JPH079229B2 - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

電磁式燃料噴射弁

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JPH079229B2
JPH079229B2 JP60115098A JP11509885A JPH079229B2 JP H079229 B2 JPH079229 B2 JP H079229B2 JP 60115098 A JP60115098 A JP 60115098A JP 11509885 A JP11509885 A JP 11509885A JP H079229 B2 JPH079229 B2 JP H079229B2
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fuel
injection hole
flow
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electromagnetic
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尚孝 調
富彦 永田
辰雄 酒井
実 岩田
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主に1気筒あたり2個の吸気弁を有する自動
車用4バルブエンジンに対して燃料を噴射供給する電磁
式燃料噴射弁に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より公知の電磁式燃料噴射弁は内部に電磁コイルを
備え、この電磁コイルに対して電気信号を供給すること
でニードル弁等の弁体が作動し、噴射孔より燃料をエン
ジンに噴射供給するものであった。このような燃料噴射
弁は電磁コイルへの電気信号をエンジン制御ユニットに
より制御することで、エンジンの作動状態に対応した最
適の燃料供給が実現できるものである。
ところで、近年エンジンの各気筒に吸気弁を2個づつ設
けて特に高速回転時の吸気抵抗を小さくなし、エンジン
出力を高く維持することが試みられている。かかるエン
ジンでは吸気管が各気筒に対応して複数に分岐し、さら
に各吸気弁に対応して2方向に分岐しており、通常、燃
料噴射弁は各気筒に対応して2方向に分岐する部分より
上流位置に取付けられる。
しかしながら従来の燃料の噴射方向が1方向しかない燃
料噴射弁を上記の位置に取付けた場合、燃料が途中の吸
気管の壁面に付着し、空気と燃料との混合が悪く、エン
ジンの過渡特性に遅れを生じるものであった。
このような点から燃料が途中の吸気管の壁面に付着する
のを防止し、エンジンの過渡特性向上を意図して、燃料
の噴射方向を吸気弁に向けて2方向に分割する構成の電
磁式燃料噴射弁が日本電装公開技報・整理番号33−065
に示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来より、エンジンのアイドリング時や減速時のよう
に、燃料噴射弁が取付けられた吸気管内部が負圧下にさ
らされた時、あるいは高速運転後の再始動時などのデッ
ドソーク時のように、燃料噴射弁や燃料が高温にさらさ
れた時には、燃料内にベーパーが発生しやすくなるもの
である。そして上記公開技報に示された燃料噴射弁で
は、噴射孔部分の下流側に噴射孔から噴射された燃料流
を2方向に分流する孔が形成されたプレート(分流部
材)を備えており、バルブボディの単孔部分からプレー
トの2孔部分への燃料の流れ経路中に燃料流のスムーズ
な流れを阻害する段状の部分が数多く形成され、2孔を
燃料流の流量を絞らない程度の通路面積としても燃料の
スムーズな流れを阻害されるために、その部分でベーパ
ーの発生が助長されるようになり、上記のような負圧あ
るいは高温の状態ではベーパーが発生し、燃料噴射弁か
ら噴射供給される燃料量が所望の量より減少するという
問題点があり、高精度の調量が不可能なものであった。
従って、本発明の目的とすることは、噴射孔からの燃料
流が分流部材の2個の孔へとスムーズに流入し、ベーパ
ー発生を助長する要因をできるだけ少なくして、負圧や
高温の状態においても充分な高精度で調量が可能な電磁
式燃料噴射弁を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するため本発明では、 電気信号の供給を受けて電磁力を生じる電磁コイルと、 この電磁コイルが発生する電磁力により駆動され、燃料
通路を開く弁と、 前記弁を通過した燃料を噴射する単一の噴射孔が形成さ
れたボディと、 前記噴射孔からの燃料噴射方向に設けられ、前記噴射孔
から噴射された燃料を分流させる流路が形成された分流
部材とを備え、 前記分流部材に形成された流路は、 前記噴射孔に対向して形成され、かつ前記噴射孔の出口
開口を収容する大きさに形成された入口部と、 前記分流部材の外側に形成された出口部と、 前記入口部から前記出口部へ向かう前記流路に形成さ
れ、前記入口部から前記出口部へ向けて流れる燃料を分
流させるガイド部材と、 を有し、 前記噴射孔の流路面積S1と、前記ガイド部材が形成され
ている部分の前記流路の総面積S2とが、その面積比S2
S1を 6≦ S2/S1≦ 8 とするように形成されるとともに、 前記ガイド部材が形成されている部分の前記流路が2個
の孔の組み合わせからなり、該孔の径dと、孔の長さL
とが、その細長比L/dを 1≦ L/d2≦ 2 とするように形成され、 さらに前記噴射孔の出口と前記分流部材に形成された入
口部との間には距離Mの隙間が、その距離Mを 0.2mm≦ M ≦1.0mm とするように形成されていることを特徴とする電磁式燃
料噴射弁という技術的手段を採用する。
〔作用〕
上記の本発明の構成によると、流路の入口が噴射孔の出
口を確実に収容し、カバーしているとともに、噴射孔の
流路面積S1と、ガイド部材が形成されている部分の流路
の総面積S2とが、その面積比S1/S2を6≦S1/S2≦8と
するように形成されているから、噴射孔から分流部材の
流路出口へと向かう燃料流は、スムーズに流路の入口部
に流入し、ガイド部材によって分流されながらスムーズ
に出口へ向けて流れる。これにより、ベーパーの発生を
助長するような要因が抑制され、特に負圧や高温状態に
おける圧力損失が少なくなるとともに、出口からは分流
された小さい粒径の噴霧が得られる。しかも、ガイド部
材が形成されている部分の流路が2個の孔の組み合わせ
からなり、該孔の径dと、孔の長さLとが、その細長比
L/dを1≦ L/d2≦ 2とするように形成されているから、
2つに分流された噴霧が所定の方向へ向けて噴霧される
とともに、負圧や高温状態におけるベーパーの発生が抑
制される。さらに、噴射孔の出口と分流部材に形成され
た入口部との間には距離Mの隙間が、その距離Mを0.2m
m≦M≦1.0mmとするように形成されているから、燃料の
ボタ落ちを防止しつつ、負圧や高温状態におけるベーパ
ーの発生が抑制される。
このため本発明によると、所望の調量精度が確保され、
分流部材の流路の出口からは所望の量に調量され、分流
された燃料が確実に所望の方向へ向けて噴霧される。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図において、電磁式燃料噴射弁100のハウジング1
は段付き筒状をなし、ハウジング1の大径部には、スプ
ール2に巻回して電磁コイル3が配してある。スプール
2には上方より筒状の鉄心4が貫設してあり、鉄心4は
上端部を燃料供給管の接続部となすとともにその筒壁よ
り突出せしめたフランジ部をハウジング1の上方開口縁
にかしめ固定してある。鉄心4の上方開口にはフィルタ
41が配設され、かつ筒内には燃料流通路をなすアジャス
トパイプ42が固定してある。ハウジング1の上面には給
電用コネクタ5が樹脂により一体成形してあり、上記電
磁コイル3はコネクタピン51に接続してある。
ハウジング1の小径部にはスペーサ61を介してボディ6
がかしめ固定してあり、ボディ6の、下方へ突出せしめ
た端面には噴射孔62が形成してある。ボディ6内には上
方よりニードル弁7が摺動可能な状態で貫装してあり、
ニードル弁7の先端は円錐形状に形成してあり、ニード
ル弁の略中央にはスペーサ61と対向してストッパ71が形
成してある。ニードル弁7の上端には可動コア72が鉄心
4と対向して連結してあり、可動コア72はこれとアジャ
ストパイプ42間に配したコイルバネ73により下方へ付勢
されている。
ボディ6の噴射孔62が形成してある端部には、分流部材
8が圧入固定されており、この分流部材8には噴射孔62
に対応して噴射孔62からの燃料流を所定の2方向に分流
する2個の孔81が形成されている。
上記燃料噴射弁100に対して電磁コイル3に電気信号を
供給すると可動コア72がばね力に抗して鉄心4側に吸引
され、この結果スペース61とストッパ71とが当接するま
でニードル弁7が上方へ移動し、アジャストパイプ42よ
り可動コア72を経てニードル弁7の外周に至った燃料が
噴射孔62より噴射され、分流部材8の2個の孔81により
分流される。
そして、第2図に噴射孔62部分の拡大断面図を示す。ボ
ディ6の噴射孔62は精度よく形成されており、ボディ6
内を通過した燃料は噴射孔62により所定量に絞られる。
ボディ6の先端に設けられた分流部材8は、ボディ6の
先端との間に隙間82を介在させており、分流部材8の噴
射孔62と対向して形成される噴射孔62から噴射された燃
料流の流入する入口は第3図に示すごとく、2個の円の
一部が互いに重なり合った形状をしている。そして噴射
孔62の出口の中心と2個の孔81への入口の円の一部が互
いに重なり合った部分、つまり燃料流を2方向に分岐さ
せるガイド隔壁83の先端の中心とは略一致するよう配置
されており、2個の孔81への入口部分よりこの2個の孔
81は噴射孔62を中心線として広がり角度θだけ開いて形
成されており、2個の孔81は分流部材8内にて分岐し、
その2個の孔81の出口は各々円形状に外部空間へと開口
している。また孔81の径は一定のものであって、両方と
も同一の径dであり、噴射孔62の径Dよりも大きいもの
である。
さらに2個の孔81の入口側の重なり合った部分の長さは
噴射孔62の径よりも長くしてある。これは噴射孔62から
の燃料流が分流部材8の入口側端部84に衝突しないよう
にするためであり、これにより噴射孔62からの燃料流の
2個の孔81の入口側への流れが極めてスムーズなものと
なる。例えば、入口側の各径81の中心距離をXとした場
合、重なり合った部分の長さPは、 であり、この重なり合った部分の長さPが噴射孔62の径
Dよりも大きい。つまり という条件を満たしている。
また噴射孔62の流路面積S1と分流部材8の2個の孔81の
流路面積の和S2とは以下の関係を満たしている。
6≦S2/S1≦8 つまり、 6≦2・(d/D)2≦8 これは、本発明者らの実験によれば第4図に示すごと
く、流路面積比S2/S1が6倍以下である場合、負圧ある
いは高温時では噴射孔62で調量された燃料が2個の孔81
で絞られるためベーパーが発生し易く、ベーパー発生に
より圧力損失をきたし所望の流量より低下してしまう
が、6倍以上であればベーパーの発生が抑えられ、また
発生しても充分な流路があるので圧力損失が少ないので
低下することはなく、また8倍以上にすると広すぎて2
個の孔81の出口からの噴霧に乱れが生じ、粒径が粗くな
るが、8倍以下では略良好な噴霧が得られることが確認
されているからである。
以上の各条件を満たすことで、噴霧孔62から噴射された
燃料は分流部材8の2個の孔81の入口で入口側端面84に
衝突することなく、スムーズに流入し、2個の孔81の流
路面積が噴射孔62の流路面積に対し充分にあるので、ベ
ーパーの発生は抑えられるようになり、また2個の孔81
の部分で、ベーパーが発生しても、孔81の流路面積が噴
射孔62流路面積に対し、充分あるので、圧力損失が少な
く、負圧や高温の状態でも充分に高精度の調量が可能で
あり、また面積比S2/S1を8倍以下とすることで良好な
噴霧も得られるようになる。
さらに、上記の条件以外に以下のような条件を加えても
かまわない。
(1)孔81の長さをLとした場合、その細長比L/dは 1≦L/d≦2 である。
(2)隙間82の距離をMとした場合、 0.2mm≦M≦1.0mm である。
(1)の条件は本発明者らの実験によれば、第5図に示
すごとく、2個の孔81から噴射される燃料流の広がり角
度をθとなるように2個の孔81の広がり角度をθに設定
したのに対し、細長比L/d<1であると2個の孔81から
噴射された燃料流はθより小さな角度となってしまう
が、L/d≧1であれば設定された広がり角度θが得られ
るようになり、またL/d>2であると負圧や高温の状態
では径に対し長すぎるために孔81内でベーパーが発生し
やすくなり、ベーパー発生により圧力損失が生じ2個の
孔81からの燃料の流量は低下するが、L/d≦2であれ
ば、燃料の流量の低下はほとんどないものであることが
確認されるからである。
(2)の条件は本発明者らの実験によれば、第6図に示
すごとく、M<0.2mmであると負圧や高温の状態では噴
射孔62の出口と、2個の孔81の2方向に燃料を分岐させ
る隔壁83との距離が接近しすぎているので、この部分で
ベーパーが発生しやすく、ベーパー発生により圧力損失
が生じ、2個の孔81からの燃料の流量は極めて悪化する
が、M≧0.2mmとすることで燃料の流量の低下はほとん
どなくなり、また略M>1mm以上となり、ニードル弁7
のシート面から2個の孔81出口までの容積、つまりデッ
ドボリュームが増すと、2個の孔81の先端より燃料のボ
タ落ち等が生じることが確認されているからである。
なお、上記構成では2個の孔81の径を同一としたが異な
る径であってもかまわないが、極端に大きさを変えるこ
とは好ましくない。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、面積比S1/S2を6≦
S1/S2≦8に設定するとともに、細長比L/dを1≦ L/d2
≦2とし、さらに距離Mを0.2mm≦ M ≦1.0mmとした
から、噴射孔から分流部材の流路出口へと向かう燃料流
は、噴射孔から勢いを必要以上に減少させることなくス
ムーズに流路の入口部に流入し、ガイド部材によって分
流されながらスムーズに出口へ向けて流れる。これによ
り、ベーパーの発生を助長するような要因が抑制され、
特に負圧や高温状態における圧力損失が少なくなる。し
かも、ベーパーの発生を抑制しながら、出口からの噴霧
は、小さい粒径を維持し、確実に所望の方向へ向けて噴
霧される。このため、負圧や高温状態における圧力損失
がなくなり、十分な精度での調量を維持しながら、2方
向へ分流された良好な噴霧が噴射されるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電磁式燃料噴射弁の一実施例を示す断
面図、第2図は第1図図示の電磁式燃料噴射弁の部分断
面図、第3図は第2図A−A断面における2孔の孔の入
口側を示す図、第4図〜第6図は本発明者らの実験結果
を示すグラフである。 1……ハウジング、3……電磁コイル、6……ボディ、
7……ニードル弁、8……分流部材、62……噴射孔、81
……孔、82……隙間、84……入口側端面、100……電磁
式燃料噴射弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 辰雄 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 岩田 実 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気信号の供給を受けて電磁力を生じる電
    磁コイルと、 この電磁コイルが発生する電磁力により駆動され、燃料
    通路を開く弁と、 前記弁を通過した燃料を噴射する単一の噴射孔が形成さ
    れたボディと、 前記噴射孔からの燃料噴射方向に設けられ、前記噴射孔
    から噴射された燃料を分流させる流路が形成された分流
    部材とを備え、 前記分流部材に形成された流路は、 前記噴射孔に対向して形成され、かつ前記噴射孔の出口
    開口を収容する大きさに形成された入口部と、 前記分流部材の外側に形成された出口部と、 前記入口部から前記出口部へ向かう前記流路に形成さ
    れ、前記入口部から前記出口部へ向けて流れる燃料を分
    流させるガイド部材と、 を有し、 前記噴射孔の流路面積S1と、前記ガイド部材が形成され
    ている部分の前記流路の総面積S2とが、その面積比S2
    S1を 6≦ S2/S1 ≦8 とするように形成されるとともに、 前記ガイド部材が形成されている部分の前記流路が2個
    の孔の組み合わせからなり、該孔の径dと、孔の長さL
    とが、その細長比L/dを 1≦ L/d2≦ 2 とするように形成され、 さらに前記噴射孔の出口と前記分流部材に形成された入
    口部との間には距離Mの隙間が、その距離Mを 0.2mm≦ M ≦1.0mm とするように形成されていることを特徴とする電磁式燃
    料噴射弁。
  2. 【請求項2】前記分流部材の流路は同径の2個の孔の組
    合せにより構成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の電磁式燃料噴弁。
  3. 【請求項3】前記入口部は、2個の円の一部が互いに重
    なり合った形状に開口し、該2個の円の一部が互いに重
    なり合った部分の中心が前記噴射孔の出口中心に対応し
    て形成されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の電磁式燃料噴射弁。
JP60115098A 1985-05-28 1985-05-28 電磁式燃料噴射弁 Expired - Lifetime JPH079229B2 (ja)

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