WO2023209975A1 - 燃料噴射弁 - Google Patents

燃料噴射弁 Download PDF

Info

Publication number
WO2023209975A1
WO2023209975A1 PCT/JP2022/019365 JP2022019365W WO2023209975A1 WO 2023209975 A1 WO2023209975 A1 WO 2023209975A1 JP 2022019365 W JP2022019365 W JP 2022019365W WO 2023209975 A1 WO2023209975 A1 WO 2023209975A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hole
valve
fuel
fuel injection
axis
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/019365
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
昌輝 森谷
茂 猪又
智美 坂下
駿宏 榊
和也 後藤
富久 土屋
哲二 相島
Original Assignee
日立Astemo株式会社
トヨタ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立Astemo株式会社, トヨタ自動車株式会社 filed Critical 日立Astemo株式会社
Priority to PCT/JP2022/019365 priority Critical patent/WO2023209975A1/ja
Publication of WO2023209975A1 publication Critical patent/WO2023209975A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention mainly relates to a fuel injection valve used in a fuel supply system of an engine.
  • such fuel injection valves include a valve seat member having a conical valve seat and a valve hole passing through the center of the valve seat, a valve body that opens and closes the valve hole in cooperation with the valve seat, and a valve body that opens and closes the valve hole in cooperation with the valve seat.
  • each fuel nozzle hole is given a different taper angle, and the first fuel nozzle hole group and the second fuel nozzle hole group are arranged on both sides of the boundary surface.
  • Patent Document 1 A system in which fuel is injected in diagonally opposite directions is known as disclosed in Patent Document 1 listed below.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents deposits from accumulating on the outer surface of the nozzle plate, thereby stabilizing the fuel injection performance of each fuel nozzle hole in the first and second fuel nozzle groups.
  • the purpose of the present invention is to provide a fuel injection valve that obtains the desired results.
  • the present invention provides a valve seat member having a conical valve seat and a valve hole passing through the center of the valve seat, and a valve that cooperates with the valve seat to open and close the valve hole. and a nozzle plate joined to the outer end surface of the valve seat member, and a single imaginary circle centered on the axis of the valve hole on the inner surface of the nozzle plate on the valve seat member side.
  • a boundary plane is set that passes through the axis of the valve hole and bisects the single virtual circle into one virtual semicircle and the other virtual semicircle, and on the one virtual semicircle,
  • a first fuel nozzle hole group consisting of a plurality of fuel nozzle holes opening an inlet
  • a second fuel nozzle hole group consisting of a plurality of fuel nozzle holes opening an inlet on the other virtual semicircle are arranged on the nozzle plate.
  • the axes of all the fuel nozzle holes are inclined so as to move away from the axes of the valve holes as they go from the inlet side to the outlet side, and all the fuel nozzle holes have an outlet diameter that is smaller than the inlet diameter.
  • the first feature is to provide a taper angle that increases the aperture.
  • the present invention has a second feature that the taper angle is set to 10° to 17°.
  • each fuel nozzle hole group has a central fuel nozzle hole located at the center of the group, and a pair of first fuel nozzle holes located on both sides of the central fuel nozzle hole. It has at least an outer fuel nozzle hole and a pair of second outer fuel nozzle holes located on both sides of the first outer fuel nozzle hole, and the hole axis of the central fuel nozzle hole is aligned with the valve in a plan view of the nozzle plate.
  • the hole axes of the first and second outer fuel injection holes are successively spaced apart from the axis of the valve hole and intersect with the boundary surface, and with respect to the boundary surface in plan view,
  • the deflection angles formed by the hole axis of the central fuel injection hole, the hole axis of the first outer fuel injection hole, and the hole axis of the second outer fuel injection hole are respectively ⁇ , ⁇ , and ⁇ , ⁇ > ⁇ > ⁇
  • the third feature is that it is set as follows.
  • a single virtual circle centered on the axis of the valve hole is set on the inner surface of the nozzle plate, and a single virtual circle is formed passing through the axis of the valve hole.
  • a boundary surface is set that bisects one virtual semicircle and the other virtual semicircle, and a first fuel nozzle group consisting of a plurality of fuel nozzle holes opening their inlets on one virtual semicircle and a
  • a boundary surface is sandwiched between the first and second fuel nozzle hole groups.
  • Fuel spray forms can be emitted that are directed in diagonally opposite directions. Moreover, it is possible to avoid mutual interference between the fuel injected from all the fuel nozzle holes, suppress the occurrence of fuel wetting on the outer surface of the nozzle plate, and prevent the accumulation of deposits. This prevents area reduction and stabilizes fuel injection characteristics.
  • the taper angle of all the fuel nozzles in the first and second fuel nozzle groups is 10° to 17°, the air at the outlet of each fuel nozzle
  • the liquid balance it is possible to achieve good atomization of the injected fuel, and at the same time, it is possible to suppress wetting of the fuel on the outer surface of the nozzle plate, effectively preventing the accumulation of deposits.
  • the hole axis of the central fuel nozzle hole, the hole axis of the first outer fuel nozzle hole, and the hole axis of the second outer fuel nozzle hole are arranged with respect to the boundary surface in a plan view of the nozzle plate.
  • the deflection angles formed by the axes are ⁇ , ⁇ , and ⁇ , by setting ⁇ > ⁇ > ⁇ , it is possible to reliably prevent interference between fuel injected from adjacent fuel nozzles in each fuel nozzle group. Instead, it is possible to ensure a sufficiently large opening angle between the hole axes of the second outer fuel nozzle holes in both fuel nozzle hole groups to prevent interference between the fuel injected from both second outer fuel nozzle holes. Therefore, it is possible to effectively suppress the occurrence of fuel wetting on the outer surface of the nozzle plate, contributing to prevention of deposit accumulation.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a fuel injection valve according to the present invention in a state where it is attached to an engine.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the second part in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view of the nozzle plate viewed from the inner surface side thereof.
  • FIG. 5 is a front view showing the fuel injection state of the first and second fuel injection hole groups.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the taper angle of the fuel injection hole and the particle size of the injected fuel based on test results.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the taper angle of the fuel injection hole and the fuel wetted area on the outer surface of the nozzle plate based on test results.
  • the fuel injection side is the front side
  • the fuel inlet side is the rear side.
  • an intake pipe 40 of an engine E is provided with a mounting hole 41 that opens into an intake port 42, and an electromagnetic fuel injection valve that can inject fuel into the intake port 42 is installed in this mounting hole 41. I is attached. At this time, a cushion member 43 is interposed between the fuel injection valve I and the intake pipe 40.
  • the valve housing 2 of the fuel injection valve I includes a cylindrical valve seat member 3, a magnetic cylindrical body 4 that fits onto the outer peripheral surface of the rear end of the valve seat member 3 and is welded in a fluid-tight manner, and A non-magnetic cylindrical body 6 is abutted against the rear end of the cylindrical body 4 and welded in a liquid-tight manner, and a small-diameter front end 5a is fitted onto the inner peripheral surface of this non-magnetic cylindrical body 6 to be welded in a liquid-tight manner.
  • the fuel inlet cylinder 26 is composed of a hollow cylindrical fixed core 5 and a fuel inlet cylinder 26 that is fitted to the outer periphery of the rear end of the fixed core 5 and welded in a liquid-tight manner.
  • the valve seat member 3 includes a conical valve seat 8, a valve hole 7 passing through the center of the valve seat 8, and a valve guide hole 9 connected to the large diameter part of the valve seat 8. , and a tapered hole 16 continuous to the rear end of the valve guide hole 9.
  • a portion that does not fit with the fixed core 5 is left at the front end of the non-magnetic cylindrical body 6, and a hollow cylindrical portion that extends from that portion to the magnetic cylindrical body 4 and faces the front end surface of the fixed core 5 is left.
  • a movable core 12 is fitted, and a valve body 13 is connected to this movable core 12.
  • the valve body 13 includes a spherical valve portion 14 that can slide in the valve guide hole 9 to open and close the valve hole 7 in cooperation with the valve seat 8, and a front end portion welded to the spherical valve portion 14.
  • the rear end of the valve rod 15 is connected to the inner circumferential surface of the movable core 12 by press fitting and welding. Therefore, the valve body 13 can move up and down within the valve housing integrally with the movable core 12.
  • the tip of the spherical valve portion 14 is formed into a flat portion 14a (see FIG. 2) so that it does not protrude beyond the outer end surface of the valve seat member 3.
  • the valve rod 15 is made of a pipe material with a slot 15a, and the inside thereof communicates with the hollow part of the movable core 12, and the inside and outside of the valve rod 15 communicate with each other via the slot 15a.
  • a retainer 20 made of a slotted pipe material is press-fitted and fixed in the hollow part of the fixed core 5 at its intermediate part, and its front end becomes the first spring seat 21.
  • the rear end of the valve rod 15 ends in the middle of the hollow part of the movable core 12, and the rear end becomes the second spring seat 22, and the valve is disposed between the first and second spring seats 21 and 22.
  • a spring 23 is compressed, and the set load of the valve spring 23 urges the movable core 12 in a direction away from the fixed core 5, that is, in a direction in which the valve body 13 closes.
  • the set load of the valve spring 23 is adjusted by the press-fitting depth of the retainer 23 into the fixed core 5.
  • a ring-shaped stopper member 35 made of a non-magnetic material is embedded in the inner peripheral surface of the movable core 12 and slightly protrudes from the rear end surface. This stopper member 35 comes into contact with the fixed core 5 to maintain a constant gap between both cores 5 and 12 when the fixed core 5 is suctioning the movable core 12, and when the suction force is released, both the cores 5 and 12 This contributes to erasing the residual magnetism between 12 and 12.
  • a coil assembly 28 is fitted on the outer periphery of the valve housing 2 in correspondence with both cores 5 and 12.
  • This coil assembly 28 extends from the rear end of the magnetic cylindrical body 4 to the fixed core 5, and consists of a synthetic resin bobbin 29 that is fitted onto the outer peripheral surface of the bobbin 29, and a coil 30 that is wound around the bobbin 29.
  • a terminal support arm 29a is integrally formed at the rear end of the bobbin 29 to support the base end of a power supply terminal 33 that protrudes to one side, and the end of the coil 30 is connected to the power supply terminal 33. be done.
  • a yoke 31 is disposed around the outer periphery of the coil assembly 28.
  • the fixed core 5, the movable core 12, the valve spring 23, and the coil assembly 28 constitute the electromagnetic actuation device 11 that opens the valve body 13 when the coil 30 of the coil assembly 28 is energized.
  • a synthetic resin coating layer 27 is injection molded from the magnetic cylindrical body 4 to the fuel inlet tube 26, covering their outer peripheral surfaces and embedding the coil assembly 28. At this time, a coupler 34 that accommodates and holds the power supply terminal 33 and projects to one side of the coil assembly 28 is integrally molded with the coating layer 27.
  • a fuel filter 36 is attached to the inlet of the fuel inlet pipe 26. Further, a fuel supply cap 46 is fitted onto the outer periphery of the upper end of the fuel inlet pipe 26 via a seal member 47 .
  • This fuel supply cap 46 is one of a plurality of fuel supply caps branched from a fuel rail 45 connected to a discharge port of a fuel pump (not shown).
  • valve seat member 3 Next, the structure of the valve seat member 3 will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the valve guide hole 9 provided in the valve seat member 3 has a regular polygonal cross section (regular hexagonal shape in the illustrated example), and extends from the large diameter portion of the conical valve seat 8 to the axis Y of the valve hole 7 (valve housing It is also formed to extend rearward along the axis (also the axis of 2). That is, in this illustrated example, the valve guide hole 9 is formed by alternately arranging six plane parts 9a of the same width and six inner corner parts 9b so as to surround the axis Y of the valve hole 7.
  • the six plane portions 9a serve as guide portions that guide the lifting and lowering of the spherical valve portion 14, that is, the opening and closing operations.
  • a plurality of fuel passages 37 are defined between the six inner corner portions 9b and the spherical valve portion 14, which are connected to the valve seat 8.
  • each hollow part of the fuel inlet cylinder 26, fixed core 5, valve rod 15, and valve housing 2, the slot 15a of the valve rod 15, and the plurality of fuel passages 37 around the spherical valve part 14 are connected to the fuel inlet cylinder.
  • a series of fuel passages 39 are formed from the inlet of valve 26 to valve seat 8.
  • a nozzle plate 10 made of a steel plate is liquid-tightly welded to the front end surface of the valve seat member 3 where the outlet of the valve hole 7 opens, that is, the outer end surface.
  • a single virtual circle C centered on the axis Y of the valve hole 7 is set in a circular area surrounded by the outlet of the valve hole 7 on the inner surface of the nozzle plate 10. Ru.
  • a boundary surface B is set that passes through the axis Y of the valve hole 7 and bisects the virtual circle C into one virtual semicircle Ca and the other virtual semicircle Cb, and the entrance is located on one virtual semicircle Ca.
  • a first fuel nozzle hole group 50A consisting of a plurality of fuel nozzle holes opening on the other virtual semicircle Cb and a second fuel nozzle group 50B consisting of a plurality of fuel nozzle holes opening their inlets on the other virtual semicircle Cb are connected to the nozzle plate 10. to be drilled.
  • first and second fuel injection hole groups 50A and 50B each include a central fuel injection hole 51 located at the center of the group, and a pair of first outer fuel injection holes 52 located on both sides of this central fuel injection hole 51. It has at least a pair of second outer fuel injection holes 53 located on both sides of these first outer fuel injection holes 52.
  • the partially enlarged view in FIG. 2 shows the central fuel nozzle 51 of the first fuel nozzle group 50A, representing all the fuel nozzles of the first and second fuel nozzle groups 50A and 50B.
  • the hole axes 51a, 52a, 53a of all the fuel nozzle holes 51, 52, 53 are inclined away from the axis Y of the valve hole 7 as they go from the inlet side to the outlet side. 52 and 53 are given a taper angle ⁇ that makes the outlet diameter D larger than the inlet diameter d.
  • first and second fuel nozzle hole groups 50A and 50B have symmetrical configurations, the first fuel nozzle hole group 50A will be described, and the description of the second fuel nozzle hole group 50B will be omitted.
  • the hole axis of the central fuel injection hole 51 is the center hole axis 51a
  • the hole axis of the first outer fuel injection hole 52 is the first outer hole axis 52a
  • the hole axis of the second outer fuel injection hole 53 is the center hole axis 51a.
  • the axes will be referred to as second outer hole axes 53a.
  • the first and second outer hole axes 52a and 53a are sequentially spaced apart from the axis Y of the valve hole 7 and intersect with the boundary surface B, and the central hole axis 51a, the first outer hole axis 52a, and the second outer hole axis
  • the deflection angles that the hole axis 53a makes with respect to the boundary surface B are ⁇ , ⁇ , and ⁇ , ⁇ > ⁇ > ⁇ is set. In this way, all the fuel injection holes 51, 52, 53 are formed.
  • the magnetic flux generated by the coil 30 sequentially runs through the fixed core 5, coil housing 31, magnetic cylinder 4, and movable core 12, and the magnetic force causes the movable core 12 to move along with the valve body 13 to the valve spring 22.
  • the spherical valve portion 14 of the valve body 13 is separated from the valve seat 8 by suction against the fixed core 5 against the set load of After passing through the valve seat 8 and the valve hole 7, the fuel flows through all the fuel nozzle holes 51, 52, 53 of the first and second fuel nozzle hole groups 50A, 50B of the nozzle plate 10 to the intake port 42. It is sprayed towards you.
  • a single virtual circle C set on the inner surface of the nozzle plate 10 is divided into two equal parts, one virtual semicircle Ca and the other virtual semicircle Cb, by the boundary surface B, and a virtual semicircle Cb is divided into two equal parts.
  • the inlets of the fuel nozzle holes 51, 52, 53 of the first fuel nozzle hole group 50A are opened, and the inlets of the fuel nozzle holes 51, 52, 53 of the second fuel nozzle group 50B are opened on the other virtual semicircle Cb.
  • the hole axes 51a, 52a, 53a of all the fuel injection holes 51, 52, 53 are tilted away from the axis Y as they go from the inlet side to the outlet side.
  • the first and second fuel injection hole groups 50A and 50B inject fuel in two diagonal directions that are opposite to each other across the boundary surface B, thereby creating an inverted V-shaped fuel spray form.
  • F1 and F2 can be formed.
  • the distance between the fuel nozzle holes 51, 52, 53 is It is possible to sufficiently ensure that the injected fuel from the adjacent fuel injection holes 51, 52, and 53 mutually interfere with each other. Therefore, wetting on the outer surface of the nozzle plate 10 due to fuel interference due to mutual interference between injected fuels can be suppressed, and deposits can be prevented from accumulating. Therefore, reduction in the opening area of the fuel injection hole due to deposits can be prevented, and fuel injection characteristics can be stabilized.
  • each fuel nozzle group 50A, 50B all the fuel nozzle holes 51, 52, 53 are given a taper angle ⁇ such that the outlet diameter D is larger than the inlet diameter d. It is possible to atomize the fuel injected from the fuel injection holes 51, 52, and 53 of the fuel injection hole groups 50A and 50B.
  • each fuel nozzle hole 51, 52, 53 when the taper angle of each fuel nozzle hole 51, 52, 53 is set to exceed 17°, the area wetted by the injected fuel on the outer surface of the nozzle plate 10 reaches the deposit generation limit. If the amount is exceeded, deposits are likely to accumulate.
  • each of the first and second fuel injection hole groups 50A and 50B when the nozzle plate 10 is viewed from above, the central hole axis 51a intersects the axis Y of the valve hole 7, while the first and second outer hole axes 52a , 53a are successively separated from the axis Y and intersect with the boundary surface B, and the deflection angles that the central hole axis 51a, the first outer hole axis 52a, and the second outer hole axis 53a make with respect to the boundary surface B are determined.
  • ⁇ , ⁇ , and ⁇ are set, by setting ⁇ > ⁇ > ⁇ , mutual interference between injected fuels from adjacent fuel nozzle holes 51, 52, and 53 in each fuel nozzle hole group 50A, 50B can be effectively prevented.
  • the opening angle ⁇ between the hole axes 53a, 53a of the second outer fuel nozzle holes 53, 53 of both the fuel nozzle hole groups 50A, 50B is ensured to be sufficiently large.
  • Mutual interference of the fuel injected from 53 can be effectively prevented.
  • the occurrence of fuel wetting on the outer surface of the nozzle plate 10 can be effectively suppressed, and deposit accumulation can be more reliably prevented.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the gist thereof.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

燃料噴射弁において,ノズルプレート(10)の内表面上で弁孔(7)の軸線(Y)を中心とする単一の仮想円(C)を設定すると共に,軸線(Y)を通過して単一の仮想円(C)を一方の仮想半円(Ca)と他方の仮想半円(Cb)とに分割する境界面(B)を設定し,一方の仮想半円(Ca)上で入口を開口する複数の燃料噴孔(51,52,53)よりなる第1燃料噴孔群(50A)と,他方の仮想半円(Cb)上で入口を開口する複数の燃料噴孔よりなる第2燃料噴孔群(50B)とをノズルプレート(10)に設け,全ての燃料噴孔の孔軸線(51a,52a,53a)を,その入口側から出口側に向かうにつれて軸線(Y)から離れるように傾斜させると共に,全ての燃料噴孔(51,52,53)には,その入口径よりも出口径を大径とするテーパ角(θ)を付与する。これにより、ノズルプレートにデポジットが形成されることを防いで,燃料噴孔の安定した燃料噴射性能を維持することができる。

Description

燃料噴射弁
 本発明は,主としてエンジンの燃料供給系に使用される燃料噴射弁に関する。
 従来,かかる燃料噴射弁として,円錐状の弁座及びこの弁座の中心部を貫く弁孔を有する弁座部材と,前記弁座と協働して前記弁孔を開閉する弁体と,前記弁座部材の外端面に接合されるノズルプレートとを備え,このノズルプレートの,前記弁座部材側の内表面上に,前記弁孔の軸線を中心とする大小2つの仮想同心円を設定し,これら2つの仮想同心円上にそれぞれ配置される複数の燃料噴孔を前記ノズルプレートに穿設し,これら燃料噴孔を,前記弁孔の軸線を通る境界面により第1燃料噴孔群と第2燃料噴孔群とにグループ分けし,各燃料噴孔群において,各燃料噴孔に異なるテーパ角を付与して,第1燃料噴孔群及び第2燃料噴孔群が,前記境界面を挟んで互いに斜め反対方向に燃料を噴射するようにしたものが下記特許文献1に開示されるように知られている。
日本特開2006-283703号公報
 上記特許文献1に開示された燃料噴射弁では,ノズルプレートにおいて,大小2つの仮想同心円上にそれぞれ複数の燃料噴孔を配列することで,特に大径仮想円上の燃料噴孔と,小径仮想円上の燃料噴孔とが互いに接近し過ぎてしまい,それら燃料噴孔からの噴射燃料が相互に干渉することで,ノズルプレートの外表面に燃料による濡れが残留し易くなり,その濡れがデポジットとなり,燃料噴孔の開口面積を狭めて燃料流量特性を変化させる等の不都合を生じる原因となる。
 本発明は,かかる事情に鑑みてなされたもので,ノズルプレートの外表面にデポジットが堆積することを防いで,第1及び第2燃料噴孔群の各燃料噴孔の燃料噴射性能を安定させ得る燃料噴射弁を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために,本発明は,円錐状の弁座及びこの弁座の中心部を貫く弁孔を有する弁座部材と,前記弁座と協働して前記弁孔を開閉する弁体と,前記弁座部材の外端面に接合されるノズルプレートとを備え,このノズルプレートの,前記弁座部材側の内表面上で前記弁孔の軸線を中心とする単一の仮想円を設定すると共に,前記弁孔の軸線を通過して前記単一の仮想円を一方の仮想半円と他方の仮想半円とに2分する境界面を設定し,前記一方の仮想半円上で入口を開口する複数の燃料噴孔よりなる第1燃料噴孔群と,前記他方の仮想半円上で入口を開口する複数の燃料噴孔よりなる第2燃料噴孔群とを前記ノズルプレートに設け,全ての前記燃料噴孔の孔軸線を,その入口側から出口側に向かうにつれて前記弁孔の軸線から離れるように傾斜させると共に,全ての前記燃料噴孔には,その入口径よりも出口径を大径とするテーパ角を付与することを第1の特徴とする。
 また,本発明は,第1の特徴に加えて,前記テーパ角を10°~17°に設定することを第2の特徴とする。
 さらに,本発明は,第1又は第2の特徴に加えて,前記各燃料噴孔群が,群中央に位置する中央燃料噴孔と,この中央燃料噴孔の両側に位置する一対の第1外側燃料噴孔と,これら第1外側燃料噴孔の両側に位置する一対の第2外側燃料噴孔とを少なくとも有し,前記ノズルプレートの平面視で前記中央燃料噴孔の孔軸線を前記弁孔の軸線と交差させる一方,前記第1及び第2外側燃料噴孔の孔軸線を前記弁孔の軸線から順次離隔して前記境界面と交差させ,前記平面視で前記境界面に対して,前記中央燃料噴孔の孔軸線,前記第1外側燃料噴孔の孔軸線及び前記第2外側燃料噴孔の孔軸線がそれぞれなす振れ角をα,β,γとしたとき,α>β>γと設定することを第3の特徴とする。
 本発明の第1の特徴によれば,ノズルプレートの内表面上で弁孔の軸線を中心とする単一の仮想円を設定すると共に,弁孔の軸線を通過して単一の仮想円を一方の仮想半円と他方の仮想半円とに2分する境界面を設定し,一方の仮想半円上で入口を開口する複数の燃料噴孔よりなる第1燃料噴孔群と,他方の仮想半円上で入口を開口する複数の燃料噴孔よりなる第2燃料噴孔群とをノズルプレートに設けるという,簡素な構成において,第1及び第2燃料噴孔群から境界面を挟んで互いに斜め反対方向に向かう燃料噴霧フォームを発出することができる。しかも,全ての燃料噴孔からの噴射燃料相互の干渉を回避して,ノズルプレートの外表面での燃料濡れの発生を抑え,デポジットの堆積を防ぐことができ,したがってデポジットによる燃料噴孔の開口面積の縮小を未然に防ぎ,燃料噴射特性を安定させることができる。
 本発明の第2の特徴によれば,第1及び第2燃料噴孔群における全ての燃料噴孔のテーパ角を10°~17°に設定することにより,各燃料噴孔の出口での気液バランスを適正化して,噴射燃料の微粒化を良好に図ることができ,同時に,ノズルプレート外表面での燃料濡れを抑制して,デポジットの堆積を効果的に防ぐことができる。
 本発明の第3の特徴によれば,ノズルプレートの平面視で前記境界面に対して,中央燃料噴孔の孔軸線,第1外側燃料噴孔の孔軸線及び第2外側燃料噴孔の孔軸線がそれぞれなす振れ角をα,β,γとしたとき,α>β>γと設定することにより,各燃料噴孔群において隣接する燃料噴孔からの噴射燃料同士の干渉を確実に防ぐのみならず,両燃料噴孔群の第2外側燃料噴孔の孔軸線同士間の開き角を充分大きく確保して,両第2外側燃料噴孔からの噴射燃料同士の干渉を防ぐことができる。よって,ノズルプレートの外表面での燃料濡れの発生を効果的に抑制して,デポジットの堆積防止に寄与することができる。
図1は本発明に係る燃料噴射弁をエンジンへの取り付け状態で示す縦断面図である。 図2は図1中の2部拡大図である。 図3は図2の3-3線断面図である。 図4はノズルプレートの,その内表面側から見た拡大平面図である。 図5は第1及び第2燃料噴孔群の燃料噴射状態を示す正面図である。 図6はテスト結果に基づく燃料噴孔のテーパ角と噴射燃料の粒径との関係線図である。 図7はテスト結果に基づく燃料噴孔のテーパ角とノズルプレート外表面での燃料濡れ面積との関係線図である。
I・・・・・燃料噴射弁
B・・・・・境界面
C・・・・・仮想円
Ca・・・・一方の仮想半円
Cb・・・・他方の仮想半円
d・・・・・燃料噴孔の入口径
D・・・・・燃料噴孔の出口径
Y・・・・・弁孔の軸線
θ・・・・・燃料噴孔のテーパ角
3・・・・・弁座部材
7・・・・・弁孔
8・・・・・弁座
9a・・・・平面部
10・・・・ノズルプレート
13・・・・弁体
50A・・・第1燃料噴孔群
50B・・・第2燃料噴孔群
51・・・・燃料噴孔(中央燃料噴孔)
51a・・・中央燃料噴孔の孔軸線(中央孔軸線)
52・・・・燃料噴孔(第1外側燃料噴孔)
52a・・・第1外側燃料噴孔の孔軸線(第1外側孔軸線)
53・・・・燃料噴孔(第2外側燃料噴孔)
53a・・・第2外側燃料噴孔の孔軸線(第2外側孔軸線)
 本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。尚,本発明に係る電磁式燃料噴射弁Iにおいて,燃料噴射側を前方,燃料入口側を後方とする。
 先ず,図1において,エンジンEの吸気管40には,吸気ポート42に開口する装着孔41が設けられており,この装着孔41に,吸気ポート42に燃料を噴射し得る電磁式燃料噴射弁Iが装着される。その際,燃料噴射弁I及び吸気管40間にはクッション部材43が介装される。
 上記燃料噴射弁Iの弁ハウジング2は,円筒状の弁座部材3と,この弁座部材3の後端部外周面に嵌合して液密に溶接される磁性円筒体4と,この磁性円筒体4の後端に突き当てて液密に溶接される非磁性円筒体6と,この非磁性円筒体6の内周面に,小径の前端部5aを嵌合して液密に溶接される中空円筒状の固定コア5と,この固定コア5の後端部外周に嵌合して液密に溶接される燃料入口筒26とで構成される。
 図2に示すように,弁座部材3は,円錐状の弁座8と,この弁座8の中心部を貫通する弁孔7と,弁座8の大径部に連なる弁案内孔9と,この弁案内孔9の後端に連なるテーパ孔16とを有する。
 再び図1において,非磁性円筒体6の前端部には,固定コア5と嵌合しない部分が残され,その部分から磁性円筒体4にわたり,固定コア5の前端面に対向する中空円筒状の可動コア12が嵌装され,この可動コア12に弁体13が連結される。
 この弁体13は,前記弁座8と協働して前記弁孔7を開閉するように前記弁案内孔9を摺動し得る球状弁部14と,この球状弁部14に前端部を溶接して結合される弁杆15とで構成され,この弁杆15の後端部が可動コア12の内周面に圧入及び溶接により結合される。したがって,弁体13は可動コア12と一体となって弁ハウジング内で昇降が可能である。球状弁部14の先端部は,これが弁座部材3の外端面より突出しないように平坦部14a(図2参照)に形成される。
 上記弁杆15は,すり割15a付きのパイプ材からなっており,その内部が可動コア12の中空部と連通すると共に,すり割15aを介して弁杆15の内外が連通する。
 前記固定コア5の中空部には,その中間部において,すり割付きパイプ材よりなるリテーナ20が圧入,固着され,その前端部が第1ばね座21となる。一方,前記弁杆15の後端部は,可動コア12の中空部の途中で終わっており,その後端部が第2ばね座22となり,これら第1及び第2ばね座21,22間に弁ばね23が縮設され,この弁ばね23のセット荷重によって,可動コア12が固定コア5から離れる方向,即ち弁体13の閉弁方向へ付勢される。この弁ばね23のセット荷重は,リテーナ23の固定コア5への圧入深さにより調整される。
  可動コア12の内周面には,その後端面より僅かに突出する非磁性材製でリング状のストッパ部材35が埋設される。このストッパ部材35は,固定コア5の可動コア12に対する吸引時,固定コア5に当接して両コア5,12間に一定の間隙を保つものであって,吸引力解放時,両コア5,12間の残留磁気の消去に寄与する。
 弁ハウジング2の外周には,両コア5,12に対応してコイル組立体28が嵌装される。このコイル組立体28は,磁性円筒体4の後端部から固定コア5にわたり,それらの外周面に嵌装される合成樹脂製のボビン29と,これに巻装されるコイル30とからなっており,そのボビン29の後端部には,その一側方に突出する給電端子33の基端部を支持する端子支持腕29aが一体に形成され,給電端子33にはコイル30の端末が接続される。コイル組立体28の外周にはヨーク31が配設される。以上において,固定コア5,可動コア12,弁ばね23及びコイル組立体28は,コイル組立体28のコイル30への通電時,弁体13を開弁させる電磁作動装置11を構成する。
 磁性円筒体4から燃料入口筒26にわたり,それらの外周面を被覆すると共にコイル組立体28を埋封する合成樹脂製の被覆層27が射出成形される。その際,給電端子33を収容,保持してコイル組立体28の一側方に突出するカプラ34が上記被覆層27と一体に成形される。
 前記燃料入口管26の入口には燃料フィルタ36が装着される。また,燃料入口管26の上端部外周には燃料供給キャップ46がシール部材47を介して嵌装される。この供給燃料キャップ46は,燃料ポンプ(図示せず)の吐出口に連なる燃料レール45より分岐形成される複数の燃料供給キャップのうちの一個である。
 次に,図2及び図3を参照しながら弁座部材3の構造について説明する。
 弁座部材3に設けられる前記弁案内孔9は,断面正多角形状(図示例では正六角形状)をなして,円錐状の弁座8の大径部から弁孔7の軸線Y(弁ハウジング2の軸線でもある。)に沿って後方に延びるように形成される。即ち,この図示例では,弁案内孔9は,同一幅の6面の平面部9aと6つの内角部9bとを弁孔7の軸線Yを囲むように交互に配列してなるもので,その6面の平面部9aが球状弁部14の昇降,即ち開閉動作を誘導する案内部となる。また,6つの内角部9bと球状弁部14との間には,弁座8に連なる複数の燃料通路37が画成される。
 以上において,燃料入口筒26,固定コア5,弁杆15及び弁ハウジング2の各中空部,並びに弁杆15のすり割15a及び,球状弁部14周りの複数の燃料通路37は,燃料入口筒26の入口から弁座8に至る一連の燃料流路39を構成する。
 前記弁座部材3の,前記弁孔7の出口が開口する前端面,即ち外端面には,鋼板製のノズルプレート10が液密に溶接される。
 図4に示すように,このノズルプレート10の内表面上の,前記弁孔7の出口に囲まれる円形領域において,前記弁孔7の軸線Yを中心とする単一の仮想円Cが設定される。また,弁孔7の軸線Yを通って前記仮想円Cを一方の仮想半円Caと他方の仮想半円Cbとに2分する境界面Bが設定され,一方の仮想半円Ca上で入口を開口する複数の燃料噴孔よりなる第1燃料噴孔群50Aと,他方の仮想半円Cb上で入口を開口する複数の燃料噴孔よりなる第2燃料噴孔群50Bとがノズルプレート10に穿設される。
 これら第1及び第2燃料噴孔群50A,50Bは,それぞれ群中央に位置する中央燃料噴孔51と,この中央燃料噴孔51の両側に位置する一対の第1外側燃料噴孔52と,これら第1外側燃料噴孔52の両側に位置する一対の第2外側燃料噴孔53とを少なくとも有している。
 図2中の一部拡大図は,第1及び第2燃料噴孔群50A,50Bの全ての燃料噴孔を代表して第1燃料噴孔群50Aの中央燃料噴孔51を示すもので,全ての燃料噴孔51,52,53の孔軸線51a,52a,53aは,その入口側から出口側に向かうにつれて弁孔7の軸線Yから離れるように傾斜すると共に,全ての燃料噴孔51,52,53には,その入口径dよりも出口径Dを大径とするテーパ角θが付与される。
 再び図4において,第1及び第2燃料噴孔群50A,50Bは対称的な構成であるので,第1燃料噴孔群50Aについて説明し,第2燃料噴孔群50Bの説明を省略する。
 第1燃料噴孔群50Aにおいて,中央燃料噴孔51の孔軸線を中央孔軸線51a,第1外側燃料噴孔52の孔軸線を第1外側孔軸線52a,第2外側燃料噴孔53の孔軸線を第2外側孔軸線53aとそれぞれ呼ぶことにする。これら中央孔軸線51a,第1外側燃料噴孔52及び第2外側孔軸線53aの,ノズルプレート10の内表面側から見た平面視において,中央孔軸線51aを弁孔7の軸線Yと交差させる一方,第1及び第2外側孔軸線52a,53aを弁孔7の軸線Yから順次離隔して前記境界面Bと交差させ,且つこれら中央孔軸線51a,第1外側孔軸線52a及び第2外側孔軸線53aがそれぞれ前記境界面Bに対してなす振れ角をα,β,γとしたとき,α>β>γと設定する。こうして,全ての燃料噴孔51,52,53は形成される。
 次に,この実施形態の作用について説明する。
  コイル30の通電オフ状態では,弁ばね22のセット荷重をもって可動コア12及び弁体13は前方に押圧され,球状弁部14を弁座8に着座させている。したがって,図示しない燃料ポンプから燃料ラインを通して燃料入口筒26に圧送された燃料は,前記一連の燃料流路39を満たして待機する。
 コイル30を通電オン状態にすると,コイル30が発する磁束が固定コア5,コイルハウジング31,磁性円筒体4及び可動コア12を順次走り,その磁力により可動コア12が弁体13と共に,弁ばね22のセット荷重に抗して固定コア5に吸引され,弁体13の球状弁部14が弁座8から離座するので,前記燃料流路39中,球状弁部14周りの複数の燃料通路37を流下した燃料は,弁座8及び弁孔7を通過後,ノズルプレート10の第1及び第2燃料噴孔群50A,50Bの全ての全燃料噴孔51,52,53から吸気ポート42に向かって噴射される。
 ところで,ノズルプレート10の内表面上で設定される単一の仮想円Cが境界面Bにより一方の仮想半円Caと他方の仮想半円Cb2等分され,一方の仮想半円Ca上で第1燃料噴孔群50Aの燃料噴孔51,52,53の各入口を開口させ,他方の仮想半円Cb上で第2燃料噴孔群50Bの燃料噴孔51,52,53の各入口を開口させ,且つ全ての前記燃料噴孔51,52,53の孔軸線51a,52a,53aを,その入口側から出口側に向かうにつれて軸線Yから離れるように傾斜させるという,簡素な構成において,第1及び第2燃料噴孔群50A,50Bは,図5に示すように,前記境界面Bを挟んで互いに反対方向へ離れる斜め2方向へ燃料を噴射して,逆V字状の燃料噴霧フォームF1,F2を形成することができる。
 しかも,第1及び第2燃料噴孔群50A,50Bの燃料噴孔51,52,53が全て単一の仮想円C上に配置されるので,燃料噴孔51,52,53の相互間距離を充分に確保して,相隣る燃料噴孔51,52,53からの噴射燃料相互の干渉を回避することができる。よって,ノズルプレート10外表面上で,噴射燃料相互の干渉に伴う燃料による濡れの発生を抑え,デポジットの堆積を防ぐことができる。したがってデポジットによる燃料噴孔の開口面積の縮小を未然に防ぎ,燃料噴射特性を安定させることができる。
 その上,各燃料噴孔群50A,50Bにおいて,全ての前記燃料噴孔51,52,53には,その入口径dよりも出口径Dを大径とするテーパ角θを付与するので,各燃料噴孔群50A,50Bの燃料噴孔51,52,53からの噴射燃料の微粒化を図ることができる。
 特に,各燃料噴孔群50A,50Bの全ての燃料噴孔51,52,53のテーパ角θを10°~17°に設定することにより,各燃料噴孔51,52,53の出口での気液バランスを適正化して,噴射燃料の微粒化を良好にすることができる。同時に,ノズルプレート10の外表面での燃料濡れを抑制することができ,したがって,ノズルプレート10の外表面でのデポジットの堆積を防ぎ,デポジットによる燃料噴孔51,52,53の出口開口面積の縮小を回避して,燃料噴孔51,52,53の燃料噴射特性を安定させることができる。
 テスト結果によれば,図6に示すように,各燃料噴孔51,52,53のテーパ角を10°未満に設定した場合には,燃料噴孔51,52,53内を殆ど液相が占めることで,噴射燃料の微粒化が進まず,良好な燃料噴霧フォームを得ることができない。
 また,図7に示すように,各燃料噴孔51,52,53のテーパ角を17°超えに設定した場合には,ノズルプレート10の外表面に噴射燃料による濡れ面積がデポジットの発生限界値を超えてしまい,デポジットが堆積し易くなる。
 また,第1及び第2各燃料噴孔群50A,50Bにおいて,ノズルプレート10の平面視で,中央孔軸線51aを弁孔7の軸線Yと交差させる一方,第1及び第2外側孔軸線52a,53aを軸線Yから順次離隔して前記境界面Bと交差させ,これら中央孔軸線51a,第1外側孔軸線52a及び第2外側孔軸線53aがそれぞれ前記境界面Bに対してなす振れ角をα,β,γとしたとき,α>β>γと設定することにより,各燃料噴孔群50A,50Bにおいて隣接する燃料噴孔51,52,53からの噴射燃料相互の干渉を効果的に防ぐのみならず,両燃料噴孔群50A,50Bの第2外側燃料噴孔53,53の孔軸線53a,53a間の開き角δを充分大きく確保して,両第2外側燃料噴孔53,53からの噴射燃料相互の干渉を効果的に防ぐことができる。以上により,ノズルプレート10の外表面での燃料濡れの発生を効果的に抑制して,デポジットの堆積防止を,より確実に防ぐことができる。
 本発明は上記実施形態に限定されるものではなく,その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

Claims (3)

  1.  円錐状の弁座(8)及びこの弁座(8)の中心部を貫く弁孔(7)を有する弁座部材(3)と,前記弁座(8)と協働して前記弁孔(7)を開閉する弁体(13)と,前記弁座部材(3)の外端面に接合されるノズルプレート(10)とを備え,
     このノズルプレート(10)の,前記弁座部材(3)側の内表面上で前記弁孔(7)の軸線(Y)を中心とする単一の仮想円(C)を設定すると共に,前記弁孔(7)の軸線(Y)を通過して前記単一の仮想円(C)を一方の仮想半円(Ca)と他方の仮想半円(Cb)とに2分する境界面(B)を設定し,
     前記一方の仮想半円(Ca)上で入口を開口する複数の燃料噴孔(51,52,53)よりなる第1燃料噴孔群(50A)と,前記他方の仮想半円(Cb)上で入口を開口する複数の燃料噴孔(51,52,53)よりなる第2燃料噴孔群(50B)とを前記ノズルプレート(10)に設け,
     全ての前記燃料噴孔(51,52,53)の孔軸線(51a,52a,53a)を,その入口側から出口側に向かうにつれて前記弁孔(7)の軸線(Y)から離れるように傾斜させると共に,
     全ての前記燃料噴孔(51,52,53)には,その入口径(d)よりも出口径(D)を大径とするテーパ角(θ)を付与することを特徴とする燃料噴射弁。
  2.  前記テーパ角(θ)を10°~17°に設定することを特徴とする,請求項1記載の燃料噴射弁。
  3.  前記各燃料噴孔群(50A,50B)が,群中央に位置する中央燃料噴孔(51)と,この中央燃料噴孔(51)の両側に位置する一対の第1外側燃料噴孔(52)と,これら第1外側燃料噴孔(52)の両側に位置する一対の第2外側燃料噴孔(53)とを少なくとも有し,
     前記ノズルプレート(10)の平面視で前記中央燃料噴孔(51)の孔軸線(51a)を前記弁孔(7)の軸線(Y)と交差させる一方,前記第1及び第2外側燃料噴孔(52,53)の孔軸線(52a,53a)を前記弁孔(7)の軸線(Y)から順次離隔して前記境界面(B)と交差させ,
     前記平面視で前記境界面(B)に対して,前記中央燃料噴孔(51)の孔軸線(51a),前記第1外側燃料噴孔(52)の孔軸線(52a)及び前記第2外側燃料噴孔(53)の孔軸線(53a)がそれぞれなす振れ角をα,β,γとしたとき,α>β>γと設定することを特徴とする,請求項1又は2記載の燃料噴射弁。
PCT/JP2022/019365 2022-04-28 2022-04-28 燃料噴射弁 WO2023209975A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/019365 WO2023209975A1 (ja) 2022-04-28 2022-04-28 燃料噴射弁

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/019365 WO2023209975A1 (ja) 2022-04-28 2022-04-28 燃料噴射弁

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023209975A1 true WO2023209975A1 (ja) 2023-11-02

Family

ID=88518177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/019365 WO2023209975A1 (ja) 2022-04-28 2022-04-28 燃料噴射弁

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023209975A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004137931A (ja) * 2002-10-16 2004-05-13 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射弁
JP2010077865A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射弁
JP2012255386A (ja) * 2011-06-09 2012-12-27 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射弁
JP2013068125A (ja) * 2011-09-21 2013-04-18 Denso Corp 燃料噴射弁

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004137931A (ja) * 2002-10-16 2004-05-13 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射弁
JP2010077865A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射弁
JP2012255386A (ja) * 2011-06-09 2012-12-27 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射弁
JP2013068125A (ja) * 2011-09-21 2013-04-18 Denso Corp 燃料噴射弁

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7306172B2 (en) Fluidic flow controller orifice disc with dual-flow divider for fuel injector
US6966499B2 (en) Spray pattern control with non-angled orifices formed on a generally planar metering disc and reoriented on subsequently dimpled fuel injection metering disc
JP3440534B2 (ja) 流体噴射ノズル
US20010017325A1 (en) Fluid injection nozzle
US6769625B2 (en) Spray pattern control with non-angled orifices in fuel injection metering disc
US7159800B2 (en) Spray pattern control with angular orientation in fuel injector and method
US6966505B2 (en) Spray control with non-angled orifices in fuel injection metering disc and methods
US6929197B2 (en) Generally circular spray pattern control with non-angled orifices in fuel injection metering disc and method
US20120104121A1 (en) Fuel injection valve
US6820826B2 (en) Spray targeting to an arcuate sector with non-angled orifices in fuel injection metering disc and method
JP2009250122A (ja) 燃料噴射弁
WO2023209975A1 (ja) 燃料噴射弁
JP4114205B2 (ja) 燃料噴射弁
JP2004519624A (ja) 燃料噴射弁
WO2023209976A1 (ja) 燃料噴射弁
KR100419183B1 (ko) 유체분사노즐
JP2011127486A (ja) 燃料噴射弁
JP3130439B2 (ja) 流体噴射ノズル
JP3707143B2 (ja) 流体噴射ノズル
WO2009081615A1 (ja) 燃料噴射弁および燃料噴射弁の噴射孔の形成方法
JP2004003519A (ja) 流体噴射ノズル
CN117413120A (zh) 燃料喷射阀
JPH0942118A (ja) 2方向燃料噴射弁

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22940249

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1