JP5955181B2 - Fuel injection valve - Google Patents

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本発明は、エンジンの燃料噴射に用いられる燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve used for fuel injection of 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、スワール室において燃料に旋回力を与えた状態で燃料噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁が開示されている。   As this type of technology, the technology described in Patent Document 1 below is disclosed. This publication discloses a fuel injection valve that injects fuel from a fuel injection hole in a state where a turning force is applied to the fuel in a swirl chamber.

特許第3784748号公報Japanese Patent No. 3784748

開弁時にはスワール室(スワール付与室)に連通する横方向通路(連通路)の端部の側孔から燃料が流入する。側孔に燃料が流入すると燃料は下方向に向かう流れとなり、横方向通路の上部で燃料の流れが滞る領域が発生し、燃料噴孔から噴射される燃料の微粒化を妨げるおそれがあった。
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、スワール付与室に連通する連通路内の燃料の流れをなめらかにすることができる燃料噴射弁を提供することである。
When the valve is opened, fuel flows from the side hole at the end of the lateral passage (communication passage) communicating with the swirl chamber (swirl application chamber). When the fuel flows into the side holes, the fuel flows downward, and a region where the flow of the fuel stagnates occurs in the upper part of the lateral passage, which may hinder atomization of the fuel injected from the fuel injection holes.
The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of smoothing the flow of fuel in the communication passage communicating with the swirl application chamber. .

上記目的を達成するため本願発明では、連通路の弁座部材の開口部側端部に、連通路の軸方向に対して横方向に延び、深さが前記連通路の深さよりも浅い横通路を形成した。 In order to achieve the above object, in the present invention, the lateral passage extends laterally with respect to the axial direction of the communication passage at the opening side end of the valve seat member of the communication passage, and the depth is shallower than the depth of the communication passage. Formed.

本発明により、連通路内の燃料の流れをなめらかにすることができる。   According to the present invention, the flow of fuel in the communication path can be made smooth.

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の燃料噴射弁のノズルプレート付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near the nozzle plate of the fuel injection valve of Example 1. 実施例1のノズルプレートの斜視図である。2 is a perspective view of a nozzle plate of Example 1. FIG. 実施例1のスワール室の拡大斜視図である。3 is an enlarged perspective view of a swirl chamber according to Embodiment 1. FIG. 実施例1のスワール室の拡大平面図である。2 is an enlarged plan view of a swirl chamber according to Embodiment 1. FIG. 実施例1のノズルプレートを弁座部材に取り付けた状態を図である。It is a figure which shows the state which attached the nozzle plate of Example 1 to the valve seat member. 実施例1のスワール室および燃料噴射孔の斜視図に燃料の流れを記載した図である。It is the figure which described the flow of the fuel in the perspective view of the swirl chamber and fuel injection hole of Example 1. FIG. 比較例のノズルプレートの斜視図であるIt is a perspective view of the nozzle plate of a comparative example. 比較例のスワール室の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the swirl chamber of a comparative example. 比較例のスワール室の拡大平面図である。It is an enlarged plan view of a swirl chamber of a comparative example. 比較例のノズルプレートを弁座部材に取り付けた状態を図である。It is a figure which shows the state which attached the nozzle plate of the comparative example to the valve seat member. 比較例の開弁時の燃料の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the fuel at the time of valve opening of a comparative example. 比較例の連通路およびスワール付与室内の燃料の流れの解析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result of the flow of the fuel in the communicating path and swirl provision chamber of a comparative example. 実施例1の実施例1の開弁時の燃料の流れを示す図である。It is a figure which shows the fuel flow at the time of valve opening of Example 1 of Example 1. FIG. 実施例1の連通路およびスワール付与室内の燃料の流れの解析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result of the flow of the fuel in the communicating path of Example 1, and a swirl provision chamber. 他の実施例のノズルプレートの斜視図である。It is a perspective view of the nozzle plate of another Example. 他の実施例のノズルプレートの斜視図である。It is a perspective view of the nozzle plate of another Example. 他の実施例のノズルプレートの斜視図である。It is a perspective view of the nozzle plate of another Example. 他の実施例のノズルプレートの斜視図である。It is a perspective view of the nozzle plate of another Example. 他の実施例のノズルプレートの斜視図である。It is a perspective view of the nozzle plate of another Example. 他の実施例のノズルプレートの斜視図である。It is a perspective view of the nozzle plate of another Example. 他の実施例のノズルプレートの斜視図である。It is a perspective view of the nozzle plate of another Example. 他の実施例のノズルプレートの斜視図である。It is a perspective view of the nozzle plate of another Example. 他の実施例のノズルプレートの斜視図である。It is a perspective view of the nozzle plate of another Example.

〔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、自動車用ガソリンエンジンに用いられるものであって、インテークマニホールド内に向けて燃料を噴射する、所謂低圧用の燃料噴射弁である。以下では、図1において燃料噴射弁1の紙面上方を一端、紙面下方を他端と記す。
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燃料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。
[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. This fuel injection valve 1 is a so-called low-pressure fuel injection valve that is used in a gasoline engine for automobiles and injects fuel into an intake manifold. Hereinafter, in FIG. 1, the upper side of the fuel injection valve 1 is referred to as one end and the lower side of the paper is referred to as the other end.
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 a fuel injection hole through which fuel is injected when the valve is opened, and the valve body 4 is opened when energized It has an electromagnetic coil 9 that slides in the direction and a yoke 10 that induces magnetic flux lines.

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。
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.

大径部11の内径は弁部材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。磁性筒体2の一端部外周には、ポンプ47の配管に接続するためのOリング39が設けられている。
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。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。
The inner diameter of 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. The pump 47 is controlled by a pump control device 54. An O-ring 39 for connecting to the piping of the pump 47 is provided on the outer periphery of one end of the magnetic cylinder 2.
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. 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.

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。
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、弁体保持孔30から一端開口側に向かうにつれて大径に形成された上流開口部31と、弁座6の他端側に開口する下流開口部48とが形成されている。弁座6は、約角度45°で弁体保持孔30から下流開口部48へ向かって径が小さくなるように形成され、閉弁時には弁体4が弁座6に座るようになっている。
弁座部材7の他端側にはノズルプレート8が溶接されている。このノズルプレート8には、燃料にスワール(旋回流)を与える6つのスワール室41と、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。
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.
The valve seat member 7 includes a substantially conical valve seat 6, a valve body holding hole 30 formed on the one end side from the valve seat 6 so as to be substantially the same as the diameter of the valve body 4, and one end opening side from the valve body holding hole 30. An upstream opening 31 having a larger diameter and a downstream opening 48 that opens to the other end of the valve seat 6 are formed. The valve seat 6 is formed so that the diameter decreases from the valve body holding hole 30 toward the downstream opening 48 at an angle of about 45 °, and the valve body 4 is seated on the valve seat 6 when the valve is closed.
A nozzle plate 8 is welded to the other end side of the valve seat member 7. The nozzle plate 8 is formed with six swirl chambers 41 that give a swirl (swirl flow) to the fuel, and fuel injection holes 44 through which the fuel swirled in the swirl chamber 41 is injected.

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は磁性筒体2に挿入され、溶接により磁性筒体2に固定されている。
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 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 and fixed to the magnetic cylinder 2 by welding.
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 to energize the fuel injection valve 1 in accordance with 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。
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.

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、大部分が樹脂カバー53により被覆されている。樹脂カバー53に被覆されている部分は、磁性筒体2の大径部11の一端部を除いた部分から小径部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の外周である。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。
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, most of the fuel injection valve 1 is covered with a resin cover 53. The portion covered with the resin cover 53 is from the portion excluding one end portion of the large-diameter portion 11 of the magnetic cylindrical body 2 to the electromagnetic coil 9 installation position of the small-diameter portion 12 to the medium-diameter portion 36 of the electromagnetic coil 9 and the yoke 10. Between 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. 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.

[ノズルプレートの構成]
図2は燃料噴射弁1のノズルプレート8付近の拡大断面図である。図3はノズルプレート8の斜視図である。図4はスワール室41の拡大斜視図である。図5はスワール室41の拡大平面図である。図6はノズルプレート8を弁座部材7に取り付けた状態を図である。図2〜図6を用いてノズルプレート8の構成について説明する。
ノズルプレート8の一端側側面にはスワール室41が形成されている。スワール室41は6つ形成されており、それぞれ横通路42と連通路45とスワール付与室46とから構成されている。
連通路45はノズルプレート8に対して放射状に形成した溝であって、連通路45の先にはスワール付与室46が形成され、連通路45はスワール付与室46の接線方向に接続している。スワール付与室46は内側面と底部とを有する有底凹状に形成されているおり、内側面をノズルプレート8の軸方向から見ると螺旋状(スワール状、渦形状)に形成されている。連通路45とスワール付与室46とは同じ深さに形成されている。スワール付与室46の底部には貫通孔である燃料噴射孔44が形成されている。
連通路45の根元(スワール付与室46と接続する側の反対側端部45a)には、連通路45の軸方向に対して横方向(ノズルプレート8の周方向)に延びる横通路42が接続している。横通路42は隣接する連通路45の根元を連結する溝であって、その深さは連通路45の深さよりも浅く形成されている。また図6に示すように横通路42は、弁座部材7の下流開口部48の内周よりも内側、すなわちノズルプレート8の中心側に配置されている。
[Configuration of nozzle plate]
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the nozzle plate 8 of the fuel injection valve 1. FIG. 3 is a perspective view of the nozzle plate 8. FIG. 4 is an enlarged perspective view of the swirl chamber 41. FIG. 5 is an enlarged plan view of the swirl chamber 41. FIG. 6 is a view showing a state in which the nozzle plate 8 is attached to the valve seat member 7. The configuration of the nozzle plate 8 will be described with reference to FIGS.
A swirl chamber 41 is formed on one side surface of the nozzle plate 8. Six swirl chambers 41 are formed, each including a lateral passage 42, a communication passage 45, and a swirl imparting chamber 46.
The communication path 45 is a groove formed radially with respect to the nozzle plate 8. A swirl application chamber 46 is formed at the tip of the communication path 45, and the communication path 45 is connected in a tangential direction of the swirl application chamber 46. . The swirl imparting chamber 46 is formed in a bottomed concave shape having an inner side surface and a bottom portion, and is formed in a spiral shape (swirl shape, vortex shape) when the inner side surface is viewed from the axial direction of the nozzle plate 8. The communication path 45 and the swirl application chamber 46 are formed at the same depth. A fuel injection hole 44 that is a through hole is formed in the bottom of the swirl application chamber 46.
A lateral passage 42 extending in the lateral direction (circumferential direction of the nozzle plate 8) with respect to the axial direction of the communication passage 45 is connected to the base of the communication passage 45 (an end 45a opposite to the side connected to the swirl application chamber 46). doing. The lateral passage 42 is a groove that connects the bases of adjacent communication passages 45, and the depth thereof is formed to be shallower than the depth of the communication passage 45. Further, as shown in FIG. 6, the lateral passage 42 is disposed on the inner side of the inner periphery of the downstream opening 48 of the valve seat member 7, that is, on the center side of the nozzle plate 8.

[作用]
(閉弁時の燃料の流れ)
電磁コイル9のコイル33に通電されていないときには、弁体4が弁座6に座るようにコイルバネ29により弁軸5を他端側に付勢している。そのため弁体4と弁座6との間が閉鎖され、ノズルプレート8側には燃料は供給されないようになっている。
(開弁時の燃料の流れ)
図7はスワール室41および燃料噴射孔44の斜視図に燃料の流れを記載した図である。
電磁コイル9のコイル33に通電されているときには、コイルバネ29の付勢力に抗して電磁力により弁軸5が一端側に引き上げられる。そのため、弁体4と弁座6との間が解放され、燃料がノズルプレート8側に供給される。
ノズルプレート8に供給された燃料は各連通路45を通ってスワール付与室46に流入する。連通路45はスワール付与室46の接線方向に接続しているため、連通路45を通過した燃料はスワール付与室46の内側面に沿って旋回する。
スワール付与室46において燃料に旋回力(スワール力)が付与されて、旋回力を持った燃料は燃料噴射孔44の側壁部分に沿うように旋回しながら噴射される。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。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略中空円錐状の噴霧表面で燃料が膜状となる液膜状態となる。その後、膜状であった燃料噴霧が次第に分裂し始めて液糸状態となる。そして更に分裂が進み、燃料が粒状に分裂した液滴状態となる。
[Action]
(Fuel flow when the valve is closed)
When the coil 33 of the electromagnetic coil 9 is not energized, the valve shaft 5 is biased to the other end side by the coil spring 29 so that the valve body 4 is seated on the valve seat 6. For this reason, the space between the valve body 4 and the valve seat 6 is closed, so that fuel is not supplied to the nozzle plate 8 side.
(Fuel flow when the valve opens)
FIG. 7 is a perspective view of the swirl chamber 41 and the fuel injection hole 44 in which the flow of fuel is described.
When the coil 33 of the electromagnetic coil 9 is energized, the valve shaft 5 is pulled up to one end side by the electromagnetic force against the urging force of the coil spring 29. Therefore, the space between the valve body 4 and the valve seat 6 is released, and fuel is supplied to the nozzle plate 8 side.
The fuel supplied to the nozzle plate 8 flows into the swirl application chamber 46 through each communication path 45. Since the communication passage 45 is connected in the tangential direction of the swirl application chamber 46, the fuel that has passed through the communication passage 45 swirls along the inner surface of the swirl application chamber 46.
A swirl force (swirl force) is imparted to the fuel in the swirl imparting chamber 46, and the fuel having the swirl force is injected while swirling along the side wall portion of the fuel injection hole 44. Therefore, the fuel injected from the fuel injection hole 44 is scattered in the tangential direction of the fuel injection hole 44. The fuel spray immediately after being injected from the fuel injection hole 44 is in a liquid film state in which the fuel forms a film on the substantially hollow conical spray surface by the edge portion of the opening of the fuel injection hole 44. Thereafter, the fuel spray that has been in the form of a film gradually starts to split and enters a liquid yarn state. Further, the splitting further proceeds, and the fuel is in a droplet state split into particles.

(連通路内の燃料の流れ)
連通路45内の燃料の流れについて説明する。実施例1の連通路45内の燃料の流れについて説明する前に、比較例の連通路45内の燃料の流れについて説明する。図8は比較例としての横通路42を設けていないノズルプレート8の斜視図である。図9は比較例のスワール室41の拡大斜視図である。図10は比較例のスワール室41の拡大平面図である。図11は比較例のノズルプレート8を弁座部材7に取り付けた状態を図である。図12は比較例の開弁時の燃料の流れを示す図であり、図12(a)は弁体4および弁座部材7から燃料噴射孔44までの燃料の流れを示す図であり、図12(b)は図12(a)の点線部分の拡大図である。図13は連通路45およびスワール付与室46内の燃料の流れの解析結果を示す図であり、図13(a)は図10のB-B断面の解析結果、図13(b)は図10のC-C断面の解析結果、図13(c)は図10のD-D断面の解析結果である。図13では色の濃いほど(斜線・ハッチングの密度が高いほど)流速が遅く、色が薄いほど(斜線・ハッチングの密度が低いほど)流速が速いことを示す。
横通路42を設けなかった場合、連通路45の末端では燃料は上から(弁座部材7の下流開口部48から)下方向に向かって流れる。そのため、燃料の流れが連通路45の底側に偏り(図13で(A)で示す部分)、連通路45の上部には燃料の流れが滞る部分が生じる(図13で(B)で示す部分)。そのため、連通路45内の燃料の流れの抵抗が大きくなり、燃料噴射孔44から噴射される燃料噴霧の微粒化を妨げるおそれがあった。
連通路45内の燃料の流れをなめらかにするためには、連通路45の末端(スワール付与室46とは反対側の連通路端部)にある程度の体積を有する凹部を形成し、この凹部に貯留した燃料を連通路45に送ることが考えられる。しかし、凹部を形成してしまうとデッドボリュームの増大につながることとなる。デッドボリュームとは、燃料噴射弁1の閉弁時に、弁体4よりも下流に残留する燃料の体積のことを指す。燃料噴射弁1が燃料を噴射するインテークマニホールド内が負圧になると、残留した燃料が減圧沸騰し、燃料噴射の精度悪化や、不完全燃焼による炭化水素の増大、低パルス制御時の開閉弁の応答性の悪化、燃料噴射初期の噴霧粒子の粗大化を引き起こす原因となる。なおエンジンのシリンダ内に直接燃料を噴射する高圧用の燃料噴射弁の場合は、シリンダ内が負圧になることがないためデッドボリュームの影響は一般的には無い。このため、デッドボリュームはできるだけ削減することが望ましい。
そこで実施例1では、連通路45の根元45aに横通路42を設けた。図14は実施例1の開弁時の燃料の流れを示す図であり、図14(a)は弁体4および弁座部材7から燃料噴射孔44までの燃料の流れを示す図であり、図14(b)は図14(a)の点線部分の拡大図であり、図14(c)は図14(b)に示すAの方向から見た図である。図15は連通路45およびスワール付与室46内の燃料の流れの解析結果を示す図であり、図15(a)は図5のE-E断面の解析結果、図15(b)は図5のF-F断面の解析結果、図15(c)は図5のG-G断面の解析結果である。図15では色の濃いほど流速が遅く、色が薄いほど流速が速いことを示す。
図14、図15を参照して説明すると、横通路42を設けた場合、連通路45の末端では比較例と同じく燃料は上から下方向に向かって流れる(図14に示す(C))ものの、横通路42から連通路45の軸方向に対して横方向に向かう流れ(図14に示す(D))が生じる。そのため、燃料が上から下方向に向かう流れが弱まり、連通路45の上部と底部とにほぼ均等に燃料が流れる領域が増える(図15(a)の(E))。これにより、連通路45内の燃料の流れの効率が向上し、燃料噴霧の微粒化を促進することができる。また燃料噴霧の特性も安定化させることができる。また、連通路45内の燃料の流れの効率が向上することで、連通路45の体積を小さくすることができるためデッドボリュームを削減することができる。
また横通路42は、連通路45の末端に連通路45の軸方向に対して横方向の燃料の流れを作ることができれば良く、実施例1では連通路45の深さに対して横通路42の深さを浅く形成している。これにより、デッドボリュームの増大を抑制することができる。
さらに、横通路42を隣接する連通路45の根元45aを連結するように形成したため、連通路45が密集する部分においても横通路42を形成することができる。そして横通路42は、連通路の根元45aと連結するようにノズルプレート8の周方向に延設、もしくは環状に形成することができる。
(Fuel flow in the communication path)
The flow of fuel in the communication path 45 will be described. Before describing the flow of fuel in the communication path 45 of the first embodiment, the flow of fuel in the communication path 45 of the comparative example will be described. FIG. 8 is a perspective view of a nozzle plate 8 that is not provided with a lateral passage 42 as a comparative example. FIG. 9 is an enlarged perspective view of the swirl chamber 41 of the comparative example. FIG. 10 is an enlarged plan view of the swirl chamber 41 of the comparative example. FIG. 11 is a view showing a state in which the nozzle plate 8 of the comparative example is attached to the valve seat member 7. 12 is a view showing the flow of fuel when the valve is opened in the comparative example, and FIG. 12A is a view showing the flow of fuel from the valve body 4 and the valve seat member 7 to the fuel injection hole 44. 12 (b) is an enlarged view of the dotted line portion of FIG. 12 (a). FIG. 13 is a view showing the analysis result of the fuel flow in the communication passage 45 and the swirl imparting chamber 46, FIG. 13 (a) is the analysis result of the BB cross section of FIG. 10, and FIG. 13 (b) is the CC of FIG. FIG. 13C shows the analysis result of the cross section DD in FIG. 10. FIG. 13 shows that the darker the color (the higher the density of hatching and hatching), the slower the flow rate, and the lighter the color (the lower the density of the hatching and hatching), the faster the flow rate.
If not provided eyelet 42, the end of the communication passage 45 fuel (from the downstream opening 4 8 of the valve seat member 7) from above flows downwardly. Therefore, the flow of fuel is biased toward the bottom of the communication path 45 (portion indicated by (A) in FIG. 13), and a portion where the flow of fuel stagnates is formed at the upper portion of the communication path 45 (shown by (B) in FIG. portion). Therefore, the resistance of the fuel flow in the communication passage 45 is increased, and there is a possibility that the atomization of the fuel spray injected from the fuel injection hole 44 is hindered.
In order to smooth the flow of fuel in the communication path 45, a recess having a certain volume is formed at the end of the communication path 45 (the end of the communication path opposite to the swirl application chamber 46). It is conceivable to send the stored fuel to the communication path 45. However, if the recess is formed, the dead volume is increased. The dead volume refers to the volume of fuel remaining downstream from the valve body 4 when the fuel injection valve 1 is closed. When the pressure inside the intake manifold where the fuel injection valve 1 injects fuel becomes negative pressure, the remaining fuel boils under reduced pressure, the accuracy of fuel injection deteriorates, hydrocarbons increase due to incomplete combustion, and the on-off valve during low pulse control This causes deterioration of responsiveness and coarsening of spray particles in the initial stage of fuel injection. In the case of a high-pressure fuel injection valve that directly injects fuel into the engine cylinder, there is generally no negative volume effect because there is no negative pressure inside the cylinder. For this reason, it is desirable to reduce dead volume as much as possible.
Therefore, in the first embodiment, the lateral passage 42 is provided at the base 45 a of the communication passage 45. FIG. 14 is a view showing the flow of fuel when the valve is opened according to the first embodiment. FIG. 14A is a view showing the flow of fuel from the valve body 4 and the valve seat member 7 to the fuel injection hole 44. FIG. 14B is an enlarged view of the dotted line portion of FIG. 14A, and FIG. 14C is a view seen from the direction A shown in FIG. 14B. FIG. 15 is a view showing the analysis result of the fuel flow in the communication passage 45 and the swirl chamber 46, FIG. 15 (a) is the analysis result of the EE cross section of FIG. 5, and FIG. 15 (b) is the FF of FIG. FIG. 15C shows the analysis result of the cross section GG in FIG. 5. FIG. 15 shows that the darker the color, the slower the flow rate, and the lighter the color, the faster the flow rate.
14 and 15, when the lateral passage 42 is provided, the fuel flows from the top to the bottom at the end of the communication passage 45 as in the comparative example ((C) shown in FIG. 14). Then, a flow ((D) shown in FIG. 14) is generated from the lateral passage 42 in the lateral direction with respect to the axial direction of the communication passage 45. Therefore, the flow of the fuel from the top to the bottom is weakened, and the region where the fuel flows almost evenly at the top and bottom of the communication path 45 increases ((E) in FIG. 15A). Thereby, the efficiency of the fuel flow in the communication path 45 is improved, and atomization of the fuel spray can be promoted. Further, the fuel spray characteristics can be stabilized. Further, since the efficiency of the fuel flow in the communication path 45 is improved, the volume of the communication path 45 can be reduced, so that the dead volume can be reduced.
Further, the lateral passage 42 only needs to be able to create a fuel flow transverse to the axial direction of the communication passage 45 at the end of the communication passage 45. The depth of the shallow is formed. Thereby, an increase in dead volume can be suppressed.
Further, since the lateral passage 42 is formed so as to connect the bases 45a of the adjacent communication passages 45, the lateral passage 42 can be formed even in a portion where the communication passages 45 are densely packed. The lateral passage 42 can be extended in the circumferential direction of the nozzle plate 8 so as to be connected to the base 45a of the communication passage, or can be formed in an annular shape.

[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)開閉弁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が形成されるとともに、下流側に開口部を有する弁座部材7と、弁座部材7の下流も設けられたノズルプレート8と、ノズルプレート8に形成され内部で燃料を旋回させて旋回力を付与するスワール付与室46と、スワール付与室46の底部に形成され外部に貫通する噴射孔44と、ノズルプレート8に形成されスワール付与室46と弁座部材7の下流開口部48(開口部)とを連通する連通路45と、を備えた燃料噴射弁1において、連通路45の弁座部材7の下流開口部48側端部に、連通路の軸方向に対して横方向に延びる横通路42を形成した。
よって、連通路45内の燃料の流れの効率が向上し、燃料噴霧の微粒化を促進することができる。また燃料噴霧の特性も安定化させることができる。また、連通路45内の燃料の流れの効率が向上することで、連通路45の体積を小さくすることができるためデッドボリュームを削減することができる。
(2)横通路42は、隣接する連通路45を繋ぐようにした。
よって、連通路45が密集する部分においても横通路42を形成することができる。
[effect]
The effects of the fuel injection valve 1 of the first embodiment are listed below.
(1) A valve body 4 provided so as to be able to open and close, a valve seat 6 on which the valve body 4 sits when the valve is closed, a valve seat member 7 having an opening on the downstream side, and a valve seat member 7 The nozzle plate 8 provided also in the downstream, the swirl application chamber 46 formed in the nozzle plate 8 for applying a turning force by turning the fuel inside, and the injection hole 44 formed at the bottom of the swirl application chamber 46 and penetrating to the outside And a communication passage 45 formed in the nozzle plate 8 and communicating with the swirl chamber 46 and the downstream opening 48 (opening) of the valve seat member 7. A lateral passage 42 extending in the lateral direction with respect to the axial direction of the communication passage is formed at the end of the member 7 on the downstream opening 48 side.
Therefore, the efficiency of fuel flow in the communication passage 45 is improved, and atomization of fuel spray can be promoted. Further, the fuel spray characteristics can be stabilized. Further, since the efficiency of the fuel flow in the communication path 45 is improved, the volume of the communication path 45 can be reduced, so that the dead volume can be reduced.
(2) The lateral passage 42 is connected to the adjacent communication passage 45.
Therefore, the lateral passage 42 can be formed even in a portion where the communication passage 45 is dense.

〔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実施例1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。
[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 the first embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. Are included in the present invention.

(スワール室の数の変更)
実施例1の燃料噴射弁1では、スワール室41を6つ形成したが、スワール室41の個数は燃料噴射量の設計に応じて適宜変更しても良い。
図16〜図18はノズルプレート8の斜視図である。例えば、図16に示すようにスワール室41を2つ形成するようにしても良いし、図17に示すようにスワール室41を3つ形成するようにしても良いし、図18に示すようにスワール室41を4つ形成するようにしても良い。
(横通路の形状の変更)
実施例1の燃料噴射弁1では横通路42は隣接する連通路45を繋ぐように形成していたが、隣接する連通路45(もしくは連通路45の根元45a)を繋ぐように形成しなくとも良い。
図19〜図22はノズルプレートの斜視図である。例えば、図19〜図22に示すように、横通路42は隣接する連通路45を繋いでいなくとも良い。隣接する連通路45を互いに接続しないことにより、すなわち、横通路42が分割してノズルプレート8の周方向に配設されることにより、横通路42の体積が比較的低減されデッドボリュームの低減に寄与することができる。
また、図23,24に示すように横通路42を曲線でなく直線としても良い。
(Change in number of swirl rooms)
In the fuel injection valve 1 of the first embodiment, six swirl chambers 41 are formed, but the number of the swirl chambers 41 may be changed as appropriate according to the design of the fuel injection amount.
16 to 18 are perspective views of the nozzle plate 8. For example, two swirl chambers 41 may be formed as shown in FIG. 16, three swirl chambers 41 may be formed as shown in FIG. 17, or as shown in FIG. Four swirl chambers 41 may be formed.
(Changing the shape of the side passage)
In the fuel injection valve 1 of the first embodiment, the lateral passage 42 is formed so as to connect the adjacent communication passages 45, but it does not have to be formed so as to connect the adjacent communication passage 45 (or the root 45 a of the communication passage 45). good.
19 to 22 are perspective views of the nozzle plate. For example, as shown in FIGS. 19 to 22, the lateral passage 42 may not connect the adjacent communication passage 45. By not connecting the adjacent communication passages 45 to each other, that is, by dividing the lateral passages 42 and arranging them in the circumferential direction of the nozzle plate 8, the volume of the lateral passages 42 is relatively reduced and the dead volume is reduced. Can contribute.
Further, as shown in FIGS. 23 and 24, the lateral passage 42 may be a straight line instead of a curve.

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
42 横通路
44 燃料噴射孔(噴射孔)
45 連通路
46 スワール付与室
48 下流開口部(開口部)
1 Fuel injection valve
4 Disc
6 Valve seat
7 Valve seat member
8 Nozzle plate
42 Sidewalk
44 Fuel injection holes
45 passage
46 Swirl grant room
48 Downstream opening (opening)

Claims (2)

開閉弁可能に設けられた弁体と、
閉弁時に前記弁体が座る弁座が形成されるとともに、下流側に開口部を有する弁座部材と、
前記弁座部材の下流に設けられたノズルプレートと、
前記ノズルプレートに形成され内部で燃料を旋回させて旋回力を付与するスワール付与室と、
前記スワール付与室の底部に形成され外部に貫通する噴射孔と、
前記ノズルプレートに形成され前記スワール付与室と前記弁座部材の前記開口部とを連通する連通路と、
を備えた燃料噴射弁において、
前記連通路の前記開口部側端部に、前記連通路の軸方向に対して横方向に延び、深さが前記連通路の深さよりも浅い横通路を形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
A valve body provided to be capable of opening and closing; and
A valve seat on which the valve body sits when the valve is closed, and a valve seat member having an opening on the downstream side;
A nozzle plate provided downstream of the valve seat member;
A swirl chamber that is formed in the nozzle plate and swirls fuel inside to impart a swirling force;
An injection hole formed at the bottom of the swirl application chamber and penetrating to the outside;
A communication path formed in the nozzle plate and communicating the swirl application chamber and the opening of the valve seat member;
In a fuel injection valve equipped with
A fuel injection valve characterized in that a lateral passage extending in a lateral direction with respect to the axial direction of the communication passage and having a depth shallower than the depth of the communication passage is formed at an end portion on the opening side of the communication passage. .
請求項1に記載の燃料噴射弁において、
前記横通路は、隣接する前記連通路を繋ぐことを特徴とする燃料噴射弁。
The fuel injection valve according to claim 1, wherein
The fuel injection valve, wherein the lateral passage connects adjacent communication passages.
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