JP6138502B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents
燃料噴射弁 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6138502B2 JP6138502B2 JP2013019062A JP2013019062A JP6138502B2 JP 6138502 B2 JP6138502 B2 JP 6138502B2 JP 2013019062 A JP2013019062 A JP 2013019062A JP 2013019062 A JP2013019062 A JP 2013019062A JP 6138502 B2 JP6138502 B2 JP 6138502B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel injection
- injection valve
- fuel
- guide member
- seat portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
- F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
- F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
- F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
- F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
- F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
燃料噴射弁から噴出される噴霧は、ほぼ噴孔が加工される軸方向へ噴出されることが知られている。特許文献1に記載された燃料噴射弁のように、噴孔(オリフィス)が複数あるタイプの燃料噴射弁では、噴孔方向の加工精度をあげることが求められる。また、燃焼室内の大きさ、ピストン表面の形状、空気制御用のバルブ(吸入バルブや排気バルブ)との干渉をなるべく避け、排気ガス成分(特に未燃焼ガス成分であるすすなど)の発生を低減するために、各噴孔から噴出される噴霧の長さを短く制御することが求められている。
前記複数の噴孔への流体流入方向は、シート部上流部の位相からシート部へは複数の燃料通路が形成され、前記燃料通路は燃料噴射弁本体の中心軸線とはねじれの関係にあることとした。
ここで、ガイド部材12からシート部7Bを通り噴孔71〜76へ流入する主燃料通路について説明する。ガイド部材12より下流へ流体が流れる際、ガイド部材12と可動弁体41とで形成される僅かな隙間AAと、ガイド部材12に設けた複数の側溝15とに流れが分断されるが、隙間AAの面積は側溝15により形成される面積より遥かに小さく、側溝15に流体の流れは集中する。そのため、側溝15を通り、シート部7Bを通り噴孔71〜76の流れを主燃料通路と呼ぶ。
図2に示すように、従来ガイド部材12の側溝15は、燃料噴射弁軸O1に平行方向になるよう燃料通路を形成している。その為、燃料が側溝15を通過した後の流体はシート部7Bに向かうにつれ流路面積の減少とともに縮流していくが、流れのベクトルはオリフィスカップ7の円錐面に沿う方向と燃料噴射弁軸O1とほぼ同じ方向で通過していく。
図4に図3のA−A断面を示す。オリフィスカップ7を上流側からみた状態で、シート部7Bを表すように弁体41を除いた状態をしめす。このシート部7B近傍の流体流れを図5に示す。前述のように流れは円錐面および燃料噴射弁軸O1とほぼ同じ方向で進むため、シート部7Bを通過する際にはほぼ放射状に円錐面外側から燃料噴射弁中心方向へ流体が流入する形態となる。噴孔71〜76への流入矢印101〜106はほぼ燃料噴射弁中心軸方向に向く。
ここで、噴孔71〜76の入口を実線81〜86、出口を点線91〜96で示し、噴孔出口方向を矢印201〜206で表す。また、噴孔入口81と噴孔出口91の中心を通る軸線をO101とする。同様に各噴孔の中心軸線をO102とする。軸線O101と燃料噴射弁軸線O1を通る面での噴孔71内部流れを図6、軸線O101に垂直で噴孔出口91を通る面での流れを図7に表す。
噴孔71 では、流入方向101・出口方向201がほぼ一致していることから、図6における軸線O101方向の速度成分が大きい。そのため、噴孔出口91からの流体は鉛直軸方向の速い速度成分を持ったまま噴出される。
一方噴孔82では、流入方向102・出口方向202にて形成する角度α(α;0度〜90度)が付与されている。この角度αにより噴孔内部の流体にねじれる効果が発生する。このねじれにより、軸線O102方向に垂直な面成分方向の速度(以下、面内流速と呼ぶ)が付与されることがわかる。この面内流速が付与されることで、噴孔出口82から流体が噴出される際に、軸線O102方向の速度が低減し、軸線O102に垂直な面方向すなわち広がり方向に流体が進むことになる。
噴孔82で示したねじれ角αを積極的に各噴孔に与えるための本発明である実施例を以下に示す。 図10に示すように、噴孔入口への流入を矢印101a〜106a、噴孔出口方向は前記載の矢印201〜206とすると、噴孔71の流入方向101aと出口方向201のなす角度αは図5の噴口71に対して大きくすることが可能である。これにより噴孔内部の流体にねじれる効果が増すことがわかる。
特に本効果が顕著に現れるのは、図5で示す噴孔71や噴孔74のように噴孔への流入方向101(及び流入方向104)と噴孔出口方向201(及び出口方向204)にて形成する角度αがほぼ0度である場合である。
一方で図10に示す噴孔76の流入方向106aと噴孔出口方向206で形成されるねじれ角度は、図5に示すねじれ角に対して小さくなる傾向である。しかし、流入方向106aは噴孔76へ流入する際、ねじれ成分を伴うことにより、前記ねじれ角が小さくなる効果に対し噴孔76内部で発生する旋回成分の効果により面内流速を付与することが可能である。
本発明である、ねじれ角αを付与する方法について述べる。図11は本発明であるガイド部材12aを 上流側からの上視図と側面図を表す。ガイド部材12aは上流部に側溝15aを形成し下流側へ通じる。側溝15aは複数存在してもよい。上視図・側面図で示すように、側溝15aは軸線O1に対してねじれを伴う構造である。
図12にガイド部材12aとオリフィスカップ7との組合せた断面図を示す。ガイド部材12aの外周はオリフィスカップ7内周面と略接する構造となり、これにより側溝15aとオリフィスカップ7の内周で形成される溝は主燃料通路となる。ここで可動弁体41とガイド部材12aの内周面にできる隙間は、図2の構成とほぼ同等である。以上の構成により側溝15aを通過した燃料はガイド部材12aを通過した下流域にてねじれ成分をもちながら弁体41とオリフィスカップ7の隙間を流れ、シート部7Bを通過し各噴口71〜76へと流入する。
さらに本発明ではガイド部材12aの側溝15aの流路面積は、ガイド部材12aの上流の流路面積よりも小さく設定される。また弁体7とオリフィスカップ7との隙間で構成されるシート部7Bの流路面積よりは大きく設定される。まず、上流からの流路面積を絞ることにより側溝15aで形成される噴霧旋回力を高める効果を期待でき、またシート部7Bよりも流路を大きく設定することで中間流路の局所絞りにならない範囲で使用することが必要である。側溝15aの流路面積は0.18mm2より大きく8.1mm2より小さいことが条件となる。
図14Aは本実施例の別形態を表すガイド部材12bの上面図を示す。ガイド12b上流側から下流側へ貫通する燃料通路15bが構成される。燃料通路15bは複数構成されていてもよい。 図14Bは燃料通路15bの横断面図を表している。燃料通路15bの中心線O301は燃料噴射弁軸線O1に対してねじれの関係に構成される。燃料通路15bの形状は便宜上略真円としているが、前述の流路面積の成立する範囲であれば特に形状は問わない。
図15Aは本実施例の別携帯を表すガイド部材12cの上面図を示す。ガイド部材12cの上流側から下流側へ貫通する燃料通路15cが構成されており、燃料通路15cは下流側出口における流路面積が絞られていても良い。図15Bは燃料通路15cの横断面図を示すが、ガイド部材12bと同様に 中心線O302は燃料噴射弁軸線O1に対してねじれの関係に構成される。また、燃料通路15cの形状も便宜上略深淵としているに過ぎない。
これら前述のガイド部材12a、12b、12cは切削やプレスなどの工法にとどまらず焼結やMIM、ロストワックスなども考えられ、さらにはガイド部材(12a、12b、12c)がオリフィスカップ7と一体化したものにおいても、本発明の効果である噴霧ペネトレーションの短縮化を十分に得ることが可能である。
また、噴霧ペネトレーションを短くする方法として、本発明のガイド部材を構成した燃料噴射弁と合わせ、弁体7とオリフィスカップ7上のシート部7Bとで構成される隙間(いわゆるストローク)を流れる流体速度すなわちシート部流速が一定値を超えるようにストローク量を設定する組合せにより、噴霧ペネトレーションをさらに短くすることが可能である。
さらに、本発明のガイド部材を構成した燃料噴射弁と、オリフィスカップ7に形成される噴孔入口形状を略真円に設定した場合、出口側を楕円形としさらに楕円の軸(この場合長軸、短軸どちらでも良い)を流入角度に対してねじれ角βをもたせる組合せにより、噴孔内部に流体ねじり力の効果が付与され、旋回流が強化されることで、噴霧ペネトレーションをさらに短くすることも可能である。
2 固定コア
3 ヨーク
4 可動子
5 ノズルボディ
6 電磁コイル
7 オリフィスカップ
8 ばね
9 アジャスタ
10 フィルタ
11 ガイド部材
12 ガイド部材
13 燃料通路
14 燃料通路
15 側溝
18 リード端子
23 樹脂カバー
23A コネクタ部
40 可動コア
41 可動弁体
71〜76 噴孔
7A 円錐面
7B シート部
81〜86 噴孔入口
91〜96 噴孔出口
101〜106 噴孔流入方向
101a〜106a 噴孔流入方向
201〜206 噴孔出口方向
O1 燃料噴射弁中心軸
O101〜O106 噴孔中心軸
12a ガイド部材
15a ガイド部側溝
12b ガイド部材
15b ガイド部側溝
12c ガイド部材
15c ガイド部側溝
Claims (5)
- 複数の噴孔と、前記噴孔の上流側に設けられたシート部と、前記シート部と接触することにより閉弁状態となり、前記シート部から離れることによって開弁状態となる弁体と、
前記噴孔の入口側開口と前記シート部とが形成され上流側から下流側に向けて先細りとなる略円錐状の円錐形状部とを備えた燃料噴射弁において、
前記複数の噴孔への流体流入方向は、シート部上流部からシート部へは複数の燃料通路が形成され、夫々の前記燃料通路は燃料噴射弁本体の中心軸線に対して互いに同じ傾斜をしかつ前記燃料通路は燃料噴射弁本体の中心軸線とはねじれの関係にあり、
前記シート部上流に弁体外周部を覆うガイド部材が構成され、
前記ガイド部材の外周部に前記複数の燃料通路が構成され、前記燃料通路のそれぞれは燃料噴射弁本体の中心軸線とねじれの関係にあり、
前記燃料噴射弁は、前記弁体の先端を覆い、前記シート部が形成されたオリフィスカップを有し、
前記ガイド部材は、前記オリフィスカップに固定され、
前記複数の燃料通路は、前記複数の噴孔への流体流入方向の前記中心軸線に垂直な方向成分が、当該噴孔の入口中心と出口中心とを通る軸線の前記中心軸線に垂直な方向成分に対して角度を有するように、形成されることを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項1に記載の燃料噴射弁において、
前記ガイド部材の流路面積は、ガイド部材の上流流路面積より小さく、
前記シート部流路面積よりも大きいことを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項1に記載の燃料噴射弁において、
前記燃料通路の流路面積は、ガイド部の上流流路面積より小さく、前記シート部流路面積よりも大きく、シート部とガイド部が同一の部品で形成されることを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項1の燃料噴射弁において、
前記燃料通路の上流側流路面積よりも下流側流路面積が小さく設定されることを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項2または3に記載の燃料噴射弁において、
前記燃料通路の流路面積は、0.18mm 2 より大きく、8.1mm 2 より小さいことを特徴とする燃料噴射弁。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013019062A JP6138502B2 (ja) | 2013-02-04 | 2013-02-04 | 燃料噴射弁 |
US14/765,455 US9534573B2 (en) | 2013-02-04 | 2014-01-24 | Fuel injection valve |
PCT/JP2014/051439 WO2014119473A1 (ja) | 2013-02-04 | 2014-01-24 | 燃料噴射弁 |
DE112014000333.6T DE112014000333T5 (de) | 2013-02-04 | 2014-01-24 | Kraftstoffeinspritzventil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013019062A JP6138502B2 (ja) | 2013-02-04 | 2013-02-04 | 燃料噴射弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014148956A JP2014148956A (ja) | 2014-08-21 |
JP6138502B2 true JP6138502B2 (ja) | 2017-05-31 |
Family
ID=51262187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013019062A Expired - Fee Related JP6138502B2 (ja) | 2013-02-04 | 2013-02-04 | 燃料噴射弁 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9534573B2 (ja) |
JP (1) | JP6138502B2 (ja) |
DE (1) | DE112014000333T5 (ja) |
WO (1) | WO2014119473A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6059915B2 (ja) * | 2012-08-27 | 2017-01-11 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 燃料噴射弁 |
JP6862284B2 (ja) * | 2017-05-31 | 2021-04-21 | 日立Astemo株式会社 | 燃料噴射弁及びエンジンシステム |
JP7206601B2 (ja) * | 2018-03-08 | 2023-01-18 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁および燃料噴射システム |
US11015559B2 (en) | 2018-07-27 | 2021-05-25 | Ford Global Technologies, Llc | Multi-hole fuel injector with twisted nozzle holes |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60261975A (ja) * | 1984-06-11 | 1985-12-25 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 噴射弁 |
JPS61171869U (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-25 | ||
JP2600275B2 (ja) * | 1988-04-25 | 1997-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料噴射弁 |
US5058549A (en) | 1988-02-26 | 1991-10-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel swirl generation type fuel injection valve and direct fuel injection type spark ignition internal combustion engine |
US4974565A (en) | 1988-02-26 | 1990-12-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel swirl generation type fuel injection valve and direct fuel injection type spark ignition internal combustion engine mounted with the fuel injection valve |
JP2819702B2 (ja) * | 1989-12-12 | 1998-11-05 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
JPH06147057A (ja) * | 1992-11-12 | 1994-05-27 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料噴射ノズル |
US5544816A (en) * | 1994-08-18 | 1996-08-13 | Siemens Automotive L.P. | Housing for coil of solenoid-operated fuel injector |
JPH10331746A (ja) * | 1997-04-02 | 1998-12-15 | Hino Motors Ltd | 燃料噴射ノズル |
DE19911048A1 (de) * | 1999-03-12 | 2000-09-14 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
JP2000320429A (ja) * | 1999-05-13 | 2000-11-21 | Denso Corp | 燃料噴射ノズル |
JP2001123916A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-08 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 燃料噴射ノズル |
US6742727B1 (en) * | 2000-05-10 | 2004-06-01 | Siemens Automotive Corporation | Injection valve with single disc turbulence generation |
JP2004332544A (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内燃機関の燃料噴射装置 |
JP4576369B2 (ja) | 2006-10-18 | 2010-11-04 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 噴射弁及びオリフィスの加工方法 |
JP2008280985A (ja) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Denso Corp | 燃料噴射装置 |
US7963464B2 (en) * | 2008-01-23 | 2011-06-21 | Caterpillar Inc. | Fuel injector and method of assembly therefor |
JP2010223026A (ja) * | 2009-03-20 | 2010-10-07 | Denso Corp | 燃料噴射弁 |
-
2013
- 2013-02-04 JP JP2013019062A patent/JP6138502B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-01-24 WO PCT/JP2014/051439 patent/WO2014119473A1/ja active Application Filing
- 2014-01-24 US US14/765,455 patent/US9534573B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-01-24 DE DE112014000333.6T patent/DE112014000333T5/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9534573B2 (en) | 2017-01-03 |
DE112014000333T5 (de) | 2015-09-10 |
WO2014119473A1 (ja) | 2014-08-07 |
JP2014148956A (ja) | 2014-08-21 |
US20150361938A1 (en) | 2015-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6138502B2 (ja) | 燃料噴射弁 | |
JP6292188B2 (ja) | 燃料噴射装置 | |
JP6342007B2 (ja) | 燃料噴射弁の弁装置 | |
JP6268185B2 (ja) | 燃料噴射弁 | |
JP5976065B2 (ja) | 燃料噴射弁 | |
JP2010038126A (ja) | 燃料噴射弁 | |
JP2019157678A (ja) | 燃料噴射弁および燃料噴射システム | |
JP2015172357A (ja) | 燃料噴射弁 | |
JP4129688B2 (ja) | 流体噴射弁 | |
JP4380685B2 (ja) | 燃料噴射弁 | |
JP2012047167A (ja) | エアブラストインジェクタ | |
JP5258648B2 (ja) | 燃料噴射弁 | |
JP2019157677A (ja) | 燃料噴射弁および燃料噴射システム | |
JP2019157676A (ja) | 燃料噴射弁および燃料噴射システム | |
JP4511960B2 (ja) | 燃料噴射弁 | |
JP2014181611A (ja) | 燃料噴射弁 | |
JP6201908B2 (ja) | 燃料噴射弁 | |
JP4310402B2 (ja) | 燃料噴射弁 | |
JP6452842B2 (ja) | 燃料噴射弁の弁装置 | |
WO2016163086A1 (ja) | 燃料噴射装置 | |
JP2007303442A (ja) | 燃料噴射弁 | |
WO2017163574A1 (ja) | 燃料噴射装置 | |
JP6201907B2 (ja) | ノズルボディの製造方法 | |
JP4366717B2 (ja) | 流体噴射弁 | |
JP6299709B2 (ja) | 燃料噴射ノズル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150819 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150819 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160607 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160808 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161101 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161227 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170116 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170123 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170426 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6138502 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |