JP6160443B2

JP6160443B2 - 燃料噴射弁

Info

Publication number: JP6160443B2
Application number: JP2013224347A
Authority: JP
Inventors: 共生宮本; 充植木; 尚史足立
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: JP2015086748A

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射させる燃料噴射弁に関するものである。

従来、排気系から吸気系に排気ガスを循環させるＥＧＲ装置を備える内燃機関は公知である（例えば、特許文献１参照）。

そして、近年、排気ガス規制の強化に伴い、燃料噴射弁では噴射圧の高圧化や噴孔仕様の作り込みにより理想噴霧の実現を図り、ＥＧＲ装置を備える内燃機関ではＥＧＲ率を高くする等の対応をしている。

特開２００７−２８５２４２号公報

しかしながら、ＥＧＲ装置を備える内燃機関では、ＥＧＲガスが内燃機関の燃焼室内で凝縮し、酸性凝縮水が発生する場合がある。

そして、酸性凝縮水がノズルボデーの外表面を伝って噴孔に到達し、噴孔形成部位が腐食する虞があった。それにより噴孔の形状が崩れると、所望の噴霧形状が得られなくなり、有害排気ガスが増加するという問題が発生する。

本発明は上記点に鑑みて、酸性凝縮水による噴孔形成部位の腐食を防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、内燃機関（１）の燃焼室（４）に燃料を噴射させる燃料噴射弁（３）であって、燃料の噴出口となる複数の噴孔（３１２）が形成されたノズルボデー（３１）と、ノズルボデーにおける燃焼室に露出した外表面のうち複数の噴孔よりも上部の位置に設けられ、外表面を伝って複数の噴孔側に流れる液体の流れを遮断する流れ遮断手段（３１３）とを備え、流れ遮断手段は、前記外表面から突出した凸形状の突起部であり、突起部は、燃料噴射弁の軸線方向において複数の噴孔よりも上部に形成され、複数の噴孔を囲む連続する環状のもので構成されていることを特徴とする。

これによると、流れ遮断手段により酸性凝縮水が噴孔に到達するのを阻止することができるため、酸性凝縮水による噴孔形成部位の腐食を防止することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁を備える内燃機関の構成を示す図である。第１実施形態に係る燃料噴射弁の要部の構成を示す正面断面図である。第１実施形態に係る燃料噴射弁の下面図である。第１実施形態の第１変形例の要部の構成を示す正面断面図である。第１実施形態の第２変形例の要部の構成を示す正面断面図である。本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁の要部の構成を示す正面断面図である。第２実施形態に係る燃料噴射弁の下面図である。第２実施形態の変形例の要部の構成を示す正面断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。

図１に示す内燃機関（より詳細には、圧縮着火式内燃機関）１の本体部２には、燃料噴射弁３が装着されている。この燃料噴射弁３は、高圧燃料を蓄えるコモンレール（図示せず）に接続されており、コモンレールから供給される高圧燃料を燃焼室４内に噴射するようになっている。

内燃機関１は、排気系から吸気系に排気ガスを循環させるＥＧＲ通路５を備え、このＥＧＲ通路５には、ＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲ弁６が設けられている。

図２、図３に示すように、燃料噴射弁３は、有底円筒状のノズルボデー３１や、ノズルボデー３１内に摺動自在に挿入されたノズルニードル３２等を備えている。

そして、燃料噴射弁３は、その軸線が略鉛直方向に沿う姿勢で、且つノズルボデー３１の底部側が燃焼室４に露出するようにして、内燃機関１のシリンダヘッド７に固定されている。

ノズルボデー３１の底部側内表面には、テーパ状の弁座３１１が形成されている。また、ノズルボデー３１の底部には、燃料の噴出口となる噴孔３１２が複数個（本実施形態では４個）形成されている。この噴孔３１２は、一端が弁座３１１に開口し、他端がノズルボデー３１の底部側外表面に開口している。

ノズルニードル３２の一端側にはテーパ状のシート部３２１が形成され、ノズルニードル３２の往復動に伴ってシート部３２１が弁座３１１に接離することにより、噴孔３１２が開閉されるようになっている。

ノズルボデー３１における燃焼室４に露出した外表面のうち噴孔３１２の開口位置よりも上部の位置に、流れ遮断手段としての突起部３１３が設けられている。

この突起部３１３は、ノズルボデー３１の外表面から突出した凸形状であり、環状に連続している。より詳細には、突起部３１３は、噴射弁軸線を通る断面の形状が三角形であり、噴射弁径方向外周側の面３１３ａ（以下、突起部外周面という）は噴射弁軸線と平行であり、噴射弁径方向内周側の面３１３ｂ（以下、突起部内周面という）は、突起部３１３の最下部３１３ｃ（すなわち、突起部外周面３１３ａの最下部）から噴射弁径方向中心に向かって上昇している。なお、突起部内周面３１３ｂは、本発明の上昇傾斜面に相当する。

また、突起部３１３は、噴孔３１２から噴射される噴霧と干渉しない位置に配置されている。

なお、突起部３１３は、鍛造、切削、プレス等の加工により、ノズルボデー３１に一体に形成することができる。或いは、突起部３１３をノズルボデー３１とは別の部品として形成した後に、溶接、圧入、溶着等により、突起部３１３をノズルボデー３１に接合してもよい。

上記構成において、ＥＧＲ通路５を介して吸気系に循環されたＥＧＲガスが燃焼室４内で凝縮し、その凝縮水がノズルボデー３１における燃焼室４に露出した外表面に付着した場合、矢印Ａで示すように、凝縮水は重力によりノズルボデー３１の外表面を伝って下降し、突起部３１３に至る。

ここで、突起部内周面３１３ｂは突起部３１３の最下部３１３ｃから噴射弁径方向中心に向かって上昇しているため、凝縮水は突起部内周面３１３ｂを伝うことはできず、凝縮水は突起部３１３の最下部３１３ｃから燃焼室４に落下する。換言すると、突起部３１３により、ノズルボデー３１の外表面を伝って噴孔３１２側に流れる凝縮水の流れが阻止される。

したがって、本実施形態によると、酸性凝縮水による噴孔形成部位の腐食を防止することができる。

なお、上記実施形態においては、突起部３１３は、噴射弁軸線を通る断面の形状が三角形であったが、図４に示す第１実施形態の第１変形例のように、突起部３１３は、噴射弁軸線を通る断面の形状が矩形であってもよい。

この第１実施形態の第１変形例においても、上昇傾斜面としての突起部内周面３１３ｂは、突起部３１３の最下部３１３ｃから噴射弁径方向中心に向かって上昇しているため、凝縮水は突起部内周面３１３ｂを伝うことはできない。

また、図５に示す第１実施形態の第２変形例のように、突起部３１３における下方側部位は、噴射弁軸線を通る断面の形状が円弧状であってもよい。

この第１実施形態の第２変形例においても、上昇傾斜面としての突起部内周面３１３ｂは、突起部３１３の最下部３１３ｃから噴射弁径方向中心に向かって上昇しているため、凝縮水は突起部内周面３１３ｂを伝うことはできない。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の突起部３１３の代わりに凹部を設けたものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図６、図７に示すように、流れ遮断手段としての凹部３１４は、ノズルボデー３１の外表面から凹んだ凹形状であり、環状に連続している。より詳細には、凹部３１４における上方側部位は、噴射弁軸線を通る断面の形状が円弧状になっている。また、凹部３１４は、凹部３１４の噴射弁径方向最外周部３１４ａから噴射弁径方向中心に向かって上昇する上昇傾斜面３１４ｂを備えている。

なお、凹部３１４は、鍛造、切削、プレス等の加工により、ノズルボデー３１に一体に形成することができる。

上記構成において、凝縮水がズルボデー３１における燃焼室４に露出した外表面に付着した場合、矢印Ａで示すように、凝縮水は重力によりノズルボデー３１の外表面を伝って下降し、凹部３１４に至る。

ここで、上昇傾斜面３１４ｂは凹部３１４の噴射弁径方向最外周部３１４ａから噴射弁径方向中心に向かって上昇しているため、凝縮水は上昇傾斜面３１４ｂを伝うことはできず、凝縮水は凹部３１４の噴射弁径方向最外周部３１４ａから燃焼室４に落下する。換言すると、凹部３１４により、ノズルボデー３１の外表面を伝って噴孔３１２側に流れる凝縮水の流れが阻止される。

したがって、本実施形態によると、酸性凝縮水による噴孔形成部位の腐食を防止することができる。また、凹部３１４は、突起部３１３よりも加工が容易である。

なお、図８に示す第２実施形態の変形例のように、凹部３１４は、凹部３１４の噴射弁径方向最外周部３１４ａから噴射弁径方向中心に向かって延びる水平面３１４ｃと、水平面３１４ｂにおける噴射弁径方向最内周部から噴射弁軸線と平行に延びる垂直面３１４ｄとを有する形状でもよい。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、本発明の燃料噴射弁を圧縮着火式内燃機関に適用したが、本発明の燃料噴射弁は火花点火式内燃機関にも適用することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１内燃機関
３燃料噴射弁
４燃焼室
３１ノズルボデー
３１２噴孔
３１３突起部（流れ遮断手段）
３１４凹部（流れ遮断手段）

Claims

内燃機関（１）の燃焼室（４）に燃料を噴射させる燃料噴射弁（３）であって、
燃料の噴出口となる複数の噴孔（３１２）が形成されたノズルボデー（３１）と、
前記ノズルボデーにおける前記燃焼室に露出した外表面のうち前記複数の噴孔よりも上部の位置に設けられ、前記外表面を伝って前記複数の噴孔側に流れる液体の流れを遮断する流れ遮断手段（３１３）とを備え、
前記流れ遮断手段は、前記外表面から突出した凸形状の突起部であり、前記突起部は、前記燃料噴射弁の軸線方向において前記複数の噴孔よりも上部に形成され、前記複数の噴孔を囲む連続する環状のもので構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
前記流れ遮断手段は、前記流れ遮断手段の最下部（３１３ｃ）から噴射弁径方向中心に向かって上昇する上昇傾斜面（３１３ｂ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
前記流れ遮断手段は、前記複数の噴孔から噴射される噴霧と干渉しない位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
排気系から吸気系に排気ガスを循環させる内燃機関に搭載されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。