JP5166500B2

JP5166500B2 - Fuel injection valve

Info

Publication number: JP5166500B2
Application number: JP2010222513A
Authority: JP
Inventors: 貴博齋藤; 信章小林; 洋史大野; 敦士中井
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: CN102444511B; JP2012077664A; CN102444511A

Description

本発明は、エンジンの燃料噴射弁として用いられる燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve used as a fuel injection valve for an engine.

この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、各燃料噴孔から噴射される燃料にスワールを付与することにより、燃料を微粒化するもの燃料噴射弁が開示されている。各燃料噴孔から噴射された直後の燃料は液膜状態であるが、その後液糸状態を経て微粒化状態となる。この燃料噴射弁では、隣り合う燃料噴孔から噴射された燃料噴霧を衝突させることにより液膜状態から早期に液糸状態として、結果的に燃料の微粒化を促進するようにしている。 As this type of technology, the technology described in Patent Document 1 below is disclosed. This publication discloses a fuel injection valve that atomizes fuel by applying swirl to the fuel injected from each fuel injection hole. The fuel immediately after being injected from each fuel injection hole is in a liquid film state, but then enters a atomized state through a liquid yarn state. In this fuel injection valve, the fuel spray injected from the adjacent fuel injection holes is collided to change the liquid film state to the liquid yarn state at an early stage, and as a result, the atomization of the fuel is promoted.

特開２００３−３３６５６１号公報JP 2003-336561 A

噴射した燃料の微粒化を図るためには、燃料噴射孔の径を小さくする必要がある。しかしながら、燃料噴射孔の径を小さくすると１つの燃料噴射孔から噴射することができる燃料噴射量は少量となるため、燃料噴射孔44を多数形成する必要がある。ノズルプレートは、弁座部材に溶接により固定されているため燃料噴射孔を形成することができる範囲は限られており、燃料噴射孔同士の距離が近いと隣り合う燃料噴霧が衝突し、液粒同士が結合して粗大粒が形成され、燃料の微粒化が抑制されるおそれがある。
一方、燃料噴射孔の径を大きくすると１つの燃料噴射孔が噴射することができる燃料噴射量は多量となるため、形成する燃料噴射孔を少数にすることができる。しかしながら、燃料噴射孔の径を大きくすると噴射した燃料が粗大化してしまう。
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、燃料噴射量を確保しつつ、燃料噴霧の衝突を抑制し、燃料の微粒化を図ることができる燃料噴射弁を提供することである。 In order to atomize the injected fuel, it is necessary to reduce the diameter of the fuel injection hole. However, if the diameter of the fuel injection hole is reduced, the amount of fuel injection that can be injected from one fuel injection hole is small, so that a large number of fuel injection holes 44 must be formed. Since the nozzle plate is fixed to the valve seat member by welding, the range in which the fuel injection holes can be formed is limited. When the distance between the fuel injection holes is short, adjacent fuel sprays collide with each other, causing liquid droplets. There is a possibility that coarse particles are formed by bonding together, and fuel atomization is suppressed.
On the other hand, when the diameter of the fuel injection hole is increased, the amount of fuel injection that can be injected by one fuel injection hole becomes large, and therefore the number of fuel injection holes to be formed can be reduced. However, when the diameter of the fuel injection hole is increased, the injected fuel becomes coarse.
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of suppressing fuel spray collision and atomizing fuel while ensuring a fuel injection amount. Is to provide.

上記目的を達成するため本発明では、各スワール室に連通してスワールが付与された燃料を燃焼室側に噴射する径の異なる複数の燃料噴射孔を、隣り合う燃料噴射孔から噴射される燃料噴霧が少なくとも液膜状態において重ならないように配置した。 In order to achieve the above object, in the present invention, a plurality of fuel injection holes having different diameters, which communicate with each swirl chamber and inject swirled fuel to the combustion chamber side, are injected from adjacent fuel injection holes. The sprays were arranged so that they did not overlap at least in the liquid film state .

本発明により、燃料噴射量を確保しつつ、燃料噴霧の衝突を抑制し、燃料の微粒化を図ることができる。

According to the present invention , fuel spray collision can be suppressed and fuel atomization can be achieved while securing a fuel injection amount .

実施例１の燃料噴射弁の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the fuel injection valve of Example 1. 実施例１の燃料噴射弁のスワール室付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near the swirl chamber of the fuel injection valve of Example 1. 実施例１の弁座部材を軸方向他端側から見た図である。It is the figure which looked at the valve-seat member of Example 1 from the axial direction other end side. 実施例１のノズルプレートを軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the nozzle plate of Example 1 from the axial direction. 実施例１の弁座部材およびノズルプレートのスケルトン図である。It is a skeleton figure of the valve seat member and nozzle plate of Example 1. FIG. 実施例１の燃料が燃料噴射孔に流れる流れの様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the flow which the fuel of Example 1 flows into a fuel injection hole. 実施例１の燃料噴射孔から燃料が拡散される方向を示す図である。It is a figure which shows the direction where a fuel is diffused from the fuel injection hole of Example 1. FIG. 実施例１のスワール室および燃料噴射孔部分の拡大図でありIt is an enlarged view of the swirl chamber and fuel injection hole part of Example 1. 実施例１の燃料噴射孔から噴射された燃料が噴霧となる様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the fuel injected from the fuel-injection hole of Example 1 becomes spray. 実施例１の燃料噴射孔から噴射された燃料噴霧の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the fuel spray injected from the fuel injection hole of Example 1. FIG. 実施例１の燃料噴霧の拡散範囲を示す図である。It is a figure which shows the spreading | diffusion range of the fuel spray of Example 1. FIG. 他の実施例の弁座部材を軸方向他端側から見た図である。It is the figure which looked at the valve seat member of the other Example from the axial direction other end side. 他の実施例のノズルプレートを軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the nozzle plate of the other Example from the axial direction. 他の実施例の燃料噴霧の拡散範囲を示す図である。It is a figure which shows the spreading | diffusion range of the fuel spray of another Example. 他の実施例の燃料噴射弁のスワール室付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near a swirl chamber of a fuel injection valve of other examples. 他の実施例の燃料噴射弁のスワール室付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near a swirl chamber of a fuel injection valve of other examples. 他の実施例の弁座部材を軸方向他端側から見た図である。It is the figure which looked at the valve seat member of the other Example from the axial direction other end side.

〔実施例１〕
実施例１の燃料噴射弁1について説明する。
［燃料噴射弁の構成］
図１は燃料噴射弁1の軸方向断面図である。この燃料噴射弁1は、自動車用エンジン等に用いられるものである。
燃料噴射弁1は、磁性筒体2と、磁性筒体2内に収容されるコア筒体3と、軸方向に摺動可能な弁体4と、弁体4と一体に形成された弁軸5と、閉弁時に弁体4により閉鎖される弁座6を有する弁座部材7と、開弁時に燃料が噴射される噴射孔を有するノズルプレート8と、通電時に弁体4を開弁方向に摺動させる電磁コイル9と、磁束線を誘導するヨーク10とを有している。
磁性筒体2は、例えば電磁ステンレス鋼等の磁性金属材料により形成された金属パイプ等からなり、深絞り等のプレス加工、研削加工等の手段を用いることにより、図１に示すように段付き筒状をなして一体に形成されている。磁性筒体2は、一端側に形成された大径部11と、大径部11よりも小径であって他端側に形成された小径部12とを有している。
小径部12には、一部を薄肉化した薄肉部13が形成されている。小径部12は、薄肉部13より一端側にコア筒体3を収容するコア筒体収容部14と、薄肉部13より他端側に弁部材15（弁体4、弁軸5、弁座部材7）を収容する弁部材収容部16とに分けられている。薄肉部13は、後述するコア筒体3と弁軸5が磁性筒体2に収容された状態で、コア筒体3と弁軸5との間の隙間部分を取り囲むように形成されている。薄肉部13は、コア筒体収容部14と弁部材収容部16との間の磁気抵抗を増大させ、コア筒体収容部14と弁部材収容部16間を磁気的に遮断している。
大径部11は弁部材15に燃料を送る燃料通路17を構成しており、大径部11の一端部には燃料を濾過する燃料フィルタ18が設けられている。燃料通路17には燃料配管60を介してポンプ47が接続されている。このポンプ47は、ポンプ制御装置54により制御されている。
コア筒体3は、中空部19を有する円筒形に形成されており、磁性筒体2のコア筒体収容部14に圧入されている。中空部19には、圧入等の手段により固定されたばね受20が収容されている。このばね受20の中心には軸方向に貫通した燃料通路43が形成されている。
弁体4の外形は略球体状に形成されており、周上に燃料噴射弁1の軸方向に対して並行に削られた燃料通路面21を有している。弁軸5は大径部22と、外形が大径部22より小径に形成された小径部23とを有している。
小径部23の先端には弁体4が溶接により一体に固定されている。なお図中の黒半円や黒三角は溶接箇所を示している。大径部22の端部にはばね挿入孔24が穿設されている。このばね挿入孔24の底部は、ばね挿入孔24よりも小径に形成されたばね座り部25が形成されるとともに、段部のばね受部26が形成されている。小径部23の端部には燃料通路孔27が形成されている。この燃料通路孔27はばね挿入孔24と連通している。小径部23の外周と燃料通路孔27とは貫通した燃料流出孔28が形成されている。 [Example 1]
The fuel injection valve 1 according to the first embodiment will be described.
[Configuration of fuel injection valve]
FIG. 1 is an axial sectional view of the fuel injection valve 1. The fuel injection valve 1 is used for an automobile engine or the like.
The fuel injection valve 1 includes a magnetic cylinder 2, a core cylinder 3 accommodated in the magnetic cylinder 2, a valve element 4 slidable in the axial direction, and a valve shaft formed integrally with the valve element 4. 5, a valve seat member 7 having a valve seat 6 that is closed by the valve body 4 when the valve is closed, a nozzle plate 8 having an injection hole through which fuel is injected when the valve is opened, and a direction in which the valve body 4 is opened when energized And an electromagnetic coil 9 to be slid and a yoke 10 for inducing magnetic flux lines.
The magnetic cylinder 2 is made of a metal pipe or the like formed of a magnetic metal material such as electromagnetic stainless steel, and is stepped as shown in FIG. 1 by using means such as deep drawing or pressing or grinding. It is integrally formed in a cylindrical shape. The magnetic cylinder 2 has a large-diameter portion 11 formed on one end side and a small-diameter portion 12 having a smaller diameter than the large-diameter portion 11 and formed on the other end side.
The small diameter portion 12 is formed with a thin portion 13 that is partially thinned. The small-diameter portion 12 includes a core tube housing portion 14 that houses the core tube body 3 on one end side from the thin wall portion 13, and a valve member 15 (valve body 4, valve shaft 5, valve seat member on the other end side from the thin wall portion 13. 7) and is divided into a valve member accommodating portion 16 for accommodating. The thin portion 13 is formed so as to surround a gap portion between the core cylinder 3 and the valve shaft 5 in a state where the core cylinder 3 and the valve shaft 5 described later are accommodated in the magnetic cylinder 2. The thin wall portion 13 increases the magnetic resistance between the core tube housing portion 14 and the valve member housing portion 16, and magnetically blocks between the core tube housing portion 14 and the valve member housing portion 16.
The large diameter portion 11 constitutes a fuel passage 17 for sending fuel to the valve member 15, and a fuel filter 18 for filtering the fuel is provided at one end of the large diameter portion 11. A pump 47 is connected to the fuel passage 17 via a fuel pipe 60. The pump 47 is controlled by a pump control device 54.
The core cylinder 3 is formed in a cylindrical shape having a hollow portion 19 and is press-fitted into the core cylinder housing portion 14 of the magnetic cylinder 2. The hollow portion 19 accommodates a spring receiver 20 fixed by means such as press fitting. A fuel passage 43 penetrating in the axial direction is formed at the center of the spring receiver 20.
The outer shape of the valve body 4 is formed in a substantially spherical shape, and has a fuel passage surface 21 cut in parallel with the axial direction of the fuel injection valve 1 on the circumference. The valve shaft 5 has a large-diameter portion 22 and a small-diameter portion 23 whose outer shape is smaller than the large-diameter portion 22.
The valve body 4 is integrally fixed to the tip of the small diameter portion 23 by welding. In addition, the black semicircle and black triangle in a figure have shown the welding location. A spring insertion hole 24 is formed at the end of the large diameter portion 22. A spring seat 25 having a smaller diameter than the spring insertion hole 24 is formed at the bottom of the spring insertion hole 24, and a stepped spring receiving portion 26 is formed. A fuel passage hole 27 is formed at the end of the small diameter portion 23. The fuel passage hole 27 communicates with the spring insertion hole 24. A fuel outflow hole 28 penetrating the outer periphery of the small diameter portion 23 and the fuel passage hole 27 is formed.

弁座部材7は、略円錐状の弁座6と、弁座6より一端側に弁体4の径とほぼ同型に形成された弁体保持孔30と、一端開口側に向かうにつれて大径に形成された開口部31とが設けられている。
また弁座部材7の他端側には、燃料にスワール（旋回流）を与える複数のスワール室41と、各スワール室41に燃料を分配する燃料分配室42が形成されている。
弁軸5および弁体4は、磁性筒体2に軸方向摺動可能に収装されている。弁軸5のばね受部26とばね受20との間にコイルバネ29が設けられ、弁軸5および弁体4を他端側に付勢している。弁座部材7は、弁座6に弁体4が座るように磁性筒体2に挿入され、磁性筒体2に溶接により固定されている。
弁座部材7の他端側にはノズルプレート8が設けられ、このノズルプレート8は弁座部材7と溶接により固定されている。ノズルプレート8には、スワール室41においてスワールが与えられた燃料が噴射される燃料噴射孔44が形成されている。
磁性筒体2のコア筒体3の外周には電磁コイル9が挿嵌されている。すなわち、電磁コイル9はコア筒体3の外周に配置されることとなる。電磁コイル9は、樹脂材料により形成されたボビン32と、このボビン32に巻回されたコイル33とから構成されている。コイル33は、コネクタピン34を介して電磁コイル制御装置55に接続されている。電磁コイル制御装置55は、クランク角を検出するクランク角センサからの情報に基づいて計算した燃焼室側に燃料を噴射するタイミングに応じて、電磁コイル9のコイル33に通電して燃料噴射弁1を開弁させる。 The valve seat member 7 includes a substantially conical valve seat 6, a valve body holding hole 30 formed on the one end side of the valve seat 6 so as to be substantially the same as the diameter of the valve body 4, and a diameter increasing toward the one end opening side. A formed opening 31 is provided.
On the other end side of the valve seat member 7, a plurality of swirl chambers 41 that give swirls (swirl flow) to the fuel and a fuel distribution chamber 42 that distributes the fuel to each swirl chamber 41 are formed.
The valve shaft 5 and the valve body 4 are accommodated in the magnetic cylinder 2 so as to be slidable in the axial direction. A coil spring 29 is provided between the spring receiver 26 and the spring receiver 20 of the valve shaft 5 to urge the valve shaft 5 and the valve body 4 to the other end side. The valve seat member 7 is inserted into the magnetic cylinder 2 so that the valve body 4 is seated on the valve seat 6, and is fixed to the magnetic cylinder 2 by welding.
A nozzle plate 8 is provided on the other end side of the valve seat member 7, and the nozzle plate 8 is fixed to the valve seat member 7 by welding. The nozzle plate 8 is formed with a fuel injection hole 44 through which the fuel swirled in the swirl chamber 41 is injected.
An electromagnetic coil 9 is inserted into the outer periphery of the core cylinder 3 of the magnetic cylinder 2. That is, the electromagnetic coil 9 is disposed on the outer periphery of the core cylinder 3. The electromagnetic coil 9 includes a bobbin 32 formed of a resin material and a coil 33 wound around the bobbin 32. The coil 33 is connected to the electromagnetic coil control device 55 via the connector pin 34. The electromagnetic coil control device 55 energizes the coil 33 of the electromagnetic coil 9 according to the timing of injecting fuel into the combustion chamber calculated based on the information from the crank angle sensor that detects the crank angle. Open the valve.

ヨーク10は中空の貫通孔を有し、一端開口側に形成された大径部35と、大径部35より小径に形成された中径部36と、中径部36より小径に形成され他端開口側に形成された小径部37から構成されている。小径部37は、弁部材収容部16の外周に嵌合されている。中径部36の内周には電磁コイル9が収装されている。大径部35の内周には連結コア38が配置されている。
連結コア38は磁性金属材料等により略Ｃ字状に形成されている。ヨーク10は、小径部37および連結コア38を介して大径部35において磁性筒体2と接続しており、すなわち電磁コイル9の両端部で磁性筒体2と磁気的に接続されていることとなる。ヨーク10の他端側先端には、燃料噴射弁1をエンジンの吸気ポートと接続するためのOリング40を保持し、かつ磁性筒体先端を保護するためのプロテクタ52が取り付けられている。
コネクタピン34を介して電磁コイル9に給電されると磁界が発生し、この磁界の磁力によって、弁体4および弁軸5をコイルばね29の付勢力に抗して開弁させる。
燃料噴射弁1の図１に示すように、磁性筒体2の大径部11の一端部を除いた部分、小径部12の電磁コイル9設置位置まで、電磁コイル9とヨーク10の中径部36との間、連結コア38の外周と大径部35との間、大径部35の外周、中径部36の外周、およびコネクタピン34の外周は樹脂カバー53により被服されている。コネクタピン34の先端部分は樹脂カバー53が開口して形成されており、コントロールユニットのコネクタが差し込まれるようになっている。
磁性筒体2の一端部外周にはOリング39が、ヨーク10の小径部37の外周にはOリング40が設けられている。 The yoke 10 has a hollow through-hole, and has a large-diameter portion 35 formed on one end opening side, a medium-diameter portion 36 formed with a smaller diameter than the large-diameter portion 35, and a diameter smaller than the medium-diameter portion 36. It is composed of a small diameter portion 37 formed on the end opening side. The small diameter portion 37 is fitted on the outer periphery of the valve member housing portion 16. An electromagnetic coil 9 is accommodated on the inner periphery of the medium diameter portion 36. A connecting core 38 is disposed on the inner periphery of the large diameter portion 35.
The connecting core 38 is formed in a substantially C shape by a magnetic metal material or the like. The yoke 10 is connected to the magnetic cylinder 2 at the large-diameter portion 35 via the small-diameter portion 37 and the connecting core 38, that is, magnetically connected to the magnetic cylinder 2 at both ends of the electromagnetic coil 9. It becomes. A protector 52 for holding the O-ring 40 for connecting the fuel injection valve 1 to the intake port of the engine and protecting the tip of the magnetic cylinder is attached to the tip of the yoke 10 on the other end side.
When power is supplied to the electromagnetic coil 9 through the connector pin 34, a magnetic field is generated, and the valve body 4 and the valve shaft 5 are opened against the biasing force of the coil spring 29 by the magnetic force of the magnetic field.
As shown in FIG. 1 of the fuel injection valve 1, the intermediate diameter portion of the electromagnetic coil 9 and the yoke 10 is located up to the portion of the magnetic cylinder 2 excluding one end portion of the large diameter portion 11 and the electromagnetic coil 9 installation position of the small diameter portion 12. 36, the outer periphery of the connecting core 38 and the large-diameter portion 35, the outer periphery of the large-diameter portion 35, the outer periphery of the medium-diameter portion 36, and the outer periphery of the connector pin 34 are covered with a resin cover 53. The tip of the connector pin 34 is formed by opening a resin cover 53 so that the connector of the control unit can be inserted.
An O-ring 39 is provided on the outer periphery of one end of the magnetic cylinder 2, and an O-ring 40 is provided on the outer periphery of the small diameter portion 37 of the yoke 10.

［スワール室の構成］
図２は燃料噴射弁1のスワール室41付近の拡大断面図である。図３は弁座部材7を図２においてA矢視した図である。
弁座部材7の他端側にはスワール室41と燃料分配室42が形成されている。燃料分配室42は弁座部材7の軸の同芯上に円形凹状に形成されている。開弁時には燃料が燃料分配室42に導かれることとなる。
スワール室41は、２つの大きなスワール室41aと２つの小さなスワール室41bとから形成されている。図３を参照して説明すると、スワール室41は、導入通路410a,401bとスワール付与室411a,411bとから構成されている。導入通路410は燃料分配室42から放射状に延びて形成されている。放射状に延びた導入通路410の先にはスワール付与室411が形成されている。スワール付与室411は円形凹状に形成されている。導入通路410は、スワール付与室411の接線上でスワール付与室411に接続されている。導入通路410とスワール付与室411は、燃料にスワールを効率良く付与できるように設定されており、導入通路410の長さ、断面積、スワール付与室411の径の大きさの比によって決定される。そのため、大きさの異なるスワール室41aとスワール室41bの形状はほぼ相似となる。 [Configuration of swirl room]
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the vicinity of the swirl chamber 41 of the fuel injection valve 1. FIG. 3 is a view of the valve seat member 7 as viewed in the direction of arrow A in FIG.
A swirl chamber 41 and a fuel distribution chamber 42 are formed on the other end side of the valve seat member 7. The fuel distribution chamber 42 is formed in a circular concave shape on the concentric axis of the valve seat member 7. When the valve is opened, the fuel is guided to the fuel distribution chamber 42.
The swirl chamber 41 is formed by two large swirl chambers 41a and two small swirl chambers 41b. Referring to FIG. 3, the swirl chamber 41 is composed of introduction passages 410a and 401b and swirl application chambers 411a and 411b. The introduction passage 410 is formed to extend radially from the fuel distribution chamber 42. A swirl imparting chamber 411 is formed at the tip of the radially extending introduction passage 410. The swirl imparting chamber 411 is formed in a circular concave shape. The introduction passage 410 is connected to the swirl application chamber 411 on the tangent line of the swirl application chamber 411. The introduction passage 410 and the swirl application chamber 411 are set so as to efficiently apply the swirl to the fuel, and are determined by the ratio of the length of the introduction passage 410, the cross-sectional area, and the diameter of the swirl application chamber 411. . For this reason, the shapes of the swirl chamber 41a and the swirl chamber 41b having different sizes are substantially similar.

［ノズルプレートの構成］
図４はノズルプレート8を軸方向から見た図である。図４ではスワール室41と燃料分配室42の位置を点線で示している。ノズルプレート8には、軸方向に貫通する燃料噴射孔44が形成されている。この燃料噴射孔44は、２つの大径の燃料噴射孔44aと、２つの小径の燃料噴射孔44bとから構成されている。弁座部材7にノズルプレート8を溶接した際に、燃料噴射孔44aの中心とスワール付与室411aの中心が、燃料噴射孔44bの中心とスワール付与室411bの中心とが略一致するように形成されている。
燃料噴射孔44は隣り合う別の燃料噴射孔44からできるだけ離れた位置となるように形成され、各燃料噴射孔44から噴射された燃料噴霧が衝突しないように形成されている。
また、２つの大径の燃料噴射孔44aの導入通路410bは、他の２つの小径の燃料噴射孔41bの導入通路410bよりも長く設定されていることから、大径の燃料噴射孔44aは、小径の燃料噴射孔44bよりもノズルプレート8の中心より離れた位置に形成されている。 [Configuration of nozzle plate]
FIG. 4 is a view of the nozzle plate 8 viewed from the axial direction. In FIG. 4, the positions of the swirl chamber 41 and the fuel distribution chamber 42 are indicated by dotted lines. The nozzle plate 8 is formed with fuel injection holes 44 penetrating in the axial direction. The fuel injection hole 44 includes two large-diameter fuel injection holes 44a and two small-diameter fuel injection holes 44b. When the nozzle plate 8 is welded to the valve seat member 7, the center of the fuel injection hole 44a and the center of the swirl application chamber 411a are formed so that the center of the fuel injection hole 44b and the center of the swirl application chamber 411b substantially coincide with each other. Has been.
The fuel injection holes 44 are formed so as to be located as far as possible from other adjacent fuel injection holes 44 so that the fuel sprays injected from the respective fuel injection holes 44 do not collide.
Further, since the introduction passages 410b of the two large diameter fuel injection holes 44a are set longer than the introduction passages 410b of the other two small diameter fuel injection holes 41b, the large diameter fuel injection holes 44a are It is formed at a position farther from the center of the nozzle plate 8 than the small diameter fuel injection hole 44b.

［作用］
次に実施例１の燃料噴射弁1の作用について説明する。
（燃料の微粒化）
図５は弁座部材7およびノズルプレート8のスケルトン図である。なお、図５は略図でありスワール室41および燃料噴射孔44は１つのみ記載している。図６は、燃料が燃料分配室42からスワール室41を経て燃料噴射孔44に流れる流れの様子を示す図である。図７は、燃料がスワール室41を経て燃料噴射孔44から噴射される様子を断面で示す図である。なお、図７において燃料はハッチングで示され、空気層は白抜きで示されている。図８はスワール室41および燃料噴射孔44部分の拡大図であり、燃料噴射孔44から燃料が噴射される様子を示している。図９は、燃料噴射孔44から拡散される方向を示す図である。
開弁すると弁体4と弁座6との間から燃料が燃料分配室42に供給される。燃料分配室42に供給された燃料は、導入通路410を通りスワール付与室411に流れ込む。スワール付与室411に流れ込んだ燃料は、スワール付与室411内を旋回して旋回エネルギーを持ったまま燃料噴射孔44に供給される噴射される（図５、図６）。旋回エネルギーを持つ燃料は、燃料噴射孔44の壁部分に沿うように旋回しながら噴射される（図７、図８）。そのため、燃料噴射孔44から噴射された燃料は、燃料噴射孔44の接線方向に飛散する（図９）。燃料噴射孔44から噴射された直後の燃料噴霧は、燃料噴射孔44開口部のエッジ部分によって薄い液膜状態で円錐状に広がる。その後、液膜状態の燃料が分離して微粒化した液滴となる。
これにより燃料の気化を促進することができ、特に低温始動時の窒素酸化物等の発生を低減することができる。 [Action]
Next, the operation of the fuel injection valve 1 of the first embodiment will be described.
(Fuel atomization)
FIG. 5 is a skeleton diagram of the valve seat member 7 and the nozzle plate 8. FIG. 5 is a schematic diagram, and only one swirl chamber 41 and one fuel injection hole 44 are shown. FIG. 6 is a diagram showing a flow of fuel flowing from the fuel distribution chamber 42 to the fuel injection hole 44 through the swirl chamber 41. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which fuel is injected from the fuel injection hole 44 through the swirl chamber 41. In FIG. 7, the fuel is indicated by hatching, and the air layer is indicated by white. FIG. 8 is an enlarged view of the swirl chamber 41 and the fuel injection hole 44, and shows how fuel is injected from the fuel injection hole 44. FIG. 9 is a diagram showing a direction in which the fuel injection hole 44 is diffused.
When the valve is opened, fuel is supplied to the fuel distribution chamber 42 from between the valve body 4 and the valve seat 6. The fuel supplied to the fuel distribution chamber 42 flows into the swirl application chamber 411 through the introduction passage 410. The fuel that has flowed into the swirl imparting chamber 411 swirls in the swirl imparting chamber 411 and is injected to be supplied to the fuel injection hole 44 with the swirling energy (FIGS. 5 and 6). The fuel having the turning energy is injected while turning along the wall portion of the fuel injection hole 44 (FIGS. 7 and 8). Therefore, the fuel injected from the fuel injection hole 44 is scattered in the tangential direction of the fuel injection hole 44 (FIG. 9). The fuel spray immediately after being injected from the fuel injection hole 44 spreads conically in a thin liquid film state by the edge portion of the opening of the fuel injection hole 44. Thereafter, the fuel in the liquid film state is separated into droplets that are atomized.
As a result, fuel vaporization can be promoted, and in particular, generation of nitrogen oxides and the like during low temperature starting can be reduced.

（燃料噴霧の衝突防止）
噴射した燃料の微粒化を図るためには、燃料噴射孔44の径を小さくする必要がある。しかしながら、燃料噴射孔44の径を小さくすると１つの燃料噴射孔44から噴射することができる燃料噴射量は少量となるため、燃料噴射孔44を多数形成する必要がある。ノズルプレート8は、弁座部材7に溶接により固定されているため燃料噴射孔44を形成することができる範囲は限られており、燃料噴射孔44同士の距離が近いと隣り合う燃料噴霧が衝突し、液粒同士が結合して粗大粒が形成され、燃料の微粒化が抑制されるおそれがある。
一方、燃料噴射孔44の径を大きくすると１つの燃料噴射孔44が噴射することができる燃料噴射量は多量となるため、形成する燃料噴射孔44を少数にすることができる。しかしながら、燃料噴射孔44の径を大きくすると噴射した燃料が粗大化してしまう。
そこで実施例１の燃料噴射弁1では、各スワール室41に連通してスワールが付与された燃料を燃焼室側に噴射する径の異なる複数の燃料噴射孔を、隣り合う燃料噴射孔から噴射される燃料噴霧が重ならないように配置した。
図１０は燃料噴射孔44から噴射された燃料噴霧の形状を示す図である。図１１は燃料噴霧の拡散範囲を示す図である。図１０、図１１に示すように、大径の燃料噴射孔44aから噴射された燃料噴霧と小径の燃料噴射孔44bから噴射された燃料噴霧とは拡散範囲が被らず、燃料噴霧の衝突を防止することができる。そのため液粒の粗大化を防ぎ、燃料の気化を促進することができる。さらに、大径の燃料噴射孔44aと小径の燃料噴射孔44bとを形成したことにより燃料噴射量を確保しつつ、十分に微粒化した燃料もある割合以上確保することができる。 (Preventing collision of fuel spray)
In order to atomize the injected fuel, the diameter of the fuel injection hole 44 needs to be reduced. However, if the diameter of the fuel injection hole 44 is reduced, the amount of fuel injection that can be injected from one fuel injection hole 44 is small, so a large number of fuel injection holes 44 must be formed. Since the nozzle plate 8 is fixed to the valve seat member 7 by welding, the range in which the fuel injection holes 44 can be formed is limited. When the distance between the fuel injection holes 44 is short, adjacent fuel sprays collide. However, the liquid particles are combined to form coarse particles, which may suppress the atomization of the fuel.
On the other hand, when the diameter of the fuel injection hole 44 is increased, the amount of fuel injection that can be injected by one fuel injection hole 44 becomes large, and therefore the number of fuel injection holes 44 to be formed can be reduced. However, if the diameter of the fuel injection hole 44 is increased, the injected fuel becomes coarse.
Therefore, in the fuel injection valve 1 according to the first embodiment, a plurality of fuel injection holes having different diameters for injecting the swirled fuel into the combustion chamber side in communication with the respective swirl chambers 41 are injected from the adjacent fuel injection holes. The fuel sprays are arranged so that they do not overlap.
FIG. 10 is a view showing the shape of the fuel spray injected from the fuel injection hole 44. FIG. 11 is a diagram showing a diffusion range of fuel spray. As shown in FIGS. 10 and 11, the fuel spray injected from the large-diameter fuel injection hole 44a and the fuel spray injected from the small-diameter fuel injection hole 44b do not have a diffusion range, and the fuel spray collides with each other. Can be prevented. Therefore, the coarsening of the liquid particles can be prevented and the vaporization of the fuel can be promoted. Further, by forming the large-diameter fuel injection holes 44a and the small-diameter fuel injection holes 44b, it is possible to secure a sufficient amount of fuel that is sufficiently atomized while securing the fuel injection amount.

（効率的なスワール付与）
燃料にスワールを効率良く付与できる導入通路410とスワール付与室411の形状は、導入通路410の長さ、断面積、スワール付与室411の径の大きさの比によって決定される。
そこで実施例１の燃料噴射弁1では、各燃料噴射孔44の形状を、相似形状に形成した。よって、燃料に効率的にスワールを付与することができ、燃料の微粒化を図ることができる。 (Efficient swirl grant)
The shapes of the introduction passage 410 and the swirl application chamber 411 that can efficiently apply the swirl to the fuel are determined by the ratio of the length of the introduction passage 410, the cross-sectional area, and the diameter of the swirl application chamber 411.
Therefore, in the fuel injection valve 1 of the first embodiment, the shape of each fuel injection hole 44 is formed in a similar shape. Therefore, the swirl can be efficiently given to the fuel, and the fuel can be atomized.

［効果］
実施例１の燃料噴射弁1の効果について以下に列記する。
（１）燃料を供給するポンプ47と、摺動可能に設けられた弁体4と、閉弁時に弁体4が座る弁座6が一端側に形成された弁座部材7と、弁座部材7の他端側に形成され、燃料にスワールを付与する複数のスワール室41と、各スワール室41に連通してスワールが付与された燃料を燃焼室側に噴射する径の異なる複数の燃料噴射孔44を、隣り合う燃料噴射孔44から噴射される燃料噴霧が重ならないように配置したノズルプレート8とを設けた。
大径の燃料噴射孔44aから噴射された燃料噴霧と小径の燃料噴射孔44bから噴射された燃料噴霧とは拡散範囲が被らず、もしくは拡散が被る範囲を可及的に低減し、燃料噴霧の衝突を抑制することができる。そのため液粒の粗大化を防ぎ、燃料の気化を促進することができる。さらに、大径の燃料噴射孔44aと小径の燃料噴射孔44bとを形成したことにより燃料噴射量を確保しつつ、十分に微粒化した燃料もある割合以上確保することができる。
（２）複数のスワール室41および複数の燃料噴射孔44の形状を、相似形状に形成した
よって、燃料噴射孔44が大きいときには、導入通路410も長くなる。これによりスワール付与室411へ向かう燃料の流れを整流することができ、燃料に効率的にスワールを付与し、燃料の微粒化を図ることができる。 [effect]
The effects of the fuel injection valve 1 of the first embodiment are listed below.
(1) A pump 47 for supplying fuel, a valve body 4 slidably provided, a valve seat member 7 formed on one end side with a valve seat 6 on which the valve body 4 sits when the valve is closed, and a valve seat member A plurality of swirl chambers 41 formed on the other end side of the fuel tank 7 for imparting a swirl to the fuel, and a plurality of fuel injections having different diameters for injecting the swirled fuel in communication with each swirl chamber 41 to the combustion chamber side The nozzle plate 8 in which the holes 44 are arranged so that the fuel sprays injected from the adjacent fuel injection holes 44 do not overlap each other is provided.
The fuel spray injected from the large-diameter fuel injection hole 44a and the fuel spray injected from the small-diameter fuel injection hole 44b do not cover the diffusion range or reduce the range of the diffusion as much as possible. Can be suppressed. Therefore, the coarsening of the liquid particles can be prevented and the vaporization of the fuel can be promoted. Further, by forming the large-diameter fuel injection holes 44a and the small-diameter fuel injection holes 44b, it is possible to secure a sufficient amount of fuel that is sufficiently atomized while securing the fuel injection amount.
(2) Since the shapes of the plurality of swirl chambers 41 and the plurality of fuel injection holes 44 are similar to each other, the introduction passage 410 is also elongated when the fuel injection holes 44 are large. As a result, the flow of the fuel toward the swirl imparting chamber 411 can be rectified, and the swirl can be efficiently imparted to the fuel so that the fuel can be atomized.

〔他の実施例〕
以上、本願発明を実施例１に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
実施例１の燃料噴射弁1では、２つの大きなスワール室41aと２つの小さなスワール室41b、２つの大径の燃料噴射孔44aと２つの小径の燃料噴射孔44bが形成されているが、それぞれの数は適宜設定しても良い。
図１２は弁座部材7を軸方向他端側から見た図である。図１３はノズルプレート8を軸方向から見た図である。図１４は燃料噴霧の拡散範囲を示す図である。例えば、図１２、図１３に示すように、１つの大きなスワール室41aと２つの小さなスワール室41b、１つの大径の燃料噴射孔44aと２つの小径の燃料噴射孔44bを形成するようにしても良い。この場合であっても、図１４に示すように大径の燃料噴射孔44aから噴射された燃料噴霧と小径の燃料噴射孔44bから噴射された燃料噴霧とは拡散範囲が被らないようにすれば良い。 [Other Examples]
As described above, the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration of each invention is not limited to each embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the invention. Are included in the present invention.
In the fuel injection valve 1 of the first embodiment, two large swirl chambers 41a, two small swirl chambers 41b, two large diameter fuel injection holes 44a and two small diameter fuel injection holes 44b are formed. May be set as appropriate.
FIG. 12 is a view of the valve seat member 7 as viewed from the other axial end side. FIG. 13 is a view of the nozzle plate 8 viewed from the axial direction. FIG. 14 is a diagram showing a diffusion range of fuel spray. For example, as shown in FIGS. 12 and 13, one large swirl chamber 41a, two small swirl chambers 41b, one large diameter fuel injection hole 44a and two small diameter fuel injection holes 44b are formed. Also good. Even in this case, as shown in FIG. 14, the fuel spray injected from the large-diameter fuel injection hole 44a and the fuel spray injected from the small-diameter fuel injection hole 44b are not covered with the diffusion range. It ’s fine.

また実施例１の燃料噴射弁1では弁座部材7にスワール室41、燃料分配室42を形成するようにしていたが、中間プレート50を設けてこの中間プレート50にスワール室41、燃料分配室42を形成するようにしても良い。
図１５は燃料噴射弁1のスワール室41付近の拡大断面図である。図１５に示すように、中間プレート50にスワール室41、燃料分配室42を形成し、ノズルプレート8とともに中間プレート50を弁座部材7に溶接する。
またノズルプレート8にスワール室41、燃料分配室42を形成するようにしても良い。
図１６は燃料噴射弁1のスワール室41付近の拡大断面図である。図１６に示すように、ノズルプレート8にスワール室41、燃料分配室42、燃料噴射孔44が形成されている。 In the fuel injection valve 1 of the first embodiment, the swirl chamber 41 and the fuel distribution chamber 42 are formed in the valve seat member 7. However, the intermediate plate 50 is provided, and the swirl chamber 41 and the fuel distribution chamber are provided in the intermediate plate 50. 42 may be formed.
FIG. 15 is an enlarged sectional view of the vicinity of the swirl chamber 41 of the fuel injection valve 1. As shown in FIG. 15, the swirl chamber 41 and the fuel distribution chamber 42 are formed in the intermediate plate 50, and the intermediate plate 50 is welded to the valve seat member 7 together with the nozzle plate 8.
Further, the swirl chamber 41 and the fuel distribution chamber 42 may be formed in the nozzle plate 8.
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the swirl chamber 41 of the fuel injection valve 1. As shown in FIG. 16, a swirl chamber 41, a fuel distribution chamber 42, and a fuel injection hole 44 are formed in the nozzle plate 8.

また実施例１の燃料噴射弁１ではスワール付与室411を円形に形成したが、他の形でも良い。
図１７は、弁座部材７を軸方向他端側から見た図である。図１７に示すように、スワール付与室411の壁は螺旋状に形成された凹状に形成されている。 In the fuel injection valve 1 of the first embodiment, the swirl chamber 411 is formed in a circular shape, but other shapes may be used.
FIG. 17 is a view of the valve seat member 7 as viewed from the other axial end side. As shown in FIG. 17, the wall of the swirl imparting chamber 411 is formed in a concave shape formed in a spiral shape.

1 燃料噴射弁
4 弁体
6 弁座
7 弁座部材
8 ノズルプレート
41 スワール室
44 燃料噴射孔 1 Fuel injection valve
4 Disc
6 Valve seat
7 Valve seat member
8 Nozzle plate
41 Swirl room
44 Fuel injection hole

Claims

A pump for supplying fuel;
A valve body slidably provided;
A valve seat member formed on one end side of a valve seat on which the valve body sits when the valve is closed;
A plurality of swirl chambers formed on the other end side of the valve seat member for imparting a swirl to the fuel;
A plurality of fuel injection holes having different diameters, which communicate with each swirl chamber and inject the fuel to which the swirl has been applied, into the combustion chamber, are overlapped at least in a liquid film state. A nozzle plate arranged so as not to become
Fuel injection valve provided with

The fuel injection valve according to claim 1, wherein
A fuel injection valve, wherein the plurality of swirl chambers and the plurality of fuel injection holes are formed in a similar shape.