JP6180659B1

JP6180659B1 - 燃料噴射装置および噴射プレート

Info

Publication number: JP6180659B1
Application number: JP2016561400A
Authority: JP
Inventors: 裕輔木本; 史也茶園; 啓祐伊藤; 翔太川▲崎▼; 宗実　毅; 毅宗実
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2036-05-19
Also published as: WO2017115477A1; JPWO2017115477A1

Abstract

噴射孔から噴射される燃料の流量のばらつきを抑制することができる燃料噴射装置を得る。噴射プレートを介して燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射装置であって、噴射プレートは、内燃機関に対向する第１表面と第１表面の裏面である第２表面とを備えたプレート状部材であり、第２表面に燃料を導入する燃料導入部と、燃料導入部に導入された燃料を第１表面の側へ噴射する複数の筒状噴射孔と、燃料導入部に導入された燃料を第２表面で複数の筒状噴射孔へ分配する複数の分配流路とを備え、第１分配流路は、燃料導入部と隣接する第１筒状噴射孔および第２筒状噴射孔とに接続されており、第１分配流路に隣接する第２分配流路は、燃料導入部と第２筒状噴射孔および第３筒状噴射孔とに接続されており、複数の分配流路は、分配された燃料を複数の筒状噴射孔内で旋回させる。

Description

この発明は、燃料を噴射する燃料噴射装置および噴射プレートに関する。

内燃機関の燃料噴射装置は、噴射される燃料の粒子径が小さくなるにつれて、燃料の蒸発が促進されるとともに内燃機関の内壁への燃料付着量が減少して、未燃料の燃料排出量が低減される。その結果、内燃機関の燃料消費効率である燃費が向上し、有害ガスの排出量が低減される。噴射される燃料の微粒化の方法としては、噴射プレートにおける燃料の流路形状を工夫しまたは噴射孔の配置を工夫することで噴射される燃料を薄膜化して、燃料の微粒化を図るものが種々提案されている。有害ガスの排出量削減には、所定の流量の燃料を噴射することが求められる。

噴射される燃料の微粒化を促進する方法としては、例えば、噴射プレートにおける噴射孔の内部に燃料の旋回流を発生させて燃料を液膜状に噴射する方法、または、燃料を衝突させて膜状に噴射する方法が挙げられる。

従来、噴射弁となる噴射孔付ディスクを備えた燃料噴射装置が知られている。この噴射孔付ディスクには、噴射孔付ディスクを貫通する複数の筒状噴射孔が形成されている。燃料が導入される噴射孔付ディスクの上流側には、噴射孔と同心円で半径が噴射孔よりも大きい渦流旋回室が形成されている。渦流旋回室において燃料の旋回流が発生し、噴射孔から内燃機関へ微細な燃料が噴霧される。つまり、渦流旋回室に流入した燃料を渦流旋回室において旋回させて、旋回した燃料が噴射孔から噴射する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−５２６０１３号公報

渦流旋回室に流入した燃料を渦流旋回室において旋回させて、旋回した燃料が噴射孔から噴射する燃料噴射装置は、渦流旋回室の中心と噴射孔の中心とを一致させることによって、所定の噴射流量を得ることができる。しかしながら、加工において渦流旋回室の中心と噴射孔の中心との間に位置ずれが発生した場合に、渦流旋回室において旋回する燃料の流れに偏りが発生する。これにより、噴射孔から噴射される燃料の流量にばらつきが発生してしまうという問題点があった。

この発明は、噴射孔から噴射される燃料の流量のばらつきを抑制することができる燃料噴射装置および噴射プレートを提供するものである。

この発明に係る燃料噴射装置は、噴射プレートを介して燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射装置であって、噴射プレートは、内燃機関に対向する第１表面と第１表面の裏面である第２表面とを備えたプレート状部材であり、第２表面に燃料を導入する燃料導入部と、燃料導入部に導入された燃料を第１表面の側へ噴射する複数の筒状噴射孔と、燃料導入部に導入された燃料を第２表面で複数の筒状噴射孔へ分配する複数の分配流路とを備え、複数の分配流路のうちの第１分配流路は、燃料導入部と複数の筒状噴射孔のうちの隣接する第１筒状噴射孔および第２筒状噴射孔とに接続されており、複数の分配流路のうちの第１分配流路に隣接する第２分配流路は、燃料導入部と複数の筒状噴射孔のうちの隣接する第２筒状噴射孔および第３筒状噴射孔とに接続されており、複数の分配流路は、分配された燃料を複数の筒状噴射孔内で旋回させる。

この発明に係る燃料噴射装置によれば、渦流旋回室が設けられていないので、渦流旋回室の中心と噴射孔の中心との間の位置ずれが発生しない。これにより、噴射孔から噴射される燃料の流量のばらつきを抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係る燃料噴射装置を示す断面図である。図１の弁装置の要部を示す拡大図である。図２の噴射プレートを示す平面図である。図３の噴射プレートの要部を示す拡大図である。図４の筒状噴射孔を示す断面図である。図５の筒状噴射孔と比較するための噴射孔を示す断面図である。ダレの有無による噴射孔の最外径部分における燃料の流量を示すグラフである。この発明の実施の形態２に係る燃料噴射装置の噴射プレートの要部を示す平面図である。図８の筒状噴射孔の直径寸法に対する第１旋回用開口部の幅方向寸法の比、および、筒状噴射孔の直径寸法に対する第２旋回用開口部の幅方向寸法の比と噴射プレートから噴射される燃料の噴霧角との関係を示すグラフである。この発明の実施の形態３に係る燃料噴射装置の噴射プレートの要部を示す平面図である。この発明の実施の形態４に係る燃料噴射装置の噴射プレートの要部を示す平面図である。この発明の実施の形態５に係る燃料噴射装置の噴射プレートを示す平面図である。図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。この発明の実施の形態６に係る燃料噴射装置の噴射プレートを示す平面図である。この発明の実施の形態７に係る燃料噴射装置の噴射プレートを示す平面図である。図１５の噴射プレートの変形例を示す平面図である。図１５の噴射プレートの変形例を示す平面図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る燃料噴射装置を示す断面図である。燃料噴射装置１は、ソレノイド装置２と、ソレノイド装置２の内側に設けられ、磁気回路の固定子鉄心部分であるコア３と、ソレノイド装置２とコア３とに渡って設けられ、磁気回路のヨーク部分であるハウジング４と、ソレノイド装置２に電流を供給するための電源コネクタ５と、ソレノイド装置２の内側に設けられ、磁気回路の可動子鉄心部分であるアマチュア６と、アマチュア６の移動によって駆動する弁装置７とを備えている。

ソレノイド装置２は、電源コネクタ５から電流が供給されるコイル２１を有している。ソレノイド装置２は、コイル２１に電流が供給されることによって、磁束を発生させる。

弁装置７は、バルブシート用燃料通路７１１および弁座部７１２が形成されたバルブシート７１と、当接部７２１を有し、当接部７２１が弁座部７１２に離座および着座することによってバルブシート用燃料通路７１１が開閉される弁部材７２と、バルブシート７１よりも下流に設けられた円状の部材である噴射プレート７３と、ハウジング４とアマチュア６との間に設けられたバルブボディ７４とを有している。噴射プレート７３は、バルブシート７１に結合されている。噴射プレート７３には、噴射プレート７３の板厚方向に延び噴射プレート７３を貫通する複数の筒状噴射孔７３１が形成されている。

弁部材７２は、アマチュア６と当接部７２１とに接続されたニードル７２２と、当接部７２１が弁座部７１２に着座する方向にニードル７２２を押す圧縮ばね７２３とをさらに有している。ニードル７２２は、アマチュア６に圧入され、さらにアマチュア６に溶接されている。

次に、燃料噴射装置１の一般的な動作について説明する。内燃機関の制御装置により燃料噴射装置１の駆動回路に動作信号が電源コネクタ５を通して送られると、コイル２１に電流が通電され、アマチュア６、コア３、ハウジング４およびバルブボディ７４で構成される磁気回路に磁束が発生する。これにより、アマチュア６は、圧縮ばね７２３の押圧力に逆らってコア３側に吸引されて、当接部７２１が弁座部７１２から離れる。その結果、燃料が、当接部７２１に形成された面取部７２４の側面を通り、さらに、当接部７２１と弁座部７１２との間を通り、複数の筒状噴射孔７３１から内燃機関の吸気通路に噴射される。この時、アマチュア６はコア３と軸方向に当接する。

一方、内燃機関の制御装置により燃料噴射装置１の駆動回路に停止信号が送られると、コイル２１への通電が停止され、磁気回路における磁束が減少して、圧縮ばね７２３の押圧力により当接部７２１と弁座部７１２との間の隙間がなくなる。これにより、燃料噴射装置１からの燃料の噴射が停止する。

図２は図１の弁装置７の要部を示す拡大図、図３は図２の噴射プレート７３を示す平面図である。噴射プレート７３は、内燃機関に対向する第１表面と、この第１表面の裏面である第２表面とを備えたプレート状部材となっている。噴射プレート７３におけるバルブシート７１側の部分には、バルブシート用燃料通路７１１を通った燃料が導入される複数の燃料導入部７３２が形成されている。燃料導入部７３２は、噴射プレート７３の第２表面に燃料を導入する。この例では、４個の燃料導入部７３２が噴射プレート７３に形成されている。

筒状噴射孔７３１は、燃料導入部７３２に導入された燃料を噴射プレート７３の第１表面の側へ噴射する。筒状噴射孔７３１は、噴射プレート７３における燃料導入部７３２よりもバルブシート７１の中心軸線Ｏから離れた部分に形成されている。また、筒状噴射孔７３１は、中心軸線Ｏに沿って延びて噴射プレート７３を貫通するように噴射プレート７３に形成されている。この例では、４個の筒状噴射孔７３１が噴射プレート７３に形成されている。

噴射プレート７３には、燃料導入部７３２と筒状噴射孔７３１とを繋ぐ４個の燃料通路７３３が形成されている。一対の燃料通路７３３が１つの筒状噴射孔７３１に連通している。燃料導入部７３２および燃料通路７３３は、同一平面上に配置されている。つまり、燃料導入部７３２と筒状噴射孔７３１とを繋ぐ４個の燃料通路７３３は、４個の筒状噴射孔７３１へ燃料を均等に供給するための分岐部を有する。言い換えれば、燃料通路７３３は、燃料導入部７３２に導入された燃料を第２表面で複数の筒状噴射孔７３１へ分配する分配流路となっている。分岐部により燃料が均等に配分されることで各筒状噴射孔７３１間の流量変動を抑制することができる。また、燃料導入部７３２および燃料通路７３３は、中心軸線Ｏに垂直な面に配置されている。燃料導入部７３２および燃料通路７３３が中心軸線Ｏに垂直な同一平面上に配置されているので、燃料導入部７３２および燃料通路７３３が中心軸線Ｏに垂直な同一平面に対して傾斜して配置する場合と比較して、加工が容易となり、また、高さ方向への加工ばらつきが発生しても流路深さにのみ影響するので、流路変動の要因となる位置ずれが発生し難い構造となる。

図４は図３の噴射プレート７３の要部を示す拡大図である。筒状噴射孔７３１の内周面には、一対の燃料通路７３３における一方の燃料通路７３３である第１燃料通路７３３ａに連通される第１旋回用開口部７３４ａおよび一対の燃料通路７３３における他方の燃料通路７３３である第２燃料通路７３３ｂに連通される第２旋回用開口部７３４ｂが形成されている。つまり、筒状噴射孔７３１、第１燃料通路７３３ａ、第２燃料通路７３３ｂ、第１旋回用開口部７３４ａおよび第２旋回用開口部７３４ｂからなる図４に示す構造は、中心軸線Ｏを中心として点対称に回転して配置可能であり、点対称に配置された構造間の差は、最小限に小さくできるため、燃料通路７３３へは均等に圧力がかかる。燃料導入部７３２からの燃料は均等に各燃料通路７３３へ分配され、筒状噴射孔７３１から均一な噴霧を噴射できる。また、ここでは、４個の筒状噴射孔７３１を示しているが、点対称であるため４個以上の複数噴射化も可能であり、筒状噴射孔７３１の数が増えるほど、筒状噴射孔７３１の１個あたりに供給される流量は小さくなるため、流量変動を抑制しやすくすることができる。

第１旋回用開口部７３４ａは、筒状噴射孔７３１において、周方向について一方側であって径方向について一方側に配置されている。第２旋回用開口部７３４ｂは、筒状噴射孔７３１において、周方向について他方側であって径方向について他方側に配置されている。この例では、周方向とは、中心軸線Ｏを中心とした周方向であり、径方向とは中心軸線Ｏを中心とした径方向である。また、この例では、周方向について一方側とは、図４における左側であり、周方向について他方側とは、図４における右側である。なお、周方向について一方側が、図４における右側側であり、周方向について他方側が、図４における左側でであってもよい。また、この例では、径方向について一方側とは、径方向について内側であり、径方向について他方側とは、径方向について外側である。なお、径方向について一方側が径方向について外側で、径方向について他方側が径方向について内側であってもよい。

燃料導入部７３２から第１燃料通路７３３ａに流入する燃料は、第１旋回用開口部７３４ａに導かれる。また、燃料導入部７３２から第２燃料通路７３３ｂに流入する燃料は、第２旋回用開口部７３４ｂに導かれる。第１旋回用開口部７３４ａに導かれる燃料の流れＡと、第２旋回用開口部７３４ｂに導かれる燃料の流れＢとは、筒状噴射孔７３１の中心を中心とした点対称となっている。また、第１旋回用開口部７３４ａに導かれる燃料の流れＡおよび第２旋回用開口部７３４ｂに導かれる燃料の流れＢは、筒状噴射孔７３１の内周面に偏って流れる。このように燃料が筒状噴射孔７３１の中心を中心とした点対称に流れることによって、筒状噴射孔７３１には、強い旋回流が発生する。また、第１旋回用開口部７３４ａに導かれる燃料の流れＡおよび第２旋回用開口部７３４ｂに導かれる燃料の流れＢが、互いに、筒状噴射孔７３１の内周面に向かって押すことにより、筒状噴射孔７３１には、薄く均一な燃料の薄膜が形成される。その結果、燃料の液滴径の均一化かつ微粒化を図ることができ、良好な燃料粒子が内燃機関に噴射される。また、第１燃料通路７３３ａおよび第２燃料通路７３３ｂが中心軸線Ｏに垂直な同一平面上に配置されているので、燃料導入部７３２および燃料通路７３３が中心軸線Ｏに対して傾斜して配置される場合と比べて、重力方向への流れの勢いが小さく、筒状噴射孔７３１の接線方向への流れが強いため、旋回力を維持でき、良好な燃料粒子が生成される。

図５は図４の筒状噴射孔７３１を示す断面図、図６は図５の筒状噴射孔７３１と比較するための噴射孔を示す断面図である。特許文献１に記載された従来の燃料噴射装置のように、加工によって渦流旋回室８１に噴射孔８２を形成する場合には、渦流旋回室８１の中心と噴射孔８２の中心との間に位置ずれが発生する場合がある。渦流旋回室８１の中心と噴射孔８２の中心との間に位置ずれが発生した場合に、渦流旋回室８１において旋回する燃料の流れに偏りが発生する。一方、本発明では、渦流旋回室８１が形成されていないので、旋回する燃料の流れに偏り発生しない。また、図６に示すように、噴射孔８２の入口部には、ダレ８２１が発生する。一方、本発明では、渦流旋回室８１が形成されていないので、筒状噴射孔７３１にはダレが発生しない。したがって、筒状噴射孔７３１において旋回する燃料の流量等の特性値の変動が抑制される。その結果、燃費および排気ガスの悪化の要因となる気筒間の燃料噴射量のばらつきが抑制される。

図７はダレの有無による噴射孔の最外径部分における燃料の流量を示すグラフである。筒状噴射孔７３１の径方向の寸法を渦流旋回室８１の径方向の寸法と同じにすると、渦流旋回室８１が設けられている場合と比較して、およそ２．０倍の流量を得ることが可能となる。これにより、所定の流量を今までよりも小さな形状で得ることができる。したがって、噴射プレート７３により多くの筒状噴射孔７３１を形成することができ、さらに、筒状噴射孔７３１の配置される位置をより自由に変更することができる。その結果、より自由な噴霧形状を作成することができる。

また、本発明では、渦流旋回室８１が形成されていないので、渦流旋回室８１に割り当てていたスペースを筒状噴射孔７３１に割り当てることができる。これにより、筒状噴射孔７３１の径方向寸法を大きくすることができ、旋回させて到達できる噴射範囲が広くなり、また、燃料噴射装置１の製造が容易となる。

以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る燃料噴射装置１によれば、噴射プレート７３におけるバルブシート７１側の部分には、バルブシート用燃料通路７１１を通った燃料が導入される燃料導入部７３２が形成され、噴射プレート７３における燃料導入部７３２よりもバルブシート７１の中心軸線Ｏから離れた部分には、中心軸線Ｏに沿って延びて噴射プレート７３を貫通する筒状噴射孔７３１が形成され、噴射プレート７３には、燃料導入部７３２と筒状噴射孔７３１とを繋ぐ一対の燃料通路７３３が形成され、筒状噴射孔７３１の内周面には、一対の燃料通路７３３における一方の燃料通路７３３である第１燃料通路７３３ａに連通される第１旋回用開口部７３４ａおよび一対の燃料通路７３３における他方の燃料通路７３３である第２燃料通路７３３ｂに連通される第２旋回用開口部７３４ｂが形成され、第１旋回用開口部７３４ａは、筒状噴射孔７３１において周方向について一方側であって径方向について一方側に配置され、第２旋回用開口部７３４ｂは、筒状噴射孔７３１において周方向について他方側であって径方向について他方側に配置されているので、渦流旋回室８１を設けることなく、筒状噴射孔７３１から旋回した燃料を噴射させることができる。これにより、渦流旋回室８１の中心と噴射孔の中心との間の位置ずれが発生しない。その結果、筒状噴射孔７３１から噴射される燃料の流量のばらつきを抑制することができる。

また、一対の燃料導入部７３２が周方向に離れて配置され、第１燃料通路７３３ａが、一対の燃料導入部７３２における一方の燃料導入部７３２と筒状噴射孔７３１とを繋ぎ、第２燃料通路７３３ｂが、一対の燃料導入部７３２における他方の燃料導入部７３２と筒状噴射孔７３１とを繋ぐので、筒状噴射孔７３１の配置される位置をより自由に決めることができる。

実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２に係る燃料噴射装置の噴射プレートの要部を示す平面図である。実施の形態２に係る燃料噴射装置１では、筒状噴射孔７３１、第１旋回用開口部７３４ａおよび第２旋回用開口部７３４ｂの形状は、第１旋回用開口部７３４ａの幅方向寸法をＷ₁とし、第２旋回用開口部７３４ｂの幅方向寸法をＷ₂とし、筒状噴射孔７３１の直径寸法をＤとした場合に、Ｗ₁／Ｄ≦０．６、Ｗ₂／Ｄ≦０．６を満たすようになっている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

図９は図８の筒状噴射孔７３１の直径寸法Ｄに対する第１旋回用開口部７３４ａの幅方向寸法Ｗ₁の比、および、筒状噴射孔７３１の直径寸法Ｄに対する第２旋回用開口部７３４ｂの幅方向寸法Ｗ₁の比と噴射プレート７３から噴射される燃料の噴霧角との関係を示すグラフである。噴霧角が大きくなるにつれて燃料の微粒化が促進される。図９に示すように、Ｗ₁／Ｄ≦０．６、Ｗ₂／Ｄ≦０．６を満たす場合には、旋回された燃料が傘状に噴霧される。これは、第１旋回用開口部７３４ａの幅方向寸法Ｗ₁および第２旋回用開口部７３４ｂの幅方向寸法Ｗ₂が、筒状噴射孔７３１の直径寸法Ｄに対して十分に小さいので、筒状噴射孔７３１に導入された燃料の筒状噴射孔７３１における水平方向の流速が大きくなり、燃料の角運動量が増大することで強い旋回力が維持されるからである。

以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る燃料噴射装置１によれば、第１旋回用開口部７３４ａの幅方向寸法をＷ₁とし、第２旋回用開口部７３４ｂの幅方向寸法をＷ₂とし、筒状噴射孔７３１の直径寸法をＤとした場合に、Ｗ₁／Ｄ≦０．６、Ｗ₂／Ｄ≦０．６を満たすので、任意の噴霧角に調整された燃料の噴霧を形成することができる。その結果、噴霧された燃料同士が干渉による微粒化の抑制を防ぐことができる。

実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３に係る燃料噴射装置の噴射プレートの要部を示す平面図である。実施の形態３に係る燃料噴射装置１では、中心軸線Ｏに沿って視た場合に、第１旋回用開口部７３４ａにおける第１燃料通路７３３ａの中心線Ｌ_aと交差する部分の接線Ｌ_bと、第１燃料通路７３３ａの中心線Ｌ_aにおける第１旋回用開口部７３４ａと交差する部分との間の成す角度θ₁が９０度以下となっている。

角度θ₁が９０度以下となっているので、第１旋回用開口部７３４ａであって中心軸線Ｏからより離れた部分を通る燃料の流れは、第１旋回用開口部７３４ａであって中心軸線Ｏにより近い部分を通る燃料の流れよりも抑制される。これにより、第１旋回用開口部７３４ａを通る燃料の流れＡは、筒状噴射孔７３１における中心Ｃから離れた部分に導入される。その結果、多量の燃料が筒状噴射孔７３１の内周面に沿って流れ、燃料の強い旋回力が維持される。その他の構成は、実施の形態１または実施の形態２と同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態３に係る燃料噴射装置１によれば、中心軸線Ｏに沿って視た場合に、第１旋回用開口部７３４ａにおける第１燃料通路７３３ａの中心線Ｌ_aと交差する部分の接線Ｌ_bと、第１燃料通路７３３ａの中心線Ｌ_aにおける第１旋回用開口部７３４ａと交差する部分との間の成す角度が９０度以下であるので、第１旋回用開口部７３４ａを通る燃料の流れＡは、筒状噴射孔７３１における中心Ｃから離れた部分に導入される。これにより、多量の燃料が筒状噴射孔７３１の内周面に沿って流れ、燃料の強い旋回力が維持される。したがって、筒状噴射孔７３１に対して、燃料通路を曲げて配置しなければならない場合であっても、燃料の安定した旋回流を発生させることができる。

実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４に係る燃料噴射装置の噴射プレートの要部を示す平面図である。実施の形態４に係る燃料噴射装置１では、第１燃料通路７３３ａは、燃料導入部７３２から径方向について外側へ延びる燃料通路基部７３５ａと、燃料通路基部７３５ａの径方向外側端部から筒状噴射孔７３１まで延びる燃料通路枝部７３６ａとを有している。第２燃料通路７３３ｂは、燃料導入部７３２から径方向について外側へ延びる燃料通路基部７３５ｂと、燃料通路基部７３５ｂの径方向外側端部から筒状噴射孔７３１まで延びる燃料通路枝部７３６ｂとを有している。燃料通路基部７３５ａおよび燃料通路基部７３５ｂは、噴射プレート７３の径方向に延びる径方向燃料通路となっている。燃料通路枝部７３６ａおよび燃料通路枝部７３６ｂは、噴射プレート７３の周方向に延びる周方向燃料通路となっている。

筒状噴射孔７３１は、筒状噴射孔７３１と第１燃料通路７３３ａにおける燃料通路基部７３５ａの径方向外側端部との間の距離が、筒状噴射孔７３１と第２燃料通路７３３ｂにおける燃料通路基部７３５ｂの径方向外側端部との間の距離よりも大きくなるように配置されている。つまり、筒状噴射孔７３１は、第１燃料通路７３３ａにおける燃料通路基部７３５ａと第２燃料通路７３３ｂにおける燃料通路基部７３５ｂとの間の中心から周方向に角度θ₂だけ第２燃料通路７３３ｂにおける燃料通路基部７３５ｂ側にずれて配置されている。第１燃料通路７３３ａにおける燃料通路枝部７３６ａの長さ寸法は、第２燃料通路７３３ｂにおける燃料通路枝部７３６ｂの長さ寸法よりも大きい。その他の構成は、実施の形態１〜３と同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態４に係る燃料噴射装置１は、第１燃料通路７３３ａにおける燃料通路枝部７３６ａの長さ寸法が、第２燃料通路７３３ｂにおける燃料通路枝部７３６ｂの長さ寸法よりも大きいので、第１燃料通路７３３ａにおける燃料通路枝部７３６ｂを通る燃料を整流化することができる。これにより、第１旋回用開口部７３４ａを通る燃料の流れＡは、筒状噴射孔７３１における中心に近い部分に向かうことが抑制される。その結果、筒状噴射孔７３１の内周面に沿って燃料を流すことができ、薄く、均一な燃料の液膜を形成することができる。したがって、噴射プレート７３の大きさまたは形に制限がある場合であっても、燃料の安定した旋回流を発生させることができる。

実施の形態５．
図１２はこの発明の実施の形態５に係る燃料噴射装置の噴射プレートを示す平面図、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。実施の形態５に係る燃料噴射装置１では、筒状噴射孔７３１は、中心軸線Ｏに垂直な平面に対して傾斜して配置されている。言い換えれば、筒状噴射孔７３１は、噴射プレート７３に沿った面に対して傾斜して配置されている。それぞれの筒状噴射孔７３１の傾斜角度θ₃は、任意に設定される。筒状噴射孔７３１が中心軸線Ｏに垂直な平面に対して傾斜して配置された場合であっても、第１旋回用開口部７３４ａおよび第２旋回用開口部７３４ｂのそれぞれから筒状噴射孔７３１に流入する燃料が点対称に配置されているので、燃料の旋回流は消滅することがない。その他の構成は、実施の形態１〜４と同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態５に係る燃料噴射装置１によれば、筒状噴射孔７３１が中心軸線Ｏに垂直な平面に対して傾斜して配置されているので、それぞれの筒状噴射孔７３１から噴霧される燃料の方向を１方向だけでなく２方向などの他方向とすることができる。これにより、１つの燃料噴射装置１を用いて２つの吸気バルブに対する燃料の噴射が可能となり、また、任意の場所を狙った燃料の噴射が可能となり燃料噴射装置１の取付位置の自由度を向上させることができる。

実施の形態６．
図１４はこの発明の実施の形態６に係る燃料噴射装置の噴射プレートを示す平面図である。実施の形態６に係る燃料噴射装置１では、噴射プレート７３には、１つの燃料導入部７３２が形成されている。１つの燃料導入部７３２に複数の燃料通路７３３が連通されている。その他の構成は、実施の形態１〜５と同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態６に係る燃料噴射装置１によれば、噴射プレート７３には、１つの燃料導入部７３２が形成され、１つの燃料導入部７３２に複数の燃料通路７３３が連通されているので、噴射プレート７３に燃料導入部７３２を容易に形成することができるとともに、実施の形態１〜５と同様に、燃料の流量変動が生じることなく、燃料の液滴径が均一化かつ微粒化を図ることができ、良好な燃料粒子を内燃機関に噴射することができる。

実施の形態７．
図１５はこの発明の実施の形態７に係る燃料噴射装置の噴射プレートを示す平面図である。実施の形態７に係る燃料噴射装置１では、第１燃料通路７３３ａは、燃料導入部７３２から径方向について外側へ延びる燃料通路基部７３５ａと、燃料通路基部７３５ａの径方向外側端部から周方向に隣り合う一対の筒状噴射孔７３１まで延びる一対の燃料通路枝部７３６ａとを有している。燃料通路基部７３５ａの径方向外側端部には、中心軸線Ｏに沿って延びて噴射プレート７３を貫通する丸穴形状の補助噴射孔７５ａが形成されている。燃料通路基部７３５ａの径方向外側端部に補助噴射孔７５ａが形成されることによって、燃料導入部７３２から燃料通路基部７３５ａを通る燃料が、燃料通路基部７３５ａの径方向外側端部の側壁に衝突することなく、分離することができる。

第２燃料通路７３３ｂは、燃料導入部７３２から径方向について外側へ延びる燃料通路基部７３５ｂと、燃料通路基部７３５ｂの径方向外側端部から周方向に隣り合う一対の筒状噴射孔７３１まで延びる一対の燃料通路枝部７３６ｂとを有している。燃料通路基部７３５ｂの径方向外側端部には、中心軸線Ｏに沿って延びて噴射プレート７３を貫通する丸穴形状の補助噴射孔７５ｂが形成されている。燃料通路基部７３５ｂの径方向外側端部に補助噴射孔７５ｂが形成されることによって、燃料導入部７３２から燃料通路基部７３５ｂを通る燃料が、燃料通路基部７３５ｂの径方向外側端部の側壁に衝突することなく、分離することができる。その他の構成は、実施の形態１〜６と同様である。

以上説明したように、この発明実施の形態７に係る燃料噴射装置１によれば、第１燃料通路７３３ａは、燃料導入部７３２から径方向について外側へ延びる燃料通路基部７３５ａと、燃料通路基部７３５ａの径方向外側端部から周方向に隣り合う一対の筒状噴射孔７３１まで延びる一対の燃料通路枝部７３６ａとを有し、燃料通路基部７３５ａの径方向外側端部には、中心軸線Ｏに沿って延びて噴射プレート７３を貫通する丸穴形状の補助噴射孔７５ａが形成されているので、燃料導入部７３２から燃料通路基部７３５ａを通る燃料が、燃料通路基部７３５ａの径方向外側端部の側壁に衝突することなく、分離することができ、燃料通路枝部７３６ａを通る燃料の整流化を図ることができる。また、補助噴射孔７５ａは、燃料をより遠くまで噴射することができ、指向性の高い燃料の噴霧を形成することができる。一方で、筒状噴射孔７３１は旋回流による傘状の燃料の噴霧を形成し薄い液膜とすることで、燃料の微粒化に優れている。両者を組み合わせることによって、例えば、吸気ポート噴射式の場合、補助噴射孔７５ａから吸気弁の頂面を狙った噴射をすると同時に、筒状噴射孔７３１から放たれた傘状噴霧がそれに追従することにより、傘状噴霧も指向性のある噴霧にすることができる。さらに、燃料導入部７３２から第１燃料通路７３３ａへは、燃料の流れが中心軸線Ｏに沿った方向から中心軸線Ｏに垂直な面に沿った方向へと急激に進行方向が変化するので燃料の流れに乱れが生じる。流れに乱れが生じた燃料が補助噴射孔７５ａから噴射される。したがって、噴射された燃料は、乱れにより液膜の分裂を促進させ、微粒化が良好な燃料粒子を作り出すことができる。

なお、上記実施の形態７では、補助噴射孔７５ａ、７５ｂが中心軸線Ｏに沿って延びて噴射プレート７３を貫通する構成について説明したが、補助噴射孔７５ａ、７５ｂが中心軸線Ｏに垂直な面に対して傾斜して噴射プレート７３を貫通する構成であってもよい。

また、上記実施の形態７では、補助噴射孔７５ａ、７５ｂが丸穴形状である構成について説明したが、例えば、図１６に示すように、補助噴射孔７６ａ、７６ｂが周方向に延びた円弧状のスリット形状であってもよく、また、図１７に示すように、補助噴射孔７７ａ、７７ｂが周方向に延びたストレート状のスリット形状であってもよい。

また、各上記実施の形態では、筒状噴射孔７３１の数が４個である構成について説明したが、筒状噴射孔７３１の数が４個以外であってもよい。

Claims

噴射プレートを介して燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射装置であって、
前記噴射プレートは、前記内燃機関に対向する第１表面と前記第１表面の裏面である第２表面とを備えたプレート状部材であり、
前記第２表面に前記燃料を導入する燃料導入部と、
前記燃料導入部に導入された前記燃料を前記第１表面の側へ噴射する複数の筒状噴射孔と、
前記燃料導入部に導入された前記燃料を前記第２表面で前記複数の筒状噴射孔へ分配する複数の分配流路と
を備え、
前記複数の筒状噴射孔は、前記第１表面から前記第２表面に向かって面一であり、
前記複数の分配流路のうちの第１分配流路は、前記燃料導入部と前記複数の筒状噴射孔のうちの隣接する第１筒状噴射孔および第２筒状噴射孔とに接続されており、
前記複数の分配流路のうちの前記第１分配流路に隣接する第２分配流路は、前記燃料導入部と前記複数の筒状噴射孔のうちの隣接する前記第２筒状噴射孔および第３筒状噴射孔とに接続されており、
前記複数の分配流路は、分配された前記燃料を前記複数の筒状噴射孔内で旋回させ、
前記第２筒状噴射孔は、前記第１分配流路と前記第２筒状噴射孔とによって形成される接続部位である第１旋回用開口部と、前記第２分配流路と前記第２筒状噴射孔とによって形成される接続部位である第２旋回用開口部とを有し、
前記第１旋回用開口部の幅方向寸法をＷ₁とし、前記第２旋回用開口部の幅方向寸法をＷ₂とし、前記第２筒状噴射孔の直径寸法をＤとした場合に、Ｗ₁／Ｄ≦０．６、Ｗ₂／Ｄ≦０．６を満たす燃料噴射装置。
前記第１分配流路と前記第２筒状噴射孔との接続部位および前記第２分配流路と前記第２筒状噴射孔との接続部位は、前記第２筒状噴射孔の中心に対して点対称に配置されている請求項１に記載の燃料噴射装置。
前記噴射プレートは、円状の部材であり、
前記燃料導入部は、前記噴射プレートに垂直な方向から視た場合に前記噴射プレートの中央に配置されており、
前記複数の分配流路は、前記燃料導入部に対して点対称に配置されている請求項１または請求項２に記載の燃料噴射装置。
前記複数の分配流路のそれぞれは、前記噴射プレートの径方向に延びる径方向燃料通路と、前記噴射プレートの周方向に延びる周方向燃料通路とを備え、
前記周方向燃料通路は、前記複数の筒状噴射孔のうちの隣接する２個の前記筒状噴射孔に接続され、
前記径方向燃料通路は、前記燃料導入部に接続されている請求項３に記載の燃料噴射装置。
前記第２筒状噴射孔は、前記第１分配流路と前記第２筒状噴射孔とによって形成される接続部位である第１旋回用開口部と、前記第２分配流路と前記第２筒状噴射孔とによって形成される接続部位である第２旋回用開口部とを有し、
前記噴射プレートに垂直な方向から視た場合に、前記第１旋回用開口部における前記第１分配流路の中心線と交差する部分の接線と、前記第１分配流路の中心線における前記第１旋回用開口部と交差する部分との間の成す角度が９０度以下である請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の燃料噴射装置。
前記第１分配流路は、前記燃料導入部から前記噴射プレートの径方向について外側へ延びる燃料通路基部と、前記燃料通路基部の径方向外側端部から前記第２筒状噴射孔まで延びる燃料通路枝部とを有し、
前記第２分配流路は、前記燃料導入部から前記径方向について外側へ延びる燃料通路基部と、前記燃料通路基部の径方向外側端部から前記第２筒状噴射孔まで延びる燃料通路枝部とを有し、
前記第２筒状噴射孔は、前記第２筒状噴射孔と前記第１分配流路における前記燃料通路基部の径方向外側端部との間の距離が、前記第２筒状噴射孔と前記第２分配流路における前記燃料通路基部の径方向外側端部との間の距離よりも大きくなるように配置され、
前記第１分配流路における前記燃料通路枝部の長さ寸法は、前記第２分配流路における前記燃料通路枝部の長さ寸法よりも大きい請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の燃料噴射装置。
前記第２筒状噴射孔は、前記噴射プレートに沿った面に対して傾斜して配置されている請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の燃料噴射装置。
一対の前記燃料導入部が前記噴射プレートの周方向に離れて配置され、
前記第１分配流路は、一対の前記燃料導入部における一方の前記燃料導入部と前記第２筒状噴射孔とを繋ぎ、
前記第２分配流路は、一対の前記燃料導入部における他方の前記燃料導入部と前記第２筒状噴射孔とを繋ぐ請求項１から請求項７までの何れか一項に記載の燃料噴射装置。
前記分配流路は、前記燃料導入部から前記噴射プレートの径方向について外側へ延びる燃料通路基部と、前記燃料通路基部の径方向外側端部から前記噴射プレートの周方向に隣り合う一対の前記筒状噴射孔まで延びる一対の燃料通路枝部とを有し、
前記燃料通路基部の径方向外側端部には、前記噴射プレートを貫通する丸穴形状または周方向に延びたスリット形状の補助噴射孔が形成されている請求項１から請求項８までの何れか一項に記載の燃料噴射装置。
内燃機関へ噴射される燃料が仲介される噴射プレートであって、
前記内燃機関に対向する第１表面と、
前記第１表面の裏面である第２表面と、
前記第２表面に設けられ、前記燃料を導入する燃料導入部と、
前記燃料導入部に導入された前記燃料を前記第１表面の側へ噴射する複数の筒状噴射孔と、
前記第２表面に設けられ、前記燃料導入部に導入された前記燃料を前記複数の筒状噴射孔へ分配する複数の分配流路と
を備え、
前記複数の筒状噴射孔は、前記第１表面から前記第２表面に向かって面一であり、
前記複数の分配流路のうちの第１分配流路は、前記燃料導入部と前記複数の筒状噴射孔のうちの隣接する第１筒状噴射孔および第２筒状噴射孔とに接続されており、
前記複数の分配流路のうちの前記第１分配流路に隣接する第２分配流路は、前記燃料導入部と前記複数の筒状噴射孔のうちの隣接する前記第２筒状噴射孔および第３筒状噴射孔とに接続されており、
前記複数の分配流路は、分配された前記燃料が前記複数の筒状噴射孔内で旋回させ、
前記第２筒状噴射孔は、前記第１分配流路と前記第２筒状噴射孔とによって形成される接続部位である第１旋回用開口部と、前記第２分配流路と前記第２筒状噴射孔とによって形成される接続部位である第２旋回用開口部とを有し、
前記第１旋回用開口部の幅方向寸法をＷ₁とし、前記第２旋回用開口部の幅方向寸法をＷ₂とし、前記第２筒状噴射孔の直径寸法をＤとした場合に、Ｗ₁／Ｄ≦０．６、Ｗ₂／Ｄ≦０．６を満たす噴射プレート。
噴射プレートを介して燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射装置であって、
前記噴射プレートは、前記内燃機関に対向する第１表面と前記第１表面の裏面である第２表面とを備えたプレート状部材であり、
前記第２表面に前記燃料を導入する燃料導入部と、
前記燃料導入部に導入された前記燃料を前記第１表面の側へ噴射する複数の筒状噴射孔と、
前記燃料導入部に導入された前記燃料を前記第２表面で前記複数の筒状噴射孔へ分配する複数の分配流路と
を備え、
前記複数の分配流路のうちの第１分配流路は、前記燃料導入部と前記複数の筒状噴射孔のうちの隣接する第１筒状噴射孔および第２筒状噴射孔とに接続されており、
前記複数の分配流路のうちの前記第１分配流路に隣接する第２分配流路は、前記燃料導入部と前記複数の筒状噴射孔のうちの隣接する前記第２筒状噴射孔および第３筒状噴射孔とに接続されており、
前記複数の分配流路は、分配された前記燃料を前記複数の筒状噴射孔内で旋回させ、
前記分配流路は、前記燃料導入部から前記噴射プレートの径方向について外側へ延びる燃料通路基部と、前記燃料通路基部の径方向外側端部から前記噴射プレートの周方向に隣り合う一対の前記筒状噴射孔まで延びる一対の燃料通路枝部とを有し、
前記燃料通路基部の径方向外側端部には、前記噴射プレートを貫通する丸穴形状または周方向に延びたスリット形状の補助噴射孔が形成されている燃料噴射装置。
内燃機関へ噴射される燃料が仲介される噴射プレートであって、
前記内燃機関に対向する第１表面と、
前記第１表面の裏面である第２表面と、
前記第２表面に設けられ、前記燃料を導入する燃料導入部と、
前記燃料導入部に導入された前記燃料を前記第１表面の側へ噴射する複数の筒状噴射孔と、
前記第２表面に設けられ、前記燃料導入部に導入された前記燃料を前記複数の筒状噴射孔へ分配する複数の分配流路と
を備え、
前記複数の分配流路のうちの第１分配流路は、前記燃料導入部と前記複数の筒状噴射孔のうちの隣接する第１筒状噴射孔および第２筒状噴射孔とに接続されており、
前記複数の分配流路のうちの前記第１分配流路に隣接する第２分配流路は、前記燃料導入部と前記複数の筒状噴射孔のうちの隣接する前記第２筒状噴射孔および第３筒状噴射孔とに接続されており、
前記複数の分配流路は、分配された前記燃料が前記複数の筒状噴射孔内で旋回させ、
前記分配流路は、前記燃料導入部から前記噴射プレートの径方向について外側へ延びる燃料通路基部と、前記燃料通路基部の径方向外側端部から前記噴射プレートの周方向に隣り合う一対の前記筒状噴射孔まで延びる一対の燃料通路枝部とを有し、
前記燃料通路基部の径方向外側端部には、前記噴射プレートを貫通する丸穴形状または周方向に延びたスリット形状の補助噴射孔が形成されている噴射プレート。