, and has a diameter that increases from a base end side toward a distal end side. Item 6. An electromagnetic fuel injection valve according to Item 4.
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