JP4097056B2

JP4097056B2 - Fuel injection valve

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Publication number: JP4097056B2
Application number: JP2000075714A
Authority: JP
Inventors: 原田　　明典; 文明青木
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: JP2001263205A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気管または燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁に関するもので、特に内燃機関のインテークバルブ近くへ噴射する噴霧燃料の微粒化を促進させる噴孔付きプレートを備えた電磁式燃料噴射弁に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばガソリンエンジン等の内燃機関のインテークバルブ近くへタイミング良く噴射する噴霧燃料の微粒化を促進させる機構（オリフィスプレート１０６）を備えた電磁式燃料噴射弁（例えば実開平２−１４６３号公報等）が提案されている。
【０００３】
このような電磁式燃料噴射弁は、例えば図１０および図１１に示したように、先端中心部に開口部１０１を有し、且つこの開口部１０１よりも上流側に弁座１０２を有する円筒状のバルブボディ１０３と、このバルブボディ１０３内に摺動自在に収容されて、弁座１０２に当接または離間することで燃料噴射を断続するニードルバルブ１０４と、開口部１０１を閉塞するようにバルブボディ１０３の先端面に配設されて、ニードルバルブ１０４の先端面との間に燃料通路１０５が形成されるオリフィスプレート１０６とを備えている。
【０００４】
そして、そのオリフィスプレート１０６には、燃料入口から燃料出口に向かって、燃料通路１０５の燃料流れ方向に対して上流側に戻る方向に所定の傾斜角度Ａ（°）だけ傾斜するように丸孔形状の噴孔（オリフィス）１０７が貫通形成されている。このような電磁式燃料噴射弁では、ある一定の微粒化性能を維持する目的で、オリフィスプレート１０６の板厚ｔ（ｍｍ）とオリフィス１０７の噴孔径（φｄ）との比をある特定の範囲内に設定することが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電磁式燃料噴射弁においては、噴射量サイズによりオリフィス１０７の噴孔径を設定し、この噴孔径によりオリフィスプレート１０６の板厚が必然的に決まってしまう。このため、噴射量サイズによっては、必要以上にオリフィスプレート１０６の板厚が薄くなる。オリフィスプレート１０６の板厚が必要以上に薄くなってしまうと、電磁式燃料噴射弁の先端部に加わる燃料圧によりオリフィスプレート１０６が変形する。
【０００６】
すなわち、燃料圧によりオリフィスプレート１０６が図示下方に膨らむように変形すると、燃料通路（デッドボリューム）１０５内のボリューム（内容積）が非常に大きくなり、電磁式燃料噴射弁の閉弁時、つまりニードルバルブ１０４が弁座１０２に着座している時でも、吸気管内に負圧が発生すると、ボリュームが非常に大きくなったデッドボリューム１０５内の燃料が吸い出されてしまう。これにより、燃料噴射量の目標値よりも多く燃料噴射が成されるため、電磁式燃料噴射弁の噴射量特性が変化してしまうという問題が生じる。
【０００７】
また、丸孔形状のオリフィス１０７を持つ電磁式燃料噴射弁においては、オリフィスプレート１０６の燃料入口から燃料出口までの噴孔径が同一径のため、電磁式燃料噴射弁を内燃機関のインテークマニホールドに搭載した時に、オリフィス１０７の燃料出口付近に異物が付着すると、オリフィス１０７の燃料出口の噴孔径が狭められてしまい、電磁式燃料噴射弁の噴射量特性が変化してしまうという問題が生じる。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は、上記問題点に鑑み、噴霧燃料の微粒化を促進させる効果を損なうことなく、あらゆる噴射量サイズにおいても噴孔付きプレートの強度を保つことで、噴射量特性の変化を抑えることができ、且つ噴孔の燃料出口付近に異物が付着しても噴射量特性の変化を抑えることのできる燃料噴射弁を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、噴霧燃料の微粒化を促進させる噴孔付きプレートに、傾斜して貫通形成された噴孔を設け、その噴孔の燃料入口から燃料出口までの間に、形状の異なる燃料入口側に設けた第１噴孔および燃料出口側に設けた第２噴孔を設けている。
【００１０】
それによって、ある一定の微粒化促進性能を維持する目的で、第１噴孔分の板厚と第１噴孔の噴孔径との比をある特定の範囲内に設定しても、第２噴孔分だけ余分に噴孔付きプレートの板厚を確保することができるので、噴霧燃料の微粒化を促進させる効果を損なうことなく、あらゆる噴射量サイズの燃料噴射弁において噴孔付きプレートの強度を保つことができる。これにより、噴孔付きプレートの板厚が必要以上に薄くならず、逆に噴孔付きプレートの板厚を厚くすることができるので、燃料噴射弁の先端部に加わる燃料圧により噴孔付きプレートが大きく変形することはないので、燃料噴射弁の噴射量特性の変化を抑えることができる。
【００１１】
また、噴孔付きプレートの噴孔の燃料入口側に存する第１噴孔の噴孔面積よりも噴孔の燃料出口側に存する第２噴孔の噴孔面積の方を大きくすることで、噴霧燃料の微粒化を促進させる効果を損なうことなく、噴孔付きプレートの板厚を厚くすることができる。そして、燃料噴射弁を内燃機関に搭載した時に、噴孔付きプレートの噴孔の燃料出口付近に異物が付着して第２噴孔の燃料出口の噴孔径が狭められても、噴射量特性に関係する第１噴孔の噴孔径の変化には何ら影響を与えないので、燃料噴射弁の噴射量特性の変化を抑えることができる。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明によれば、第１噴孔は丸孔形状の噴孔であり、第２噴孔は末広がり形状の噴孔であり、第１噴孔の中心軸に対して、燃料噴射弁の中心軸側の第２噴孔の末広がり角度をＢ１（°）、第１噴孔の中心軸に対して、燃料噴射弁の中心軸とは反対側の第２噴孔の末広がり角度をＢ２（°）としたとき、第２噴孔の末広がり形状を、第１噴孔の中心軸に対して、Ｂ１≧Ｂ２＞０としたことを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、第１噴孔は末広がり形状の噴孔であり、第２噴孔は末広がり形状の噴孔であり、第１噴孔の中心軸に対して、燃料噴射弁の中心軸側の第２噴孔の末広がり角度をＢ１（°）、第１噴孔の中心軸に対して、燃料噴射弁の中心軸とは反対側の第２噴孔の末広がり角度をＢ２（°）、第１噴孔の末広がり角度をＣ（°）としたとき、第２噴孔の末広がり形状を、Ｂ１≧Ｂ２＞Ｃ／２としたことを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、噴孔付きプレートの上流側端面と弁体の先端面との間に、燃料噴射時に燃料の主流が流れる燃料通路が形成されている。そして、噴孔付きプレートの噴孔は、燃料通路内を流れる燃料流れの主流が噴孔付きプレートに衝突する部位より燃料噴射弁の中心軸側に配設された内側噴孔と、燃料通路内を流れる燃料流れの主流が噴孔付きプレートに衝突する部位より燃料噴射弁の中心軸とは反対側に配設された外側噴孔とから構成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
〔第１実施例の構成〕
図１ないし図４は本発明の第１実施例を示したもので、図１は電磁式燃料噴射弁の全体構成を示した図で、図２は電磁式燃料噴射弁の主要構成を示した図である。
【００１６】
本実施例の電子制御燃料噴射装置は、燃料供給系統、吸気系統、内燃機関の稼働状態を検出するセンサ、およびそれらを統合制御する電子制御装置（ＥＣＵ）等から構成されている。これらのうち、燃料供給系統は、電動式のフューエルポンプ（図示せず）により燃料を一定の圧力に加圧してデリバリパイプ（図示せず）を経て電磁式燃料噴射弁１へ送り、最適なタイミングで燃料を噴射できるようにしたシステムである。
【００１７】
その電磁式燃料噴射弁１は、ガソリンエンジン等の内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）のインテークバルブ（吸入弁）近く（インテークポート）へタイミング良く噴射する噴霧燃料の微粒化を促進させる機能（オリフィスプレート）を備えたフューエルインジェクタである。そして、電磁式燃料噴射弁１は、エンジンの気筒数に応じた本数が燃焼用の空気を供給するインテークマニホールド（吸気管）に組み付けられている。
【００１８】
電磁式燃料噴射弁１は、デリバリパイプに組み付けられるハウジングモールド２と、このハウジングモールド２内に配設された樹脂製のコイルボビン３の外周に巻装された電磁コイル（ソレノイドコイル）４と、ハウジングモールド２内に固定された略円筒状の固定鉄心（ステータ）５と、軸方向に移動可能な可動鉄心（アーマチュア）６と、ハウジングモールド２の先端側に設けられたバルブボディ７と、このバルブボディ７内に収容されたニードルバルブ８と、このニードルバルブ８の軸方向の一端面（先端面）との間に燃料通路９を形成するオリフィスプレート１０とから構成されている。
【００１９】
ハウジングモールド２は、樹脂材料により一体成形されている。このハウジングモールド２の内部には、コイルボビン３と固定鉄心５と外部接続端子（ターミナル）１１とが一体成形されている。そして、コイルボビン３および電磁コイル４の外周には、電磁コイル４を包囲する樹脂モールド３５が一体成形されている。
【００２０】
また、ハウジングモールド２の図示上方には、ハウジングモールド２の外壁から突出するようにコネクタ部１２が設けられている。そして、電磁コイル４に電気的に接続される外部接続端子１１は、コネクタ部１２および樹脂モールド３６に埋設されている。また、外部接続端子１１は、図示しないＥＣＵにワイヤーハーネスを介して接続されている。
【００２１】
固定鉄心５は、強磁性材料よりなり、ハウジングモールド２の図示上端面より上方に突出するように樹脂ハウジングモールド２内に設けられている。そして、固定鉄心５の内部には、軸方向の燃料通路１３が形成されている。この固定鉄心５の内周面には、内部に軸方向孔１４を有する略円筒形状のアジャスティングパイプ１５が設けられている。
【００２２】
アジャスティングパイプ１５は、固定鉄心５内を軸方向に変位させることで、コイルスプリング１６のセット荷重（開弁圧）を設定するもので、設定後は、固定鉄心５の内周面に固定される。そして、アジャスティングパイプ１５の先端面には、コイルスプリング１６の一端が当接している。このコイルスプリング１６の他端は、可動鉄心６に溶接固定されるニードルバルブ８の図示上端面に当接している。
【００２３】
そのコイルスプリング１６は、可動鉄心６およびニードルバルブ８を図示下方に付勢することで、ニードルバルブ８のシート部２２をバルブボディ７の弁座２１に着座させる（図２参照）。そして、ＥＣＵによって外部接続端子１１から電磁コイル４に励磁電流が流れると、可動鉄心６およびニードルバルブ８がコイルスプリング１６の付勢力（スプリング力）に抗して固定鉄心５の方向へ吸引される。
【００２４】
また、固定鉄心５の軸方向の一方側には、非磁性パイプ１７および磁性パイプ１８が配設されている。非磁性パイプ１７は、非磁性材料よりなり、略円筒状に形成されている。この非磁性パイプ１７は、固定鉄心５の図示下端に接続されている。また、磁性パイプ１８は、磁性材料よりなり、段付きパイプ状に形成されている。この磁性パイプ１８は、非磁性パイプ１７の図示下端に接続されている。これらの非磁性パイプ１７および磁性パイプ１８の内部空間には、磁性材料よりなり円筒状に形成される可動鉄心６が設けられている。
【００２５】
そして、磁性パイプ１８の内部には、中空円盤状のスペーサ１９を介してバルブボディ７が挿入されレーザ溶接されている。そのスペーサ１９の厚さは、固定鉄心５と可動鉄心６との間のエアギャップを所定値に保持するように調節されている。ここで、ハウジングモールド２、電磁コイル４、固定鉄心５、可動鉄心６、非磁性パイプ１７および磁性パイプ１８等によって電磁式アクチュエータが構成される。
【００２６】
次に、本実施例のバルブボディ７およびニードルバルブ８の構造を図１および図２に基づいて簡単に説明する。これらのバルブボディ７およびニードルバルブ８は、ＳＵＳ等の金属材料により所定の形状に形成されている。そして、バルブボディ７の円筒面２３とニードルバルブ８の摺動部２４に形成された四面取り部との間には、燃料が通過する隙間が形成される。そして、バルブボディ７の弁座２１とニードルバルブ８の先端のシート部２２とで弁部が構成されている。
【００２７】
ニードルバルブ８は、本発明の弁体に相当するもので、図示上部に接合部２５を形成している。そして、この接合部２５と可動鉄心６とがレーザ溶接されることにより、可動鉄心６とニードルバルブ８とが一体的に連結されている。その接合部２５の外周には、燃料通路としての面取りが設けられている。また、ニードルバルブ８は、電磁コイル４に起磁力が発生することで可動鉄心６が固定鉄心５に吸引されると、スペーサ１９にフランジ部２６が当接するまでリフトする。ここで、バルブボディ７およびオリフィスプレート１０によって電磁式燃料噴射弁１の弁本体が構成され、ニードルバルブ８によって電磁式燃料噴射弁１の弁体が構成される。
【００２８】
一方、固定鉄心５内に形成される燃料通路１３の図示上方には、フィルタ３７が装着されている。このフィルタ３７は、燃料タンクからフューエルポンプ等によって圧送されて、電磁式燃料噴射弁１内に流入する燃料中のゴミ等の異物を除去する異物除去手段である。
【００２９】
次に、本実施例のオリフィスプレート１０の構造を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。ここで、図３はオリフィスプレート１０の通路壁面を示した図で、図４はオリフィスプレート１０のオリフィスを拡大した図である。
【００３０】
オリフィスプレート１０は、本発明の噴孔付きプレートに相当するもので、バルブボディ７の図示下端面（先端面）に形成された丸穴状の開口部２９を塞ぐように、バルブボディ７の先端面にレーザ溶接されて固定されている。このオリフィスプレート１０は、ＳＵＳ等の金属材料よりなり、板厚が第１の板厚ｔ１（ｍｍ）と第２の板厚ｔ２（ｍｍ）との和よりなる。そして、オリフィスプレート１０には、噴霧燃料の方向を制御すると共に、噴霧燃料の微粒化を促進させる複数個のオリフィス（小孔）３０が形成されている。
【００３１】
これらのオリフィス３０は、本発明の噴孔に相当するもので、例えば放電加工または穴開加工にて開けられ、その燃料入口から燃料出口に向かって、燃料通路９の燃料流れ方向に対して上流側に戻る方向に所定の傾斜角度Ａ（°）だけ傾斜するようにオリフィスプレート１０に貫通形成されている。
【００３２】
また、複数個のオリフィス３０は、電磁式燃料噴射弁１の中心軸（オリフィスプレート１０の中心点）を中心とした一重円の想像線上に４個配置されている。そして、複数個のオリフィス３０は、バルブボディ７内においてニードルバルブ８の先端面とオリフィスプレート１０の上流側端面との間に形成される燃料通路９（燃料入口）側に設けられる第１噴孔３１と、この第１噴孔３１よりも吸気管内に形成される吸気通路（燃料出口）側に設けられる末広がり形状の第２噴孔３２とから構成されている。
【００３３】
第１噴孔３１は、所定の噴孔径（φｄ）の丸孔形状の噴孔であり、オリフィスプレート１０の第１の板厚（ｔ１）に対応した深さ分、貫通形成されており、その燃料入口から燃料出口までの噴孔面積はＳ１（ｍｍ²）である。この第１噴孔３１は、電磁式燃料噴射弁１の中心線（軸線）方向、つまりオリフィスプレート１０の板厚方向に対して所定の傾斜角度（例えば０°＜Ａ°＜９０°）だけ傾斜して形成されている。
【００３４】
第２噴孔３２は、末広がり形状の噴孔であり、オリフィスプレート１０の第２の板厚（ｔ２）に対応した深さ分、貫通形成されており、その燃料出口の噴孔面積は第１噴孔３１よりも広いＳ２（ｍｍ²）である。そして、第２噴孔３２は、第１噴孔３１の中心軸に対して、電磁式燃料噴射弁１の中心軸側の末広がり角度がＢ１（°）、および第１噴孔３１の中心軸に対して、電磁式燃料噴射弁１の中心軸とは反対側の末広がり角度がＢ２（°）である。
【００３５】
なお、第１噴孔３１の中心軸に対して、電磁式燃料噴射弁１の中心軸側の第２噴孔３２の孔壁面は、電磁式燃料噴射弁１の中心軸を曲率中心とした曲率円部（例えば楕円形状、長円形状または円形状の半円弧面）とされ、第１噴孔３１の中心軸に対して、電磁式燃料噴射弁１の中心軸とは反対側の第２噴孔３２の孔壁面は、電磁式燃料噴射弁１の中心軸側の第２噴孔３２の孔壁面とは逆方向に向いた、電磁式燃料噴射弁１の中心軸を曲率中心とした曲率円部（例えば楕円形状、長円形状または円形状の半円弧面）とされている。
【００３６】
したがって、本実施例のオリフィスプレート１０は、オリフィス３０の上流側端（燃料入口）から深さ（板厚）ｔ１の位置までを通常の噴孔と同一形状の丸孔形状の第１噴孔３１とし、板厚と噴孔径との比（ｔ１／φｄ）により噴霧の形状、噴霧燃料の微粒化を促進させる特性を決定するものとする。また、噴射量サイズ（燃料の流量）特性も、噴孔径（φｄ）と板厚と噴孔径との比（ｔ１／φｄ）により決定する。
【００３７】
そして、オリフィスプレート１０の深さ（板厚）ｔ１の位置からオリフィス３０の下流側端（燃料出口）の位置、つまり深さ（板厚）ｔ２の位置までの領域（第２噴孔３２）は、第１噴孔３１の燃料入口から燃料出口までの噴孔面積（Ｓ１）よりも第２噴孔３２の燃料出口の噴孔面積（Ｓ２）を広くするために、板厚（ｔ１）までの第１噴孔３１に滑らかに接続して開口面積が徐々に拡がるテーパ形状（末広がり形状）とするものとする。このとき、第２噴孔３２の末広がり形状は、第１噴孔３１の中心軸に対して、Ｂ１＞Ａ＞Ｂ２＞０の関係を満足する形状としている。
【００３８】
〔第１実施例の作用〕
次に、本実施例の電磁式燃料噴射弁１の作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。
【００３９】
ＥＣＵによって電磁式燃料噴射弁１の電磁コイル４が通電されると、可動鉄心６がコイルスプリング１６の付勢力に抗して固定鉄心５に吸引されて、可動鉄心６に接合部２５がレーザ溶接されたニードルバルブ８が、そのフランジ部２６がスペーサ１９に当接するまでリフトする。すると、バルブボディ７の弁座２１とニードルバルブ８のシート部２２よりなる弁部が開かれる。
【００４０】
これにより、フューエルポンプにより燃料を一定の圧力に加圧してデリバリパイプを経て電磁式燃料噴射弁１の固定鉄心５内に形成される燃料通路１３にフィルタ３７を通して流入した燃料は、アジャスティングパイプ１５内に形成される軸方向孔１４からニードルバルブ８の接合部２５に形成された二面取り部との隙間を通過し、更には、バルブボディ７の円筒面２３とニードルバルブ８の摺動部２４に形成された四面取り部との隙間を通過し、バルブボディ７の弁座２１とニードルバルブ８のシート部２２との間から燃料通路９内に到る。
【００４１】
そして、弁座２１とシート部２２との間を通過した燃料の主流は、燃料通路９内においてオリフィスプレート１０の通路壁面に衝突して、オリフィスプレート１０の通路壁面に沿うように、しかも電磁式燃料噴射弁１の中心軸側に向かう流れとなる。そして、第１噴孔３１が板厚方向に対して所定の傾斜角度（Ａ°）だけ傾斜した所定の噴孔径（φｄ）を持つ丸状の噴孔を構成しているので、燃料通路９から第１噴孔３１の燃料入口に流入する燃料の主流の流れは、第１噴孔３１の燃料入口の回りで渦を作ることなく、燃料通路９内から第１噴孔３１の中央に向かって曲がりながら流入する。
【００４２】
しかも、オリフィスプレート１０の中心で対向する流れによりＵターンして第１噴孔３１の燃料入口に流入する流れの強さとオリフィスプレート１０の外周部から第１噴孔３１の燃料入口へ直接向かう流れの強さとの差を低減することができ（等方性流れ）、第１噴孔３１の燃料入口の中央にて均等に衝突させることができる。これにより、燃料の内部エネルギーを流れ同士の衝突により乱れという形で効率良く利用でき、極めて理想的な微粒化を実現できる。
【００４３】
そして、このように効率良く微粒化された噴霧燃料は、第１噴孔３１の燃料出口から第２噴孔３２の燃料入口に流入するが、第２噴孔３２が末広がり状の噴孔を構成しているので、第２噴孔３２の燃料入口を通過する際に噴霧燃料の微粒化の効果を低下させることなく、第２噴孔３２の燃料出口からエンジンのインテークバルブ近く（インテークポート）へタイミング良く噴射される。
【００４４】
〔第１実施例の効果〕
以上のように、本実施例の電磁式燃料噴射弁１は、ある一定の微粒化促進性能を維持する目的で、オリフィスプレート１０に設けられる複数個のオリフィス３０の第１噴孔３１分の板厚（ｔ１）と第１噴孔３１の噴孔径（φｄ）との比をある特定の範囲内に設定した場合でも、第１噴孔３１の下流側に連なる末広がり状の第２噴孔３２分だけ余分に、つまり板厚（ｔ２）分だけ余分にオリフィスプレート１０の全板厚を厚くすることができ、オリフィスプレート１０の全板厚を必要な強度分だけ確保することができる。
【００４５】
したがって、噴霧燃料の微粒化を促進させる効果を損なうことなく、あらゆる噴射量サイズの電磁式燃料噴射弁１においてオリフィスプレート１０の強度を必要な強度分以上保つことができる。これにより、オリフィスプレート１０の全板厚が必要以上に薄くならず、逆にオリフィスプレート１０の全板厚を板厚（ｔ２）分だけ余分に厚くすることができるので、電磁式燃料噴射弁１の先端部に加わる燃料圧によりオリフィスプレート１０が大きく変形することはないので、電磁式燃料噴射弁１の噴射量特性の変化を抑えることができる。
【００４６】
また、オリフィスプレート１０のオリフィス３０のうち燃料通路９（燃料入口）側に存する第１噴孔３１の噴孔面積（Ｓ１）よりも吸気通路（燃料出口）側に存する第２噴孔３２の噴孔面積（Ｓ２）の方を大きくすることにより、噴霧燃料の微粒化を促進させる性能を損なうことなく、オリフィスプレート１０の全板厚を板厚（ｔ２）分だけ余分に厚くすることができる。
【００４７】
そして、電磁式燃料噴射弁１をエンジンに搭載した時に、オリフィスプレート１０のオリフィス３０の第２噴孔３２の燃料出口付近に異物が付着して第２噴孔３２の燃料出口の噴孔径が狭められても、噴射量特性に関係する第１噴孔３１の噴孔径の変化には何ら影響を与えないので、電磁式燃料噴射弁１の噴射量特性の変化を抑えることができる。
【００４８】
〔第２実施例〕
図５は本発明の第２実施例を示したもので、オリフィスプレートのオリフィスを拡大した図である。
【００４９】
本実施例の電磁式燃料噴射弁１のオリフィスプレート１０に形成される複数個のオリフィス３０のうちの第１噴孔３１は、所定の噴孔径（φｄ）の丸孔形状の噴孔であり、その燃料出口の噴孔面積はＳ１である。この第１噴孔３１は、オリフィスプレート１０の第１の板厚（ｔ１）の部分に、オリフィスプレート１０の板厚方向に対して所定の傾斜角度（Ａ°）だけ傾斜して形成されている。
【００５０】
一方、オリフィス３０のうちの第２噴孔３２は、オリフィスプレート１０の第２の板厚（ｔ２）の部分に末広がり形状に形成されている。そして、第２噴孔３２は、第２の板厚（ｔ２）分だけ形成されており、その燃料出口の噴孔面積は第１噴孔３１よりも広いＳ２である。
【００５１】
そして、第２噴孔３２は、第１噴孔３１の中心軸に対して、電磁式燃料噴射弁１の中心軸側の末広がり角度がＢ１°、および第１噴孔３１の中心軸に対して、電磁式燃料噴射弁１の中心軸とは反対側の末広がり角度がＢ２°である。すなわち、第２噴孔３２の末広がり形状は、第１噴孔３１の中心軸に対して、Ａ＞Ｂ１＝Ｂ２＞０である。
【００５２】
〔第３実施例〕
図６は本発明の第３実施例を示したもので、オリフィスプレートのオリフィスを拡大した図である。
【００５３】
本実施例の電磁式燃料噴射弁１のオリフィスプレート１０に形成される複数個のオリフィス３０のうちの第１噴孔３１の燃料入口は、所定の噴孔径（φｄ）で、第１噴孔３１は、末広がり形状の噴孔であり、その燃料出口の噴孔面積はＳ１である。この第１噴孔３１は、オリフィスプレート１０の第１の板厚（ｔ１）の部分に、オリフィスプレート１０の板厚方向に対して所定の傾斜角度（Ａ°）だけ傾斜して形成されている。また、第１噴孔３１の末広がり角度は、Ｃ（°）である。
【００５４】
一方、オリフィス３０のうちの第２噴孔３２は、オリフィスプレート１０の第２の板厚（ｔ２）の部分に末広がり形状に形成されている。そして、第２噴孔３２は、第２の板厚（ｔ２）分だけ形成されており、その燃料出口の噴孔面積は第１噴孔３１よりも広いＳ２である。
【００５５】
そして、第２噴孔３２は、第１噴孔３１の中心軸に対して、電磁式燃料噴射弁１の中心軸側の末広がり角度がＢ１°、および第１噴孔３１の中心軸に対して、電磁式燃料噴射弁１の中心軸とは反対側の拡がり角度がＢ２°である。すなわち、第２噴孔３２の末広がり形状は、第１噴孔３１の中心軸に対して、Ｂ１＞Ａ＞Ｂ２＞Ｃ／２またはＡ＞Ｂ１＝Ｂ２＞Ｃ／２である。
【００５６】
〔第４実施例〕
図７および図８は本発明の第４実施例を示したもので、図７は電磁式燃料噴射弁の主要構成を示した図で、図８はオリフィスプレートの通路壁面を示した図である。
【００５７】
本実施例では、オリフィスプレート１０に４個のオリフィス３０を持つ第１実施例に対して、オリフィス３０の噴孔数を２倍に増やしている。すなわち、複数個のオリフィス３０は、電磁式燃料噴射弁１の中心軸（オリフィスプレート１０の中心点）を中心とした二重円の想像線上に１２個配置した例を示している。なお、複数個のオリフィス３０の配置は、噴霧燃料の微粒化を促進させる効果を低下させない範囲内で自由に配置できる。
【００５８】
〔第５実施例〕
図９は本発明の第５実施例を示したもので、電磁式燃料噴射弁の主要構成を示した図である。
【００５９】
本実施例のオリフィスプレート１０には、燃料通路９内を流れる燃料流れの主流がオリフィスプレート１０に衝突する部位より電磁式燃料噴射弁１の中心軸側に配設された複数個の内側噴孔（オリフィス）４０と、燃料通路９内を流れる燃料流れの主流がオリフィスプレート１０に衝突する部位より電磁式燃料噴射弁１の中心軸とは反対側、つまり燃料通路９内を流れる主流の向きが逆向きになる位置に配設された複数個の外側噴孔（オリフィス）５０とが形成されている。
【００６０】
そして、複数個の内側噴孔４０および複数個の外側噴孔５０は、第１実施例と同様な構造の第１、第２噴孔４１、４２、５１、５２を有している。ここで、５３はバルブボディ７の先端面とオリフィスプレート１０の通路壁面との間に挟み込まれた円環板状のプレートで、レーザ溶接によりバルブボディ７の先端面とオリフィスプレート１０の通路壁面に接合されている。
【００６１】
〔変形例〕
本実施例では、電磁式燃料噴射弁（フューエルインジェクタ）１等の内燃機関用燃料噴射弁をガソリンエンジンのインテークマニホールドに取り付けた例を説明したが、内燃機関用燃料噴射弁をエンジンの気筒に取り付けても良く、また、燃料噴射弁を湯沸器、石油ストーブ等の燃焼装置に取り付けても良い。
【００６２】
本実施例では、ニードルバルブ８等の弁体を電磁式アクチュエータにより軸方向に往復変移させる電磁式燃料噴射弁１に適用した例を説明したが、弁体を機械的に軸方向に往復変移させる燃料噴射弁に適用しても良い。例えばバルブボディ内に燃料が供給されて所定の油圧力に達すると、弁体が開弁する燃料噴射ノズルに本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁式燃料噴射弁の全体構成を示した断面図である（第１実施例）。
【図２】電磁式燃料噴射弁の主要構成を示した断面図である（第１実施例）。
【図３】オリフィスプレートの通路壁面を示した平面図である（第１実施例）。
【図４】オリフィスプレートのオリフィスを拡大した断面図である（第１実施例）。
【図５】オリフィスプレートのオリフィスを拡大した断面図である（第２実施例）。
【図６】オリフィスプレートのオリフィスを拡大した断面図である（第３実施例）。
【図７】電磁式燃料噴射弁の主要構成を示した断面図である（第４実施例）。
【図８】オリフィスプレートの通路壁面を示した平面図である（第４実施例）。
【図９】電磁式燃料噴射弁の主要構成を示した断面図である（第５実施例）。
【図１０】電磁式燃料噴射弁の主要構成を示した断面図である（従来の技術）。
【図１１】オリフィスプレートのオリフィスを拡大した断面図である（従来の技術）。
【符号の説明】
１電磁式燃料噴射弁
７バルブボディ
８ニードルバルブ（弁体）
９燃料通路
１０オリフィスプレート（噴孔付きプレート）
２１弁座
２９バルブボディの開口部
３０オリフィス（噴孔）
３１第１噴孔
３２第２噴孔
４０内側噴孔
４１第１噴孔
４２第２噴孔
５０外側噴孔
５１第１噴孔
５２第２噴孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection valve that injects fuel into an intake pipe or a combustion chamber of an internal combustion engine, and in particular, an electromagnetic equipped with an injection hole plate that promotes atomization of sprayed fuel that is injected near an intake valve of the internal combustion engine. Related to fuel injection valves.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electromagnetic fuel injection valve (for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-1463) provided with a mechanism (orifice plate 106) that promotes atomization of sprayed fuel that is injected in the vicinity of an intake valve of an internal combustion engine such as a gasoline engine in a timely manner. Etc.) has been proposed.
[0003]
For example, as shown in FIGS. 10 and 11, such an electromagnetic fuel injection valve has a cylindrical shape having an opening 101 at the center of the tip and a valve seat 102 upstream of the opening 101. A valve body 103, a needle valve 104 that is slidably accommodated in the valve body 103, and interrupts fuel injection by contacting or separating from the valve seat 102, and a valve that closes the opening 101. An orifice plate 106 is provided on the front end surface of the body 103 and has a fuel passage 105 formed between the front end surface of the needle valve 104.
[0004]
The orifice plate 106 has a round hole shape so as to be inclined by a predetermined inclination angle A (°) in a direction returning upstream from the fuel flow direction of the fuel passage 105 from the fuel inlet to the fuel outlet. A nozzle hole (orifice) 107 is formed through. In such an electromagnetic fuel injection valve, the ratio between the plate thickness t (mm) of the orifice plate 106 and the nozzle hole diameter (φd) of the orifice 107 is within a specific range in order to maintain a certain atomization performance. It is desirable to set to.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional electromagnetic fuel injection valve, the nozzle hole diameter of the orifice 107 is set according to the injection amount size, and the plate thickness of the orifice plate 106 is inevitably determined by the nozzle hole diameter. For this reason, depending on the injection amount size, the plate thickness of the orifice plate 106 becomes thinner than necessary. If the plate thickness of the orifice plate 106 becomes thinner than necessary, the orifice plate 106 is deformed by the fuel pressure applied to the tip of the electromagnetic fuel injection valve.
[0006]
That is, when the orifice plate 106 is deformed so as to swell downward in the figure due to the fuel pressure, the volume (internal volume) in the fuel passage (dead volume) 105 becomes very large, and when the electromagnetic fuel injection valve is closed, that is, the needle Even when the valve 104 is seated on the valve seat 102, if negative pressure is generated in the intake pipe, the fuel in the dead volume 105 whose volume has become very large is sucked out. Thereby, since fuel injection is performed more than the target value of fuel injection quantity, the problem that the injection quantity characteristic of an electromagnetic fuel injection valve will change arises.
[0007]
In addition, in the electromagnetic fuel injection valve having the round hole-shaped orifice 107, the diameter of the injection hole from the fuel inlet to the fuel outlet of the orifice plate 106 is the same, so the electromagnetic fuel injection valve is mounted on the intake manifold of the internal combustion engine. At this time, if foreign matter adheres to the vicinity of the fuel outlet of the orifice 107, the diameter of the nozzle hole of the fuel outlet of the orifice 107 is narrowed, causing a problem that the injection amount characteristic of the electromagnetic fuel injection valve changes.
[0008]
OBJECT OF THE INVENTION
In view of the above problems, the present invention can suppress the change in the injection amount characteristics by maintaining the strength of the plate with the injection holes even in any injection amount size without impairing the effect of promoting atomization of the atomized fuel. Another object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of suppressing a change in injection quantity characteristics even when foreign matter adheres to the vicinity of a fuel outlet of an injection hole.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the nozzle hole with the nozzle hole that promotes atomization of the sprayed fuel is provided with the nozzle hole that is formed to be inclined and penetrated between the fuel inlet and the fuel outlet of the nozzle hole. A first nozzle hole provided on the fuel inlet side having a different shape and a second nozzle hole provided on the fuel outlet side are provided.
[0010]
Accordingly, even if the ratio between the thickness of the first nozzle hole and the nozzle diameter of the first nozzle hole is set within a specific range for the purpose of maintaining a certain atomization promoting performance, Since the plate thickness of the injection hole plate can be secured by an amount corresponding to the hole, the strength of the injection hole plate can be increased in the fuel injection valve of any injection amount size without impairing the effect of promoting atomization of the atomized fuel. Can keep. As a result, the plate thickness of the nozzle hole plate does not become unnecessarily thin, and conversely, the plate thickness of the nozzle hole plate can be increased. Therefore, the plate with the nozzle hole is formed by the fuel pressure applied to the tip of the fuel injection valve. Therefore, the change in the injection amount characteristic of the fuel injection valve can be suppressed.
[0011]
Further, the nozzle hole area of the second nozzle hole existing on the fuel outlet side of the nozzle hole is made larger than the nozzle hole area of the first nozzle hole existing on the fuel inlet side of the nozzle hole of the nozzle hole plate. The plate thickness of the nozzle hole plate can be increased without impairing the effect of promoting atomization of fuel. When the fuel injection valve is mounted on the internal combustion engine, even if foreign matter adheres to the vicinity of the fuel outlet of the injection hole of the plate with the injection hole and the injection hole diameter of the fuel outlet of the second injection hole is narrowed, the injection amount characteristic is obtained. The change in the injection hole diameter of the first injection hole concerned is not affected at all, so that the change in the injection amount characteristic of the fuel injection valve can be suppressed.
[0012]
Also, Claim 1 According to the invention, the first nozzle hole is a round nozzle hole, the second nozzle hole is a divergent nozzle hole, and the fuel injection valve is arranged with respect to the central axis of the first nozzle hole. The divergent angle of the second nozzle hole on the central axis side is B1 (°), and the divergent angle of the second nozzle hole on the side opposite to the central axis of the fuel injection valve is B2 (°) with respect to the central axis of the first nozzle hole. ), The divergent shape of the second nozzle hole is B1 ≧ B2> 0 with respect to the central axis of the first nozzle hole.
[0013]
Claim 2 According to the invention, the first nozzle hole is a divergent nozzle hole, the second nozzle hole is a divergent nozzle hole, and the center of the fuel injection valve with respect to the central axis of the first nozzle hole. The divergent angle of the second nozzle hole on the shaft side is B1 (°), and the divergent angle of the second nozzle hole on the side opposite to the central axis of the fuel injection valve with respect to the central axis of the first nozzle hole is B2 (°). When the angle of the first nozzle hole is C (°), the shape of the second nozzle hole is B1 ≧ B2> C / 2.
[0014]
Claim 3 According to the invention described in (1), the fuel passage through which the main flow of the fuel flows during fuel injection is formed between the upstream end face of the plate with nozzle holes and the tip face of the valve element. The injection hole of the injection hole plate includes an inner injection hole disposed on the central axis side of the fuel injection valve from a portion where the main flow of the fuel flow flowing in the fuel passage collides with the injection hole plate, The outer injection hole is disposed on the opposite side of the center axis of the fuel injection valve from the portion where the main flow of the fuel flow flowing through the nozzle collides with the plate with the injection holes.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
[Configuration of the first embodiment]
1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an electromagnetic fuel injection valve, and FIG. 2 shows the main configuration of the electromagnetic fuel injection valve. FIG.
[0016]
The electronically controlled fuel injection device of the present embodiment is composed of a fuel supply system, an intake system, a sensor that detects the operating state of the internal combustion engine, an electronic control unit (ECU) that integrally controls them, and the like. Among these, the fuel supply system pressurizes the fuel to a certain pressure by an electric fuel pump (not shown) and sends the fuel to the electromagnetic fuel injection valve 1 through a delivery pipe (not shown), and the optimum timing. This is a system that can inject fuel.
[0017]
The electromagnetic fuel injection valve 1 is a function (orifice plate) that promotes atomization of spray fuel that is injected in a timely manner near an intake valve (intake port) of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) such as a gasoline engine. ). The number of the electromagnetic fuel injection valves 1 according to the number of cylinders of the engine is assembled to an intake manifold (intake pipe) that supplies combustion air.
[0018]
The electromagnetic fuel injection valve 1 includes a housing mold 2 assembled to a delivery pipe, an electromagnetic coil (solenoid coil) 4 wound around the outer periphery of a resin coil bobbin 3 disposed in the housing mold 2, a housing A substantially cylindrical fixed iron core (stator) 5 fixed in the mold 2, a movable iron core (armature) 6 movable in the axial direction, a valve body 7 provided on the front end side of the housing mold 2, and the valve A needle valve 8 accommodated in the body 7 and an orifice plate 10 that forms a fuel passage 9 between one axial end surface (tip surface) of the needle valve 8 are configured.
[0019]
The housing mold 2 is integrally formed of a resin material. Inside the housing mold 2, a coil bobbin 3, a fixed iron core 5, and an external connection terminal (terminal) 11 are integrally formed. A resin mold 35 surrounding the electromagnetic coil 4 is integrally formed on the outer periphery of the coil bobbin 3 and the electromagnetic coil 4.
[0020]
A connector portion 12 is provided above the housing mold 2 so as to protrude from the outer wall of the housing mold 2. The external connection terminal 11 that is electrically connected to the electromagnetic coil 4 is embedded in the connector portion 12 and the resin mold 36. The external connection terminal 11 is connected to an ECU (not shown) via a wire harness.
[0021]
The fixed iron core 5 is made of a ferromagnetic material and is provided in the resin housing mold 2 so as to protrude upward from the upper end surface of the housing mold 2 in the figure. An axial fuel passage 13 is formed in the fixed iron core 5. A substantially cylindrical adjusting pipe 15 having an axial hole 14 therein is provided on the inner peripheral surface of the fixed iron core 5.
[0022]
The adjusting pipe 15 sets the set load (valve opening pressure) of the coil spring 16 by displacing the inside of the fixed core 5 in the axial direction. After the setting, the adjusting pipe 15 is fixed to the inner peripheral surface of the fixed core 5. The Then, one end of the coil spring 16 is in contact with the tip surface of the adjusting pipe 15. The other end of the coil spring 16 is in contact with the upper end surface of the needle valve 8 shown in FIG.
[0023]
The coil spring 16 urges the movable iron core 6 and the needle valve 8 downward in the figure to seat the seat portion 22 of the needle valve 8 on the valve seat 21 of the valve body 7 (see FIG. 2). When an excitation current flows from the external connection terminal 11 to the electromagnetic coil 4 by the ECU, the movable iron core 6 and the needle valve 8 are attracted toward the fixed iron core 5 against the urging force (spring force) of the coil spring 16. .
[0024]
A nonmagnetic pipe 17 and a magnetic pipe 18 are disposed on one side of the fixed iron core 5 in the axial direction. The nonmagnetic pipe 17 is made of a nonmagnetic material and has a substantially cylindrical shape. The nonmagnetic pipe 17 is connected to the lower end of the fixed iron core 5 in the figure. The magnetic pipe 18 is made of a magnetic material and is formed in a stepped pipe shape. The magnetic pipe 18 is connected to the lower end of the nonmagnetic pipe 17 in the figure. In the internal space of these nonmagnetic pipe 17 and magnetic pipe 18, a movable iron core 6 made of a magnetic material and formed in a cylindrical shape is provided.
[0025]
The valve body 7 is inserted into the magnetic pipe 18 via a hollow disk-shaped spacer 19 and laser-welded. The thickness of the spacer 19 is adjusted so as to keep the air gap between the fixed iron core 5 and the movable iron core 6 at a predetermined value. Here, an electromagnetic actuator is constituted by the housing mold 2, the electromagnetic coil 4, the fixed iron core 5, the movable iron core 6, the non-magnetic pipe 17, the magnetic pipe 18, and the like.
[0026]
Next, the structure of the valve body 7 and the needle valve 8 of the present embodiment will be briefly described with reference to FIGS. These valve body 7 and needle valve 8 are formed in a predetermined shape by a metal material such as SUS. A gap through which fuel passes is formed between the cylindrical surface 23 of the valve body 7 and the four chamfered portion formed in the sliding portion 24 of the needle valve 8. A valve portion is configured by the valve seat 21 of the valve body 7 and the seat portion 22 at the tip of the needle valve 8.
[0027]
The needle valve 8 corresponds to the valve body of the present invention, and has a joint 25 formed in the upper part of the figure. The joint 25 and the movable iron core 6 are laser-welded, so that the movable iron core 6 and the needle valve 8 are integrally connected. A chamfer as a fuel passage is provided on the outer periphery of the joint portion 25. Further, when the movable iron core 6 is attracted to the fixed iron core 5 by generating a magnetomotive force in the electromagnetic coil 4, the needle valve 8 is lifted until the flange portion 26 comes into contact with the spacer 19. Here, the valve body of the electromagnetic fuel injection valve 1 is constituted by the valve body 7 and the orifice plate 10, and the valve body of the electromagnetic fuel injection valve 1 is constituted by the needle valve 8.
[0028]
On the other hand, a filter 37 is mounted above the fuel passage 13 formed in the fixed iron core 5 in the figure. The filter 37 is a foreign matter removing unit that removes foreign matter such as dust in the fuel that is pumped from the fuel tank by a fuel pump or the like and flows into the electromagnetic fuel injection valve 1.
[0029]
Next, the structure of the orifice plate 10 of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS. Here, FIG. 3 is a view showing the passage wall surface of the orifice plate 10, and FIG. 4 is an enlarged view of the orifice of the orifice plate 10.
[0030]
The orifice plate 10 corresponds to the injection hole plate of the present invention, and the tip of the valve body 7 is closed so as to close the round hole-shaped opening 29 formed in the lower end surface (tip surface) of the valve body 7 in the figure. The surface is fixed by laser welding. The orifice plate 10 is made of a metal material such as SUS, and has a plate thickness of a sum of a first plate thickness t1 (mm) and a second plate thickness t2 (mm). The orifice plate 10 is formed with a plurality of orifices (small holes) 30 that control the direction of the atomized fuel and promote atomization of the atomized fuel.
[0031]
These orifices 30 correspond to the injection holes of the present invention and are opened by, for example, electric discharge machining or drilling, and upstream from the fuel inlet to the fuel outlet in the fuel flow direction of the fuel passage 9. The orifice plate 10 is formed so as to be inclined by a predetermined inclination angle A (°) in a direction returning to the side.
[0032]
Further, four orifices 30 are arranged on a single circle imaginary line centering on the central axis of the electromagnetic fuel injection valve 1 (center point of the orifice plate 10). The plurality of orifices 30 are first injection holes provided on the fuel passage 9 (fuel inlet) side formed between the distal end surface of the needle valve 8 and the upstream end surface of the orifice plate 10 in the valve body 7. 31 and a second nozzle hole 32 having a divergent shape provided closer to the intake passage (fuel outlet) than the first nozzle hole 31 is formed in the intake pipe.
[0033]
The first injection hole 31 is a circular injection hole having a predetermined injection hole diameter (φd), and is formed through the depth corresponding to the first plate thickness (t1) of the orifice plate 10. The nozzle hole area from the fuel inlet to the fuel outlet is S1 (mm ² ). The first injection hole 31 is inclined by a predetermined inclination angle (for example, 0 ° <A ° <90 °) with respect to the center line (axis) direction of the electromagnetic fuel injection valve 1, that is, the thickness direction of the orifice plate 10. Is formed.
[0034]
The second nozzle hole 32 is a nozzle hole having a divergent shape, and is formed to penetrate through a depth corresponding to the second plate thickness (t2) of the orifice plate 10. The area of the nozzle hole at the fuel outlet is first. S2 (mm) wider than the nozzle hole 31 ² ). The second injection hole 32 has a divergent angle B1 (°) on the central axis side of the electromagnetic fuel injection valve 1 with respect to the central axis of the first injection hole 31, and the central axis of the first injection hole 31. On the other hand, the end spread angle on the opposite side to the central axis of the electromagnetic fuel injection valve 1 is B2 (°).
[0035]
The hole wall surface of the second injection hole 32 on the central axis side of the electromagnetic fuel injection valve 1 with respect to the central axis of the first injection hole 31 has a curvature with the central axis of the electromagnetic fuel injection valve 1 as the center of curvature. A second portion of the second injection on the opposite side of the central axis of the electromagnetic fuel injection valve 1 with respect to the central axis of the first injection hole 31 is a circular portion (for example, an elliptical shape, an elliptical shape or a circular semicircular arc surface). The hole wall surface of the hole 32 faces in a direction opposite to the hole wall surface of the second injection hole 32 on the central axis side of the electromagnetic fuel injection valve 1 and has a curvature circle with the center axis of the electromagnetic fuel injection valve 1 as the center of curvature. (For example, an elliptical shape, an oval shape, or a circular semicircular arc surface).
[0036]
Therefore, the orifice plate 10 of the present embodiment has a round hole-shaped first injection hole 31 having the same shape as the normal injection hole from the upstream end (fuel inlet) of the orifice 30 to the position of the depth (plate thickness) t1. The ratio of the plate thickness to the nozzle hole diameter (t1 / φd) determines the spray shape and the characteristics that promote atomization of the sprayed fuel. The injection size (fuel flow rate) characteristic is also determined by the ratio (t1 / φd) of the nozzle hole diameter (φd), the plate thickness, and the nozzle hole diameter.
[0037]
The region (second injection hole 32) from the position of the depth (plate thickness) t1 of the orifice plate 10 to the position of the downstream end (fuel outlet) of the orifice 30, that is, the position of the depth (plate thickness) t2. In order to make the nozzle hole area (S2) at the fuel outlet of the second nozzle hole 32 larger than the nozzle hole area (S1) from the fuel inlet to the fuel outlet of the first nozzle hole 31 up to the plate thickness (t1), A tapered shape (a divergent shape) in which the opening area is gradually expanded by smoothly connecting to the first nozzle hole 31 is assumed. At this time, the divergent shape of the second injection hole 32 is a shape that satisfies the relationship of B1>A>B2> 0 with respect to the central axis of the first injection hole 31.
[0038]
[Operation of the first embodiment]
Next, the operation of the electromagnetic fuel injection valve 1 of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS.
[0039]
When the electromagnetic coil 4 of the electromagnetic fuel injection valve 1 is energized by the ECU, the movable iron core 6 is attracted to the fixed iron core 5 against the urging force of the coil spring 16, and the joint 25 is laser welded to the movable iron core 6. The needle valve 8 is lifted until the flange portion 26 abuts against the spacer 19. Then, the valve part which consists of the valve seat 21 of the valve body 7 and the seat part 22 of the needle valve 8 is opened.
[0040]
As a result, the fuel that has been pressurized to a certain pressure by the fuel pump and passed through the filter 37 into the fuel passage 13 formed in the fixed core 5 of the electromagnetic fuel injection valve 1 through the delivery pipe is supplied to the adjusting pipe 15. It passes through a gap between the axial hole 14 formed therein and the two chamfered portion formed in the joint portion 25 of the needle valve 8, and further, the cylindrical surface 23 of the valve body 7 and the sliding portion 24 of the needle valve 8. It passes through the gap between the four chamfered portions formed on the inner surface of the valve body 7 and reaches the fuel passage 9 from between the valve seat 21 of the valve body 7 and the seat portion 22 of the needle valve 8.
[0041]
The main flow of the fuel that has passed between the valve seat 21 and the seat portion 22 collides with the passage wall surface of the orifice plate 10 in the fuel passage 9 so as to follow the passage wall surface of the orifice plate 10, and electromagnetically. The flow is directed toward the central axis side of the fuel injection valve 1. The first injection hole 31 constitutes a circular injection hole having a predetermined injection hole diameter (φd) inclined by a predetermined inclination angle (A °) with respect to the plate thickness direction. The flow of the main flow of the fuel flowing into the fuel inlet of the first nozzle hole 31 does not form a vortex around the fuel inlet of the first nozzle hole 31 and moves from the inside of the fuel passage 9 toward the center of the first nozzle hole 31. It flows in while turning.
[0042]
In addition, the strength of the flow that flows into the fuel inlet of the first injection hole 31 by making a U-turn by the opposed flow at the center of the orifice plate 10 and the flow that goes directly from the outer peripheral portion of the orifice plate 10 to the fuel inlet of the first injection hole 31. Difference between the first and second intensities can be reduced (isotropic flow), and the fuel can be evenly collided at the center of the fuel inlet of the first injection hole 31. As a result, the internal energy of the fuel can be efficiently used in the form of turbulence due to collision between flows, and extremely ideal atomization can be realized.
[0043]
The atomized fuel thus efficiently atomized flows from the fuel outlet of the first injection hole 31 to the fuel inlet of the second injection hole 32, and the second injection hole 32 forms a divergent injection hole. Therefore, without passing through the fuel inlet of the second injection hole 32, the effect of atomization of the atomized fuel is not reduced, and the fuel outlet of the second injection hole 32 is close to the intake valve of the engine (intake port). It is injected with good timing.
[0044]
[Effects of the first embodiment]
As described above, the electromagnetic fuel injection valve 1 of the present embodiment is a plate for the first injection holes 31 of the plurality of orifices 30 provided in the orifice plate 10 for the purpose of maintaining a certain atomization promoting performance. Even when the ratio of the thickness (t1) and the nozzle hole diameter (φd) of the first nozzle hole 31 is set within a certain range, the end-divided second nozzle hole 32 connected to the downstream side of the first nozzle hole 31 Therefore, the total plate thickness of the orifice plate 10 can be increased by an extra amount, that is, by the plate thickness (t2), and the entire plate thickness of the orifice plate 10 can be ensured by the required strength.
[0045]
Therefore, the strength of the orifice plate 10 can be maintained at a required level or more in the electromagnetic fuel injection valve 1 of any injection amount size without impairing the effect of promoting atomization of the atomized fuel. As a result, the total plate thickness of the orifice plate 10 does not become unnecessarily thin, and conversely, the total plate thickness of the orifice plate 10 can be excessively increased by the plate thickness (t2). Therefore, the electromagnetic fuel injection valve 1 Since the orifice plate 10 is not greatly deformed by the fuel pressure applied to the tip of the fuel, the change in the injection amount characteristic of the electromagnetic fuel injection valve 1 can be suppressed.
[0046]
Further, in the orifice 30 of the orifice plate 10, the injection of the second injection hole 32 existing on the intake passage (fuel outlet) side of the injection hole area (S1) of the first injection hole 31 existing on the fuel passage 9 (fuel inlet) side. By increasing the hole area (S2), the entire plate thickness of the orifice plate 10 can be increased by an amount equivalent to the plate thickness (t2) without impairing the performance of promoting atomization of the atomized fuel.
[0047]
When the electromagnetic fuel injection valve 1 is mounted on the engine, foreign matter adheres to the vicinity of the fuel outlet of the second injection hole 32 of the orifice 30 of the orifice plate 10 and the injection hole diameter of the fuel outlet of the second injection hole 32 becomes narrower. Even if it does, it does not have any influence on the change in the injection hole diameter of the first injection hole 31 related to the injection quantity characteristic, so that the change in the injection quantity characteristic of the electromagnetic fuel injection valve 1 can be suppressed.
[0048]
[Second Embodiment]
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention and is an enlarged view of the orifice of the orifice plate.
[0049]
The first injection hole 31 among the plurality of orifices 30 formed in the orifice plate 10 of the electromagnetic fuel injection valve 1 of the present embodiment is a circular injection hole having a predetermined injection hole diameter (φd). The nozzle area of the fuel outlet is S1. The first injection hole 31 is formed at a portion of the first plate thickness (t1) of the orifice plate 10 so as to be inclined by a predetermined inclination angle (A °) with respect to the plate thickness direction of the orifice plate 10. .
[0050]
On the other hand, the second injection hole 32 of the orifice 30 is formed in a shape that expands toward the end of the second plate thickness (t2) of the orifice plate 10. The second injection hole 32 is formed by the second plate thickness (t2), and the injection hole area of the fuel outlet is S2 wider than that of the first injection hole 31.
[0051]
The second injection hole 32 has a divergent angle B1 ° on the central axis side of the electromagnetic fuel injection valve 1 with respect to the central axis of the first injection hole 31 and the central axis of the first injection hole 31. The end spread angle on the opposite side to the central axis of the electromagnetic fuel injection valve 1 is B2 °. That is, the divergent shape of the second injection hole 32 is A> B1 = B2> 0 with respect to the central axis of the first injection hole 31.
[0052]
[Third embodiment]
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention and is an enlarged view of the orifice of the orifice plate.
[0053]
The fuel inlet of the first injection hole 31 among the plurality of orifices 30 formed in the orifice plate 10 of the electromagnetic fuel injection valve 1 of this embodiment has a predetermined injection hole diameter (φd) and the first injection hole 31. Is a divergent nozzle hole, and its nozzle hole area is S1. The first injection hole 31 is formed at a portion of the first plate thickness (t1) of the orifice plate 10 so as to be inclined by a predetermined inclination angle (A °) with respect to the plate thickness direction of the orifice plate 10. . In addition, the end spread angle of the first injection hole 31 is C (°).
[0054]
On the other hand, the second injection hole 32 of the orifice 30 is formed in a shape that expands toward the end of the second plate thickness (t2) of the orifice plate 10. The second injection hole 32 is formed by the second plate thickness (t2), and the injection hole area of the fuel outlet is S2 wider than that of the first injection hole 31.
[0055]
The second injection hole 32 has a divergent angle B1 ° on the central axis side of the electromagnetic fuel injection valve 1 with respect to the central axis of the first injection hole 31 and the central axis of the first injection hole 31. The spread angle on the opposite side of the central axis of the electromagnetic fuel injection valve 1 is B2 °. That is, the divergent shape of the second injection hole 32 is B1>A>B2> C / 2 or A> B1 = B2> C / 2 with respect to the central axis of the first injection hole 31.
[0056]
[Fourth embodiment]
FIGS. 7 and 8 show a fourth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a view showing the main structure of an electromagnetic fuel injection valve. FIG. 8 is a view showing a passage wall surface of an orifice plate. .
[0057]
In this embodiment, the number of nozzle holes in the orifice 30 is doubled compared to the first embodiment in which the orifice plate 10 has four orifices 30. That is, an example is shown in which twelve orifices 30 are arranged on an imaginary line of a double circle centered on the central axis of the electromagnetic fuel injection valve 1 (the central point of the orifice plate 10). In addition, arrangement | positioning of the some orifice 30 can be freely arrange | positioned within the range which does not reduce the effect which promotes atomization of spray fuel.
[0058]
[Fifth embodiment]
FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention and is a diagram showing the main configuration of an electromagnetic fuel injection valve.
[0059]
In the orifice plate 10 of the present embodiment, a plurality of inner injection holes disposed on the central axis side of the electromagnetic fuel injection valve 1 from a portion where the main flow of the fuel flow flowing in the fuel passage 9 collides with the orifice plate 10. (Orifice) 40 and the direction of the main flow flowing in the fuel passage 9 on the opposite side of the central axis of the electromagnetic fuel injection valve 1 from the portion where the main flow of the fuel flow flowing in the fuel passage 9 collides with the orifice plate 10 A plurality of outer nozzle holes (orifices) 50 disposed at positions opposite to each other are formed.
[0060]
The plurality of inner nozzle holes 40 and the plurality of outer nozzle holes 50 have first and second nozzle holes 41, 42, 51, 52 having the same structure as that of the first embodiment. Here, reference numeral 53 denotes an annular plate-like plate sandwiched between the front end surface of the valve body 7 and the passage wall surface of the orifice plate 10, and is attached to the front end surface of the valve body 7 and the passage wall surface of the orifice plate 10 by laser welding. It is joined.
[0061]
[Modification]
In the present embodiment, the fuel injection valve for the internal combustion engine such as the electromagnetic fuel injection valve (fuel injector) 1 is attached to the intake manifold of the gasoline engine. However, the fuel injection valve for the internal combustion engine is attached to the cylinder of the engine. Alternatively, the fuel injection valve may be attached to a combustion apparatus such as a water heater or an oil stove.
[0062]
In the present embodiment, the example in which the valve body such as the needle valve 8 is applied to the electromagnetic fuel injection valve 1 that reciprocally moves in the axial direction by the electromagnetic actuator has been described. However, the valve body is mechanically reciprocated in the axial direction. You may apply to a fuel injection valve. For example, the present invention may be applied to a fuel injection nozzle that opens a valve body when fuel is supplied into the valve body and reaches a predetermined oil pressure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of an electromagnetic fuel injection valve (first embodiment).
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main configuration of an electromagnetic fuel injection valve (first embodiment).
FIG. 3 is a plan view showing a passage wall surface of an orifice plate (first embodiment).
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of an orifice of an orifice plate (first embodiment).
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of an orifice of an orifice plate (second embodiment).
FIG. 6 is an enlarged sectional view of an orifice of an orifice plate (third embodiment).
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the main configuration of an electromagnetic fuel injection valve (fourth embodiment).
FIG. 8 is a plan view showing a passage wall surface of an orifice plate (fourth embodiment).
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the main configuration of an electromagnetic fuel injection valve (fifth embodiment).
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a main configuration of an electromagnetic fuel injection valve (prior art).
FIG. 11 is an enlarged sectional view of an orifice of an orifice plate (prior art).
[Explanation of symbols]
1 Electromagnetic fuel injection valve
7 Valve body
8 Needle valve
9 Fuel passage
10 Orifice plate (plate with nozzle hole)
21 Valve seat
29 Valve body opening
30 Orifice
31 First nozzle hole
32 Second nozzle hole
40 Inner nozzle hole
41 First nozzle hole
42 Second nozzle hole
50 Outer nozzle
51 First nozzle hole
52 Second nozzle hole

Claims

A tubular valve body having an opening at the tip and a valve seat upstream of the opening;
A valve body that is slidably accommodated in the valve body and interrupts fuel injection by contacting or separating from the valve seat; and
An injection hole plate having an injection hole disposed on the front end surface of the valve body so as to close the opening of the valve body and injecting fuel ;
The injection hole is formed through the injection hole plate so as to be inclined with respect to the plate thickness direction from the fuel inlet toward the fuel outlet.
Between the fuel inlet and the fuel outlet of the nozzle hole, a first nozzle hole provided on the fuel inlet side having a different shape and a second nozzle hole provided on the fuel outlet side are provided,
A fuel injection valve having a nozzle hole area of the second nozzle hole larger than a nozzle hole area of the first nozzle hole ;
The first nozzle hole is a round nozzle hole, the second nozzle hole is a divergent nozzle hole,
With respect to the central axis of the first injection hole, a diverging angle of the second injection hole on the central axis side of the fuel injection valve is B1,
When the end spread angle of the second nozzle hole on the opposite side of the center axis of the fuel injection valve is B2 with respect to the center axis of the first nozzle hole,
The fuel injection valve according to claim 1, wherein a shape of the end of the second nozzle hole is such that B1 ≧ B2> 0 with respect to a central axis of the first nozzle hole .

A tubular valve body having an opening at the tip and a valve seat upstream of the opening;
A valve body that is slidably accommodated in the valve body and interrupts fuel injection by contacting or separating from the valve seat; and
An injection hole plate having an injection hole disposed on the front end surface of the valve body so as to close the opening of the valve body and injecting fuel;
The injection hole is formed through the injection hole plate so as to be inclined with respect to the plate thickness direction from the fuel inlet toward the fuel outlet.
Between the fuel inlet and the fuel outlet of the nozzle hole, a first nozzle hole provided on the fuel inlet side having a different shape and a second nozzle hole provided on the fuel outlet side are provided,
A fuel injection valve having a nozzle hole area of the second nozzle hole larger than a nozzle hole area of the first nozzle hole;
The first nozzle hole is a divergent nozzle hole, the second nozzle hole is a divergent nozzle hole,
With respect to the central axis of the first injection hole, a diverging angle of the second injection hole on the central axis side of the fuel injection valve is B1,
B2 is the end spread angle of the second injection hole on the opposite side of the central axis of the fuel injection valve with respect to the central axis of the first injection hole .
When the end spread angle of the first nozzle hole is C ,
The fuel injection valve according to claim 1, wherein the end-spreading shape of the second injection hole satisfies a relationship of B1 ≧ B2> C / 2 .

The fuel injection valve according to claim 1 or 2 ,
Between the upstream end face of the injection hole plate and the front end face of the valve body, a fuel passage is formed in which a main flow of fuel flows during fuel injection,
The nozzle hole flows in the fuel passage and an inner nozzle hole arranged on the central axis side of the fuel injection valve from a portion where a main flow of the fuel flow flowing in the fuel passage collides with the plate with the nozzle hole. A fuel injection valve comprising an outer injection hole disposed on a side opposite to a center axis of the fuel injection valve from a portion where a main flow of the fuel flow collides with the plate with the injection hole .