JP3760954B2

JP3760954B2 - Fuel injection device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3760954B2
Application number: JP04822795A
Authority: JP
Inventors: 亮一多田; 信男太田; 谷　　泰臣; 英雄木内; 貴幸中前
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-03-08
Filing date: 1995-03-08
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JPH08247003A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関用燃料噴射装置に関するもので、例えば自動車用の内燃機関へ燃料を噴射して供給する電磁式燃料噴射弁の噴射ノズル部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関（「以下、「エンジン」と称する）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往復摺動可能に収納し、弁本体の先端部に開口する噴孔を弁部材の上下動により開閉する。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】
従来技術として、実開平１−６１４６１号公報に開示される内燃機関の燃料噴射弁は、燃料を通す一個の噴孔を有するインジェクタ本体にこの噴孔からの燃料を二個のホールを通して噴出させるアダプタを取付けている。このアダプタは、前記二個のホールの分岐部の上端に前記噴孔から噴出する燃料を衝突させる燃料衝突部を設け、前記アダプタに前記燃料衝突部の上流端近傍に向けて空気を噴出する空気噴孔を設けている。この空気噴孔は、前記二個のホールから離れるにしたがってインジェクタ本体側に接近する方向に斜めに延びている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の実開平１−６１４６１号公報に開示される内燃機関用燃料噴射弁によると、(1) 噴射弁本体に組み合わされるアダプタで燃料の方向制御が行われる。すなわち、この噴射弁は、アダプタに形成される燃料衝突面に燃料を衝突させた後、二個のホールで燃料を分流し、この燃料分流後に二個のホールで方向制御するもので、アダプタ以外の別部材で燃料を方向制御するものではない。
【０００５】
また、前記実開平１−６１４６１号公報に開示される内燃機関用燃料噴射弁によると、(2) 噴射弁本体に組み合わされるアダプタの分岐部に高精度の形状寸法精度が要求されるため、従来のアダプタ部品である金属の精密加工によってこれを製造するには生産性を上げるにも限度があり、コスト高になるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、高度の燃料微粒化と精密な方向制御を適正に行なえるようにした内燃機関用燃料噴射装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、噴射弁本体に組み合わせるスリーブに工夫をすることにより、噴射燃料の方向制御と微粒化制御とを安価に両立可能な内燃機関用燃料噴射装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の内燃機関用燃料噴射装置は、円筒孔ならびにこの円筒孔の入口側に形成される円錐斜面を有する弁本体と、
前記円錐斜面の一部に当接可能な当接部を有し、前記円錐斜面の一部と当接および離間可能な弁部材と、
前記弁本体の円筒孔出口面に設けられ、前記円筒孔に連通し燃料の噴射方向制御を行なう複数の孔を有する複孔ノズルと、
この複孔ノズルの出口側に設けられ、前記複数の孔で制御された燃料流を流通する複数の燃料孔を有し、この燃料孔を仕切るセパレータ部分に衝突するように外部からエアを供給可能なエア孔を有するスリーブと備え、
前記複孔ノズルは、プレート部分を有し、そのプレート部分の板厚方向に貫通するオリフィスを有するオリフィスプレートであり、
前記セパレータ部分は、中心軸に対し傾斜角の異なる鋭角部および鈍角部を有し、前記鋭角部の先端と前記オリフィスプレートとの間には空間部が形成され、
前記エア孔は、前記セパレータ部分の前記鋭角部に向けて形成され、
前記セパレータ部分の前記鈍角部は、前記鋭角部側の端部から前記鋭角部とは反対側の端部までテーパ状に一定の角度で傾斜していることを特徴とする構成を採用する。
【０００８】
請求項２記載の内燃機関用燃料噴射装置は、前記エア孔が、前記スリーブの内外を連通する直状の孔であって、この孔を通ってスリーブ外部からスリーブ内部に流入されるエアが前記セパレータに衝突する方向に孔軸が向いていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の内燃機関用燃料噴射装置は、前記スリ−ブが、樹脂により一体成形されることを特徴とする。
【００１０】
【作用および発明の効果】
請求項１記載の内燃機関用燃料噴射装置によると、弁本体の円筒孔から噴出される燃料は、複孔ノズルの複数の孔と、スリーブの複数の燃料孔とを通る。このとき、燃料流の噴射方向は、噴射弁本体に組み合わされる複孔ノズルで予め燃料微粒化と噴射方向を一次的に決め、複孔ノズルの出口側に設けられるスリーブの複数の燃料孔で燃料流のばらけを二次的に抑制する。
【００１１】
そして、スリーブのエア孔からエアが供給されないとき、複孔ノズルにより方向制御された燃料は、スリーブの燃料孔を通り抜けて噴射される。複孔ノズル通過後の燃料流に「ばらけ流」がある場合、このばらけ流は、スリーブの燃料孔の制御する方向に矯正される。このため、高度の燃料微粒化と精密な燃料方向制御とを簡単な構成で行える。
【００１２】
スリーブのエア孔からエアが供給されるときは、エアが燃料流に衝突することで燃料流がさらに微細な噴霧となり、このとき燃料流はエア衝突を受けても複孔ノズルの複数の孔による制御方向を維持するため、燃料流の主流の方向性は損なわれないで、複孔ノズル通過後の燃料流の「主流」は、複孔ノズルの複数の孔により制御された方向を保ちながら、スリーブの燃料孔出口から噴射され、また複孔ノズル通過後の燃料流の「ばらけ流」は、スリーブの燃料孔の制御する方向に制御される。このため、高度の燃料微粒化と精密な燃料方向制御とを簡単な構成で達成できるという効果がある。
【００１３】
また、前記複孔ノズルがオリフィスを有するプレート状であるため、極めて単純で小さな部品で、燃料の微粒化制御と方向制御が行える利点がある。
請求項２記載の内燃機関用燃料噴射装置によると、スリーブの内外を連通する直状のエア孔を通ってスリーブ内部に流入されるエアがセパレータに衝突するため、燃料流の高度の燃料微粒化と精密な燃料方向制御とを簡単な構成で達成できる。
【００１４】
請求項３記載の内燃機関用燃料噴射装置によると、スリーブが成形型による樹脂成形により容易に製造することができるので、流れ制御機構の部品製造が容易に行え、燃料噴射装置の製造コストを低廉にできるという効果がある。
【００１５】
【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）
本発明をガソリン機関用燃料供給装置の燃料噴射弁に適用した一実施例を図１〜図４に示す。
【００１６】
まず、内燃機関用燃料噴射装置としての燃料噴射弁を図１に基づいて説明する。図１に示すように、燃料噴射弁１０の樹脂製のハウジングモールド１１の内部に、固定鉄心２１とスプール９１と電磁コイル３２とコイルモールド３１と磁路としての金属プレート９３、９４とが一体成形されている。
固定鉄心２１は強磁性材料からなり、コイルモールド３１の上方から突出するようにハウジングモールド１１内に設けられている。固定鉄心２１の内壁にはアジャスティングパイプ２９が固定されている。
【００１７】
樹脂製のスプール９１の外周に電磁コイル３２が巻かれ、その後にスプール９１と電磁コイル３２との外周にコイルモールド３１が樹脂成形され、コイルモールド３１により電磁コイル３２が包囲されている。コイルモールド３１は、電磁コイル３２を保護する円筒状の筒状部３１ａと、電磁コイル３２から電気的に導出されるリード線を保護するとともに、後述するターミナル３４を保持するために筒状部３１ａから上方に突き出す突出部３１ｂとからなる。そして、コイルモールド３１により一体化された状態で固定鉄心２１の外周にスプール９１と電磁コイル３２とが装着される。
【００１８】
２枚の金属プレート９３と９４は上方の一端が固定鉄心２１の外周に接し、下方の他端が磁性パイプ２３の外周に接するように設けられ、電磁コイル３２への通電時の磁束を通す磁路を形成する部材であり、両側から筒状部３１ａを挟持するように筒状部３１ａの外周に被覆されている。この２枚の金属プレート９３と９４により電磁コイル３２が保護されている。
【００１９】
ハウジングモールド１１の上方にはハウジングモールド１１の外壁から突出するようにコネクタ部１１ａが設けられている。そして、電磁コイル３２に電気的に接続されるターミナル３４がコネクタ部１１ａおよびコイルモールド３１に埋設される。また、ターミナル３４は図示しない電子制御装置にワイヤーハーネスを介して接続されている。
【００２０】
圧縮コイルスプリング２８の一端は、可動鉄心２２に設けられたスプリングの座面に当接し、圧縮コイルスプリング２８の他端は、アジャスティングパイプ２９の底部に当接している。圧縮コイルスプリング２８は、可動鉄心２２とニードル２５とを図１の下方へ付勢し、ニードル２５のシート部をバルブボディ２６の弁座２６３に着座させる。図示しない電子制御装置によってターミナル３４からリード線を介して電磁コイル３２に励磁電流が流れると、ニードル２５および可動鉄心２２が圧縮コイルスプリング２８の付勢力に抗して固定鉄心２１の方向へ吸引される。
【００２１】
非磁性パイプ２４は、固定鉄心２１の下部に接続されている。そして、固定鉄心２１の下部に、固定鉄心２１の下端から一部突出するように一方の端部２４ａが接続されている。さらに、非磁性パイプ２４の他方の端部２４ｂの下端には、磁性材料からなり段付きパイプ状に形成された磁性パイプ２３の小径部２３ｂが接続されている。なお、非磁性パイプ２４の他方の端部２４ｂは可動鉄心２２の案内部をなしている。
【００２２】
次に、非磁性パイプ２４および磁性パイプ２３の内部空間には、磁性材料からなり筒状に形成される可動鉄心２２が設けられている。この可動鉄心２２の外径は非磁性パイプ２４の他方の端部２４ｂの内径より僅かに小さく設定され、可動鉄心２２は非磁性パイプ２４に摺動可能に支持されている。また、可動鉄心２２の上端面は、固定鉄心２１の下端面と所定の隙間を介して対向するように設けられている。
【００２３】
ニードル２５の上部には接合部４３が形成されている。そして、接合部４３と可動鉄心２２とがレーザ溶接され、ニードル２５と可動鉄心２２とが一体に連結される。接合部４３の外周には燃料通路としての二面取りが設けられている。固定鉄心２１の上方には、燃料タンクから燃料ポンプ等によって圧送され、燃料噴射弁１０内に流入する燃料中のゴミ等の異物を除去するフィルタ３３が設けられている。
【００２４】
固定鉄心２１内にフィルタ３３を通して流入した燃料は、アジャスティングパイプ２９からニードル２５の接合部４３に形成された二面取り部との隙間、さらには、バルブボディ２６の円筒面２６１とニードル２５の摺動部４１に形成された四面取り部との隙間を通過し、ニードル２５の先端のシート部２５１と弁座２６３とよりなる弁部に到り、この弁部から円筒孔８を形成する円筒面２６４に到る。
【００２５】
次に、燃料噴射弁１０の吐出部５０の構成について図１に基づいて説明する。
磁性パイプ２３の大径部２３ａの内部には、中空円盤状のスペーサ２７を介してバルブボディ２６が挿入されレーザ溶接されている。スペーサ２７の厚さは、固定鉄心２１と可動鉄心２２との間のエアギャップを所定値に保持するように調節される。バルブボディ２６の内壁には、ニードル２５の摺動部４１が摺動する円筒面２６１と、ニードル２５の円錐状のシート部２５１が着座する弁座２６３とが形成されている。さらに、バルブボディ２６の底部中央には、円筒面２６４で形成される円筒孔８が設けられている。
【００２６】
ニードル２５には、磁性パイプ２３の大径部２３ａの内壁に収容されるスペーサ２７の下端面から所定の隙間を介して対向するようにフランジ３６が形成されている。このフランジ３６は、ニードル２５の全長のうちニードル２５の先端に形成されるシート部２５１側に形成され、フランジ３６の下方にはバルブボディ２６に形成される円筒面２６１に摺動可能となる摺動部４１が形成されている。
【００２７】
バルブボディ２６の円筒孔８の出口に流れ制御機構５１が設けられている。この流れ制御機構５１は、図１に示すように、(1) ニードル２５、(2) バルブボディ２６、(3) 複孔ノズル６１および(4) エアアシストスリーブ６３とからなる。以下、これらの特徴をそれぞれ順に詳述する。
(1) ニードル２５
ニードル２５は、図１に示すように、その先端部に球面２５５が形成されている。図１は閉弁状態を示しており、この閉弁状態でシート部２５１と弁座２６３とが接点となり、この接点の集合体が円環状線となっている。(2)
(2) バルブボディ２６
バルブボディ２６は、図１に示す円筒面２６１、円錐斜面２６２および円筒孔８を形成する円筒面２６４からなり、これらの各面２６１、２６２、２６４の境界線は円状となっている。
【００２８】
(3) 複孔ノズル６１
複孔ノズル６１は、本実施例ではオリフィスプレート５２からなる。このオリフィスプレート５２は、例えばステンレス製で、流れ制御機構５１の一部を構成し、バルブボディ２６の先端に溶接例えば全周溶接により接合される。このオリフィスプレート５２には、図５に示すように、同心状に４個のオリフィス５４、５５、５６、５７（５５、５６は図示せず）が板厚方向に貫通して形成されている。図５に示すように、オリフィス５４、５５、５６、５７は、円筒形の直状に形成されており、その円筒中心軸線は、板厚方向線よりも傾斜角αだけ傾斜している。
【００２９】
この例では二方向噴霧の例である。例えば図６に示すように、オリフィス５４とオリフィス５５とからはエンジンヘッド６０の一方の吸気通路５９に設けられる吸気弁１０２の傘部に向けて燃料流Ｆ₁ が噴射され、オリフィス５７とオリフィス５６とからは他方の吸気通路５８に設けられる吸気弁１０１の傘部に向けて燃料流Ｆ₂ が噴射される。このオリフィス５４、５５、５６、５７の傾斜角αは、１０≦α≦４０（°）の範囲が望ましく、エンジンの仕様に合わせて適宜αの値を設定する。
【００３０】
(2) エアアシストスリーブ６３
エアアシストスリーブ６３は、図２、３、４に示すように、樹脂製で、成形型により一体成形により作製される。このエアアシストスリーブ６３は、バルブボディ２６に圧入嵌合して固定されている。このエアアシストスリーブ６３は、円筒状の取付部６４と円筒状の案内部６５とからなる。▲１▼ 取付部６４は、燃料噴射弁１０のバルブボディ２６の外周壁に嵌合するもので、磁性パイプ２３の外周部に嵌合する大径穴６４ａと、バルブボディ２６の外周部に嵌合する小径穴６４ｂとを有する。更に取付部６４は、オリフィスプレート５２を案内する環状溝６４ｃを有する。▲２▼ 案内部６５は、取付部６４の凹溝６４ｃから円筒状に延びるもので、燃料出口側にセパレータ６６を有する。案内部６５は、セパレータ６６により分岐される２個の燃料孔６７、６８を有し、２個の燃料孔は入口側で円筒孔８に連通している。セパレータ６６は、円筒孔８に近い側の鋭角部７３と、この鋭角部７３から更に燃料孔６７、６８の燃料開口面積を縮小する鈍角部７４とからなる。このセパレータ６６の鋭角部７３の両側面側の案内部６５にエア孔７１、７２が形成される。エア孔７１、７２は、このエアアシストスリーブ６３の外部からエア流を燃料孔６７、６８内に供給するもので、このエア流が鋭角部７３の両側面に衝突する方向にエア孔７１、７２が向いている。このエア孔７１、７２から供給されるエアがオリフィスプレート５２のオリフィス５４、５５、５６、５７から噴射された燃料流に衝突し、セパレータ６６により燃料の噴霧状態の良好な噴霧粒径をもつ燃料流に状態変化させる。エア孔７１、７２に供給されるエア量は、例えば吸気管負圧により吸引されるエア供給通路の弁開度により制御される。燃料孔６７、６８を通る燃料は、あらかじめオリフィスプレート５２に開口されるオリフィス５４、５５、５６、５７の形状ないし大きさにより方向制御されている。この燃料孔６７、６８を通る燃料流にエア孔７１、７２から供給されるエアが衝突すると、燃料の微粒化が図られ、この微粒化された燃料が燃料孔６７、６８の出口から所望の方向に燃料噴射される。
【００３１】
本実施例によると、オリフィスプレート５２のオリフィス５４、５６により方向された燃料流が更にエアアシストスリーブ６３内の燃料孔６７、６８により案内されてこれらの要素により方向制御された燃料流が所望のエンジンの吸気系に供給される。このとき、アシストエアがエア孔７１、７２から供給されるのであれば、このエア孔７１、７２を通るエアがエアアシストスリーブ６３内の燃料流の微粒化を促進し、微粒化して良好な噴霧形態の燃料が燃料孔６７、６８からエンジン側の吸気系に供給される。燃料流の方向制御は、一次側はオリフィスプレート５２のオリフィス５４、５５、５６、５７によりなされ、二次側として補充的に燃料孔６７、６８によりなされる。したがって基本的には燃料流の方向制御はオリフィスプレート５２によりなされる。エアアシストスリーブ６３については、この方向制御を補完する機能を有し、更には微粒化燃料の噴霧形態を良好にするという機能をもつ。
【００３２】
次に、エアアシストスリーブ６３を成形する成形用型を図７に基づいて説明する。
成形用型８１の成形によりエアアシストスリーブ６３が製作される。成形用型８１は、７体化構造をしており、図７において、左右対称に外型８２、８３、内型８４、８５ならびにエア孔用成形型８６、８７により樹脂成形されてエアアシストスリーブ６３が成形される。これらの型８３、８４、８５、８６、８７、８８を用いてエアアシストスリーブ６３が樹脂により一体成形される。したがって、この成形用型によりエアアシストスリーブが製作される。従来はスリーブにより燃料流の方向制御を行っていたため、スリーブのセパレータに高い加工精度が要求されていた。そこで金属の精密加工によってこの種のスリーブを製作しているため生産性が上がらず高コストになっていたが、本実施例では、燃料流の方向制御は１次側はオリフィスプレート５２のオリフィス５４、５５、５６、５７によりなされ、２次側として補充的に燃料孔６７、６８によりなされる。従って、セパレータ６６には従来程の高い加工精度は要求されない。そこで樹脂化が可能で、樹脂成形用型を用いた型成形により単純な製造工程で形成されるため高生産効率となり低コストにエアアシストスリーブを製作できる。
【００３３】
この７体化型構造の成形用型８２により作られたエアアシストスリーブ６３は、図１に示すように、バルブボディ２６の外周部に圧入嵌合されて燃料噴射弁１０の噴射孔出口側に一体に固定される。この燃料噴射弁１０をエンジンヘッドの吸入空気通路に連通する穴の部分にエンジンヘッド外壁側から取付固定される。
本実施例によると、エアアシストスリーブ６３の形状が高精度に形成されしかも高生産効率により低コストに製作できるという利点がある。
【００３４】
（第２実施例）
次に本発明の第２実施例を図８〜図１１に示す。
図６に示す第２実施例は、第１実施例のエアアシストスリーブ６３の形状を変更した例である。
図６に示すエアアシストスリーブ１０３は円筒状の取付部１０４と二股状に広がる燃料孔１０６、１０７をもつ燃料案内部１０５とからなる。
【００３５】
このエアアシストスリーブ１０３は、燃料孔１０６、１０７が二股状に分かれており、燃料孔１０６、１０７を二股に分離するセパレータ１１０は２つの斜面１１１と１１２を有する。また案内部１０５にはセパレータ１１０の斜面１１１、１１２の頂部近傍に向けて開口するエア孔１０８、１０９が対向するように形成されている。その他の構造については、実質的に図２に示すものと同様である。
【００３６】
この第２実施例によると、複孔ノズル６１としてのオリフィスプレート５２とエアアシストスリーブ１０３の２個の要素によって円筒孔８から噴出された燃料がオリフィス５４、５５、５６、５７で方向制御され、この方向制御された燃料が燃料孔１０６、１０７を通り、所望の噴射方向に噴射される。この例においては、二方向噴射方式である。そしてエア孔１０８、１０９からエアが供給されるときには、燃料孔１０６、１０７を流通する燃料流にエアが衝突して燃料の微粒化が促進される。
【００３７】
この実施例における成形型は図１２に示す構造のものである。この図１２に示す成形用型１１４は、８体化型構造をもっている。すなわち成形用型１１４は、外型１１５、１１６、内型１１７、エア孔用成形型１１９、１２０および燃料孔用成形型１２１、１２２、１２３の８要素の型からなる。これらの型により樹脂による一体成形によりエアアシストスリーブ１０３が形成される。
【００３８】
本実施例においても、エアアシストスリーブ１０３が樹脂成形により一体成形されるため簡単な方法により低コストにエアアシストスリーブ１０３が形成される。すなわち方向制御をより精密に行なうスリーブが低コストで作製できるという効果がある。
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図１３および図１４に示す。
【００３９】
図１３および図１４に示す第３実施例は三方向噴射方式のエアアシストスリーブを示す。
このエアアシストスリーブ１３１は、樹脂製で、成形用型により一体成形により形成される。したがって低コストに製作できる。この樹脂成形されたエアアシストスリーブ１３１は、その下面に燃料孔１３２、１３３、１３４をもっている。これらの燃料孔１３２、１３３、１３４は、スリーブ１３１の下面から見ると、正三角形の頂点に対応する位置に形成される。
【００４０】
この第３実施例においてもエアアシストスリーブを樹脂により簡単な製作工程により製作でき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実施例の内燃機関用燃料噴射装置の断面図である。
【図２】第１実施例のエアアシストスリーブの断面図である。
【図３】図２に示すIII 方向矢視図である。
【図４】図２に示すIV方向矢視図である。
【図５】第１実施例の複孔ノズルの拡大断面図である。
【図６】第１実施例の流れ制御機構から噴射される燃料流の説明図である。
【図７】第２実施例のエアアシストスリーブを製造するための成形用型を示す説明図である。
【図８】本発明の第２実施例の内燃機関用燃料噴射装置の縦断面図である。
【図９】第２実施例のエアアシストスリーブの断面図である。
【図１０】図９に示す矢印Ｘ方向矢視図である。
【図１１】図９に示す矢印XI方向矢視図である。
【図１２】第２実施例のエアアシストスリーブの成形用型を示す説明図である。
【図１３】本発明の第３実施例のアシストエアスリーブの側面図である。
【図１４】図１３に示す矢印XIV 方向矢視図である。
【符号の説明】
８噴孔（円筒孔）
１０燃料噴射弁
２５ニードル（弁部材）
２６バルブボディ（弁本体）
５１流れ制御機構
５２オリフィスプレート（複孔ノズル）
５８、５９吸気通路
６０エンジンヘッド
６１複孔ノズル
６３エアアシストスリーブ（スリーブ）
６４取付部
６５案内部
６６セパレータ
６７、６８燃料孔
７１、７２エア孔
７３鋭角部
７４鈍角部
１０３エアアシストスリーブ
２５１シート部（当接部）[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, for example, an injection nozzle portion of an electromagnetic fuel injection valve for injecting and supplying fuel to an internal combustion engine for an automobile.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Generally, a fuel injection valve used in an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) accommodates a valve member in a guide hole formed in the axial direction of the valve body so as to be slidable back and forth. The nozzle hole is opened and closed by the vertical movement of the valve member. For this reason, the lift amount at the time of valve opening of the valve member is precisely controlled so as to ensure an appropriate fuel injection amount.
[0003]
As a prior art, a fuel injection valve for an internal combustion engine disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-61461 is an adapter that causes an injector body having one injection hole through which fuel is injected to inject fuel from the injection hole through two holes. Is installed. This adapter is provided with a fuel collision part that collides the fuel ejected from the nozzle hole at the upper end of the branch part of the two holes, and air that ejects air toward the vicinity of the upstream end of the fuel collision part on the adapter. A nozzle hole is provided. The air holes extend obliquely in a direction approaching the injector main body as the distance from the two holes increases.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional fuel injection valve for an internal combustion engine disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 1-61461, (1) the fuel direction is controlled by an adapter combined with the injection valve body. In other words, this injection valve, which collides fuel with the fuel collision surface formed in the adapter, diverts the fuel in two holes, and controls the direction in the two holes after the fuel diversion. The direction of the fuel is not controlled by another member.
[0005]
Further, according to the fuel injection valve for an internal combustion engine disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-61461, (2) a high precision shape and dimensional accuracy is required for the branch portion of the adapter combined with the injection valve body. However, there is a limit to increase productivity in manufacturing this metal by precision machining of the adapter parts, and there is a problem that the cost increases.
[0006]
An object of the present invention is to provide a fuel injection device for an internal combustion engine that can appropriately perform high-level fuel atomization and precise direction control.
Another object of the present invention is to provide a fuel injection device for an internal combustion engine that is capable of achieving both injection fuel direction control and atomization control at low cost by devising a sleeve to be combined with an injection valve body.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention is a valve body having a cylindrical hole and a conical inclined surface formed on the inlet side of the cylindrical hole;
A valve member capable of contacting a part of the conical slope, and a valve member capable of contacting and separating from the part of the conical slope;
A multi-hole nozzle provided on the outlet surface of the cylindrical hole of the valve body, and having a plurality of holes communicating with the cylindrical hole and controlling the injection direction of fuel;
Provided on the outlet side of this multi-hole nozzle, it has a plurality of fuel holes through which the fuel flow controlled by the plurality of holes flows, and air can be supplied from the outside so as to collide with the separator part that partitions the fuel holes A sleeve having an air hole,
The multi-hole nozzle is an orifice plate having a plate portion and an orifice penetrating in a plate thickness direction of the plate portion;
The separator portion has an acute angle portion and an obtuse angle portion having different inclination angles with respect to the central axis, and a space portion is formed between the tip of the acute angle portion and the orifice plate ,
The air hole is formed toward the acute angle portion of the separator portion,
The obtuse angle portion of the separator portion is tapered at a certain angle from the end portion on the acute angle portion side to the end portion on the opposite side of the acute angle portion .
[0008]
The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 2 , wherein the air hole is a straight hole communicating between the inside and the outside of the sleeve, and the air flowing into the sleeve from the outside of the sleeve through the hole The hole axis is directed in the direction of colliding with the separator.
[0009]
The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 3 is characterized in that the sleeve is integrally formed of resin.
[0010]
[Operation and effect of the invention]
According to the fuel injection device for an internal combustion engine according to the first aspect, the fuel ejected from the cylindrical hole of the valve body passes through the plurality of holes of the multi-hole nozzle and the plurality of fuel holes of the sleeve. At this time, the injection direction of the fuel flow is determined primarily in advance by the multi-hole nozzle combined with the injection valve body in advance, and the fuel direction is determined by the plurality of fuel holes of the sleeve provided on the outlet side of the multi-hole nozzle. Secondary suppression of flow fluctuations.
[0011]
When air is not supplied from the air hole of the sleeve, the fuel whose direction is controlled by the multi-hole nozzle is injected through the fuel hole of the sleeve. If the fuel flow after passing through the multi-hole nozzle has a “flowing flow”, this flowing flow is corrected in the direction controlled by the fuel hole of the sleeve. For this reason, advanced fuel atomization and precise fuel direction control can be performed with a simple configuration.
[0012]
When air is supplied from the air hole of the sleeve, the air collides with the fuel flow, resulting in a finer spray of the fuel flow. In order to maintain the control direction, the directionality of the main flow of the fuel flow is not impaired, and the “main flow” of the fuel flow after passing through the multi-hole nozzle is maintained in the direction controlled by the plurality of holes of the multi-hole nozzle, The “breaking flow” of the fuel flow injected from the fuel hole outlet of the sleeve and passing through the multi-hole nozzle is controlled in the direction in which the fuel hole of the sleeve is controlled. For this reason, there is an effect that a high degree of fuel atomization and precise fuel direction control can be achieved with a simple configuration.
[0013]
Further , since the multi-hole nozzle is in the form of a plate having an orifice, there is an advantage that fuel atomization control and direction control can be performed with extremely simple and small parts.
According to the fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 2, since the air flowing into the sleeve through the straight air hole communicating between the inside and outside of the sleeve collides with the separator, the fuel flow is highly atomized. And precise fuel direction control can be achieved with a simple configuration.
[0014]
According to the fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 3 , since the sleeve can be easily manufactured by resin molding using a molding die, parts of the flow control mechanism can be easily manufactured, and the manufacturing cost of the fuel injection device can be reduced. There is an effect that can be made.
[0015]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 4 show an embodiment in which the present invention is applied to a fuel injection valve of a fuel supply device for a gasoline engine.
[0016]
First, a fuel injection valve as a fuel injection device for an internal combustion engine will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a fixed iron core 21, a spool 91, an electromagnetic coil 32, a coil mold 31, and metal plates 93 and 94 as magnetic paths are integrally formed in a resin housing mold 11 of the fuel injection valve 10. Has been.
The fixed iron core 21 is made of a ferromagnetic material and is provided in the housing mold 11 so as to protrude from above the coil mold 31. An adjusting pipe 29 is fixed to the inner wall of the fixed iron core 21.
[0017]
The electromagnetic coil 32 is wound around the outer periphery of the resin spool 91, and then the coil mold 31 is resin-molded around the outer periphery of the spool 91 and the electromagnetic coil 32, and the electromagnetic coil 32 is surrounded by the coil mold 31. The coil mold 31 protects the cylindrical tubular portion 31a that protects the electromagnetic coil 32 and the lead wire that is electrically derived from the electromagnetic coil 32, and also retains the terminal 34 that will be described later. Projecting portion 31b projecting upward from the top. Then, the spool 91 and the electromagnetic coil 32 are mounted on the outer periphery of the fixed iron core 21 in an integrated state by the coil mold 31.
[0018]
The two metal plates 93 and 94 are provided such that one upper end is in contact with the outer periphery of the fixed core 21 and the other lower end is in contact with the outer periphery of the magnetic pipe 23, and a magnetic flux that passes the magnetic flux when the electromagnetic coil 32 is energized. It is a member that forms a path, and is covered on the outer periphery of the cylindrical portion 31a so as to sandwich the cylindrical portion 31a from both sides. The electromagnetic coil 32 is protected by the two metal plates 93 and 94.
[0019]
A connector portion 11 a is provided above the housing mold 11 so as to protrude from the outer wall of the housing mold 11. A terminal 34 electrically connected to the electromagnetic coil 32 is embedded in the connector portion 11 a and the coil mold 31. The terminal 34 is connected to an electronic control device (not shown) via a wire harness.
[0020]
One end of the compression coil spring 28 is in contact with the seat surface of the spring provided on the movable iron core 22, and the other end of the compression coil spring 28 is in contact with the bottom of the adjusting pipe 29. The compression coil spring 28 urges the movable iron core 22 and the needle 25 downward in FIG. 1 and seats the seat portion of the needle 25 on the valve seat 263 of the valve body 26. When an exciting current flows from the terminal 34 to the electromagnetic coil 32 through the lead wire by an electronic control device (not shown), the needle 25 and the movable iron core 22 are attracted toward the fixed iron core 21 against the urging force of the compression coil spring 28. The
[0021]
The nonmagnetic pipe 24 is connected to the lower part of the fixed iron core 21. Then, one end 24 a is connected to the lower part of the fixed iron core 21 so as to partially protrude from the lower end of the fixed iron core 21. Further, a small diameter portion 23b of a magnetic pipe 23 made of a magnetic material and formed in a stepped pipe shape is connected to the lower end of the other end portion 24b of the nonmagnetic pipe 24. The other end 24 b of the nonmagnetic pipe 24 forms a guide for the movable iron core 22.
[0022]
Next, a movable iron core 22 made of a magnetic material and formed in a cylindrical shape is provided in the internal space of the nonmagnetic pipe 24 and the magnetic pipe 23. The outer diameter of the movable iron core 22 is set slightly smaller than the inner diameter of the other end 24 b of the nonmagnetic pipe 24, and the movable iron core 22 is slidably supported by the nonmagnetic pipe 24. The upper end surface of the movable iron core 22 is provided so as to face the lower end surface of the fixed iron core 21 with a predetermined gap.
[0023]
A joint 43 is formed on the needle 25. And the junction part 43 and the movable iron core 22 are laser-welded, and the needle 25 and the movable iron core 22 are connected integrally. A double chamfering as a fuel passage is provided on the outer periphery of the joint portion 43. Above the fixed iron core 21 is provided a filter 33 that removes foreign matters such as dust in the fuel that is pumped from the fuel tank by a fuel pump or the like and flows into the fuel injection valve 10.
[0024]
The fuel that has flowed into the fixed iron core 21 through the filter 33 passes through the gap between the adjusting pipe 29 and the two chamfered portion formed at the joint 43 of the needle 25, and the sliding between the cylindrical surface 261 of the valve body 26 and the needle 25. A cylindrical surface that passes through a gap between the four chamfered portions formed in the moving portion 41 and reaches the valve portion including the seat portion 251 and the valve seat 263 at the tip of the needle 25, and forms the cylindrical hole 8 from the valve portion. H.264.
[0025]
Next, the structure of the discharge part 50 of the fuel injection valve 10 is demonstrated based on FIG.
Inside the large-diameter portion 23a of the magnetic pipe 23, a valve body 26 is inserted through a hollow disk-shaped spacer 27 and laser-welded. The thickness of the spacer 27 is adjusted so as to maintain the air gap between the fixed iron core 21 and the movable iron core 22 at a predetermined value. A cylindrical surface 261 on which the sliding portion 41 of the needle 25 slides and a valve seat 263 on which the conical seat portion 251 of the needle 25 is seated are formed on the inner wall of the valve body 26. Further, a cylindrical hole 8 formed by a cylindrical surface 264 is provided at the bottom center of the valve body 26.
[0026]
A flange 36 is formed on the needle 25 so as to be opposed to the lower end surface of the spacer 27 accommodated in the inner wall of the large-diameter portion 23a of the magnetic pipe 23 with a predetermined gap. The flange 36 is formed on the side of the seat portion 251 formed at the tip of the needle 25 out of the entire length of the needle 25, and below the flange 36 slidable on a cylindrical surface 261 formed on the valve body 26. A moving part 41 is formed.
[0027]
A flow control mechanism 51 is provided at the outlet of the cylindrical hole 8 of the valve body 26. As shown in FIG. 1, the flow control mechanism 51 includes (1) a needle 25, (2) a valve body 26, (3) a multi-hole nozzle 61, and (4) an air assist sleeve 63. Hereinafter, each of these features will be described in detail.
(1) Needle 25
As shown in FIG. 1, the needle 25 has a spherical surface 255 formed at the tip thereof. FIG. 1 shows a valve-closed state. In this valve-closed state, the seat portion 251 and the valve seat 263 are contact points, and an aggregate of the contact points is an annular line. (2)
(2) Valve body 26
The valve body 26 includes a cylindrical surface 261, a conical inclined surface 262, and a cylindrical surface 264 forming the cylindrical hole 8 shown in FIG. 1, and the boundary lines of these surfaces 261, 262, and 264 are circular.
[0028]
(3) Double hole nozzle 61
The multi-hole nozzle 61 includes an orifice plate 52 in this embodiment. The orifice plate 52 is made of, for example, stainless steel, constitutes a part of the flow control mechanism 51, and is joined to the tip of the valve body 26 by welding, for example, all-around welding. As shown in FIG. 5, four orifices 54, 55, 56, 57 (55 and 56 are not shown) are formed through the orifice plate 52 in the thickness direction. As shown in FIG. 5, the orifices 54, 55, 56, and 57 are formed in a cylindrical straight shape, and the center axis of the cylinder is inclined by an inclination angle α with respect to the plate thickness direction line.
[0029]
This example is an example of two-way spraying. For example, as shown in FIG. 6, the fuel flow F ₁ is injected from the orifice 54 and the orifice 55 toward the umbrella portion of the intake valve 102 provided in one intake passage 59 of the engine head 60. Then, the fuel flow F ₂ is injected toward the umbrella portion of the intake valve 101 provided in the other intake passage 58. The inclination angle α of the orifices 54, 55, 56, and 57 is desirably in the range of 10 ≦ α ≦ 40 (°), and the value of α is appropriately set according to the engine specifications.
[0030]
(2) Air assist sleeve 63
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the air assist sleeve 63 is made of resin and is integrally formed by a molding die. The air assist sleeve 63 is press-fitted and fixed to the valve body 26. The air assist sleeve 63 includes a cylindrical mounting portion 64 and a cylindrical guide portion 65. (1) The mounting portion 64 is fitted to the outer peripheral wall of the valve body 26 of the fuel injection valve 10, and is fitted to the outer peripheral portion of the valve body 26 and the large-diameter hole 64 a that is fitted to the outer peripheral portion of the magnetic pipe 23. And a small diameter hole 64b. Further, the mounting portion 64 has an annular groove 64 c that guides the orifice plate 52. (2) The guide portion 65 extends in a cylindrical shape from the concave groove 64c of the attachment portion 64, and has a separator 66 on the fuel outlet side. The guide portion 65 has two fuel holes 67 and 68 branched by a separator 66, and the two fuel holes communicate with the cylindrical hole 8 on the inlet side. The separator 66 includes an acute angle portion 73 on the side close to the cylindrical hole 8 and an obtuse angle portion 74 that further reduces the fuel opening area of the fuel holes 67 and 68 from the acute angle portion 73. Air holes 71 and 72 are formed in the guide portions 65 on both side surfaces of the acute angle portion 73 of the separator 66. The air holes 71 and 72 supply an air flow into the fuel holes 67 and 68 from the outside of the air assist sleeve 63, and the air holes 71 and 72 in a direction in which the air flow collides with both side surfaces of the acute angle portion 73. Is suitable. The fuel supplied from the air holes 71 and 72 collides with the fuel flow injected from the orifices 54, 55, 56 and 57 of the orifice plate 52, and the fuel having a good spray particle size in the fuel spray state by the separator 66. Change state to flow. The amount of air supplied to the air holes 71 and 72 is controlled by, for example, the valve opening degree of the air supply passage that is sucked by the intake pipe negative pressure. The direction of the fuel passing through the fuel holes 67 and 68 is controlled by the shape or size of the orifices 54, 55, 56, and 57 opened in advance in the orifice plate 52. When the air supplied from the air holes 71 and 72 collides with the fuel flow passing through the fuel holes 67 and 68, the fuel is atomized, and the atomized fuel is supplied from the outlets of the fuel holes 67 and 68 to a desired level. Fuel is injected in the direction.
[0031]
According to this embodiment, the fuel flow directed by the orifices 54 and 56 of the orifice plate 52 is further guided by the fuel holes 67 and 68 in the air assist sleeve 63 so that the fuel flow direction-controlled by these elements is desired. Supplied to the engine intake system. At this time, if the assist air is supplied from the air holes 71 and 72, the air passing through the air holes 71 and 72 promotes atomization of the fuel flow in the air assist sleeve 63 and atomizes, and good spraying is achieved. The fuel of the form is supplied from the fuel holes 67 and 68 to the intake system on the engine side. The direction of the fuel flow is controlled by the orifices 54, 55, 56, and 57 of the orifice plate 52 on the primary side, and supplementarily by the fuel holes 67 and 68 on the secondary side. Therefore, basically, the direction of fuel flow is controlled by the orifice plate 52. The air assist sleeve 63 has a function of complementing this direction control, and further has a function of improving the spray form of the atomized fuel.
[0032]
Next, a molding die for molding the air assist sleeve 63 will be described with reference to FIG.
The air assist sleeve 63 is manufactured by molding the molding die 81. The molding die 81 has a seven-body structure. In FIG. 7, the air assist sleeve is formed by resin molding by outer molds 82 and 83, inner molds 84 and 85 and air hole molding molds 86 and 87 symmetrically in the left-right direction. 63 is molded. The air assist sleeve 63 is integrally formed of resin using these molds 83, 84, 85, 86, 87, 88. Therefore, an air assist sleeve is manufactured by this mold. Conventionally, the direction of fuel flow is controlled by a sleeve, so that high processing accuracy is required for the sleeve separator. Therefore, since this type of sleeve is manufactured by precision metal processing, the productivity does not increase and the cost is high, but in this embodiment, the primary direction is controlled by the orifice 54 of the orifice plate 52 in the direction of fuel flow. , 55, 56, 57, and supplementary fuel holes 67, 68 as the secondary side. Therefore, the separator 66 is not required to have a processing accuracy as high as that of the prior art. Therefore, it can be made into a resin, and since it is formed by a simple manufacturing process by molding using a resin molding die, it is possible to produce an air assist sleeve with high production efficiency and low cost.
[0033]
As shown in FIG. 1, the air assist sleeve 63 made by the molding die 82 having the seven-body structure is press-fitted to the outer peripheral portion of the valve body 26 and is disposed on the injection hole outlet side of the fuel injection valve 10. It is fixed integrally. The fuel injection valve 10 is attached and fixed from the engine head outer wall side to the hole communicating with the intake air passage of the engine head.
According to this embodiment, there is an advantage that the shape of the air assist sleeve 63 is formed with high accuracy and can be manufactured at low cost due to high production efficiency.
[0034]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIGS.
The second embodiment shown in FIG. 6 is an example in which the shape of the air assist sleeve 63 of the first embodiment is changed.
The air assist sleeve 103 shown in FIG. 6 includes a cylindrical mounting portion 104 and a fuel guide portion 105 having fuel holes 106 and 107 extending in a bifurcated shape.
[0035]
In the air assist sleeve 103, fuel holes 106 and 107 are divided into two forks, and a separator 110 that separates the fuel holes 106 and 107 into two forks has two inclined surfaces 111 and 112. In addition, air holes 108 and 109 that open toward the vicinity of the tops of the slopes 111 and 112 of the separator 110 are formed in the guide portion 105 so as to face each other. Other structures are substantially the same as those shown in FIG.
[0036]
According to the second embodiment, the direction of the fuel injected from the cylindrical hole 8 by the two elements of the orifice plate 52 as the multi-hole nozzle 61 and the air assist sleeve 103 is controlled by the orifices 54, 55, 56, 57, This direction-controlled fuel passes through the fuel holes 106 and 107 and is injected in a desired injection direction. In this example, it is a two-way injection system. When air is supplied from the air holes 108 and 109, the air collides with the fuel flow flowing through the fuel holes 106 and 107, and the atomization of the fuel is promoted.
[0037]
The mold in this embodiment has the structure shown in FIG. The molding die 114 shown in FIG. 12 has an eight-body structure. That is, the molding die 114 is composed of eight-element molds including outer molds 115 and 116, an inner mold 117, air hole molding molds 119 and 120, and fuel hole molding molds 121, 122, and 123. The air assist sleeve 103 is formed by integral molding with a resin using these molds.
[0038]
Also in this embodiment, since the air assist sleeve 103 is integrally formed by resin molding, the air assist sleeve 103 is formed at a low cost by a simple method. That is, there is an effect that a sleeve for performing direction control more precisely can be manufactured at a low cost.
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIGS.
[0039]
A third embodiment shown in FIGS. 13 and 14 shows a three-way injection type air assist sleeve.
The air assist sleeve 131 is made of resin and is formed by integral molding with a molding die. Therefore, it can be manufactured at low cost. This resin-molded air assist sleeve 131 has fuel holes 132, 133, and 134 on its lower surface. These fuel holes 132, 133, and 134 are formed at positions corresponding to the vertices of an equilateral triangle when viewed from the lower surface of the sleeve 131.
[0040]
This third embodiment also has an effect that the air assist sleeve can be manufactured by a simple manufacturing process using resin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel injection device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the air assist sleeve of the first embodiment.
FIG. 3 is a view in the direction of arrow III shown in FIG.
4 is a view in the direction of arrow IV shown in FIG.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the multi-hole nozzle of the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a fuel flow injected from the flow control mechanism of the first embodiment.
FIG. 7 is an explanatory view showing a molding die for manufacturing the air assist sleeve of the second embodiment.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a fuel injection device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of an air assist sleeve of a second embodiment.
10 is a view taken in the direction of the arrow X shown in FIG. 9;
FIG. 11 is a view taken in the direction of arrow XI shown in FIG. 9;
FIG. 12 is an explanatory view showing a mold for forming an air assist sleeve of a second embodiment.
FIG. 13 is a side view of an assist air sleeve according to a third embodiment of the present invention.
14 is a view in the direction of arrow XIV shown in FIG.
[Explanation of symbols]
8 injection hole (cylindrical hole)
10 Fuel Injection Valve 25 Needle (Valve Member)
26 Valve body (Valve body)
51 Flow control mechanism 52 Orifice plate (multi-hole nozzle)
58, 59 Intake passage 60 Engine head 61 Multi-hole nozzle 63 Air assist sleeve (sleeve)
64 Attachment portion 65 Guide portion 66 Separator 67, 68 Fuel hole 71, 72 Air hole 73 Acute angle portion 74 Obtuse angle portion 103 Air assist sleeve 251 Seat portion (contact portion)

Claims

A valve body having a cylindrical hole and a conical slope formed on the inlet side of the cylindrical hole;
A valve member capable of contacting a part of the conical slope, and a valve member capable of contacting and separating from the part of the conical slope;
A multi-hole nozzle provided on the outlet surface of the cylindrical hole of the valve body, and having a plurality of holes communicating with the cylindrical hole and controlling the injection direction of fuel;
Provided on the outlet side of this multi-hole nozzle, it has a plurality of fuel holes through which the fuel flow controlled by the plurality of holes flows, and air can be supplied from the outside so as to collide with the separator part that partitions the fuel holes A sleeve having an air hole,
The multi-hole nozzle is an orifice plate having a plate portion and an orifice penetrating in a plate thickness direction of the plate portion;
The separator portion has an acute angle portion and an obtuse angle portion having different inclination angles with respect to the central axis, and a space portion is formed between the tip of the acute angle portion and the orifice plate ,
The air hole is formed toward the acute angle portion of the separator portion,
The obtuse angle portion of the separator portion is inclined at a constant angle in a tapered manner from an end portion on the acute angle portion side to an end portion on the opposite side of the acute angle portion. .

The air hole is a straight hole communicating between the inside and the outside of the sleeve, and the hole axis is oriented in a direction in which air flowing from the outside of the sleeve through the hole into the sleeve collides with the separator. The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1.

The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the sleeve is integrally formed of resin.