JP3907627B2

JP3907627B2 - Fuel injection device

Info

Publication number: JP3907627B2
Application number: JP2004012049A
Authority: JP
Inventors: 範久福冨; 直也橋居
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2024-01-20
Also published as: JP2005207246A

Description

本発明は、燃料噴射装置に関し、詳しくは自動車用エンジンなどの内燃機関に燃料を噴射するための燃料噴射装置に関するものである。 The present invention relates to a fuel injection device, and more particularly to a fuel injection device for injecting fuel into an internal combustion engine such as an automobile engine.

後記の特許文献１から、噴射ノズル、特に自動車のディーゼル噴射システム用の噴射ノズルであって、噴射ノズルを貫通する少なくとも一つの噴射通路を有している形式のものにおいて、噴射ノズル（１０）が、形状接続で内外に係合し、套面（２０，２４）において接触する二つのノズル部分（１２，１４）から形成されており、前記套面（２０，２４）の少なくとも一方に噴射通路（２６）が縁の開いた凹部（２８）として構成されている噴射ノズルは後記の特許文献１から従来公知である。 From Patent Document 1 described later, an injection nozzle, particularly an injection nozzle for a diesel injection system of an automobile, having at least one injection passage penetrating the injection nozzle, the injection nozzle (10) is , Formed by two nozzle portions (12, 14) that engage inward and outward in shape connection and contact at the sleeve (20, 24), and at least one of the jacket (20, 24) has an injection passage ( An injection nozzle in which 26) is configured as a recess (28) with an open edge is conventionally known from US Pat.

なお上記のノズル部分１４は、同特許文献１の図１に示されているように、截頭円錐形を呈し、その截頭円錐面がノズル部分１２の貫通開口１８と同レベルとなるようにノズル部分１２内に設置されている。 The nozzle portion 14 has a frustoconical shape as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, and the frustoconical surface thereof is at the same level as the through-opening 18 of the nozzle portion 12. It is installed in the nozzle portion 12.

ところで、特許文献１の技術のようにノズル部分１４の截頭円錐面がノズル部分１２の貫通開口１８と同レベルとなるように設置されていると、ノズル部分１４の側斜面（特許文献１の套面２４に相当）に設けられた複数の噴射通路２６の形状や寸法などにバラツキがあると、貫通開口１８での噴射流量の調整が困難となる問題がある。
特開平８−２５４１６８号公報（請求項１、段落番号９、図１） By the way, when the frustoconical surface of the nozzle portion 14 is installed at the same level as the through-opening 18 of the nozzle portion 12 as in the technique of Patent Literature 1, the side slope of the nozzle portion 14 (Patent Literature 1). If there are variations in the shape and dimensions of the plurality of injection passages 26 provided on the sleeve 24), it is difficult to adjust the injection flow rate at the through opening 18.
JP-A-8-254168 (Claim 1, paragraph number 9, FIG. 1)

本発明において解決しようとする課題は、上記従来技術における問題に鑑みて、スプレーチップに形成された複数の燃料通路となる溝の形状や寸法などに多少のバラツキがあっても、燃料噴射の均一性が改善された燃料噴射装置を開発することにある。 The problem to be solved in the present invention is to solve the problem in the prior art described above, even if there is some variation in the shape and size of the grooves that form the plurality of fuel passages formed in the spray tip, the fuel injection is uniform. The object is to develop a fuel injection device with improved performance.

本発明の燃料噴射装置は、ニードル弁の離着座により開閉されると共に燃料の進行方向に沿って内径が漸次増大する截頭円錐状の円錐状内面部を有するバルブシート、上記円錐状内面部と接触する側斜面と上記側斜面に設けられて燃料通路となる複数の溝を有する截頭円錐形のスプレーチップを備えた燃料噴射装置であって、上記スプレーチップは、その截頭面が上記円錐状内面部の截頭位置より燃料流の上流側に突出していることを特徴とするものである。 The fuel injection device of the present invention includes a valve seat having a frustoconical conical inner surface portion that is opened and closed by a seating / separating seat of a needle valve and whose inner diameter gradually increases along the fuel traveling direction, the conical inner surface portion, and A fuel injection apparatus comprising a frustoconical spray tip having a side slope and a plurality of grooves provided on the side slope and serving as a fuel passage, the spray tip having a frustoconical surface as the cone It protrudes to the upstream side of the fuel flow from the wharf position of the inner surface portion.

上記スプレーチップをその截頭面が上記円錐状内面部の截頭位置より燃料流の上流側に突出するように設置することにより、上記円錐状内面部に装着される上記スプレーチップの上記溝の形状や寸法などに多少のバラツキがあっても、燃料噴射の均一性が改善されて自動車部品の量産製品として不良品の発生率を大幅に低減できる効果がある。 By installing the spray tip such that the truncated surface protrudes upstream of the truncated position of the conical inner surface portion of the fuel flow, the groove of the spray tip mounted on the conical inner surface portion is arranged. Even if there is some variation in the shape and dimensions, the uniformity of fuel injection is improved and the rate of occurrence of defective products can be greatly reduced as a mass-produced product of automobile parts.

以下において、説明の順位の早い図に示されたものと同じものが後続の図に示された場合には、後続の図においては同じものには同じ符号を付して説明を省略することがある。 In the following, when the same thing as that shown in the earlier figure of the explanation is shown in the following figure, the same thing is attached with the same symbol in the following figure and the explanation may be omitted. is there.

実施の形態１．
図１〜図１１は、本発明の燃料噴射装置における実施の形態１を説明するものであって、図１は燃料噴射装置の全体断面図、図２は図１のスプレーチップ近傍部の拡大断面図、図３は図２の底面図、図４はスプレーチップの側面図、図５は図４の平面図、図６はスプレーチップにおける燃料流路を説明するための平面図、図７は図６のVII−VII線に沿った断面図、図８は噴射された燃料スプレーの縦断面、図９は図８のIX−IX線に沿った断面図、図１０はスプレーチップにおける燃料流路を説明するための他の平面図、図１１は図１０のXI−XI線に沿った断面図ある。 Embodiment 1 FIG.
1 to 11 illustrate a first embodiment of the fuel injection device according to the present invention. FIG. 1 is an overall cross-sectional view of the fuel injection device, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the spray tip in FIG. 3 is a bottom view of FIG. 2, FIG. 4 is a side view of the spray tip, FIG. 5 is a plan view of FIG. 4, FIG. 6 is a plan view for explaining the fuel flow path in the spray tip, and FIG. 6 is a sectional view taken along line VII-VII, FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the injected fuel spray, FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8, and FIG. FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI in FIG.

図１〜図１１において燃料噴射装置1は、その先端がエンジンシリンダヘッド２の穴にシール部材３を介して挿入されており、取り付けパーツ２６により図１での上部から荷重がかけられた状態でワッシャ４上に軸方向に固定されていて、燃料をエンジンシリンダ２内に円錐形状に噴射する。燃料噴射装置1の両側には、複数のエンジンシリンダ２にわたって燃料噴射装置１に燃料を供給する燃料供給管２３が配置され、燃料供給管２３と燃料噴射装置１との間には、燃料シールのためのラバーリング２４が設けられている。 1 to 11, the tip of the fuel injection device 1 is inserted into the hole of the engine cylinder head 2 via the seal member 3, and a load is applied from the top in FIG. It is fixed on the washer 4 in the axial direction and injects fuel into the engine cylinder 2 in a conical shape. On both sides of the fuel injection device 1, a fuel supply pipe 23 for supplying fuel to the fuel injection device 1 is disposed across a plurality of engine cylinders 2. A fuel seal is provided between the fuel supply pipe 23 and the fuel injection device 1. A rubber ring 24 is provided.

燃料噴射装置1は、ソレノイド装置５と弁装置１６により構成されている。さらにソレノイド装置５は、ヨーク６、バルブホルダー７、コア８、コイル９、コイルボビン１０、ターミナル１１、コネクタモールド１２、リング１３を含んでいる。１４はばね、１５はばね１４を固定するロッドである。弁装置１６は、バルブボディ１９、バルブボディ１９の内壁に沿って摺動するニードル１７、ニードル１７と一体化されたアマチュア１８、バルブボディ１９に固定されたガイド２０、バルブボディ１９に固定されたバルブシート２１、およびバルブシート２１に固定されたスプレーチップ２２を含んでいる。 The fuel injection device 1 includes a solenoid device 5 and a valve device 16. Further, the solenoid device 5 includes a yoke 6, a valve holder 7, a core 8, a coil 9, a coil bobbin 10, a terminal 11, a connector mold 12, and a ring 13. Reference numeral 14 denotes a spring, and 15 denotes a rod for fixing the spring 14. The valve device 16 includes a valve body 19, a needle 17 that slides along the inner wall of the valve body 19, an armature 18 that is integrated with the needle 17, a guide 20 that is fixed to the valve body 19, and a valve body 19 that is fixed to the valve body 19. A valve seat 21 and a spray tip 22 fixed to the valve seat 21 are included.

つぎに燃料噴射装置1の動作を説明する。エンジンのマイコンより燃料噴射装置1の駆動回路に動作信号が送られると、燃料噴射装置1のターミナル１１を介してコイル９に電流が通電され、ヨーク６、バルブホルダー７、アマチュア１８、およびコア８にて構成される磁気ループに磁束が発生し、アマチュア１８はコア８側に吸引される。アマチュア１８と一体化されているニードル１７は、この吸引によってバルブシート２１のシート面２１ａとの接触部から離れ、ニードル１７とシート面２１ａとの間に隙間が生じ、即ち開弁状態となり、燃料圧力２ＭＰａ以上の高圧の燃料がエンジンシリンダ２内に円錐形状で噴射され、燃料噴射が開始される。エンジンのマイコンによりエンジンの運転状況に応じた所定の長さの駆動信号が駆動回路に送られた後、駆動信号はオフ状態となりコイル９への通電も停止され、アマチュア１８とコア８との間の電磁吸引力が消滅する。そしてニードル１７は、ばね１４の力により閉弁動作を開始し、数デシミリ秒後にはニードル１７の先端部とシート面２１ａとが再び接触して閉弁状態となり燃料噴射は終了する。 Next, the operation of the fuel injection device 1 will be described. When an operation signal is sent from the microcomputer of the engine to the drive circuit of the fuel injection device 1, current is passed through the coil 9 via the terminal 11 of the fuel injection device 1, and the yoke 6, valve holder 7, amateur 18, and core 8. Magnetic flux is generated in the magnetic loop formed by the following, and the armature 18 is attracted to the core 8 side. The needle 17 integrated with the amateur 18 is separated from the contact portion with the seat surface 21a of the valve seat 21 by this suction, and a gap is formed between the needle 17 and the seat surface 21a, that is, the valve is opened, and the fuel is opened. High-pressure fuel with a pressure of 2 MPa or more is injected into the engine cylinder 2 in a conical shape, and fuel injection is started. After the engine microcomputer sends a drive signal of a predetermined length according to the engine operating condition to the drive circuit, the drive signal is turned off and the current supply to the coil 9 is stopped. The electromagnetic attractive force disappears. Then, the needle 17 starts the valve closing operation by the force of the spring 14, and after a few deci milliseconds, the tip of the needle 17 and the seat surface 21a come into contact with each other again to close the valve, and the fuel injection ends.

燃料管供給管２３から供給された燃料は、ニードル１７の開弁開始とともにフィルター２５から燃料噴射装置１内に流れ、当該装置１内の燃料通路を通ってバルブシート２１の上流に至る。バルブシート２１の上流からニードル１７とシート面２１ａの隙間部分を通過した燃料は、円筒状内面部２１ｂに至ってその流れの乱れがそこで収束し、ついで軸方向の流れとなってスプレーチップ２２の側斜面２２ａに設けられた溝２２ｂとバルブシート２１の円錐状内面部２１ｃとの間を通ってエンジンシリンダ２内に噴射される。なお図６〜図１１、および後記の図１４においては、燃料流や燃料部分は梨地で示し、当該梨地内の矢印は燃料流を示す。 The fuel supplied from the fuel pipe supply pipe 23 flows from the filter 25 into the fuel injection device 1 when the needle 17 starts to open, and reaches the upstream of the valve seat 21 through the fuel passage in the device 1. The fuel that has passed through the gap portion between the needle 17 and the seat surface 21a from the upstream side of the valve seat 21 reaches the cylindrical inner surface portion 21b, where the turbulence of the flow converges, and then the axial flow becomes the side of the spray tip 22 The fuel is injected into the engine cylinder 2 through a space between the groove 22b provided on the inclined surface 22a and the conical inner surface portion 21c of the valve seat 21. In addition, in FIGS. 6-11 and FIG. 14 mentioned later, a fuel flow and a fuel part are shown in satin, and the arrow in the said satin shows fuel flow.

バルブシート２１は、ニードル１７の先端部が離着座するシート面２１ａ、円筒状内面部２１ｂ、および燃料の進行方向に沿って内径が漸次増大する円錐状内面部２１ｃを含んでおり、円錐状内面部２１ｃ内にスプレーチップ２２が固定されている。スプレーチップ２２は、その側斜面２２ａ上に４つの溝２２ｂが形成されている。溝２２ｂは、その長手方向に直交する方向の断面（以下、横断面）の形状は、溝底面が円弧状を呈する構造のものであり、燃料流の上流から下流に向けてその横断面積（各箇所における溝深さＤの平均値と溝幅Ｗの積）と溝幅Ｗは逓増し、溝深さＤおよびその平均値は逓減する構造となっており、溝２２ｂと円錐状内面部２１ｃの壁面とでスプレーチップ燃料通路が形成されている。 The valve seat 21 includes a seat surface 21a on which the distal end portion of the needle 17 is seated, a cylindrical inner surface portion 21b, and a conical inner surface portion 21c whose inner diameter gradually increases along the fuel traveling direction. A spray tip 22 is fixed in the portion 21c. The spray tip 22 has four grooves 22b formed on the side inclined surface 22a. The groove 22b has a cross-sectional shape (hereinafter referred to as a transverse section) in a direction perpendicular to the longitudinal direction, and has a structure in which the groove bottom surface has an arc shape. The product of the average value of the groove depth D and the groove width W) and the groove width W are gradually increased, and the groove depth D and the average value thereof are gradually decreased. The groove 22b and the conical inner surface portion 21c A spray tip fuel passage is formed with the wall surface.

スプレーチップ２２の截頭面２２ｄは、バルブシート２１における円筒状内面部２１ｂと円錐状内面部２１ｃとの境界A、即ち円錐状内面部２１ｃの截頭位置より燃料流の上流側に高さHだけ突出している。よって境界Aから溝２２ｂの底面に向かって垂線を下ろした箇所との間の溝部（点線で示す）が上記スプレーチップ燃料通路の実質的な入り口となるオリフィス部２２ｃとなっている。D１、D２、D３は、それぞれ溝２２ｂの截頭面２２ｄ、オリフィス部２２ｃ、および出口２２ｅにおける溝２２ｂの各溝深さであって、D１＞D２＞D３となっている。オリフィス部２２ｃと上記出口の間では、オリフィス部２２の横断面積が最小となっている。 The wharf surface 22d of the spray tip 22 has a height H on the upstream side of the fuel flow from the boundary A between the cylindrical inner surface portion 21b and the conical inner surface portion 21c in the valve seat 21, that is, the wharf position of the conical inner surface portion 21c. Only protruding. Therefore, a groove portion (shown by a dotted line) between the boundary A and a portion where a perpendicular line is lowered toward the bottom surface of the groove 22b is an orifice portion 22c that is a substantial entrance of the spray tip fuel passage. D1, D2 and D3 are the groove depths of the groove 22b at the truncated surface 22d, the orifice 22c, and the outlet 22e of the groove 22b, respectively, and D1> D2> D3. Between the orifice part 22c and the outlet, the cross-sectional area of the orifice part 22 is minimized.

したがって円筒状内面部２１ｂから溝２２ｂに流入した燃料は、溝２２ｂ内、即ちスプレーチップ燃料通路を通過する間に溝幅方向に広げられ且つ図７に示すように円錐状内面部２１ｃから剥離するので、溝２２ｂの出口部では液膜厚さｔは薄くなってエンジンシリンダ２内に噴射される。その結果、燃料の微粒子化が促進され４サイクルエンジンの圧縮行程内で短時間で気化することが可能となる。また図８、図９にそれぞれ噴射された燃料スプレーの縦断面及び横断面を示す。 Accordingly, the fuel flowing into the groove 22b from the cylindrical inner surface portion 21b is spread in the groove width direction while passing through the spray tip fuel passage in the groove 22b and peeled off from the conical inner surface portion 21c as shown in FIG. Therefore, the liquid film thickness t is reduced at the outlet of the groove 22b and injected into the engine cylinder 2. As a result, fuel atomization is promoted and vaporization can be performed in a short time within the compression stroke of the 4-cycle engine. FIG. 8 and FIG. 9 show a longitudinal section and a transverse section of the injected fuel spray, respectively.

つぎに上記高さHを設ける効果とその寸法について説明する。燃料噴射装置1の噴射流量は、例えば燃料圧力１０MPａにおいて１０００ｃｍ³／１分程度であるが、最小流路断面積部たるオリフィス部２２ｃでの４溝部を合計した総流路断面積は、０．１ｍｍ²程度となっている。このオリフィス部２２ｃでの総横断面積は、オリフィス部２２ｃの溝２２ｂでの存在位置で決定される。スプレーチップ２２は、通常、メタルインジェクションモールディングにより製作されており、その場合は製品ごとに溝深さＤの平均値のバラツキが０．００５ｍｍ程度発生するが、このバラツキ幅は、上記溝深さ平均値０.０５ｍｍの１０％と大きく、上記高さHを設けない従来技術ではエンジンが要求する噴射流量の許容バラツキ６％を越える問題がある。 Next, the effect of providing the height H and its dimensions will be described. Injection flow rate of the fuel injection device 1 is, for example, a 1000 cm ³ / approximately 1 minute in a fuel pressure 10 MPa, total channel cross-sectional area which is the sum of 4 groove with a minimum passage sectional area portion serving orifice 22c is 0. It is about 1 mm ² . The total cross-sectional area at the orifice 22c is determined by the position of the orifice 22c in the groove 22b. The spray tip 22 is usually manufactured by metal injection molding, and in this case, the variation of the average value of the groove depth D is about 0.005 mm for each product, and this variation width is the average of the groove depths. The conventional technology that does not provide the above-mentioned height H, which is as large as 10% of the value 0.05 mm, has a problem that the allowable variation in the injection flow rate required by the engine exceeds 6%.

上記問題に対して、オリフィス部２２ｃの位置を調整することにより、換言すると上記高さHを調節することにより噴射流量の許容バラツキ６％未満とすることが可能となる。また高さHの大きさは、それが過大であるとその下流の溝長さが短くなり過ぎて溝２２ｂの出口での燃料膜厚さのバラツキ量が大きくなりスプレーが不均一となり、逆にそれが過小であると噴射流量の許容バラツキ６％未満とすることが困難となるので、スプレーチップ２２の軸方向の長さLの１％〜４０％程度、特に５％〜３０％程度とすることが好ましい。 With respect to the above problem, by adjusting the position of the orifice portion 22c, in other words, by adjusting the height H, it becomes possible to make the allowable variation of the injection flow rate less than 6%. On the other hand, if the height H is excessively large, the downstream groove length becomes too short, the amount of variation in the fuel film thickness at the outlet of the groove 22b becomes large, and the spray becomes uneven. If it is too small, it becomes difficult to make the allowable variation of the injection flow rate less than 6%. It is preferable.

具体的にはスプレーチップ２２の製品ごとに、噴射流量が目標値となるようなバルブシート内径Ｅ（図７参照）のバルブシート２１を選択して対応させる。製作されたスプレーチップ２２は、溝２２ｂの溝深さＤの平均値を所定の位置にて計測し、計測値に応じて組み合わせる寸法Ｅを決定し、そのＥ寸法をもったバルブシート２２選択して両者が組付けされる。上記平均値が基準より小さい場合には、バルブシート内径Ｅの大きいものを対応させ、上記平均値が大きい場合にはＥの小さいものを対応させ、かくして上記高さHが上記の範囲内となるように調節される。図１０と図１１は、右半面が上記平均値の大きい場合、左半面は上記平均値の小さい場合を模式的に示す。 Specifically, for each product of the spray tip 22, a valve seat 21 having a valve seat inner diameter E (see FIG. 7) such that the injection flow rate becomes a target value is selected and associated. The manufactured spray tip 22 measures the average value of the groove depth D of the groove 22b at a predetermined position, determines the dimension E to be combined according to the measured value, and selects the valve seat 22 having the E dimension. Both are assembled. When the average value is smaller than the reference, the valve seat inner diameter E is large, and when the average value is large, the small E is corresponding, and thus the height H is within the above range. Adjusted as follows. 10 and 11 schematically show the case where the right half has a large average value and the left half has a small average value.

スプレーチップ２２は、バルブシート２１の円錐状内面部２１ｃに挿入された状態で下面よりレーザー溶接にてバルブシート２１と結合される。上記では、上記平均値を計測して組み合わされるバルブシート２１の内径Ｅを決定したが、スプレーチップ２２の単品でその溝２２ｂに流れ得る燃料の流量を計測して、その計測値から経験的に予測されるバルブシート２１の内径Ｅを決定するという製造方法も実現可能である。 The spray tip 22 is coupled to the valve seat 21 by laser welding from the lower surface while being inserted into the conical inner surface portion 21c of the valve seat 21. In the above, the average value is measured and the inner diameter E of the valve seat 21 to be combined is determined. However, the flow rate of the fuel that can flow into the groove 22b with a single spray tip 22 is measured and empirically determined from the measured value. A manufacturing method of determining the predicted inner diameter E of the valve seat 21 is also feasible.

前記メタルインジェクションモールディング以外の任意の方法、例えば焼結、冷間鍛造、切削加工、放電加工などでも製造され、その際、それらの方法で製造されたスプレーチップ２２における溝２２ｂの寸法バラツキに対しても前記と同様に対処することができる。なお実施の形態１では、バルブシート２１とバルブボディ１９は別体としているが、両者を一体とすることも可能であって、同様のことが後続の各実施の形態でもあてはまる。 Manufactured by any method other than the metal injection molding, for example, sintering, cold forging, cutting, electric discharge machining, etc., at that time, with respect to the dimension variation of the groove 22b in the spray tip 22 produced by those methods Can be handled in the same manner as described above. In the first embodiment, the valve seat 21 and the valve body 19 are separated from each other. However, both can be integrated, and the same applies to each of the following embodiments.

実施の形態２．
図１、図１２〜図１５は、本発明の燃料噴射装置における実施の形態２を説明するものであって、図１２は図１のスプレーチップ近傍部の拡大断面図、図１３は図１２のスプレーチップにおける燃料流路を説明するための平面図、図１４は図１３のXIV−XIV線に沿った断面図、図１５は図１３のXV−XV線に沿った断面図である。 Embodiment 2. FIG.
1 and 12 to 15 illustrate a second embodiment of the fuel injection device according to the present invention. FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the spray tip in FIG. 1, and FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 13, and FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG.

図１２〜図１５において、スプレーチップ２２の側斜面２２ａのテーパー角は、図１３の向かって右半分の図に示すように、バルブシート２１の円錐状内面部２１ｃのテーパー角より僅かに大きくされている。バルブシート２１の底面２１ｅ（請求項４における燃料が噴射される側の壁面）のスプレーチップ２２近傍にはスプレーチップ２２を取り囲むようにリング状の掘り込み２１ｄが形成されて円錐状内面部２１ｃの下流側の一部がリング状薄肉部２１ｆとされている。スプレーチップ２２は、円錐状内面部２１ｃに軽く挿入された状態では図１３の右半分の図に示すように、上記したテーパー角の相違によりその下端Ｂのみがバルブシート２１の円錐状内面部２１ｃと接した状態となるが、この状態においては噴射流量が目標値より多くなる。 12 to 15, the taper angle of the side inclined surface 22 a of the spray tip 22 is slightly larger than the taper angle of the conical inner surface portion 21 c of the valve seat 21 as shown in the right half of FIG. 13. ing. In the vicinity of the spray tip 22 on the bottom surface 21e of the valve seat 21 (the wall surface on the fuel injection side in claim 4), a ring-shaped digging 21d is formed so as to surround the spray tip 22 and the conical inner surface portion 21c. A part of the downstream side is a ring-shaped thin portion 21f. When the spray tip 22 is lightly inserted into the conical inner surface portion 21c, only the lower end B of the spray tip 22 is conical inner surface portion 21c of the valve seat 21 due to the difference in the taper angle as shown in the right half of FIG. In this state, the injection flow rate is higher than the target value.

次に、噴射流量を測定しながらスプレーチップ２２の下面からの押し込み荷重を増加させると、バルブシート２１の掘り込み２１ｄの存在に基づいてリング状薄肉部２１ｆが変形してスプレーチップ２２が燃料流の上流方向へ移動する。スプレーチップ２２のこの移動に伴い、溝２２ｂの横断面形状は扁平化して溝深さは減少し溝幅は増大するが（図１３ではオリフィス部２２ｃでの横断面の変化を示す）、横断面積は漸次小さくなり、噴射流量は減少していく。そしてオリフィス部２２ｃの横断面積が所定の値となり目標噴射流量値となった位置でスプレーチップ２２への荷重増加を止めて、その位置でスプレーチップ２２はバルブシート２１にレーザー溶接などの手段で固定される。図１３の左半分の図はかく固定された状態を示す。 Next, when the indentation load from the lower surface of the spray tip 22 is increased while measuring the injection flow rate, the ring-shaped thin portion 21f is deformed based on the presence of the digging 21d of the valve seat 21, and the spray tip 22 flows into the fuel flow. Move upstream. With this movement of the spray tip 22, the cross-sectional shape of the groove 22b is flattened, the groove depth decreases and the groove width increases (FIG. 13 shows the change in the cross-section at the orifice portion 22c). Gradually decreases, and the injection flow rate decreases. Then, the load increase to the spray tip 22 is stopped at the position where the cross-sectional area of the orifice portion 22c becomes a predetermined value and the target injection flow value, and the spray tip 22 is fixed to the valve seat 21 by means of laser welding or the like at that position. Is done. The left half of FIG. 13 shows the fixed state.

図１３のオリフィス部２２ｃにおける溝２２ｂの横断面形状を図１４、図１５に示す。オリフィス部２２ｃにおける溝深さＤ２は、１４図、図１５の右半面に比べて左半面のそれは小さくなっており、溝幅Ｗは逆に左半面の方が右半面に比べて若干大きくなっているが、溝深さＤ２の減少比率が大きいためＤ２とＷの積で決定される横断面積は、上記したように左半面の方が小さくなっている。なおリング状の掘り込み２１ｄは、図１５に示すように、コーナーC、コーナーDなどが面取りされた状態であってもよい。またスプレーチップ２２の軸方向位置に対する溝深さと溝幅の変化の勾配については、それぞれ調整可能な要素であり、実施の形態２では、スプレーチップ２２を燃料流の上流方向へ移動変位させて、上記とは逆に、横断面積を増加させることも可能である。上記において噴射流量の測定は燃料の代替の流体、例えばエアなどで行い、燃料の噴射流量の目標値に対応したエアの噴射流量目標値を考慮して製造することも可能である。 14 and 15 show the cross-sectional shape of the groove 22b in the orifice portion 22c of FIG. The groove depth D2 in the orifice 22c is smaller in the left half than in the right half in FIGS. 14 and 15, and the groove width W is slightly larger in the left half than in the right half. However, since the reduction ratio of the groove depth D2 is large, the cross-sectional area determined by the product of D2 and W is smaller in the left half as described above. The ring-shaped digging 21d may be in a state where corners C, corners D, etc. are chamfered as shown in FIG. Further, the gradient of the change of the groove depth and the groove width with respect to the axial position of the spray tip 22 is an adjustable element. In the second embodiment, the spray tip 22 is moved and displaced in the upstream direction of the fuel flow. Contrary to the above, the cross-sectional area can be increased. In the above, the measurement of the injection flow rate is performed with a fluid instead of fuel, for example, air, and it is also possible to manufacture in consideration of the target value of air injection flow rate corresponding to the target value of fuel injection flow rate.

実施の形態３．
図１６は、本発明の燃料噴射装置における実施の形態３を説明するものであって図１のスプレーチップ近傍部の他の拡大断面図である。実施の形態３は、前記実施の形態２とは、円筒状内面部２１ｂを省略した点において異なり、その他の構成は同じである。円筒状内面部２１ｂがない図１６のような形態でも噴射燃料を調整することが可能である。即ち、バルブシート２１のシート面２１ａの下流端に円錐状内面部２１ｃを形成して両者の境界部を境界Aとし、そこをオリフィス部２２ｃとすることにより実施の形態２の場合と同様に噴射流量の調整が可能である。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 16 illustrates the third embodiment of the fuel injection device of the present invention and is another enlarged cross-sectional view of the vicinity of the spray tip in FIG. The third embodiment is different from the second embodiment in that the cylindrical inner surface portion 21b is omitted, and the other configurations are the same. It is possible to adjust the injected fuel even in the form as shown in FIG. 16 without the cylindrical inner surface portion 21b. That is, the conical inner surface portion 21c is formed at the downstream end of the seat surface 21a of the valve seat 21, the boundary portion between them is defined as the boundary A, and the orifice portion 22c is used as the injection portion in the same manner as in the second embodiment. The flow rate can be adjusted.

実施の形態４．
図１７は、本発明の燃料噴射装置における実施の形態４を説明するものであって、図１のスプレーチップ近傍部のさらに他の拡大断面図である。実施の形態４は、前記実施の形態３とは、バルブシート２１およびスプレーチップ２２を薄くし、ニードル１７の先端部の形状を凹形部１７ａとした点において異なり、その他の構成は同じである。ニードル１７の先端部の形状を凹形状とすることにより、スプレーチップ２２の先端の干渉を回避しスプレーチップ２２をシート面２１ａに近づけて、スプレーチップ２２の溝２２ｂの全体もシート面２１ａに近づけている。直噴エンジンで実施の形態４の燃料噴射装置を使用する場合には、シリンダ内からの熱によりスプレーチップ２２の溝２２ｂが高温化してカーボン付着により噴射流量低下の問題が発生するが、溝２２ｂをシート面２１ａに近づけた形状とすることによりシート面２１ａより上流の燃料への放熱効果により溝２２ｂの高温化が抑制され、カーボン付着による噴射流量低下も抑制される。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 17 explains Embodiment 4 in the fuel injection device of the present invention, and is another enlarged sectional view of the vicinity of the spray tip in FIG. The fourth embodiment is different from the third embodiment in that the valve seat 21 and the spray tip 22 are made thinner and the shape of the tip portion of the needle 17 is a concave portion 17a, and other configurations are the same. . By making the shape of the tip of the needle 17 concave, interference of the tip of the spray tip 22 is avoided, the spray tip 22 is brought close to the sheet surface 21a, and the entire groove 22b of the spray tip 22 is also brought close to the sheet surface 21a. ing. When the fuel injection device of Embodiment 4 is used in a direct injection engine, the groove 22b of the spray tip 22 is heated by heat from the inside of the cylinder and the problem of a decrease in the injection flow rate due to carbon adhesion occurs. By making the shape close to the seat surface 21a, the high temperature of the groove 22b is suppressed by the heat dissipation effect to the fuel upstream of the seat surface 21a, and the decrease in the injection flow rate due to carbon adhesion is also suppressed.

本発明によれば、スプレーチップ２２の生産歩留まりが向上し、しかもエンジンが要求する噴射流量の許容バラツキ６％以内とすることが可能となるので、自動車生産のコストダウン面で実用化が期待される。 According to the present invention, the production yield of the spray tip 22 is improved, and the allowable variation in the injection flow rate required by the engine can be within 6%. The

実施の形態１〜実施の形態４の燃料噴射装置の全体断面図である。It is whole sectional drawing of the fuel-injection apparatus of Embodiment 1- Embodiment 4. 実施の形態１での図１のスプレーチップ近傍部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the spray tip of FIG. 1 in the first embodiment. 図２の底面図である。FIG. 3 is a bottom view of FIG. 2. 実施の形態１でのスプレーチップの側面図である。3 is a side view of a spray tip in Embodiment 1. FIG. 図４の平面図である。FIG. 5 is a plan view of FIG. 4. 実施の形態１でのスプレーチップにおける燃料流路を説明するための平面図である。4 is a plan view for explaining a fuel flow path in the spray tip in Embodiment 1. FIG. 図６のVII−VII線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VII-VII line of FIG. 実施の形態１での噴射された燃料スプレーの縦断面である。2 is a longitudinal section of an injected fuel spray in the first embodiment. 図８のIX−IX線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the IX-IX line of FIG. 実施の形態１でのスプレーチップにおける燃料流路を説明するための他の平面図である。FIG. 6 is another plan view for explaining a fuel flow path in the spray tip in the first embodiment. 図１０のXI−XI線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XI-XI line of FIG. 実施の形態２での図１のスプレーチップ近傍部の拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the spray tip of FIG. 1 in the second embodiment. 図１２のスプレーチップにおける燃料流路を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the fuel flow path in the spray tip of FIG. 図１３のXIV−XIV線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XIV-XIV line | wire of FIG. 図１３のXV−XV線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XV-XV line | wire of FIG. 実施の形態３での図１のスプレーチップ近傍部の拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the spray tip in FIG. 1 according to Embodiment 3. 実施の形態４での図１のスプレーチップ近傍部の拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the spray tip in FIG. 1 according to a fourth embodiment.

Explanation of symbols

１燃料噴射装置、２エンジンシリンダヘッド、３シール部材、４ワッシャ、
５ソレノイド装置、６ヨーク、７バルブホルダー、８コア、９コイル、
１０コイルボビン、１１ターミナル、１２コネクタモールド、１３リング、
１４ばね、１５ロッド、１６弁装置、１７ニードル、１７ａ凹形部、
１８アマチュア、１９バルブボディ、２０ガイド、２１バルブシート、
２１ａシート面、２１ｂ円筒状内面部、２１ｃ円錐状内面部、
２１ｄリング状掘り込み、２１ｅ底面、２１ｆリング状薄肉部、
２２スプレーチップ、２２ａ側斜面溝、２２ｃオリフィス部、２２ｄ截頭面、
２３燃料供給管２３、２４ラバーリング、２５フィルター、
２６取り付けパーツ。 1 fuel injection device, 2 engine cylinder head, 3 seal member, 4 washer,
5 solenoid device, 6 yoke, 7 valve holder, 8 core, 9 coil,
10 coil bobbins, 11 terminals, 12 connector molds, 13 rings,
14 Spring, 15 Rod, 16 Valve device, 17 Needle, 17a Concave part,
18 Amateur, 19 Valve body, 20 Guide, 21 Valve seat,
21a sheet surface, 21b cylindrical inner surface portion, 21c conical inner surface portion,
21d ring-shaped digging, 21e bottom surface, 21f ring-shaped thin part,
22 spray tip, 22a side slope groove, 22c orifice part, 22d wharf surface,
23 Fuel supply pipe 23, 24 Rubber ring, 25 Filter,
26 Mounting parts.

Claims

A valve seat having a frustoconical conical inner surface portion that is opened and closed by a seating seat of the needle valve and whose inner diameter gradually increases along the traveling direction of the fuel, a side sloping surface that contacts the conical inner surface portion, and the side sloping surface A fuel injection device comprising a frustoconical spray tip having a plurality of grooves serving as fuel passages, the spray tip having a fringe surface from a fringe position of the conical inner surface portion. A fuel injection device that protrudes upstream of a fuel flow.

2. The fuel injection device according to claim 1, wherein an amount of the protrusion of the spray tip is about 1% to 40% of an axial length of the spray tip.

3. The fuel injection device according to claim 1, wherein the valve seat has a cylindrical inner surface portion on the upstream side of the fuel flow of the conical inner surface portion.

The valve seat is formed by providing a ring-shaped digging surrounding the surface of the spray tip on the side opposite to the truncated surface on the wall surface on the fuel injection side, to the conical inner surface portion. 3. The fuel injection device according to claim 1, further comprising a ring-shaped thin portion that enables adjustment of the degree of insertion of the spray tip.

2. The depression according to claim 1, wherein a dent is provided at a tip of the needle valve that is seated on the valve seat so that a truncated surface of the spray tip approaches the seat surface of the valve seat. 2. The fuel injection device according to any one of claims 4 and 4.