JPS58586B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として内燃機関の吸気通路に設置されて燃料
噴射を行う燃料噴射弁に関し、より詳細悼は噴射燃料の
霧化促進のために噴射燃料に二次流体を衝突させるよう
構成した新規な燃料噴射弁に関するものである。

内燃機関の吸気通路に設置される従来周知の自動開弁式
燃料噴射弁は第１図に示す構成を有しているのが通常で
ある。

この公知の弁では先端に円錐や欠球状の笠部４ａを持っ
た針弁４に燃料圧力がかかることによりはね６がたわみ
針弁４が開弁する。

これにより今まで針弁４と弁座２との接触でもれ止めさ
れていた燃料は弁座２の噴孔２ａより噴射され内燃機関
の吸気通路に供給される。

この燃料噴射によって噴射弁の内部燃料圧力は低下し、
ばね６の力によって針弁４は閉弁する。

そして燃料噴射は終了する。

この動作はきわめて短時間で反復され、しかも燃料噴射
時に噴射燃料は針弁４の笠部４ａに衝突して外方に広が
る。

従って噴射燃料は霧状となり吸気通路に噴射される。

ところが、かかる噴射弁において内燃機関の低回転時の
噴射量はだいたい３〜６ｃｃ／ｍｉｎの少量となる。

また、かかる噴射弁ではその構造上、ばね６の傾きによ
る針弁４の偏心及び噴射弁内部における蒸気の発生をさ
けることはできない。

また、針弁４と弁座２との加工精度上、この両者で形成
される燃料噴孔を正確に均一な寸法のものにすることが
困難である。

このため、特に少噴射量時には噴霧の片より、回転およ
び移動並びに大粒燃料の滴下が生じやすく、不均一な噴
霧となる。

そしてこのような不均一な燃料噴霧は機関のトルク変動
、トルク低下並びに燃料消費量の増大および排気エミッ
ションの悪化をもたらす。

上記従来周知の燃料噴射弁では、前述の不均一な燃料噴
霧を均一なものにするための手段は何ら採用されていな
い。

従って、前述の如き種々の不具合を機関に持たらしてい
る。

なお、第２図ａには従来の噴射弁における燃料噴霧の片
より状態を示し、第２図すには大粒燃料の滴下の状態を
示している。

本発明は上記従来の欠点を解消するために、燃料噴射弁
において外部からの二次流体を弁座内に設けた微細な通
路を通して針弁の笠部に衝突するよう流出させることに
より、噴射燃料に二次流体を衝突させて燃料を微細な粒
径を持った噴霧状にすることを特徴とする。

そして本発明は、機関のトルク変動、トルク低下差びに
燃料消費量の増大および排気エミッションの悪化などの
不具合を持たらすことのない燃料噴射弁を提供すること
を目的とするものである。

なお本発明の最も望ましい実施態様では、二次流体とし
ては空気が用いられ、かつ、この二次空気が機関の吸気
負圧だけを利用して吸引流出される。

これにより、二次空気なしでは良好な霧化が達成されな
い少噴射量域においてのみ二次空気の衝突による燃料の
微粒化を行う。

以下本発明を図面に示す実施例につき詳説する。

第３図〜第５図は第１実施例を示すもので、まずこれを
説明すると、第３図において、外筒１の内部先端には弁
座２がシール用のリング３と共に装着しである。

弁座２には燃料噴孔２ａが形成しである。

弁座２の燃料噴孔２ａには針弁４が貫通している。

針弁４は先端に後方側が球状をなした副部４ａを崩し、
この副部４ａは弁座２の燃料噴孔２ａの弁座面に外側か
ら当接している。

この針弁４の副部４ａは燃料噴孔２ａを開閉するもので
ある。

針弁４の外筒内に位置する後端にはショルダープレート
５が係合している。

このショルダープレート５と弁座２との間にはばね６が
配設してあり、このばね６は針弁４に閉弁方向の荷重を
与えている。

前記外筒１には複数の空気用通路７が形成してあり、ま
た弁座２の外周が嵌合した部分に環状の溝８が形成しで
ある。

前記複数の空気用通路７はそれぞれ環状溝８に通じてい
る。

前記弁座２は２つの部材２０．２１を打ち込みによって
一体化して構成しである。

この弁座を構成する個々の部材２０，２１はそれぞれが
対応する溝もしくは凹みを持ち、一体化された状態でこ
れらが弁座２の内部に微小な空間および孔を形成してい
る。

この弁座２の詳細は第４図に示す通りである。

すなわち、第１の部材２０は外周に環状溝２２を有し、
かつ先端面側に底面がＹ面をなした凹み２３を有してい
る。

環状溝２２は外筒１へ、弁座２を装着した状態では外筒
１の環状溝８と一致してこれに通じている。

一方、第２の部材２１は後端面側の内縁にリング状の第
１の突起２４を肩し外縁に第２の突起２５を鳴している
。

この第■、第２の部材は第１の部材２０の凹み２３に第
２の部材２１を、その第１、第２の突起２４゜２５が凹
み２３の底面に当接するまで、打ち込むことにより一体
化しである。

この結果、弁座２の内部には、第１の部材２０の凹み２
３の底面と第２の部材２１の後端面とで空間２６が形成
されている。

この空間２６は第１、第２の突起２４゜２５間の環状空
間である。

前記第１の部材２０および第２の部材２１の第２の突起
２５には前記第１の部材外周の溝２２と空間２６とを通
じさせる複数の孔２１が形成しである。

また、第２の部材２１の内縁部には複数の空気噴出孔２
８が周方向に配設しである。

この複数の空気噴出孔２８は前記空間２６に通じ、かつ
燃料噴孔８ａの弁座面に接してその外側周囲に開口して
いる。

この空気噴射孔２８の開口位置の詳細は第５図ａ、ｂに
示す通りである。

すなわち、針弁４の弁座２の弁座面への着座時において
、針弁４の副部４ａ後方面（球面）の接線方向に弁座面
は形成され、該弁座面の先端縁に各空気噴出孔２８の内
縁が接している。

従って、第５図すの如く外部から見た時には各噴出孔２
８の内縁側の一部に針弁４の副部４ａ外縁がおおいかぶ
さっている。

このことは、噴出孔２８から噴出される空気はその一部
が針弁４の副部４ａ外縁に衝突することを意味する。

なお、各空気噴出孔２８の設置方向は燃料噴孔２ａの方
向と一致している。

上記の構成において、外筒１内には図示しない燃料噴射
ポンプから燃料が圧送される。

弁体１の空気用通路１は図示しないフィルタを介して大
気に開放される。

また、上記構成の噴射弁は内燃機関においてスロットル
バルブよりは下流で吸気バルブよりは上流の吸気通路に
設置される。

次に作動を説明する。

外筒１内に燃料が圧送されると、針弁４の副部４ａ後方
面に燃料圧力が作用し、その荷重によりばね６の荷重に
抗して針弁４は外方へ移動して開弁する。

このため弁座２の燃料噴孔２ａは開らかれ、今まで針弁
４と弁座２の弁座面との接触でもれ止めされていた燃料
は噴孔２ａより噴射される。

この燃料の噴射により外筒１内の燃料圧力は低下し、一
定量の燃料が噴射されると、ばね６の力に抗し切れなく
なって針弁４は着座する。

このため噴射燃料流はちぎられる。この動作は１秒間に
数１０００回のオーダーで行なわれ、しかも燃料噴射時
の噴射燃料は一相針弁４の筋部４ａに衝突した後に外方
に広がって行く。

従って、燃料流は霧状となって放出される。

この作動中、吸気通路の負圧によって空気噴出孔２８か
ら空気が噴出する。

この空気は前記負圧により空気通路７、環状溝８，２２
、孔２１、空間２６を通って吸引され各空気噴出孔２８
から二次空気として噴出する。

この二次空気は針弁４の筋部４ａの外縁に向って噴出す
るため、前記ちぎられた燃料微粒が飛び出した所で丁度
これに衝突することになる。

そして噴射燃料の微粒化を促進する。

この二次空気衝突による燃料霧化作用は機関の低回転時
にも確実に行なわれる。

従って前記針弁４による燃料流ちぎり動作および針弁４
への燃料衝突による霧化作用が緩慢になる噴射量の少量
時においても確実に燃料霧化を行い燃料噴霧を均一な噴
霧にする。

さらに、内燃機関の吸気負圧を利用した二次空気の吸入
方式の作用により、余分な補機類を付加することなく効
果的な霧化作用を行うことができる。

すなわち、機関が低負荷のときには吸気負圧が大きい結
果、この時に上記の霧化作用を最も効果的に行う。

この時は燃料噴射量が少ない領域であるので上記の通り
その効果が太きい。

なお、機関の高負荷域では、二次空気による霧化作用は
あまり期待できないのであるが、この時は噴射量大で二
次空気なしでも充分良好な目的にかなった噴霧となるの
で問題はない。

しかも、二次空気の通路２８は筋部４ａによって閉塞が
とれることはないので、内燃機関の吸気負圧を受けると
きには筋部４ａが噴孔２ａを閉じていても二次空気が筋
部４ａに衝突することになる。

そのため、筋部４ａが噴孔２ａを開いた面後であっても
、また筋部４ａが噴孔２ａを閉じる面前であっても二次
空気が筋部４ａと衝突している。

従って、噴霧が不均一になりがちな噴射開始時及び終了
時においても燃料噴霧を良好に行なうことができる。

第８図は上記構成の噴射弁による燃料噴霧の状態を示し
ている。

上記二次空気の噴出によって噴射燃料はこのように均一
な噴霧となって機関に供給される。

第９図は二次空気流量と燃料噴霧の粒径との関係を示し
ている。

二次空気流量が大きくなると燃料粒径は小さくなって均
一な噴霧になることがこれより明らかである。

二次空気流量大の領域は上記実施例では機関低負荷時と
一致している。

上記第１実施例では、複数の空気噴出孔２８を弁座２の
弁座面に接して開口させ、しかも各空気噴出孔２８の設
置方向を燃料噴孔２ａの設置方向と〒行な方向とした。

しかしながら、本発明では第６図ａ、ｂに示す第２実施
例の如く、各空気噴出孔２８を針弁４の筋部４ａに向う
相方向に設置しても良い。

この構成でも第１実施例と同一の作用効果が達成される
。

また、第１図ａ、ｂに示す第３実施例の如く、弁座２の
弁座面に接して形成した環状の連続したすき間によって
空気噴出孔２８を形成しても効果は変らない。

さらに、上記実施例では二次流体として空気を用いたが
、本発明においては水素などのガスを使用しても良い。

以上述べたように本発明においては噴射燃料を均一な噴
霧とすることができる。

従って機関への不具合を確実になくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来周知の燃料噴射弁の要部の断面正面図、第
２図ａ、ｂはそれぞれ従来周知の噴射弁による燃料噴霧
の状態を示す模式図、第３図は本発明になる燃料噴射弁
の第１実施例を示す要部の断面正面図、第４図は第３図
に示した弁座２の詳；細図、第５図ａ、ｂはそれぞれ第
３図の要部の断面正面図および底面図、第６図ａ、ｂは
それぞれ本発明の第２実施例の要部を示す断面正面図お
よび底面図、第１図ａ、ｂはそれぞれ本発明の第３実施
例の要部を示す断面正面図および底面図、第８図は本発
明になる噴射弁での燃料噴霧の状態を示す模式図、第９
図は二次空気流量と燃料粒径との関係を示す線図である
。 ２・・・・・・弁座、２ａ・・・・・・噴孔、４・・・
・・・針弁、４ａ・・・・・・その筋部、２２，２６，
２７，２８・・・・・・二次；流体通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 笠部を有する針弁と、内燃機関の吸気負圧を受ける
   位置に開口し該針弁の笠部によって開閉される燃料噴孔
   とを備え、前記燃料噴孔周囲でかつ前記笠部により閉奉
   されない部位に二次流体用の通路を形成し、かつ該二次
   流体用通路をこれより流出する二次流体の少なくとも一
   部が前記笠部に衝突するよう設置したことを特徴とする
   燃料噴射弁。