JP3838089B2

JP3838089B2 - Fuel injection valve for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3838089B2
Application number: JP2001382867A
Authority: JP
Inventors: 晃利友田; 隆夫稲村; 和彦白谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2021-12-17
Also published as: JP2003184707A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に係り、特に、燃料を衝突部材に衝突させることにより燃料の霧化を促進する内燃機関の燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平１１−１８２３８５号公報に開示されるように、高圧で噴射される燃料を、燃料噴射孔と対抗するように配置された傾斜面に衝突させることにより、燃料の霧化を促進させる燃料噴射弁が知られている。このような機構によれば、燃料を膜状に広げることで、内燃機関の筒内に、微粒化した状態で燃料を噴霧することができる。従って、上記の燃料噴射弁によれば、燃料の燃焼性を高めることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の燃料噴射弁では、傾斜面に衝突した燃料が膜状に広がって噴霧される際に、その膜厚が比較的厚くなるという傾向が生じていた。換言すると、従来の燃料噴射弁では、膜状に広がる燃料の膜厚を十分に薄くすることが困難であった。この点、従来の燃料噴射弁は、必ずしも十分に燃料を霧化させ得るものではなかった。
【０００４】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、燃料を十分に薄い膜状に広げて噴霧することにより、燃料の霧化を十分に促進することのできる内燃機関の燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の燃料噴射弁であって、
先端ほど径が細くなるように形成されたテーパ状の燃料噴射孔と、
前記燃料噴射孔と対抗するように配置された衝突部材とを備え、
前記衝突部材は、前記燃料噴射孔と対向する面に、親水面を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、内燃機関の燃料噴射弁であって、
先端ほど径が細くなるように形成されたテーパ状の燃料噴射孔と、
前記燃料噴射孔と対向するように配置された衝突部材とを備え、
前記衝突部材は、前記燃料噴射孔と対向する面に、撥水面を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の内燃機関の燃料噴射弁であって、前記衝突部材は、前記燃料噴射孔と対向する面が平坦な衝突板であることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の内燃機関の燃料噴射弁であって、前記衝突板は、前記燃料噴射孔の軸線に対して傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の燃料噴射弁であって、前記燃料噴射孔は、１０ deg 以上１４ deg 以下のテーパ角を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の燃料噴射弁であって、前記燃料噴射孔は、１ mm 以上６ mm 以下の長さを有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１である内燃機関の燃料噴射弁１０の断面図を示す。燃料噴射弁１０は、例えば、内燃機関の筒内に直接燃料を噴射する直噴型のガソリン機関において好適に用いることができる。但し、本発明に係る燃料噴射弁の適用は、ガソリン機関に限るものではなく、また、直噴型の機関に限るものではない。
【００１４】
本実施形態の燃料噴射弁１０は、磁性体で構成された固定鉄心１２を備えている。固定鉄心１２の内部には、調整パイプ１４が固定されていると共に、その調整パイプ１４と接するようにコイルスプリング１６が配設されている。固定鉄心１２と隣接する位置には、コイルスプリング１６によって図１中下向きに付勢される可動鉄心１８が配置されている。可動鉄心１８は、燃料噴射弁１０の内部を、その軸方向に摺動することができる。
【００１５】
固定鉄心１２の外周には、電磁コイル２０が設けられている。燃料噴射弁１０は、電磁コイル２０が所定の磁力を発することにより、可動鉄心１８が固定鉄心１２に引き寄せられ、また、その磁力が消滅すると、コイルスプリング１６の付勢力により可動鉄心１８が固定鉄心１２から離れるように構成されている。
【００１６】
可動鉄心１８には、可動鉄心１８と共に燃料噴射弁１０の内部を変位するニードル２２が連結されている。また、ニードル２２の端部には、弁体２４が固定されている。燃料噴射弁１０は、弁体２４を取り囲むように形成されたノズルボディ２６を備えている。ノズルボディ２６は、弁体２４と対抗する位置に設けられたサック２８、サック２８と連通する燃料噴射孔３０、および燃料噴射孔３０の延長線と交わるように設けられた衝突板３２を備えている。
【００１７】
図２は、ノズルボディ２６の周辺を拡大して表した図を示す。図２に示すように、燃料噴射孔３０は、テーパ部３４と、ストレート部３６とを備えている。テーパ部３４は、サック２８側が大きな径を有し、ストレート部３６側が小さな径を有するように構成されている。図２において、αおよびＬは、それぞれテーパ部３４のテーパ角、およびテーパ部３４の長さを表している。本実施形態において、テーパ角αは、１０deg以上１４deg以下の値に、より具体的には、１０degに設定される。また、テーパ部３４の長さＬは、１mm以上６mm以下の値に、より具体的には４．４mmに設定されている。
【００１８】
燃料噴射孔３０から流出する燃料流量は、主として、燃料の圧力と、ストレート部３６の直径Dにより決定される。本実施形態において、その直径Dは０．３３mmに設定されている。また、図２において、寸法Aはストレート部３６の長さを表している。本実施形態において、ストレート部３６の長さAは、１mmに設定されている。
【００１９】
また、図２に示す通り、本実施形態において、衝突板３２は、燃料噴射孔３０の軸線に対して傾斜している。ここで、図２に示す寸法Bは、燃料噴射孔３０先端から、その軸線の延長線が衝突板３２と交わる点までの距離である。本実施形態において、寸法Bは、１mm以上３mm以下の値に設定されている。
【００２０】
更に、図２に示すθは、燃料噴射孔３０の軸線に垂直な平面に対する衝突板３２の傾斜角である。また、図２に示す寸法Cは、燃料噴射孔３０の軸線の延長線が衝突板３２と交わる点から、衝突板３２の端部までの距離を表している。傾斜角θおよび寸法Cは、燃料の噴霧広がり角φを決定する重要な因子である。本実施形態において、それらの値は、実現すべき広がり角φとの関係で、実験的に決定されている。
【００２１】
次に、図１および図２と共に、図３を参照して、燃料噴射弁１０の動作について説明する。
図１に示すように、弁体２４とノズルボディ２６の間には空間が形成されている。この空間には、図示しない燃料供給源から高圧の燃料が供給されている。弁体２４は、電磁コイル１２に励磁電流が供給されていないときは、ノズルボディ２６に着座し、燃料噴射孔３０を閉塞する。従って、この場合、燃料噴射孔３０から燃料は噴射されない。
【００２２】
上記の状態から、電磁コイル２０に励磁電流が供給されると、可動鉄心１８が固定鉄心１２に引き寄せられることにより、弁体２４がノズルボディ２６から離座する。その結果、弁体２４の周囲に蓄えられていた高圧の燃料が燃料噴射孔３０に流入し、更に、燃料噴射孔３０から外部へ噴射される。
【００２３】
図３（Ａ）は、燃料噴射弁１０から燃料が噴射される様子を、側面視で表した図を示す。また、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、それぞれ図３（Ａ）に示すＢ矢視またはＣ矢視で傾斜板３２を表した図を示す。尚、本実施形態において、衝突板３２は、図３（ｂ）に示すようにその端面が直線状となるように、かつ、図３（Ｃ）に示すようにその表面が平坦となるように形成されている。
【００２４】
図３（Ａ）に示す通り、燃料噴射孔３０から噴射された燃料は、衝突板３２に衝突することによりその流れの向きを変化させ、主として衝突板３２に沿った方向に噴霧される。この際、燃料は、図３（Ｂ）に示すように、広く薄く扇状に広がった状態で噴霧される。
【００２５】
本実施形態の燃料噴射弁１０は、内燃機関の筒内に十分に霧化された燃料を供給するために、上記の如く燃料を扇型の膜状に広げて噴霧することとしている。この際、膜状に噴霧される燃料は、その膜厚が薄いほどより微粒化されたものとなる。このため、燃料噴射弁１０には、噴霧される燃料の膜厚をより薄くすることが望まれる。
【００２６】
ところで、燃料を衝突板３２に衝突させることにより燃料の膜を形成する場合、衝突板３２に衝突する以前に燃料の微粒化が進んでいるほど、その衝突の後に、厚い燃料膜が形成され易い。すなわち、本実施形態の構造では、衝突板３２に衝突する段階において、燃料の微粒化が抑えられているほど、その衝突により生成される燃料の膜は薄くなる傾向を示す。
【００２７】
そこで、本実施形態の燃料噴射弁１０においては、燃料噴射孔３０から噴射される燃料が、微粒化し始めることなく液柱状のまま衝突板３２に到達するように、ノズルボディ２６の仕様を決定している。
【００２８】
すなわち、本実施形態において、テーパ部３４のテーパ角αおよび長さLは、それぞれ、上記の如く「１０deg以上１４deg以下」、或いは「１mm以上６mm以下」とされている。これらの範囲は、サック２８から流入した燃料がテーパ部３４を流通する過程で、その燃料の乱れが十分に抑制できるものとして実験的に見いだされた範囲である。従って、本実施形態で用いられるテーパ部３４によれば、サック２８から燃料噴射孔３４に流入してくる高圧の燃料を、液柱状態で噴射し得る状態に整えることができる。
【００２９】
また、本実施形態において、燃料噴射孔３０のストレート部３６の寸法Aは、上記の如く、１mm程度とされている。この寸法Aは、液柱状態で噴射し得る状態に整えられた燃料に、その状態を崩すような乱れを生じさせることがない値として実験的に見いだされた値である。従って、本実施形態の燃料噴射弁１０によれば、燃料噴射孔３０から衝突板３２に向けて、燃料を液柱状態で噴射することができる。
【００３０】
更に、本実施形態において、燃料噴射孔３０と衝突板３２との間の距離（寸法B）は、上記の如く、１mm以上３mm以下の値とされている。この寸法Bは、燃料噴射孔３０から液柱状態で噴射された燃料の径が、空気とのせん断によって大きくならない値として、つまり、液柱状態で噴射された燃料が微粒化し始めることのない値として実験的に見いだされた値である。従って、本実施形態の燃料噴射弁１０によれば、燃料噴射孔３０から液柱状態で噴射された燃料を、液柱状態のまま衝突板３２に衝突させることができる。
【００３１】
上述の如く、衝突板３２に衝突した燃料は、その衝突の段階で微粒化されていないほど、その後、薄い膜状に広がって噴霧される。従って、本実施形態の燃料噴射弁１０によれば、液柱状態の燃料を衝突板３２に衝突させることにより、燃料を、極めて薄い膜状に広げた状態で噴霧すること、すなわち、十分に微粒化した状態で噴霧することができる。
【００３２】
次に、図４乃至図１２を参照して、膜状に噴霧される燃料の状態を所望の状態とするために燃料噴射弁１０に課すべき条件、或いは、施すべき変形などについて説明する。
【００３３】
先ず、液柱状態の燃料が衝突板３２に衝突する点から、衝突板３２の端面までの距離（寸法C）が燃料の噴射広がり角φに与える影響について説明する。
上述の如く、衝突板３２の傾斜角θと寸法C（図３（Ｂ）参照）は、燃料の噴霧広がり角φを決める重要な因子である。これらの因子のうち、特に傾斜角θについては、噴射広がり角φに対してほぼリニアな関係を示す。従って、噴射広がり角φは、基本的には衝突板３２の傾斜角θにより決定することができる。
【００３４】
図４は、上述した２つの因子のうち他方の因子、すなわち寸法Cと、広がり角φとの関係を示すグラフである。より具体的には、図４は、傾斜角θが３０度である場合に、寸法Cと広がり角φとの間に認められる関係を表した測定結果である。尚、図４において、○で示す各点は、燃料噴射圧Piが８MPaである場合の結果を、また、△で示す各点は、燃料噴射圧Piが１２MPaである場合の結果を、それぞれ表している。
【００３５】
図４に示す通り、燃料の噴射広がり角φは、寸法Cが長くなるに連れて大きな値となる。このように、噴射広がり角φは、衝突板３２の傾斜角θが一定であっても、衝突板３２の寸法Cに応じて異なる値となる。従って、所望の噴射広がり角φを得るためには、衝突板３２の傾斜角θのみならず、衝突板３２のC寸法も、適切な長さにすることが必要である。
【００３６】
図５は、図１乃至図３に示す衝突板３２の変形例（衝突板４０）を、図３（Ａ）に示すＢ矢視に対応させて描いた図である。
図５に示す衝突板４０は、燃料の衝突点４２から衝突板４０端部までの距離が、噴射広がり角φの全域で等距離となるように形成されている。つまり、この衝突板４０は、扇状に噴射される燃料が、如何なる部位においても寸法Cだけ衝突板４０の上で整流されるように構成されている。
【００３７】
上記の如く、衝突板４０の寸法Cは、衝突板４０の傾斜角θと共に、燃料の噴射広がり角φに影響を与える因子である。図５に示す衝突板４０によれば、その因子を、噴射広がり角θの全域で揃えることができる。このため、衝突板４０によれば、図１乃至図３に示す衝突板３２に比して、噴射広がり角φをより正確に管理することが可能である。
【００３８】
次に、膜状に広がった燃料の膜厚分布について説明する。
図６は、燃料噴射孔３０から噴射された燃料が衝突板３２に衝突して流れの方向を変化させる様子を、模式的に表した図を示す。
図６において、符号Uoを付して示す矢印は、燃料噴射孔３０から噴射された燃料の流れの方向を表している。また、符号diは、液柱状態の燃料の径を表している。更に、符号hは衝突板３２に衝突することで膜状となった後の燃料の膜厚を、符号uを付して示す矢印はその燃料の進行方向を、それぞれ表している。以下、図６に示す淀み点P1を原点とし、矢印u方向に延びる距離を「距離Ｙ」と称し、また、液柱状態の燃料の中心軸と衝突板３２との交点を原点とし、膜状となった燃料の幅方向に延びる距離を「距離Ｘ」と称す。
【００３９】
図７は、膜状に噴霧された燃料の膜厚hの、距離Ｘ方向（膜の幅方向）の理論分布を、３種類の距離Ｙ（１．５mm、２．５mm、３．５mm）について示したグラフである。
図７に示すように、膜状に噴霧された燃料は、中心部からの距離Ｘが２mm程度の位置で最も膜厚が薄くなるようなＷ型の膜厚分布を有している。そして、その膜厚分布は、距離Ｙが長くなるほど平滑化される傾向を有している。
【００４０】
図８は、膜状に噴霧された燃料の流速U_１の、距離Ｘ方向（膜の幅方向）の理論分布を、３種類の距離Ｙ（１．５mm、２．５mm、３．５mm）について示したグラフである。
図８に示すように、膜状に噴霧された燃料の流速U_１は、中心部で最も大きな値となる正規曲線型の分布を示す。そして、その流速分布は、距離Ｙが長くなるほど平滑化される傾向を有している。
【００４１】
図９は、上述した膜厚分布を考慮して設計された衝突板３２の変形例（衝突板５０）を、図３（Ａ）に示すＢ矢視に対応させて描いた図である。
図９に示す衝突板５０は、膜状に噴霧された燃料の膜厚hが最も薄くなる距離Ｘ（約２mm）に対応する幅Wmを有している。このような衝突板５０によれば、燃料の膜厚分布を利用した整流効果を得ることができる。
【００４２】
次に、燃料の噴霧広がり角φをより精度良く規制するための衝突板３２の変形例について説明する。
図１０は、噴霧広がり角φの規制を目的として設計された第１の変形例（衝突板６０）を、図３（Ａ）に示すＣ矢視に対応させて描いた図である。
図１０に示す衝突板６０は、液柱燃料との衝突面に、実現すべき噴霧広がり角φに対応する凹部６２を備えている。衝突板６０によれば、凹部６２の両脇に設けられた凸部６４により、燃料の広がり角φを規制することができる。このため、衝突板６０によれば、燃料との衝突面が平坦である衝突板３２に比して、更に精度よく所望の噴霧広がり角φを実現することができる。
【００４３】
図１１は、噴霧広がり角φの規制を目的として設計された第２の変形例（衝突板７０）を、図３（Ａ）に示すＣ矢視に対応させて描いた図である。
図１１に示す衝突板７０は、液柱燃料との衝突面に、中央部の窪んだ凹部７２を有している。衝突板７０によれば、図１１に示す衝突板６０が有する凹部６２に比して、更に効果的に燃料の広がり角φを規制することができる。このため、衝突板７０によれば、極めて高精度に燃料の所望の噴霧広がり角φを実現することができる。
【００４４】
図１２は、噴霧広がり角φの規制を目的として設計された第３の変形例（衝突板８０）を、図３（Ａ）に示すＣ矢視に対応させて描いた図である。
図１２に示す衝突板８０は、液柱燃料との衝突面に凹部８２を有している。凹部８２は、その中央部分と両端部分とが浅いＷ型の断面形状を有している。より具体的には、凹部８２は、図７に示す燃料の膜厚分布と対応するＷ型の断面形状を有している。このような凹部８２によれば、燃料の広がり角φを規制することができると共に、膜厚が厚くなり易い部分では燃料の膜厚を薄くし、かつ、膜厚が薄くなり易い部分ではその膜厚を厚くすることができる。従って、衝突板８０によれば、精度良く噴霧広がり角φを規制する効果と共に、燃料の膜厚を均一化して、燃料の微粒化を更に促進するという効果を得ることができる。
【００４５】
尚、上述した実施の形態１においては、衝突板３２，４０，５０，６０，７０および８０が、前記請求項１記載の衝突部材に相当している。
【００４６】
実施の形態２．
次に、図１３を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図１３は、本発明の実施の形態２において用いられる衝突板９０の断面図を、図３（Ａ）に示すＣ矢視に対応させて描いた図を示す。実施の形態２の燃料噴射弁は、図１に示す衝突板３２に代えて、図１３に示す衝突板３２が用いられている点を除き、実施の形態１の燃料噴射弁１０と同様である。
【００４７】
図１３に示すように、実施の形態２において用いられる衝突板９０は、液柱燃料との衝突面に親水膜９２を備えている。親水膜９２は、SiO_２を主成分とし、水に対して親和性を有する膜である。本実施形態では、水に対する接触角が１０deg以下となるように親水膜９２を形成している。
【００４８】
衝突板９０の衝突面が親水膜９２で覆われると、液膜端面での表面張力の影響が小さくなり、液膜の広がり状態を、理想状態に近づけることができる。このため、本実施形態の燃料噴射弁によれば、衝突板９０から噴霧される膜状の燃料に、より理論値に近い特性を付与することができる。
【００４９】
実施の形態３．
次に、再び図１３を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本発明の実施の形態３は、図１３に示す親水膜９２に代えて、衝突板９０の表面を撥水膜でコーディングすることにより実現することができる。この撥水膜は、フルオロカーボンを主成分とし、撥水機能を有する膜である。本実施形態では、水に対する接触角が１１５deg以上となるように撥水膜を形成している。
【００５０】
衝突板９０の衝突面が撥水膜で覆われると、衝突板９０と液膜との接触抵抗が軽減され、結果として、衝突板９０が親水膜９２で覆われている場合と同様に、液膜の広がり状態を理想の状態に近づけることができる。このため、本実施形態の燃料噴射弁によれば、実施の形態２の噴射弁と同様に、衝突板９０から噴霧される膜状の燃料に、より理論値に近い特性を付与することができる。
【００５１】
図１４は、実施の形態２で用いられる親水膜９２の効果、および実施の形態３で用いられる撥水膜の効果を説明するための実験結果である。より具体的には、図１４は、距離Ｘと燃料の膜厚hとの関係を、理論値（実線）、表面処理なし（○）、親水膜９２有り（△）、および撥水膜有り（□）の場合につき対比して表したグラフである。
【００５２】
図１４に示すように、衝突板に対して表面処理が施されていない場合、すなわち、実施の形態１の場合は、膜厚分布の理論曲線（実線）に対して、燃料の膜厚（○）が大きく上下している。特に、この場合は、距離Ｘが３mm〜５mmとなる領域で平均的に大きな膜厚が形成されている。
【００５３】
これに対して、衝突板が親水膜９２で覆われている場合（△）、および衝突板が撥水膜で覆われている場合（□）は、何れも、幅広い領域で理論曲線に沿った膜厚分布が得られている。すなわち、実施の形態２および３の場合は、何れも理論曲線に沿った膜厚分布が実現されている。この点、実施形態２または３に係る燃料噴射弁によれば、実施の形態１の噴射弁に比して、膜状に噴霧される燃料の状態を、より容易に、かつ精度良く管理することが可能である。
【００５４】
ところで、上述した実施の形態１乃至３では、燃料噴射孔３０から噴射された液柱状態の燃料を衝突板３２に衝突させることとしているが、燃料を衝突させる部材は板状の部材に限定されるものではない。例えば、燃料を衝突させる部材として、板状の部材に代えて、円錐状の部材を用いることとしてもよい。
【００５５】
また、上述した実施の形態１乃至３では、燃料噴射孔３０から噴射された液柱状態の燃料を、傾斜した衝突板３２に衝突させることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、燃料噴射孔３０から噴射された燃料は、燃料噴射孔３０の軸線に対して垂直に置かれた衝突板に衝突させることとしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
請求項１記載の発明によれば、燃料噴射孔がテーパ状であるため、その内部を通過する際に燃料に乱れが生じ難い。このため、燃料は、燃料噴射孔から液柱状に噴射される。また、本発明によれば、燃料が衝突部材の親水面に向けて噴霧される。衝突部材の親水面は、燃料を薄く広く広げることができる。このように、本発明によれば、燃料を十分に霧化した状態で噴霧することができる。
【００５７】
請求項２記載の発明によれば、燃料噴射孔がテーパ状であるため、その内部を通過する際に燃料に乱れが生じ難い。このため、燃料は、燃料噴射孔から液柱状に噴射される。また、本発明によれば、燃料が衝突部材の撥水面に向けて噴霧される。衝突部材の撥水面は、燃料を薄く広く広げることができる。このように、本発明によれば、燃料を十分に霧化した状態で噴霧することができる。
【００５８】
請求項３記載の発明によれば、衝突部材が衝突板で構成されるため、衝突部材の形成が容易であり、かつ、燃料の広がり方の管理が容易である。
【００５９】
請求項４記載の発明によれば、衝突板が傾斜しているため、燃料を扇状に噴霧することができる。
【００６０】
請求項５記載の発明によれば、燃料噴射孔のテーパ角が１０ deg 以上１４ deg 以下の角度を有しているため、燃料噴射孔を通過する過程で燃料に乱れが生ずるのを防止することができる。このため、本発明によれば、燃料噴射孔から噴射された段階で燃料の微粒化が開始されるのを有効に防止することができる。
【００６１】
請求項６記載の発明によれば、燃料噴射孔が１ mm 以上６ mm 以下の長さを有しているため、燃料噴射孔を通過する過程で燃料に乱れが生ずるのを防止することができる。このため、本発明によれば、燃料噴射孔から噴射された段階で燃料の微粒化が開始されるのを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の燃料噴射弁の構造を説明するための断面図である。
【図２】図１に示す燃料噴射弁の主要部分を拡大して表した図である。
【図３】図１に示す燃料噴射弁から燃料が噴射される様子を説明するための図である。
【図４】図３（Ｂ）に示す寸法Cと燃料の噴霧広がり角φとの関係を表す測定結果である。
【図５】図１に示す燃料噴射弁において用いることのできる衝突板の変形例（その１）である。
【図６】図１に示す燃料噴射孔から噴射された液柱状態の燃料が衝突板に衝突して流れの方向を変化させる様子を模式的に表した図を示す。
【図７】図１に示す燃料噴射弁により膜状に噴霧された燃料の膜厚分布を理論的に表したグラフである。
【図８】図１に示す燃料噴射弁により膜状に噴霧された燃料の流速分布を理論的に表したグラフである。
【図９】図１に示す燃料噴射弁において用いることのできる衝突板の変形例（その１）である。
【図１０】図１に示す燃料噴射弁において用いることのできる衝突板の変形例（その２）である。
【図１１】図１に示す燃料噴射弁において用いることのできる衝突板の変形例（その３）である。
【図１２】図１に示す燃料噴射弁において用いることのできる衝突板の変形例（その４）である。
【図１３】本発明の実施の形態２または３で用いられる衝突板の断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２または３で用いられる衝突板の効果を説明するための図である。
【符号の説明】
３２，４０，５０，６０，７０，８０，９０衝突板
１２固定鉄心
１８可動鉄心
２２ニードル
２４弁体
２６ノズルボディ
３０燃料噴射孔
３４テーパ部
３６ストレート部
９２親水膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection valve for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection valve for an internal combustion engine that promotes atomization of fuel by causing fuel to collide with a collision member.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-182385, fuel atomization is promoted by colliding fuel injected at a high pressure with an inclined surface disposed so as to oppose the fuel injection hole. A fuel injection valve is known. According to such a mechanism, the fuel can be sprayed in the atomized state in the cylinder of the internal combustion engine by spreading the fuel into a film shape. Therefore, according to said fuel injection valve, the combustibility of a fuel can be improved.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional fuel injection valve, when the fuel colliding with the inclined surface spreads and sprays in a film shape, the film thickness tends to be relatively thick. In other words, in the conventional fuel injection valve, it has been difficult to sufficiently reduce the film thickness of the fuel spreading in a film shape. In this respect, the conventional fuel injection valve cannot always sufficiently atomize the fuel.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a fuel for an internal combustion engine that can sufficiently promote fuel atomization by spreading and spraying the fuel into a sufficiently thin film. An object is to provide an injection valve.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the invention is a fuel injection valve for an internal combustion engine,
A tapered fuel injection hole formed so that the diameter thereof becomes narrower toward the tip;
A collision member arranged to oppose the fuel injection hole ,
The collision member has a hydrophilic surface on a surface facing the fuel injection hole .
[0006]
The invention according to claim 2 is a fuel injection valve for an internal combustion engine,
A tapered fuel injection hole formed so that the diameter thereof becomes narrower toward the tip;
A collision member arranged to face the fuel injection hole,
The collision member has a water repellent surface on a surface facing the fuel injection hole .
[0007]
The invention according to claim 3 is the fuel injection valve of the internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the collision member is a collision plate having a flat surface facing the fuel injection hole. .
[0008]
A fourth aspect of the present invention is the fuel injection valve for the internal combustion engine according to the third aspect , wherein the collision plate is inclined with respect to an axis of the fuel injection hole .
[0009]
A fifth aspect of the present invention is the fuel injection valve for an internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, wherein the fuel injection hole has a taper angle of 10 deg to 14 deg. And
[0010]
The invention according to claim 6 is the fuel injection valve of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the fuel injection hole has a length of 1 mm or more and 6 mm or less. And
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0013]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a fuel injection valve 10 for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention. The fuel injection valve 10 can be suitably used, for example, in a direct injection type gasoline engine that directly injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine. However, the application of the fuel injection valve according to the present invention is not limited to a gasoline engine, and is not limited to a direct injection type engine.
[0014]
The fuel injection valve 10 of this embodiment includes a fixed iron core 12 made of a magnetic material. An adjustment pipe 14 is fixed inside the fixed iron core 12, and a coil spring 16 is disposed so as to be in contact with the adjustment pipe 14. A movable iron core 18 urged downward in FIG. 1 by a coil spring 16 is disposed at a position adjacent to the fixed iron core 12. The movable iron core 18 can slide in the axial direction inside the fuel injection valve 10.
[0015]
An electromagnetic coil 20 is provided on the outer periphery of the fixed iron core 12. In the fuel injection valve 10, when the electromagnetic coil 20 generates a predetermined magnetic force, the movable iron core 18 is attracted to the fixed iron core 12, and when the magnetic force disappears, the movable iron core 18 is fixed by the urging force of the coil spring 16. It is comprised so that it may leave | separate from 12.
[0016]
Connected to the movable iron core 18 is a needle 22 that displaces the interior of the fuel injection valve 10 together with the movable iron core 18. A valve body 24 is fixed to the end of the needle 22. The fuel injection valve 10 includes a nozzle body 26 formed so as to surround the valve body 24. The nozzle body 26 includes a sack 28 provided at a position facing the valve body 24, a fuel injection hole 30 communicating with the sack 28, and a collision plate 32 provided so as to intersect with an extension line of the fuel injection hole 30. Yes.
[0017]
FIG. 2 shows an enlarged view of the periphery of the nozzle body 26. As shown in FIG. 2, the fuel injection hole 30 includes a tapered portion 34 and a straight portion 36. The tapered portion 34 is configured such that the sack 28 side has a large diameter and the straight portion 36 side has a small diameter. In FIG. 2, α and L represent the taper angle of the taper portion 34 and the length of the taper portion 34, respectively. In the present embodiment, the taper angle α is set to a value of 10 deg or more and 14 deg or less, more specifically 10 deg. Further, the length L of the tapered portion 34 is set to a value of 1 mm or more and 6 mm or less, more specifically 4.4 mm.
[0018]
The flow rate of the fuel flowing out from the fuel injection hole 30 is mainly determined by the fuel pressure and the diameter D of the straight portion 36. In the present embodiment, the diameter D is set to 0.33 mm. In FIG. 2, the dimension A represents the length of the straight portion 36. In the present embodiment, the length A of the straight portion 36 is set to 1 mm.
[0019]
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the collision plate 32 is inclined with respect to the axis of the fuel injection hole 30. Here, the dimension B shown in FIG. 2 is the distance from the tip of the fuel injection hole 30 to the point where the extension line of the axis intersects the collision plate 32. In the present embodiment, the dimension B is set to a value between 1 mm and 3 mm.
[0020]
Further, θ shown in FIG. 2 is an inclination angle of the collision plate 32 with respect to a plane perpendicular to the axis of the fuel injection hole 30. A dimension C shown in FIG. 2 represents the distance from the point where the extension of the axis of the fuel injection hole 30 intersects the collision plate 32 to the end of the collision plate 32. The inclination angle θ and the dimension C are important factors that determine the fuel spray spread angle φ. In the present embodiment, these values are experimentally determined in relation to the spread angle φ to be realized.
[0021]
Next, the operation of the fuel injection valve 10 will be described with reference to FIG. 3 together with FIG. 1 and FIG.
As shown in FIG. 1, a space is formed between the valve body 24 and the nozzle body 26. High pressure fuel is supplied to this space from a fuel supply source (not shown). When the exciting current is not supplied to the electromagnetic coil 12, the valve body 24 is seated on the nozzle body 26 and closes the fuel injection hole 30. Therefore, in this case, fuel is not injected from the fuel injection hole 30.
[0022]
When an excitation current is supplied to the electromagnetic coil 20 from the above state, the movable iron core 18 is attracted to the fixed iron core 12, and the valve body 24 is separated from the nozzle body 26. As a result, high-pressure fuel stored around the valve body 24 flows into the fuel injection hole 30 and is further injected from the fuel injection hole 30 to the outside.
[0023]
FIG. 3A is a side view showing how fuel is injected from the fuel injection valve 10. 3 (B) and 3 (C) are views showing the inclined plate 32 as viewed in the direction B or C shown in FIG. 3 (A), respectively. In the present embodiment, the collision plate 32 has an end surface that is linear as shown in FIG. 3B and a flat surface as shown in FIG. Is formed.
[0024]
As shown in FIG. 3A, the fuel injected from the fuel injection holes 30 changes the flow direction by colliding with the collision plate 32 and is sprayed mainly in the direction along the collision plate 32. At this time, as shown in FIG. 3B, the fuel is sprayed in a state where it is wide and thin and spreads in a fan shape.
[0025]
The fuel injection valve 10 according to the present embodiment spreads and sprays the fuel in a fan-shaped film as described above in order to supply the sufficiently atomized fuel into the cylinder of the internal combustion engine. At this time, the fuel sprayed in a film form becomes finer as the film thickness is thinner. For this reason, it is desired for the fuel injection valve 10 to make the film thickness of the sprayed fuel thinner.
[0026]
By the way, when the fuel film is formed by colliding the fuel with the collision plate 32, the thicker the fuel film is formed after the collision, the more the atomization of the fuel is advanced before the collision with the collision plate 32. . That is, in the structure of the present embodiment, the fuel film generated by the collision tends to become thinner as the atomization of the fuel is suppressed at the stage of collision with the collision plate 32.
[0027]
Therefore, in the fuel injection valve 10 of the present embodiment, the specification of the nozzle body 26 is determined so that the fuel injected from the fuel injection hole 30 reaches the collision plate 32 in a liquid column shape without starting to atomize. ing.
[0028]
That is, in the present embodiment, the taper angle α and the length L of the taper portion 34 are respectively “10 deg to 14 deg” or “1 mm to 6 mm” as described above. These ranges are experimentally found that the turbulence of the fuel can be sufficiently suppressed in the process in which the fuel flowing in from the sack 28 flows through the tapered portion 34. Therefore, according to the taper portion 34 used in the present embodiment, it is possible to arrange the high-pressure fuel flowing into the fuel injection hole 34 from the sack 28 so that it can be injected in a liquid column state.
[0029]
In the present embodiment, the dimension A of the straight portion 36 of the fuel injection hole 30 is about 1 mm as described above. This dimension A is a value experimentally found as a value that does not cause a disorder that destroys the state of the fuel that has been prepared so that it can be injected in a liquid column state. Therefore, according to the fuel injection valve 10 of the present embodiment, fuel can be injected from the fuel injection hole 30 toward the collision plate 32 in a liquid column state.
[0030]
Further, in the present embodiment, the distance (dimension B) between the fuel injection hole 30 and the collision plate 32 is set to a value of 1 mm or more and 3 mm or less as described above. This dimension B is a value at which the diameter of the fuel injected in the liquid column state from the fuel injection hole 30 does not increase by shearing with air, that is, a value at which the fuel injected in the liquid column state does not start to atomize. As a value found experimentally. Therefore, according to the fuel injection valve 10 of the present embodiment, the fuel injected from the fuel injection hole 30 in the liquid column state can collide with the collision plate 32 while being in the liquid column state.
[0031]
As described above, the fuel that has collided with the collision plate 32 is spread and sprayed in a thin film state so that it is not atomized at the stage of the collision. Therefore, according to the fuel injection valve 10 of the present embodiment, the fuel in the liquid column state is collided with the collision plate 32, so that the fuel is sprayed in a state of being spread in an extremely thin film state, that is, sufficiently fine particles. It can be sprayed in a liquefied state.
[0032]
Next, with reference to FIG. 4 to FIG. 12, the conditions to be imposed on the fuel injection valve 10 or the modifications to be applied in order to make the state of the fuel sprayed in a film form a desired state will be described.
[0033]
First, the influence of the distance (dimension C) from the point where the fuel in the liquid column state collides with the collision plate 32 to the end face of the collision plate 32 on the fuel injection spread angle φ will be described.
As described above, the inclination angle θ and the dimension C (see FIG. 3B) of the collision plate 32 are important factors that determine the fuel spray spread angle φ. Among these factors, in particular, the inclination angle θ has a substantially linear relationship with the injection spread angle φ. Therefore, the injection spread angle φ can be basically determined by the inclination angle θ of the collision plate 32.
[0034]
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the other factor, that is, the dimension C and the spread angle φ among the two factors described above. More specifically, FIG. 4 is a measurement result showing a relationship recognized between the dimension C and the spread angle φ when the inclination angle θ is 30 degrees. In FIG. 4, each point indicated by ◯ represents a result when the fuel injection pressure Pi is 8 MPa, and each point indicated by △ represents a result when the fuel injection pressure Pi is 12 MPa. ing.
[0035]
As shown in FIG. 4, the fuel injection spread angle φ increases as the dimension C increases. In this way, the spray spread angle φ has a different value depending on the dimension C of the collision plate 32 even if the inclination angle θ of the collision plate 32 is constant. Therefore, in order to obtain a desired injection spread angle φ, not only the inclination angle θ of the collision plate 32 but also the C dimension of the collision plate 32 needs to be set to an appropriate length.
[0036]
FIG. 5 is a diagram depicting a modified example (collision plate 40) of the collision plate 32 shown in FIGS. 1 to 3, corresponding to the view of arrow B shown in FIG. 3 (A).
The collision plate 40 shown in FIG. 5 is formed such that the distance from the fuel collision point 42 to the end of the collision plate 40 is equal throughout the injection spread angle φ. That is, the collision plate 40 is configured such that the fuel injected in a fan shape is rectified on the collision plate 40 by a dimension C at any part.
[0037]
As described above, the dimension C of the collision plate 40 is a factor that affects the fuel injection spread angle φ together with the inclination angle θ of the collision plate 40. According to the collision plate 40 shown in FIG. 5, the factor can be made uniform over the entire spray spread angle θ. For this reason, according to the collision plate 40, it is possible to manage the injection spread angle φ more accurately than the collision plate 32 shown in FIGS.
[0038]
Next, the fuel film thickness distribution spreading in a film shape will be described.
FIG. 6 is a diagram schematically showing how the fuel injected from the fuel injection holes 30 collides with the collision plate 32 and changes the flow direction.
In FIG. 6, an arrow indicated by a reference symbol Uo represents the direction of the flow of fuel injected from the fuel injection hole 30. Reference sign di represents the diameter of the fuel in the liquid column state. Further, the symbol h represents the film thickness of the fuel after it has been formed into a film by colliding with the collision plate 32, and the arrow with the symbol u represents the traveling direction of the fuel. Hereinafter, the stagnation point P1 shown in FIG. 6 is defined as the origin, the distance extending in the direction of the arrow u is referred to as “distance Y”, and the intersection between the center axis of the liquid column fuel and the collision plate 32 is defined as the origin. The distance that extends in the width direction of the fuel is referred to as “distance X”.
[0039]
FIG. 7 shows the theoretical distribution of the film thickness h of the fuel sprayed in the form of a film in the distance X direction (film width direction) for three types of distance Y (1.5 mm, 2.5 mm, 3.5 mm). It is the shown graph.
As shown in FIG. 7, the fuel sprayed in the form of a film has a W-type film thickness distribution in which the film thickness becomes the smallest at a position where the distance X from the center is about 2 mm. The film thickness distribution tends to be smoothed as the distance Y increases.
[0040]
FIG. 8 shows the theoretical distribution in the distance X direction (membrane width direction) of the flow velocity U ₁ of the fuel sprayed in the form of a film for three types of distance Y (1.5 mm, 2.5 mm, 3.5 mm). It is the shown graph.
As shown in FIG. 8, a flow rate U ₁ of the fuel sprayed into a film shows a highest value to become a normal curve type distribution center. The flow velocity distribution tends to be smoothed as the distance Y increases.
[0041]
FIG. 9 is a diagram depicting a modified example (collision plate 50) of the collision plate 32 designed in consideration of the above-described film thickness distribution, corresponding to the arrow B shown in FIG. 3 (A).
The collision plate 50 shown in FIG. 9 has a width Wm corresponding to the distance X (about 2 mm) at which the film thickness h of the fuel sprayed in a film shape is the thinnest. According to such a collision plate 50, a rectifying effect using the fuel film thickness distribution can be obtained.
[0042]
Next, a modified example of the collision plate 32 for regulating the fuel spray spread angle φ with higher accuracy will be described.
FIG. 10 is a diagram depicting a first modified example (collision plate 60) designed for the purpose of regulating the spray spread angle φ, corresponding to the arrow C shown in FIG. 3 (A).
The collision plate 60 shown in FIG. 10 includes a concave portion 62 corresponding to the spray spread angle φ to be realized on the collision surface with the liquid column fuel. According to the collision plate 60, the fuel spread angle φ can be regulated by the convex portions 64 provided on both sides of the concave portion 62. Therefore, according to the collision plate 60, the desired spray spread angle φ can be realized with higher accuracy than the collision plate 32 having a flat collision surface with the fuel.
[0043]
FIG. 11 is a diagram depicting a second modified example (collision plate 70) designed for the purpose of regulating the spray spread angle φ, corresponding to the arrow C shown in FIG. 3 (A).
The collision plate 70 shown in FIG. 11 has a concave portion 72 that is depressed in the center on the collision surface with the liquid column fuel. According to the collision plate 70, the fuel spread angle φ can be more effectively regulated as compared with the concave portion 62 of the collision plate 60 shown in FIG. Therefore, according to the collision plate 70, the desired spray spread angle φ of the fuel can be realized with extremely high accuracy.
[0044]
FIG. 12 is a diagram depicting a third modification (collision plate 80) designed for the purpose of regulating the spray spread angle φ, corresponding to the view of arrow C shown in FIG. 3 (A).
The collision plate 80 shown in FIG. 12 has a recess 82 on the collision surface with the liquid column fuel. The concave portion 82 has a W-shaped cross-sectional shape with a shallow central portion and both end portions. More specifically, the recess 82 has a W-shaped cross-sectional shape corresponding to the fuel film thickness distribution shown in FIG. According to such a recess 82, the spread angle φ of the fuel can be regulated, and the film thickness of the fuel is reduced in the portion where the film thickness tends to be thick, and the film is formed in the portion where the film thickness tends to be thin. The thickness can be increased. Therefore, according to the collision plate 80, the effect of regulating the spray spread angle φ with high accuracy and the effect of further promoting the atomization of the fuel by uniformizing the film thickness of the fuel can be obtained.
[0045]
In the first embodiment described above, the collision plates 32, 40, 50, 60, 70 and 80 correspond to the collision members described in the first aspect.
[0046]
Embodiment 2. FIG.
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 13: shows the figure which drew the cross-sectional view of the collision board 90 used in Embodiment 2 of this invention corresponding to the C arrow view shown to FIG. 3 (A). The fuel injection valve of the second embodiment is the same as the fuel injection valve 10 of the first embodiment except that the collision plate 32 shown in FIG. 13 is used instead of the collision plate 32 shown in FIG. .
[0047]
As shown in FIG. 13, the collision plate 90 used in Embodiment 2 includes a hydrophilic film 92 on the collision surface with the liquid column fuel. The hydrophilic film 92 is a film having SiO ₂ as a main component and having an affinity for water. In the present embodiment, the hydrophilic film 92 is formed so that the contact angle with respect to water is 10 deg or less.
[0048]
When the collision surface of the collision plate 90 is covered with the hydrophilic film 92, the influence of the surface tension at the liquid film end surface is reduced, and the spread state of the liquid film can be brought close to the ideal state. For this reason, according to the fuel injection valve of the present embodiment, characteristics closer to the theoretical value can be imparted to the film-like fuel sprayed from the collision plate 90.
[0049]
Embodiment 3 FIG.
Next, referring to FIG. 13 again, a third embodiment of the present invention will be described.
The third embodiment of the present invention can be realized by coding the surface of the collision plate 90 with a water repellent film instead of the hydrophilic film 92 shown in FIG. This water repellent film is a film having fluorocarbon as a main component and having a water repellent function. In this embodiment, the water repellent film is formed so that the contact angle with respect to water is 115 deg or more.
[0050]
When the collision surface of the collision plate 90 is covered with the water-repellent film, the contact resistance between the collision plate 90 and the liquid film is reduced, and as a result, as in the case where the collision plate 90 is covered with the hydrophilic film 92, the liquid The spread state of the film can be brought close to the ideal state. For this reason, according to the fuel injection valve of the present embodiment, a characteristic closer to the theoretical value can be imparted to the film-like fuel sprayed from the collision plate 90, similarly to the injection valve of the second embodiment. .
[0051]
FIG. 14 shows experimental results for explaining the effect of the hydrophilic film 92 used in the second embodiment and the effect of the water-repellent film used in the third embodiment. More specifically, FIG. 14 shows the relationship between the distance X and the film thickness h of the fuel with a theoretical value (solid line), no surface treatment (◯), a hydrophilic film 92 (Δ), and a water repellent film ( It is a graph showing the comparison in the case of □).
[0052]
As shown in FIG. 14, in the case where the surface treatment is not performed on the collision plate, that is, in the case of the first embodiment, the fuel film thickness (◯) with respect to the theoretical curve (solid line) of the film thickness distribution. ) Is greatly up and down. In particular, in this case, an average large film thickness is formed in a region where the distance X is 3 mm to 5 mm.
[0053]
On the other hand, when the collision plate is covered with the hydrophilic film 92 (Δ) and when the collision plate is covered with the water-repellent film (□), both follow the theoretical curve in a wide area. A film thickness distribution is obtained. That is, in each of Embodiments 2 and 3, a film thickness distribution along the theoretical curve is realized. In this regard, according to the fuel injection valve according to the second or third embodiment, the state of the fuel sprayed in a film shape can be managed more easily and accurately than the injection valve according to the first embodiment. Is possible.
[0054]
In the first to third embodiments described above, the liquid column fuel injected from the fuel injection hole 30 is caused to collide with the collision plate 32. However, the member that causes the fuel to collide is limited to a plate-like member. It is not something. For example, a conical member may be used instead of a plate-like member as a member that causes fuel to collide.
[0055]
In the first to third embodiments described above, the liquid column state fuel injected from the fuel injection hole 30 is caused to collide with the inclined collision plate 32. However, the present invention is not limited to this. Absent. That is, the fuel injected from the fuel injection hole 30 may collide with a collision plate placed perpendicular to the axis of the fuel injection hole 30.
[0056]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
According to the first aspect of the invention, since the fuel injection hole is tapered, the fuel is less likely to be disturbed when passing through the inside. For this reason, the fuel is injected in a liquid column shape from the fuel injection hole. Further, according to the present invention, the fuel is sprayed toward the hydrophilic surface of the collision member. The hydrophilic surface of the collision member can spread the fuel thinly and widely. Thus, according to the present invention, fuel can be sprayed in a sufficiently atomized state.
[0057]
According to the second aspect of the present invention, since the fuel injection hole is tapered, it is difficult for the fuel to be disturbed when passing through the inside. For this reason, the fuel is injected in a liquid column shape from the fuel injection hole. Further, according to the present invention, the fuel is sprayed toward the water repellent surface of the collision member. The water repellent surface of the collision member can spread the fuel thinly and widely. Thus, according to the present invention, fuel can be sprayed in a sufficiently atomized state.
[0058]
According to the third aspect of the present invention, since the collision member is composed of the collision plate, the formation of the collision member is easy, and the management of how the fuel spreads is easy.
[0059]
According to invention of Claim 4, since a collision board inclines, fuel can be sprayed in fan shape.
[0060]
According to the invention of claim 5, since the taper angle of the fuel injection hole has an angle of 10 deg or more and 14 deg or less, it is possible to prevent the fuel from being disturbed in the process of passing through the fuel injection hole. Can do. For this reason, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the atomization of fuel from being started at the stage of injection from the fuel injection hole.
[0061]
According to the invention described in claim 6, since the fuel injection hole has a length of 1 mm or more and 6 mm or less, it is possible to prevent the fuel from being disturbed in the process of passing through the fuel injection hole. . For this reason, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the atomization of fuel from being started at the stage of injection from the fuel injection hole.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the structure of a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the main part of the fuel injection valve shown in FIG.
FIG. 3 is a view for explaining how fuel is injected from the fuel injection valve shown in FIG. 1;
4 is a measurement result showing a relationship between a dimension C shown in FIG. 3B and a fuel spray spread angle φ.
FIG. 5 is a first modification of a collision plate that can be used in the fuel injection valve shown in FIG. 1;
6 is a diagram schematically showing a state in which liquid column fuel injected from a fuel injection hole shown in FIG. 1 collides with a collision plate and changes a flow direction. FIG.
7 is a graph theoretically showing the film thickness distribution of fuel sprayed in a film form by the fuel injection valve shown in FIG.
8 is a graph theoretically showing the flow velocity distribution of fuel sprayed in a film form by the fuel injection valve shown in FIG.
FIG. 9 is a modification (No. 1) of a collision plate that can be used in the fuel injection valve shown in FIG. 1;
10 is a second modification of the collision plate that can be used in the fuel injection valve shown in FIG.
11 is a third modification of the collision plate that can be used in the fuel injection valve shown in FIG. 1;
12 is a fourth modification of a collision plate that can be used in the fuel injection valve shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a collision plate used in Embodiment 2 or 3 of the present invention.
FIG. 14 is a diagram for explaining the effect of a collision plate used in Embodiment 2 or 3 of the present invention.
[Explanation of symbols]
32, 40, 50, 60, 70, 80, 90 Collision plate 12 Fixed iron core 18 Movable iron core 22 Needle 24 Valve body 26 Nozzle body 30 Fuel injection hole 34 Tapered portion 36 Straight portion 92 Hydrophilic film

Claims

A tapered fuel injection hole formed so that the diameter thereof becomes narrower toward the tip;
A collision member arranged to oppose the fuel injection hole ,
The fuel injection valve for an internal combustion engine, wherein the collision member has a hydrophilic surface on a surface facing the fuel injection hole .

A taper-shaped fuel injection hole formed so that the diameter becomes narrower toward the tip;
A collision member disposed to face the fuel injection hole,
The fuel injection valve for an internal combustion engine, wherein the collision member has a water repellent surface on a surface facing the fuel injection hole.

3. The fuel injection valve for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the collision member is a collision plate having a flat surface facing the fuel injection hole.

4. The fuel injection valve for an internal combustion engine according to claim 3 , wherein the collision plate is inclined with respect to the axis of the fuel injection hole .

Before SL fuel injection hole, the fuel injection valve according to any one of the internal combustion engine according to claim 1 to 4, characterized in that it has the following taper angle than 10deg 14deg.

The fuel injection valve for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5 , wherein the fuel injection hole has a length of 1 mm or more and 6 mm or less.