JPH09273451A - 気体燃料噴射弁 - Google Patents

気体燃料噴射弁

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JPH09273451A
JPH09273451A JP8110203A JP11020396A JPH09273451A JP H09273451 A JPH09273451 A JP H09273451A JP 8110203 A JP8110203 A JP 8110203A JP 11020396 A JP11020396 A JP 11020396A JP H09273451 A JPH09273451 A JP H09273451A
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JP
Japan
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valve
gaseous fuel
passage
fuel injection
valve seat
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Application number
JP8110203A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Igarashi
浩 五十嵐
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KEEHIN KK
Original Assignee
KEEHIN KK
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期に渡って安定した気体燃料を供給しうる
気体燃料噴射弁を提供する。 【構成】 気体燃料噴射弁は、先端のバルブシート9に
弁座9Aが形成され、弁座9Aから後端1Eの気体燃料
流入路20に向けて気体燃料通路21が穿設される。気
体燃料通路21内には、気体燃料通路21内においてそ
の通路面積S1が最小に絞られる計量絞り部22が配置
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車等の内燃機関用の
燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁に関し、そのうち
特にCNG等の気体燃料を噴射する気体燃料噴射弁に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来の気体燃料噴射弁について、図2に
より説明する。尚、説明を容易にする為に、先端Aとは
図において下方をいい、後端Bとは、図において上方を
いう。1は、後端B側に底部1Aを有し、先端1Bが開
口する磁性材料によって有底筒状に形成されたハウジン
グであり、底部1Aの中心から固定コアとしての第1筒
部1Cが先端A側に向かって突出するとともに底部1A
の中心から流路部材としての第2筒部1Dが後端B側に
向かって突出する。第2筒部1Dの後端1Eから第1筒
部1Cの先端1Fに向けて流路1Gが貫通して穿設され
る。第1筒部1C内の流路1Gにはインナーカラー2が
挿入配置され、第2筒部1D内の流路1Gにはストレー
ナ3が配置される。流路1Gにあっては先端A側に貫通
路2Aが穿設されたインナーカラー2が配置され、後端
B側にストレーナ3が配置される。
【0003】4は、絶縁材料によって形成されたコイル
ボビンであり、その周囲に電磁コイル5が巻回され、そ
の後端の鍔部より後端B側に向かってコイル5に接続さ
れたターミナル6が突出する。7は磁性材料によって形
成され、磁極片をなすドーナツ状のセットカラーであ
る。8は、後述するニードル弁の小径部に挿入されるバ
ルブストッパーであり外周から中心に向かって前記小径
部の直径よりやや大径を有する長溝8Aが穿設される。
【0004】9は、バルブシートであり、その内方の先
端側には弁座9Aが形成され、弁座9Aより更に先端面
9Bに向けて計量孔9Cが貫通して穿設される。一方、
弁座9Aよりバルブシート9の後端9Dに向けてガイド
孔9Eが開口して形成される。これら、ガイド孔9E、
弁座9A、計量孔9Cは同芯に形成される。尚、バルブ
シート9の後端部の外周は拡大された鍔部をなす。
【0005】10はバルブシート9内に移動自在に配置
される弁体である。弁体10は弁座9Aを開閉する弁部
10Aと弁部10Aより後端B側にあって、ガイド孔9
Eの横断面と同一形状をなすとともに外周に複数の切欠
き面が形成され、ガイド孔9E内に摺動自在に配置され
るガイド部10Bと、ガイド部10Bより後端B側に形
成される係止鍔部10Cと、更に後端に形成される嵌合
突部10Dと、嵌合突部10Dと係止鍔部10Cとの間
に形成される小径部10Eとより形成される。そして、
前記弁体10の後端に形成される嵌合突部10Dには円
柱状をなす可動コア11が一体的に嵌合配置される。
【0006】そして、燃料噴射弁は以下の如く組みつけ
られる。ハウジング1の先端1Bの開口から底部1Aに
向けてコイルボビン4を挿入配置し、このときターミナ
ル6は底部1Aに穿設せる孔を介して後端B側に突出す
る。次いで、コイルボビン4の先端にセットカラー7を
配置する。そして、バルブシート9のガイド孔9E内に
は弁体10のガイド部10Bが摺動自在に配置され、可
動コア11と係止鍔部10Cとの間の小径部10Eに向
けてバルブストッパー8の長溝8Aが挿入配置される。
このように、弁体10を備えたバルブシート9がセット
カラー7の先端上に配置される。このとき可動コア11
の後端とインナーカラー2の先端との間には、スプリン
グ14が縮設される。又、可動コア11の後端は第1筒
部1Cの先端1Fに対向して配置され、係止鍔部10C
の後端は、バルブストッパー8の先端に対向して配置さ
れる。そして更にバルブシート9の外周及び先端面9B
にキャップ12を挿入配置する。
【0007】以上によると、ハウジング1内の中間部に
設けた係止段部1J上に、セットカラー7、バルブスト
ッパー8、弁体10を備えたバルブシート9が積層され
て配置され、更にバルブシート9の外周にキャップ12
が配置される。かかる状態において、ハウジング1の先
端1Bをキャップ12を介してバルブシート9の後端部
の外周上に向けて内方へカシメることによってその組み
つけが完了する。尚、電磁コイル5への非通電時におい
て、可動コア11の後端と第1筒部1Cの先端1Fとの
間、及び係止鍔部10Cの後端とバルブストッパー8の
先端との間には微少なる間隙が存在する。特に、係止鍔
部10Cの後端とバルブストッパー8の先端との間の間
隙Sは、弁体10の作動ストロークを規制する役目をな
す。
【0008】電磁コイル5に通電されると、可動コア1
1はスプリング14のバネ力に抗して第1筒部1Cの先
端1Fに向けて吸引され、弁体10の係止鍔部10Dの
後端がバルブストッパー8の先端に当接する迄間隙Sに
相当して移動し、これによって弁体10の弁部10Aが
バルブシート9の弁座9Aを開放する。これによると、
流路1G内へ給送される加圧された気体燃料は、ストレ
ーナ3、インナーカラー2の貫通路2Aを通過して第1
筒部1Cの先端1Fに開口する流路1Gに達し、次いで
この気体燃料は、可動コア11、小径部10E、係止鍔
部10C、ガイド部10Bの外周を通って弁座9Aに達
する。弁座9に流入する気体燃料は、計量孔9Cに達
し、計量孔9Cにてその量が制御されて機関に向け噴出
される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の気体燃料
噴射弁において、弁体が長期間に渡って連続的に作動す
ると、弁部10Aと弁座9Aとの当接部、あるいは係止
鍔部10Cの後端とバルブストッパー8の先端との当接
部に摩耗が発生する恐れがあり、これによると、弁体1
0の作動ストロークが増加する側に変化する。そして、
弁体10の作動ストロークが増加する側へ変化したこと
によると、弁体10の最大ストローク時における弁座9
Aと弁部10Aとによって形成される開口面積S2が増
加し、計量孔9Cより上流側にある弁座9A部分の圧力
P2が増加するものである。
【0010】一方、気体燃料噴射弁において、計量孔9
Cを流れる気体燃料流量Qは次の数式で表される。
【0011】
【数1】
【0012】図3に模式的に示されるように、P2は計
量孔9Cより上流側にある弁部9A部分の圧力、(S
1)は計量孔9Cの開口面積、Kは流量係数である。
【0013】そして、前述の如く、計量孔9Cより上流
側にある弁座9A部分の圧力(P2)が増加することに
よると、上式から理解されるように計量孔9Cを流れる
気体燃料は、大きく増加傾向を示すもので、安定した燃
料流量特性を長期に渡って得ることが困難となるもので
あった。
【0014】尚、参考に述べると、前記燃料噴射弁内を
ガソリン等の液体燃料が流れる場合、計量孔9Cを流れ
る液体燃料流量Qは次の数式で表される。
【0015】
【数2】
【0016】ここで(P1)は計量孔9Cより下流側に
おける圧力である。上記によると、液体燃料を用いた場
合、弁座9A部の圧力(P2)が変化しても液体燃料流
量は、気体燃料流量の変化に比較して大きく変化しない
ことが理解される。
【0017】本発明は、上記不具合に鑑み成されたもの
で、長期に渡って安定した気体燃料流量を供給しうる気
体燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決する為の手段】本発明になる気体燃料噴射
弁は、前記目的達成の為に、ハウジング内に配置された
電磁コイルへの通電によって可動コアが駆動され、可動
コアと一体的に移動する弁部によりハウジングの先端部
に配置されたバルブシートの弁座を開閉制御し、弁座の
下流側にある開孔より気体を噴射する気体燃料噴射弁に
おいて、気体燃料噴射弁の気体燃料流入端から弁座に至
る気体燃料通路内に、気体燃料通路内において最少通路
面積を有する計量絞り部を配置したことを第1の特徴と
する。
【0019】又、本発明は、前記第1の特徴に加え、計
量絞り弁をインナーカラーに設けたことを第2の特徴と
する。
【0020】本発明の第1の特徴によると、最少通路面
積を有する計量絞り部は、弁座より上流側の気体燃料通
路内に形成され、計量孔より流出する気体燃料流量は計
量絞り部より上流側の圧力によってのみ変化し、計量絞
り部より下流側にある弁座部の圧力変化に影響されるこ
とがない。計量絞り部より上流側には常に一定の圧力を
有する気体燃料が供給されるので、長期間に渡って安定
した気体燃料を弁座より下流側の開孔より供給できる。
【0021】本発明の第2の特徴によると、計量絞り部
を極めて容易に形成できるとともにその配置も容易に行
なうことができる。
【0022】
【実施例】以下、本発明になる気体燃料噴射弁の一実施
例を図1によって説明する。尚、従来の気体燃料噴射弁
と同一構造部分については、同一符号を使用し、説明を
省略する。本発明の気体燃料噴射弁において特徴的なこ
とは、弁座9Aから気体燃料噴射弁の気体燃料流入端2
0に至る気体燃料通路21内に気体燃料通路21内にお
いて、その通路面積S1を最小に絞り、供給する気体燃
料量を制御する計量絞り部22を設けたことである。い
いかえると、前記気体燃料流入端20は、図1におい
て、第2筒部1Dの後端1Eに開口する流路1Gであ
り、気体燃料通路21は、図1において、第2筒部1D
に穿設される流路、インナーカラー2の貫通路2A、第
1筒部1Cに穿設される流路1G、可動コア11、小径
部10E、係止鍔部10C、ガイド部10Bの外周に形
成される流路である。尚、23は弁座9Aからバルブシ
ート9の先端面9Bに向かって開口する開孔である。
【0023】本実施例において、計量絞り部22は、イ
ンナーカラー2に形成された。すなわち、インナーカラ
ー2の中間部に気体燃料通路21内において最小の通路
面積S1に絞られた計量絞り部22としてのオリフィス
が形成された。
【0024】ここで通路内に計量絞り部22を設けた一
般的な流路部材において、計量絞り部22を流れる気体
燃料流量Qについて鑑案すると、計量絞り部22の通路
面積S1、計量絞り部22より上流側の通路22A内の
気体圧力P3、計量絞り部22より下流側の通路22B
内の気体圧力P4、とすると、計量絞り部22を上流側
の通路22Aから下流側の通路22B内へ向かって流れ
る気体燃料流量Qは、Q=K×S1×P3によって決定
されることが知られる。(Kは流量係数)
【0025】そして、気体燃料噴射弁が長期間に渡って
連続的に作動され、弁部10Aと弁座9Aとの当接部、
あるいは係止鍔部10Cの後端と、バルブストッパー8
の先端との当接部に摩耗が生じた際、弁体10の作動ス
トロークが増加し、弁座9A部分の圧力P2が増加して
変化する。そして、この弁座9A部分の増加した圧力P
2は、気体燃料通路21を通って計量絞り部22より下
流側の通路22Bに増加した圧力P4として作用する。
(尚、圧力P4は圧力P2と略同圧である)すなわち、
弁体10の作動ストロークが増加したことにより計量絞
り部22より下流側の通路22B内の圧力P4は増加し
て変化する。
【0026】ここで、前述した計量絞り部22を流れる
気体燃料流量Qについて再び鑑案すると、その流量はQ
=K×S1×P3によって決定され、計量絞り部22よ
り下流側の通路22B内の圧力P4に何等影響されない
ことが理解される。一方、計量絞り部22より上流側の
通路22A内へ供給される気体燃料の圧力P3は、図示
せぬレギュレター装置によって例えば3.8kg/cm2 に
一定圧力状態に加圧されて常時供給される。
【0027】以上によると、計量絞り部22の通路面積
S1、計量絞り部22より上流側の通路22A内の気体
圧力P3、が一定に保持されるので計量絞り部22より
下流側の通路22B内へ供給される気体燃料量Qは、弁
体10の作動ストロークの増加に係わりなく常に一定な
る流量を供給することができる。従って、弁部10Aが
弁座9Aを開放する時間に見合った正確な気体燃料を噴
射供給することができる。
【0028】
【発明の効果】以上の如く、本発明になる気体燃料噴射
弁によると、気体燃料噴射弁の気体燃料流入端から弁座
に至る気体燃料通路内に、気体燃料通路内において最小
通路面積を有する計量絞り部を配置したので、弁体の作
動ストロークが変化した際にあっても全開流量を正確に
計量することができ、特に長期間に渡って安定した気体
燃料を供給することのできる気体燃料噴射弁を提供でき
る。又、従来の気体燃料噴射弁にあっては、弁体の作動
ストローク変化に対して全開流量特性変化をなるべく小
さくする為に、初期設定として計量孔面積に対しバルブ
開口面積を通常1.5倍以上に設定するが、本発明の気
体燃料噴射弁にあってはバルブ開口面積を1.5倍以下
に設定することが可能となったものである。以上による
と弁体のストローク、シート径を小とすることができ、
気体燃料噴射弁をより小型化することができる。
【0029】又、計量絞り部をインナーカラーに設けた
ことは、計量絞り部の形成、気体燃料噴射弁内への配置
が極めて簡単に行なうことができ、更には、従来の気体
燃料噴射弁に対し容易に実施しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる気体燃料噴射弁の一実施例を示す
縦断面図。
【図2】従来の気体燃料噴射弁の縦断面図。
【図3】弁部及び弁座部を示す要部拡大図。
【符号の説明】
2 インナーカラー 20 気体燃料流入端 21 気体燃料通路 22 計量絞り部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジング内に配置された電磁コイルへ
    の通電によって可動コアが駆動され、可動コアと一体的
    に移動する弁部によりハウジングの先端部に配置された
    バルブシートの弁座を開閉制御し、弁座の下流側にある
    開孔より気体を噴射する気体燃料噴射弁において、気体
    燃料噴射弁の気体燃料流入端20から弁座9Aに至る気
    体燃料通路21内に、気体燃料通路21内において最少
    通路面積S1を有する計量絞り部22を配置したことを
    特徴とする気体燃料噴射弁。
  2. 【請求項2】 前記計量絞り弁22をインナーカラー2
    に設けたことを特徴とする請求項1記載の気体燃料噴射
    弁。
JP8110203A 1996-04-05 1996-04-05 気体燃料噴射弁 Pending JPH09273451A (ja)

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