JP3905787B2 - Fuel injection valve and mounting method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射弁およびその取付方法に関し、特に内燃機関へ燃料噴射する燃料噴射弁の先端に付着する燃料の低減または除去に係わる構造および取付方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
燃料噴射弁としては、例えば内燃機関の吸気管等に取付けられて燃料噴射する燃料噴射弁が知られている(特開平8−277763号公報、特開平9−310651号公報等)。
【0003】
この種の燃料噴射弁は、近年、内燃機関の性能向上、排出ガス清浄化の要求から、特に燃料の気化促進のため、噴射される燃料噴霧を微粒化させる必要がある。
【0004】
この対策として、特開平8−277763号公報によれば、バルブボディの内周壁と協動して噴孔プレート方向に向かう流路を形成する、ノズルニードルの先端の外周部の延長線が、バルブボディの先端部に設けられた複数の噴孔の入口側開口の外接円の外側となるようにされ、バルブボディの先端部すなわち噴孔プレートに燃料が当った後、噴孔プレート上面に沿った中心に向かう流れを形成し、中心に至る途中に配置された噴孔から燃料を噴射させる。
【0005】
また、特開平9−310651号公報によれば、上記中心に向かう流れを形成しつつ、それぞれの噴孔に向かうこの流れが噴孔プレート中心で干渉し合ってよどみを生じないように、噴孔を所定の偏角方向に配置している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来構成では、燃料噴射弁の先端側にある噴孔プレート上面に配置された噴孔入口に、燃料流速を向上させて流れ込ませることで、噴射する燃料の運動エネルギーを増加させるので、噴霧を微粒化させることは可能である。しかしながら、いずれも、噴孔から噴射された燃料噴霧と混合され混合気を形成する吸気管内の吸気流が噴霧に与える影響については、十分配慮がなされていない。
【0007】
すなわち、噴孔プレートの噴孔から燃料が噴射されても、内燃機関の運転状態に応じて生じる吸気流速が高い場合には、その吸気流が、燃料噴射によって形成される噴霧の広がりを部分的に阻害する場合がある。場合によっては、阻害された噴霧の一部が、燃料噴射弁の先端部に付着、残留する可能性がある。
【0008】
また、燃料噴射弁の燃料噴射終了後においては、ノズルニードルがバルブボディに着座して弁全閉となったとき、ノズルニードルの下部および噴孔内の無駄容積に占める燃料が残留する。この残留燃料は、吸気負圧によっては噴孔プレート下面に漏れ出してしまう場合がある。場合によっては、吸気負圧によって漏れ出た燃料が噴孔プレートに付着、残留する可能性がある。
【0009】
これら付着燃料は、内燃機関の運転状態の応じた最適な燃料噴射時期以外の期間に燃焼室へ流入すると、燃料の不完全燃焼により排出ガス中の炭化水素(HC)等の有害物質が増加する可能性がある。
【0010】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、噴霧の微粒化をしつつ、燃料噴霧と吸気流によって燃料噴射弁先端に付着する燃料を低減または除去できる燃料噴射弁およびその取付方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1によると、バルブボディの先端部に形成された燃料通路の出口に複数の噴孔を有する噴孔プレートを配設して、噴孔から燃料を噴射することにより燃料の計量と噴射方向の決定を行なう燃料噴射弁において、噴孔プレート下流側の噴孔外周側に設けられた壁部材と、噴孔から噴射される燃料により形成され、少なくとも噴孔と壁部材との間で、かつ噴孔プレート近傍下流側に負圧が生じる負圧形成部と、負圧形成部に生じる負圧を利用して付着燃料を誘導し、前記噴孔の出口に向かう前記付着燃料の流れを形成する回収手段とを備え、
壁部材には、壁部材の内外に延びる負圧導入通路が設けられている。
【0012】
これにより、付着燃料は、噴孔から噴出する主噴流に戻されるので、燃料噴射弁の先端、すなわち噴孔プレート等に付着する燃料の除去ができる。例えば内燃機関の吸気管等へ燃料噴射する燃料噴射弁において、燃料噴射弁から燃料噴射されるとき、燃料噴射によって形成された噴霧の広がりの一部を、吸気管内を流れる吸気が阻害するような場合があっても、燃料噴射弁の先端に付着する燃料噴霧の飛沫の除去ができる。一方、燃料噴射が停止すなわち弁全閉時には、噴孔等の無駄容積に占める燃料が残留する。このとき、吸気負圧によって噴孔から漏れ出る場合があっても、噴孔プレートに付着した漏れ燃料の除去ができる。
【0013】
本発明の請求項2によると、噴孔の軸線は、弁軸に対して傾斜している。
【0014】
このため、噴孔の軸線を弁軸に対して傾斜させて配置するので、微粒化のための噴霧の広がりと、付着燃料を噴孔の出口に向かう流れによって誘導する負圧形成部の負圧源としての利用とが両立できる。例えば噴孔プレートに複数配される噴孔の軸線を、弁軸下流側に向かって拡がるように、傾斜させることで噴霧の広がりを確保するとともに、付着燃料を誘導する負圧源として利用する負圧を、噴孔プレートに対して鈍角をなす側に効率的に形成できる。
【0015】
本発明の請求項3によると、噴孔は、噴孔プレートの下面に複数の列状または複数の環状に配置されている。
【0016】
このため、噴孔から噴射される燃料噴流によって形成され、噴孔プレート近傍下流側に生じる負圧の領域が、少なくとも列状または環状に沿って形成される。これにより、負圧領域つまり負圧形成部は、列状または環状に沿って、噴孔プレート近傍下流に生じる負圧を連続的に発生させることが可能である。例えば負圧形成部は、噴孔プレートを横断するように、負圧領域を延在させることが可能である。
【0017】
本発明の請求項4によると、噴孔は、噴孔プレートに線対称に配置される。
【0018】
これにより、噴孔プレートに複数配される噴孔の配置として、噴射プレート下面に線対称に配置されるので、その軸線に沿って、噴孔プレートを横断するように、噴孔プレート近傍下流に生じる負圧を連続的に発生させることができ、よって負圧形成部が噴孔プレートを横断するよう延在することができる。例えば弁軸に対して軸線を傾斜させた噴孔を、噴射プレートに線対称に配置することで、噴孔軸が噴孔プレート下面に対して鈍角をなす側に形成される負圧が、線対称の軸線の両側に対向して配置されるので、負圧源となる負圧の領域が効果的に形成される。すなわち、噴孔プレートに複数配される噴孔の配置として線対称の配置を採用することで、付着燃料を誘導する負圧領域つまり負圧形成部が効果的に形成できる。
【0019】
本発明の請求項5によると、回収手段は、噴孔プレートの下面から下流側へ延設され、複数の噴孔の出口側開口の外接円の外側近傍に配置された前記壁部材に具備する壁面を備えている。
【0020】
これにより、回収手段として、噴孔出口の外側近傍に配置され、噴孔プレート下面から下流側に延設される壁面を備えるので、噴孔から噴射された燃料噴霧の飛沫がその壁面に一旦付着後、この付着燃料は、負圧形成部までの離間距離に応じて順次、負圧形成部に生じる負圧を利用して、噴孔出口に向かう流れに沿って誘導される。
【0021】
本発明の請求項6によると、壁面の外側の表面には、複数の凹凸が形成されている。
【0022】
これにより、噴孔から噴射された燃料噴霧の飛沫が、負圧形成部までの離間距離が所定長ある壁面の外側に付着したとしても、その壁面の外周等の外側表面に形成された凹凸によって付着燃料の付着可能な表面積が増加し、この表面に付着するものの表面張力を増加できるため、この壁面に捕捉された燃料に対して、吸気流によって生じるさらなる飛沫を防止できる。
【0023】
本発明の請求項7によると、壁面の内側は、楕円形状である。
【0024】
これにより、回収手段として、内側が楕円形状の壁面を備えるので、付着燃料を誘導する負圧源である負圧形成部の負圧を効果的に利用するとともに、噴孔から噴射された燃料噴霧の飛沫等の付着燃料の低減が図れる。例えば、負圧形成部に近接する側には、楕円の短径を、一方、噴孔から噴射された燃料噴霧の飛沫が付着する側には、楕円の長径を配置することで、回収手段としての楕円形状の壁面は、長径側の内周によって飛沫等の付着燃料を低減しつつ、付着してしまった燃料を、短径側の内周によって、負圧形成部に生じる負圧が形成する噴孔出口に向かう流れに沿って、効果的に誘導することが可能である。
【0025】
本発明の請求項8によると、壁面の内側は、噴孔プレート下面から燃料噴射下流方向に向かって拡径する。
【0026】
これにより、内側が噴孔プレート下面から燃料噴射下流方向に向かって拡径した壁面は、拡径していないものつまりその下面に垂直な壁面に比べて、回収手段としての壁面が付着燃料を捉え、その付着燃料を誘導する経路の短縮化が図れる。例えば内燃機関の吸気管等に搭載され、傾斜状態で搭載される燃料噴射弁において、噴孔プレートに付着した燃料が壁面を介して負圧形成部へ誘導されるとき、
垂直な壁面の場合には、噴孔プレート下面を壁面に向かって移動する距離とその下面に垂直な内周面を有する壁面に沿って壁面の下流側先端へ移動する距離を必要とするのに対し、拡径した壁面は、その距離との和つまり2辺に対して、その2辺の始点と終点を結ぶ1辺に相当し、付着燃料を誘導する距離の短縮が可能である。
【0027】
本発明の請求項9によると、壁面の内側は、前記負圧形成部から遠ざかるほどより大きく拡径する。
【0028】
付着燃料を噴孔出口に誘導する負圧形成部に対向する壁面の内側の部分に比べて、その内側の他の部分は、負圧形成部から遠ざかるほどより大きく拡径する。これにより、内側の他の部分では、付着する燃料の低減が可能である。
【0029】
本発明の請求項10によると、壁面の内側には、噴射プレートの中心部に向かって径方向に延びる突起を有する。
【0030】
これにより、壁面の内周と突起とで形成される角部に、燃料自身の表面張力によって、付着燃料を捕捉することができる。例えば噴孔プレートの中心部側に配置される噴孔から壁面までの距離を、突起までの距離に比べて大きくすることができるので、回収手段としての壁面自身に付着する付着燃料を低減できる。
【0031】
本発明の請求項11によると、突起は、噴射プレートの下面と当接するように配置されている。
【0032】
これにより、壁面の内周と突起とで形成される角部と、噴射プレート下面と突起とで形成される角部とが形成されるので、付着燃料を捕捉する場所を、噴孔プレートの中心部側、つまり噴孔出口に近づけることができる。例えば負圧源となる噴孔の出口近傍に付着燃料の捕捉場所を近づけることができる。
【0033】
上記突起は、本発明の請求項12に記載するように、前記噴孔プレート上における負圧形成部の延在方向に沿って延びように配置されている。
【0034】
これにより、付着燃料の捕捉場所としての突起を、付着燃料を誘導する負圧源となる負圧形成部に近づけることができる。すなわち、噴孔から燃料を噴射するときに、負圧形成部に生じる負圧を利用して、突起に捕捉されていた付着燃料を持ち去り易くすることができ、よって、付着燃料の効率的な誘導が可能である。
【0035】
本発明の請求項13によると、壁面の内側は、複数の突起が設けられ、その一つが前記突起である。
【0036】
これにより、付着燃料を捕捉する突起として、壁面の内側に形成された複数の突起のうち少なくとも一つ突起を、負圧形成部の延在方向に配置すればよいので、噴射プレートと壁面を別部材で形成する場合において、組付等が容易にできる。
【0037】
本発明の請求項14によると、壁面は、径方向内側に位置する内側壁面と、径方向外側に位置する外周壁面とを備えている。
【0038】
これにより、付着燃料を捕捉する頻度つまり径方向内側に位置する内側壁面と外側に位置する外周壁面による2度にわたる捕捉が可能である。負圧形成部に生じる負圧を利用して付着燃料を誘導する回収手段として、誘導する付着燃料量すなわち付着燃料の輸送力向上が可能である。
【0039】
上記外周壁面は、本発明の請求項15に記載するように、内側壁面より下流側へ突出ている。
【0040】
これにより、外側壁面に比べて、内周にある内側壁面が上流側に引っ込んでいるので、負圧形成部に生じる負圧が形成する噴孔出口に向かう流れを、外周壁面の内周へ及ぼすことが容易にできる。したがって、付着燃料の輸送力向上ができる。
【0041】
本発明の請求項16によると、壁面は、下流側に拡径するとともに、径方向に湾曲する形状である。
【0042】
これにより、燃料噴射時に、壁面の内周が径方向外側に湾曲し逃げているので、噴霧がその内周に当たって飛沫となることを防止できる。さらに、その内周の湾曲部分が吸気流の影響低減を図る傘のような機能を果たすため、噴霧の方向性、広がり状態を阻害することなく、燃料噴射弁の先端に付着する燃料噴霧の飛沫を防止することができる。
【0043】
本発明の請求項17によると、壁面の下流側先端は、燃料噴射弁の軸方向に対して傾斜している。
【0044】
これにより、付着燃料が、回収手段としての壁面に沿って下流側下面を移動するとき、下流側下面の燃料噴射弁の軸方向に対する傾斜を利用して移動を容易にすることが可能である。例えば、燃料噴射弁が内燃機関に搭載され、直立状態で搭載される場合、噴孔プレートに付着した付着燃料が、壁面に沿ってその壁面の下流側先端へ移動する。このとき、下流側先端の形状が、直立搭載された燃料噴射弁の軸方向に直交、すなわち水平な形状等を有する場合であると、付着燃料を負圧形成部に誘導することはできるが、その誘導する時間が長くなるおそれがある。これに対して、この下流側先端を傾斜させているので、傾斜した下流側先端に沿って付着燃料の誘導が容易となり、付着燃料誘導の効率化が図れる。例えば傾斜した下流側先端の最下点側に負圧形成部を配置することで、付着燃料の効果的誘導が可能である。
【0045】
本発明の請求項18によると、負圧導入通路は、壁部材に具備する壁面に形成され、前記負圧形成部に生じる前記負圧を径方向に導くように構成されている。
【0046】
このため、噴孔プレート等に付着した付着燃料を負圧形成部へ誘導する回収手段として、壁面には、負圧形成部に生じる負圧を径方向に導く負圧導入通路が設けられているので、負圧形成部の負圧を利用する噴孔出口に向かう付着燃料の流れを、負圧導入通路によって強制誘導できる。これにより、付着燃料を負圧形成部へ誘導する回収手段としては、負圧導入通路を備えることで付着燃料の輸送力向上ができる。
【0047】
本発明の請求項19によると、負圧導入通路は、壁面を径方向に貫通する導入孔である。
【0048】
これにより、負圧導入通路は、壁面に導入孔を設けて、この導入孔を径方向に貫通するように孔明け等を行なうだけでよいので、容易に形成できる。
【0049】
本発明の請求項20によると、導入孔は、径方向外側に向かって縮径している。
【0050】
これにより、導入孔の径方向外側、すなわち壁面等の外周側の導入孔の開口は縮径されているので、この開口から負圧力によって吸引する流体の流速を高めることができる。例えば噴孔プレートに付着した付着燃料が、回収手段としての壁面の内周に沿って後、壁面の下流側先端へ移動したとしたとき、その外周側に開口する導入孔の吸引力によって、付着燃料の移動速度を高めることが可能である。したがって、縮径した導入孔によって、導入孔に誘導される付着燃料の運動エネルギーを増加させることができるので、付着燃料の輸送力向上が可能である。
【0051】
本発明の請求項21によると、導入孔は、周方向に長くなっている長孔である。
【0052】
これにより、開口面積が同一な導入孔の開口形状として、長孔が丸孔等に比べて周長つまり内周表面積を広くとれる。このため、例えば内燃機関の吸気管内は内燃機関の運転条件によってはデポジット等の燃焼生成物が流入する場合があるので、デポジットの堆積による導入孔の目詰りに対して、内周表面積の広さに応じて堆積可能な限界量を高く、言換えると耐デポジット寿命の向上ができる。
【0053】
本発明の請求項22によると、負圧導入通路は、壁面に形成され、径方向に延びる切欠き溝である。
【0054】
すなわち、壁面に設ける負圧導入通路としては、上記導入孔に換えて、径方向に延びる切欠き溝であっても、負圧形成部に生じる負圧を利用して噴孔出口に向かう流れを、強制誘導することが可能である。したがって、切欠き溝によっても付着燃料を負圧形成部へ誘導する輸送力向上ができる。
【0055】
本発明の請求項23によると、負圧導入通路の内部が多孔質である。
【0056】
これにより、付着燃料を負圧形成部に誘導する負圧導入通路内に形成される誘導通路としては、多孔質に起因して無数の孔が形成されることになるので、例えばデポジット等の燃焼生成物が堆積しようとも、負圧導入通路を閉塞するような目詰まりを防止でき、よって、付着燃料の誘導を妨げる状態が発生することを防止できる。
【0057】
さらに、多孔質に起因して比較的細い孔であるため、毛細管現象により付着燃料を捕捉し易いので、例えば内燃機関の運転状態の変化によって発生する、流速の高い吸気流や噴射方向に対して逆向きな吸気流等に対しても、付着燃料がさらなる飛沫になることなく、負圧形成部を形成する燃料噴流へ向かう流れ、つまり噴孔の出口に向かう流れが形成できる。
【0058】
本発明の請求項24によると、内側壁面と外周壁面との間には隙間を設け、内側壁面には、負圧形成部に生じる負圧を径方向に導く負圧導入通路を設ける。
【0059】
例えば噴孔プレートに付着した付着燃料が、内側壁面の内周に沿ってこの内側壁面の下流側先端へ移動したとしたとき、内側壁面と外周壁面との間に生じる中間負圧の負圧差によって、壁面の外周側に開口する導入孔へ移動する付着燃料の移動速度を高めることが可能である。
【0060】
本発明の請求項25によると、壁面の外周側には、周方向に延びる通路溝が設けられている。
【0061】
これにより、付着燃料を負圧形成部へ誘導するとき、付着燃料が噴孔の出口に向かう流れにおいて、周方向に延びる通路溝を設けることで、外周側での負圧形成部への誘導距離をその通路溝を形成しないものに比べて短くすることができ、従がって、付着燃料の回収効率の向上が図れる。
【0062】
さらに、通路溝を形成しないものに比べて、付着燃料が付着可能な表面積が、凹溝状等の溝形状に起因して増加するので、例えば内燃機関の運転状態の変化によって発生する流速の高い吸気流や噴射方向に対して逆向きな吸気流等に対しても、付着燃料がさらなる飛沫になることなく、負圧形成部を形成する燃料噴流へ向かう流れ、つまり噴孔の出口に向かう流れが形成できる。
【0063】
本発明の請求項26によると、導入孔は、径方向外側に向かって拡径している。
【0064】
内燃機関の運転状態の変化等によって燃料噴射方向に対して逆向きとなる吸気流が発生した場合において、例えば導入孔内に付着した付着燃料に対して、逆向きの吸気流によって、導入孔より壁面の外周へ押し出そうとするいわゆる吹き返し力が作用する。これに対して、壁面の内周側の導入孔の開口部を小さし、壁面の外周側に向かって開口面積を拡大するので、吹き返し力を分散させることができる。これにより、吹き返し力を減衰させることができるので、上記逆向きの吸気流による導入孔からの付着燃料の飛沫を防止できる。
【0065】
本発明の請求項27によると、壁面には、負圧導入通路とは別に、径方向に貫通する気流通路が設けられている。
【0066】
これにより、付着燃料を誘導するための負圧導入通路とは別に壁面に気流通路が設けられているので、負圧形成部に誘導される付着燃料によって負圧導入通路の開口部の一部等が閉塞、または開口面積の減少が発生したとしても、少なくとも吸気通路を通じて逆向きの吸気流を排出できる。したがって、負圧導入通路から燃料が飛沫するのを抑制することができる。
【0067】
上記気流通路は、本発明の請求項28に記載するように、負圧導入通路より大きな開口部で形成される気流通路孔である。
【0068】
これにより、気流通路を通過する空気量は、負圧導入通路に比べて確実に大きい空気量が確保できるので、付着燃料が主に負圧導入通路に誘導され、一部が気流通路へ誘導される場合があったとしても、気流通路を通じて、逆向きの吸気流によるいわゆる吹き返し力を減衰または消失させることができる。
【0069】
上記気流通路は、本発明の請求項29に記載するように、壁面の下面に形成され、径方向に延びる切欠き溝である。
【0070】
これにより、気流通路として、気流通路の大きな開口部の確保が容易である。
【0071】
上記気流通路は、本発明の請求項30に記載するように、噴射プレートに対して傾斜している。
【0072】
これにより、いわゆる吹き返し力を減衰または消失させるために気流通路を通過させる気流に方向性を持たせることができる。例えば負圧導入通路に導かれる付着燃料の流れを妨げないように、気流通路の配置位置の最適化等を図れる。内燃機関の運転状態等に係わらず、付着燃料の負圧形成部への誘導を効果的に行なえる回収手段の確保が確実にできる。
【0073】
本発明の請求項31によると、前記壁面の下流側先端が、前記負圧導入通路に向かって、徐々に下方へ延びるよう傾斜している。
【0074】
これにより、噴孔プレートに付着した付着燃料が、壁面の内周に沿ってこの壁面の下流側先端へ移動したとしたとき、下流側先端が負圧導入通路に向かって徐々に下方へ延びるよう傾斜しているので、付着燃料を負圧導入通路へ効率的に誘導できる。
【0075】
本発明の請求項32によると、請求項7に記載の燃料噴射弁を内燃機関に傾斜搭載したときのその燃料噴射弁の最下点から、楕円の短径は、燃料噴射弁の周方向に関して、±25°の範囲にある。
【0076】
これにより、回収手段としての楕円状の壁面を有する燃料噴射弁の組付けの際、楕円状の壁面の位置決めを容易にするとともに、付着燃料を所定量以下に抑えることが可能である。例えば噴孔の配置等により形成され、付着燃料を誘導する負圧源となる負圧形成部に、近づけることが可能な短径の位置決めを、周方向に±25°という所定の組付管理範囲内で、許容することができる。しかも、その所定範囲内では付着燃料の過剰な増加を防止できる。
【0077】
本発明の請求項33によると、請求項18から請求項31のいずれか一項に記載の燃料噴射弁を内燃機関に傾斜搭載したときのその燃料噴射弁の最下点から、負圧導入通路は、燃料噴射弁の周方向に関して、±25°の範囲にある。
【0078】
これにより、回収手段としての壁面に負圧導入通路を有する燃料噴射弁の組付けの際、負圧導入通路の位置決めを容易にするとともに、付着燃料を所定量以下に抑えることが可能である。
【0079】
本発明の請求項34によると、請求項18から請求項31のいずれか一項に記載の燃料噴射弁が搭載される内燃機関の吸気流方向に対して、負圧導入通路が交差する方向に配置されている。
【0080】
これにより、回収手段としての壁面に負圧導入通路を有する燃料噴射弁の組付けの際、負圧導入通路の位置を、燃料噴射弁が搭載される内燃機関の吸気流方向に対して、交差する方向に合わせるだけで、デポジット等の堆積による目詰りに対する耐デポジット寿命向上が可能である。
【0081】
本発明の請求項35によると、回収手段が、噴孔プレートの下面から下流側へ延設される保護部材により構成されている。
【0082】
これにより、回収手段は、燃料噴射弁の先端部を保護する保護部材を備えたものに適用するのに好適であり、回収手段は、燃料噴射弁を構成する部材を増加させることなく提供することが可能である。
【0083】
上記保護部材は、本発明の請求項36に記載するように、噴孔プレートより高い熱伝導率を有する。
【0084】
これにより、内燃機関の運転中に受熱し易くなり、保護部材に付着した燃料の気化促進が図れ、付着量の低減が可能である。
【0085】
本発明の請求項37によると、燃料を内燃機関へ噴射するための燃料噴射弁において、その燃料噴射弁の先端に設けられ、燃料を噴射するための噴孔が形成された噴孔プレートと、噴孔プレート下流側の噴孔より径方向外側に設けられ、その先端に付着する付着燃料を捕捉しておく捕捉部材と、捕捉部材によって形成され、その捕捉部材に捕捉されている付着燃料を噴孔プレート上に向けて流すための経路とを備え、
捕捉部材には、付着燃料が集積する部位から噴孔プレートの近傍まで延びる通路が形成され、その通路は前記経路の少なくとも一部を構成している。
【0086】
これにより、燃料噴射弁の先端に付着した付着燃料を捕捉部材によって捕捉し、かつその捕捉部材によって形成された付着燃料の誘導経路によって、燃料噴射のための噴孔を有する噴孔プレートに導くことができる。
さらに、捕捉部材には、捕捉した付着燃料を噴射プレートに導く経路として、付着燃料が集積する部位から噴孔プレートの近傍まで延びる通路が形成できる。
【0087】
例えば、この結果、燃料噴射のため噴孔プレートに形成された噴孔へ付着燃料を誘導することができ、先端に付着する燃料の低減ができる。さらに、噴孔へ誘導した付着燃料を、噴孔から噴射される燃料噴流とともに、内燃機関へ噴射することができる。
【0088】
本発明の請求項38によると、燃料を内燃機関へ噴射するための燃料噴射弁において、その燃料噴射弁の先端に設けられ、燃料を噴射するための噴孔が形成された噴孔プレートと、先端に付着する付着燃料を捕捉しておくために、噴孔プレート下流側の噴孔より径方向外側に設けられ、かつ噴孔プレートに立設する壁面で形成される捕捉部材と、捕捉部材によって形成され、捕捉部材に捕捉されている付着燃料を噴孔プレート上に向けて流すための経路とを備え、
捕捉部材の壁面の内側は、前記噴孔プレート下面から燃料噴射下流方向に向かって拡径している。
【0089】
これにより、燃料噴射弁の先端に付着した付着燃料を捕捉部材によって捕捉し、かつその捕捉部材によって形成された付着燃料の誘導経路によって、燃料噴射のための噴孔を有する噴孔プレートに導くことができる。
【0090】
本発明の請求項39によると、捕捉部材には、噴孔より径方向外側に位置し、噴孔プレートから燃料の噴射方向に向けて延び出す壁部材を有し、前記通路は前記壁部材に形成されている。
【0091】
これにより、捕捉部材として、噴孔から噴射される燃料噴霧の形成の補助が可能である壁部材を設けることができ、しかも、その壁部材に形成された所定の通路を通じて、捕捉した付着燃料を、噴孔プレートに向けて、効果的に誘導することが可能である。
【0092】
本発明の請求項40によると、捕捉部材は、付着燃料を前記通路に集める溝を有する。
【0093】
これにより、付着燃料を噴孔プレートに導く通路として、溝の形状に起因して、付着燃料を集める開口部を比較的大きく確保することが可能である。
【0094】
本発明の請求項41によると、捕捉部材は、燃料噴射弁の軸線より下側に配置されている。
【0095】
これにより、付着燃料を捕捉し、噴射プレートに向かって流す経路を形成する手段として、燃料噴射弁の軸線より重力方向の下方に捕捉部材を配置することが可能である。例えば重力によって付着燃料を移動させ、その結果として、捕捉した付着燃料を、噴射プレートに向けて、効果的に誘導することが可能である。
【0096】
本発明の請求項42によると、捕捉部材は、噴孔プレートの径方向外側に配置される筒状部を備えている。
【0097】
これにより、捕捉部材は、噴孔プレートの径方向外側に配置される筒状部を備えたものに適用するのに好適であり、燃料噴射弁を構成する部材を増加させることなく、捕捉部材を有する燃料噴射弁の提供が可能である。
【0098】
本発明の請求項43によると、噴孔は、少なくとも二方向の噴霧を形成する複数の噴孔を有し、前記通路は、その噴霧を第1の方向へ形成する第1噴孔と、その噴霧を第2の方向へ形成する第2噴孔との間に向けて指向されている。
【0099】
これにより、二方向の噴霧を形成するよう複数の噴孔を配置した燃料噴射弁に限らず、三方向等の多方向の噴霧を形成するように複数の噴孔を配置したものであっても、多方向の噴霧のうち、第1の方向へ噴霧を形成する第1噴孔と、第2の方向へ噴霧を形成する第2噴孔との間に指向して、付着燃料を導く通路が形成可能である。
【0100】
本発明の請求項44によると、通路は、壁部材を貫通する孔である。
【0101】
これにより、所定経路に沿って付着燃料を流すための通路として、捕捉部材としての壁部材に孔を貫通させることにより形成することが可能である。
【0102】
本発明の請求項45によると、通路は、噴孔プレートの面と平行な方向に扁平である。
【0103】
これにより、通路の開口面積が同一な開口形状として、スリット状の長孔等の扁平な形状であるので、通路内の周長つまり内周表面積を広く確保できる。
【0104】
さらに、噴孔プレートの面と平行な方向に扁平した通路であるので、噴孔プレート近傍下流側の所定の位置範囲に配置することが容易にできる。例えば、噴孔から噴射される燃料により形成され、噴孔プレート近傍下流側に生じる負圧源を、噴孔プレートの面と平行な方向に扁平した通路によって、付着燃料を吸引する吸引力として効果的に利用できる。
【0105】
本発明の請求項46によると、噴孔プレートと捕捉部材が、内燃機関の吸気通路内に突出して配置されているものに好適である。例えば、燃料噴射弁が、インテークマニホルドまたは吸気管等に搭載され、内燃機関の吸気通路に突き出た状態であっても、噴孔プレートと捕捉部材を有することで、吸気流による付着燃料の飛沫の抑制を図るとともに、先端に付着した燃料を回収し、噴孔プレートに戻して噴射することが可能である。
【0106】
本発明の請求項47によると、請求項7に記載の燃料噴射弁を内燃機関に搭載するための燃料噴射弁の取付方法において、その燃料噴射弁が傾斜搭載されるように内燃機関に組付けられ、かつ楕円の短径が、燃料噴射弁の最下点から、燃料噴射弁の周方向に関して、±25°の範囲に調整されている。
【0107】
これにより、楕円の短径が、燃料噴射弁の最下点から、燃料噴射弁の周方向に関して、±25°の範囲にあるように、燃料噴射弁を取付けるので、付着燃料量をきわめて小さくすることができる。
【0108】
本発明の請求項48によると、請求項18から請求項31のいずれか一項に記載の燃料噴射弁を内燃機関に搭載するための燃料噴射弁の取付方法において、その燃料噴射弁が傾斜搭載されるように内燃機関に組付けられ、かつ負圧導入通路が、燃料噴射弁の最下点から、燃料噴射弁の周方向に関して、±25°の範囲に調整されている。
【0109】
これにより、負圧導入通路が、燃料噴射弁の最下点から、燃料噴射弁の周方向に関して、±25°の範囲にあるように、燃料噴射弁を取付けるので、付着燃料量をきわめて小さくすることができる。
【0110】
本発明の請求項49によると、請求項18から請求項31のいずれか一項に記載の燃料噴射弁を内燃機関に搭載する燃料噴射弁の取付方法において、その燃料噴射弁が内燃機関に組付けられ、かつ負圧導入通路が、その内燃機関の吸気流方向と交差する方向に調整されている。
【0111】
これにより、負圧導入通路は、デポジット等の堆積による目詰りに対する耐デポジット寿命向上が可能である。
【0112】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料噴射弁およびその取付方法を具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【0113】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の実施形態の燃料噴射弁の概略構成を表す断面図である。図2は、本発明の実施形態の要部を示す断面図であって、図1中の弁部の構成を表す断面図である。図3は、図1中の燃料噴射弁の先端、つまり弁部をIII方向からみた平面図である。図4は、噴孔プレートの噴孔から噴射される燃料噴霧の形状を模式的に表す斜視図である。図5は、図3中の噴孔プレートの下面に配置される噴孔から噴射される燃料噴流を表す模式的断面図である。図6は、図3中の噴射プレートにおける付着燃料の流れを示す平面図であって、噴孔から噴射される燃料噴流によって生じる、燃料噴射弁の先端に付着する燃料噴流の飛沫つまり付着燃料の移動方向と、付着燃料の噴孔の出口に向かう流れを形成する負圧形成部とを模式的に表す噴孔プレートの平面図である。図7は、図6中の付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の断面図であって、図7(a)は、回収手段としての壁面のうち、負圧導入通路としての導入孔を経由する流れを示す部分拡大断面図、図7(b)は、導入孔がない位置での付着燃料の流れを示す部分拡大断面図である。図8は、第1の実施形態に係わる付着燃料の流れを表す図1のIII方向からみた燃料噴射弁の先端の部分平面図である。
【0114】
(内燃機関の燃料噴射弁に適用する本実施形態の概略構成)
図1および図2に示すように、燃料噴射弁1は、内燃機関、特にガソリン内燃機関に用いられるものであって、内燃機関の吸気管等に取付けられて燃料噴射することで内燃機関の燃焼室へ燃料を供給するものである。この燃料噴射弁1は、略円筒形状であり、弁部としての弁ボディ29、および弁部材(以下、ノズルニードルと呼ぶ)26と、電磁駆動部としてのスプール30に巻回されたコイル31、コイル31に通電して生じる電磁力による磁束が流れる磁気回路を形成する円筒部材14、この磁束による吸引力によって軸方向に移動可能なアーマチュア25、およびコイル31が通電されていないときにはノズルニードル26が弁ボディ29へ当接して閉弁するようにアーマチャ25を弁ボディ側に付勢する圧縮スプリング24とを含んで構成されている。
【0115】
まず、弁部としての弁ボディ29、ノズルニードル26、弁ボディの先端に形成され燃料出口として燃料噴射する噴孔プレート28等について以下説明する。
【0116】
弁ボディ29は、円筒部材14の内壁に溶接により固定されている。詳しくは、図2に示すように、弁ボディ29は、円筒部材14の磁性筒部14cに圧入、または挿入可能になっている。この磁性筒部材14cの内壁に挿入された弁ボディ29を、磁性筒部14cの外周側から全周溶接する。
【0117】
この弁ボディ29の内周側には、ノズルニードル26が当接、離間する弁座29aが形成されている。詳しくは、図2に示すように、弁ボディ29の内周側には、内燃機関へ燃料噴射する燃料の燃料通路が形成されており、内燃機関側の下流から燃料上流に向かって、弁座としての円錐斜面29a、大径円筒壁面29b、円錐斜面29c、ノズルニードル26を摺動自在に支承する小径円筒壁面29d、円錐傾斜面29eが順に形成されている。この円錐傾斜面すなわち弁座29aは、燃料噴射方向に縮径し、後述するノズルニードル26の当接部26cが当接、離間することで当接部26cと弁座とが着座可能に配置されている。これにより、燃料噴射する燃料の連通、遮断を行なう弁部としてのいわゆる開弁、閉弁が可能である。また、大径円筒壁面29bは、燃料溜り孔、つまりノズルニードル26と共に囲まれる燃料溜り室29fを形成しており、小径円筒壁面29dは、ノズルニードル26を摺動自在に支承するニードル支持孔を形成している。この小径円筒壁面29dにより形成されるニードル支持孔は、大径円筒壁面29bにより形成される燃料溜り孔より小径である。なお、円錐斜面29eは燃料上流に向かって拡径している。
【0118】
弁部材としてのノズルニードル26は、ステンレスからなる有底筒状体であって、ノズルニードル26の先端部には、弁座29aに当接、離間可能な当接部26cが形成されている。詳しくは、図2に示すように、ノズルニードル26は、先端部すなわち燃料噴射側が燃料上流側に比べて小径の円柱状に形成される小径柱体部26dと、弁ボディ29の内周(詳しくは、小径円筒壁面29d)に摺動自在に支承される大径柱体部26eから構成されており、この小径柱体部26dの燃料噴射側の端面は、面取りされて円錐傾斜面を形成しており当接部26cを構成している。これにより、当接部26cの径の大きさすなわちシート径は、小径円筒壁面29dのニードル支持孔の径より小さく形成され、よって、当接部26cが当接、離間する弁座29aの精密加工容易性と、弁座29aと当接部26cが当接する弁全閉時の弁密性確保とが両立可能である。すなわち、シート径は、弁ボディ29の小径円筒壁面29dにより形成されるニードル支持孔の孔径より小さいため、例えば、弁ボディ29の内周としての小径円筒壁面29d、円錐斜面29c、および大径円筒壁面29bと弁座29aを切削加工により形成した後、弁密性確保のために行なう、燃料上流側から燃料溜り室29fに刃物を挿入して弁座29aのシート部分の精密加工が容易にできる。
【0119】
一方、大径柱体部26eは、ノズルニードル26の燃料上流側に構成され、弁ボディ29の小径円筒壁面29dに摺動可能に収容されるよう、小径円筒壁面29dの内径よりやや小さい外径の円柱状に形成されている。これにより、大径柱体部26eの外周壁面と小径円筒壁面29dとが摺接するようにこれら壁面の間に所定の微小隙間が形成される。
【0120】
また、大径柱体部26eの大部分は、薄肉の円筒状に形成され、図2に示すように、その内周壁面26aには、燃料噴射側下流に流れる燃料の内部通路26fが形成されている。この内部通路26fは、大径柱体部26eの燃料上流側の端面を穿孔加工する等によって形成されるものであって、その穿孔深さは、弁座29aに着座するとき生じる衝撃にノズルニードル26の底部が耐えられるような深さに設定される。
【0121】
これにより、ノズルニードル26の軽量化と、弁座29aに当接する際生じる衝撃に対する強度確保とが両立できる。
【0122】
なお、大径柱体部26eの内部通路には、下流側の弁座29aへ、すなわち燃料溜り室29fに連通するように、少なくとも1つの出口孔26bが設けられている。
【0123】
噴孔プレート28は、燃料噴射弁1の先端側に、薄板状に形成されており、中央部に複数の噴孔28が形成されている。この噴孔28aは、噴孔軸線および噴孔配列等により噴射方向の決定と、噴孔の開口面積および噴孔の開閉のための開弁期間によって燃料噴射量の計量とができる。なお、噴孔28aの開閉は、後述の電磁駆動部による弁部の開弁、閉弁によって行われ、噴孔28aの開口面積は、開弁時の燃料の流量を規定する。また、さらに詳しくは、噴孔28aは、要求される燃料の噴霧の形状、方向、数などに応じて、その大きさ、噴孔軸線の方向、噴孔配列等が決定される。
【0124】
また、ここで、弁部のうち、噴孔プレート28と、筒状の筒状部50とは、燃料を微粒化し、噴霧を形成する噴霧形成部を構成している。噴孔プレート28には、ノズルニードル26の先端面と対向する範囲に複数の噴孔28aが形成されている。図示しないフューエルポンプにより加圧された燃料を、図1に示す燃料噴射弁1の上端から受け、燃料噴射弁1の先端に配置された噴孔プレート28の噴孔28aからその燃料を微粒化して噴霧する。筒状部50は、燃料噴射弁1の先端に装着等され、燃料噴射弁1の先端つまり弁部、特に噴孔プレート28を保護する。さらに、筒状部50の一部は、噴孔プレート28より下流側に向けて延び出して配置されており、燃料噴霧の形成を補助する。
【0125】
なお、燃料噴射弁1の先端部としての弁部、特に噴孔プレート28周りの筒状部50等の構成の詳細については、後述する。
【0126】
次に、電磁駆動部としてのコイル31、円筒部材14、アーマチュア25、および圧縮スプリング24等について以下説明する。なお、この電磁駆動部は、通電、通電停止することで燃料噴射弁1の弁部を開弁、閉弁させるものであればよい。
【0127】
コイル31は、図1に示すように、樹脂製のスプール30の外周に巻回されており、このコイル31の端部には電気的に接続するターミナル12が設けられている。なお、このスプール30は、後述の円筒部材14の外周に装着されており、また、円筒部材14の外周に形成された樹脂モールド13の外壁から突出るように、コネクタ部16が設けられており、このターミナル12がコネクタ部16に埋設されている。
【0128】
円筒部材14は、磁性部と非磁性部からなるパイプ材であり、例えば複合磁性材で形成されている。円筒部材14の一部を加熱して非磁性化することにより、図3に示す円筒部材14を、下方の燃料噴射側から上流に向かって、磁性筒部14c、非磁性筒部14b、および磁性筒部14aの順に形成している。なお、円筒部材14の内周には、アーマチュア収容孔14eが設けれており、非磁性筒部14bと磁性筒部14cとの境界近傍に、後述のアーマチュア25が収容されている。
【0129】
また、コイル31に通電して生じる電磁力による磁束が流れる磁気回路を形成する円筒部材14の外周には、図1に示すように、磁性部材23、樹脂モールド15、磁性部材18が設けられている。詳しくは、磁性部材23がコイル13の外周を覆っており、磁性部材18はコイル31の燃料上流側に、リブ17を避けるよう、例えば扇状に設けられている。樹脂モールド15は磁性部材18,23の外周に形成され、樹脂モールド13と結合している。
【0130】
これにより、コイル31に通電して生じる電磁力による磁束が、磁性筒部14a、後述の吸引部材22、後述のアーマチュア25、磁性筒部14c、磁性部材23、および磁性部材18の順に流れる磁気回路を構成している。
【0131】
アーマチュア25は、磁性ステンレス等の強磁性材料からなる段付きの筒状体であって、ノズルニードル26に固定されている。これにより、コイル31に通電すると、コイル31に発生した電磁力による磁束が、吸引部材22を介してアーマチュア25に作用することで、アーマチュア25と共にノズルニードル26を、吸引部材22側の軸方向、つまり弁座29aから遠ざかる方向へ移動可能である。アーマチュア25の内部空間25eは、ノズルニードル26の内部通路26fとお互いに連通する構成となっている。
【0132】
吸引部材22は、磁性ステンレス等の強磁性材料からなる円筒体であって、円筒部材14の内周に圧入等により固定されている。
【0133】
圧縮スプリング24は、吸引部材22の内周に配置されたアジャスティングパイプ21の端面と、アーマチュア25の内部空間25fを形成する段差部であるスプリング座25cとの間に挟まれることで、コイル31が通電されていないときには、アーマチュア25に固定されたノズルニードル26を弁ボディ29へ当接(詳しくは、当接部26cを弁座29aへ当接)させ閉弁させるように、アーマチャ25を弁ボディ29側へ所定の付勢力にて付勢する。
【0134】
なお、アジャスティングパイプ21は、吸引部材22の内周に圧入固定され、このアジャスティングパイプ21の圧入量により圧縮スプリング24の付勢力を所定の付勢力に調整できる。
【0135】
なお、円筒部材14の燃料噴射側には、弁ボディ29および噴孔プレート28が収容されている。一方、円筒部材14の上方には、図1に示すようなフィルタ11が取付けられており、このフィルタ11によって、燃料噴射弁1の燃料上流から流入する燃料中に含まれる異物の除去が可能である。
【0136】
ここで、上述の構成を有する燃料噴射弁1の作動について以下説明する。電磁駆動部のコイル31に通電すると、コイル31には電磁力を生じる。このとき、磁気回路を構成するアーマチャ25と吸引部材22とにおいて、吸引部25には、アーマチュア25を吸引する吸引力が発生する。これにより、アーマチャ25に固定されたノズルニードル26が、弁ボディ29の弁座29aから離間する。よって、弁ボディ29とノズルニードル26が開弁され、燃料噴射弁1の上流側から流入している燃料が、噴孔28aを通して、内燃機関へ噴射される。一方、通電を停止すると、コイル31に生じていた電磁力が消失するので、アーマチャ25を吸引部材22側へ吸引していた吸引力もなくなる。このため、アーマチュア25に付勢している圧縮スプリング24によって、ノズルニードル26が、弁ボディ29の弁座29aに当接する方向に押圧される。よって、弁ボディ29とノズルニードル26が閉弁され、内燃機関へ噴射によって流出される燃料が遮断される。このとき、弁部の閉弁状態(詳しくは、ノズルニードル26の当接部26cと弁座29cとが当接したときのシール状態)が弁密であるので、精度よく燃料流出の遮断ができる。
【0137】
これにより、燃料噴射弁1は、通電期間、すなわち開弁期間を可変にすることにより、内燃機関へ噴射される燃料噴射量の調整が可能である。
【0138】
(本実施形態の要部およびその詳細説明)
上述の内燃機関へ噴射される燃料噴射量が調整可能であるとは、噴孔28aを通して、内燃機関へ噴射供給するための燃料噴射量に計量したにすぎず、その計量された所定の燃料が、噴孔28aから噴出する燃料噴霧なって、全て内燃機関へ供給された場合である。
【0139】
しかしながら、内燃機関の燃焼室に供給されるものとしては燃料と吸気とがあり、燃料と吸気としての空気等とが混合された混合気として燃焼室へ供給されるものであるから、内燃機関の吸気管等に取付けられ内燃機関の吸気通路内に燃料噴射する燃料噴射弁1の先端側には、内燃機関の運転状態に応じて生じる吸気負圧、つまり吸気の流れ(吸気流の流速)が作用する。よって、内燃機関の運転状態によっては吸気流速が高くなる場合、燃料噴射によって形成される噴霧の広がりが部分的に阻害され、その阻害された噴霧の一部が、燃料噴射弁1の先端部に付着する可能性がある。
【0140】
燃料噴射弁1の先端部に付着した付着燃料が、先端部から落下した燃料液滴となって、内燃機関の運転状態に応じた最適な燃料噴射時期以外の期間に燃焼室へ流入すると、燃料の不完全燃焼により排出ガス中の炭化水素(HC)等の有害物質が増加する可能性がある。なお、最適な燃料噴射時期であっても、付着燃料が大きな液滴となって落下したものが燃焼室へ流入すると、気化不足により不完全燃焼となる。
【0141】
一方、燃料噴射弁1の先端部に付着燃料が残留し続けた状態で内燃機関が停止されると、気化した付着燃料が内燃機関の運転のために消費されず、吸気管の上流側から放出されてしまう場合があり、場合によっては、その放出量が多くなる可能性がある。
【0142】
また、燃料噴射弁1の先端部に残留する燃料としては、上述のような燃料噴射中に燃料噴霧に吸気流が干渉して、燃料噴流の飛沫として付着する場合以外に、燃料噴射停止時すなわち燃料噴射終了後において、噴孔プレート28に残留する燃料がある。すなわち、燃料噴射弁1の弁部が全閉となったとき、ノズルニードル26の先端より下流側にある噴孔28a内の無駄容積(いわゆるデッドボリューム)に占める燃料が残留する。通常は、運転中、連続的噴射される次回の燃料噴射時に、燃料噴流として内燃機関へ供給されるが、吸気負圧によっては、この残留燃料が噴孔プレート28下面つまり燃料噴射弁1の先端部に漏れ出てしまった結果、付着燃料となる可能性がある。
【0143】
そこで、本発明の実施形態では、以下の解決原理により、燃料噴射弁1の先端に付着する燃料を低減または除去することを目的とする。
【0144】
すなわち、燃料噴射弁1の噴孔28aから噴射される燃料噴流の飛沫、および燃料噴射停止時に噴孔28a等の無駄容積に残留した燃料中で噴孔28aより噴孔プレート28へ漏れ出たもののうち、少なくともいずれか一方を、低減または除去すべき付着燃料の対象とする。そして、その付着燃料を、後述する回収手段を備えた回収部100を介して、原則、噴孔プレート28下面に配設される噴孔28aの出口に誘導する流れを形成させることで、運転中連続的に噴射されている燃料噴流に戻す。その結果として、内燃機関の燃焼室へ供給する燃料として付着燃料を消費する、つまり付着燃料を低減、除去する。
【0145】
この付着燃料を噴孔28aの出口に導く流れは、後述の噴孔28aから噴射される燃料噴流によって形成され、噴孔プレート28近傍下流側に負圧を生じる負圧形成部200と、その負圧を負圧源とする負圧形成部の吸引力を効果的に利用するように、燃料噴射弁1の噴孔28aから噴射される燃料噴流の飛沫、および燃料噴射停止時に噴孔28a等の無駄容積に残留した燃料中で噴孔28aより噴孔プレート28へ漏れ出たもののうち、少なくともいずれか一方の付着燃料を、負圧形成部に誘導する回収手段とによって形成される。
【0146】
ここで、回収手段は、燃料の噴射によって負圧領域を形成するための部材と、負圧領域の負圧によって付着燃料を噴孔28aに向けて誘導する案内経路を形成するための部材とを備えている。本発明の実施形態では、噴孔28aの出口に向けて付着燃料を誘導する空気の流れが形成される。付着燃料は、噴孔28aの出口において、燃料噴流に合流し、噴霧される。その結果、付着燃料は、内燃機関の燃焼室へ供給され、消費される。したがって、本発明の解決手段による実施形態では、付着燃料は発生するが、一定の速度で回収され消費されるから、付着燃料が過剰に増えることが阻止される。この結果、一時的な燃料量の減少または増加を抑制することができる。
【0147】
より詳しくは、付着燃料を噴孔28aの出口に導く流れは、噴孔28aから噴射される燃料噴流によって形成される。本発明の実施形態では、噴孔プレート28の下流側の近傍に、負圧を生じる負圧形成部200が設けられている。そして、負圧形成部200の負圧を吸引力として、付着燃料を負圧形成部200に向けて誘導する回収手段が設けられている。
【0148】
なお、回収手段を備えた具体的態様の、回収部100、負圧導入通路150等については後述する。
【0149】
さらになお、本実施形態(第1の実施形態)は、上記解決原理に基く一手段の態様であって、その他の手段の態様詳細については、第2の実施形態〜第30の実施形態にて後述する。
【0150】
なお、本実施形態の説明において以下、燃料噴射弁1の噴孔28aから噴射される燃料噴流の飛沫によるもの、および燃料噴射停止時に噴孔28a等の無駄容積に残留した燃料のうち噴孔プレート28へ漏れ出たものを、付着燃料と呼ぶ。また、燃料噴射弁1の噴孔28aから噴射される燃料噴流の飛沫によるものは、燃料噴流による付着燃料と呼び、一方、燃料噴射停止時に噴孔28a等の無駄容積に残留した燃料のうち噴孔プレート28へ漏れ出たものは、燃料噴射停止時に噴孔28aから漏れ出た付着燃料と呼ぶ。
【0151】
本実施形態の燃料噴射弁1の先端部は、図2に示すように、噴孔プレート28と、段付きの筒状部50とからなる。この筒状部50には、中央に、噴孔プレート28の噴孔28aから所定の離間距離をおいて開口部50aが設けられ、その筒状部50の上部側(装着部)50bは、弁ボディ29と噴孔プレート28を収容する円筒部材14の外周に装着されている。また、その開口部50aは、噴孔プレート28の下面28Lから下流側に延びる環状壁51により形成されている。
【0152】
環状壁51は、内周面51a、外周面51b、および下流側先端51cを備える。この環状壁51は、付着可能な壁面を提供する。よって、この環状壁51としては、その環状壁51の表面つまり壁面が、環状壁のように環状に形成されたものに限らず、噴孔プレート28の外周側に複数の壁面部分によって構成される壁面でもあってもよく、付着燃料が付着可能な壁面を有するものであればいずれでもよい(なお、後述の他の実施形態で説明する外周環状壁53も同様である)。
【0153】
以下、本実施形態では、環状に形成された壁面を有するものとして環状壁51を説明する。
【0154】
さらに、本実施形態では、この環状壁51には、図2に示すように、燃料噴射弁1の径方向に貫通する導入孔52が設けられている。
【0155】
ここで、環状壁51および導入孔52は、上記解決原理に記載する回収手段としての回収部100を構成している。なお、回収手段の具体的構成の態様としての回収部100は、少なくとも、環状壁51すなわち付着燃料が付着し、移動可能な壁面を備えている。しかも、環状壁51は、複数の噴孔28aから噴射される燃料によって生じる負圧を一定の領域に安定的に発生させ、保持する。この結果、環状壁51に沿って付着燃料が流れる。さらに、回収部100は、後述する負圧源である負圧形成部200の負圧を効果的に利用可能な負圧導入通路150(詳しくは、導入孔52)を備えていることが望ましい。例えば、環状壁51を貫通する導入孔52を有する。環状壁51に形成される壁面としての内周面51a、外周面51b、下流側先端51cのうち、内周面51の内側にある負圧形成部200の負圧の影響を、導入孔52を介して、外周面51bに及ぼすことができ、付着燃料を吸引できる。
【0156】
なお、上記噴孔28aから所定離間距離をおいて配置される開口部50aについては、環状壁51の詳細構造のところで併せて後述する。
【0157】
次に、この回収部100、および負圧形成部200の構成上の特徴について、それぞれ、図3および図4、図5および図6に従って説明する。
【0158】
まず、負圧形成部200は、図6に示すように、噴孔プレート28の下面28L上において、負圧が発生する領域である。この負圧は、軸線SY上に沿って噴孔プレート28上を横断するように発生する。負圧は、軸船SY上において連続的に発生し、内周面51aに達する。この結果、負圧形成部200に生じる負圧は、太線矢印方向Pに流体を吸引する。
【0159】
この連続的に発生する負圧は、軸線SYに沿って配列されている複数の噴孔28aから形成されている。より詳しくは、この負圧は、軸線SYの両側に配置された複数の噴孔28aから噴射される燃料の流れと、それに伴う空気の流れによって形成される。それぞれの噴孔28aは、噴孔プレート28下面28Lに対して傾斜している。
【0160】
なお、一つの噴孔28aから形成される負圧は、図5に示すように、噴孔プレート28下面28Lに対して偏角する噴孔28aの軸線(以下、噴孔軸と呼ぶ)28jの偏角方向に起因して発生している。
【0161】
すなわち、図5に示すように、噴孔軸28jが噴孔プレート28に対して偏角θ°で偏角している。言換えると、燃料噴射弁1の軸線(以下、弁軸と呼ぶ)1jに対しては、噴孔軸28jが(90−θ)°偏角(広がり角)で表される。噴孔軸28jの偏角に起因して、噴孔28aの周囲には、負圧が不均一に生じる。負圧は、図5に示すように、噴孔プレート28の径方向内側で強く、径方向外側で弱い。複数の噴孔28aは、2群に分けられている。一方の群に属する複数の噴孔28aと、他方の群に属する複数の噴孔28aとは、燃料噴射弁1の弁軸1jから、下流側に向かって拡がるように傾斜している。燃料噴流SPは、下面28Lに対して偏角θ°する噴孔軸28j方向に沿って、一点鎖線の矢印方向fに噴孔28aの出口281から噴出される。
【0162】
このとき、図5に示すように、噴孔プレート28において、出口281直後の鋭角部分28acは、空気中に放出された高速噴流SPと下面28Lが鈍角の関係にあることに起因して、下面28L近傍下流側に負圧P1が発生する。このため、燃料噴流SPのうち、鋭角部分28ac側の噴流部SP1によって、下面28Lに沿って太線矢印方向pで示される流れが発生する。この流れPは、付着燃料は、噴孔28aの出口281に運ぶ。逆に、鈍角部分28obは、高速噴流SPと下面28Lが鋭角の関係にあることに起因して、噴孔プレート28(詳しくは下面28L)に燃料噴流SPの飛沫が付着し易くなる。飛沫は、細線矢印h方向に流れる。また、付着燃料は、図6に示されるように、噴孔プレート28の径方向外側に向けて押し流される。
【0163】
なお、このような圧力と流れの関係から、本実施形態の以下の説明では、鋭角部分28acを吸引側、鈍角部分28obを供給側と呼ぶ。
【0164】
ここで、図6に示す噴孔プレート28に配設される複数の噴孔28aは、その軸線(噴孔軸)28jが軸線SYを基準とする線対称に配置される(詳しくは、弁軸1jに対して、噴孔軸28jが下流に拡がる偏角(90−θ)°にて噴孔28aを配置するいわゆる整列配置)。なお、噴孔28aの整列配置の詳細については、後述する。
【0165】
これにより、負圧形成部200の負圧源として効果的な負圧を発生させる噴孔の配置(以下、整列配置と呼ぶ)として、噴孔28aの軸線(噴孔軸)28jを、弁軸1jに対して傾斜させる噴孔配置は、それぞれの噴孔28aの吸引側28acには、図6に示すように負圧吸引力による付着燃料を出口281に導く流れ(矢印方向p)を発生させ、一方、供給側28obには、燃料噴流から分離した飛沫による付着燃料を噴孔プレート28の径方向外側(矢印方向h)へ移動させることができる。
【0166】
これにより、微粒化のための噴霧の広がりと、付着燃料を誘導するための負圧形成部200の負圧源としての利用とが両立できる。噴孔プレート28に複数配される噴孔軸28jを、弁軸1jの下流側に向かって拡がるように、傾斜させることで噴霧の広がりを確保するとともに、付着燃料を誘導する負圧源として利用する負圧を、噴孔プレートに対して鈍角をなす側(吸引側)28acに効率的に形成できる。
【0167】
さらに、いわゆる整列配置として、噴孔28aを噴射プレート28上に線対称(詳しくは、対称軸SYに対して線対称)に配置することで、図6に示すように、吸引側28acが対向する噴孔28a(詳しくは、軸線SYを挟んで噴孔プレート28を横断するように配置された噴孔群)には、噴孔プレート28を横断するように、負圧形成部200の負圧源としての負圧力P1が発生する。その負圧力すなわち回収部100に一旦付着させた付着燃料を再び噴孔28aの出口281に向かう流れを形成する吸引力は、太線矢印方向Pに作用させることができる。
【0168】
なお、このとき発生する負圧形成部200の負圧P1については、−4kPa(−30mHg)程度の負圧力が発生していることを確認した。
【0169】
さらにまた、噴孔28aの整列配置は、軸線SYに沿って平行な4列であると同時に、二重の環状でもある。よって、複数の列状、または複数の環状に噴孔28aを配列することで、負圧形成部200は、噴孔プレート28を横断するように、内周面51aまで達するように形成される。
【0170】
詳しくは、各噴孔28aから噴出される噴流により形成される噴霧の微粒化を促進させるため、図6に示すように二重環状に配置された各噴孔28が、それぞれ燃料噴射弁1の軸線(弁軸)1j方向下流側に向かって拡がっている。これにより、噴孔aから噴射される燃料噴流によって形成され、噴孔プレート28下流側に生じる負圧の領域すなわち負圧形成部200が、少なくともに環状に沿って形成することが可能である。なお、環状(詳しくは、二重環状)に限らず、配列される複数の環状または複数の列状に形成されていればよく、この複数の環状または列状に噴孔を配列することで、負圧形成部200は、噴孔プレート28を横断するように、噴孔プレート28近傍下流に生じる負圧を連続的に発生させることが可能である。
【0171】
なお、本実施形態では、図2および図3に示すように、噴孔28aの開口形状として、燃料下流側に拡径している。さらに、図3に示す噴孔28aの断面において、弁軸1jに近い側の噴孔28aの母線の広がり角が、弁軸1jから遠い側の母線の広がり角に比べて、小さい。これにより、噴孔28aから噴射される燃料の微粒化が図れる。なお、噴孔28aの開口形状は、本発明の実施形態で説明する拡径する形状に限らず、一定径の丸形状、楕円形状等いずれの形状であってもよい。
【0172】
次に、本実施形態の回収部100は、付着燃料を一旦付着させる環状壁51と、環状壁51と共に、付着燃料を負圧形成部200に誘導する導入孔52とからなる。環状壁51は、付着燃料を補足し、しかも案内するための手段である。導入孔52は、負圧形成部200に生じた負圧を利用して、付着燃料を再び噴孔28aに向けて誘導する負圧形成通路150として設けられている。
【0173】
壁面としての環状壁51は、図3に示すように、噴孔プレート28に配設された複数の噴孔28aの外接円(図3に示す一点鎖線の円)28cの近傍外側に配置されている。なお、環状壁51は、壁面として、図3に示すように、内周面51a、外周面51b、および下流側先端51cを備えている。
【0174】
この外接円28cの近傍外側とは、図4に示す環状壁51と複数の噴孔28aから噴射される燃料噴流との関係を示す模式的斜視図において、上記整列配置された噴孔28a群から噴射される噴流群301、302に、環状壁51の内周51aが干渉しない範囲である。すなわち、図3において、筒状部50の開口部50aとしての壁面51(詳しくは、内周面51a)は、外接円28cの直径がD0とすると、噴流群301、302(図4参照)に干渉しないとする直径D1以上の直径であればよい。環状壁51には、その周方向に沿った流体の流れが発生する。内周面51a、および下流側先端51cに沿って矢印k1、矢印k2で示される流体の流れが発生する。また、導入孔52は、図3に示すように、軸線SYのほぼ延長上に位置している。これにより、負圧力によって、環状壁51の外周面51bに沿って矢印k3で示される流体の流れを発生させることができる。
【0175】
より詳しくは、図6に示す負圧形成部200に生じる負圧力(図6中の矢印方向P)によって、図3に示すように、環状壁51の周方向、特に内周面51a、および下流側先端(以下、先端と呼ぶ)51cに沿って吸引される流体の流れ(矢印方向k1、矢印方向k2)を形成させることが可能である。
【0176】
また、噴射プレート28等に付着した付着燃料を負圧形成部200へ誘導する回収手段としての負圧導入通路150(詳しくは、導入孔52)は、図3に示すように、軸線SYに沿って噴孔プレート28を横断するように、負圧形成部200に対向して配置されている。これにより、負圧形成部200に生じる負圧力P1を径方向に導入する負圧導入通路150を設けるので、負圧力によって、環状壁51の外周面51bに沿って吸引される流体の流れ(矢印方向k3)を形成させることが可能である。
【0177】
しかも、負圧導入通路150としての導入孔52と負圧形成部200が対向配置(詳しくは、導入通路52と負圧形成部200とを、導入通路52が負圧形成部200に生じる負圧を径方向に導入可能となる位置関係に配置)されるので、外周面51bに付着する付着燃料を、この導入孔52を介して、噴孔28aの出口281に向かう流れへ強制誘導させることができる。
【0178】
したがって、この負圧導入通路150としての導入孔52を環状壁51に設けることによって、一旦付着させた付着燃料を負圧形成部200へ誘導する回収部100としての環状壁51は、付着燃料の輸送力向上が可能である。
【0179】
上述の構成を有する燃料噴射弁1の先端部50、特に、付着燃料を負圧形成部200へ効果的に誘導する回収手段としての回収部100、負圧形成部200に係わる付着燃料を低減、除去する動作について、図7および図8に従って以下説明する。図7(a)、図7(b)は、噴孔プレート28と環状壁51との径方向に沿った断面を示している。図7(a)は、導入孔52を経由する流れを示す。一方、図7(a)は、導入孔52がない位置における断面を示し、付着燃料の流れを矢印hにて示している。なお、図7(a)、図7(b)において、実線はその断面上での付着燃料の流れを示し、一点鎖線は他の断面における付着燃料の流れを示す。さらになお、図7(a)、図7(b)では、煩雑化を避けるため、複数の噴孔28aによる噴孔配置にかえて、一つの噴孔28aにて模式的に表している。よって、図7(a)は、負圧導入通路150としての導入孔52が、負圧力P1を生じる吸引側28acに径方向に対向配置されている。
【0180】
図7(a)において、噴孔28a近傍の空間50cの圧力をP1、環状壁51の内側近傍の空間50dの圧力をP2、そして、環状壁51の外側近傍50eの圧力をP3とする。燃料噴射の開始直後には、圧力P1に比べて圧力P2は十分低下しない。このため、噴射開始直後は、P1<P2=P3となる。噴射が継続されると、圧力P1、P2が負圧になり、P1<P2<P3となる。しかも、導入孔52によって内側の圧力P1、P2が導き出され、導入孔52周辺の外周面51bには、圧力P1に近い負圧が現れる。この負圧は、実施例の構成では、−4kPa(−30mHg)の負圧力に達する。付着燃料は、内周面51aから先端51cを経由して外周面51bに達し、導入孔52から再び環状壁51の内側に戻され、さらに噴孔プレート28の軸線SYに沿って流れて、噴孔28aの出口に到達する。そして、噴孔28aから噴射される燃料噴流へ戻される。燃料噴射弁1の先端における、付着燃料の流れの流速は、図8の矢印400に沿って、0.5〜2m/sの範囲に達することを確認した。
【0181】
詳しくは、付着燃料は、図7(a)の断面と異なる周方向位置にて、P1<P2<P3に応じて、一点鎖線矢印方向へ向かう流れに沿って誘導される。さらに、噴孔プレート28に付着した付着燃料が環状壁51に一旦付着すると、前述の環状壁51の周方向(詳しくは、内周面51aもしくは下流側先端51cでの周方向)に沿う、異なる周方向位置にある負圧形成部200へ吸引される流体の流れ(図3の矢印方向k1、k2)によって、負圧形成部200に対向する図7(a)の導入孔52側へ導かれる(図7(a)実線矢印方向参照)。そして、環状壁51の先端51cにある付着燃料は、導入孔52の周辺の負圧力によって吸引され、つまり外周面51bに沿って、導入孔52を介して負圧形成部200へ誘導される実践矢印方向へ向かう流れを形成することができる。一方、燃料噴射停止時(図7(b)参照)には、噴孔28aから弁全閉時の噴孔28a等の無駄容積に残留する燃料が、吸気管内の気流の影響によって漏れ出て噴孔プレートに付着する場合がある。この漏れ出た付着燃料は、運転中連続的に燃料噴射され、次回の噴射時において、燃料噴流によって負圧形成部200が形成されるので、図7(a)にて説明した燃料噴流による付着燃料を負圧形成部200へ誘導する流れと一緒に、噴孔28aの出口281へ向かう流れとなって、噴孔28aから噴射される燃料噴流へ戻される。
【0182】
以上に述べた実施形態では、燃料噴射弁1は、燃料を噴射するための複数の噴孔28aを形成した噴孔プレート28を有している。燃料噴射弁1は、さらに噴孔プレートの径方向外側から軸方向に延びる環状壁(以下、壁部材と呼ぶ)51を有する。壁部材51は、燃料噴射弁1を内燃機関に装着した状態において、重力方向の下方の範囲に少なくとも配置されることが望ましい。この壁部材51は、付着燃料を捕捉し、集める。壁部材51は、さらに付着燃料が滴として落下することを防止する。噴孔プレート28の下面28L上には、所定の負圧が形成される。壁部材51は、付着燃料を、負圧によって噴孔プレート28の下面28L上に戻す経路を形成する。経路は、壁部材51の表面により形成される。さらに、経路は、壁部材51に設けられた案内通路としての導入孔52によってもまた形成される。案内通路は、壁部材51の重力方向下側の表面から噴孔プレート28の下面28L上への経路を形成する。付着燃料は、壁部材51から下面28L上に流れ、噴孔28aから噴射される燃料流に再び合流し、噴射される。
【0183】
燃料噴射弁1は、内燃機関の吸気管に装着される際に、重力方向に対して軸線1jを傾斜させて配置される。このとき、噴霧方向を内燃機関の吸気ポートに一致させるように配置される。例えば、燃料噴射弁1を吸気管の上側に装着する場合、導入孔52は、重力方向の下側に配置される。この配置においては、付着燃料は重力によっても、下側の導入孔52に向けて流れる。そして、負圧によって環状壁51の内側に吸い込まれ、さらに噴孔28aからの噴霧に巻きこまれる。導入孔52が重力方向の下側に配置されない場合には、付着燃料は主として負圧により発生する流れによって導入孔52に向けて流れる。そして、負圧によって環状壁51の内側に吸い込まれ、さらに噴孔28aからの噴霧に巻きこまれる。したがって、本実施形態の燃料噴射弁1は様々な取付状態に利用することができ、付着燃料を低減する効果を発揮する。
【0184】
噴孔プレート28の下面28L上には、噴孔28aから噴射される燃料の流れによって所定の負圧が形成される領域が規定される。この領域は、複数の噴孔28aと壁部材51との配置によって規定されることがある。本実施形態においては、複数の噴孔28aと、壁部材51とは、上記領域に所定の負圧を発生させるように、配置される。上記領域は、壁部材51の内壁面51aに向けて延びていることが望ましい。燃料噴射弁の先端部においては、上記領域内の負圧によって、上記領域に向けて流れ込む空気の流れが生じる。壁部材51は、付着燃料を、再び噴孔プレート28aの下面28L上に戻すための経路を形成する。経路は、上記領域に流れ込む空気の流れに沿って形成されている。上記領域の一部は、噴孔プレート28の下面28L上の径方向外外側の特定縁部にまで延び出している。壁部材51は、特定縁部に近接して配置されている。付着燃料は、壁部材51上の経路を流れた後、特定縁部から下面28L上に流れ、噴孔28aから噴射される燃料流に再び合流し、噴射される。壁部材51には、噴孔プレート28の下面28Lへの付着燃料の流れを助長するように、噴孔プレート28に近い位置に負圧導入通路150が設けられる。
【0185】
噴孔28aと壁部材51とは、燃料噴射弁1の噴孔プレート28の下面28L上に、噴孔プレート28の径方向外側縁部にまで達する負圧領域を形成するための負圧領域形成手段を構成する。壁部材51は、燃料噴射弁1の先端に付着した付着燃料が上記負圧領域に向けて流れる経路を形成する経路形成手段を構成する。さらに、負圧導入通路150もまた、壁部材51上の付着燃料が負圧領域に向けて流れるための経路を形成するための経路形成手段を構成する。さらに、燃料噴射弁1の実使用状態において重力方向の下方向に配置される負圧導入通路150は、付着燃料を集積する位置から負圧領域へ延びる経路を形成するための手段である。
【0186】
(第2の実施形態)
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第1実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【0187】
第2実施形態としては、図9に図示すように、環状壁51の内周面51aの開口直径D2を、第1実施形態の開口直径D1より拡大したものである。図9は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端を表す平面図である。
【0188】
この構成によると、噴霧と環状壁51との間の距離を大きくできるので、付着量を低減できる。その一方で、第1の実施形態と同様に、付着燃料を回収できる。
【0189】
より詳しくは、第1実施形態の開口直径D1は、噴孔28a群から噴射される噴流群301、302に、環状壁51の内周51aが干渉しない範囲の、複数の噴孔28aの外接円28cの外側近傍に配置した。これに対して、本実施形態の開口直径D2(D2>D1)することで、吸気流の干渉によって生じる燃料噴流の飛沫が、回収部100としての環状壁51がなければ、本来直接、環状壁51(つまり燃料噴射弁1)に付着せず、吸気管下流側へ流れたものを、燃料噴流による付着燃料から除外することができ、結果として、第1の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【0190】
(第3の実施形態)
第3実施形態としては、開口部50a(詳しくは、内周面51a)の開口形状を、第1実施形態で説明した円に代えて、図10に示すように、楕円とする。図10は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端を表す平面図である。
【0191】
環状壁51の内周51aは、負圧形成部200の横断方向に沿って短径D1が配置される。言い換えると、軸線SY上に楕円の短径D1が配置される。よって、長径D2は、複数の噴孔28aによって形成される2方向噴霧の広がり方向に一致している。長径D2は、第2実施形態と同じである。
【0192】
詳しくは、負圧形成部200に近接する側には、楕円の短径(詳しくは、短径直径D1)を近傍に有する内周面51aの部分(以下、短径側内周部分と呼ぶ)51aD1を、一方、燃料噴流の飛沫による付着燃料が径方向外側へ移動する側には、楕円の長径(詳しくは、長径直径D2(D2>D1))を近傍に有する内周面51aの部分(以下、長径側内周部分と呼ぶ)51aD2を配置する。これにより、内周面51aのうち楕円の短径D1の近傍に位置する部分51aD1を、負圧成形部200の近くに配置できる。このため、導入孔52に負圧を強く作用させることができる。一方、内周面51aのうち楕円の長径D2の近傍に位置する部分51aD2は、噴孔28aから離れて配置される。このため、燃料噴流の飛沫の付着が低減される。
【0193】
したがって、負圧形成部200へ付着燃料を誘導する回収部100としての楕円形状の環状壁51は、長径側の内周51aすなわち長径側内周部分51aD2によって飛沫等の付着燃料を低減するとともに、一旦付着してしまった燃料を、短径側の内周51aすなわち短径側内周部分51aD1によって負圧形成部200が形成する噴孔28aの出口281に向かう流れに沿って効果的に誘導可能である。しかも、負圧導入通路150としての導入孔52を、短径に起因して負圧形成部200に近接させるので、付着燃料を負圧形成部200へ誘導する回収部100の付着燃料輸送力が向上できる。
【0194】
さらに、楕円状の内周面51aは、部分51aD1に向けて連続した面を提供する。このため、付着燃料を部分51aD1に向けて流すための連続した経路を提供できる。
【0195】
例えば、噴孔仕様によっては小さい負圧力P1になる場合ある。この場合、圧力P1を比較的弱い負圧にしかできない噴孔仕様、例えば配置や数であっても、付着燃料の低減および除去が可能である。よって、回収部100の付着燃料の低減および除去が可能な楕円形状を有する環状壁51を用いれば、付着燃料輸送が効率的に行なえるので、好適である。
【0196】
(第4の実施形態)
第4の実施形態を、図11〜図14に従って以下説明する。図11は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。図12は、図11中の燃料噴射弁の先端をXII方向からみた平面図である。図13は、実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の断面図であって、壁面のうち、内側壁面に形成された導入孔を経由する流れを示す部分拡大断面図である。図14は、実施形態に係わる付着燃料の流れを表す図11のXII方向からみた説明図であって、図14(a)は燃料噴射弁の先端の斜視図、図14(b)は燃料噴射弁の先端の平面図である。なお、本実施形態では、ニードル26は、中実であり、ニードル26の外側に燃料通路が形成されている。
【0197】
本実施形態は、第2の実施形態にて説明した回収手段である壁面としての環状壁51の径方向外側に、図11、図12に示すように、外周環状壁53(詳しくは、環状壁51の壁面とは異なる外周環状壁53)を有する(以下、二重環状壁と呼ぶ)。詳しくは、外側環状壁53の開口直径D3は、内側環状壁51の開口直径D1より大きい。詳しくは開口直径が所定値D1の内周面51a)を有する環状壁51の外側には、開口直径が所定値D3(内周面53a)を有する外周環状溝53が燃料噴射弁1の先端部50に設けられている(D1<D3)。
【0198】
さらに、環状壁51と外側環状壁53とは離して配置されており、それらの間には隙間が形成されている。したがって、環状壁51の内側に生じる圧力P1より高い中間圧力が、環状壁51(詳しくは、外周面51b)と外側環状壁53(詳しくは、内周面51a)との間に形成される。2つの環状壁の間の隙間を比較的小さい所定値に設定することで、その隙間における圧力P3を、確実に負圧にすることができる。この結果、図13に示す圧力の関係を、P1<P2<P3<大気圧とすることができる。この圧力差により、付着燃料を隙間に吸い込み、さらに付着燃料の移動速度を高めることができる。付着燃料は、図14(a)、図14(b)に図示されるように、矢印400で示されるように流れる。特に、環状壁51の外周面51bを移動する付着燃料の移動速度が、内周面53aと外周面51bとの間に発生する中間負圧P3に起因して向上が図れる。
【0199】
なお、第1〜第3の実施形態で説明する燃料噴射弁ではノズルニードル26の一部を中空化することで軽量化を図っている。本実施形態では、その軽量化により弁部の応答性向上による高弁密性を有する弁部を有する燃料噴射弁1に限らず、図11に示すような周知の中実のノズルニードルにより構成される弁部を有する燃料噴射弁であっても、燃料噴射弁1の先端部50に付着する付着燃料の低減、除去ができる。
【0200】
(第5の実施形態)
第5の実施形態を、図15〜図17に従って以下説明する。図15は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端を表す平面図である。図16は、本実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の断面図であって、図16(a)は、壁面のうち、導入孔を経由する流れを示す部分拡大断面図、図16(b)は、導入孔がない位置での付着燃料の流れを示す部分拡大断面図である。図17は、本実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の部分平面図である。
【0201】
本実施形態は、導入孔52の形状を、直径が一定の丸孔に代えて、燃料噴射弁1の径方向外側に向かって縮径するものとする。すなわち、図15〜図17に示すように、導入孔52は、外周面51b側の開口面積を小さく、内周面51a側の開口面積を大きくする。これにより、外周面51b側の導入孔52の開口は縮径されているので、この開口へ流入させる付着燃料の流速を高めることができる。
【0202】
したがって、上記縮径した導入孔52によって、導入孔52に誘導される付着燃料の運動エネルギーを増加させることができるので、付着燃料の輸送力向上ができる。
【0203】
しかも、回収手段として、第4の実施形態の外周環状壁53有する二重環状壁に比べて製造コストを抑えることが可能である。したがって、付着燃料を負圧形成部200へ誘導する回収部100として、付着燃料の輸送力向上と、安価な燃料噴射弁の提供とが両立できる。
【0204】
なお、この縮径した導入孔52は、この出願に開示された他の実施形態にも適用することができる。縮径した導入孔52は、第4の実施形態にも適用可能である。
【0205】
(第6の実施形態)
第6の実施形態を、図18〜図20に従って以下説明する。図18は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端を表す平面図である。図19は、本実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の部分拡大断面図である。図20は、実施形態に係わる付着燃料の流れを表す説明図であって、図20(a)は燃料噴射弁の先端の斜視図、図20(b)は燃料噴射弁の先端の平面図である。
【0206】
本実施形態は、第3の実施形態で説明した二重環状壁を備えた回収部100であって、図18〜図20に示すように、負圧導入通路150としての導入孔52を環状壁51に設けることなく、外周環状壁53に対し、内側の環状壁51の燃料噴射下流側に突出る高さを低くする構成を有する。この内側環状壁51の高さは、外側環状壁53に対して著しく低い。
【0207】
これにより、付着燃料を捕捉する頻度として、付着燃料を誘導する壁面の数、つまり径方向内側に配置された壁面としての環状壁51と外側に配置された壁面としての外周環状壁53とによる2度にわたる捕捉が可能である。詳しくは、内側環状壁51の付着燃料は、矢印401に沿って流れ、回収される。一方、外周環状壁53の付着燃料は、矢印402に沿って流れ、回収される。外周環状壁53の付着燃料は、内側環状壁51の先端を越えて径方向内側に向けて流れる。複数の噴孔28aによって形成された噴霧の主流からはずれた燃料は、内側環状壁51と外側環状壁53との両方で捕らえられる。
【0208】
さらに、図19、図20に示すように、外周環状壁53の高さに比べて、内側の環状壁51が上流側に引っ込んでいるので、環状壁51と外周環状壁53それぞれによる2度にわたる付着燃料の捕捉ができるとともに、負圧形成部200に生じる負圧の影響を、環状壁51(詳しくは、下流側先端51c)を越えて、外周環状壁53の内周面53aへ及ぼすことが容易にできる。したがって、付着燃料の輸送力の向上が図れる。
【0209】
なお、図20に示すように、環状壁51と外周環状壁53は、負圧形成部200へ誘導する流体の流れの経路として、それぞれ矢印方向401,402に形成される。
【0210】
このため、多重環状壁(詳しくは、二重環状壁)を備えた回収部100は、噴孔プレート28に配設された複数の噴孔28aの出口281の外接円の外周側に設けられる壁面としての環状壁の数(例えば、二重環状壁であれば2個)に対応する燃料捕捉頻度に応じて付着燃料を誘導する輸送力向上が可能である。
【0211】
(第7の実施形態)
第7の実施形態を、図21〜図23に従って以下説明する。図21は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端を表す平面図である。図22は、本実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の部分拡大断面図である。図23は、実施形態に係わる付着燃料の流れを表す説明図であって、図23(a)は燃料噴射弁の先端の斜視図、図23(b)は燃料噴射弁の先端の平面図である。
【0212】
本実施形態は、第3の実施形態で説明した楕円形状の開口部50a(詳しくは、内周面51a)を有する環状壁51を備えた回収部100であって、負圧導入通路150としての導入孔52を環状壁51を備えていない。この実施形態では、付着燃料は環状壁51の表面だけに沿って流れる。付着燃料は、環状壁51を乗り越えて矢印”k1”、”k2”に沿って流れ、矢印401に沿って回収される。この実施形態においても、付着燃料を低減し、除去することが可能である。
【0213】
詳しくは、短径側の内周によって近接する負圧形成部200を形成する噴孔28aの出口281に向かう流れ、すなわち図22、23に示すように環状壁51の内周面51a、下流側先端(先端)51cの周方向に沿って周方向の流れ(矢印方向k1、矢印方向k2)の付着燃料輸送力が、近接する短径直径D1に応じて向上できる。しかも、長径D2側の内周51a(詳しくは、長径側内周部分51aD2)によって、つまり長径直径D2に応じて飛沫等の付着燃料を低減できる。このため、本実施形態では、長径側内周部分51aD2によって飛沫等の付着燃料を低減しつつ、付着してしまった燃料を、短径側内周部分53aD1によって負圧形成部200が形成する噴孔28aの出口281に向かう流れ401に沿って、効果的に誘導可能である。よって、付着燃料を低減、除去可能である。
【0214】
(第8の実施形態)
第8の実施形態を、図24〜図26に従って以下説明する。図24は、実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。図25は、図24中の燃料噴射弁の先端をXXV方向からみた平面図である。図26は、実施形態に係わる負圧導入通路としての切欠き溝を、導入孔と対比して説明する説明図であって、図26(a)は、比較例としての第1の実施形態に係わる導入孔の斜視図、図26(b)は、第8の実施形態に係わる切欠き溝の斜視図である。
【0215】
本実施形態は、第4の実施形態で説明した二重環状壁を備えた回収部100であって、図24、25に示すように、負圧導入通路150としての導入孔52に代えて、切欠き溝(以下、溝と呼ぶ)54を設ける構成を有する。溝54は、内側環状壁51の先端51cに形成されている。溝54の周方向の幅と縦方向の深さは、付着燃料が流れやすいように設定される。溝54の開口面積は、負圧形成部200における負圧形成を損なうことがないように設定される。図26(a)に示すように、導入孔52においては、付着燃料の流れ402の出口流量Qoutは入口流量Qinに等しい。一方、図26(b)に示すように、溝54においては、溝54の側部つまりからも付着燃料が矢印500に沿って流入する。詳しくは、溝54に向かう環状壁51の下流側先端(先端)51c上の流れ500が形成される。このため、入口流量Qinより出口流量Qoutは多くすることが可能であり、溝54を通して誘導する付着燃料の吸引量が増加できる。
【0216】
さらに、付着燃料は、先端51cから溝54に流入するので、外周面51bに達する必要がない。よって、負圧形成部200に向かう流体の流れの経路の短縮が図れる。
【0217】
(第9の実施形態)
第9の実施形態を、図27〜図29に従って以下説明する。図27は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。図28は、図27中の燃料噴射弁の先端をXXVIII方向からみた平面図である。図29は、実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の斜視図である。なお、本実施形態では、筒状部50は、他の実施形態に比べて径方向に厚い環状壁51を有する。
【0218】
本実施形態は、楕円形状の開口部50aを有する環状壁51を備えた回収部100であって、図27、28に示すように、その開口部50aが噴孔プレート28から下流方向に向かって拡径する内周面51aを備えた構成を有する。なお、本実施形態では、筒状部50は、他の実施形態に比べて径方向に厚い環状壁51を有する。
【0219】
これにより、内周面51aの傾斜角φは、長径D2において最大であり、小径D1において最小となる。言い換えれば、傾斜角φは、負圧形成部200から遠ざかるほど小さくなる。この結果、負圧形成部200から離れた部分への燃料の付着を低減できる。本実施形態では、付着燃料が流れる経路401の長さを短くできる。例えば、内周面51aの傾斜角が90°の場合、付着燃料は経路L1とL2とを通る。しかし、90°未満の傾斜角を有する内周面51aでは、経路L3を通ることができる。経路L3は、経路L1と経路L2との和より短い。
【0220】
したがって、開口部50aの拡径された内周傾斜面51aを有する環状壁51は、拡径していない環状壁に比べて、負圧形成部200へ誘導する誘導距離が短縮できる。
【0221】
なお、図28に示すように、回収部100としては、下流方向に向かって拡径する環状壁51が、負圧形成部200の延在方向から遠ざかるほどより拡径することが望ましい。これにより、付着燃料を噴孔出口281に誘導する負圧形成部200に対向する環状壁51の内周51a部分に比べて、その周51a部分と異なる他の部分が、負圧形成部200から遠ざかるほど、その傾斜角φが小さくなるので、他の内周面51a部分は、付着する燃料の低減が可能である。
【0222】
(第10の実施形態)
第10の実施形態を、図30に従って以下説明する。図30は、本実施形態に係わる燃料噴射弁を表す説明図であって、図30(a)は燃料噴射弁の断面図、図30(b)は図30(a)中の筒状部の拡大断面図である。図30(a)は、燃料噴射弁1の取付状態を示しており、図30(a)中の上下方向が重力の方向である。
【0223】
筒状部50は、図30(b)に示すように、一つの導入孔52を有している。導入孔52は、図30(a)に図示される取付状態において、重力方向の下方に位置している。導入孔52は、筒状部50のうち、燃料噴射弁1の取付状態において最も下に位置する部位に形成されている。したがって、重力によって下に移動してくる付着燃料を確実に回収できる。この構成によると、唯一の導入孔52で付着燃料を回収できる。なお、最も下に配置された導入孔52に加えて、他の導入孔を設けてもよい。
【0224】
(第11の実施形態)
第11の実施形態を、図31に従って以下説明する。図31は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端、特に筒状部を表す斜視図であって、図31(a)は、本実施形態に係わる一実施例を示す筒状部の斜視図、図31(b)は、本実施形態に係わる他の一実施例を示す筒状部の斜視図である。
【0225】
本実施形態では、対角線上に配置された2つの導入孔52を有する。2つの導入孔52は、燃料噴射弁の取付角度に関係なく、確実に付着燃料を回収する。図31(a)は、燃料噴射弁の軸線を重力方向に対して傾斜させた場合を示す。一つの導入孔52が筒状部の水平な直径より下側に位置している。この配置では、重力で下に流れる付着燃料を下側の導入孔52が効率良く回収する。図31(b)は、一対の導入孔52が水平に位置している。この配置では、2つの導入孔52が均等に働き、付着燃料を回収する。なお、導入孔52は、3個以上設けられてもよい。このような構成は、燃料噴射弁1自体を回転させることで内燃機関の吸気管等に取付ける構造に好適である。また、2つの導入孔52は、燃料噴射弁1を直立状態で搭載する場合にも付着燃料を効率良く回収する。
【0226】
(第12の実施形態)
第12の実施形態を、図32に従って以下説明する。図32は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。本実施形態では、筒状部50は、環状壁51を有する。環状壁51には、導入孔52が設けられている。さらに、環状壁51は、円筒状であるが、その先端が燃料噴射弁の軸線に対して斜めに形成されている。図32においては、環状壁51は左側で低く、右側で高い。このため、図32において、先端51cは、左から右へ下がっている。したがって、先端51cに達した付着燃料は、図32において右側へ流れやすい。この結果、右側の導入孔52へ付着燃料が集められ、回収される。この構成は、燃料噴射弁1を内燃機関の吸気管等に直立状態で搭載する場合に付着燃料を効率的に回収するために有効である。特に、重力方向と直交する先端を有する場合と比べて、付着燃料を回収するために要する時間を短縮できる。
【0227】
(第13の実施形態)
第13の実施形態を、図33に従って以下説明する。図33は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。本実施形態では、筒状部50の先端は、逆M字型に形成されている。図33において、環状壁51は、中央から両側に向けて高くなってゆく。図33において、先端51cは中央から両側に向けて下がって行く。そして、両側の突出部にそれぞれ導入孔52が配置される。この構成によると、2つの導入孔52のそれぞれに付着燃料を効率的に集めることができる。そして、2つの導入孔52の両方を十分に機能させて付着燃料を回収できる。
【0228】
(第14の実施形態)
第14の実施形態を、図34に従って以下説明する。図34は、本実施形態の燃料噴射弁、特に弁部の構成を表す断面図である。
【0229】
本実施形態は、第9の実施形態に類似する楕円形状の開口部50aを有する環状壁51を備えた回収部100であって、その環状壁51には、負圧導入通路150として、開口形状が長孔の導入孔52が設けられている。導入孔52は、燃料噴射弁1の軸線と直交する方向に長手方向をもった長方形断面である。導入孔52は、スロット状に形成されており、燃料噴射弁1の周方向に沿って長い開口を提供する。導入孔52は、噴孔プレート28と平行な方向に扁平である。スロット状の導入孔52は、噴孔プレート28の下面28L上への付着燃料の流れを容易にする。同一の開口面積を得る場合、長方形の導入孔52は、円形に比べて長い外周の長さを提供する。言い換えると、長方形の導入孔52は、円形導入孔より広い表面積を、その内周に形成することができる。この結果、導入孔52内の表面における流速を高めることができる。しかも、比較的広い表面積を得ることができるので、燃焼生成物が堆積しても詰りを生じにくい。燃焼生成物は、内燃機関の運転条件に依存して発生する吹き返しにより燃料噴射弁の先端に到達し、堆積する。本実施形態の導入孔52によると、燃焼生成物が堆積しても、燃料噴射弁の性能を長期間に渡って持続することができる。
(第15の実施形態)
第15の実施形態を、図35に従って以下説明する。図35は、実施形態に係わる燃料噴射弁、特に回収手段としての壁面に形成される導入孔の燃料噴射弁の周方向に関する位置関係を説明する説明図であって、図35(a)は、燃料噴射弁の先端の平面図、図35(b)は、燃料噴射弁の周方向に関し、導入孔の位置を示す角度と付着燃料量の関係を表すグラフである。
【0230】
本実施形態では、導入孔52が2つ直径上に配置されている。導入孔52は、噴孔プレート28の軸線SY上に位置することが望ましい。しかし、組立工程における誤差などによって、導入孔52の位置は、軸線SYからずれる。図35(a)には、噴孔プレート28の軸線SYと、導入孔52とのなす取付角度が示されている。軸線SYは、図35(a)に示すように、縦に位置決めされる。最下点は、燃料噴射弁1を内燃機関に対して傾斜させた状態で装着した場合に、最も下に位置する点である。図35(b)は、燃料噴射弁を図30のように傾斜搭載したときの取付角度と付着燃料量との関係を示すグラフである。付着燃料量は、取付角度が0°の場合を1として、比率により示されている。本実施形態では、組立工程において、導入孔52の位置決めを比較的粗い精度とする。ラフな位置決めは、取付角度のばらつきを生じるが、取付角度を一定範囲内にすることで、所期の目的を達成することができる。ここで、本実施形態では、取付角αが+−25°の範囲内になるように、筒状部50を取り付ける。図35(b)に示すように、付着燃料量は、取付角度に依存して変化するが、±25°の範囲内では、燃料付着量の過剰な増加を防止できる。
【0231】
図35(b)のグラフは、軸線SY上に比較的強く生じる負圧の影響と、付着燃料にかかる重力の影響とを含んでいる。噴孔プレート28の下面28Lの外周には、その全周に渡って一定以上の負圧が生じることから、図35(b)のグラフは、重力の影響を強く反映している。図35(b)と同様の特性は、負圧導入通路150を備えない燃料噴射弁においても得られる。例えば、図21あるいは図28に示した楕円状の環状壁51で同様の特性が得られる。楕円上の環状壁51においては、その短径を、最下点から、燃料噴射弁の周方向に関して、±25°の範囲内に配置する。したがって、図21あるいは図28に示した実施形態においても、筒状部50の位置決めをラフに行っても、その範囲を管理することで、付着燃料量を一定レベル以下に抑えることができる。
【0232】
さらになお、内燃機関に搭載するための燃料噴射弁の取付方法として、その燃料噴射弁が傾斜搭載されるように内燃機関に組付けられ、かつ負圧導入通路が、燃料噴射弁の最下点から、燃料噴射弁の周方向に関して、±25°の範囲に調整されている。
【0233】
これにより、負圧導入通路が、燃料噴射弁の最下点から、燃料噴射弁の周方向に関して、±25°の範囲にあるように、燃料噴射弁を取付けるので、付着燃料量をきわめて小さくすることができる。
【0234】
(第16の実施形態)
第16の実施形態を、図36に従って以下説明する。図36は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端、特に回収手段としての壁面に形成される導入孔と、その先端に生じる内燃機関の吸気流れとの位置関係を説明する説明図であって、図36(a)は燃料噴射弁の断面図、図36(b)は燃料噴射弁の先端の平面図である。図36(a)、図36(b)には、内燃機関の吸気流れが実線の矢印により図示されている。図36(b)には、内燃機関からの吹き返し吸気流が、一点鎖線の矢印により図示されている。本実施形態では、吸気通路内の吸気流れに対して、導入孔52が横断するように配置される。図36(b)には、一対の導入孔52の並ぶ方向が、吸気流れと直交するように配置されている。燃料噴射弁1は、吸気通路に突出して配置されるので、燃料噴射弁の先端部周りには、よどみ領域fと、rとが生じる。本実施形態では、導入孔52が吸気流れ、および吹き返し吸気流の影響を直接に受けない。このため、付着燃料の回収が促進される。さらに、導入孔52は、よどみ領域f、rに面していないので、燃焼生成物の導入孔52への堆積を低減できる。
【0235】
(第17の実施形態)
第17の実施形態を、図37から図39に従って以下説明する。図37は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。図38は、図37中の燃料噴射弁の先端をXXXVIII方向からみた平面図である。図39は、本実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の斜視図である。本実施形態では、図28、図29に図示した実施形態に、導入孔52を加えている。筒状部50は、樹脂製の保護部材である。この保護部材50は、高精度に加工された噴孔プレート28などの部位を保護している。導入孔52は、長方形断面を有し、しかも径方向外側に向けて徐々に面積が縮小している。
【0236】
(第18〜第21の実施形態)
第18〜第21の実施形態を、図40に従って以下説明する。図40は、本発明の一実施形態に係わる燃料噴射弁、特に噴孔プレートの下面に形成された噴孔の配置に係わる構造上の特徴を説明する平面図であって、図40(a)〜(d)は、それぞれ第18の実施形態〜第21の実施形態を模式的に表す平面図である。
【0237】
第18の実施形態としては、図40(a)に示すように、第1の実施形態で説明した多重環状の噴孔28の配置にかえて、一重環すなわち一列だけの環状配置であっても、対称軸SYに対して線対称に噴孔28aが配置されていれば、負圧形成部200を生じさせることが可能である。
【0238】
第19の実施形態としては、噴孔28aが整列配置するとは噴孔軸28jそのものも整列に配置させる必要はなく、軸線SYに関して、複数の噴孔28aは非対称に配置されている。しかし、軸線SYの両側には同数の噴孔が配置されている。軸線SYの右に配置された噴孔28aは、右側に向けて傾斜しており、軸線SYの左に配置された噴孔28aは、左側に向けて傾斜している。例えば、軸線SYの右側に位置する6本の噴孔軸(28j1、28j2、・・・28ji)は、軸線SYから離れる方向に向けて傾斜している。本実施形態でも、軸線SYに沿って、噴孔プレート28を直径方向に横断するように負圧形成部200を生じさせることが可能である。
さらになお、図40(b)に示すように、噴孔28a全体として、各軸線(噴孔軸)28j(詳しくは、軸線28j1、28j2、28ji等)が下流側へ向かって拡がる配列であることが望ましい。これによっても、噴霧の微粒化と、付着燃料の低減、除去の両立が可能である
第20の実施形態としては、整列配置として、軸線SYに関して、複数の噴孔28aは非対称に配置されている。しかも、軸線SYの両側に配置される噴孔の数が異なっている。噴孔は、軸線SYの右に奇数、左に偶数が配置されている。この本実施形態でも、軸線SYに沿って、噴孔プレート28を直径方向に横断するように負圧形成部200を生じさせることが可能である。本実施形態では、複数の噴孔28aは、軸線SYと平行な直線上に配置されている。よって、軸線SYに沿って強い負圧を端から端までに渡って発生することができる。
【0239】
第21の実施形態としては、軸線SYに関して対称に複数の噴孔28aが配置される。本実施形態では、径方向外側に配置された複数の噴孔28aは、内側の噴孔より大きい。この実施形態でも、軸線SYに沿って、噴孔プレート28を直径方向に横断するように負圧形成部200を生じさせることが可能である。
【0240】
(第22の実施形態)
第22の実施形態を、図41から図44に従って以下説明する。図41は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。図42は、本実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の斜視図である。図43は、本実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の断面図であって、壁面のうち、壁面に形成された導入孔を経由する流れを示す部分拡大断面図である。図44は、運転状態の変化によって生じる場合があるいわゆる吸気流による付着燃料への影響を説明する噴孔プレートおよび壁面の部分的拡大断面図であって、図44(a)は、燃料噴射停止状態にあって、回収手段としての導入孔等に付着する付着燃料への吸気流の影響を示す模式的断面図、図44(b)は、図44(a)の付着燃料のうち、通気溝に付着する付着燃料の作用を模式的に表す部分拡大断面図である。
【0241】
本実施形態では、環状壁51の外周面51bに、図41、図42に示すように、周方向に延びる通路溝(以下、溝と呼ぶ)55を有する。環状壁51は、導入孔52を有し、この導入孔52は、溝55の底部55aに開口している。溝55は、底面と両側面とを有する角型である。本実施形態では、経路400aに沿って径方向外側に向けて流れた付着燃料は、溝55で捕捉される。そして、溝55内を導入孔52の方向に向けて流れる。このとき、付着燃料は、負圧による空気流れの影響を受けて流れる他、重力の影響によっても流れる。溝55は、付着燃料を捕捉するとともに、付着燃料の経路400bの距離を短縮する効果がある。この結果、付着燃料が効率的に回収できる。さらに、溝55は、付着燃料が環状壁51から飛散することを防止する。溝55は、外周面51bに凹凸を形成するから、付着燃料が付着可能な表面積を増加させる。この結果、付着燃料は、自らの表面張力で溝55内に強く付着する。このため、付着燃料は、空気の流れによって吹き飛ばされにくくなる。例えば、内燃機関の吹き返し等は、燃料噴射弁1の燃料噴射方向とは逆方向の吸気流600を生じる。この吸気流600は、外周面51bの付着燃料に直接作用する気流601と、噴孔プレート28に当たり、導入孔52内の付着燃料を押し出そうとする気流602とを起こす。本実施形態では、気流602による吹き返し力Fに対抗できる表面張力rfを溝55内の付着燃料が発揮する。図44(b)は溝55がある場合の表面張力rfを示し、図44(c)は溝55がない場合の表面張力rfを示している。
【0242】
なお、噴射方向に対して逆向きな吸気流等によって付着燃料がさらなる飛沫になることを防止する構成としては、上記周方向に延びる通路溝55に限らず、外周面51bに形成されるディンプル状の凹部、または複数の凹凸であってもよい。
【0243】
これにより、噴孔28aから噴射された燃料噴霧の飛沫が、負圧形成部200までの離間距離が所定長ある外周面51bに付着したとしても、外周面51bに形成された凹凸によって付着燃料が付着可能な表面積が増加し、この表面51bに付着するものの表面張力を増加できるため、この外周面51bに捕捉された燃料に対して、吸気流によって生じるさらなる飛沫を防止できる。
【0244】
ここで、運転状態の変化によって生じる場合がある噴射方向に対して逆向きな吸気流等による導入孔52に及ぼす影響、および通路溝55に係わる効果について、図43、図44、および図45に従がって説明する。なお、図44(b)および図45に示す表面張力rfを表す矢印の本数は、燃料自身が付着可能な表面積に比例し、増加していることを示す。
【0245】
まず、運転中は連続的に噴射がなされ、図43に示す燃料噴射状態と図44に示す燃料噴射停止状態が交互に繰り返されるので、燃料噴射状態では燃料噴流によって形成される負圧を負圧源とする負圧形成部200には、負圧P1が発生し、負圧形成部200、内周面51a側部分50d、外周面51b側部分50eにそれぞれ、所定負圧P1<P2<P3が発生する。これにより、付着燃料が、図43に示すように内周面51a、下流側先端51cに沿って下流側へ流れるとともに、導入孔52を介して導入される負圧P3によって、導入孔52を介して付着燃料の負圧形成部200へ向かう流れ、つまり噴孔28aの出口281に向かう流れが形成される(図43参照)。
【0246】
一方、燃料噴射停止時には負圧を形成する燃料噴流が消失してしまうので、燃料停止したとき、負圧源である負圧形成部200の負圧力P1が次第に低下する。このとき、運転状態の変化、例えば内燃機関の吸気弁のタイミングによって吹き返し等によって生じる、燃料噴射弁1の燃料噴射方向とは逆方向のいわゆる逆向き吸気流600が発生している(図44(a)参照)と、この逆向き吸気流600は、環状壁51の外周面51bに付着する輸送途中の付着燃料を直接飛散させようとする気流601と、一旦噴孔プレート28に当たり導入孔52に付着し、貯留されている付着燃料を導入孔52より外周面51b側へ押し出そうとする気流602とが発生する。なお、気流602によって付着燃料を導入孔52より外周面51b側へ押し出そうとする働きを以下、吹き返し力Fと呼ぶ。
【0247】
これに対して、本実施形態では、図43および図44に示すように、通路溝55内に付着した燃料自身の表面張力rfが、通路溝55がない構成(図45参照)に比べて、増加できる(図44(b)参照)。これにより、上記気流601に対して、燃料自身の表面張力rfにより燃料を通路溝55内に留まらせることができる。また、上記気流602による吹き返し力Fに対しても、通路溝55の形状による表面張力rfの増加によって、吹き返し力Fに抗して導入孔52より外周面51b側への燃料が飛散するのを防止することができる。
【0248】
(第23〜第25の実施形態)
第23〜第25の実施形態を、図46に従がって以下説明する。図46は、本発明の一実施形態に係わる燃料噴射弁の先端、特に回収手段として壁面の形状に係わる構造上の特徴を説明する部分拡大断面図であって、図45(a)〜(c)は、それぞれ第23の実施形態〜第25の実施形態を模式的に表す断面図である。
【0249】
第23の実施形態では、断面U字型の溝55を外周面51bに設ける。U字型の溝は、加工が容易である。
【0250】
第24の実施形態では、断面V字型の溝55を外周面51bに設ける。V字型の溝は、加工が容易である。
【0251】
第25の実施形態では、筒状部50を先端51cに向かうに従って徐々に径方向外側に広げている。この結果、筒状部50は湾曲した形状となる。筒状部50は、全体としてベルマウス形状となる。筒状部50の外周面51bには、半分の溝55が形成される。このベルマウス状の筒状部50は、噴霧の方向、広がりを阻害することがない。また、ベルマウス状の筒状部50は、付着燃料に対する気流601の影響を低減するための傘のような機能を果たす。この結果、付着燃料が外周面51bから飛散することを防止する。
【0252】
(第26の実施形態)
第26の実施形態を、図47に従って以下説明する。図47は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。本実施形態では、導入孔52は、扁平な長孔により形成されている。しかも、導入孔52は、径方向外側に向かって徐々に拡大している。この結果、内周面51a側の導入孔52の開口部を小さくでき、外周面51b側に向かって開口面積を拡大するので、吹き返し力Fを分散させることができる。従って、導入孔52からの付着燃料の飛散を防止できる。なお、導入孔は、円形断面でもよい。円形断面の導入孔を径方向外側に向かって徐々に拡大することで、吹き返し力Fを分散させることができる。
【0253】
しかも、噴孔プレートの面と平行な方向に扁平した導入孔52であるので、噴孔プレート近傍下流側の所定の位置範囲に配置することが容易にできる。例えば、噴孔から噴射される燃料により形成され、噴孔プレート近傍下流側に生じる負圧源を、噴孔プレートの面と平行な方向に扁平した導入孔52によって、付着燃料を吸引する吸引力として効果的に利用できる。
【0254】
(第27の実施形態)
第27の実施形態を、図48、図49に従って以下説明する。図48は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。図49は、本実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の斜視図である。
【0255】
本実施形態は、筒状部50に、扁平な通路断面をもった気流通路56を有する。この気流通路56は、筒状部50を直径方向に貫通して延びている。気流通路56は、導入孔52と直交する方向に延びている。燃料噴射弁からの燃料噴射が停止しているときには、燃料噴射弁に向かって吹く気流601が流れることがある。
【0256】
本実施形態では、気流f1の大部分は、気流f2、f3として気流通路56を通る。気流f1の一部は、導入孔52に流れる気流f4となるが、気流f4は少ない。したがって、導入孔52からの付着燃料の飛散を抑制することができる。気流通路56の開口面積は、導入孔52に比べて大きいことが望ましい。これにより、気流通路56を通過する空気量は、導入孔52に比べて確実に多くなる。さらに、この実施形態では、筒状部50の外周面51bおよび先端面51cに、複数の凹凸を形成している。本実施形態では、複数の凹凸は、図49に示すように、ローレット模様の凹凸51eにより形成される。凹凸51eは、付着燃料の保持を助け、付着燃料が滴となって落下することを防止する。外周面51bに複数のディンプルを設けてもよい。
【0257】
なお、この気流通路56の開口面積は、導入孔52に比べて大きいことが望ましい。これにより、気流通路56を通過する空気量は、導入孔52に比べて確実に大きい空気量が確保できるので、付着燃料が主に導入孔52に誘導され、一部が気流通路56へ誘導される場合があったとしても、気流通路56を通じて、逆向きの吸気流によるいわゆる吹き返し力Fを減衰または消失させることができる。
【0258】
さらになお、この気流通路56は、噴孔プレート28に対して傾斜している配置する構成を備えていることが望ましい。これにより、いわゆる吹き返し力Fを減衰または消失させるために気流通路56を通過させる気流f3(図49参照)に方向性を持たせることができる。気流通路56の配置位置の最適化等を図ることができ、内燃機関の運転状態等に係わらず、付着燃料の負圧形成部200への誘導を妨げない回収手段の確保が確実にできる。
【0259】
(第28の実施形態)
第28の実施形態を、図50、図51に従って以下説明する。図50は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。図51は、本実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の斜視図である。
【0260】
図51は、燃料噴射弁1を吸気管に取付けた状態での上下関係を示している。図51に示すように、燃料噴射弁1は吸気管1a内に下向きに突き出して配置される。筒状部50は、燃料噴射弁1先端の上側と下側とに一対の壁51fを形成する。それぞれの壁51fは、内側に平面を有し、外側に溝51gを有している。それぞれの壁51fは、導入孔52を有している。導入孔52は、噴孔プレート28の面と平行な扁平形状であり、スリット状である。筒状部50の先端部には、気流通路としての溝57が形成されている。溝57は、燃料噴射弁1の取付け状態において水平方向に延びている。燃料噴射弁1は、溝57の延在方向に向けて2方向の燃料噴霧を形成する。
【0261】
付着燃料は燃料噴射弁1の先端、特に下側に集中する。本実施形態では、壁51fが捕捉部材として設けられ、付着燃料を捕捉する。下側の壁51fは、付着燃料が滴として落下することを防止する。
【0262】
壁51fは、その表面および導入孔52とによって、付着燃料を噴孔プレート28に向けて流すための経路を形成する。壁51fには、その外周面に溝55が設けられ、付着燃料を導入孔52へ集める。導入孔52は、軸線SY上に位置しており、第1方向への噴霧を形成する噴孔と、第2方向への噴霧を形成する噴孔との間に向けて指向している。下側の壁51fに付着した付着燃料は、導入孔52から噴孔プレート28の下面28L上に吸い込まれ、噴孔28aからの噴射燃料に合流して、再び噴射される。このように、壁51fは、付着燃料を噴孔プレート28上に戻す。このため、付着燃料が滴になるほどに大量に溜まることが防止される。また、付着燃料の滴が落下することも阻止される。
【0263】
燃料噴射弁1がその軸線1jを鉛直軸から傾けて配置される結果、壁51fは軸線1jよりも下側に配置される。さらに、壁51fは、噴霧方向に位置しないので、噴霧を妨げることがない。
【0264】
本実施形態では、気流通路として大きな開口を確保できる。さらに、一対の壁51は、付着燃料の流れる経路を短縮する効果がある。本実施形態の形状では、少なくとも下側の壁51fを設けることで、付着燃料を低減できる。
【0265】
本実施形態では、噴孔プレート28は、ステンレス製であり、筒状部50は、樹脂製である。なお、筒状部50は、ステンレスより熱伝導に優れた銅製としてもよい。銅は、筒状部50の温度上昇を促進し、付着燃料の蒸発を促進する。また、噴孔プレート28を、セラミックなどの低熱伝導材料により形成し、筒状部50をセラミックより熱伝導に優れた材料により形成してもよい。
【0266】
また、噴孔プレート28に形成される複数の噴孔は、1方向の円錐状噴霧、あるいは3方向噴霧を形成するように配置されてもよい。1方向あるいは3方向の噴霧であっても、噴孔プレート上に形成される負圧を利用して付着燃料を噴霧に戻すことができる。
【0267】
(第29の実施形態)
第29の実施形態を、図52、図53に従って以下説明する。図52は、本実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。図53は、実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレート、壁面、および突起の断面図であって、図53(a)は、図52中のA−Aからみた模式的部分拡大断面図、図53(b)は、図52中のB−Bからみた模式的部分拡大断面図である。
【0268】
本実施形態は、環状壁51の内側であって、しかも導入孔52の延長上に突起58を有する。突起58は、図52に図示されるように、導入孔52から軸線SYに沿って噴孔プレート28の上に向けて径方向に伸び出している。図53(b)に図示されるように、突起58の高さは、導入孔52の噴孔プレート28側の縁と同程度である。突起58は、内周面51aに設けられている。また、突起58は、噴孔プレート28の下面28Lと当接するように配置されている。突起58は、噴孔プレート28との境界に凹部551を形成する。また、突起58は、内周面51aとの間にも凹部552を形成する。これら凹部551、552には、図53(a)、図53(b)に示すように、付着燃料が溜まりやすい。付着燃料は、図53(a)、図53(b)に示すように、突起58の周辺に付着し、噴孔プレート28の上に案内される。このため、付着燃料を噴孔28aの近傍にまで案内することができる。しかも、凹部551、552が、噴孔28aの近傍に付着燃料を保持するので、付着燃料が負圧によって流れやすくなり、さらには噴孔28aからの噴流に合流しやすくなる。さらに、内周壁51aを噴孔28aから離しても付着燃料を噴孔の近傍にまで案内することができる。
【0269】
(第30の実施形態)
第30の実施形態を、図54に従って以下説明する。図54は、実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。
【0270】
本実施形態では、突起58に代えて、突起部材59を内周面51aに配置している。突起部材59は、波状に形成され、8個の凸部59a1〜59a8を有する。本実施形態では、凸部59a1と、59a5とが対称軸SY上に位置し、かつ導入孔52の延長上に位置している。突起部材59は、噴孔プレート28との位置合わせが容易である。また、噴孔プレート28の径方向外側の複数の位置から、下面28L上に向けて付着燃料を案内できる。噴孔プレート28の下面28L上に生じる負圧を、全周から利用して付着燃料を戻すことができる。
【0271】
本実施形態では、導入孔52の内部に多孔質材料52aを設けている。多孔質材料52aは、燃焼生成物の堆積を妨げる。また、多孔質材料52aは、毛細管現象により付着燃料を捕捉する。このため、付着燃料が飛散することが防止できる。多孔質材料は、導入孔52の内表面にのみ設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係わる燃料噴射弁の概略構成を表す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態の要部を示す断面図であって、図1中の弁部の構成を表す断面図である。
【図3】図1中の燃料噴射弁の先端、つまり弁部をIII方向からみた平面図である。
【図4】噴孔プレートの噴孔から噴射される燃料噴霧の形状を模式的に表す斜視図である。
【図5】図3中の噴孔プレートの下面に配置される噴孔から噴射される燃料噴流を表す模式的断面図である。
【図6】図3中の噴射プレートにおける付着燃料の流れを示す平面図であって、噴孔から噴射される燃料噴流によって生じる、燃料噴射弁の先端に付着する燃料噴流の飛沫つまり付着燃料の移動方向と、付着燃料の噴孔の出口に向かう流れを形成する負圧形成部とを模式的に表す噴孔プレートの平面図である。
【図7】図6中の付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の断面図であって、図7(a)は、回収手段としての壁面のうち、負圧導入通路としての導入孔を経由する流れを示す部分拡大断面図、図7(b)は、導入孔がない位置での付着燃料の流れを示す部分拡大断面図である。
【図8】第1の実施形態に係わる付着燃料の流れを表す図1のIII方向からみた燃料噴射弁の先端の部分平面図である。
【図9】第2の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端を表す平面図である。
【図10】第3の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端を表す平面図である。
【図11】第4の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。
【図12】図11中の燃料噴射弁の先端をXII方向からみた平面図である。
【図13】第4の実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の断面図であって、壁面のうち、内側壁面に形成された導入孔を経由する流れを示す部分拡大断面図である。
【図14】第4の実施形態に係わる付着燃料の流れを表す図11のXII方向からみた説明図であって、図14(a)は燃料噴射弁の先端の斜視図、図14(b)は燃料噴射弁の先端の平面図である。
【図15】第5の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端を表す平面図である。
【図16】第5の実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の断面図であって、図16(a)は、壁面のうち、導入孔を経由する流れを示す部分拡大断面図、図16(b)は、導入孔がない位置での付着燃料の流れを示す部分拡大断面図である。
【図17】第5の実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の部分平面図である。
【図18】第6の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端を表す平面図である。
【図19】第6の実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の部分拡大断面図である。
【図20】第6の実施形態に係わる付着燃料の流れを表す説明図であって、図20(a)は燃料噴射弁の先端の斜視図、図20(b)は燃料噴射弁の先端の平面図である。
【図21】第7の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端を表す平面図である。
【図22】第7の実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の部分拡大断面図である。
【図23】第7の実施形態に係わる付着燃料の流れを表す説明図であって、図23(a)は燃料噴射弁の先端の斜視図、図23(b)は燃料噴射弁の先端の平面図である。
【図24】第8の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。
【図25】図24中の燃料噴射弁の先端をXXV方向からみた平面図である。
【図26】第8の実施形態に係わる負圧導入通路としての切欠き溝を、導入孔と対比して説明する説明図であって、図26(a)は、比較例としての第1の実施形態に係わる導入孔の斜視図、図26(b)は、第8の実施形態に係わる切欠き溝の斜視図である。
【図27】第9の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。
【図28】図27中の燃料噴射弁の先端をXXVIII方向からみた平面図である。
【図29】第9の実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の斜視図である。
【図30】第10の実施形態に係わる燃料噴射弁を表す説明図であって、図30(a)は燃料噴射弁の断面図、図30(b)は図30(a)中の筒状部の拡大断面図である。
【図31】第11の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端、特に筒状部を表す斜視図であって、図31(a)は、第11の実施形態に係わる一実施例を示す筒状部の斜視図、図31(b)は、第11の実施形態に係わる他の一実施例を示す筒状部の斜視図である。
【図32】第12の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。
【図33】第13の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。
【図34】第14の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。
【図35】第15の実施形態に係わる燃料噴射弁、特に回収手段としての壁面に形成される導入孔の燃料噴射弁の周方向に関する位置関係を説明する説明図であって、図35(a)は、燃料噴射弁の先端の平面図、図35(b)は、燃料噴射弁の周方向に関し、導入孔の位置を示す角度と付着燃料量の関係を表すグラフである。
【図36】第16の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端、特に回収手段としての壁面に形成される導入孔と、その先端に生じる内燃機関の吸気流れとの位置関係を説明する説明図であって、図36(a)は燃料噴射弁の断面図、図36(b)は燃料噴射弁の先端の平面図である。
【図37】第17の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部の構成を表す断面図である。
【図38】図37中の燃料噴射弁の先端をXXXVIII方向からみた平面図である。
【図39】第17の実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の斜視図である。
【図40】本発明の一実施形態に係わる燃料噴射弁、特に噴孔プレートの下面に形成された噴孔の配置に係わる構造上の特徴を説明する平面図であって、図40(a)〜(d)は、それぞれ第18の実施形態〜第21の実施形態を模式的に表す平面図である。
【図41】第22の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。
【図42】第22の実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の斜視図である。
【図43】第22の実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレートおよび壁面の断面図であって、壁面のうち、壁面に形成された導入孔を経由する流れを示す部分拡大断面図である。
【図44】運転状態の変化によって生じる場合があるいわゆる吸気流による付着燃料への影響を説明する噴孔プレートおよび壁面の部分的拡大断面図であって、図44(a)は、燃料噴射停止状態にあって、回収手段としての導入孔等に付着する付着燃料への吸気流の影響を示す模式的断面図、図44(b)は、図44(a)の付着燃料のうち、通気溝に付着する付着燃料の作用を模式的に表す部分拡大断面図である。
【図45】図44(b)の通気溝に係わる効果を説明するための比較例を示す模式的部分拡大断面図である。
【図46】本発明の一実施形態に係わる燃料噴射弁の先端、特に回収手段として壁面の形状に係わる構造上の特徴を説明する部分拡大断面図であって、図45(a)〜(c)は、それぞれ第23の実施形態〜第25の実施形態を模式的に表す断面図である。
【図47】第26の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。
【図48】第27の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。
【図49】第27の実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の斜視図である。
【図50】第28の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。
【図51】第28の実施形態に係わる付着燃料の流れを表す燃料噴射弁の先端の斜視図である。
【図52】第29の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。
【図53】第29の実施形態に係わる付着燃料の回収経路を模式的に示す噴孔プレート、壁面、および突起の断面図であって、図53(a)は、図52中のA−Aからみた模式的部分拡大断面図、図53(b)は、図52中のB−Bからみた模式的部分拡大断面図である。
【図54】第30の実施形態に係わる燃料噴射弁の先端つまり弁部を下流側よりみた平面図である。
【符号の説明】
1 燃料噴射弁
1j 燃料噴射弁の軸線(弁軸)
11 フィルタ
14 円筒部材
22 吸引部材
24 圧縮スプリング
25 アーマチュア
26 ノズルニードル(弁部材)
26c 当接部
26e 大径柱体部(薄肉の円筒状体)
28、(28L、28U) 噴孔プレート、(下面、上面)
28a、(281、282) 噴孔、(出口、入口)
28c (複数の噴孔28aの)外接円
28ac、28ob (噴孔28aを形成する噴孔プレート28の)鋭角部分、鈍角部分
28j 噴孔28aの軸線(噴孔軸)
29 弁ボディ
29a 弁座
29d 小径円筒壁面(ニードル支持孔)
31 コイル
50 (燃料噴射弁1の)先端部(筒状部)
51 環状壁(壁面、回収部100を構成する壁面、壁部材)
51a、51b、51c (環状壁51の)内周面、外周面、先端(下流側先端)
52 導入孔(負圧導入通路150)
53 外周環状壁(外周壁面、回収部100を構成する外周壁面)
54 切欠き溝(負圧導入通路150、溝)
55 通路溝(溝)
56 気流通路
57 (気流通路としての)切欠き溝
58 突起
59 (波状に形成された)凸部を有する凹凸
100 回収部(回収手段)
150 負圧導入通路(回収手段)
200 負圧形成部
400、401、402、500 付着燃料を負圧形成部200へ誘導する流れ
600、601、602 吸気流の流れ
f1、f2、f3、f4 (吸気流601の)気流の流れ
SY 軸線
SP、(301、302) 噴流(噴霧)、(噴流群)
SP1、SP2 鋭角部分28ac側の噴流部分、鈍角部分28ob側の噴流部分
P1 負圧形成部200の負圧力
F 吹き返し力
rf 表面張力[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection valve and a mounting method thereof, and more particularly to a structure and a mounting method related to reduction or removal of fuel adhering to the tip of a fuel injection valve that injects fuel into an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
As the fuel injection valve, for example, a fuel injection valve that is attached to an intake pipe of an internal combustion engine or the like and injects fuel is known (Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-277863, 9-310651, etc.).
[0003]
In recent years, this type of fuel injection valve needs to atomize the fuel spray to be injected, particularly in order to promote the vaporization of the fuel, in order to improve the performance of the internal combustion engine and clean the exhaust gas.
[0004]
As a countermeasure, according to Japanese Patent Laid-Open No. 8-277773, an extension line at the outer peripheral portion of the tip of the nozzle needle, which forms a flow path in the direction of the nozzle hole plate in cooperation with the inner peripheral wall of the valve body, After the fuel hits the tip of the valve body, i.e., the nozzle hole plate, along the upper surface of the nozzle hole plate A flow toward the center is formed, and fuel is injected from an injection hole arranged on the way to the center.
[0005]
Further, according to Japanese Patent Laid-Open No. 9-310651, the nozzle hole is formed so that the flow toward the center is formed while the flow toward the nozzle holes interferes with each other at the center of the nozzle hole plate to cause stagnation. Are arranged in a predetermined declination direction.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional configuration, the kinetic energy of the injected fuel is increased by increasing the fuel flow velocity into the injection hole inlet disposed on the upper surface of the injection hole plate on the front end side of the fuel injection valve. It is possible to make it. However, in either case, sufficient consideration is not given to the influence of the intake air flow in the intake pipe, which is mixed with the fuel spray injected from the nozzle hole and forms an air-fuel mixture, on the spray.
[0007]
That is, even when fuel is injected from the nozzle hole of the nozzle hole plate, if the intake air flow velocity generated according to the operating state of the internal combustion engine is high, the intake air flow partially spreads the spray formed by the fuel injection. May interfere with this. In some cases, a part of the hindered spray may adhere and remain on the tip of the fuel injection valve.
[0008]
Further, after the fuel injection of the fuel injection valve is completed, when the nozzle needle is seated on the valve body and the valve is fully closed, the fuel occupying the waste volume in the lower portion of the nozzle needle and in the nozzle hole remains. This residual fuel may leak to the bottom surface of the nozzle hole plate depending on the negative intake pressure. In some cases, the fuel leaked by the intake negative pressure may adhere to and remain on the nozzle hole plate.
[0009]
When these adhering fuels flow into the combustion chamber during a period other than the optimal fuel injection timing according to the operating state of the internal combustion engine, harmful substances such as hydrocarbons (HC) in the exhaust gas increase due to incomplete combustion of the fuel. there is a possibility.
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce or remove fuel adhering to the tip of the fuel injection valve by fuel spray and intake air flow while atomizing the spray. An object of the present invention is to provide an injection valve and a method of mounting the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, an injection hole plate having a plurality of injection holes is disposed at the outlet of a fuel passage formed at the tip of the valve body, and fuel is metered by injecting fuel from the injection holes. And the fuel injection valve that determines the injection direction,A wall member provided on the outer peripheral side of the nozzle hole on the downstream side of the nozzle hole plate;Formed by fuel injected from the nozzle hole,At least between the nozzle hole and the wall member, andDownstream near the nozzle hole plateNegative pressureA negative pressure forming portion that is generated, and a recovery means that induces the attached fuel using the negative pressure generated in the negative pressure forming portion and forms a flow of the attached fuel toward the outlet of the nozzle hole,
The wall member is provided with a negative pressure introduction passage extending in and out of the wall member.
[0012]
Thereby, the adhering fuel is returned to the main jet ejected from the nozzle hole, so that the fuel adhering to the tip of the fuel injection valve, that is, the nozzle hole plate or the like can be removed. For example, in a fuel injection valve that injects fuel into an intake pipe or the like of an internal combustion engine, when fuel is injected from the fuel injection valve, a part of the spread of the spray formed by the fuel injection is inhibited by the intake air flowing in the intake pipe Even if there is a case, the spray of fuel spray adhering to the tip of the fuel injection valve can be removed. On the other hand, when the fuel injection is stopped, that is, when the valve is fully closed, the fuel occupying the waste volume such as the nozzle hole remains. At this time, the leaked fuel adhering to the nozzle hole plate can be removed even if there is a case of leaking from the nozzle hole due to the negative intake pressure.
[0013]
According to
[0014]
For this reason, since the axis of the nozzle hole is inclined with respect to the valve axis, the spread of the spray for atomization and the negative pressure of the negative pressure forming part that induces the adhering fuel by the flow toward the outlet of the nozzle hole It can be used as a source. For example, it is possible to ensure the spread of spray by inclining the axis of a plurality of nozzle holes arranged in the nozzle hole plate toward the downstream side of the valve shaft, and to use it as a negative pressure source for inducing attached fuel. The pressure can be efficiently formed on the side that forms an obtuse angle with respect to the nozzle hole plate.
[0015]
According to
[0016]
For this reason, a negative pressure region formed by the fuel jet injected from the nozzle holes and generated in the vicinity of the nozzle hole plate is formed at least along a line or ring. Thereby, the negative pressure region, that is, the negative pressure forming portion, can continuously generate the negative pressure generated in the vicinity of the nozzle hole plate along the row or the ring. For example, the negative pressure forming part can extend the negative pressure region so as to cross the nozzle hole plate.
[0017]
According to
[0018]
As a result, a plurality of nozzle holes arranged on the nozzle hole plate are arranged symmetrically on the lower surface of the nozzle plate, so that the nozzle hole crosses the nozzle hole plate along its axis and is located downstream of the nozzle hole plate. The negative pressure that occurs can be continuously generated, so that the negative pressure forming portion can extend across the nozzle hole plate. For example, by arranging the injection hole whose axis is inclined with respect to the valve shaft in line symmetry with the injection plate, the negative pressure formed on the side where the injection hole axis forms an obtuse angle with respect to the bottom surface of the injection hole plate Since it is disposed opposite to both sides of the symmetrical axis, a negative pressure region that becomes a negative pressure source is effectively formed. That is, by adopting an axisymmetric arrangement as the arrangement of the plurality of injection holes arranged on the injection hole plate, a negative pressure region that induces attached fuel, that is, a negative pressure forming portion can be effectively formed.
[0019]
According to claim 5 of the present invention, the recovery means extends from the lower surface of the nozzle hole plate to the downstream side, and is disposed in the vicinity of the circumscribed circle of the outlet side openings of the plurality of nozzle holes.Provided in the wall memberIt has a wall.
[0020]
As a result, the collecting means is provided near the outside of the nozzle hole outlet and has a wall surface extending downstream from the bottom surface of the nozzle hole plate, so that the spray of fuel spray injected from the nozzle hole once adheres to the wall surface. Thereafter, the adhering fuel is sequentially guided along the flow toward the nozzle hole outlet using the negative pressure generated in the negative pressure forming portion in accordance with the separation distance to the negative pressure forming portion.
[0021]
According to the sixth aspect of the present invention, a plurality of irregularities are formed on the outer surface of the wall surface.
[0022]
As a result, even if the spray of fuel spray injected from the nozzle hole adheres to the outside of the wall surface having a predetermined separation distance to the negative pressure forming portion, the unevenness formed on the outer surface such as the outer periphery of the wall surface Since the surface area of the adhered fuel can be increased and the surface tension of the material adhering to the surface can be increased, further splashing caused by the intake air flow can be prevented with respect to the fuel trapped on the wall surface.
[0023]
According to claim 7 of the present invention, the inside of the wall surface has an elliptical shape.
[0024]
As a result, since the inner surface is provided with an elliptical wall surface as the collecting means, the negative pressure of the negative pressure forming portion, which is a negative pressure source for guiding the attached fuel, can be effectively used, and the fuel spray injected from the injection hole It is possible to reduce the amount of adhered fuel such as spray. For example, an ellipse minor axis is arranged on the side close to the negative pressure forming part, while a major axis of the ellipse is arranged on the side to which the spray of fuel spray injected from the injection hole adheres. The oval-shaped wall surface reduces the amount of fuel adhering to droplets and the like by the inner circumference on the long diameter side, and the negative pressure generated in the negative pressure forming portion is formed by the inner circumference on the short diameter side. It is possible to guide effectively along the flow toward the nozzle hole outlet.
[0025]
According to
[0026]
As a result, the wall surface whose inner diameter is expanded from the bottom surface of the nozzle hole plate toward the fuel injection downstream direction captures the adhering fuel by the wall surface as the recovery means compared to the wall surface that is not expanded, that is, the wall surface perpendicular to the lower surface. The path for guiding the adhered fuel can be shortened. For example, in a fuel injection valve mounted on an intake pipe or the like of an internal combustion engine and mounted in an inclined state, when fuel adhering to the nozzle hole plate is guided to the negative pressure forming portion through the wall surface,
In the case of a vertical wall surface, a distance to move the bottom surface of the nozzle hole plate toward the wall surface and a distance to move to the downstream end of the wall surface along the wall surface having the inner peripheral surface perpendicular to the bottom surface are required. On the other hand, the expanded wall surface corresponds to one side connecting the start point and the end point of the two sides with respect to the sum of the distances, that is, two sides, and the distance for inducing the adhered fuel can be shortened.
[0027]
According to the ninth aspect of the present invention, the inner diameter of the wall surface increases more greatly as the distance from the negative pressure forming portion increases.
[0028]
Compared with the portion inside the wall surface facing the negative pressure forming portion that guides the attached fuel to the nozzle hole outlet, the other portion inside the wall expands more greatly as the distance from the negative pressure forming portion increases. As a result, it is possible to reduce the amount of fuel adhering to other portions inside.
[0029]
According to the tenth aspect of the present invention, the wall surface has the protrusion extending in the radial direction toward the center of the injection plate.
[0030]
Thereby, the adhering fuel can be captured at the corner formed by the inner periphery of the wall surface and the protrusion by the surface tension of the fuel itself. For example, since the distance from the nozzle hole arranged on the center side of the nozzle hole plate to the wall surface can be made larger than the distance to the protrusion, the attached fuel adhering to the wall surface itself as the recovery means can be reduced.
[0031]
According to the eleventh aspect of the present invention, the protrusion is disposed so as to contact the lower surface of the injection plate.
[0032]
As a result, a corner formed by the inner periphery of the wall surface and the projection and a corner formed by the lower surface of the injection plate and the projection are formed. It can be close to the part side, that is, the nozzle hole outlet. For example, the place where the attached fuel is captured can be brought close to the vicinity of the outlet of the nozzle hole serving as the negative pressure source.
[0033]
As described in
[0034]
As a result, the protrusion as a place for capturing the attached fuel can be brought close to the negative pressure forming portion serving as a negative pressure source for inducing the attached fuel. That is, when fuel is injected from the nozzle hole, the negative pressure generated in the negative pressure forming portion can be used to make it easy to carry away the adhering fuel that has been captured by the protrusions. Guidance is possible.
[0035]
According to claim 13 of the present invention, a plurality of protrusions are provided on the inner side of the wall surface, one of which is the protrusion.
[0036]
As a result, at least one projection among the plurality of projections formed on the inner side of the wall surface may be arranged in the extending direction of the negative pressure forming portion as the projection for capturing the adhered fuel. When forming with a member, assembly etc. can be performed easily.
[0037]
According to claim 14 of the present invention, the wall surface includes an inner wall surface located on the radially inner side and an outer peripheral wall surface located on the radially outer side.
[0038]
Thereby, it is possible to capture the adhering fuel twice, that is, by the inner wall surface located on the radially inner side and the outer peripheral wall surface located on the outer side. As the recovery means for guiding the adhered fuel by using the negative pressure generated in the negative pressure forming portion, the amount of the adhered fuel to be induced, that is, the transportation capacity of the adhered fuel can be improved.
[0039]
As described in
[0040]
Thereby, compared with the outer wall surface, the inner wall surface on the inner periphery is retracted to the upstream side, so that the flow toward the nozzle hole outlet formed by the negative pressure generated in the negative pressure forming portion is exerted on the inner periphery of the outer wall surface. Can be easily done. Therefore, the transportation capacity of the adhered fuel can be improved.
[0041]
According to claim 16 of the present invention, the wall surface has a shape that expands in the downstream side and is curved in the radial direction.
[0042]
Thereby, at the time of fuel injection, since the inner circumference of the wall surface is curved outward and is escaping, it is possible to prevent the spray from hitting the inner circumference and becoming splashes. In addition, the curved portion of the inner periphery serves as an umbrella that reduces the influence of the intake air flow, so that the spray of fuel spray that adheres to the tip of the fuel injection valve without hindering the directionality or spread state of the spray. Can be prevented.
[0043]
According to claim 17 of the present invention, the downstream end of the wall surface is inclined with respect to the axial direction of the fuel injection valve.
[0044]
Thereby, when the adhered fuel moves on the downstream side lower surface along the wall surface as the collecting means, it is possible to facilitate the movement using the inclination of the downstream side lower surface with respect to the axial direction of the fuel injection valve. For example, when the fuel injection valve is mounted on an internal combustion engine and mounted in an upright state, the attached fuel attached to the nozzle hole plate moves along the wall surface to the downstream end of the wall surface. At this time, if the shape of the downstream tip is perpendicular to the axial direction of the fuel injection valve mounted upright, that is, has a horizontal shape or the like, the attached fuel can be guided to the negative pressure forming portion, There is a possibility that the time for the induction becomes longer. In contrast, since the downstream end is inclined, it is easy to guide the attached fuel along the inclined downstream end, and the efficiency of the attached fuel induction can be improved. For example, by arranging the negative pressure forming portion on the lowest point side of the inclined downstream end, it is possible to effectively guide the attached fuel.
[0045]
According to claim 18 of the present invention,The negative pressure introduction passage is formed on the wall surface of the wall member, and is configured to guide the negative pressure generated in the negative pressure forming portion in the radial direction.
[0046]
For this reason, a negative pressure introduction passage that guides the negative pressure generated in the negative pressure forming portion in the radial direction is provided on the wall surface as a recovery unit that guides the attached fuel attached to the nozzle hole plate or the like to the negative pressure forming portion. Therefore, the flow of the attached fuel toward the nozzle hole outlet using the negative pressure of the negative pressure forming portion can be forcibly induced by the negative pressure introduction passage. As a result, the recovery means for guiding the attached fuel to the negative pressure forming portion can be provided with a negative pressure introduction passage to improve the transporting ability of the attached fuel.
[0047]
According to claim 19 of the present invention, the negative pressure introduction passage is an introduction hole penetrating the wall surface in the radial direction.
[0048]
Thus, the negative pressure introduction passage can be easily formed by providing an introduction hole in the wall surface and performing drilling or the like so as to penetrate the introduction hole in the radial direction.
[0049]
According to claim 20 of the present invention, the introduction hole is reduced in diameter toward the radially outer side.
[0050]
Thereby, since the diameter of the opening of the introduction hole on the outer side in the radial direction of the introduction hole, that is, the outer peripheral side such as the wall surface, is reduced, the flow rate of the fluid sucked from the opening by the negative pressure can be increased. For example, when the adhering fuel adhering to the nozzle hole plate moves along the inner circumference of the wall surface as a recovery means and then moves to the tip on the downstream side of the wall surface, the adhering fuel adheres due to the suction force of the introduction hole opening on the outer circumference side It is possible to increase the moving speed of the fuel. Therefore, the kinetic energy of the attached fuel induced in the introduction hole can be increased by the reduced diameter introduction hole, so that the transportation ability of the attached fuel can be improved.
[0051]
According to claim 21 of the present invention, the introduction hole is a long hole that is elongated in the circumferential direction.
[0052]
Thereby, as the opening shape of the introduction hole having the same opening area, the long hole can take a larger circumferential length, that is, an inner peripheral surface area than a round hole or the like. For this reason, for example, a combustion product such as deposit may flow into the intake pipe of the internal combustion engine depending on the operating conditions of the internal combustion engine, so the inner peripheral surface area is wide against clogging of the introduction hole due to deposit accumulation. Accordingly, the limit amount that can be deposited is increased, in other words, the deposit life can be improved.
[0053]
According to claim 22 of the present invention, the negative pressure introduction passage is a notch groove formed in the wall surface and extending in the radial direction.
[0054]
That is, as the negative pressure introduction passage provided in the wall surface, the flow toward the nozzle hole outlet using the negative pressure generated in the negative pressure forming portion is used even if the notch groove extending in the radial direction is used instead of the introduction hole. It is possible to forcibly guide. Therefore, it is possible to improve the transportation force that guides the attached fuel to the negative pressure forming portion also by the notch groove.
[0055]
According to claim 23 of the present invention, the inside of the negative pressure introduction passage is porous.
[0056]
As a result, the induction passage formed in the negative pressure introduction passage that guides the adhered fuel to the negative pressure forming portion is formed with innumerable holes due to the porous structure. Even if the product accumulates, it is possible to prevent clogging that blocks the negative pressure introduction passage, and thus it is possible to prevent the occurrence of a state that prevents the induction of the adhered fuel.
[0057]
Furthermore, since the pores are relatively thin due to the porous nature, it is easy to capture the adhering fuel due to the capillary phenomenon, so for example, against the intake flow and the injection direction with a high flow velocity caused by a change in the operating state of the internal combustion engine. Even with an intake air flow or the like in the opposite direction, the fuel adhering to the fuel jet forming the negative pressure forming portion, that is, the flow toward the outlet of the injection hole can be formed without further splashing of the attached fuel.
[0058]
According to claim 24 of the present invention, a gap is provided between the inner wall surface and the outer peripheral wall surface, and a negative pressure introduction passage is provided on the inner wall surface for guiding the negative pressure generated in the negative pressure forming portion in the radial direction.
[0059]
For example, when the adhering fuel adhering to the nozzle hole plate moves to the downstream end of the inner wall surface along the inner circumference of the inner wall surface, the negative pressure difference of the intermediate negative pressure generated between the inner wall surface and the outer circumferential wall surface It is possible to increase the moving speed of the attached fuel that moves to the introduction hole that opens to the outer peripheral side of the wall surface.
[0060]
According to claim 25 of the present invention, a passage groove extending in the circumferential direction is provided on the outer peripheral side of the wall surface.
[0061]
As a result, when the adhered fuel is guided to the negative pressure forming portion, a guide groove extending in the circumferential direction is provided in the flow of the adhered fuel toward the outlet of the nozzle hole, thereby guiding the distance to the negative pressure forming portion on the outer peripheral side. Can be shortened compared to the case where the passage groove is not formed, and accordingly, the recovery efficiency of the adhered fuel can be improved.
[0062]
Further, since the surface area to which the adhered fuel can adhere is increased due to the groove shape such as the concave groove shape, the flow velocity generated due to the change in the operating state of the internal combustion engine, for example, is higher than that in which the passage groove is not formed. Even for an intake air flow or an intake air flow that is opposite to the injection direction, the fuel adhering to the fuel jet forming the negative pressure forming portion without flowing further, that is, the flow toward the outlet of the nozzle hole Can be formed.
[0063]
According to the twenty-sixth aspect of the present invention, the introduction hole is enlarged in the radial direction.
[0064]
When an intake flow that is opposite to the fuel injection direction is generated due to a change in the operating state of the internal combustion engine or the like, for example, with respect to the adhered fuel that has adhered to the introduction hole, A so-called blow-back force that tries to push out to the outer periphery of the wall surface acts. On the other hand, since the opening portion of the introduction hole on the inner peripheral side of the wall surface is reduced and the opening area is enlarged toward the outer peripheral side of the wall surface, the blowing force can be dispersed. Thereby, since the blowback force can be attenuated, it is possible to prevent the adhered fuel from splashing from the introduction hole due to the intake air flow in the reverse direction.
[0065]
According to the twenty-seventh aspect of the present invention, the wall surface is provided with an airflow passage penetrating in the radial direction separately from the negative pressure introduction passage.
[0066]
As a result, since the airflow passage is provided on the wall surface separately from the negative pressure introduction passage for guiding the adhered fuel, a part of the opening portion of the negative pressure introduction passage is caused by the adhered fuel guided to the negative pressure forming portion, etc. Even if the air intake is blocked or the opening area is reduced, the intake air flow in the opposite direction can be discharged through at least the intake passage. Therefore, it is possible to suppress fuel from splashing from the negative pressure introduction passage.
[0067]
As described in
[0068]
As a result, the amount of air passing through the airflow passage can be ensured to be larger than that of the negative pressure introduction passage, so that the adhering fuel is mainly guided to the negative pressure introduction passage and a part thereof is guided to the airflow passage. Even if there is a case, the so-called blowback force due to the intake air flow in the reverse direction can be attenuated or eliminated through the airflow passage.
[0069]
As described in
[0070]
Thereby, it is easy to secure a large opening of the airflow passage as the airflow passage.
[0071]
The air flow passage is inclined with respect to the injection plate as described in
[0072]
Thereby, in order to attenuate or eliminate so-called blowback force, it is possible to give directionality to the airflow passing through the airflow passage. For example, it is possible to optimize the arrangement position of the airflow passage so as not to hinder the flow of attached fuel guided to the negative pressure introduction passage. Regardless of the operating state of the internal combustion engine or the like, it is possible to ensure the recovery means that can effectively guide the attached fuel to the negative pressure forming portion.
[0073]
According to claim 31 of the present invention, the downstream end of the wall surface is inclined so as to gradually extend downward toward the negative pressure introduction passage.
[0074]
As a result, when the adhering fuel adhering to the nozzle hole plate moves to the downstream end of the wall surface along the inner periphery of the wall surface, the downstream end gradually extends downward toward the negative pressure introduction passage. Since it is inclined, the adhered fuel can be efficiently guided to the negative pressure introduction passage.
[0075]
According to a thirty-second aspect of the present invention, from the lowest point of the fuel injection valve when the fuel injection valve according to the seventh aspect is mounted on an internal combustion engine, the minor axis of the ellipse is related to the circumferential direction of the fuel injection valve. , In the range of ± 25 °.
[0076]
Thereby, when assembling the fuel injection valve having an elliptical wall surface as the collecting means, it is possible to facilitate the positioning of the elliptical wall surface and suppress the adhered fuel to a predetermined amount or less. For example, a predetermined assembly control range of ± 25 ° in the circumferential direction is used for positioning of the short diameter that can be brought close to the negative pressure forming portion that is formed by the arrangement of nozzle holes and the like and serves as a negative pressure source that induces attached fuel. Within, can be tolerated. In addition, an excessive increase in the adhered fuel can be prevented within the predetermined range.
[0077]
According to a thirty-third aspect of the present invention, when the fuel injection valve according to any one of the eighteenth to thirty-first aspects is mounted on an internal combustion engine in an inclined manner, the negative pressure introduction passage is formed from the lowest point of the fuel injection valve. Is in the range of ± 25 ° with respect to the circumferential direction of the fuel injection valve.
[0078]
Thereby, when the fuel injection valve having the negative pressure introduction passage on the wall surface as the collecting means is assembled, the positioning of the negative pressure introduction passage can be facilitated and the adhered fuel can be suppressed to a predetermined amount or less.
[0079]
According to claim 34 of the present invention, the negative pressure introduction passage intersects the intake flow direction of the internal combustion engine in which the fuel injection valve according to any one of
[0080]
Thus, when the fuel injection valve having the negative pressure introduction passage on the wall surface as the collecting means is assembled, the position of the negative pressure introduction passage intersects the intake flow direction of the internal combustion engine in which the fuel injection valve is mounted. It is possible to improve the deposit lifetime against clogging due to deposits and the like only by adjusting the direction of the deposit.
[0081]
According to a thirty-fifth aspect of the present invention, the collecting means is constituted by a protective member that extends downstream from the lower surface of the nozzle hole plate.
[0082]
As a result, the recovery means is suitable for application to a device provided with a protective member that protects the tip of the fuel injection valve, and the recovery means is provided without increasing the number of members constituting the fuel injection valve. Is possible.
[0083]
As described in claim 36 of the present invention, the protective member has a higher thermal conductivity than the nozzle hole plate.
[0084]
Thereby, it becomes easy to receive heat during operation of the internal combustion engine, the vaporization of the fuel adhering to the protective member can be promoted, and the amount of adhesion can be reduced.
[0085]
According to claim 37 of the present invention, in a fuel injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine, an injection hole plate provided at the tip of the fuel injection valve and having an injection hole for injecting fuel;Downstream of the nozzle hole plateProvided radially outside the nozzle hole and attached to its tipDoCapture adhering fuelKeepFormed by the capture member and captured by the capture memberingA path for flowing the adhered fuel toward the nozzle hole plate,
The capture member is formed with a passage extending from a portion where the attached fuel is accumulated to the vicinity of the nozzle hole plate, and the passage constitutes at least a part of the passage..
[0086]
Thereby, the adhering fuel adhering to the tip of the fuel injection valve is captured by the capturing member, and guided to the injection hole plate having the injection hole for fuel injection by the guided path of the adhering fuel formed by the capturing member. Can do.
Furthermore, a passage extending from a portion where the attached fuel is accumulated to the vicinity of the injection hole plate can be formed in the capturing member as a path for guiding the captured attached fuel to the injection plate.
[0087]
For example, as a result, the fuel adhering to the nozzle hole formed in the nozzle hole plate for fuel injection can be guided, and the fuel adhering to the tip can be reduced. Furthermore, the attached fuel guided to the injection hole can be injected into the internal combustion engine together with the fuel jet injected from the injection hole.
[0088]
According to claim 38 of the present invention, in a fuel injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine, an injection hole plate provided at the tip of the fuel injection valve and having an injection hole for injecting fuel;In order to capture the adhering fuel adhering to the tip, a capturing member is provided on the radially outer side of the nozzle hole on the downstream side of the nozzle hole plate and formed by a wall surface standing on the nozzle hole plate, A path for flowing the adhered fuel formed and captured by the capturing member toward the nozzle hole plate,
The inside of the wall surface of the capture member is enlarged in diameter from the lower surface of the nozzle hole plate toward the fuel injection downstream direction.
[0089]
Thereby, the adhering fuel adhering to the tip of the fuel injection valve is captured by the capturing member, and guided to the injection hole plate having the injection hole for fuel injection by the guided path of the adhering fuel formed by the capturing member. Can do.
[0090]
According to a thirty-ninth aspect of the present invention, the capturing member has a wall member positioned radially outward from the injection hole and extending from the injection hole plate toward the fuel injection direction, and the passage is formed in the wall member. Is formed.
[0091]
As a result, a wall member capable of assisting the formation of the fuel spray injected from the nozzle hole can be provided as the capturing member, and the captured attached fuel can be removed through a predetermined passage formed in the wall member. It is possible to guide effectively toward the nozzle hole plate.
[0092]
According to claim 40 of the present invention, the capture member has a groove for collecting the adhering fuel in the passage.
[0093]
As a result, it is possible to ensure a relatively large opening for collecting the adhering fuel as a passage for guiding the adhering fuel to the nozzle hole plate due to the shape of the groove.
[0094]
According to claim 41 of the present invention, the capturing member is disposed below the axis of the fuel injection valve.
[0095]
Thereby, as a means for forming a path for capturing the adhering fuel and flowing toward the injection plate, it is possible to dispose the capturing member below the axis of the fuel injection valve in the direction of gravity. For example, the adhered fuel can be moved by gravity, and as a result, the captured adhered fuel can be effectively guided toward the injection plate.
[0096]
According to claim 42 of the present invention, the capturing member includes a cylindrical portion disposed on the radially outer side of the nozzle hole plate.
[0097]
Thereby, the capture member is suitable for being applied to the one having a cylindrical portion arranged on the radially outer side of the nozzle hole plate, and the capture member can be used without increasing the number of members constituting the fuel injection valve. It is possible to provide a fuel injection valve having the same.
[0098]
According to claim 43 of the present invention, the nozzle hole has a plurality of nozzle holes that form spray in at least two directions, and the passage has a first nozzle hole that forms the spray in a first direction, and It is directed toward the second nozzle hole that forms the spray in the second direction.
[0099]
Thereby, not only a fuel injection valve in which a plurality of injection holes are arranged so as to form a spray in two directions, but also a plurality of injection holes arranged so as to form a multi-direction spray such as three directions. Among the multi-directional sprays, there is a passage for guiding the adhered fuel directed between the first nozzle hole that forms the spray in the first direction and the second nozzle hole that forms the spray in the second direction. It can be formed.
[0100]
According to claim 44 of the present invention, the passage is a hole penetrating the wall member.
[0101]
As a result, it is possible to form a passage for allowing the attached fuel to flow along the predetermined path by passing the hole through the wall member as the capturing member.
[0102]
According to claim 45 of the present invention, the passage is flat in a direction parallel to the surface of the nozzle hole plate.
[0103]
Thereby, since the opening shape of the passage has the same opening shape, it is a flat shape such as a slit-like long hole, so that a large peripheral length in the passage, that is, an inner peripheral surface area can be secured.
[0104]
Furthermore, since the passage is flat in a direction parallel to the surface of the nozzle hole plate, it can be easily arranged in a predetermined position range on the downstream side in the vicinity of the nozzle hole plate. For example, the negative pressure source formed by the fuel injected from the nozzle hole and generated downstream in the vicinity of the nozzle hole plate is effective as a suction force for sucking the adhering fuel through a passage flattened in a direction parallel to the surface of the nozzle hole plate. Can be used.
[0105]
According to claim 46 of the present invention, the injection hole plate and the capturing member are suitable for being disposed so as to protrude into the intake passage of the internal combustion engine. For example, even if the fuel injection valve is mounted on an intake manifold or an intake pipe and protrudes into the intake passage of the internal combustion engine, the fuel injection valve has a nozzle plate and a capture member, so While aiming at suppression, it is possible to collect the fuel adhering to the tip and return it to the injection hole plate for injection.
[0106]
According to claim 47 of the present invention, in the fuel injection valve mounting method for mounting the fuel injection valve according to claim 7 on the internal combustion engine, the fuel injection valve is assembled to the internal combustion engine so that the fuel injection valve is mounted in an inclined manner. In addition, the minor axis of the ellipse is adjusted in a range of ± 25 ° with respect to the circumferential direction of the fuel injection valve from the lowest point of the fuel injection valve.
[0107]
As a result, the fuel injection valve is attached so that the minor axis of the ellipse is in a range of ± 25 ° from the lowest point of the fuel injection valve with respect to the circumferential direction of the fuel injection valve. be able to.
[0108]
According to Claim 48 of the present invention, in the method for mounting a fuel injection valve for mounting the fuel injection valve according to any one of
[0109]
Accordingly, the fuel injection valve is attached so that the negative pressure introduction passage is within a range of ± 25 ° from the lowest point of the fuel injection valve with respect to the circumferential direction of the fuel injection valve. be able to.
[0110]
According to claim 49 of the present invention, in the method for mounting a fuel injection valve in which the fuel injection valve according to any one of
[0111]
As a result, the negative pressure introduction passage can improve the deposit life against clogging caused by deposits or the like.
[0112]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the fuel injection valve and the mounting method thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0113]
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main part of the embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing the configuration of the valve part in FIG. FIG. 3 is a plan view of the tip of the fuel injection valve in FIG. 1, that is, the valve portion viewed from the III direction. FIG. 4 is a perspective view schematically showing the shape of the fuel spray injected from the nozzle hole of the nozzle hole plate. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a fuel jet injected from an injection hole arranged on the lower surface of the injection hole plate in FIG. FIG. 6 is a plan view showing the flow of attached fuel on the injection plate in FIG. 3, which is generated by the fuel jet injected from the injection hole, and is a droplet of the fuel jet attached to the tip of the fuel injection valve, that is, the attached fuel. It is a top view of the nozzle hole plate which represents typically a moving direction and the negative pressure formation part which forms the flow which goes to the exit of the nozzle hole of attached fuel. FIG. 7 is a cross-sectional view of the nozzle hole plate and the wall surface schematically showing the recovery path of the attached fuel in FIG. 6, and FIG. 7 (a) shows a negative pressure introduction passage in the wall surface as the recovery means. FIG. 7B is a partially enlarged sectional view showing the flow of attached fuel at a position where there is no introducing hole. FIG. 8 is a partial plan view of the tip of the fuel injection valve as viewed from the III direction of FIG. 1 showing the flow of the attached fuel according to the first embodiment.
[0114]
(Schematic configuration of this embodiment applied to a fuel injection valve of an internal combustion engine)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0115]
First, the
[0116]
The
[0117]
On the inner peripheral side of the
[0118]
The
[0119]
On the other hand, the large-diameter
[0120]
Further, most of the large-diameter
[0121]
As a result, the weight reduction of the
[0122]
In the internal passage of the large-diameter
[0123]
The
[0124]
Here, among the valve portions, the
[0125]
The details of the configuration of the valve portion as the tip portion of the
[0126]
Next, the
[0127]
As shown in FIG. 1, the
[0128]
The
[0129]
Further, as shown in FIG. 1, a
[0130]
Thereby, the magnetic circuit by which the magnetic force generated by energizing the
[0131]
The
[0132]
The
[0133]
The
[0134]
The adjusting
[0135]
A
[0136]
Here, the operation of the
[0137]
Thereby, the
[0138]
(The main part of this embodiment and its detailed description)
The fact that the fuel injection amount injected into the internal combustion engine can be adjusted means that the fuel injection amount for supplying the fuel to the internal combustion engine is only measured through the
[0139]
However, the fuel supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine includes fuel and intake air, and is supplied to the combustion chamber as an air-fuel mixture in which fuel and air as intake air are mixed. An intake negative pressure generated according to the operating state of the internal combustion engine, that is, the flow of intake air (the flow velocity of the intake air flow) is generated at the front end side of the
[0140]
When the adhering fuel adhering to the tip of the
[0141]
On the other hand, if the internal combustion engine is stopped with the attached fuel remaining at the tip of the
[0142]
The fuel remaining at the tip of the
[0143]
Therefore, an object of the embodiment of the present invention is to reduce or remove the fuel adhering to the tip of the
[0144]
That is, although the fuel jet sprayed from the
[0145]
The flow for guiding the adhered fuel to the outlet of the
[0146]
Here, the recovery means includes a member for forming a negative pressure region by fuel injection and a member for forming a guide path for guiding the attached fuel toward the
[0147]
More specifically, the flow for guiding the adhered fuel to the outlet of the
[0148]
Note that the
[0149]
Furthermore, the present embodiment (first embodiment) is an aspect of one means based on the above-mentioned solution principle, and the details of the other means are described in the second to thirty-third embodiments. It will be described later.
[0150]
In the description of the present embodiment, hereinafter, the nozzle plate is one of the fuel due to the splash of the fuel jet injected from the
[0151]
As shown in FIG. 2, the distal end portion of the
[0152]
The
[0153]
Hereinafter, in this embodiment, the
[0154]
Furthermore, in this embodiment, the
[0155]
Here, the
[0156]
The
[0157]
Next, structural features of the
[0158]
First, the negative
[0159]
The continuously generated negative pressure is formed from a plurality of
[0160]
As shown in FIG. 5, the negative pressure formed from one
[0161]
That is, as shown in FIG. 5, the
[0162]
At this time, as shown in FIG. 5, in the
[0163]
In the following description of the present embodiment, the acute angle portion 28ac is referred to as the suction side and the obtuse angle portion 28ob is referred to as the supply side in the following description of the present embodiment.
[0164]
Here, the plurality of
[0165]
As a result, as an arrangement of nozzle holes (hereinafter referred to as an aligned arrangement) that generates a negative pressure that is effective as a negative pressure source of the negative
[0166]
Thereby, the spread of the spray for atomization and the utilization as the negative pressure source of the negative
[0167]
Further, as a so-called alignment arrangement, the
[0168]
In addition, about the negative pressure P1 of the negative
[0169]
Furthermore, the aligned arrangement of the
[0170]
Specifically, in order to promote atomization of the spray formed by the jets ejected from each
[0171]
In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the diameter of the
[0172]
Next, the
[0173]
As shown in FIG. 3, the
[0174]
The outside in the vicinity of the circumscribed
[0175]
More specifically, as shown in FIG. 3, due to the negative pressure (arrow P in FIG. 6) generated in the negative
[0176]
Further, as shown in FIG. 3, the negative pressure introduction passage 150 (specifically, the introduction hole 52) as a recovery means for guiding the fuel adhering to the
[0177]
In addition, the
[0178]
Therefore, by providing the
[0179]
The
[0180]
In FIG. 7A, the pressure in the
[0181]
Specifically, the adhering fuel is guided along the flow in the direction of the one-dot chain line arrow in accordance with P1 <P2 <P3 at a circumferential position different from the cross section of FIG. Further, once the adhering fuel adhering to the
[0182]
In the embodiment described above, the
[0183]
When the
[0184]
On the
[0185]
The
[0186]
(Second Embodiment)
Hereinafter, other embodiments to which the present invention is applied will be described. In the following embodiments, the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[0187]
As 2nd Embodiment, as shown in FIG. 9, the opening diameter D2 of the internal
[0188]
According to this configuration, since the distance between the spray and the
[0189]
More specifically, the opening diameter D1 of the first embodiment is a circumscribed circle of the plurality of
[0190]
(Third embodiment)
In the third embodiment, the opening shape of the
[0191]
On the
[0192]
Specifically, on the side close to the negative
[0193]
Therefore, the elliptical
[0194]
Furthermore, the elliptical inner
[0195]
For example, depending on the nozzle hole specifications, there may be a small negative pressure P1. In this case, it is possible to reduce and remove the adhering fuel even with the nozzle hole specifications in which the pressure P1 can be set to a relatively weak negative pressure, for example, arrangement and number. Therefore, it is preferable to use the
[0196]
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of the tip of the fuel injection valve, that is, the valve portion according to the present embodiment. FIG. 12 is a plan view of the tip of the fuel injection valve in FIG. 11 as viewed from the XII direction. FIG. 13 is a cross-sectional view of the injection hole plate and the wall surface schematically showing the recovery path of the attached fuel according to the embodiment, and is a partially enlarged view showing the flow through the introduction hole formed in the inner wall surface of the wall surface. It is sectional drawing. 14A and 14B are explanatory views showing the flow of attached fuel according to the embodiment, as viewed from the XII direction of FIG. 11. FIG. 14A is a perspective view of the tip of the fuel injection valve, and FIG. It is a top view of the front-end | tip of a valve. In the present embodiment, the
[0197]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, an outer peripheral annular wall 53 (in detail, an annular wall) is provided on the radially outer side of the
[0198]
Furthermore, the
[0199]
In the fuel injection valves described in the first to third embodiments, the
[0200]
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 15 is a plan view showing the tip of the fuel injection valve according to this embodiment. FIG. 16 is a cross-sectional view of the nozzle hole plate and the wall surface schematically showing the adhered fuel recovery path according to the present embodiment, and FIG. 16A shows the flow of the wall surface via the introduction hole. FIG. 16B is a partially enlarged cross-sectional view showing the flow of attached fuel at a position where there is no introduction hole. FIG. 17 is a partial plan view of the tip of the fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to the present embodiment.
[0201]
In the present embodiment, the shape of the
[0202]
Accordingly, since the kinetic energy of the attached fuel guided to the
[0203]
Moreover, it is possible to reduce the manufacturing cost as a collecting means as compared with the double annular wall having the outer peripheral
[0204]
The reduced
[0205]
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 18 is a plan view showing the tip of the fuel injection valve according to the present embodiment. FIG. 19 is a partial enlarged cross-sectional view of the nozzle hole plate and the wall surface schematically showing the adhered fuel recovery path according to the present embodiment. 20A and 20B are explanatory views showing the flow of attached fuel according to the embodiment. FIG. 20A is a perspective view of the tip of the fuel injection valve, and FIG. 20B is a plan view of the tip of the fuel injection valve. is there.
[0206]
This embodiment is a
[0207]
Thus, the frequency of capturing the adhering fuel is 2 by the number of wall surfaces for guiding the adhering fuel, that is, the
[0208]
Further, as shown in FIGS. 19 and 20, the inner
[0209]
As shown in FIG. 20, the
[0210]
Therefore, the
[0211]
(Seventh embodiment)
The seventh embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 21 is a plan view showing the tip of the fuel injection valve according to the present embodiment. FIG. 22 is a partial enlarged cross-sectional view of the nozzle hole plate and the wall surface schematically showing the adhered fuel recovery path according to the present embodiment. FIG. 23 is an explanatory diagram showing the flow of attached fuel according to the embodiment. FIG. 23A is a perspective view of the tip of the fuel injection valve, and FIG. 23B is a plan view of the tip of the fuel injection valve. is there.
[0212]
The present embodiment is a
[0213]
Specifically, the flow toward the
[0214]
(Eighth embodiment)
The eighth embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 24 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the tip of the fuel injection valve, that is, the valve portion according to the embodiment. FIG. 25 is a plan view of the tip of the fuel injection valve in FIG. 24 as seen from the XXV direction. FIG. 26 is an explanatory view for explaining a notch groove as a negative pressure introduction passage according to the embodiment in comparison with the introduction hole. FIG. 26 (a) shows the first embodiment as a comparative example. FIG. 26B is a perspective view of a notch groove according to the eighth embodiment.
[0215]
This embodiment is a
[0216]
Further, the adhering fuel flows from the
[0217]
(Ninth embodiment)
A ninth embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 27 is a cross-sectional view showing the configuration of the tip of the fuel injection valve, that is, the valve portion according to the present embodiment. FIG. 28 is a plan view of the tip of the fuel injection valve in FIG. 27 as seen from the XXVIII direction. FIG. 29 is a perspective view of the tip of the fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to the embodiment. In addition, in this embodiment, the
[0218]
The present embodiment is a
[0219]
As a result, the inclination angle φ of the inner
[0220]
Therefore, the
[0221]
As shown in FIG. 28, it is desirable for the
[0222]
(Tenth embodiment)
The tenth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 30 is an explanatory view showing the fuel injection valve according to the present embodiment. FIG. 30 (a) is a cross-sectional view of the fuel injection valve, and FIG. 30 (b) is a view of the cylindrical portion in FIG. 30 (a). It is an expanded sectional view. FIG. 30A shows the attached state of the
[0223]
The
[0224]
(Eleventh embodiment)
The eleventh embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 31 is a perspective view showing the tip of the fuel injection valve according to the present embodiment, in particular, a cylindrical portion. FIG. 31A is a perspective view of the cylindrical portion showing an example according to the present embodiment. FIG. 31B is a perspective view of a cylindrical portion showing another example according to the present embodiment.
[0225]
In this embodiment, it has the two introduction holes 52 arrange | positioned on a diagonal line. The two introduction holes 52 reliably collect the attached fuel regardless of the mounting angle of the fuel injection valve. FIG. 31A shows a case where the axis of the fuel injection valve is inclined with respect to the direction of gravity. One
[0226]
(Twelfth embodiment)
The twelfth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 32 is a cross-sectional view showing the configuration of the tip of the fuel injection valve, that is, the valve portion according to the present embodiment. In the present embodiment, the
[0227]
(13th Embodiment)
The thirteenth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 33 is a cross-sectional view showing the configuration of the tip of the fuel injection valve, that is, the valve portion according to the present embodiment. In the present embodiment, the tip of the
[0228]
(Fourteenth embodiment)
The fourteenth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 34 is a cross-sectional view showing the configuration of the fuel injection valve of this embodiment, particularly the valve portion.
[0229]
The present embodiment is a
(Fifteenth embodiment)
The fifteenth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 35 is an explanatory diagram for explaining the positional relationship of the fuel injection valve according to the embodiment, particularly the circumferential direction of the fuel injection valve of the introduction hole formed in the wall surface as the recovery means, and FIG. FIG. 35B is a graph showing the relationship between the angle indicating the position of the introduction hole and the amount of attached fuel with respect to the circumferential direction of the fuel injection valve.
[0230]
In this embodiment, two introduction holes 52 are arranged on the diameter. The
[0231]
The graph of FIG. 35B includes the influence of negative pressure that occurs relatively strongly on the axis SY and the influence of gravity on the attached fuel. Since a certain level or more of negative pressure is generated on the outer periphery of the
[0232]
Furthermore, as a method of mounting the fuel injection valve for mounting on the internal combustion engine, the fuel injection valve is assembled to the internal combustion engine so that the fuel injection valve is mounted at an inclination, and the negative pressure introduction passage is at the lowest point of the fuel injection valve. Therefore, the fuel injection valve is adjusted to a range of ± 25 ° in the circumferential direction of the fuel injection valve.
[0233]
Accordingly, the fuel injection valve is attached so that the negative pressure introduction passage is within a range of ± 25 ° from the lowest point of the fuel injection valve with respect to the circumferential direction of the fuel injection valve. be able to.
[0234]
(Sixteenth embodiment)
The sixteenth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 36 is an explanatory diagram for explaining the positional relationship between the tip of the fuel injection valve according to the present embodiment, in particular, the introduction hole formed in the wall surface as the recovery means, and the intake flow of the internal combustion engine generated at the tip. 36 (a) is a sectional view of the fuel injection valve, and FIG. 36 (b) is a plan view of the tip of the fuel injection valve. 36 (a) and 36 (b), the intake air flow of the internal combustion engine is illustrated by solid arrows. In FIG. 36 (b), the blow-back intake air flow from the internal combustion engine is illustrated by a one-dot chain line arrow. In the present embodiment, the
[0235]
(Seventeenth embodiment)
The seventeenth embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 37 is a cross-sectional view showing the configuration of the tip of the fuel injection valve, that is, the valve portion according to this embodiment. FIG. 38 is a plan view of the tip of the fuel injection valve in FIG. 37 as viewed from the XXXVIII direction. FIG. 39 is a perspective view of the tip of the fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to the present embodiment. In this embodiment, an
[0236]
(18th to 21st embodiments)
The eighteenth to twenty-first embodiments will be described below with reference to FIG. FIG. 40 is a plan view for explaining the structural features related to the arrangement of the fuel injection valve according to one embodiment of the present invention, in particular, the nozzle holes formed in the lower surface of the nozzle hole plate. (D) is a plan view schematically showing the eighteenth embodiment to the twenty-first embodiment, respectively.
[0237]
As an eighteenth embodiment, as shown in FIG. 40 (a), instead of the arrangement of the multiple annular injection holes 28 described in the first embodiment, a single ring, that is, an annular arrangement of only one row may be used. If the
[0238]
In the nineteenth embodiment, when the
Furthermore, as shown in FIG. 40 (b), the
In the twentieth embodiment, the plurality of
[0239]
In the twenty-first embodiment, a plurality of
[0240]
(Twenty-second embodiment)
The twenty-second embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 41 is a plan view of the tip of the fuel injection valve according to the present embodiment, that is, the valve portion as viewed from the downstream side. FIG. 42 is a perspective view of the tip of the fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to the present embodiment. FIG. 43 is a cross-sectional view of the nozzle hole plate and the wall surface schematically showing the recovery path of the attached fuel according to the present embodiment, and is a partially enlarged view showing the flow through the introduction hole formed in the wall surface among the wall surfaces. It is sectional drawing. 44 is a partially enlarged cross-sectional view of the nozzle hole plate and the wall surface for explaining the influence of the so-called intake air flow on the attached fuel that may be caused by a change in the operating state. FIG. FIG. 44B is a schematic cross-sectional view showing the influence of the intake flow on the attached fuel adhering to the introduction hole or the like as the recovery means in the state, and FIG. 44B is a ventilation groove of the attached fuel in FIG. It is a partial expanded sectional view which represents typically the effect | action of the adhesion fuel adhering to.
[0241]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 41 and 42, a passage groove (hereinafter referred to as a groove) 55 extending in the circumferential direction is provided on the outer
[0242]
The configuration for preventing the adhered fuel from being further splashed by an intake air flow or the like opposite to the injection direction is not limited to the
[0243]
Thus, even if the fuel spray sprayed from the
[0244]
Here, FIG. 43, FIG. 44, and FIG. 45 show the influence on the
[0245]
First, during operation, the fuel is continuously injected, and the fuel injection state shown in FIG. 43 and the fuel injection stop state shown in FIG. 44 are alternately repeated. Therefore, in the fuel injection state, the negative pressure formed by the fuel jet is negative. A negative pressure P1 is generated in the negative
[0246]
On the other hand, when the fuel injection is stopped, the fuel jet forming the negative pressure disappears. Therefore, when the fuel is stopped, the negative pressure P1 of the negative
[0247]
In contrast, in the present embodiment, as shown in FIGS. 43 and 44, the surface tension rf of the fuel itself adhering in the
[0248]
(23rd to 25th embodiments)
The twenty-third to twenty-fifth embodiments will be described below with reference to FIG. FIG. 46 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining structural features related to the shape of a wall surface as a tip of a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention, particularly as a collecting means, and FIG. ) Are cross-sectional views schematically showing the twenty-third to twenty-fifth embodiments, respectively.
[0249]
In the twenty-third embodiment, a
[0250]
In the twenty-fourth embodiment, a
[0251]
In the twenty-fifth embodiment, the
[0252]
(26th Embodiment)
The twenty-sixth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 47 is a plan view of the tip of the fuel injection valve, that is, the valve portion according to the present embodiment, as viewed from the downstream side. In the present embodiment, the
[0253]
Moreover, since the
[0254]
(Twenty-seventh embodiment)
The twenty-seventh embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 48 is a plan view of the tip of the fuel injection valve according to the present embodiment, that is, the valve portion viewed from the downstream side. FIG. 49 is a perspective view of the tip of the fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to the present embodiment.
[0255]
In the present embodiment, the
[0256]
In the present embodiment, most of the airflow f1 passes through the
[0257]
The opening area of the
[0258]
Furthermore, it is desirable that the
[0259]
(Twenty-eighth embodiment)
The twenty-eighth embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 50 is a plan view of the tip of the fuel injection valve, that is, the valve portion according to the present embodiment, as viewed from the downstream side. FIG. 51 is a perspective view of the tip of the fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to the present embodiment.
[0260]
FIG. 51 shows the vertical relationship when the
[0261]
The adhered fuel concentrates on the tip of the
[0262]
The wall 51 f forms a path for flowing the attached fuel toward the
[0263]
As a result of the
[0264]
In this embodiment, a large opening can be secured as an airflow passage. Further, the pair of
[0265]
In the present embodiment, the
[0266]
Further, the plurality of nozzle holes formed in the
[0267]
(Twenty-ninth embodiment)
The twenty-ninth embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 52 is a plan view of the tip of the fuel injection valve according to the present embodiment, that is, the valve portion viewed from the downstream side. FIG. 53 is a cross-sectional view of the nozzle hole plate, wall surface, and protrusions schematically showing the recovery path of the attached fuel according to the embodiment, and FIG. 53 (a) is a schematic view taken along line AA in FIG. FIG. 53 (b) is a schematic partial enlarged sectional view as seen from BB in FIG.
[0268]
In the present embodiment, a
[0269]
(Thirty embodiment)
The thirtieth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 54 is a plan view of the tip of the fuel injection valve according to the embodiment, that is, the valve portion as seen from the downstream side.
[0270]
In the present embodiment, instead of the
[0271]
In the present embodiment, a porous material 52 a is provided inside the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing a configuration of a valve part in FIG.
FIG. 3 is a plan view of the tip of the fuel injection valve in FIG. 1, that is, the valve portion viewed from the III direction.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing the shape of fuel spray injected from the nozzle hole of the nozzle hole plate.
5 is a schematic cross-sectional view showing a fuel jet injected from an injection hole arranged on the lower surface of the injection hole plate in FIG. 3. FIG.
6 is a plan view showing the flow of attached fuel on the injection plate in FIG. 3, which is generated by the fuel jet injected from the injection hole, and is a droplet of the fuel jet attached to the tip of the fuel injection valve, that is, the attached fuel. It is a top view of the nozzle hole plate which represents typically a moving direction and the negative pressure formation part which forms the flow which goes to the exit of the nozzle hole of attached fuel.
7 is a cross-sectional view of an injection hole plate and a wall surface schematically showing a recovery path of attached fuel in FIG. 6, and FIG. 7 (a) shows a negative pressure introduction passage in a wall surface as a recovery means. FIG. 7B is a partially enlarged sectional view showing the flow of attached fuel at a position where there is no introducing hole.
FIG. 8 is a partial plan view of the tip of the fuel injection valve as viewed from the III direction of FIG. 1 showing the flow of attached fuel according to the first embodiment.
FIG. 9 is a plan view showing a tip of a fuel injection valve according to a second embodiment.
FIG. 10 is a plan view showing a tip of a fuel injection valve according to a third embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of a tip of a fuel injection valve, that is, a valve portion according to a fourth embodiment.
12 is a plan view of the tip of the fuel injection valve in FIG. 11 as viewed from the XII direction.
FIG. 13 is a cross-sectional view of an injection hole plate and a wall surface schematically showing a recovery path of attached fuel according to the fourth embodiment, and shows a flow through an introduction hole formed in an inner wall surface of the wall surfaces. It is a partial expanded sectional view shown.
14 is an explanatory diagram viewed from the XII direction of FIG. 11 showing the flow of attached fuel according to the fourth embodiment, wherein FIG. 14 (a) is a perspective view of the tip of the fuel injection valve, and FIG. 14 (b). FIG. 3 is a plan view of the tip of a fuel injection valve.
FIG. 15 is a plan view showing the tip of a fuel injection valve according to a fifth embodiment.
FIG. 16 is a cross-sectional view of an injection hole plate and a wall surface schematically showing a recovery path of attached fuel according to the fifth embodiment, and FIG. 16 (a) shows a flow through the introduction hole in the wall surface; FIG. 16B is a partial enlarged cross-sectional view showing the flow of the adhered fuel at a position where there is no introduction hole.
FIG. 17 is a partial plan view of the tip of a fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to the fifth embodiment.
FIG. 18 is a plan view showing the tip of a fuel injection valve according to a sixth embodiment.
FIG. 19 is a partial enlarged cross-sectional view of an injection hole plate and a wall surface schematically showing a recovery path of attached fuel according to a sixth embodiment.
20A and 20B are explanatory diagrams showing the flow of attached fuel according to the sixth embodiment, in which FIG. 20A is a perspective view of the tip of the fuel injection valve, and FIG. 20B is a view of the tip of the fuel injection valve. It is a top view.
FIG. 21 is a plan view showing the tip of a fuel injection valve according to a seventh embodiment.
FIG. 22 is a partial enlarged cross-sectional view of an injection hole plate and a wall surface schematically showing a recovery path of attached fuel according to a seventh embodiment.
23A and 23B are explanatory views showing the flow of attached fuel according to the seventh embodiment, in which FIG. 23A is a perspective view of the tip of the fuel injection valve, and FIG. 23B is a view of the tip of the fuel injection valve. It is a top view.
FIG. 24 is a cross-sectional view showing the configuration of the tip of the fuel injection valve, that is, the valve portion according to the eighth embodiment.
25 is a plan view of the tip of the fuel injection valve in FIG. 24 as seen from the XXV direction.
FIG. 26 is an explanatory view for explaining a notch groove as a negative pressure introduction passage according to the eighth embodiment in comparison with the introduction hole. FIG. 26 (a) is a first view as a comparative example. FIG. 26B is a perspective view of the notch groove according to the eighth embodiment, and FIG. 26B is a perspective view of the introduction hole according to the embodiment.
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a configuration of a tip of a fuel injection valve, that is, a valve portion according to a ninth embodiment.
28 is a plan view of the tip of the fuel injection valve in FIG. 27 as viewed from the XXVIII direction.
FIG. 29 is a perspective view of the front end of a fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to the ninth embodiment.
30 is an explanatory view showing a fuel injection valve according to a tenth embodiment, in which FIG. 30 (a) is a sectional view of the fuel injection valve, and FIG. 30 (b) is a cylindrical shape in FIG. 30 (a). It is an expanded sectional view of a part.
FIG. 31 is a perspective view showing the tip of a fuel injection valve according to the eleventh embodiment, in particular, a cylindrical portion. FIG. 31 (a) is a cylindrical shape showing an example according to the eleventh embodiment. FIG. 31B is a perspective view of a cylindrical portion showing another example according to the eleventh embodiment.
FIG. 32 is a cross-sectional view showing the configuration of the tip of a fuel injection valve, that is, a valve portion according to a twelfth embodiment.
FIG. 33 is a cross-sectional view showing the configuration of the tip of a fuel injection valve, that is, a valve portion according to a thirteenth embodiment.
FIG. 34 is a cross-sectional view showing the configuration of the tip of a fuel injection valve, that is, a valve portion according to a fourteenth embodiment.
FIG. 35 is an explanatory view for explaining the positional relationship in the circumferential direction of the fuel injection valve according to the fifteenth embodiment, particularly the introduction hole formed in the wall surface as the recovery means, and FIG. ) Is a plan view of the tip of the fuel injection valve, and FIG. 35B is a graph showing the relationship between the angle indicating the position of the introduction hole and the amount of attached fuel in the circumferential direction of the fuel injection valve.
FIG. 36 is an explanatory diagram for explaining the positional relationship between the tip of the fuel injection valve according to the sixteenth embodiment, in particular, the introduction hole formed in the wall surface as the recovery means, and the intake air flow of the internal combustion engine generated at the tip. FIG. 36A is a sectional view of the fuel injection valve, and FIG. 36B is a plan view of the tip of the fuel injection valve.
FIG. 37 is a cross-sectional view showing the configuration of the tip of the fuel injection valve, that is, the valve portion according to the seventeenth embodiment.
38 is a plan view of the tip end of the fuel injection valve in FIG. 37 as viewed from the XXXVIII direction.
FIG. 39 is a perspective view of the tip of a fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to the seventeenth embodiment.
FIG. 40 is a plan view for explaining the structural features related to the arrangement of the fuel injection valve according to one embodiment of the present invention, in particular, the injection hole formed on the lower surface of the injection hole plate; (D) is a plan view schematically showing the eighteenth embodiment to the twenty-first embodiment, respectively.
FIG. 41 is a plan view of a front end of a fuel injection valve according to a twenty-second embodiment, that is, a valve portion viewed from the downstream side.
FIG. 42 is a perspective view of the tip of a fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to the twenty-second embodiment.
FIG. 43 is a cross-sectional view of an injection hole plate and a wall surface schematically showing a recovery path of attached fuel according to the twenty-second embodiment, and shows a flow of the wall surface through an introduction hole formed in the wall surface. It is a partial expanded sectional view.
FIG. 44 is a partially enlarged cross-sectional view of the nozzle hole plate and the wall surface for explaining the influence of the so-called intake air flow on the attached fuel that may be caused by a change in the operating state, and FIG. FIG. 44B is a schematic cross-sectional view showing the influence of the intake flow on the attached fuel adhering to the introduction hole or the like as the recovery means in the state, and FIG. 44B is a ventilation groove of the attached fuel in FIG. It is a partial expanded sectional view which represents typically the effect | action of the adhesion fuel adhering to.
45 is a schematic partial enlarged cross-sectional view showing a comparative example for explaining an effect related to the ventilation groove of FIG. 44 (b). FIG.
46 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining structural features related to the shape of a wall surface as a tip of a fuel injection valve according to an embodiment of the present invention, particularly as a recovery means, and FIG. 45 (a) to (c) ) Are cross-sectional views schematically showing the twenty-third to twenty-fifth embodiments, respectively.
FIG. 47 is a plan view of the tip of a fuel injection valve according to a twenty-sixth embodiment, that is, the valve portion viewed from the downstream side.
FIG. 48 is a plan view of the tip of a fuel injection valve, that is, a valve portion according to a twenty-seventh embodiment, as viewed from the downstream side.
49 is a perspective view of the tip end of a fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to a twenty-seventh embodiment. FIG.
FIG. 50 is a plan view of a front end of a fuel injection valve according to a twenty-eighth embodiment, that is, a valve portion viewed from the downstream side.
FIG. 51 is a perspective view of the tip end of a fuel injection valve showing the flow of attached fuel according to the twenty-eighth embodiment.
FIG. 52 is a plan view of the tip of a fuel injection valve according to a twenty-ninth embodiment, that is, a valve portion viewed from the downstream side.
53 is a cross-sectional view of an injection hole plate, wall surfaces, and protrusions schematically showing a recovery path of attached fuel according to the twenty-ninth embodiment, and FIG. FIG. 53 (b) is a schematic partial enlarged cross-sectional view as seen from BB in FIG. 52.
FIG. 54 is a plan view of the tip of the fuel injection valve, that is, the valve portion, according to the thirtieth embodiment as viewed from the downstream side.
[Explanation of symbols]
1 Fuel injection valve
1j Axis of fuel injection valve (valve shaft)
11 Filter
14 Cylindrical member
22 Suction member
24 Compression spring
25 Armature
26 Nozzle needle (valve member)
26c contact part
26e Large-diameter column body (thin cylindrical body)
28, (28L, 28U) Injection hole plate, (lower surface, upper surface)
28a, (281, 282) nozzle hole, (exit, inlet)
28c circumscribed circle (of a plurality of
28ac, 28ob Acute angle part, obtuse angle part (of
28j Axis of
29 Valve body
29a Valve seat
29d Small-diameter cylindrical wall surface (needle support hole)
31 coils
50 (Fuel injection valve 1) tip (cylindrical part)
51 annular wall (wall surface, wall surface constituting
51a, 51b, 51c (annular wall 51) inner peripheral surface, outer peripheral surface, tip (downstream tip)
52 Introduction hole (negative pressure introduction passage 150)
53 outer peripheral annular wall (outer peripheral wall surface, outer peripheral wall surface constituting the collection unit 100)
54 Notch groove (negative
55 Passage groove (groove)
56 Airflow passage
57 Notch groove (as airflow passage)
58 projection
59 Concavities and convexities having convex portions (formed in a wave shape)
100 Collection unit (collection means)
150 Negative pressure introduction passage (recovery means)
200 Negative pressure forming part
400, 401, 402, 500 Flow for guiding the adhering fuel to the negative
600, 601 and 602 Intake flow
f1, f2, f3, f4 Airflow (intake air flow 601)
SY axis
SP, (301, 302) Jet (spray), (jet group)
SP1, SP2 Jet portion on the acute angle portion 28ac side, Jet portion on the obtuse angle portion 28ob side
P1 Negative pressure of the negative
F Blow back force
rf surface tension
Claims (49)
前記噴孔プレート下流側の前記噴孔外周側に設けられた壁部材と、
前記噴孔から噴射される燃料により形成され、少なくとも前記噴孔と前記壁部材との間で、かつ前記噴孔プレート近傍下流側に負圧が生じる負圧形成部と、
前記負圧形成部に生じる負圧を利用して付着燃料を誘導し、前記噴孔の出口に向かう前記付着燃料の流れを形成する回収手段とを備え、
前記壁部材には、前記壁部材の内外に延びる負圧導入通路が設けられていることを特徴とする燃料噴射弁。A fuel for measuring the fuel and determining the injection direction by disposing a nozzle plate having a plurality of nozzle holes at the outlet of a fuel passage formed at the tip of the valve body and injecting fuel from the nozzle holes In the injection valve,
A wall member provided on the outer peripheral side of the nozzle hole downstream of the nozzle hole plate;
Is formed by the fuel injected from the injection hole, at least the injection hole and the between the wall member, and a negative pressure to the injection hole plate near the downstream side is caused negative pressure generating unit,
Recovery means that induces attached fuel using negative pressure generated in the negative pressure forming portion and forms a flow of the attached fuel toward the outlet of the nozzle hole;
The fuel injection valve according to claim 1, wherein the wall member is provided with a negative pressure introduction passage extending in and out of the wall member .
前記燃料噴射弁の先端に設けられ、燃料を噴射するための噴孔が形成された噴孔プレートと、
前記噴孔プレート下流側の前記噴孔より径方向外側に設けられ、前記先端に付着する付着燃料を捕捉しておく捕捉部材と、
前記捕捉部材によって形成され、前記捕捉部材に捕捉されている付着燃料を前記噴孔プレート上に向けて流すための経路とを備え、
前記捕捉部材には、付着燃料が集積する部位から前記噴孔プレートの近傍まで延びる通路が形成され、前記通路は前記経路の少なくとも一部を構成していることを特徴とする燃料噴射弁。In a fuel injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine,
An injection hole plate provided at the tip of the fuel injection valve and formed with an injection hole for injecting fuel;
A capture member that is provided radially outward from the nozzle hole downstream of the nozzle hole plate and captures the attached fuel adhering to the tip;
The formed by the capture member, the adhering fuel trapped in the trapping member and a path for the flow toward the injection hole plate,
The fuel injection valve , wherein a passage extending from a portion where the attached fuel is accumulated to a vicinity of the nozzle hole plate is formed in the capturing member, and the passage constitutes at least a part of the passage .
前記燃料噴射弁の先端に設けられ、燃料を噴射するための噴孔が形成された噴孔プレートと、 An injection hole plate provided at the tip of the fuel injection valve and formed with an injection hole for injecting fuel;
前記先端に付着する付着燃料を捕捉しておくために、前記噴孔プレート下流側の前記噴孔より径方向外側に設けられ、かつ前記噴孔プレートに立設する壁面で形成される前記捕捉部材と、 In order to capture the adhering fuel adhering to the tip, the capturing member is provided on the radially outer side of the nozzle hole on the downstream side of the nozzle hole plate and formed by a wall surface standing on the nozzle hole plate. When,
前記捕捉部材によって形成され、前記捕捉部材に捕捉されている付着燃料を前記噴孔プレート上に向けて流すための経路とを備え、 A path for flowing the adhering fuel formed by the capture member and captured by the capture member toward the nozzle hole plate,
前記捕捉部材の前記壁面の内側は、前記噴孔プレート下面から燃料噴射下流方向に向かって拡径していることを特徴とする燃料噴射弁。 The fuel injection valve characterized in that the inside of the wall surface of the capture member is expanded in diameter from the bottom surface of the nozzle hole plate toward the fuel injection downstream direction.
前記燃料噴射弁が傾斜搭載されるように内燃機関に組付けられ、かつ前記楕円の前記短径が、前記燃料噴射弁の最下点から、前記燃料噴射弁の周方向に関して、±25°の範囲に調整されていることを特徴とする燃料噴射弁の取付方法。In the fuel injection valve mounting method for mounting the fuel injection valve according to claim 7 on an internal combustion engine,
The fuel injection valve is assembled to an internal combustion engine so as to be mounted in an inclined manner, and the minor axis of the ellipse is ± 25 ° from the lowest point of the fuel injection valve with respect to the circumferential direction of the fuel injection valve. A fuel injection valve mounting method characterized by being adjusted to a range.
前記燃料噴射弁が傾斜搭載されるように内燃機関に組付けられ、かつ前記負圧導入通路が、前記燃料噴射弁の最下点から、前記燃料噴射弁の周方向に関して、±25°の範囲に調整されていることを特徴とする燃料噴射弁の取付方法。A fuel injection valve mounting method for mounting the fuel injection valve according to any one of claims 18 to 31 on an internal combustion engine,
The fuel injection valve is assembled to the internal combustion engine so as to be mounted in an inclined manner, and the negative pressure introduction passage is within a range of ± 25 ° from the lowest point of the fuel injection valve with respect to the circumferential direction of the fuel injection valve. A method for mounting a fuel injection valve, wherein the fuel injection valve is adjusted.
前記燃料噴射弁が内燃機関に組付けられ、かつ前記負圧導入通路が、前記内燃機関の吸気流方向と交差する方向に調整されていることを特徴とする燃料噴射弁の取付方法。A method for mounting a fuel injection valve in which the fuel injection valve according to any one of claims 18 to 31 is mounted on an internal combustion engine.
A method for mounting a fuel injection valve, wherein the fuel injection valve is assembled to an internal combustion engine, and the negative pressure introduction passage is adjusted in a direction crossing an intake air flow direction of the internal combustion engine.
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