JP6510940B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

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Description

本発明は燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
内燃機関の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁は、燃料を噴射する噴孔が形成されたサック室を軸方向の先端に有したボディを備え、そのボディ内部にニードルを収容して構成されている(例えば特許文献1参照)。そして、ボディ内面に形成された着座面にニードルを着座(閉弁)させることにより、ボディとニードルとの間に形成された燃料流路を遮断して燃料噴射を停止させ、着座面からニードルを離座(開弁)させることにより、前記燃料流路を開放して噴孔から燃料を噴射させている。また、この種の燃料噴射弁では、ニードルのリフト量を調整することで、噴孔から噴射される燃料の量(噴射量)を調整している。
特開2010−174819号公報
しかしながら、従来の燃料噴射弁では、噴射量によって燃料の貫徹力(ペネトレーション)や噴霧角といった噴霧特性が変化しないため、内燃機関の運転条件によっては、噴射した燃料の燃焼熱が筒内の壁面を介して逃げてしまう冷却損失が増加したり、スモークの発生量が多くなったりするという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、噴射量に応じて燃料の噴霧特性を変化させることができる燃料噴射弁を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の燃料噴射弁は、内部にニードル収容室(23)を形成する筒形状であり、燃料を噴射する噴孔(27)が軸方向の先端に形成され、前記噴孔の上流側部分に着座面(28)を有するボディ(2)と、
前記ニードル収容室に配置され、自身の側面と前記ボディの内面との間で環状の燃料流路(4)を形成するとともに、前記側面に、前記着座面に着座するシート部(36)を有し、そのシート部が前記着座面に着座することにより前記噴孔からの燃料噴射を遮断するとともに前記着座面から離座することにより前記噴孔からの燃料噴射を許容するニードル(3)とを備え、
前記ボディには、前記燃料流路にて環状に分布する燃料を集合させて前記噴孔と連通させるサック室(26)が形成されており、
前記シート部が前記着座面に着座した閉弁時には、前記ニードルの先端側の一部が前記サック室に位置し、且つ、前記噴孔の軸線(103)と、前記サック室に位置する前記ニードルの側面とが交差し、
前記シート部から前記ニードルの先端までの間に前記ニードルの側面の角度が変化する角度変化点(6、351、381)を少なくとも1つ有し、前記角度変化点のうち前記シート部から前記ニードルの先端に向かって最初に前記角度が変化する最初点(6、351、381)は前記閉弁時において前記サック室の入口(26b)より下流に位置し、
前記角度変化点は、前記閉弁時において前記噴孔の軸線より下流側に位置する下流側変化点(6)を有しており、
前記シート部が前記着座面から離座した開弁時において前記ニードルのリフト量に応じて前記下流側変化点が前記噴孔の軸線より下流側の位置から上流側の位置に移動することにより前記ニードルの側面と前記噴孔の軸線との成す角度が変化する燃料噴射弁である。
燃料噴射弁が開弁すると、ニードルとボディの間に形成された燃料流路が開放されて、燃料流路からサック室に燃料が流入する。そして、サック室に流入した燃料の主流がニードルの側面に沿った方向に流れた後、噴孔に流入することで、噴孔から燃料が噴射される。本発明では、ニードルのリフト量に応じてニードルの側面と噴孔の軸線との成す角度が変化するので、サック室から噴孔への燃料の流入の態様を、ニードルのリフト量、すなわち噴射量に応じて変化させることができ、その結果、噴孔内での乱流をリフト量(噴射量)に応じて増減させることができる。このとき、噴孔内での乱流が増加すると、噴霧特性として低貫徹、広角噴霧となり、反対に、乱流が減少すると噴霧特性として高貫徹、狭角噴霧となる。このように、本発明では、噴射量に応じて噴霧特性を変化させることができる。さらに、本発明では、シート部からニードルの先端に向かって最初にニードル側面の角度が変化する最初点は、閉弁時においてサック室の入口より下流に位置する。これによれば、シート部からサック室入口より下流に位置する最初点までのニードル側面を滑らかな面(同一角度の面)となるため、サック室内において燃料をニードル側面に沿わせ易くでき、狙いの燃料の流れ及び噴霧特性にできる。
第1実施形態に係る燃料噴射弁の先端側の断面図である。 図1のA部の拡大図である。 ニードルのリフト開始後(開弁時)の低リフト時におけるニードル先端側、サック室及び噴孔の拡大図である。 ニードルのリフト開始後(開弁時)の高リフト時におけるニードル先端側、サック室及び噴孔の拡大図である。 ニードルのリフト量に対する最小流路面積の変化を示した図である。 低リフト時におけるサック室及びニードル先端側の拡大図であり、下流環状流路面積と、噴孔流路面積との関係を説明する図である。 リフト量と、下流環状流路面積に対する噴孔流路面積の面積比との関係を示した図である。 ニードルのリフト量に対して、ニードル側面と噴孔軸線との成す角度が段階的に変化することを示した図である。 低リフト時におけるニードル先端側、サック室及び噴孔の拡大図であり、サック室に流入した燃料の噴孔への流入の態様を説明する図である。 高リフト時におけるニードル先端側、サック室及び噴孔の拡大図であり、サック室に流入した燃料の噴孔への流入の態様を説明する図である。 燃料噴射弁からエンジン筒内に噴射された燃料噴霧を示した図である。 ニードル側面と噴孔軸線との間の角度に対する噴霧のペネトレーションの変化を示した図である。 ニードル側面と噴孔軸線との間の角度に対する噴霧角の変化を示した図である。 第2実施形態に係る燃料噴射弁の先端側の断面図の第1例である。 第3実施形態に係る燃料噴射弁の先端側の断面図である。 ニードルのリフト量に対して、ニードル側面と噴孔軸線との成す角度が連続的に変化することを示した図である。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態を図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態の燃料噴射弁1の先端側の一部を示している。燃料噴射弁1は、車両に搭載されたディーゼルエンジン(内燃機関)のコモンレール式燃料噴射システムに適用される。燃料噴射弁1は、エンジンのシリンダヘッドに挿入搭載され、コモンレールから供給される高圧燃料をエンジンの各気筒内に直接噴射するものである。
先ず、燃料噴射弁1の構造を説明する。燃料噴射弁1は、ボディに相当するノズルボディ2、ニードル3等より構成される。ノズルボディ2は、上流側の一部が、筒形状のホルダボディ(図示外)にリテーニングナットにより固定されている。ノズルボディ2には、ニードル3が摺動自在に収容されるガイド孔23(ニードル収容室)と、ニードル3のリフト時に燃料を噴射する噴孔27等が形成されている。
詳しくは、ノズルボディ2は、燃料噴射弁1の軸方向(長手方向)の上流側から、円筒部21と、その円筒部21の下流端に繋がって先端側にいくほど内径を徐々に縮小させる先端部22とを備えて構成されている。さらに、先端部22は、内面25が円錐面に形成された第1先端部221と、その第1先端部221の下流端から軸方向に突出するように設けられた略半球状の第2先端部222とから構成される。この第2先端部222により、ノズルボディ2の内部に形成されたガイド孔23を閉塞している。
第2先端部222の内部には、サック室となる空間26が、第1先端部221の内部に形成された円錐面25の下流端に接続する形で形成されている。サック室26の壁面は、上流側の部分が、円錐面25の下流端における径と同一径の円筒内周面の形状に形成され、残りの部分(下流側の部分)がサック室26の入口から見て軸方向先端側に凹んだ曲面状(凹曲面状)に形成されている。なお、サック室26はどのような形状に形成されたとしても良い。サック室26は、ノズルボディ2の内面とニードル3の側面との間に形成される燃料流路4に環状に分布する燃料を集合させて噴孔27に連通させる空間である。
ガイド孔23は、ノズルボディ2の上端面(図示外)からノズルボディ2の先端部に向かって穿設される。ガイド孔23は、上記円筒部21及び先端部22(第1先端部221、第2先端部222)の内部に形成された各孔から構成されている。すなわち、ガイド孔23は、円筒部21の孔24と、その孔24の下流端に接続され第1先端部221の内面である円錐面を形成する孔25と、その孔25の下流端に接続されたサック室26とから構成される。以下では、第1先端部221の孔25を円錐面という場合もある。各孔24〜26は、互いに中心軸線が一致し、且つ孔24、25、26の順に連通する形で形成されている。以下では、孔24〜26の中心軸線101を、ノズルボディ2の軸線という。軸線101及び後述のニードル3の軸線102は燃料噴射弁1の軸方向に相当する。
燃料噴射弁1の軸方向の先端に位置する第2先端部222には、燃料が噴射される1つ又は複数の噴孔27が形成されている。図1では、複数の噴孔27が形成された例を示している。各噴孔27は、第2先端部222をサック室26の壁面から第2先端部222の外面まで貫通する形で形成される。噴孔27は、軸線102の方向に対して斜めの角度に形成されている。詳しくは、噴孔27は、サック室26の上下方向(軸方向)の中間辺りに入口を有し、その入口から軸方向に対して斜め下方に真っ直ぐに延びて、出口が入口よりも軸方向の先端側に位置するよう形成される。別の言い方をすると、噴孔27の各断面の中心を通る直線103を噴孔軸線としたとき、噴孔軸線103がノズルボディ2の軸線101に交差するとともに、噴孔軸線103と軸線101の成す角度α(図1参照)が0度より大きく、90度より小さい角度となるように、噴孔27が形成される。なお、角度αは、軸線101のうち、噴孔軸線103と軸線101との交点より下流側の部分と、噴孔軸線103との成す角度である。
さらに、噴孔27が複数形成される場合には、例えば複数の噴孔27は、軸線101を中心した円周方向に等間隔に配置されるとともに、互いに軸方向の同じ高さ位置且つ同じ噴孔角αに形成される。ただし、複数の噴孔27は、軸線101回りに等間隔に配置されていなくても良いし、異なる高さ位置、異なる噴孔角に形成されたとしても良い。
ノズルボディ2の内面(ガイド孔23の壁面)とニードル3の側面3aとの間には環状の隙間4が形成されている。この隙間4は、噴孔27への高圧燃料を導く燃料流路とされている。燃料流路4は、上流端がノズルボディ2の上端面に開口して、ホルダボディに形成される燃料流路に接続されている。
ガイド孔23にはニードル3が収容されている。そのニードル3は、一方向に細長い棒状に形成されている。ニードル3は、ニードル3の中心軸線102(ニードル3の長手方向に延びた線)がノズルボディ2の軸線101に略一致する位置に配置される。ニードル3は、軸方向に延びる円柱部31と、その円柱部31の下流端から軸方向に延びて外径を徐々に縮小させる第1円錐部32と、その第1円錐部32の下流端から軸方向に延びて外径を徐々に縮小させる第2円錐部33と、その第2円錐部33の下流端から軸方向に延びる円柱状の先端部34とを備えて構成されている。
円柱部31は、円筒部21の孔24の径よりも小さい径に形成されて、孔24に配置される。
第1円錐部32は、上流端が円筒部21の径と同じに設定され、円錐の頂点側の一部を切り取った形状に形成されている。第1円錐部32の下流端36からの少なくとも一部が閉弁時に円錐面25の孔に配置される。第1円錐部32の側面の角度(傾き)は、円錐面25の角度に対して若干異なっている。詳しくは、第1円錐部32の側面とニードル軸線102との成す角度(第1円錐部32の円錐角度)は、円錐面25とノズルボディ2の軸線101との成す角度(円錐面25の円錐角度)よりも小さくなるように設定されている。
第2円錐部33は、上流端が第1円錐部32の下流端の径と同じに設定され、円錐の頂点側の一部を切り取った形状に形成されている。第2円錐部33は、第1円錐部32よりも若干大きい円錐角度に設定され、且つ、円錐面25よりも若干大きい円錐角度に設定されている。
このため、図2に示すように、閉弁時には、第1円錐部32と第2円錐部33の環状の境界部36(第1円錐部32の下流端、第2円錐部33の上流端)が円錐面25の一部28に着座する。この着座により、サック室26と、そのサック室26の上流側の燃料流路4とが遮断されて、噴孔27からの燃料噴射が停止する。このように、境界部36は、円錐面25の一部である着座面28に着座するシート部として機能する。また、シート部36が着座面28に着座した状態が、燃料噴射弁1の閉弁状態となる。図1では、シート部36が着座面28に着座した状態を示している。なお、シート部36及び着座面28の着座位置は、図1では円錐面25の上下方向(軸方向)の中間付近の位置に設定されているが、どの位置に設定されたとしても良い。
さらに、第2円錐部33は、閉弁時において下流端からの一部がサック室26に入り込むように延設されている。詳しくは、第2円錐部33は、第2円錐部33の側面と噴孔軸線103とが交差する点である閉弁時交点51が設定可能な位置まで延設されている。
先端部34は、第2円錐部33の下流端と同じ径の円柱形状に形成されている。先端部34は、閉弁時において噴孔軸線103よりも下流側、すなわちサック室26の底部側に配置される。これにより、閉弁時交点51からニードル3の先端37までの間に、ニードル3の側面の角度が変化する角度変化点6が設定される。この角度変化点6は、第2円錐部33と先端部34の境界である。角度変化点6は、シート部36から先端37に向かって最初に角度が変化する最初点であるとともに、閉弁時において噴孔軸線103より下流に位置する下流側変化点でもある。また、最初点としての角度変化点6は、閉弁時においてサック室26の入口26bより下流に位置する。なお、先端部34は円柱形状であることから、先端部34の側面はニードル軸線102に平行に配置される。
ここで、第2円錐部33の側面の角度と、先端部34の側面の角度とを比較する。図3に示すように、第2円錐部33と先端部34の境界6が噴孔軸線103よりも下流側(サック室26の底部26a側)にある時、すなわち噴孔軸線103が第2円錐部33の側面331と交差する時の、噴孔軸線103と、側面331のうち噴孔軸線103と側面331との交点52より上流側部分との成す角度を低リフト時角度θ1とする。また、図4に示すように、境界6が噴孔軸線103より上流側(サック室26の入口26b側)にある時、すなわち噴孔軸線103が先端部34の側面341と交差する時の、噴孔軸線103と、側面341のうち噴孔軸線103と側面341との交点53より上流側部分との成す角度を高リフト時角度θ2とする。このとき、低リフト時角度θ1より高リフト時角度θ2のほうが大きくなるように、各側面331、341の角度が設定されている。なお、低リフト時角度θ1が第1角度に相当し、高リフト時角度θ2が第2角度に相当する。
燃料噴射弁1は、ニードル3の上端面を閉弁方向(図1の下方向)に押圧するスプリング(図示外)と、ニードル3の上端面に高圧燃料圧力を背圧として付与させる背圧室(図示外)とを備えている。この背圧によりニードル3は閉弁方向(図1の下方向)に付勢される。
ノズルボディ2を支持するホルダボディの上端部分(反噴孔側部分)に、コモンレールからの高圧燃料が供給される。ホルダボディの内部には、コモンレールから供給された燃料を、ノズルボディ2の燃料流路4に導く燃料流路と、ニードル3を開弁方向(図1の上方向)に移動させるための電磁ユニット(図示外)を配置するための収容孔等が形成されている。
ホルダボディに形成された収容孔に電磁ユニットが配置されている。この電磁ユニットは、電磁コイルを有するステータと、このステータに対向して可動するアーマチャと、アーマチャと一体に可動して、ニードル3の上端面に背圧を付与する背圧室を低圧側に対して開閉する制御弁と、制御弁を閉弁方向に付勢するスプリング等を備えて構成されている。
燃料噴射弁1の作動を説明すると、電磁コイルへの通電が停止されている場合には、制御弁が背圧室を低圧側に対して閉鎖するので、ニードル3を閉弁方向へ付勢する力(背圧室の燃圧による力+スプリングの付勢力)がニードル3を開弁方向に押し上げる力(ニードル3の側面にかかる燃圧によるリフト力)より大きくなる。その結果、シート部36が着座面28に着座して、燃料流路4と噴孔27との間を遮断することにより、燃料は噴射されない。
これに対して、電磁コイルに通電されている場合には、アーマチャは発生磁束によって磁化されて、磁気吸引力によりステータへ吸引されて可動する。そして、アーマチャがステータ側へ移動することにより制御弁が開弁して、背圧室が低圧側に開放される。その結果、ニードル3の上端面にかかる圧力が下がって、ニードル3を閉弁方向に付勢する力より、ニードル3を開弁方向に押し上げる力の方が上回った時点でニードル3がリフト作動する。つまり、シート部36が着座面28から離座する。ニードル3のリフト作動により、燃料流路4に環状に分布する燃料がサック室26に流入して、サック室26に流入した燃料が噴孔27から噴射される。
その後、電磁コイルへの通電が停止されると、アーマチャがスプリングに押し戻されて、制御弁が背圧室を低圧側に対して閉鎖することにより、再び背圧室の燃圧が上昇する。その結果、ニードル3を閉弁方向に付勢する力が、ニードル3を開弁方向に押し上げる力を上回った時点でニードル3が押し戻され、シート部36が着座面28に着座して燃料流路4と噴孔27との間の通路が遮断されることにより、噴射が終了する。
また、電磁コイルへの通電を開始した後、通電を終了するタイミングを調整することで、燃料の噴射量が調整される。すなわち、ニードル3は予め定められた最大リフト位置まで移動可能に設けられるが、電磁コイルへの通電を終了するタイミングを調整することで、最大リフト位置を限度としたニードル3のリフト量を調整することができる。具体的には、通電を終了するタイミングを遅くするほどリフト量を大きくできる。そして、リフト量が大きくなるほど、燃料流路4と噴孔27とが開通する期間(噴射期間)が長くなり、結果、噴射量が多くなる。
ここで、ノズルボディ2の内面(ガイド孔23の壁面)と、ニードル3の側面3aとの間に形成される燃料流路4を環状流路と定義する。なお、環状流路4には、円錐面25やサック室26内の面と、ニードル3の第1、第2円錐部32、33、先端部34の側面との間に形成される燃料流路も含まれる。また、環状流路4を軸方向(軸線101、102の方向)に直交する平面で切ったときの断面積を環状流路面積と定義する。また、噴孔27を噴孔軸線103に直交する平面で切ったときの全ての噴孔27の断面積を足し合わせた値を噴孔流路面積と定義する。さらに、開弁時において軸方向に沿った各位置での環状流路面積及び噴孔流路面積のうちの最小面積を最小流路面積と定義する。また、以下では最小流路面積となる流路を絞り部という場合もある。
図3に示すように、開弁時においてニードル3のリフト量が小さい間は、噴孔27に比べて、シート部36付近に形成される環状流路41のほうが狭くなる。つまり、噴孔流路面積に比べて環状流路面積のほうが小さくなり、絞り部は環状流路41の位置に設定される。なお、シート部36付近に形成される環状流路41とは、具体的には、シート部36より下流側に位置するニードル3の側面、すなわち第2円錐部33の側面331と、ノズルボディ2側の円錐面25との間で形成される環状流路である。この環状流路41の断面積(環状流路面積)は、ニードル3のリフト量が大きくなるにしたがって徐々に大きくなっていく。そして、ニードル3のリフト量がある値以上となると、環状流路面積よりも噴孔流路面積のほうが大きくなり、絞り部の位置が環状流路41から噴孔27に切り替わる。
このように、最小流路面積(絞り部)の位置は、ニードル3のリフト量が大きくなるにしたがって最初は噴孔27以外の位置、すなわち環状流路41に設定され、リフト量がある値以上となると環状流路41から噴孔27に切り替わる(図5参照)。図5において、最小流路面積の位置が環状流路41に設定される領域301では、リフト量が大きくなるにしたがって徐々に最小流路面積が大きくなっていく。また、最小流路面積の位置が噴孔27に設定される領域302では、最小流路面積はリフト量にかかわらず一定となる。
また、最小流路面積(絞り部)の位置が噴孔27以外(環状流路41)にある時には、図3に示すように、噴孔軸線103が、第2円錐部33の側面331と交差するように設定されている。言い換えると、第2円錐部33と先端部34の境界6が噴孔軸線103よりもサック室26の底部26a側(下流側)に位置するように設定されている。
これに対して、最小流路面積(絞り部)の位置が噴孔27にある時には、図4に示すように、噴孔軸線103が先端部34の側面341と交差するように設定されている。言い換えると、境界6が噴孔軸線103よりもサック室26の入口26b側(上流側)に位置するように設定されている。このことは、境界6は、図5の領域301から領域302に切り替わるリフト量の時に、噴孔軸線103に交差する位置に設定されることを意味する。ただし、領域301から領域302に切り替わるリフト量に対して領域301側又は領域302側に若干ずれたリフト量の時に、噴孔軸線103に交差するよう境界6を設定しても良い。
また、最小流路面積の位置が噴孔27以外(環状流路41)にある時をニードル3のリフト量が低い低リフト時とし、最小流路面積の位置が噴孔27にある時をニードル3のリフト量が高い高リフト時とする。そして、ニードル3の側面と噴孔軸線103との成す角度を低リフト時、高リフト時の間で比較すると、上記したように低リフト時角度θ1<高リフト時角度θ2の関係となっている。
さらに、図6に示すように、ニードル(先端部34)の先端角部343とサック室26の面(ノズルボディの内面)との間に形成される環状の流路263を下流環状流路と定義する。その下流環状流路263は、先端角部343と、ノズルボディの内面のうち先端角部343からの距離が最も近い位置にある部分との間に形成される流路である。また、下流環状流路263は、ニードル先端37とその先端37に対向する位置にあるノズルボディの内面(サック室26の底面)との間に形成される略円錐台形の空間262における側面部(図6のハッチングXの部分)に相当する。
最小流路面積の位置が噴孔27以外となる低リフト時(図5の領域301の時)には、下流環状流路263の面積X(ハッチングXの面積)は、噴孔流路面積Y(図6のハッチングYの面積であって、全ての噴孔27の断面積を足し合わせた面積)より小さい。最小流路面積の位置が噴孔27となる高リフト時(図5の領域302の時)には、下流環状流路面積Xは噴孔流路面積Yより大きい。つまり、図7に示すように、下流環状流路面積Xと噴孔流路面積Yとの面積比Y/Xは、最小流路面積の位置が噴孔27以外の時には1より小さく、最小流路面積の位置が噴孔27の時には1より大きくなるように設定されている。
詳しく言うと、下流環状流路面積Xはリフト量が大きくなるにしたがって次第に大きい値となる一方で、噴孔流路面積Yはリフト量にかかわらず一定の値となる。これにより、最小流路面積の位置が噴孔27以外の時には、面積比Y/Xは、1より小さい範囲で、リフト量が大きくなるにしたがって次第に大きい値となる。最小流路面積の位置が噴孔27の時には、面積比Y/Xは、1より大きい範囲で、リフト量が大きくなるにしたがって次第に大きい値となる。また、最小流路面積の位置が噴孔27以外の部分から噴孔27に切り替わる境界リフト量においては、面積比Y/Xが1、つまり下流環状流路面積Xと噴孔流路面積Yとが等しい値となる。
これを言い換えると、下流側変化点としての角度変化点6が噴孔軸線103より下流にある時には、下流環状流路面積Xは噴孔流路面積Yより小さい。角度変化点6が噴孔軸線103より上流にある時には、下流環状流路面積Xは噴孔流路面積Yより大きい。また、角度変化点6が噴孔軸線103に交差する位置にある時には、下流環状流路面積Xと噴孔流路面積Yとは等しい。なお、面積比Y/Xが1となるリフト量は、最小流路面積の位置が噴孔27以外の部分から噴孔27に切り替わる境界リフト量から若干ずれていたとしても良い。
次に、燃料噴射弁1の作用効果を説明する。ニードル3は、閉弁時交点51から先端37までの間に、側面の角度が切り替わる点6を一つだけ有しているので、図8に示すように、リフト量(噴射量)に応じてニードル3の側面と噴孔軸線103との成す角度が段階的に変化する。具体的には、リフト量が小さい領域では低リフト時角度θ1で一定となり、リフト量が大きい領域では、低リフト時角度θ1より大きい高リフト時角度θ2で一定となる。このように、角度が段階的に変化するとは、リフト量が変化したとしてもニードル3の側面の角度が変化しない区間(以下、角度不変区間という)を複数有して、各角度不変区間における角度が、隣りの角度不変区間における角度と異なっていることを言う。このことは、ニードル3の側面は、シート部36から先端37までの間において軸方向に沿って段階的に角度が変化する形状に形成されていることを意味する。言い換えると、ニードル3の側面は、シート部36から先端37までの間において、ニードル軸線102を包含する平面で切ったときの断面線(図1の方向から見たときのニードル側面の断面線)が互いに傾きが異なる複数の直線から構成されていることを意味する。
ニードル3が開弁すると、シート部36より上流側の燃料流路が開放されて、その燃料流路の燃料が、第2円錐部33の側面331に案内されてサック室26に流入する。サック室26に流入した燃料の主流は、第2円錐部33の側面331や先端部34の側面341に沿った方向に流れた後、各噴孔27に流入することで、噴孔27から燃料が噴射される。
ここで、ニードル3の側面と噴孔軸線103との成す角度が低リフト時角度θ1の時には、図9に示すように、第2円錐部33の側面331が噴孔27の対向位置にくる。この側面331は、上流側から下流側にいくにしたがって噴孔27から離れていく傾斜角度に設定されている。したがって、サック室26に流入した燃料の主流201は、側面331に沿って噴孔27から離れていく方向に流れるため、側面331から直接に噴孔27に流入する燃料202は少ない。そして、大部分の燃料201(主流)は側面331に沿って流れた後、先端部34の側面341に沿ってサック室26の底部26a側に流れ、その後、噴孔27に流入する。特に、低リフト時角度θ1の時には、最小流路面積(絞り部)の位置が環状流路41となっており、環状流路41からサック室26に流入する燃料の流速が大きいので、主流201は底部26a側に流れやすい。
そのため、底部26a側からの燃料201と、側面331から直接噴孔27に流入する燃料202とが、噴孔27の入口で衝突し、底部26a側からの燃料201は上方向に向いており、側面331からの燃料202は横方向(側面331から噴孔27に向かう方向)に向いており、これら燃料201、202の向きが大きく異なることから、噴孔27内において燃料の乱流が増加する。特に、主流201が、噴孔軸線103に対して大きく異なる方向から噴孔27に流入することで、噴孔27内での乱流が増加する。さらに、図6、図7で説明したように、低リフト時には、サック室26内の絞り部として機能する下流環状流路面積Xは噴孔流路面積Yより小さいので、図6に示すようにニードル側面331、341とサック室26の面とで小さな閉じた空間261(粗いトッドハッチングの部分)を形成できる。その閉じた空間261により、噴孔27に流入する燃料の流れ201の強度を向上でき、噴孔27内での乱流の強度がより一層増加する。噴孔27から噴射される燃料の噴霧特性は、噴孔27の出口における燃料の流速や向きによって変化するが、乱流が増加すると、噴孔27の出口において燃料の各液滴の流速ベクトルが互いにばらばらな方向を向いてしまい、その結果、燃料噴霧の広がりの程度を示す噴霧角(図11参照)は大きくなり、噴霧長に相当するペネトレーション(貫徹力)(図11参照)は小さくなる。
ここで、図12は、ニードル側面と噴孔軸線との間の角度に対する噴霧のペネトレーション(噴霧長)の変化の実験結果を示している。図12に示すように、角度が小さいほどペネトレーションが小さくなる。よって、低リフト時角度θ1の時には、高リフト時角度θ2の時よりも、ペネトレーションが小さい低貫徹噴霧となる。また、図13は、ニードル側面と噴孔軸線との間の角度に対する噴霧角の変化を示している。図13に示すように、角度が小さいほど噴霧角が大きくなる。よって、低リフト時角度θ1の時には、高リフト時角度θ2の時よりも噴霧角が大きい広角噴霧となる。
このように、低リフト時角度θ1の時、すなわちニードル3のリフト量が小さく噴射量が少ない時には、低貫徹、広角の噴霧特性にすることができる。これによって、噴射量が少ないエンジンの低負荷運転時において、燃料噴射弁1から噴射した燃料の燃焼が、エンジン筒内の壁面210(図11参照)の位置で行われてしまうのを抑制でき、壁面210を介して燃料の燃焼熱が逃げてしまう冷却損失を抑制できる。冷却損失を抑制できることで、燃費を向上できる。
他方、ニードル3の側面と噴孔軸線103との成す角度が高リフト時角度θ2の時には、図10に示すように、先端部34の側面341が噴孔27の対向位置にくる。この側面341は、第2円錐部33の側面331に比べて、上流側から下流側にいくにしたがって噴孔27から離れていく程度が抑えられた傾斜角度に設定されている。したがって、サック室26に流入した燃料の大部分203(主流)は、側面331、341に沿って流れた後、底部26a側に流れずに直接に噴孔27に流入する。特に、高リフト時角度θ2の時には、最小流路面積(絞り部)の位置が噴孔27となっており、環状流路41の面積が広くなっているので、環状流路41からサック室26に流入する燃料の流速が緩慢となる。流速が緩慢となることで、底部26a側に流れてしまう燃料量を抑えることができる。
そして、側面341からの燃料203(主流)と、他の方向からの燃料(例えば側面331からの燃料204)とが噴孔27に流入することになるが、主流となる燃料203の向きが噴孔軸線103と同様の向きとなっており、他の方向からの燃料は主流203に比べて流量が少ないことから、噴孔27内における乱流を減少できる。さらに、図6、図7で説明したように、高リフト時には、下流環状流路面積Xは噴孔流路面積Yより大きいのでより一層乱流を抑えることができる。乱流が減少すると、噴孔27の出口における燃料の各液滴の流速ベクトルを噴孔軸線103と同様の方向で揃えることができる。その結果、高リフト時角度θ2の時には、低リフト時角度θ1の時よりも、ペネトレーションは大きく、噴霧角は小さい、高貫徹、狭角の噴霧特性にすることができる(図12、図13も参照)。
これによって、噴射量が多いエンジンの高負荷運転時において、燃料噴射弁1から噴射した燃料を、エンジン筒内の壁面210(図11参照)に積極的に当てることで、筒内全体に行き渡らせることができる。よって、筒内において燃料と空気との混合状態を良好にでき、スモークの発生を抑制できる。
また、上記最初点として機能する角度変化点6は、サック室26の入口26bより下流に位置するので、最初点が入口26bより上流に位置する構成に比べて、シート部36から最初点までの滑らかな面(同一角度の面)の範囲を長くできる。これにより、サック室26内において燃料をニードル側面に沿わせ易くでき、低リフト時には乱流を増加させて、低貫徹、広角の噴霧特性にしやすくでき、高リフト時には乱流を減少させて、高貫徹、狭角の噴霧特性にしやすくできる。なお、最初点としての角度変化点6は、開弁後の最大リフト量の時には、入口26bより下流に位置しても良いし、上流に位置しても良い。最大リフト量の時にも角度変化点6が入口26bより下流に位置する構成では、開弁期間中は常に角度変化点6がサック室26内に位置することになるため、より一層、サック室26内において燃料をニードル側面に沿わせ易くできる。
さらに、本実施形態では、角度変化点6は、最初点と下流側変化点とを兼ねているので、シート部36から下流側変化点6までの範囲が同一角度の面となり、より一層、サック室26内において燃料をニードル側面に沿わせ易くでき、燃料の流れ及び噴霧特性を狙い通りにしやすくできる。また、下流側変化点とは別に最初点が設けられる構成に比べて、ニードル先端側の形状を簡素にできる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。図14は、本実施形態の燃料噴射弁71の先端側の一部を示している。図14において、図1の燃料噴射弁1と同様の構成には同じ符号を付している。
燃料噴射弁71は、ノズルボディ2とニードル3とを備えて構成される。ノズルボディ2は第1実施形態のそれと同じ形状である。ニードル3が第1実施形態と異なっている。詳しくは、ニードル3は、円柱部31と、その円柱部31の下流端から軸方向に延びて外径を徐々に縮小させる第1円錐部32と、その第1円錐部32の下流端から軸方向に延びて外径を徐々に縮小させる第2円錐部33と、その第2円錐部33の下流端から軸方向に延びて外径を徐々に縮小させる第3円錐部35と、その第3円錐部35の下流端から軸方向に延びる円柱状の先端部34とを備えて構成されている。このように、ニードル3は、第2円錐部33と先端部34の間に第3円錐部35を備えている点が第1実施形態と異なっている。なお、本実施形態においても、第1円錐部32と第2円錐部33の境界部36が、ノズルボディ2の円錐面25に着座するシート部となる。
図14では、閉弁時において第3円錐部35の全部がサック室26に位置している。つまり、閉弁時において第2円錐部33と第3円錐部35の境界部351がサック室26の入口26bより下流に位置している。この境界部351は、シート部36からニードル先端37に向かって最初にニードル側面の角度が変化する最初点である。最初点としての境界部351は、閉弁時において噴孔軸線103より上流に位置する。このように、本実施形態では、最初点と、下流側変化点とが別々に設けられている。
図14の第3円錐部35は、上流端が第2円錐部33の下流端の径と同じ径に設定され、円錐の頂点側の一部を切り取った形状に形成されている。第3円錐部35は、第2円錐部33と異なる円錐角度に設定される。図14の例では、第3円錐部35は第2円錐部33よりも大きい円錐角度に設定されているが、第2円錐部33より小さい円錐角度に設定されたとしても良い。
また、第3円錐部35は、閉弁時において、第3円錐部35の側面と噴孔軸線103とが交差する位置まで延設されている。つまり、第1実施形態と同様に、閉弁時において、噴孔軸線103よりもサック室26の底部側に先端部34が配置される。
さらに、第3円錐部35の側面の角度と、先端部34の側面の角度との関係は、第1実施形態における第2円錐部33と先端部34の側面の角度の関係と同じに設定されている。すなわち、噴孔軸線103と第3円錐部35の側面との成す角度より、噴孔軸線103と先端部34の側面との成す角度のほうが大きい。また、最小流路面積(絞り部)の位置が噴孔27以外にある時には、噴孔軸線103は第3円錐部35の側面と交差し、最小流路面積の位置が噴孔27にある時には、噴孔軸線103は先端部34の側面と交差する。
本実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。加えて、第2円錐部33の角度は円錐面25との関係で設計上変更できないことがあるが、第3円錐部35を設けることで、低リフト時に噴孔27に対向するニードル側面の角度を、円錐面25の角度にかかわらず所望の値にしやすくできる。これにより、低リフト時の噴霧特性を所望の噴霧特性にしやすくできる。特に、第3円錐部35の円錐角度を、第2円錐部33の円錐角度よりも大きくすることで、噴孔27内において乱流をより増加でき、噴霧特性を低貫徹、広角噴霧にしやすくできる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。図15は、本実施形態の燃料噴射弁72の先端側の一部を示している。図15において、図1の燃料噴射弁1と同様の構成には同じ符号を付している。
燃料噴射弁72は、ノズルボディ2とニードル3とを備えて構成される。ノズルボディ2は第1実施形態のそれと同じ形状である。ニードル3が第1実施形態と異なっている。詳しくは、ニードル3は、第1実施形態と同様の形状の円柱部31、第1円錐部32及び第2円錐部33を備えているが、第2円錐部33の下流端に接続される先端部38の形状が第1実施形態の先端部34と異なっている。
先端部38は、第2円錐部33の下流端と同じ径の上流端を有し、その上流端から軸方向に延びて外径を徐々に縮小させる形状に形成されるが、外径の縮小の態様が円錐形状と異なっている。詳しくは、先端部38は、ニードル3の軸方向(軸線102の方向)に沿って連続的に側面の角度が変化する形状に形成されている。言い換えると、先端部38の側面は、ニードル軸線102を包含する平面で切ったときの断面線が曲線状となるように形成されている。さらに言うと、先端部38の側面は、上流から下流にいくにしたがって側面の傾き(角度)が軸線102に対して角度がついた状態から軸線102の向きに徐々に近づくように曲面状に形成されている。
さらに言うと、先端部38の側面のうち、該側面と噴孔軸線103との交点より上流側部分と、噴孔軸線103との成す角度が、図16に示すように、ニードル3のリフト量(噴射量)の増加にしたがって徐々に(連続的に)増加する。角度の増加の態様は、図16のライン401で示すように、リフト量に対して直線状に増加させても良いし、ライン402で示すように、リフト量に対して上に凸の曲線状に増加させても良いし、ライン403で示すように、リフト量に対して下に凸の曲線状に増加させても良い。なお、先端部38の先端は軸線102に直角な平面状に形成されている。
先端部38は、閉弁時において先端側の一部が噴孔軸線103より下側(サック室26の底部側)に位置するよう延設されている。すなわち、閉弁時において、噴孔軸線103と先端部38の側面とが交差する。先端部38の上流端381は、閉弁時においてサック室26の入口26bより下流に位置している。この上流端381は、シート部36からニードル先端に向かって最初にニードル側面の角度が変化する最初点である。また、先端部38の側面のうち、閉弁時において噴孔軸線103より下流に位置する部分が下流側変化点である。このように、本実施形態では、最初点381と、下流側変化点とが別々に設けられている。
このように、先端部38の側面は軸方向に沿って曲面状に形成されるので、先端部38の側面の全点が該側面の角度が変化する角度変化点となる。また、図16に示すようにリフト量の増加にしたがって噴孔軸線103とニードル3(先端部38)の側面との成す角度が連続的に増加するので、第1、第2実施形態と同様に、低リフト時の角度よりも高リフト時の角度のほうが大きいという関係を満たす。よって、第1、第2実施形態と同様に、エンジンの低負荷運転時(低リフト時、噴射量が少ない時)には、低貫徹、広角の噴霧特性にでき、高負荷運転時(高リフト時、噴射量が多い時)には、高貫徹、狭角の噴霧特性にできる。さらに、本実施形態では、リフト量に応じてニードル側面の角度が連続的に変化するので、リフト量(噴射量)に応じて連続的に噴霧特性を変化させることができる。
(他の実施形態)
第1、第2実施形態では、閉弁時交点からニードル先端までの間にニードル側面の角度が変化する下流側変化点を1つ有することで、リフト量に応じて噴孔軸線とニードル側面との成す角度を2段階に切り替える例を示した。しかしこれに限定されず、閉弁時交点からニードル先端までの間にニードル側面の角度が変化する下流側変化点を複数有して、リフト量に応じて噴孔軸線とニードル側面との成す角度を3段階以上に切り替えるようにしても良い。これによって、リフト量(噴射量)に応じて、噴霧特性を3段階以上に切り替えることができ、例えば噴射量が中程度の噴霧特性を、噴射量が少ない時と多い時とで異なる噴霧特性とすることができる。
また、上記実施形態では、低リフト時角度θ1<高リフト時角度θ2を満たすようにニードル側面を構成したが、反対に、低リフト時角度θ1>高リフト時角度θ2を満たすようにニードル側面を構成しても良い。これによれば、低リフト時(噴射量が少ない時)には高貫徹、狭角の噴霧特性にすることができ、高リフト時(噴射量が多い時)には低貫徹、広角の噴霧特性にすることができる。
1、71、72 燃料噴射弁
2 ノズルボディ
3 ニードル
4 燃料流路
6、351、381 角度変化点
23 ガイド孔
26 サック室
28 着座面
36 シート部
103 噴孔軸線

Claims (9)

  1. 内部にニードル収容室(23)を形成する筒形状であり、燃料を噴射する噴孔(27)が軸方向の先端に形成され、前記噴孔の上流側部分に着座面(28)を有するボディ(2)と、
    前記ニードル収容室に配置され、自身の側面と前記ボディの内面との間で環状の燃料流路(4)を形成するとともに、前記側面に、前記着座面に着座するシート部(36)を有し、そのシート部が前記着座面に着座することにより前記噴孔からの燃料噴射を遮断するとともに前記着座面から離座することにより前記噴孔からの燃料噴射を許容するニードル(3)とを備え、
    前記ボディには、前記燃料流路にて環状に分布する燃料を集合させて前記噴孔と連通させるサック室(26)が形成されており、
    前記シート部が前記着座面に着座した閉弁時には、前記ニードルの先端側の一部が前記サック室に位置し、且つ、前記噴孔の軸線(103)と、前記サック室に位置する前記ニードルの側面とが交差し、
    前記シート部から前記ニードルの先端までの間に前記ニードルの側面の角度が変化する角度変化点(6、351、381)を少なくとも1つ有し、前記角度変化点のうち前記シート部から前記ニードルの先端に向かって最初に前記角度が変化する最初点(6、351、381)は前記閉弁時において前記サック室の入口(26b)より下流に位置し、
    前記角度変化点は、前記閉弁時において前記噴孔の軸線より下流側に位置する下流側変化点(6)を有しており、
    前記シート部が前記着座面から離座した開弁時において前記ニードルのリフト量が、前記下流側変化点が前記噴孔の軸線より下流側位置する低リフト量に調整される場合と、前記下流側変化点が前記噴孔の軸線より上流側に位置する高リフト量に調整される場合とを有する燃料噴射弁(1、71、72)。
  2. 内部にニードル収容室(23)を形成する筒形状であり、燃料を噴射する噴孔(27)が軸方向の先端に形成され、前記噴孔の上流側部分に着座面(28)を有するボディ(2)と、
    前記ニードル収容室に配置され、自身の側面と前記ボディの内面との間で環状の燃料流路(4)を形成するとともに、前記側面に、前記着座面に着座するシート部(36)を有し、そのシート部が前記着座面に着座することにより前記噴孔からの燃料噴射を遮断するとともに前記着座面から離座することにより前記噴孔からの燃料噴射を許容するニードル(3)とを備え、
    前記ボディには、前記燃料流路にて環状に分布する燃料を集合させて前記噴孔と連通させるサック室(26)が形成されており、
    前記シート部が前記着座面に着座した閉弁時には、前記ニードルの先端側の一部が前記サック室に位置し、且つ、前記噴孔の軸線(103)と、前記サック室に位置する前記ニードルの側面とが交差し、
    前記シート部から前記ニードルの先端までの間に前記ニードルの側面の角度が変化する角度変化点(6、351、381)を少なくとも1つ有し、前記角度変化点のうち前記シート部から前記ニードルの先端に向かって最初に前記角度が変化する最初点(6、351、381)は前記閉弁時において前記サック室の入口(26b)より下流に位置し、
    前記角度変化点は、前記閉弁時において前記噴孔の軸線より下流側に位置する下流側変化点(6)を有しており、
    前記シート部が前記着座面から離座した開弁時において前記ニードルのリフト量に応じて前記下流側変化点が前記噴孔の軸線より下流側の位置から上流側の位置に移動することにより前記ニードルの側面と前記噴孔の軸線との成す角度が変化し、
    前記ニードルの側面と前記ボディの内面との間に形成される前記燃料流路を環状流路、前記環状流路を前記軸方向に直交する平面で切ったときの断面積を環状流路面積、前記噴孔を前記噴孔の軸線に直交する平面で切ったときの全ての前記噴孔の断面積を足し合わせた値を噴孔流路面積、開弁時において前記軸方向に沿った各位置での前記環状流路面積及び前記噴孔流路面積のうちの最小面積を最小流路面積として、
    前記ニードルのリフト量が大きくなるにしたがって、前記最小流路面積の位置が前記環状流路から前記噴孔に切り替わり、
    前記最小流路面積の位置が前記環状流路となる時の、前記噴孔の軸線と、前記ニードルの側面のうち前記噴孔の軸線と前記ニードルの側面との交点より上流側の部分との成す角度を第1角度(θ1)、
    前記最小流路面積の位置が前記噴孔となる時の、前記噴孔の軸線と、前記ニードルの側面のうち前記交点より上流側の部分との成す角度を第2角度(θ2)として、
    前記第1角度より前記第2角度のほうが大きく、
    前記ニードルの先端角部(343)と前記ボディの内面との間に形成される流路(263)の面積を下流環状流路面積として、前記最小流路面積の位置が前記環状流路となる時は、前記下流環状流路面積が前記噴孔流路面積より小さく、
    前記最小流路面積の位置が前記噴孔となる時は、前記下流環状流路面積が前記噴孔流路面積より大きい燃料噴射弁(1、71、72)。
  3. 前記下流側変化点が前記噴孔の軸線よりも下流側に位置する時の、前記噴孔の軸線と、前記ニードルの側面のうち前記噴孔の軸線と前記ニードルの側面との交点より上流側の部分との成す角度を第1角度(θ1)、
    前記下流側変化点が前記噴孔の軸線よりも上流側に位置する時の、前記噴孔の軸線と、前記ニードルの側面のうち前記交点より上流側の部分との成す角度を第2角度(θ2)として、
    前記第1角度より前記第2角度のほうが大きい請求項1に記載の燃料噴射弁。
  4. 前記ニードルの側面と前記ボディの内面との間に形成される前記燃料流路を環状流路、前記環状流路を前記軸方向に直交する平面で切ったときの断面積を環状流路面積、前記噴孔を前記噴孔の軸線に直交する平面で切ったときの全ての前記噴孔の断面積を足し合わせた値を噴孔流路面積、開弁時において前記軸方向に沿った各位置での前記環状流路面積及び前記噴孔流路面積のうちの最小面積を最小流路面積として、
    前記ニードルのリフト量が大きくなるにしたがって、前記最小流路面積の位置が前記環状流路から前記噴孔に切り替わり、
    前記最小流路面積の位置が前記環状流路となる時の、前記噴孔の軸線と、前記ニードルの側面のうち前記噴孔の軸線と前記ニードルの側面との交点より上流側の部分との成す角度を第1角度(θ1)、
    前記最小流路面積の位置が前記噴孔となる時の、前記噴孔の軸線と、前記ニードルの側面のうち前記交点より上流側の部分との成す角度を第2角度(θ2)として、
    前記第1角度より前記第2角度のほうが大きい請求項1に記載の燃料噴射弁。
  5. 前記ニードルの先端角部(343)と前記ボディの内面との間に形成される流路(263)の面積を下流環状流路面積として、前記最小流路面積の位置が前記環状流路となる時は、前記下流環状流路面積が前記噴孔流路面積より小さく、
    前記最小流路面積の位置が前記噴孔となる時は、前記下流環状流路面積が前記噴孔流路面積より大きい請求項4に記載の燃料噴射弁。
  6. 前記ニードルの側面は、前記シート部から前記ニードルの先端までの間において前記ニードルの軸方向に沿って段階的に角度が変化する形状に形成された請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料噴射弁(1、71)。
  7. 前記ニードルの側面の、前記ニードルの先端からの一部分(38)が、前記ニードルの軸方向に沿って連続的に角度が変化する形状に形成された請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料噴射弁(72)。
  8. 前記最初点(6)は前記下流側変化点でもある請求項1〜7のいずれか1項に記載の燃料噴射弁(1)。
  9. 前記最初点(351、381)は前記下流側変化点(6)とは別の点である請求項1〜7のいずれか1項に記載の燃料噴射弁(71、72)。
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DE102018214595A1 (de) * 2018-08-29 2020-03-05 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0763139A (ja) * 1993-08-27 1995-03-07 Nippondenso Co Ltd 燃料噴射ノズル
JP2010174819A (ja) 2009-01-30 2010-08-12 Denso Corp 燃料噴射弁
EP2369166B1 (en) * 2010-03-22 2017-12-13 Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. Injection nozzle
JP2013234586A (ja) * 2012-05-08 2013-11-21 Nippon Soken Inc 燃料噴射弁
JP5842728B2 (ja) * 2012-05-08 2016-01-13 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料噴射弁
JP6100584B2 (ja) * 2013-03-29 2017-03-22 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料噴射ノズル

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