CN104895720A - 燃料喷射阀 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种燃料喷射阀,能够朝向相对于燃料喷射阀的中心轴线倾斜的方向喷射旋回燃料,燃料的微粒化优良,生产率高。燃料喷射阀在阀座(15b)的下游侧具有:燃料喷射孔(220);旋回室(212),开设有燃料喷射孔(220)的入口并在所述入口的周围具有燃料的旋回流路;横向通路(211),向旋回室(212)供给燃料,至少将形成有燃料喷射孔(220)、旋回室(212)的底面和横向通路(211)的底面的板状部件(21n)接合在具有阀座(15b)的喷嘴部主体侧的前端面(15t),其中,板状部件(21n)与喷嘴部主体侧前端面(15t)之间的抵接部(21nu)由平面构成,旋回室(212)的底面相对于抵接部(21nu)的平面倾斜地形成,燃料喷射孔(220)的中心轴线与旋回室(212)的底面垂直地形成。
Description
技术领域
本发明涉及在燃料喷射孔的上游生成一边旋回一边流动的旋回燃料并从燃料喷射孔喷射的燃料喷射阀。
背景技术
作为本技术领域的背景技术,公知有日本特开2004-278464号公报(专利文献1)记载的燃料喷射阀。该燃料喷射阀具有形成有阀座的阀座部件、和依次重合地结合在阀座部件的前端面上的通路板及喷射板,在喷射板上穿设有从阀座的轴线偏置配置的多个燃料喷射孔,在通路板上形成有将通过了阀座的燃料向多个燃料喷射孔分配引导的引导路,其中,通路板由具有引导路的厚壁部、和与喷射板一起被全周地焊接在以比厚壁部薄的板厚与该厚壁部的外周相连的阀座部件的前端面上的环状的薄壁部构成,而喷射板由板厚均匀的平板构成(参照摘要)。在专利文献1中,作为课题列举了提供一种燃料喷射阀,能够使阀座部件和喷射板之间的燃料引导路的形成变得容易,并且可靠且容易地进行阀座部件和喷射板之间的密封(参照0005段)。
另外,在专利文献1中,作为具体例(以下,称为第1以往例),记载了一种燃料喷射阀,通路板的前端面由平坦面构成,使由各部分板厚均匀的平板构成的喷射板与通路板的平坦面重合地构成(参照0035段)。此外,上述引导路由多个纵向通路、从纵向通路向半径方向外侧以辐射状延伸的槽状的多个横向通路、和横向通路的下游端沿切线方向开口的多个涡流室构成(参照0036段)。在该燃料喷射阀中,横向通路的底面和涡流室的底面相对于阀座的轴线垂直地形成(参照图2)。
而且,在专利文献1中,记载了一种燃料喷射阀,作为其他的具体例(以下,称为第2以往例),通路板和喷射板的重合面由相对于阀座的轴线以V字形倾斜的二个斜面形成,将多个燃料喷射孔分成相对于阀座的轴线相互沿相反方向倾斜配置的二组,改变二组燃料喷射孔的燃料喷射方向(参照0060-0061段)。在该燃料喷射阀中,通路板和喷射板的重合面以V字形倾斜,由此,即使在板厚均匀的喷射板的加工面上垂直地穿设燃料喷射孔,也能够构成相对于阀座的轴线倾斜的燃料喷射孔。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2004-278464号公报
向相对于阀座的轴线(燃料喷射阀的中心轴线)倾斜的方向喷射燃料的情况下,使燃料喷射孔的中心轴线相对于阀座的轴线倾斜来形成燃料喷射孔。
在专利文献1记载的上述第2以往例中,为将燃料喷射方向分成二方向,通路板和喷射板的重合面由相对于阀座的轴线以V字形倾斜的二个斜面形成。在这样的结构中,相对于通路板侧的涡流室精度好地定位通路板侧的燃料喷射孔,而且,为防止从横向通路的燃料泄漏,需要正确地形成通路板前端面的V字形和喷射板的V字形并定位。由此,导致各板的加工性及组装性的恶化即生产率的恶化。
另一方面,作为将旋回燃料的喷射方向分成多个方向的结构,在专利文献1记载的上述第1以往例中,在使涡流室的底面相对于阀座的轴线垂直的状态下,使多个燃料喷射孔以不同角度倾斜。在这样的结构中,涡流室的底面(燃料喷射孔的入口侧开口的喷射板面)和燃料喷射孔的中心轴线所成的角度比90°大地偏移。该情况下,在涡流室中,被施加旋回力的燃料的旋回中心从燃料喷射孔的中心轴线偏移,从而一边旋回一边流动的燃料不能沿燃料喷射孔的内周面(内壁面)的全周流动,在周向的一部分从燃料喷射孔的内周面剥离。具体来说,从其入口侧(上游侧)观察燃料喷射孔时,在能够从燃料喷射孔的内周面中的入口开口面观察的范围内,旋回燃料被施加张力地流动,在不能观察的范围(成为阴影而不能看到的范围)内,旋回燃料从内周面剥离。由此,在燃料喷射孔内不能形成完美的液膜,从燃料喷射孔喷射的燃料的微粒化被妨碍。
在上述第2以往例中,涡流室的底面(下表面)和燃料喷射孔的中心轴线所成的角度成为90°,从而不会产生旋回燃料从燃料喷射孔的内周面剥离这样的上述课题。此外,在专利文献1中,关于这样的课题没有考虑。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃料喷射阀,能够朝向相对于燃料喷射阀的中心轴线倾斜的方向喷射旋回燃料,燃料的微粒化优良,生产率高。
为实现上述目的,本发明的燃料喷射阀,在阀体抵接/离开的阀座的下游侧具有:燃料喷射孔;旋回室,开设有所述燃料喷射孔的入口并在所述入口的周围具有燃料的旋回流路;横向通路,向所述旋回室供给燃料,至少将形成有所述燃料喷射孔、所述旋回室的底面和所述横向通路的底面的板状部件接合于具有所述阀座的喷嘴部主体侧的前端面,其中,所述板状部件与所述喷嘴部主体侧前端面的抵接部由平面构成,所述旋回室底面相对于所述抵接部的平面倾斜地形成,并且所述燃料喷射孔与所述旋回室底面垂直地形成。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种燃料喷射阀,旋回室底面相对于与喷嘴部主体侧前端面之间的抵接部的平面倾斜地形成,并且燃料喷射孔与旋回室底面垂直地形成,由此,能够朝向相对于燃料喷射阀的中心轴线倾斜的方向喷射旋回燃料,燃料的微粒化优良,生产率高。
附图说明
图1是表示沿着本发明的燃料喷射阀的阀轴心(中心轴线)的截面的纵剖视图。
图2是关于本发明的燃料喷射阀的第1实施例,从燃料喷射孔的入口侧(图1的II-II箭头方向)观察形成有燃料喷射孔的喷嘴板21a的俯视图。
图3是关于本发明的燃料喷射阀的第1实施例,从图2所示的III-III箭头方向观察阀部及燃料喷射部的附近(喷嘴部)的剖视图。
图4是放大地表示图2所示的喷嘴板的燃料喷射孔及旋回用通路(旋回室、横向通路)的附近的剖视图。
图5是放大地表示图3所示的喷嘴板的燃料喷射孔及旋回用通路的附近的俯视图。
图6是表示图5所示的涡流室底面及横向通路底面的各位置的高度变化的概要的图。
图7是表示以旋回室的倾斜角度作为参数、相对于旋回室的角度位置来说的流路截面积的变化率的图。
图8是表示图5的VIII-VIII截面的剖视图。
图9A是表示使燃料喷射孔的中心轴线相对于旋回室底面倾斜的情况下的旋回燃料的状态的图。
图9B是表示燃料喷射孔的中心轴线相对于旋回室底面垂直地构成的情况下的旋回燃料的状态的图。
图10是表示纵轴为从燃料喷射孔喷射的燃料的粒径的变化率及形成在燃料喷射孔内的液膜的膜厚的变化率、且粒径及膜厚的变化率相对于横轴为旋回室的倾斜角度的变化特性的图。
图11是表示燃料的旋回流速变化率相对于旋回室的倾斜角度的变化特性的图。
图12是关于本发明的燃料喷射阀的第2实施例,表示与从图2的III-III箭头方向观察阀座部件和喷嘴板的剖视图同样的截面的剖视图。
图13是关于本发明的燃料喷射阀的第3实施例,表示与从图2的III-III箭头方向观察阀座部件和喷嘴板的剖视图同样的截面的剖视图。
图14是关于本发明的燃料喷射阀的第4实施例,表示与从图2的III-III箭头方向观察阀座部件和喷嘴板的剖视图同样的截面的剖视图。
图15是搭载了本发明的燃料喷射阀的内燃机的剖视图。
【附图标记的说明】
1…燃料喷射阀,1a…阀轴心(中心轴线),2…燃料供给口,3…燃料流路,4…环状凹部(环状槽部),5…筒状体,5a…大径部,5b…小径部,5c…磁节流部,5d…凸缘部(扩径部),7…阀部,9…驱动部,11…O形环,13…燃料滤清器,13a…芯棒,13b…框架,13c…滤清器主体,15…阀座部件,15a…阀体收容孔,15b…阀座,15c…引导面,15d…扩径部,15t…前端侧端面,17…阀体,17a…切口面,19…激光焊接,21…燃料喷射部,21n…喷嘴板,21nu…上端面,21nb…下端面,23…激光焊接部,24…激光焊接,25…固定铁心,25a…通孔,27…可动件,27a…可动铁心,27b…小径部,27c…凹部,27d…开口部,27e…环状面,27f…通孔,29…电磁线圈,31…线轴,33…轭铁,33a…大径部,33b…小径部,33c…环状凹部,34…环状槽,35…调节器(调整件),37…背压室,39…弹簧(盘簧),41…连接器,43…连接器针脚,45…布线部件,46…O形环,47…树脂盖罩,47a…基端侧端部,49…保护器,49a…凸缘部,100…内燃机,101…发动机缸体,102…气缸,103…进气口,104…排气口,105…进气阀,106…排气阀,107…进气流路,107a…入口侧端部,108…进气管,109…燃料喷射阀1的安装部,109a…***口,110…燃料配管,200、200-1、200-2、200-3…纵向通路,200b…底面,200c…侧面(侧壁面),200u…上游端,210、210-1、210-2、210-3…旋回用通路,211、211-1、211-2、211-3…横向通路,211b…底面,211c、211-1c…侧面(侧壁面),211ce…顶面(上表面),211co、211ci…侧壁(侧面),212、212-1、212-2、212-3…旋回室,212b、212b’…底面,212c、212-1c、212-2c、212-3c…内周壁(侧壁),212cc…圆角部,212ce…顶面(上表面),212cl…侧壁212c的下游侧端部,212cu…侧壁212c的上游侧端部,212p1、212p2…旋回流路的截面,213…底面的弯曲部,220、220-1、220-2、220-3、220’…燃料喷射孔,220a、220a’…中心轴线,220o…出口开口,220i…入口开口,230…凹部,230b…底面,300…燃料导入孔,400…中间板。
具体实施方式
关于本发明的实施例,使用图1至图13进行说明。
【实施例1】
关于本发明的第1实施例,使用图1至图9进行说明。
参照图1,关于燃料喷射阀1的整体结构进行说明。图1是表示沿着燃料喷射阀1的中心轴线1a的截面(纵截面)的纵剖视图。中心轴线1a与一体地形成有后述的阀体17的可动件27的轴心(阀轴心)一致,与后述的筒状体5的中心轴线一致。另外,中心轴线1a也与后述的阀座15b的轴线一致。
燃料喷射阀1是通过金属材料制的筒状体5在其内侧以燃料流路3大致沿着中心轴线1a的方式构成的。筒状体5是使用具有磁性的不锈钢等的金属素材,通过拉深加工等的压力加工,形成为沿中心轴线1a的方向带有阶梯的形状。由此,筒状体5的一端侧5a的直径相对于另一端侧5b的直径变大。在图1中,示出了形成在一端侧的大径部5a成为形成在另一端侧的小径部5b的上侧。
在图1中,将上端部(上端侧)称为基端部(基端侧),将下端部(下端侧)称为前端部(前端侧)。基端部(基端侧)及前端部(前端侧)这样的命名方式基于燃料的流动方向。另外,本说明书中说明的上下关系以图1为基准,与燃料喷射阀1向内燃机搭载时的上下方向没有关系。
在筒状体5的基端部设置有燃料供给口2,在该燃料供给口2上安装有用于去除混入燃料的异物的燃料滤清器13。燃料滤清器13由筒状的芯棒13a、树脂材料制的框架13b和网眼状的滤清器主体13c构成。框架13b的树脂材料是例如尼龙、氟类树脂等,并与芯棒13a一体地成形。滤清器主体13c被安装在框架13b上,芯棒13a被压入筒状体5的大径部5a的内侧,由此被固定在筒状体5的基端部。
筒状体5的基端部以朝向径向外侧扩径的方式形成弯曲的凸缘部(扩径部)5d,在由弯曲部5d和盖罩47的基端侧端部47a形成的环状凹部(环状槽部)4配置有O形环11。
在筒状体5的前端部构成有由阀体17和阀座部件15形成的阀部7。
阀座部件15具有收容阀体17的带阶梯的阀体收容孔15a,在形成于阀体收容孔15a中途的圆锥面上构成了阀座15b,在该阀座15b的上游侧(基端侧)形成由沿中心轴线1a的方向引导阀体17的引导面15c。
阀座15b是通过阀体17的离开/抵接来进行燃料通路的开闭的部件。有时也将形成有阀座15b的圆锥面称为阀座15b。此外,在引导面15c的上游侧,形成由朝向上游侧扩径的扩径部15d。扩径部15d使阀体17的组装变得容易,并且扩大燃料通路截面。
阀座部件15被***筒状体5的前端侧内侧,并通过激光焊接被固定在筒状体5上。激光焊接19是从筒状体5的外周侧在全周范围内实施的。阀体收容孔15a是沿中心轴线1a的方向贯穿阀座部件15,喷嘴板21n以通过阀体收容孔15a堵塞形成在阀座部件15的前端侧的开口的方式,被安装在阀座部件15的前端侧的端面(以下称为前端面)15t。在本实施例中,由阀座部件15和喷嘴板21n构成了喷射旋回燃料的燃料喷射部21。喷嘴板21n是通过对于阀座部件15进行激光焊接而被固定的。激光焊接部23是为包围形成有燃料喷射孔220-1、220-2、220-3(参照图2)的喷射孔形成区域,而围绕该喷射孔形成区域的周围。阀座部件15也可以在被压入筒状体5的前端侧内侧的基础上,通过激光焊接固定在筒状体5上。
在本实施例中,阀体17使用呈球状的球阀。由此,在阀体17中的与引导面15c相对的部位,沿周向隔开间隔地设置有多个切口面17a,通过该切口面17a构成了燃料通路。还能够除了球阀以外地构成阀体17。也可以使用例如针阀。
在本实施例中,包含阀座部件15及阀体17在内的阀部7和喷嘴板21n构成了用于喷射燃料的喷嘴部。在构成阀部7的喷嘴部主体侧的前端面上,结合有后述的燃料喷射孔220、旋回用通路210(横向通路211及旋回室212)和形成有纵向通路200的喷嘴板21n。喷嘴板21n由板厚均匀的板状部件(平板)构成。作为被接合于喷嘴部主体侧的前端面上的板状部件,不仅包含喷嘴板21n,也可以包含其他板。该情况下,还能够将喷嘴板21n沿厚度方向分割成多个板。
在筒状体5的中间部,配置有用于驱动阀体17的驱动部9。驱动部9由电磁执行机构构成。具体来说,驱动部9由以下部件构成:固定铁心25,被固定在筒状体5的内部(内周侧);可动件(可动部件)27,在筒状体5的内部相对于固定铁心25被配置在前端侧,能够沿中心轴线1a的方向移动;电磁线圈29,在固定铁心25和构成于可动件27的可动铁心27a隔开微小间隙δ地相对的位置,被外插于筒状体5的外周侧;轭铁33,在电磁线圈29的外周侧,覆盖电磁线圈29。可动铁心27a、固定铁心25和轭铁33构成了供通过向电磁线圈29通电产生的磁通流动的闭磁路。磁通通过微小间隙δ,但减少了在微小间隙δ的部分、在筒状体5中流动的漏磁通,从而在与筒状体5的微小间隙δ对应的位置,设置有磁节流部5c。该磁节流部5c能够对于筒状体5的非磁性化处理而构成,或者由形成在筒状体5的外周面上的环状凹部构成。
电磁线圈29被缠绕在由树脂材料形成为筒状的线轴31上,并被外插在筒状体5的外周侧。电磁线圈29通过布线部件45被电连接在设置于连接器41上的连接器针脚43。在连接器41上连接有未图示的驱动电路,并通过连接器针脚43及布线部件45将驱动电流向电磁线圈29通电。
固定铁心25由磁性金属材料形成。固定铁心25形成为筒状,具有沿中心轴线1a的方向贯穿中心部的通孔25a。固定铁心25被压入固定在筒状体5的小径部5b的基端侧,并位于筒状体5的中间部。通过在小径部5b的基端侧设置大径部5a,固定铁心25的组装变得容易。固定铁心25也可以通过焊接被固定在筒状体5上,也可以并用焊接和压入而固定在筒状体5上。
可动件27在基端侧形成有大径部27a,该大径部27a构成了与固定铁心25相对的可动铁心27a。在可动铁心27a的前端侧形成有小径部27b,在该小径部27b的前端通过焊接固定有阀体17。该小径部27b构成了连接可动铁心27a和阀体17的连接部27b。在本实施例中,将可动铁心27a和连接部27b一体(由同一材料形成的一部件)地形成,但也可以接合二个部件构成。在本实施例中,将阀体17作为与可动件27相独立的构成要素,但也可以使阀体17包含于可动件27的一部分。另外,通过使可动铁心27a的外周面与筒状体5的内周面接触,引导可动件27沿中心轴线1a的方向(开闭阀方向)的移动。为减少可动铁心27a的外周面和筒状体5的内周面之间的滑动阻力,也可以在附图标记27g所示的位置(可动铁心27a的外周面)沿周向形成环状的突部。
在可动铁心27a上,形成有在与固定铁心25相对的端面开口的凹部27c。在凹部27c的底面上形成有成为弹簧(盘簧)39的弹簧座的环状面27e。在环状面27e的内周侧形成有沿中心轴线1a贯穿到小径部(连接部)27b的前端侧端部的通孔27f。另外,在小径部27b上,在侧面形成有开口部27d。在小径部27b的外周面和筒状体5的内周面之间形成有背压室37。通孔27f在凹部27c的底面开口,开口部27d在小径部27b的外周面开口,由此,在可动件27的内部,构成了使可动件27的基端部侧和形成在可动件27的侧面部上的背压室37连通的燃料流路3。
跨过固定铁心25的通孔25a和可动铁心27a的凹部27c,盘簧39以压缩状态被设置。盘簧39作为向阀体17与阀座15b抵接的方向(闭阀方向)对可动件27施力的施力部件发挥功能。在固定铁心25的通孔25a的内侧配置有调节器(调整件)35,盘簧39的基端侧端部与调节器35的前端侧端面抵接。通过调整沿中心轴线1a的方向上的调节器35的通孔25a内的位置,来调整盘簧39对可动件27(即阀体17)的作用力。
调节器35具有沿中心轴线1a的方向贯穿中心部的燃料流路3。
燃料在调流过节器35的燃料流路3之后,向固定铁心25的通孔25a的前端侧部分的燃料流路3流动,并向构成在可动件27内的燃料流路3流动。
轭铁33能够由具有磁性的金属材料形成,并兼用作燃料喷射阀1的外壳。轭铁33形成为具有大径部33a和小径部33b的带阶梯的筒状。大径部33a覆盖电磁线圈29的外周地呈圆筒形状,在大径部33a的前端侧形成有直径比大径部33a小的小径部33b。小径部33b被压入筒状体5的小径部5b的外周。由此,小径部33b的内周面与筒状体5的外周面紧密接触。此时,小径部33b的内周面的至少一部分隔着可动铁心27a的外周面和筒状体5相对,并减小该相对部分中的闭磁路的磁阻。
在轭铁33的前端侧端部的外周面上沿周向形成有环状凹部33c。在形成于环状凹部33c的底面上的薄壁部,轭铁33和筒状体5通过激光焊接24在全周范围内被接合。轭铁33的前端侧端部相对于阀座部件15的基端侧端部位于前端侧。由此,轭铁33和阀座部件15在沿中心轴线1a的方向上被设置在重复的范围内,并加强筒状部5的前端部。此外,阀座部件15的激光焊接部19位于比轭铁33的前端侧端部更靠前端侧,对于阀座部件15和轭铁33的组装顺序不会产生制约。
在筒状体5的前端部外插有具有凸缘部49a的圆筒状的保护器49,筒状体5的前端部被保护器49保护。保护器49覆盖轭铁33的激光焊接部24的上方。
由保护器49的凸缘部49a、轭铁33的小径部33b、以及轭铁33的大径部33a和小径部33b的阶梯面形成了环状槽34,O形环46被外插于环状槽34。O形环46是在将燃料喷射阀1安装于内燃机时,作为在形成于内燃机这一侧的***口109a(参照图13)的内周面和轭铁33中的小径部33b的外周面之间确保液密及气密的密封件发挥功能。
从燃料喷射阀1的中间部到基端侧端部的附近,被模制而成的树脂盖罩47覆盖。树脂盖罩47的前端侧端部覆盖轭铁33的大径部33a的基端侧的一部分。另外,树脂盖罩47覆盖布线部件45,通过树脂盖罩47一体地形成连接器41。
以下,关于燃料喷射阀1的动作进行说明。
没有向电磁线圈29通电(即没有驱动电流流动)的情况下,可动件27通过盘簧39被向闭阀方向施力,阀体17成为与阀座15b抵接(落座)的状态。该情况下,在固定铁心25的前端侧端面和可动铁心27a的基端侧端面之间存在间隙δ。此外,在本实施例中,该间隙δ与可动件27(即阀体17)的行程相等。
向电磁线圈29通电而驱动电流流动时,在由可动铁心27a、固定铁心25和轭铁33构成的闭磁路中产生磁通。通过该磁通,在夹着间隙δ地相对的固定铁心25和可动铁心27a之间产生磁吸引力。该磁吸引力克服盘簧39产生的作用力、对于可动件27向闭阀方向作用的燃料压力等的合力时,可动件开始向开阀方向移动。阀体17从阀座15b离开时,在阀体17和阀座15b之间形成间隙(燃料流路),开始燃料的喷射。在本实施例中,可动件27向开阀方向仅移动与间隙δ相等的距离δ,可动铁心27a与固定铁心25抵接时,可动铁心27a停止向开阀方向的移动,开阀并达到静止的状态。
切断电磁线圈29的通电时,磁吸引力减少,不久消失。在该阶段中,磁吸引力变得比盘簧39的作用力小时,可动件27开始向闭阀方向移动。阀体17与阀座15b抵接时,阀体17使阀部7闭阀并达到静止的状态。
此外,为减小在可动铁心27a和固定铁心25之间作用的挤压力,有时在可动铁心27a的与固定铁心25相对的端面上设置突起。这样的情况下,阀体17的移动距离(行程)成为从间隙δ减去突起高度的大小。另外,有时还设置有在可动铁心27a和固定铁心25接触之前限制可动件27的向开阀方向的移动的止挡部。
以下,参照图2至图7,关于阀部7及燃料喷射部21的构造和燃料流动,进行详细说明。
图2表示从燃料喷射孔的入口侧(图1的II-II箭头方向)观察喷嘴板21n的俯视图。该俯视图是喷嘴板21n的上端面21nu这一侧的俯视图。上端面21nu是与阀座部件15的前端面15t相对的面。此外,将相对于上端面21nu来说相反侧的端面称为下端面21nb。
在喷嘴板21n上形成有纵向通路200-1、200-2、200-3、旋回用通路210-1、210-2、210-3和燃料喷射孔220-1、220-2、220-3。纵向通路200-1、旋回用通路210-1和燃料喷射孔220-1形成独立的一个燃料通路,纵向通路200-2、旋回用通路210-2和燃料喷射孔220-2形成独立的一个燃料通路,纵向通路200-3、旋回用通路210-3和燃料喷射孔220-3分别形成独立的一个燃料通路,构成了全部3组燃料通路。
3组纵向通路200-1、200-2、200-3、旋回用通路210-1、210-2、210-3和燃料喷射孔220-1、220-2、220-3分别同样地构成,但不对它们进行区别,作为纵向通路200、旋回用通路210(横向通路211、旋回室212)及燃料喷射孔220进行说明。在各组中改变结构的情况下,适当地进行说明。纵向通路200、旋回用通路210及燃料喷射孔220不限于3组,也可以设置2组,也可以设置4组以上。或者,也可以仅设置1组纵向通路200、旋回用通路210及燃料喷射孔220,该情况下,也能够获得本发明的效果。在本实施例中,假定设置多组纵向通路200、旋回用通路210及燃料喷射孔220并将燃料喷射方向设定成多个方向的情况。
横向通路211从喷嘴板21n的中心21no这一侧朝向外周侧以辐射状设置。即,横向通路211沿喷嘴板21n的径向延伸设置。另外,横向通路211以相对于燃料喷射孔220的入口开口220i(参照图5)的中心O偏置的方式被连接于旋回室212。此外,在本实施例中,以中心轴线1a在中心21no与喷嘴板21n交叉的方式构成燃料喷射阀1。
旋回室212的内周壁(侧壁)212c(212-1c、212-2c、212-3c)以使从横向通路211流入旋回室212的燃料一边旋回一边接近燃料喷射孔220的入口开口i或其中心O(参照图5)的方式形成为旋涡状。
纵向通路213被连接于横向通路211的上游端(中心21no侧端部),向横向通路211供给燃料。
图3表示从图2所示的III-III箭头方向观察阀部7及燃料喷射部21的附近(喷嘴部)的剖视图。
在本实施例中,喷嘴板21n是通过两端面由平面构成的板状部件构成,上端面21nu和下端面21nb平行。另外,上端面21nu和下端面21nb分别由平坦的面(平面或平坦面)构成。即,喷嘴板21n由板厚均匀的平板构成。另外,阀座部件15的前端面(下端面)15t也由平坦的面(平面或平坦面)构成。尤其,在喷嘴板21n中,上端面21nu由平面构成,由此,与阀座部件15的前端面15t之间的抵接部(抵接面)由平面构成。由此,喷嘴板21n的向阀座部件前端面15t的组装作业变得容易,生产率提高。该情况下,至少在阀座部件15的前端面15t和喷嘴板21n的上端面21nu之间的抵接部,构成平面即可。构成于阀座部件15的前端面15t的平面(抵接面)及构成于喷嘴板21n的上端面21nu的平面(抵接面)不需要是连续面,也可以通过槽等分割。构成于上端面21nu的抵接面被分割的情况下,为了提高喷嘴板21n的组装性,从而优选被分割的多个平面部分构成为相同高度。而且,考虑到燃料的液密性的情况下,优选抵接面由连续的一个平面构成。
形成于喷嘴板21n的纵向通路200、横向通路211、旋回室212及燃料喷射孔220能够例如通过沿厚度方向分割喷嘴板21n等,分割为多个板而构成。因此,在喷嘴板21n上,至少形成燃料喷射孔220、旋回室212的底面212b和横向通路211的底面211b即可。也可以组合多个板来组装具有纵向通路200、横向通路211、旋回室212及燃料喷射孔220的喷嘴板21n。
在阀座部件15上,以朝向下游侧缩径的方式形成圆锥状的阀座面15b。阀座面15b的下游端被连接于通向旋回用通路210的燃料导入孔300,燃料导入孔300的下游端在阀座部件15的前端面15t开口。在旋回用通路210这一侧,为从燃料导入孔300接受燃料的供给,纵向通路200的上游端200u与燃料导入孔300的开口面相对地设置。
这里,参照图2及图3,说明阀部7及燃料喷射部21中的燃料流动。此外,图3表示阀体17与阀座15b接触而闭阀的状态,但关于阀体17从阀座15b离开而开阀的情况下的燃料流动进行说明。从燃料导入孔300如箭头A1所示地流入纵向通路200的燃料流入横向通路211。由于横向通路211沿切线方向被连接于旋回室212,旋回室212的内周壁212c(212-1c、212-2c、212-3c)以旋涡状形成,所以从横向通路211流入旋回室212的燃料A2在旋回室212中一边流动一边被施加旋回力。从旋回室212流入燃料喷射孔220的燃料A3在燃料喷射孔220内形成薄的液膜。液膜从燃料喷射孔220被喷射时,***成为微粒化的液滴,并形成中空的圆锥形的燃料喷雾。
图4表示放大了喷嘴板21n的纵向通路200、旋回用通路210(横向通路211及旋回室212)及燃料喷射孔220附近的喷嘴板21n的剖视图。
纵向通路200以及形成在其下游侧的横向通路211和旋回室(涡流室)212以槽状形成在喷嘴板21n的与阀座部件15抵接的这一侧的上端面21nu。即,纵向通路200的底面200b、横向通路211的底面211b及旋回室212的底面212b形成于喷嘴板21n。
另外,纵向通路200的侧面(侧壁面)200c、横向通路211的侧面(侧壁面)211-1c(参照图2)及旋回室212的内周面(侧壁面)212c形成于喷嘴板21n。喷嘴板21n如图3所示地被接合于阀座部件15的前端面15t,由此,横向通路211的顶面(上表面)211ce和旋回室212的顶面(上表面)212ce由阀座部件15的前端面15t构成。此外,由于横向通路211的侧面不能在图4中图示,所以使用图2的横向通路211-1的侧面211-1c的附图标记进行了说明。3个横向通路211-1、211-2、211-3的侧面同样地形成,从而将它们概括地作为211c进行说明。
在喷嘴板21n上形成有燃料喷射孔220,其入口220i在旋回室212的底面212b开口。另外,在喷嘴板21n的下端面21nb上,形成有底面230b相对于燃料喷射阀1的中心轴线1a倾斜的凹部230。燃料喷射孔220的出口220o在凹部230的底面230b开口。此外,凹部230不是必须设置,也可以使燃料喷射孔220的出口220o直接在喷嘴板21n的下端面21nb开口。
燃料喷射孔220以其中心轴线220a相对于燃料喷射阀1的中心轴线1a倾斜的方式形成。另外,凹部230以其底面230b与燃料喷射孔220的中心轴线220a垂直地交叉的方式形成。由此,燃料喷射孔220的出口开口220o呈圆形,限制旋回燃料的燃料喷射孔220的内周面(内壁面)的长度沿周向被均匀化。由此,从燃料喷射孔220的出口220o喷射的燃料喷雾能够成为完美的圆锥形。
为使燃料的喷射方向朝向规定方向,燃料喷射孔220的中心轴线220a相对于燃料喷射阀1的中心轴线1a倾斜地形成。在本实施例中,设置3个燃料喷射孔220,从各燃料喷射孔以均等的间隔喷射燃料。而例如在分成二方向地喷射燃料的情况下,燃料喷射孔由2个或4个或其以上的多个构成,将这些多个燃料喷射孔分成2组,使同一组的燃料喷射孔向同一方向倾斜。
在本实施例中,燃料喷射孔220的中心轴线220a相对于燃料喷射阀1的中心轴线1a倾斜,旋回室212的底面212b与燃料喷射孔220的中心轴线220a正交地、相对于与中心轴线1a正交的平面(称为水平面)倾斜。即,旋回室底面212b相对于水平面倾斜,燃料喷射孔中心轴线220a相对于旋回室底面212b垂直地构成。或者,燃料喷射孔中心轴线220a相对于中心轴线1a倾斜,旋回室底面212b相对于燃料喷射孔中心轴线220a垂直地构成。该情况下,旋回室底面212b相对于水平面的倾斜角度及燃料喷射孔中心轴线220a相对于中心轴线1a的倾斜角度是比0°大的角度。
燃料喷射孔220的中心轴线220a相对于燃料喷射阀1的中心轴线1a,另外,旋回室212的底面212b相对于水平面向同一方向以同一角度倾斜。另外,旋回室212的侧壁212c垂直地形成于旋回室212的底面212b。由此,与旋回室212的底面212b垂直且穿过旋回室212的底面212b的中心(旋回室212的旋涡中心)的中心轴线212a与燃料喷射孔220的中心轴线220a一致。即,燃料喷射孔220的入口开口(入口开口面)220i的中心与旋回室212的中心一致。旋回室212的中心是指旋涡中心,旋回室212例如由螺旋曲线构成的情况是指螺旋曲线的中心。
在本说明书中,水平面或水平方向作为与燃料喷射阀1的中心轴线1a正交的平面或方向定义。因此,本说明书中使用的水平面或水平方向不是与铅直方向正交的平面或方向。但是,沿铅直方向配置燃料喷射阀1的中心轴线1a的情况下,水平面或水平方向与与铅直方向正交的平面或方向一致。此外,在本实施例中,阀座部件15的前端面15t和喷嘴板21n的阀座部件前端面15t之间的抵接面分别由水平面构成。另外,横向通路底面211b也由水平面构成。
图5表示放大旋回室212、横向通路211和燃料喷射孔220的入口开口220i附近的俯视图。此外,在图5中,示出了将旋回室212的底面212b、横向通路211的底面211b和燃料喷射孔220的入口开口220i投影于水平面的俯视图。
旋回室212的内周面(侧壁、内周壁)212c(212-1c、212-2c、212-3c)形成为与燃料喷射孔220的入口开口220i的中心O之间的间隔从上游侧朝向下游侧逐渐减少的旋涡状。该内周面的旋涡形状可以具有从用数学式定义的螺旋曲线或渐开线曲线等的曲线脱离的部分。采用使在旋回室212中一边旋回一边流动的燃料总体上接近燃料喷射孔220的入口开口220i或其中心O地行进的形状即可。在本说明书中,这样的形状包含螺旋曲线或渐开线曲线,称为旋涡形状或旋涡状。
在旋回室212中,横向通路211的下游端沿切线方向被连接,在旋回室212的内周面212c上形成有开口。具体来说,横向通路211的2个侧壁(侧面)211co、211ci中的、在旋回室212的径向上位于外侧的侧壁211co沿切线方向被连接于旋回室212的侧壁212c的上游侧端部212cu。另一个侧壁211ci被连接于旋回室212的侧壁212c的下游侧端部212cl。
在侧壁211ci和侧壁212c的下游侧端部212cl之间的连接部上形成有具有规定的曲率半径的圆角部212cc。通过设置圆角部212cc,在侧壁211ci和侧壁212c的下游侧端部212cl之间,即在横向通路211和旋回室212之间形成有规定厚度(直径φK)的隔壁。由此,能够使从横向通路211流入旋回室的燃料和在旋回室212中流动的旋回燃料的合流变得顺畅,能够有效率地进行旋回燃料向燃料喷射孔220的流入。
横向通路211的底面211b平行(即水平)地形成在喷嘴板21n的上端面21nu,旋回室212的底面212b由倾斜面构成。由此,也可以在横向通路211的底面211b和旋回室212的底面212b的倾斜被连接的部位,形成底面的弯曲部213。弯曲部213也可以由曲面形成。另外,在本实施例中,将弯曲部213设置在横向通路211和旋回室212的边界,但也可以将弯曲部213设置在横向通路211的外侧或内侧,或者跨过横向通路211和旋回室212地设置。
此外,燃料喷射孔220以其中心轴线220a与旋回室212的底面212b垂直的方式形成,在图5中,中心轴线220a与线段A-A重叠。
这里,参照图5及图6,关于从横向通路211形成于旋回室212的燃料通路的底面211b、212b的高度方向的变化进行说明。
在图5中,线段B-B表示穿过旋回室212的底面212b的中心O的水平面与相对于该水平面倾斜的底面212b交叉的线段。此外,在本实施例中,底面212b的中心O与燃料喷射孔的入口开口面220i的中心一致。
线段A-A是与线段B-B正交地被描绘在底面212b上的线段。点a~e中的点a位于燃料的流动方向上的最上游侧,并位于弯曲部213上。连结点a和点b的二点点划线是在穿过中心O的径向(例如连结中心O和点p的线段的方向)上,从旋回室212的内周面212c隔开距离pd地位于横向通路211内侧的点p维持距离pd的同时使其角度位置变化时的轨迹。点a位于线段B-B上,点b位于线段A-A上。连结点b和点e的二点点划线是在穿过中心O的径向上,作为穿过燃料喷射孔220的入口开口220i的开口缘和旋回室212的内周面212c所成的间隔的中央的线段被描绘。点c位于线段B-B上,点d位于线段A-A上。此外,关于点e,在对应的旋回室内周面212c部分设置有圆角部212cc。由此,入口开口220i的开口缘和旋回室内周面212c所成的间隔的中央点是将上游侧的旋回室内周面212c假定为向圆角部212cc延长的内周面而确定的点e。
点c位于线段B-B上,点d位于线段A-A上。
在旋回室212中,从点a朝向点e,大致沿二点点划线的方向构成了燃料的流路。该流路形成了从上游端(点a侧)朝向下游端(点e侧)并在燃料喷射孔220的周围旋回的流路,并称为旋回流路(旋回通路)。另外,将在该旋回流路中流动的燃料称为旋回燃料。此外,从旋回室212向燃料喷射孔220内流下的燃料还在燃料喷射孔内维持旋回,在该燃料喷射孔220内一边旋回一边流动的燃料也称为旋回燃料。
图6是将横向通路211的底面211b及旋回室212的底面212b的高度方向上的位置作为纵轴,另外,将图5的二点点划线上的各点a~e的位置作为以点O为中心的角度位置并作为横轴,示意地描绘底面211b、212b的高度方向位置的变化。另外,图中的Ha~He表示横向通路211及旋回室212的顶面(上表面)通过阀座部件15的前端面15t水平地形成的情况下的各点a~e处的燃料通路的高度的变化。
可知在点a至点b的区间中,在点a的上游侧,横向通路底面211b的高度方向位置成为恒定值(直线状),横向通路底面211b是水平的。点a至点b的区间使倾斜面上升,从而旋回室底面212b的高度方向位置逐渐变高。点b处的底面212b的高度方向位置在点a~e中变得最高。在点b至点d的区间中,从点b朝向点d使倾斜面下降,从而底面212b的高度方向位置逐渐变低。期间,在点c处,底面212b的高度方向位置变得与点a处的底面212b的高度方向位置相同。另外,点d处的底面212b的高度方向位置在点a~e中变得最低。另外,点a处的底面212b的高度方向位置比点d处的底面212b的高度方向位置高,并比点b处的底面212b的高度方向位置低。在点d至点e的区间中,从点d朝向点e使倾斜面上升,从而底面212b的高度方向位置逐渐变高。
点e位于线段B-B上,底面212b的高度方向位置变得与点a处的底面212b的高度方向位置相同。
从横向通路211的上游端到点a,燃料通路的高度方向尺寸为Ha恒定。在点a至点b的区间中,随着底面212b的高度方向位置变高,燃料通路(旋回流路)的高度方向尺寸(底面和顶面的间隔尺寸)从Ha到Hb逐渐减小。在点b处,燃料通路的高度方向尺寸在点a~e中变得最小。在点b至点d的区间中,随着底面212b的高度方向位置变低,燃料通路的高度方向尺寸从Hb到Hd逐渐增加。在点d处,燃料通路的高度方向尺寸在点a~e中变得最大。在点d至点e的区间中,随着底面212b的高度方向位置变高,燃料通路的高度方向尺寸从Hd到He逐渐减小。像这样,在本实施例中,使旋回室底面212b相对于水平面倾斜,与水平面平行地形成旋回室顶面,从而在角度位置为90°至270°的范围内,燃料通路的高度方向尺寸增加。此外,角度位置0°是位于线段B-B横截构成于旋回室212内的旋回流路的2个角度位置中的、构成于旋回室212的旋回流路的上游端的情况。
图7表示使旋回室底面212b的倾斜角度变化成0°、10°、15°、20°时的、旋回室212内的角度位置和流路截面积的变化率之间的关系。此外,纵轴表示将旋回室的倾斜角度为0°时的上游侧端部的流路截面积(即,横向通路出口的流路截面积)作为基准值,相对于该基准值的变化率。该情况下的旋回室212的内周面由形成为离心形状的螺旋曲线构成。在离心形状中,沿旋回室内的半径方向和周向保存流量。
构成于旋回室212的燃料通路的截面积(与燃料的流动方向垂直的截面的截面积)优选朝向燃料喷射孔220逐渐减小。如图6说明的那样,燃料通路的高度方向尺寸在从上游侧朝向下游侧的中途增加的情况下,旋回室212的内周面简单地由螺旋曲线或渐开线曲线构成时,燃料通路的截面积不会逐渐减小,存在中途增加的情况。
在旋回室底面212b的倾斜角度达到15°的范围内,随着倾斜角度增加,虽然流路截面积的减少率变小,但截面积从上游侧端部(0°)朝向下游侧端部(360°)逐渐减小,不会在中途增加。倾斜角度超过15°并被设定成20°的情况下,流路截面积在旋回室内的角度位置为90°至180°的范围内增加(扩大)。旋回室内的角度位置为90°的位置是图6的点b的位置,旋回室内的角度位置为180°的位置是图6的点c的位置。
旋回室212的内周面由上述螺旋曲线构成,将旋回室底面212b的倾斜角度设定成15°以下的情况下,构成于旋回室212内的旋回流路的流路截面积能够从上游侧端部朝向下游侧端部逐渐减小地构成。另一方面,使旋回室底面212b的倾斜角度比15°大的情况下,在从旋回流路的上游侧端部朝向下游侧端部的中途,流路截面积增加。由此,使倾斜角度比15°大的情况下,对燃料喷射孔220的开口缘和旋回室内周面212c之间的间隔(流路宽度)进行缩小,流路截面积从旋回流路的上游侧端部朝向下游侧端部逐渐减小地构成。该情况下,旋回室内周面212c是在缩小了流路宽度的范围内,描绘了从螺旋曲线或渐开线曲线偏移的曲线。即,在本实施例中,在旋回流路中的流路高度朝向下游变高的部分,使旋回室内周面211c从螺旋曲线或渐开线曲线偏移而缩小旋回流路的流路宽度,由此,旋回流路的流路截面积逐渐减小地构成。
这里,关于旋回流路的截面积进行说明。图8表示图5的VIII-VIII截面。
单点划线所示的线段H-H是水平线,单点划线所示的线段V-V是与包含线段H-H在内的水平面垂直的线段。线段A-A与图5所示的线段A-A相同,线段P-P是与线段A-A及旋回室底面212b垂直的线段。线段H-H、线段V-V、线段A-A及线段P-P都穿过燃料喷射孔220及旋回室212的中心O。
在本实施例中,燃料喷射孔220以其中心轴线220a与旋回室底面212b垂直的方式构成,从而中心轴线220a与线段P-P重叠。而且,中心轴线220a也与旋回室212的中心轴线212a重叠。
旋回室内周面212c与旋回室底面212b垂直,并相对于中心轴线212a及220a平行。在图8所示的截面中,旋回流路的截面是附图标记212p1、212p2所示的阴影部分。即,旋回流路的截面212p1是由旋回室底面212b、旋回室内周面212c、旋回室顶面212ce(15t)和虚线800-1围成的部分。另外,旋回流路的截面212p2是由旋回室底面212b、旋回室内周面212c、旋回室顶面212ce(15t)和虚线800-2围成的部分。虚线800-1、800-2是从燃料喷射孔220的入口开口220i的开口缘到顶面212ce(15t),与旋回室212的中心轴线212a平行地引出的假想线。
以下,参照图9A至图11说明本实施例的效果。
图9A表示使燃料喷射孔220’的中心轴线220a’相对于旋回室底面212b’倾斜的情况下的旋回燃料的状态。如图9A所示,使燃料的喷射方向相对于燃料喷射阀的中心轴线1a倾斜的情况下,存在使燃料喷射孔220’的中心轴线220a’相对于旋回室底面212b’倾斜的情况。该情况下,旋回室底面212b’和燃料喷射孔中心轴220a’所成的角度从90°大幅度偏移时,在旋回室212’中被施加旋回力的燃料的旋回中心从燃料喷射孔中心轴220a’偏移。由此,旋回燃料不能沿燃料喷射孔220的内周面(内壁面)的全周流动,在周向的一部分SE,从燃料喷射孔220’的内周面剥离。具体来说,从其入口侧(上游侧)观察燃料喷射孔220’时,在从燃料喷射孔220’的内周面中的入口开口面能够观察到的范围内,旋回燃料被施加张力地流动,在不能观察到的范围(成为阴影而不能看到的范围)内,旋回燃料从内周面剥离。由此,不能在燃料喷射孔220’内形成完美的液膜,从燃料喷射孔220喷射的燃料的微粒化被妨碍。
图9B表示使燃料喷射孔220的中心轴线220a相对于旋回室底面212b垂直地构成的情况下的旋回燃料的状态。在本实施例中,如图9所示,燃料喷射孔220与旋回室底面212b垂直地构成,由此,旋回燃料沿着燃料喷射孔220的内周面不从内周面隔离地流动,在周向的整体上形成均质且薄的液膜。由此,从燃料喷射孔220喷射的液膜***而成为被微粒化的液滴,在中心轴线220a的周围形成均质的中空圆锥状的喷雾。
但是,使旋回室212的底面212b相对于水平面倾斜时,如使用图5及图6说明的那样,产生构成于旋回室212内的旋回流路的流路截面积在中途增加的课题。
图10表示将从燃料喷射孔喷射的燃料的粒径的变化率及形成于燃料喷射孔内的液膜的膜厚的变化率作为纵轴,且粒径及膜厚的变化率相对于横轴为旋回室的倾斜角度的变化特性。此外,纵轴表示将旋回室的倾斜角度为0°时的粒径及膜厚作为基准值,相对于该基准值的变化率。另外,燃料喷射孔与旋回室底面垂直地构成,与旋回室一体地倾斜。
旋回室的倾斜角度超过15°时,粒径及膜厚的增加率急剧变大,粒径及膜厚变大。这如图7说明的那样,能够产生旋回流路的流路截面积在上游侧端部和下游侧端部之间变大的区间,不能效率良好地生成旋回燃料。
图11表示旋回流速的变化率相对于旋回室的倾斜角度的变化特性。此外,在图11中,示出了燃料喷射孔的出口部中的旋回流速,将旋回室的倾斜角度为0°时的旋回流速作为基准值,相对于该基准值的变化率。另外,燃料喷射孔与旋回室底面垂直地构成,并与旋回室一体地倾斜。
旋回室的倾斜角度超过15°时,燃料喷射孔的出口部中的旋回流速的减少率急剧变大并降低。这如图7说明的那样,能够产生旋回流路的流路截面积在上游侧端部和下游侧端部之间变大的区间,不能效率良好地生成旋回燃料。
在本实施例中,使旋回流路的流路截面积逐渐减小地构成,由此,能够防止旋回流速的降低,并效率良好地生成旋回燃料。由此,能够使形成于燃料喷射孔220内的液膜的膜厚变薄,并提高喷雾液滴的微粒化。
返回图4,关于横向通路211和旋回室212的倾斜角度进行说明。
燃料喷射孔220相对于燃料喷射阀的中心轴线1a的倾斜角度需要与燃料的喷射方向相应地设定。旋回室底面212b优选与燃料喷射孔220的中心轴线220a垂直。另一方面,横向通路211为提高燃料流动的整流效果,需要某程度的通路长度。另外,在本实施例中,横向通路211和旋回室212被完全分离,旋回室212被连接于横向通路211的前端(下游端)。像这样连接横向通路211和旋回室212的构造在径向上所需的长度尺寸变大。由此,使旋回室底面212b相对于水平面倾斜,将具有与该旋回室底面212b相同的倾斜角度的横向通路底面211b连接于旋回室212时,需要使喷嘴板21n的厚度变厚。另外,倾斜角度越大,越需要使喷嘴板21n的厚度变厚。
在本实施例中,如上所述,横向通路底面211b是水平的,旋回室底面212b相对于水平面倾斜。即,横向通路底面211b相对于水平面的倾斜角度和旋回室底面212b相对于水平面的倾斜角度不同。该情况下,横向通路底面211b不需要是水平的,也可以相对于水平面倾斜。但是,横向通路底面211b相对于水平面的倾斜角度(包含倾斜角度=0°)比旋回室底面212b相对于水平面的倾斜角度小。通过像这样构成,能够不增大喷嘴板21n的厚度尺寸地形成横向通路211、旋回室212及燃料喷射孔220。即,能够沿喷嘴板21n的厚度方向紧凑地构成横向通路211、旋回室212及燃料喷射孔220。
横向通路底面211b相对于水平面倾斜的方向也可以与旋回室底面212b相对于水平面倾斜的方向相反。由于横向通路211确保了其通路长度,所以使横向通路底面211b向与旋回室底面212b相反的方向倾斜的情况下,横向通路底面211b相对于水平面的倾斜角度的绝对值也优选比旋回室底面212b相对于水平面的倾斜角度的绝对值小。
使横向通路底面211b相对于水平面的倾斜角度和旋回室底面212b相对于水平面的倾斜角度不同的结构相对于使旋回室底面212b相对于水平面倾斜的结构来说,也具有上述效果。
另外,优选相对于燃料喷射孔220的中心轴线220a垂直地构成旋回室底面212b,但使燃料喷射孔中心轴线220a相对于燃料喷射阀1的中心轴线1a倾斜的情况下,燃料喷射孔中心轴线220a和旋回室底面212b并不构成为完全的正交状态,使旋回室底面212b向与中心轴线220a的倾斜方向相同的方向倾斜,由此,能够在某程度上改善液膜的均质化和液滴的微粒化的效果。
该情况下,通过采用使横向通路底面211b相对于水平面的倾斜角度和旋回室底面212b相对于水平面的倾斜角度不同的结构,能够得到上述效果。
【实施例2】
以下,参照图12说明本发明的第2实施例。图12是表示与从图2的III-III箭头方向观察阀座部件和喷嘴板的截面同样的截面的剖视图。在本实施例中,从图12的II-II箭头方向观察的剖视图与图2相同。该情况下,图2中的喷嘴板21n由阀座部件15和喷嘴板21n的复合部件构成即可。
在第2实施例中,第1实施例中的纵向通路200的侧面(侧壁面)200c、横向通路211的侧面(侧壁面)211c和旋回室212的内周面(侧壁面)212c以槽状形成于阀座部件15的前端面15t。相对于水平面倾斜的旋回室底面212b和水平地形成的横向通路底面211b形成于喷嘴板21n这一侧。旋回室底面212b和横向通路底面211b以凸状形成于喷嘴板21n的上端面21nu。
其他的结构与第1实施例相同,并能够得到与第1实施例同样的效果。
【实施例3】
以下,参照图13说明本发明的第3实施例。图13是表示与从图3的III-III箭头方向观察阀座部件和喷嘴板的剖视图同样的截面的剖视图。本实施例的喷嘴板21n的上端面21nu这一侧的俯视图与图2所示的俯视图相同。
在第3实施例中,相对于第1实施例来说,变更了旋回室212的顶面和横向通路211的顶面的结构。即,在阀座部件前端面15t上以凸状形成旋回室211的顶面212ce和横向通路211的顶面211ce。旋回室顶面212ce与旋回室底面212b同样地倾斜。即,旋回室顶面212ce的倾斜方向及倾斜角度与旋回室底面212b的倾斜方向及倾斜角度相同。通过使旋回室顶面212ce与旋回室底面212b同样地倾斜,旋回室内周面212c简单地由螺旋曲线或渐开线曲线构成,即使增大旋回室底面212b的倾斜角度,也能够实现旋回流路的流路截面积逐渐减小的结构。
其他的结构与第1实施例相同,并能够得到与第1实施例同样的效果。另外,还能够与第2实施例的结构组合地构成。即,也可以将纵向通路200的侧面(侧壁面)200c、横向通路211的侧面(侧壁面)211c(参照图2)和旋回室212的内周面(侧壁面)212c以槽状形成于阀座部件15的前端面15t。本实施例的喷嘴板21n是与第1实施例的喷嘴板21n完全相同的结构。
【实施例4】
以下,参照图14说明本发明的第4实施例。图14是表示与从图2的III-III箭头方向观察阀座部件和喷嘴板的剖视图同样的截面的剖视图。在本实施例中,将图2的喷嘴板21n视为层叠喷嘴板21n和中间板400而成的板状部件,本实施例中的板状部件的上端面侧的俯视图成为与图2同样的俯视图。
在本实施例中,中间板400被***阀座部件15和喷嘴板21n之间。第1实施例中的、纵向通路200的侧面(侧壁面)200c、横向通路211的侧面(侧壁面)211c(参照图2)和旋回室212的内周面(侧壁面)212c形成于中间板400。纵向通路侧面200c、横向通路侧面211c和旋回室内周面212c沿中间板400的板厚方向贯穿地形成。相对于水平面倾斜的旋回室底面212b和水平地形成的横向通路底面211b形成于喷嘴板21n这一侧。旋回室底面212b和横向通路底面211b以凸状形成于喷嘴板21n的上端面21nu。
即,在本实施例中,在喷嘴部主体这一侧具有形成有阀座15b的阀座部件15,板状部件由中间板400和喷嘴板21n构成,并且在中间板400上形成有旋回室212的内周面212c和横向通路211的侧面211c。而且,在阀座部件前端面15t和喷嘴板21n之间夹着中间板400,将中间板300和喷嘴板21n依次层叠设置在阀座部件前端面15t上。由此,由阀座部件前端面15t构成旋回室212的顶面和横向通路211的顶面211ce而形成旋回室212和横向通路211。
通过上述结构,中间板400的一个端面(一端面)与阀座部件前端面15t抵接地设置,喷嘴板21n与中间板400的另一端面(与阀座部件15之间的抵接面的相反侧的端面)抵接地设置。
其他的结构与第1实施例相同,并能够得到与第1实施例相同的效果。另外,在本实施例中,也可以采用第3实施例的旋回室顶面212ce及横向通路顶面211ce的结构。即,如第3实施例那样地,也可以在阀座部件前端面15t上以凸状形成旋回室顶面212ce和横向通路顶面211ce。
参照图15说明搭载了本发明的燃料喷射阀的内燃机。图15是搭载了燃料喷射阀1的内燃机的剖视图。在本实施例中,将多个燃料喷射孔220分成2组,将各组的燃料喷射孔220向不同的二方向喷射燃料的燃料喷射阀1作为对象进行说明。此外,燃料喷射阀1也可以采用上述第1实施例至第4实施例中的任意一方。
在内燃机100的发动机缸体101中形成有气缸102,在气缸102的顶部设置有进气口103和排气口104。在进气口103上设置有开闭进气口103的进气阀105,另外,在排气口104上设置有开闭排气口104的排气阀106。在形成于发动机缸体101并与进气口103连通的进气流路107的入口侧端部107a连接有进气管108。
在燃料喷射阀1的燃料供给口2(参照图1)连接有燃料配管110。
在进气管108上形成有燃料喷射阀1的安装部109,在安装部109上形成有***燃料喷射阀1的***口109a。***口109a贯穿到进气管108的内壁面(进气流路),从被******口109a的燃料喷射阀1喷射的燃料被喷射到进气流路内。二方向喷雾的情况下,将在发动机缸体101中设置两个进气口103的方式的内燃机作为对象,各自的燃料喷雾指向各进气口103(进气阀105)而被喷射。
另外,关于燃料喷射孔220的配置、个数及角度以及燃料喷雾的喷射方向及个数,能够与内燃机的方式相匹配地适当变更。
在上述各实施例中,一种燃料喷射阀1,在阀体17抵接/离开的阀座15b的下游侧具有:燃料喷射孔220;旋回室212,开设有燃料喷射孔220的入口220i并在入口220i的周围具有燃料的旋回流路;横向通路211,向旋回室212供给燃料。将至少形成有燃料喷射孔220、旋回室212的底面212b和横向通路211的底面211b的板状部件(喷嘴板)21n接合到具有阀座15b的喷嘴部主体侧的前端面15e,其中,板状部件21n与喷嘴部主体侧的前端面15e之间的抵接部由平面构成,旋回室底面212b相对于抵接部的平面倾斜地形成,并且燃料喷射孔220的中心轴线220a与旋回室底面212b垂直地形成。
旋回室底面212b相对于与喷嘴部主体侧前端面15e之间的抵接的抵接部的平面倾斜地形成,并且燃料喷射孔220的中心轴线220a与旋回室底面212b垂直地形成,由此,能够提供能够朝向相对于燃料喷射阀220的中心轴线220a倾斜的方向喷射旋回燃料、且燃料的微粒化优良、生产率高的燃料喷射阀。
此外,本发明不限于上述各实施例,能够进行一部分结构的删除、未记载的其他结构的追加等。另外,在实施例之间,还能够进行各实施例记载的结构的替换或追加等。
Claims (10)
1.一种燃料喷射阀,在阀体抵接/离开的阀座的下游侧具有:燃料喷射孔;旋回室,开设有所述燃料喷射孔的入口并在所述入口的周围具有燃料的旋回流路;横向通路,向所述旋回室供给燃料,
至少将形成有所述燃料喷射孔、所述旋回室的底面和所述横向通路的底面的板状部件接合于具有所述阀座的喷嘴部主体侧的前端面,
所述燃料喷射阀的特征在于,
所述板状部件与所述喷嘴部主体侧前端面的抵接部由平面构成,
所述旋回室底面相对于所述抵接部的平面倾斜地形成,并且所述燃料喷射孔与所述旋回室底面垂直地形成。
2.如权利要求1所述的燃料喷射阀,其特征在于,所述旋回流路的流路截面积朝向下游侧逐渐减小。
3.如权利要求2所述的燃料喷射阀,其特征在于,所述横向通路的底面沿所述板状部件的沿着所述平面的方向延伸设置,所述横向通路底面相对于所述平面的倾斜角度和所述旋回室底面相对于所述平面的倾斜角度不同。
4.如权利要求3所述的燃料喷射阀,其特征在于,所述横向通路底面相对于所述平面的倾斜角度比所述旋回室底面相对于所述平面的倾斜角度小。
5.如权利要求4所述的燃料喷射阀,其特征在于,所述横向通路底面与所述平面平行地形成。
6.如权利要求5所述的燃料喷射阀,其特征在于,
所述喷嘴部主体侧的前端面由平面构成,并且由所述喷嘴部主体侧前端面的平面构成了所述旋回室及所述横向通路的顶面,
所述旋回室的内周面描绘出螺旋曲线或渐开线曲线地形成,并且在所述旋回流路中的流路高度朝向下游变高的部分,所述旋回室内周面从所述螺旋曲线偏移地形成。
7.如权利要求5所述的燃料喷射阀,其特征在于,所述横向通路的侧面和所述旋回室的内周面形成于所述板状部件,并且在所述板状部件形成有将通过了所述阀座的燃料供给到所述横向通路的纵向通路。
8.如权利要求5所述的燃料喷射阀,其特征在于,
所述板状部件是在被接合在所述喷嘴部主体侧前端面这一侧的相反侧的端面上,形成有具有与所述旋回室底面平行的底面的凹部,
所述燃料喷射孔的出口开设在所述凹部的底面。
9.如权利要求5所述的燃料喷射阀,其特征在于,
在所述喷嘴部主体侧前端面,形成有具有与所述旋回室的底面平行的面的凸状部,
由所述凸状部的所述面构成了所述旋回室的顶面。
10.如权利要求5所述的燃料喷射阀,其特征在于,
在所述喷嘴部主体侧具有形成有所述阀座的阀座部件,
所述板状部件由中间板和所述喷嘴板构成,并且在所述中间板形成有所述旋回室的内周面和所述横向通路的侧面,
在所述阀座部件前端面和所述喷嘴板之间夹着所述中间板,将所述中间板和所述喷嘴板依次层叠设置在所述阀座部件前端面,由此,由所述阀座部件前端面构成所述旋回室的顶面和所述横向通路的顶面而形成了所述旋回室和所述横向通路。
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