JP4011078B2 - Fuel injection valve and fuel injection valve mounting structure - Google Patents

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Description

この発明は、内燃機関のシリンダに直接燃料を噴射するためシリンダヘッドに取り付けられる筒内噴射用燃料噴射弁およびシリンダヘッドへの燃料噴射弁の取付構造に関するものである。   The present invention relates to an in-cylinder injection fuel injection valve attached to a cylinder head for injecting fuel directly into a cylinder of an internal combustion engine and a structure for attaching the fuel injection valve to the cylinder head.

従来から内燃機関用の燃料噴射弁、特にガソリンエンジンのシリンダに直接燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁においては、燃料噴射弁のシリンダに臨む部分がシリンダの燃焼ガスに曝され高温となり、燃料噴射孔に残留した燃料が炭化して燃料噴射孔内に付着し、燃料噴射量の変化、或いは燃料噴霧不均一等を引起し燃料噴射弁の信頼性を損なういわゆるカーボンデポジットの問題があった。
この問題の解決策の一例として、燃料噴射孔を低温に保つことによりデポジットの生成を抑制することを目的にノズルボディのシリンダ側の面と、ノズルボディの低温側とを互いに熱接触させることができる噴射窓を有する熱伝導プロテクタを設けることが示されている(例えば、特許文献1)。
Conventionally, in fuel injection valves for internal combustion engines, particularly in-cylinder injection fuel injection valves that inject fuel directly into a cylinder of a gasoline engine, the portion facing the cylinder of the fuel injection valve is exposed to the combustion gas of the cylinder and becomes high temperature, The fuel remaining in the fuel injection hole is carbonized and adheres to the fuel injection hole, causing a change in the fuel injection amount or non-uniformity of the fuel spray, and so-called carbon deposit which impairs the reliability of the fuel injection valve. .
As an example of a solution to this problem, the cylinder side surface of the nozzle body and the low temperature side of the nozzle body are brought into thermal contact with each other for the purpose of suppressing deposit generation by keeping the fuel injection hole at a low temperature. It has been shown that a heat conduction protector having an injection window that can be formed is provided (for example, Patent Document 1).

また、噴孔プレートの噴孔から燃料が噴射されても、エンジン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り、その阻害された噴霧の一部が燃料噴射弁の先端部に付着、残留するのを防止するため、波状に形成され8個の凸部を有する突起部材を付着燃料導入孔の延長上に設け、この付着燃料を噴射燃料に合流再び噴射することが示されている(例えば、特許文献2)。   In addition, even when fuel is injected from the nozzle hole of the nozzle hole plate, if the intake air flow rate generated according to the operating state of the engine is high, the intake air flow partially inhibits the spread of the spray formed by the fuel injection. In order to prevent a part of the hindered spray from adhering to and remaining on the tip of the fuel injection valve, a protruding member having eight convex portions is attached to the tip of the fuel injection valve. It is shown that it is provided on the extension, and this adhering fuel joins the injected fuel and is injected again (for example, Patent Document 2).

特開平09−222057号公報(図1)JP 09-2222057 A (FIG. 1) 特開2003−322070号公報(図54,0270欄)JP 2003-322070 A (FIG. 54, column 0270)

しかしながら、前記特許文献1に示されたものは、燃料噴射孔へのデボジット付着を抑制することは可能であるが、燃料噴射孔以外の部分、特に噴射窓へのデポジットの付着抑制については何ら記載されてない。
また、前記特許文献2に示されたものは、突起部材に設けられた8個の凸部と、燃料噴射孔との位置関係が明確に示されてないため、燃料噴射孔からの燃料噴霧の通路とならない部分が存在し、この部分において燃料噴霧によるデポジット洗い流し効果が期待できず、デポジットが顕著に成長するという問題点がある。
However, the one disclosed in Patent Document 1 can suppress deposit adhesion to the fuel injection hole, but it does not describe anything about the deposit prevention to the portion other than the fuel injection hole, particularly the injection window. Not done.
In addition, since the positional relationship between the eight protrusions provided on the projecting member and the fuel injection hole is not clearly shown in the above-mentioned Patent Document 2, the fuel spray from the fuel injection hole is not shown. There is a portion that does not become a passage, and there is a problem that the deposit washing effect by fuel spray cannot be expected in this portion, and the deposit grows remarkably.

このように、デポジット生成抑制を十分になされないエンジンであると、成長したデポジットと燃料噴霧とが干渉し、噴霧形状の変化を引き起こし、また、このデポジットがエンジンの振動等により一部が剥がれ落ちてしまうことにより、デポジット成長により変化した噴霧特性が急激に変化してしまう。例えは、エンジンの制御装置の学習制御等が行われている場合、噴霧特性が急激に変化するため、制御パラメータが変化し、エンジンの燃焼安定性が悪化するため、燃料噴射弁の信頼性を著しく損なうという問題がある。   Thus, in an engine that does not sufficiently suppress deposit generation, the deposited deposit and fuel spray interfere with each other, causing a change in the spray shape. As a result, the spray characteristics that have changed due to the deposit growth change abruptly. For example, when learning control of the engine control device is performed, the spray characteristics change rapidly, so the control parameters change, and the combustion stability of the engine deteriorates. There is a problem of significant damage.

この発明は、前記のような課題を解決するためのものであって、燃料噴射孔を有するノズルプレートに接して設けられた燃料噴霧を整流するための開口部を有する整流板を設け、この開口部の平面および断面形状を燃料噴射孔に対して適切に選定することによりデポジットの生成を抑制するものである。   The present invention is for solving the above-described problems, and is provided with a rectifying plate having an opening for rectifying fuel spray provided in contact with a nozzle plate having a fuel injection hole. The generation of deposit is suppressed by appropriately selecting the plane and cross-sectional shape of the portion with respect to the fuel injection hole.

内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁のバルブボディ先端部には、燃料をシリンダに向けて噴射するための複数の噴射孔が配置されたノズルプレートと、該ノズルプレートに接してシリンダ側に設けられ、ノズルプレートの噴射孔から噴射される燃料噴霧を整流するための開口部を有する所定の板厚を有する整流板とが、バルブボディと一体化して設けられており、
ノズルプレートのシリンダに向かう噴射孔の中心線は、燃料噴射弁の中心線から離れるよう所定の角度を有して設定されており、
整流板開口部の板厚方向断面形状は、ノズルプレートに接する側からシリンダ側に向けて末広がりとなる壁面を有しており、整流板開口部の平面プロフィールは複数の燃料噴射孔の内、最も外側に配置された噴射孔と同じ数の複数でかつ、該噴射孔に対向して該噴射孔の縁から所定の距離を有する円をつないで凹部をなすよう形成されているものである。
A nozzle plate provided with a plurality of injection holes for injecting fuel toward the cylinder at the tip of a valve body of a fuel injection valve mounted on a cylinder head of the internal combustion engine, and a cylinder side in contact with the nozzle plate And a rectifying plate having a predetermined plate thickness having an opening for rectifying the fuel spray injected from the injection hole of the nozzle plate is provided integrally with the valve body,
The center line of the injection hole toward the cylinder of the nozzle plate is set with a predetermined angle away from the center line of the fuel injection valve,
The plate shape direction cross-sectional shape of the rectifying plate opening has a wall surface that widens toward the cylinder side from the side in contact with the nozzle plate, and the planar profile of the rectifying plate opening is the most of the plurality of fuel injection holes. A plurality of injection holes having the same number as that of the injection holes arranged on the outside are formed so as to form recesses by connecting circles having a predetermined distance from the edges of the injection holes so as to face the injection holes.

この発明の燃料噴射弁は、ノズルプレートの複数の噴射孔から噴射される燃料噴霧を整流するための開口部を有する整流板が設けられ、ノズルプレートのシリンダに向かう噴射孔の中心線が、燃料噴射弁の中心線から離れるよう所定の角度を有して設定され、整流板開口部の板厚方向断面形状は、ノズルプレートに接する側からシリンダ側に向けて末広がりとなる壁面を有し、平面プロフィールは最も外側に配置された噴射孔と同じ数の複数でかつ該噴射孔に対して該噴射孔の縁から所定の距離を有する円をつないで凹部をなすよう形成されているので、開口部において燃料噴霧の澱む部分が少なくなり、その結果デポジットの付着を抑制することができる。 The fuel injection valve of the present invention is provided with a rectifying plate having an opening for rectifying fuel spray injected from a plurality of injection holes of a nozzle plate, and the center line of the injection hole toward the cylinder of the nozzle plate is a fuel It is set with a predetermined angle away from the center line of the injection valve, and the cross-sectional shape in the thickness direction of the rectifying plate opening has a wall surface that widens toward the cylinder side from the side in contact with the nozzle plate, and is flat. Since the profile is formed so as to form a recess by connecting a plurality of the same number of outermost injection holes and a circle having a predetermined distance from the edge of the injection hole to the injection hole. In this case, the portion where the fuel spray is stagnated is reduced, and as a result, the deposit can be suppressed.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図に基づいて説明する。
図1は、内燃機関用の燃料噴射弁100の主要部拡大断面図である。燃料噴射弁100は、バルブボディ1と弁の役割をするプランジャ2とバルブシート3と、複数の燃料噴射孔4が設けられたノズルプレート5と、前記燃料噴射孔4から噴射された燃料噴霧を澱みなく通過させる開口部6を備えた所定の板厚を有する整流板7とで構成されている。
なお、前記プランジャ2以外の構成要素部品は、例えば溶接等により一体化された構造である。このような構成の燃料噴射弁100は、例えばガソリンエンジンのシリンダヘッド20に図示省略の固定機構により固定され、シリンダ21内で燃焼した燃焼ガスがシリンダ21より外部に漏れ出ないようスプリングワッシャ8にてシールを行っている。なお、整流板7の開口部6の板厚方向の断面形状は前記整流板7がノズルプレート5に接する側からシリンダ21側に向けて末広がりとなる壁面9を有している。また、ノズルプレート5の燃料噴射孔4の中心線は、燃料噴射弁の中心線から離れるよう所定の角度を有して設定されている。この開口部6、噴射孔4の形状の詳細は後述する。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a fuel injection valve 100 for an internal combustion engine. The fuel injection valve 100 includes a valve body 1, a plunger 2 that serves as a valve, a valve seat 3, a nozzle plate 5 having a plurality of fuel injection holes 4, and fuel spray injected from the fuel injection holes 4. It is comprised with the rectifying plate 7 which has the predetermined plate | board thickness provided with the opening part 6 which lets it pass through without stagnation.
The component parts other than the plunger 2 have a structure integrated by, for example, welding. The fuel injection valve 100 having such a configuration is fixed to, for example, a cylinder head 20 of a gasoline engine by a fixing mechanism (not shown), and the spring washer 8 prevents the combustion gas burned in the cylinder 21 from leaking out of the cylinder 21. The seal is done. The cross-sectional shape in the plate thickness direction of the opening 6 of the rectifying plate 7 has a wall surface 9 that widens toward the cylinder 21 from the side where the rectifying plate 7 is in contact with the nozzle plate 5. The center line of the fuel injection hole 4 of the nozzle plate 5 is set with a predetermined angle so as to be away from the center line of the fuel injection valve. Details of the shapes of the opening 6 and the injection hole 4 will be described later.

図2は図1に示した燃料噴射弁100のノズルプレート5と整流板7をシリンダ21側から見た斜視図であり、整流板7に設けられた開口部6およびノズルプレート5に設けられた複数の燃料噴射孔4を図示している。複数の燃料噴射孔4はここでは10個の例を示している。整流板7の開口部6の板厚と直交する方向の平面プロフィールは、ノズルプレート5に設けられた複数の燃料噴射4のうち、最も外側に配置された燃料噴射4aと同じ個数、ここでは6個の凹部10が前記燃料噴射4に対向して形成されている。また、整流板7の開口部6の板厚方向の断面形状は、図1に示したノズルプレート5に接する側から、シリンダ21側に向けて末広がりとなる壁面9を形成している。
図3(a)(b)に、整流板7に設けられた凹部10の1実施例を示す。図3(a)に示すシリンダ側からみた正面図の整流板7の凹部10は、ノズルプレート5の最も外側に配置された燃料噴射4aに対向して形成されている。図3(a)の凹部10aは、図3(b)に示すノズルプレート5に接する側の凹部プロフィールであり、同じく図3(a)の凹部10bは図3(b)に示すシリンダ21側の凹部プロフィールを示し、この間は前記末広がりの壁面9を形成している。なお複数の凹部10a間をつなぐ円弧10cは、前記最も外側に配置された噴射4aを少なくとも包含するような円の一部分である。
2 is a perspective view of the nozzle plate 5 and the rectifying plate 7 of the fuel injection valve 100 shown in FIG. 1 as viewed from the cylinder 21 side. The opening 6 provided in the rectifying plate 7 and the nozzle plate 5 are provided. A plurality of fuel injection holes 4 are shown. Here, ten examples of the plurality of fuel injection holes 4 are shown. The plane profile in the direction orthogonal to the plate thickness of the opening 6 of the rectifying plate 7 is the same as the number of the fuel injection holes 4 a arranged on the outermost side among the plurality of fuel injection holes 4 provided in the nozzle plate 5. Then, six recesses 10 are formed to face the fuel injection holes 4. Further, the cross-sectional shape in the plate thickness direction of the opening 6 of the rectifying plate 7 forms a wall surface 9 that widens toward the cylinder 21 from the side in contact with the nozzle plate 5 shown in FIG.
3A and 3B show an embodiment of the recess 10 provided in the rectifying plate 7. The concave portion 10 of the rectifying plate 7 in the front view seen from the cylinder side shown in FIG. 3A is formed so as to face the fuel injection holes 4 a arranged on the outermost side of the nozzle plate 5. The recess 10a in FIG. 3 (a) is a recess profile on the side in contact with the nozzle plate 5 shown in FIG. 3 (b). Similarly, the recess 10b in FIG. 3 (a) is on the cylinder 21 side shown in FIG. 3 (b). A concave profile is shown, during which the diverging wall surface 9 is formed. The arc 10c connecting the plurality of recesses 10a is a part of a circle that includes at least the outermost injection hole 4a.

図3に示すように、ノズルプレート5に設けられた最も外側に配置された燃料噴射4aの縁と、凹部10aの距離Lが一定となるよう凹部10を形成しているので、従来は噴射孔縁からの距離が一定でないため、噴射孔からの距離差により遠い部位にデポジットが付着していたが、この実施の形態1ではデポジットの発生が抑制され燃料噴射孔4aから噴射される燃料噴霧が澱むことなくシリンダ21に導入される。
なお、前記距離Lは最も外側の燃料噴射孔4aから噴射された燃料噴霧が干渉しない、かつ燃料噴霧と離れすぎて澱み部を形成しないように設定されるものであり、ノズルプレート5の燃料噴射孔4の位置、角度、および前記整流板7の凹部の距離L等をパラメータとして、シミュレーション、実験等によって決定されるものである。
なお、図3(a)に示す凹部10のプロフィールに代替して、噴射孔4の位置や、距離Lとの相関により、図4に示すように複数の凹部が噴射孔4aの中心から距離Lcを有する円を結んだプロフィールであってもよい。さらに、最も外側の燃料噴射孔の縁から等しい距離Lとなるような楕円形であってもよい。
As shown in FIG. 3, since the recess 10 is formed such that the distance L between the edge of the fuel injection hole 4a provided on the outermost side provided in the nozzle plate 5 and the recess 10a is constant, conventional injection is performed. Since the distance from the hole edge is not constant, deposits are attached to a far site due to the difference in distance from the injection holes. In the first embodiment, the generation of deposits is suppressed and the fuel spray injected from the fuel injection holes 4a. Is introduced into the cylinder 21 without stagnation.
The distance L is set so that the fuel spray injected from the outermost fuel injection hole 4a does not interfere with the fuel spray and does not form a stagnation portion too far from the fuel spray. The position and angle of the hole 4 and the distance L of the concave portion of the rectifying plate 7 are used as parameters, and are determined by simulation, experiment, and the like.
In place of the profile of the recess 10 shown in FIG. 3A, a plurality of recesses are separated from the center of the injection hole 4a by a distance Lc as shown in FIG. A profile formed by connecting circles having Further, it may be oval so as to have an equal distance L from the edge of the outermost fuel injection hole.

次に、図5はノズルプレート5に設けられた最も外側の複数の燃料噴射孔4aと、整流板7の開口部6を含む燃料噴射弁100の拡大断面図であり、燃料噴射弁100の中心線100aと最も外側の燃料噴射孔4aの中心線4b、および整流板7の板厚方向における開口部6の壁面9との関係を示している。ここで燃料噴射孔4aの中心線4bは燃料噴射弁100の中心線100aに対して、外側に離れていくよう所定の角度θを有するよう設定されている。
前記最も外側に配置された燃料噴射孔4aの中心線4bと壁面9との距離は、整流板7のノズルプレート5に接している側の距離Lと整流板7の板厚方向先端位置での距離Lとの関係をL>Lとなるよう設定されている。
このように整流板7の凹部10の壁面9と燃料噴射孔中心線4bとの距離をL>Lとする理由は、燃料噴射孔4aから噴射される燃料噴霧が燃料噴射孔4aの出口から遠ざかるに従いその流路が広がっていくが、その広がりに合わせてL>Lとなる末広がりの壁面9とした。従って、燃料流路と壁面9との干渉が少ない。
Next, FIG. 5 is an enlarged sectional view of the fuel injection valve 100 including a plurality of outermost fuel injection holes 4 a provided in the nozzle plate 5 and the opening 6 of the rectifying plate 7. The relationship between the line 100a, the center line 4b of the outermost fuel injection hole 4a, and the wall surface 9 of the opening 6 in the plate thickness direction of the rectifying plate 7 is shown. Here, the center line 4b of the fuel injection hole 4a is set to have a predetermined angle θ with respect to the center line 100a of the fuel injection valve 100 so as to be separated outward.
The distance between the center line 4b and the wall 9 of the fuel injection hole 4a wherein arranged at the furthest outside, the distance L 1 side is in contact nozzle plate 5 of the vanes 7 in the thickness direction front end position of the vanes 7 and the relationship between the distance L 2 is set L 2> L 1 and becomes like.
The reason why the distance between the wall surface 9 of the recess 10 of the rectifying plate 7 and the fuel injection hole center line 4b is L 2 > L 1 is that the fuel spray injected from the fuel injection hole 4a is the outlet of the fuel injection hole 4a. The flow path expands as the distance from the surface increases, but the end wall surface 9 satisfies L 2 > L 1 in accordance with the expansion. Therefore, there is little interference between the fuel flow path and the wall surface 9.

以上説明したように、この実施の形態1において燃料噴射孔4aの縁から凹部10の壁面までの距離Lを一定となるように構成することにより、燃料噴霧と壁面9の距離が一定となり特定の部分でのデポジットの蓄積又は成長が抑制される。また、距離Lを小さくするにしたがって、燃料噴霧と壁面9の距離が縮まりデポジット付着抑制効果が高くなる。
さらに燃料噴射孔4aの中心線4bと壁面9との距離が燃料噴射孔4の出口から整流板7の先端部に向かって末広がりとなるように構成することにより、壁面9と噴霧の干渉を抑制し、壁面9へのデポジット付着を抑制する効果がある。
As described above, in the first embodiment, by configuring the distance L from the edge of the fuel injection hole 4a to the wall surface of the recess 10 to be constant, the distance between the fuel spray and the wall surface 9 becomes constant, and a specific distance is obtained. Accumulation or growth of deposits in the part is suppressed. Further, as the distance L is reduced, the distance between the fuel spray and the wall surface 9 is reduced, and the deposit adhesion suppressing effect is enhanced.
Furthermore, the distance between the center line 4b of the fuel injection hole 4a and the wall surface 9 is configured to be widened from the outlet of the fuel injection hole 4 toward the tip of the rectifying plate 7, thereby suppressing interference between the wall surface 9 and the spray. and, Ru effect of suppressing there a deposit adhering to the wall 9.

実施の形態2.
次に実施の形態2を図6に基づいて説明する。
図6は実施の形態2による燃料噴射弁100のシリンダ21側から見た整流板7を示す図であり、この実施の形態2では、整流板7に開口部6aを2個所に設けたものである。複数の噴射孔4を備えたマルチホール式燃料噴射弁100は燃料噴射孔4の配置や数を自由に設定できる特徴を有し、図6の例では、6個の燃料噴射孔4が等間隔ではなく、二つのグループに分かれて配置されている。二つの燃料噴射孔4のグループの間には距離があるため、整流板7の開口部6aがそれぞれのグループごとに設けられ、開口部6aは合計2個設けられているが、この数に限定されるものではなく燃料噴射孔4の配置によって適宜個数を選定してもよい。
この実施の形態2において、燃料噴射孔4が二つのグループに分かれている理由として、例えば片側を点火プラグ方向に向け、もう一方をシリンダ中心に向けるようにしてエンジンの燃焼性向上のため、噴霧を二分割にするためである。
それぞれの噴霧は互いに交わらないように噴射するため、燃料噴射孔4の間に大きな澱み部分が発生する。そのため、澱み部分を削減するために、それぞれの燃料噴射孔4のグループごとに開口部6aを設けた。この時、開口部6aの凹部10は燃料噴射孔4全体の外周部に設けてもよく、また最も外側に配置された噴射孔に対向して設けてもよい。このことによりデポジット付着を抑制することができる。
このように、燃料噴射孔4の配置や数に応じて開口部6aを複数設けることにより、燃料噴射孔4の配置や数によらず、デポジットが付着しやすい澱み部分を小さくでき、開口部6aが1個の場合である上記実施の形態1と比較して、開口部6aの壁面9へのデポジット付着抑制効果を高める効果を有する。
Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram showing the rectifying plate 7 viewed from the cylinder 21 side of the fuel injection valve 100 according to the second embodiment. In the second embodiment, the rectifying plate 7 is provided with two openings 6a. is there. The multi-hole fuel injection valve 100 having a plurality of injection holes 4 has a feature that the arrangement and number of the fuel injection holes 4 can be freely set. In the example of FIG. 6, the six fuel injection holes 4 are equally spaced. Rather, they are arranged in two groups. Since there is a distance between the groups of the two fuel injection holes 4, the opening 6 a of the rectifying plate 7 is provided for each group, and a total of two openings 6 a are provided, but this number is limited. The number may be selected as appropriate depending on the arrangement of the fuel injection holes 4.
In the second embodiment, the reason why the fuel injection holes 4 are divided into two groups is that, for example, one side is directed to the spark plug direction and the other is directed to the center of the cylinder to improve engine combustibility. Is to be divided into two.
Since each spray is injected so as not to cross each other, a large stagnation portion is generated between the fuel injection holes 4. Therefore, an opening 6a is provided for each group of fuel injection holes 4 in order to reduce the stagnation portion. At this time, the concave portion 10 of the opening 6a may be provided on the outer peripheral portion of the entire fuel injection hole 4, or may be provided opposite to the injection hole arranged on the outermost side. This can suppress deposit adhesion.
In this way, by providing a plurality of openings 6a according to the arrangement and number of fuel injection holes 4, regardless of the arrangement and number of fuel injection holes 4, the stagnation portion where deposits are likely to adhere can be reduced, and the opening 6a. As compared with the first embodiment in which there is one, there is an effect of enhancing the effect of suppressing deposit adhesion to the wall surface 9 of the opening 6a.

実施の形態3.
図7は実施の形態3による燃料噴射弁100aの要部断面形状であり、この実施の形態3においては、開口部6を有する整流板7aを燃料噴射弁100aとは別個に構成したものである。開口部6の凹部10と燃料噴射孔4との位置関係が前記実施の形態1と同様となるように、別個に構成した開口部6を有する整流板7aをシリンダヘッド20と燃料噴射弁100aとの間に挟み込み燃料噴射弁100aをシリンダヘッド20に組み込み固定する。このように構成し、整流板7aの材質や形状を最適化することにより、燃焼ガスをシールする機能を付加することが可能である。
この実施の形態3の図7に示すように、開口部6を有する整流板7aを燃料噴射弁100aとは別個に構成とすることにより、前記実施の形態1と同様の効果を有するとともに、整流板7aに燃焼ガスシールさせることにより、図1に示した燃焼ガスをシールするスプリングワッシャ8を省略することができ、部品点数を削減する効果を有する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 shows a cross-sectional shape of a main part of the fuel injection valve 100a according to the third embodiment. In this third embodiment, the rectifying plate 7a having the opening 6 is configured separately from the fuel injection valve 100a. . The rectifying plate 7a having the opening 6 that is separately configured is connected to the cylinder head 20 and the fuel injection valve 100a so that the positional relationship between the recess 10 of the opening 6 and the fuel injection hole 4 is the same as in the first embodiment. The fuel injection valve 100a is inserted between the cylinder head 20 and fixed. By configuring in this way and optimizing the material and shape of the current plate 7a, it is possible to add a function of sealing the combustion gas.
As shown in FIG. 7 of the third embodiment, the rectifying plate 7a having the opening 6 is configured separately from the fuel injection valve 100a, thereby providing the same effects as those of the first embodiment and rectifying. By making the plate 7a seal the combustion gas, the spring washer 8 for sealing the combustion gas shown in FIG. 1 can be omitted, and the number of parts can be reduced.

実施の形態4.
図8は実施の形態4による燃料噴射弁100bの要部断面形状であり、この実施の形態4においては、シリンダヘッド20に整流部20aを設けたものである。整流部20aの開口部6の凹部10とノズルプレート5の燃料噴射孔4との位置関係は前記実施の形態1と同様である。このような構成の燃料噴射弁100bをシリンダヘッド20に取り付ける構造を採用することにより、シリンダヘッド20の開口部6の壁面9が燃焼室から受けた熱を効率的に図示省略した冷却機能を備えたシリンダヘッド20に逃がすことができる。
このように実施の形態4では、整流部20aをシリンダヘッド20に構成することにより、前記実施の形態1と同様の効果を有するとともに、部品点数を削減でき、さらに開口部6の壁面9の温度上昇を抑制し、壁面9へのデポジット付着抑制効果を高める効果を有する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 shows a cross-sectional shape of a main part of the fuel injection valve 100b according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the cylinder head 20 is provided with a rectifying unit 20a. The positional relationship between the recess 10 of the opening 6 of the rectifying unit 20a and the fuel injection hole 4 of the nozzle plate 5 is the same as that of the first embodiment. By adopting a structure in which the fuel injection valve 100b having such a structure is attached to the cylinder head 20, the wall surface 9 of the opening 6 of the cylinder head 20 has a cooling function that efficiently removes the heat received from the combustion chamber. The cylinder head 20 can escape.
As described above, in the fourth embodiment, by configuring the rectifying unit 20a in the cylinder head 20, the same effect as in the first embodiment can be obtained, the number of parts can be reduced, and the temperature of the wall surface 9 of the opening 6 can be reduced. It has the effect of suppressing the rise and enhancing the effect of suppressing deposit adhesion to the wall surface 9.

実施の形態5.
図9は実施の形態5による燃料噴射弁100cの要部断面形状であり、この実施の形態5においては、実施の形態1の燃料噴射弁100のノズルプレート5と整流板7との間に、セラミックや空気層などの金属材料に比べて熱伝導率の低い材料で形成した断熱層15を設けたものである。なお、断熱層15は例えばセラミック板をノズルプレート5と整流板7との間に全面的に介在するよう設けてもよく、また前記セラミック板をノズルプレート5と整流板7との間に部分的に設けることにより空気層を形成するようにしてもよい。このように構成することにより前記実施の形態1と同様の効果を有すると共に、エンジンの運転によるシリンダ21からの熱に曝されノズルプレート5が高温になるのを防ぎ、燃料噴射孔4へのデポジット付着抑制効果を高める効果を合わせて有する。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional shape of a main part of the fuel injection valve 100c according to the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the nozzle plate 5 and the rectifying plate 7 of the fuel injection valve 100 according to the first embodiment are arranged. A heat insulating layer 15 formed of a material having a lower thermal conductivity than a metal material such as a ceramic or an air layer is provided. The heat insulating layer 15 may be provided, for example, such that a ceramic plate is entirely interposed between the nozzle plate 5 and the rectifying plate 7, and the ceramic plate is partially disposed between the nozzle plate 5 and the rectifying plate 7. An air layer may be formed by providing the air layer. This configuration has the same effect as that of the first embodiment, prevents the nozzle plate 5 from being exposed to heat from the cylinder 21 due to engine operation, and prevents the nozzle plate 5 from becoming high temperature. It also has the effect of enhancing the adhesion suppression effect.

実施の形態6.
図10は実施の形態6による燃料噴射弁100dの要部断面形状であり、この実施の形態6においては、整流板7bに設けられた開口部6の壁面9の背面に電熱式ヒータ等の発熱体16を設け、この発熱体16によって開口部6の壁面9が、一定温度まで暖められる構成となっている。
通常の運転状態では、開口部6の壁面9は燃焼ガスに曝されるため、高温となっているため、壁面9に付着しようとする燃料は蒸発するなどして付着しにくい。これに対して、エンジンの冷間始動時には、燃料噴射弁100d及びシリンダヘッド20は外気温に近いエンジン周囲温度程度となっている。このままエンジンを始動した場合、燃料の一部は蒸発せず壁面9に付着する。この状態において燃焼ガスにより壁面9が熱せられ、付着した燃料はデポジットとなる。さらに、壁面9に付着した燃料の一部は燃焼せずにエンジンの排気行程中にシリンダ21からHC成分(未燃燃料)として排出され、大気汚染の一要因となる。このような状態にならないため、冷間始動前に別途用意されたコントローラにより所定時間内発熱体16に通電して、壁面9を高温にあらかじめ維持し、始動時に壁面9へ付着する燃料を蒸発させる。
このように構成することにより前記実施の形態1と同様の効果を有すると共に、冷間始動時の開口部6の壁面9へのデポジット付着とHC排出量を抑制する効果を合わせて有する。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 10 shows a cross-sectional shape of a main part of the fuel injection valve 100d according to the sixth embodiment. In this sixth embodiment, heat is generated from an electric heater or the like on the back surface of the wall surface 9 of the opening 6 provided in the rectifying plate 7b. A body 16 is provided, and the wall surface 9 of the opening 6 is heated to a certain temperature by the heating element 16.
In a normal operation state, the wall surface 9 of the opening 6 is exposed to the combustion gas and is at a high temperature. Therefore, the fuel that is to adhere to the wall surface 9 is difficult to adhere due to evaporation. On the other hand, at the time of cold start of the engine, the fuel injection valve 100d and the cylinder head 20 are about the engine ambient temperature close to the outside air temperature. When the engine is started in this state, part of the fuel does not evaporate and adheres to the wall surface 9. In this state, the wall surface 9 is heated by the combustion gas, and the adhered fuel becomes a deposit. Further, a part of the fuel adhering to the wall surface 9 is not combusted and is discharged from the cylinder 21 as an HC component (unburned fuel) during the exhaust stroke of the engine, which causes air pollution. In order not to be in such a state, the heating element 16 is energized within a predetermined time by a separately prepared controller before the cold start to maintain the wall surface 9 at a high temperature in advance, and the fuel adhering to the wall surface 9 is evaporated at the start. .
This configuration has the same effect as that of the first embodiment, and also has the effect of suppressing deposit adhesion to the wall surface 9 of the opening 6 and the amount of HC emission during cold start.

この発明の実施の形態1〜6は、内燃機関に用いられる筒内噴射用燃料噴射弁に利用できる。   Embodiments 1 to 6 of the present invention can be used for an in-cylinder fuel injection valve used in an internal combustion engine.

この発明の実施の形態1の燃料噴射弁の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the fuel injection valve of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の燃料噴射弁のシリンダ側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the cylinder side of the fuel injection valve of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の整流板のシリンダ側から見た凹部を示す正面図である。It is a front view which shows the recessed part seen from the cylinder side of the baffle plate of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の整流板のシリンダ側から見た凹部の他の実施例を示す正面図である。It is a front view which shows the other Example of the recessed part seen from the cylinder side of the baffle plate of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の整流板とノズルプレートを示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the baffle plate and nozzle plate of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2の整流板の正面図である。It is a front view of the baffle plate of Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3の燃料噴射弁の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel injection valve of Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4の燃料噴射弁の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel injection valve of Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5の燃料噴射弁の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel injection valve of Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6の燃料噴射弁の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel injection valve of Embodiment 6 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 バルブボディ、4,4a 燃料噴射孔、5 ノズルプレート、6,6a 開口部、
7,7a,7b 整流板、9 壁面、10 凹部、16 発熱体、
20 シリンダヘッド、20a 整流部、21 シリンダ、
100,100a,100b,100c,100d 燃料噴射弁。
1 valve body, 4, 4a fuel injection hole, 5 nozzle plate, 6, 6a opening,
7, 7a, 7b Current plate, 9 wall surface, 10 recess, 16 heating element,
20 cylinder head, 20a rectifier, 21 cylinder,
100, 100a, 100b, 100c, 100d Fuel injection valve.

Claims (13)

内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁であって、前記燃料噴射弁のバルブボディ先端部には、燃料をシリンダに向けて噴射するための複数の噴射孔が配置されたノズルプレートと、該ノズルプレートに接して前記シリンダ側に設けられ、前記ノズルプレートの噴射孔から噴射される燃料噴霧を整流するための開口部を有する所定の板厚を有する整流板とが、前記バルブボディと一体化して設けられており、
前記ノズルプレートの前記シリンダに向かう噴射孔の中心線は、前記燃料噴射弁の中心線から離れるよう所定の角度を有して設定されており、
前記整流板開口部の板厚方向断面形状は、前記ノズルプレートに接する側から前記シリンダ側に向けて末広がりとなる壁面を有しており、前記整流板開口部の平面プロフィールは前記複数の燃料噴射孔の内、最も外側に配置された噴射孔と同じ数の複数でかつ、該噴射孔に対向して該噴射孔の縁から所定の距離を有する円をつないで凹部をなすよう形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
A fuel injection valve mounted on a cylinder head of an internal combustion engine, and a nozzle plate in which a plurality of injection holes for injecting fuel toward the cylinder are disposed at a valve body tip of the fuel injection valve; A rectifying plate having a predetermined thickness provided on the cylinder side in contact with the nozzle plate and having an opening for rectifying fuel spray injected from an injection hole of the nozzle plate is integrated with the valve body. Is provided,
The center line of the injection hole toward the cylinder of the nozzle plate is set with a predetermined angle away from the center line of the fuel injection valve,
The cross-sectional shape in the plate thickness direction of the rectifying plate opening has a wall surface that widens from the side in contact with the nozzle plate toward the cylinder, and the planar profile of the rectifying plate opening has the plurality of fuel injections A plurality of holes, the same number as the outermost injection holes, are formed so as to form recesses by connecting circles having a predetermined distance from the edges of the injection holes so as to face the injection holes. The fuel injection valve characterized by the above-mentioned.
前記整流板開口部の凹部は、前記燃料噴射孔の縁から所定の距離を有する楕円をつなぐよう形成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。 The recess of the current plate opening, the fuel injection valve according to claim 1, characterized in that it is formed so as to connect the elliptical that have a predetermined distance from the edge of the fuel injection hole. 前記整流板開口部の凹部は、前記燃料噴射孔の中心から所定の距離を有する同心円をつなぐよう形成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。 2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the recess of the rectifying plate opening is formed so as to connect concentric circles having a predetermined distance from the center of the fuel injection hole. 前記整流板開口部の末広がりとなる壁面形状は、前記整流板の板厚方向において、前記燃料噴射孔の中心線と前記ノズルプレートに接する位置での前記壁面までの距離Lと、前記板厚方向の先端位置での前記壁面までの距離Lとが、L>Lの関係を有するよう設定されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。 The wall surface shape that widens toward the end of the opening of the current plate includes a distance L 1 to the wall surface at a position in contact with the center line of the fuel injection hole and the nozzle plate in the thickness direction of the current plate, and the plate thickness. 2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the distance L 2 to the wall surface at the tip position in the direction is set to have a relationship of L 2 > L 1 . 前記整流板開口部は、前記ノズルプレートに設けられた複数の燃料噴射孔の配置に対応して、複数個所設けられていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。 2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein a plurality of the rectifying plate openings are provided corresponding to the arrangement of the plurality of fuel injection holes provided in the nozzle plate. 前記整流板が前記バルブボディと分離可能な構成であることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1, wherein the rectifying plate is separable from the valve body. 前記ノズルプレートと前記整流板との間には、断熱層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1, wherein a heat insulating layer is provided between the nozzle plate and the rectifying plate. 前記整流板開口部壁面の背面に発熱体を設け、前記内燃機関の起動開始時の所定時間内、前記発熱体によって前記壁面を加熱することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。 2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein a heating element is provided on a rear surface of the wall surface of the rectifying plate opening, and the wall surface is heated by the heating element within a predetermined time when starting the internal combustion engine. 内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造であって、前記燃料噴射弁のバルブボディの先端部には、燃料をシリンダに向けて噴射するための複数の噴射孔が配置されたノズルプレートが設けられており、前記シリンダヘッドには開口部を有する所定の肉厚を有する整流部が設けられているとともに、該整流部に接して前記燃料噴射弁ノズルプレートが配置され、
前記ノズルプレートの前記シリンダに向かう噴射孔の中心線は、前記燃料噴射弁の中心線から離れるよう所定の角度を有して設定されており、
前記整流部開口部の肉厚方向断面形状は、前記ノズルプレートに接する側から前記シリンダ側に向けて末広がりとなる壁面を有しており、開口部の平面プロフィールは前記複数の燃料噴射孔の内、最も外側に配置された噴射孔と同じ数の複数でかつ、該噴射孔に対向して該噴射孔の縁から所定の距離を有する円をつないで凹部をなすよう形成されており、前記燃料噴射弁のノズルプレートの噴射孔から噴射される燃料噴霧を前記整流部によって整流するよう前記燃料噴射弁を前記シリンダヘッドに取り付けたことを特徴とする燃料噴射弁の取付構造。
A fuel injection valve mounting structure mounted on a cylinder head of an internal combustion engine, wherein a plurality of injection holes for injecting fuel toward a cylinder are disposed at a tip of a valve body of the fuel injection valve A nozzle plate is provided, and the cylinder head is provided with a rectifying unit having a predetermined thickness having an opening, and the fuel injection valve nozzle plate is disposed in contact with the rectifying unit,
The center line of the injection hole toward the cylinder of the nozzle plate is set with a predetermined angle away from the center line of the fuel injection valve,
A cross-sectional shape in the thickness direction of the rectifying opening has a wall surface that widens toward the cylinder side from the side in contact with the nozzle plate, and the planar profile of the opening is the inner surface of the plurality of fuel injection holes. A plurality of the same number as the outermost injection holes, and formed so as to form a recess by connecting a circle having a predetermined distance from the edge of the injection hole so as to face the injection hole, An attachment structure of a fuel injection valve, wherein the fuel injection valve is attached to the cylinder head so that fuel spray injected from an injection hole of a nozzle plate of the injection valve is rectified by the rectification unit.
前記整流部開口部の凹部は、前記燃料噴射孔の縁から所定の距離を有する楕円をつなぐよう形成されていることを特徴とする請求項に記載の燃料噴射弁の取付構造。 The recess of the rectification section opening, the mounting structure of a fuel injection valve according to claim 9, characterized in that it is formed so as to connect the elliptical that have a predetermined distance from the edge of the fuel injection hole. 前記整流部開口部の凹部は、前記燃料噴射孔の中心から所定の距離を有する同心円をつなぐよう形成されていることを特徴とする請求項に記載の燃料噴射弁の取付構造。 10. The fuel injection valve mounting structure according to claim 9 , wherein the recess of the rectifying unit opening is formed to connect concentric circles having a predetermined distance from the center of the fuel injection hole. 前記整流部開口部の末広がりとなる壁面形状は、前記整流部の肉厚方向において、前記燃料噴射孔の中心線と前記ノズルプレートに接する位置での前記壁面までの距離Lと、前記肉厚方向の先端位置での前記壁面までの距離Lとが、L>Lの関係を有するよう設定されていることを特徴とする請求項に記載の燃料噴射弁の取付構造。 The shape of the wall surface that widens toward the end of the opening of the rectifying unit includes: a distance L 1 to the wall surface at a position in contact with the center line of the fuel injection hole and the nozzle plate in the thickness direction of the rectifying unit; The fuel injection valve mounting structure according to claim 9 , wherein a distance L 2 to the wall surface at a distal end position in a direction is set to have a relationship of L 2 > L 1 . 前記整流部開口部は、前記ノズルプレートに設けられた複数の燃料噴射孔の配置に対応して、複数個所設けられていることを特徴とする請求項に記載の燃料噴射弁の取付構造。 The fuel injection valve mounting structure according to claim 9 , wherein a plurality of the rectifying unit openings are provided in correspondence with the arrangement of the plurality of fuel injection holes provided in the nozzle plate.
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