KR20090040918A - 연료 분사 밸브 - Google Patents

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Abstract

밸브체 선단부에 분공 플레이트(11)와 거의 평행한 평탄면(13c)을 가지며, 밸브시트 시트부 하류측의 내벽의 연장(10b)과 분공 플레이트 상류측 평면(11c)이 교차하는 가상 포락선(15)의 내측이면서 밸브체 선단의 평탄부보다 외측에 분공 입구부(12a)를 배치하고, 분공 입구경(d)에 대해, 밸브개방 상태의 밸브체 선단의 평탄부와 분공 플레이트 상류측 평면의 수직선 거리(h)가, h<d의 관계를 가지며, 또한 분공(12)은 분공 플레이트 판두께 방향에 대해 소정 각도 경사시킨 연료 분사 밸브.
연료 분사 밸브

Description

연료 분사 밸브{FUEL INJECTION VALVE}
본 발명은, 엔진에 사용되는 연료 분사 밸브에 관한 것으로, 특히, 과도한 분무 확산을 억제하면서 연료 분무의 미립화를 향상시키도록 한 연료 분사 밸브에 관한 것이다.
근래, 자동차 등의 배출 가스 규제가 강화되는 중, 연료 분사 밸브로부터 분사되는 연료 분무 분사 방향의 자유도 및 미립화의 향상이 요구되어 있다. 특히 연료 분무의 미립화에 관해서는 각종의 검토가 이루어지고 있고, 예를 들면, 특허 제3183156호 공보(이하, 특허 문헌 1이라고 칭한다)에는, 밸브시트 시트부 하류측의 유체의 주류 방향과 분공(噴孔) 플레이트가 교차하는 가상 포락선보다 내측에 분공을 배치하고, 또한 밸브체 선단부의 시트부내측이면서 분공에 대항하는 부분이 분공 플레이트에 대해 평행한 평탄면으로 하고, 분공은, 분공 플레이트에 대해 소정 각도 경사시키고, 또한, 분공 지름을 d, 밸브개방 상태의 밸브체 평탄면과 분공 플레이트의 수직선 거리를 h라고 하면, h<1.5d의 관계를 갖는 구성으로 한 유체 분사 노즐이 개시되어 있다.
그리고 이 분사 노즐에 의하면, 밸브시트 시트부로부터 연료가 유출된 후, 밸브체 평탄면과 분공 플레이트에 끼여진 캐비티 내에서 흐름은 분공 플레이트에 따른 흐름으로 변환되고, 분공에 직접 향하는 흐름과, 분공 사이를 통과하여 분공 플레이트 중심에서 대향하는 흐름에 의해 U턴하여 분공을 향하는 흐름이 생기고, 결과로서 균등하게 분공을 향하는 흐름을 만들 수 있다. 이로써 분공 바로 위에서의 연료 흐름끼리의 충돌을 야기할 수 있고, 미립화를 촉진할 수가 있다고 되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본국 특허 제3183156호 공보
상기 특허 문헌 1에 기재된 것은, 밸브시트 시트부로부터 유출된 연료 흐름을, 밸브체 평탄면과 분공 플레이트에 끼여진 캐비티 내에서 분공 플레이트에 평행한 흐름으로 변환하는 것을 연료 분무의 미립화에 이용하고 있는데, 분공에 돌입하는 연료 유속은, 캐비티 높이 편차의 영향을 받기 쉽고, 특허 문헌 1로 정의하는 캐비티 높이는, 가공 편차의 영향이나 밸브개방시에 있어서의 밸브의 경사에 의한 영향을 받기 때문에, 연료 분사 밸브마다의 유량 정밀도나 분무 특성이 흐트러지기 쉽게 되는 결점이 있다.
또한 분공 플레이트 중심 방향으로의 흐름과, 분공 사이를 통과하여 분공 플레이트 중심에서 대향하는 흐름에 의해 U턴하여 분공을 향하는 흐름이 분공 바로 위에서 충돌시키는 수단은, 미립화에는 효과가 있는 것이지만, 분무가 확산하기 쉬워지고 분무의 지향성이 저하된다. 이 때문에, 흡기 포트 벽면에 분무가 부착하여, 액막(液膜)이 되어 연소실로 들어감으로써, 배기 가스의 악화나 엔진 출력의 제어성의 악화를 초래할 우려가 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 종래 장치의 과제를 해소하기 위해 이루어진 것으로, 가솔린 엔진용 연료 분사 밸브에 있어서, 유량 정밀도나 분무 특성의 편차의 억제와, 분무의 지향성을 유지하면서, 연료 분무의 미립화를 향상하도록 한 연료 분사 밸브를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 연료 분사 밸브는, 밸브시트를 개폐하기 위한 밸브체를 가지며, 제어 장치로부터 동작 신호를 받아서 이 밸브체를 동작시킴으로써, 밸브시트 하류측에 장착된 분공 플레이트에 복수 마련된 분공으로부터 연료를 분사하는 연료 분사 밸브에 있어서, 밸브체 선단부에 상기 분공 플레이트와 거의 평행한 평탄면을 가지며, 밸브시트 시트부 하류측의 내벽의 연장과 분공 플레이트 상류측 평면이 교차하는 가상 포락선의 내측이면서 상기 밸브체 선단의 평탄부보다 외측에 상기 분공의 분공 입구부를 배치하고, 분공 입구경(d)에 대해, 밸브개방 상태에서의 상기 밸브체 선단의 평탄부와 상기 분공 플레이트 상류측 평면의 수직선 거리(h)가, h<d의 관계를 가지며, 또한 상기 분공은, 상기 분공 플레이트 판두께 방향에 대해 소정 각도 경사하여 형성하도록 구성한 것이다.
또한, 본 발명에 관한 연료 분사 밸브는, 밸브시트를 개폐하기 위한 밸브체를 가지며, 제어 장치로부터 동작 신호를 받아서 이 밸브체를 동작시킴으로써, 밸브시트 하류측에 장착된 분공 플레이트에 복수 마련된 분공으로부터 연료를 분사하는 연료 분사 밸브에 있어서, 밸브체 선단부와 거의 평행하게 하류측으로 돌출하는 볼록부를 상기 분공 플레이트 중앙부에 마련하고, 또한 분공 입구경(d)에 대해, 밸브개방 상태에서의 상기 밸브체 선단부와 상기 분공 플레이트 중앙부의 최단 거리(r)가, r<d의 관계를 가지며, 밸브시트 최소 내경보다도 내측이면서 상기 분공 플레이트 외주측의 평면부에 상기 분공의 분공 입구부를 배치하도록 구성한 것이다.
본 발명의 연료 분사 밸브에 의하면, 밸브시트 시트부로부터의 연료 흐름의 주류에 대해 내측에 분공 입구부가 배치되고, 또한 분공 바로 위의 캐비티 유로 면적은 급격하게 축소하기 때문에, 분공 입구에 돌입각(突入角)이 큰 연료 흐름이 강화되고, 과도한 분무 확산을 억제하면서, 미립화된 연료 분무를 얻을 수 있다.
또한, 캐비티에 있어서의 분공 바로 위 유로의 한 면은 고정밀도의 볼로 구성되기 때문에, 분공 바로 위 유로의 치수 편차가 작고, 또한 밸브개방시에 있어서의 밸브체의 경사에 의한 캐비티 높이의 불균등이 발생하지 않기 때문에, 분공 바로 위의 캐비티 유속의 편차도 작고, 유량 정밀도(정적(靜的) 유량)및 분무 특성(분무 형상·분무 입경)의 편차를 억제할 수 있다.
상술한, 또한 그 밖의, 본 발명의 목적, 특징, 효과는, 이하의 실시의 형태에서의 상세한 설명 및 도면의 기재로부터 보다 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 연료 분사 밸브의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 연료 분사 밸브체 선단부의 상세 단면도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 연료 분사 밸브체 선단부의 유로 면적의 변화를 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 연료 분사 밸브 분공으로부터 분사되는 연료 분무의 상태를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에서의 연료 분사 밸브의 단면도.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 3에서의 연료 분사 밸브의 단면도.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 4에서의 연료 분사 밸브의 단면도.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 5에서의 연료 분사 밸브의 단면도.
실시의 형태 1.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1의 연료 분사 밸브의 단면도, 도 2는, 실시의 형태 1의 연료 분사 밸브체 선단부의 상세 단면도이다.
도 1에서, 1은 연료 분사 밸브를 나타내고 있고, 2는 솔레노이드 장치, 3은 자기 회로의 요크 부분인 하우징, 4는 자기 회로의 고정 철심 부분인 코어, 5는 코일, 6은 자기 회로의 가동 철심 부분인 아마추어, 7은 밸브 장치이고, 밸브 장치(7)는 밸브체(8)와 밸브 본체(9)와 밸브시트(10)로 구성되어 있다.
밸브 본체(9)는, 코어(4)의 외경부에 압입 후, 용접되어 있다. 아마추어(6)는, 밸브체(8)에 압입 후, 용접되어 있다. 밸브시트(10)에는, 분공 플레이트(11)가 용접부(11a)로 밸브시트 하류측에 결합된 상태에서, 밸브 본체(9)에 삽입 후, 용접부(11b)로 결합되어 있다. 분공 플레이트(11)에는, 도 2에 도시되는 바와 같이, 판두께 방향으로 관통하는 복수의 분공(12)이 마련되어 있다.
다음에 도 1의 연료 분사 밸브의 개폐 동작에 관해 설명한다.
엔진의 제어 장치로부터 연료 분사 밸브의 구동 회로에 동작 신호가 보내지면, 연료 분사 밸브(1)의 코일(5)에 전류가 통전되고, 아마추어(6), 코어(4), 하우징(3), 밸브 본체(9)로 구성되는 자기 회로에 자속이 발생하고, 아마추어(6)는 코어(4)측으로 흡인된다. 이로써, 아마추어(6)와 일체 구조인 밸브체(8)가 밸브시트 시트부(10a)로부터 떨어저서 간극이 형성되고, 연료는 밸브체(8) 선단부에 용접된 볼(13)의 모따기부(13a)로부터 밸브시트 시트부(10a)와 밸브체(8)의 간극을 통과하여, 복수의 분공으로부터 엔진 흡기관에 분사된다.
다음에 엔진의 제어 장치로부터 연료 분사 밸브의 구동 회로에 동작의 정지 신호가 보내지면, 코일(5)의 전류의 통전이 정지되고, 자기 회로중의 자속이 감소하여 밸브체(8)를 밸브폐쇄 방향으로 누르고 있는 압축 스프링(14)에 의해, 밸브체(8)와 밸브시트 시트부(10a) 사이의 간극은 닫힌 상태가 되고, 연료 분사가 종료된다.
밸브체(8)는, 아마추어 측면(6a), 가이드(13b)로 밸브 본체(9)의 가이드부와 활주하고, 밸브개방 상태에서는 아마추어 윗면(6b)이 코어(4)의 하면과 맞닿는다. 상기 가이드(13b)은, 밸브시트면에 대한 밸브체(8)의 지름 방향의 비동축도(非同軸度)(흔들림)를 규제한 수단이기 때문에, 클리어런스는 가능한 한 작게 설정되는 것이 바람직하고, 본 실시의 형태 1에서는, 밸브체의 내구 마모를 허용 한도 이내로 하기 위해, 10㎛ 이하(편측 간극 5㎛ 이하)로 하고 있다.
다음에, 본 발명의 실시의 형태 1의 연료 분사 밸브의 주요부의 구성 및 작용에 관해, 도 2 내지 도 4를 이용하여 설명한다.
실시의 형태 1의 연료 분사 밸브는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 밸브체 선단부에, 분공 플레이트(11)와 거의 평행한 평탄면(13c)을 가지며, 밸브시트 시트부(10a) 하류측의 내벽의 연장(10b)과 분공 플레이트 상류측 평면(11c)이 교차하는 가상 포락선(15)의 내측이며, 또한 밸브체 선단의 평탄부(13c)보다 외측에 위치하는 분공 플레이트의 부분에, 분공(12)의 분공 입구부(12a)를 배설하고 있다.
또한, 분공 입구경(d)에 대해, 밸브개방 상태에서의 밸브체 선단의 평탄부(13c)와 상기 분공 플레이트 상류측 평면의 수직선 거리(h)가, h<d의 관계를 갖도록 구성되고, 또한 분공(12)은, 분공 플레이트 판두께 방향에 대해 소정 각도 경사하여 형성되어 있다.
도 3은, 연료 분사 밸브체 선단부의 유로 면적의 변화를 도시하는 것이다.
상기한 바와 같이 구성된 실시의 형태 1의 연료 분사 밸브에서는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 밸브체 선단(13)과 밸브시트(10) 및 분공 플레이트(11)로 둘러쌓여진 캐비티(17) 내의 연료 흐름은, 분공 플레이트(11)에 도달 후부터 밸브체 선단의 평탄부(13c)까지는 캐비티 유로 면적은 급격하게 축소하기 때문에, 가상 포락선(15)의 중심 방향으로의 흐름(16a)이 강화되고, 게다가 h<d의 관계에 의해, 분공 사이를 통과하여 분공 플레이트 중심에서 대향하는 흐름에 의해 U턴하여 분공을 향하는 흐름(16b)를 억제함에 의해, 일방향으로부터의 분공에의 유입이 강화된다.
이 때문에, 도 4에 도시하는 바와 같이, 분공 입구부(12a)에서의 흐름 박리에 의해 액막(22a)이 형성되고, 연료는 분공벽(12b)으로 꽉눌림으로써 분공 내의 흐름은 분공의 곡률에 따른 흐름(16d)이 되고, 분공 내에서 공기(23)와의 혼합을 촉진하면서(도 4(b)), 분공 출구로부터 초승달 형상의 액막(22)으로서 확산시킴으로써(도 4(c)), 과도한 분무 확산을 억제하면서 미립화를 촉진하는 것이 가능해진다.
또한, 캐비티(17)에 있어서의 분공 바로 위 유로의 1면은 볼로 구성되어 있기 때문에, 밸브체 선단 평면부(13c)보다도 치수 편차가 작고, 또한 밸브개방시에 있어서의 밸브체의 경사에 의한 캐비티 높이의 불균등이 발생하지 않기 때문에, 분공 바로 위의 캐비티 유속의 편차도 작고, 유량 특성(정적 유량) 및 분무 특성(분무 형상·분무 입경)의 편차이 작은 것으로 된다.
또한, 실시의 형태 1의 연료 분사 밸브에 의하면, 밸브시트 시트부 하류의 데드 볼륨이 작기 때문에, 분사 시작시에 가속되지 않고서 분사되는 분무 입경이 큰 초기 분무의 분사량도 적고, 고온 부압(負壓)하에 있어서의 데드 볼륨 내의 연료 증발량도 적기 때문에, 분위기 변화에 수반하는 유량 특성(정적 유량·동적 유량) 및 분무 특성(분무 형상·분무 입경)의 변화를 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시의 형태 1에 의하면, 흡기 밸브를 겨누기 위한 분무의 지향성이 양호하면서 공기와 혼합하기 쉬운 분무 특성이기 때문에, 배기 이미션 및 연료 소비량을 저감할 수 있는 연료 분무가 얻어지는 연료 분사 밸브를 얻을 수 있다.
실시의 형태 2.
도 5는, 본 발명의 실시의 형태 2의 연료 분사 밸브의 단면도이다. 또한, 도 면중, 도 1 내지 도 4와의 동일 부호는, 동일 또는 상당 부분을 나타낸다.
실시의 형태 2의 연료 분사 밸브는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 밸브체 선단부와 거의 평행하게 하류측으로 돌출하는 볼록부(11e)를 상기 분공 플레이트 중앙부에 마련하고, 또한 분공 입구경(d)에 대해, 밸브개방 상태에 있어서의 밸브체 선단부와 분공 플레이트의 최단 거리(r)가, r<d의 관계를 가지며, 밸브시트 최소 내경(10d)보다도 내측이면서 분공 플레이트 외주측의 평면부에 분공 입구부를 배치한 것이다.
본 실시의 형태 2에 의해서도 실시의 형태 1과 마찬가지로, 연료 분무의 과도한 확산을 억제하면서 미립화를 촉진시킬 수 있고, 실시의 형태 1과 같은 효과를 얻을 수 있다.
실시의 형태 3.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 3의 연료 분사 밸브의 단면도이다.
실시의 형태 3의 연료 분사 밸브는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 밸브시트 시트부의 끼움각을 α라고 하면, 시트면 하류측에 끼움각(β)인 테이퍼면(18)을 마련하고, α>β의 관계로 한 것이다.
또한, 그 밖의 구성은 실시의 형태 1과 마찬가지이고, 설명은 생략한다.
본 실시의 형태 3에 의하면, 분공 플레이트(11)를 향하는 연료 흐름의 주류(16a)를, 분공 입구(12a)보다도 외주측으로 유도하여 충돌시킴에 의해, 분공 플레이트에 따른 흐름(16c)으로 변환할 수 있고, 분공 입구(12a)에의 돌입각(ν)을 크게 할 수 있기 때문에, 분공 입구부에서의 흐름의 박리가 더욱 강화되고, 액막이 얇게 되기 때문에, 연료 분무의 미립화가 촉진되는 효과가 있다.
또한, 본 실시의 형태 3은, 실시의 형태 1로 한하지 않고, 실시의 형태 2의 연료 분사 밸브에도 적용 가능함은 물론이다.
실시의 형태 4.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 4의 연료 분사 밸브의 단면도이다.
실시의 형태 4의 연료 분사 밸브는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 밸브시트 시트면 하류측에 시트각(α)에 대해, α>β가 되도록 마련한 끼움각(β)인 테이퍼면(18)상에서, 복수의 딤플(19)을 마련한 것이다.
또한, 그 밖의 구성은 실시의 형태 1과 마찬가지이고, 설명은 생략한다.
본 실시의 형태 4에 의하면, 테이퍼면(18)상에 작은 소용돌이(20)가 발생하고, 소용돌이에 의해 밸브시트 시트면(10c)을 통과한 연료 흐름이 테이퍼면(18)에서 박리하기 어려워지기 때문에, 연료 흐름의 주류(16a)를 더욱 테이퍼면측으로 유도할 수 있다. 그 결과, 분공 플레이트(11)와의 충돌을 분공 입구(12a)보다도 더욱 외주측으로 유도할 수 있기 때문에, 분공 입구(12a)에 유입하는 연료 흐름이 보다 분공 플레이트(11)에 평행한 흐름이 되고, 분공 입구(12a)에의 돌입각(ν)을 더욱 크게 할 수 있고, 연료 분무의 미립화가 강화된다.
또한, 본 실시의 형태 4는, 실시의 형태 1로 한하지 않고, 실시의 형태 2의 연료 분사 밸브에도 적용 가능함은 말할 것도 없다.
실시의 형태 5.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 5의 연료 분사 밸브의 단면도이다.
실시의 형태 5의 연료 분사 밸브는, 상술한 실시의 형태 4의 딤플 대신에, 도 8에 도시하는 바와 같이, 복수의 홈(21)을 테이퍼면(18)에 마련한 것이고, 실시의 형태 4와 같은 효과를 얻을 수 있는 것이다.
본 발명의 연료 분사 밸브에 의하면, 밸브시트 시트부로부터의 연료 흐름의 주류에 대해 내측에 분공 입구부가 배치되고, 또한 분공 바로 위의 캐비티 유로 면적은 급격하게 축소하기 때문에, 분공 입구에 돌입각(突入角)이 큰 연료 흐름이 강화되고, 과도한 분무 확산을 억제하면서, 미립화된 연료 분무를 얻을 수 있다.
또한, 캐비티에 있어서의 분공 바로 위 유로의 한 면은 고정밀도의 볼로 구성되기 때문에, 분공 바로 위 유로의 치수 편차가 작고, 또한 밸브개방시에 있어서의 밸브체의 경사에 의한 캐비티 높이의 불균등이 발생하지 않기 때문에, 분공 바로 위의 캐비티 유속의 편차도 작고, 유량 정밀도(정적(靜的) 유량)및 분무 특성(분무 형상·분무 입경)의 편차를 억제할 수 있다.

Claims (5)

  1. 밸브시트를 개폐하기 위한 밸브체를 가지며, 제어 장치로부터 동작 신호를 받아서 이 밸브체를 동작시킴으로써, 밸브시트 하류측에 장착된 분공 플레이트에 복수 마련된 분공으로부터 연료를 분사하는 연료 분사 밸브에 있어서, 밸브체 선단부에 상기 분공 플레이트와 거의 평행한 평탄면을 가지며, 밸브시트 시트부 하류측의 내벽의 연장과 분공 플레이트 상류측 평면이 교차하는 가상 포락선의 내측이면서 상기 밸브체 선단의 평탄부보다 외측에 상기 분공의 분공 입구부를 배치하고, 분공 입구경(d)에 대해, 밸브개방 상태에서의 상기 밸브체 선단의 평탄부와 상기 분공 플레이트 상류측 평면의 수직선 거리(h)가, h<d의 관계를 가지며, 또한 상기 분공은 상기 분공 플레이트 판두께 방향에 대해 소정 각도 경사하여 형성한 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  2. 밸브시트를 개폐하기 위한 밸브체를 가지며, 제어 장치로부터 동작 신호를 받아서 이 밸브체를 동작시킴으로써, 밸브시트 하류측에 장착된 분공 플레이트에 복수 마련된 분공으로부터 연료를 분사하는 연료 분사 밸브에 있어서, 밸브체 선단부와 거의 평행하게 하류측으로 돌출하는 볼록부를 상기 분공 플레이트 중앙부에 마련하고, 또한 분공 입구경(d)에 대해, 밸브개방 상태에서의 상기 밸브체 선단부와 상기 분공 플레이트 중앙부의 최단 거리(r)가, r<d의 관계를 가지며, 밸브시트 최소 내경보다도 내측이면서 상기 분공 플레이트 외주측의 평면부에 상기 분공의 분공 입구부를 배치한 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 밸브시트 시트부의 끼움각을 α라고 하면, 상기 밸브시트 시트부의 시트면 하류측에 끼움각(β)인 테이퍼면을 마련하고, α>β의 관계로 한 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 시트면 하류측의 끼움각(β)인 테이퍼면에, 복수의 딤플을 마련한 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 시트면 하류측의 끼움각(β)인 테이퍼면에, 복수의 고리형상 홈을 마련한 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101371033B (zh) * 2007-03-27 2010-10-27 三菱电机株式会社 燃料喷射阀
JP5295311B2 (ja) * 2011-06-09 2013-09-18 三菱電機株式会社 燃料噴射弁
JP5295337B2 (ja) * 2011-10-19 2013-09-18 三菱電機株式会社 流体噴射弁による噴霧生成方法、流体噴射弁、及び噴霧生成装置
JP6059915B2 (ja) * 2012-08-27 2017-01-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
JP5491612B1 (ja) 2012-12-11 2014-05-14 三菱電機株式会社 流体噴射弁及び噴霧生成装置
US10400729B2 (en) 2013-04-16 2019-09-03 Mitsubishi Electric Corporation Fuel injection valve
WO2015116231A1 (en) * 2014-02-03 2015-08-06 Cummins Inc. Dimpled needle valve sac
KR101626300B1 (ko) * 2015-06-09 2016-06-14 동방테크 주식회사 인젝터
JP6839796B2 (ja) * 2016-02-24 2021-03-10 日立Astemo株式会社 燃料噴射装置
JP6692451B2 (ja) * 2016-11-09 2020-05-13 三菱電機株式会社 燃料噴射弁
JP2019203406A (ja) * 2018-05-22 2019-11-28 株式会社Ｓｏｋｅｎ 燃料噴射弁

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1693931A (en) * 1926-11-30 1928-12-04 J W Clune Co Burner and valvular control therefor
US2563152A (en) * 1947-04-18 1951-08-07 Henry E Brandt Sprayer nozzle
DE3121572A1 (de) * 1981-05-30 1982-12-16 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart "einspritzventil"
US4621772A (en) * 1985-05-06 1986-11-11 General Motors Corporation Electromagnetic fuel injector with thin orifice director plate
DE3841142C2 (de) * 1988-12-07 1994-09-29 Bosch Gmbh Robert Einspritzventil
JPH03242459A (ja) 1990-02-20 1991-10-29 Hitachi Ltd 電磁式燃料噴射弁
GB9114080D0 (en) * 1991-06-28 1991-08-14 Weston Terence E Atomising valve
DE4141930B4 (de) * 1991-12-19 2007-02-08 Robert Bosch Gmbh Elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil
DE69306561T2 (de) * 1992-04-01 1997-05-15 Siemens Automotive Corp Lp Einspritzventilsitz mit wirbelfalle
DE4221185A1 (de) * 1992-06-27 1994-01-05 Bosch Gmbh Robert Spritzlochscheibe für ein Ventil und Verfahren zur Herstellung
US5484108A (en) * 1994-03-31 1996-01-16 Siemens Automotive L.P. Fuel injector having novel multiple orifice disk members
DE4445358A1 (de) * 1994-12-20 1996-06-27 Bosch Gmbh Robert Ventil und Verfahren zur Herstellung eines Ventiles
DE19503269A1 (de) * 1995-02-02 1996-08-08 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
JP3183156B2 (ja) 1995-04-27 2001-07-03 株式会社デンソー 流体噴射ノズル
JP3156554B2 (ja) * 1995-07-24 2001-04-16 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射弁
JP3726830B2 (ja) * 1996-10-25 2005-12-14 株式会社デンソー 燃料噴射ノズルおよび燃料供給装置
JP3750768B2 (ja) * 1996-10-25 2006-03-01 株式会社デンソー 流体噴射ノズル
US6330981B1 (en) * 1999-03-01 2001-12-18 Siemens Automotive Corporation Fuel injector with turbulence generator for fuel orifice
US6439484B2 (en) * 2000-02-25 2002-08-27 Denso Corporation Fluid injection nozzle
US6742727B1 (en) * 2000-05-10 2004-06-01 Siemens Automotive Corporation Injection valve with single disc turbulence generation
US6360960B1 (en) 2000-05-17 2002-03-26 Siemens Automotive Corporation Fuel injector sac volume reducer
US6502761B1 (en) * 2000-07-28 2003-01-07 Siemens Automotive Corporation Wall effect injector seat
DE10050752B4 (de) * 2000-10-13 2005-06-02 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil mit einem drallerzeugenden Element
DE10059420A1 (de) * 2000-11-30 2002-06-06 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
JP3847564B2 (ja) * 2001-01-30 2006-11-22 株式会社日立製作所 燃料噴射弁
JP2002332935A (ja) * 2001-05-08 2002-11-22 Hitachi Ltd 燃料噴射弁および内燃機関
DE10130685A1 (de) * 2001-06-26 2003-01-02 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
JP3751264B2 (ja) * 2002-06-19 2006-03-01 株式会社ケーヒン 燃料噴射弁
DE10232050A1 (de) * 2002-07-16 2004-02-05 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE10247958A1 (de) * 2002-10-15 2004-04-29 Robert Bosch Gmbh Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
US6921022B2 (en) * 2003-01-09 2005-07-26 Siemens Vdo Automotive Corporation Spray pattern control with non-angled orifices formed on dimpled fuel injection metering disc having a sac volume reducer
EP1493534A1 (de) * 2003-07-01 2005-01-05 Maschinenfabrik Gehring GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung von Ventilsitzen und Ventil mit einem im wesentlichen kegelförmigen Ventilsitz
JP2005113815A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Keihin Corp 燃料噴射弁
DE10360706A1 (de) * 2003-12-19 2005-07-14 Aweco Appliance Systems Gmbh & Co. Kg Ventil und Verfahren zum Herstellen eines Ventils
US7048202B2 (en) * 2004-03-04 2006-05-23 Siemens Vdo Automotive Corporation Compound-angled orifices in fuel injection metering disc
US7093776B2 (en) * 2004-06-29 2006-08-22 Delphi Technologies, Inc Fuel injector nozzle atomizer having individual passages for inward directed accelerated cross-flow
JP4025768B2 (ja) * 2004-09-27 2007-12-26 株式会社ケーヒン 燃料噴射弁
JP4511960B2 (ja) * 2005-01-26 2010-07-28 株式会社ケーヒン 燃料噴射弁
JP2006242046A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Hitachi Ltd 燃料噴射弁
US20080185460A1 (en) * 2005-07-29 2008-08-07 Mitsubishi Electric Corporation Fuel Injection Valve
JP4077004B2 (ja) * 2005-10-27 2008-04-16 三菱電機株式会社 燃料噴射弁装置
JP4906466B2 (ja) * 2006-10-16 2012-03-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁およびそれを搭載した内燃機関の燃料噴射装置
CN101371033B (zh) * 2007-03-27 2010-10-27 三菱电机株式会社 燃料喷射阀
JP4985661B2 (ja) * 2008-03-27 2012-07-25 株式会社デンソー 燃料噴射弁

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EP2108811A1 (en) 2009-10-14
US9726131B2 (en) 2017-08-08

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