JP2000038975A

JP2000038975A - 燃料噴射弁

Info

Publication number: JP2000038975A
Application number: JP11219324A
Authority: JP
Inventors: Toshiji Nogi; 利治野木; Minoru Osuga; 大須賀　　稔; Nobushige Oyama; 宣茂大山; Mamoru Fujieda; 藤枝　　護
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2000-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】少ない空気流量で効率の良い燃料微粒化を図る
ことができ、そのような燃料噴射弁の構造を簡単に実現
し、また、このような燃料噴射弁を１気筒あたり複数の
吸気弁を有するタイプのエンジンに適用可能にする。【解決手段】電磁的に駆動される弁体８によって燃料通
路を開閉する。燃料通路の下流には燃料ノズル５が形成
され、その下流に、複数の孔５−１，５−２を備えた薄
板２１が配設される。薄板２１を通して噴射される燃料
に複数の空気ノズル２Ａから噴射される空気を衝突させ
て燃料微粒化を促進し、さらに燃料は、空気ノズル２Ａ
の下流に設けた部材７により複数方向に分岐される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンにおける燃
料噴射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車等のガソリンエンジンの
分野では、電気信号により燃料噴射弁（例えば電磁弁）
を駆動させて燃料を吸気通路に噴射させる方式が採用さ
れている。

【０００３】この種の燃料噴射弁では、燃料の微粒化を
図るために、燃料を旋回させて薄膜状にして噴射させた
り、あるいは燃料噴射弁のノズルボディに空気を導いて
その空気流を噴射後の旋回燃料と合流させたりする等の
手段が提案されている（この種の従来技術としては、例
えば特開昭５７−１８３５５９号，特開昭６４−２４１
６１号公報に開示されたものがある）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に噴射された旋回燃料を空気流により微粒化させる場
合、従来はノズルボディに導く微粒化用空気を少なくす
る点について配慮されていない。特にアイドル運転時の
ように燃料量が少ない場合には相対的に微粒化用空気が
多くなる傾向があり、その分、吸気通路の絞り弁を通る
空気を極端に少なくしなければならなかった。

【０００５】絞り弁のすきま面積を少なくすることは、
絞り弁の精度を一層向上させねばならず実用上困難であ
る。

【０００６】さらに、噴射弁から噴出する噴霧の粒径の
速度が２０ｍ／ｓ程度と大きいため、噴出した燃料が、
吸気管壁又は吸気弁に付着し、液膜を形成してしまうた
め、微粒化向上の効果がでにくいという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、少ない空気流量で効率の
良い燃料微粒化を図ることができるとともに、そのよう
な燃料噴射弁の構造を簡単に実現でき、また、このよう
な燃料噴射弁を１気筒あたり複数の吸気弁を有するタイ
プのエンジンに適用できるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。内容の理解を容易にするため、実施例の説明に使
用した図面の一部とそれに用いた符号を参照しつつ説明
する。

【０００９】本発明に係わる電磁燃料噴射弁は、例えば
図２１に示すように、電磁的に駆動される弁体８と、前
記弁体８によって開閉される燃料通路（図では燃料通路
の一部６Ａが例示されている）と、前記燃料通路６Ａの
下流に形成された燃料ノズル５と、複数の孔（例えば５
−１，５−２）を備え、前記燃料ノズル５の下流に配設
された薄板２１と、前記薄板２１を通して噴射される燃
料に衝突させる空気を導入する複数の空気ノズル２Ａ
と、前記空気ノズル２Ａの下流に配置されて燃料を複数
に分岐する部材７と、を有することを特徴とする。

【００１０】上記構成によれば、電磁的に駆動される弁
体８によって燃料通路６Ａを開くと、燃料ノズル５から
噴出した燃料がその直ぐ下の下流で薄板２１の複数の孔
５−１，５−２を介して複数に分岐され、且つ複数の空
気ノズル２Ａから噴射される空気と衝突して燃料微粒化
を促進され、さらに上記した燃料は、空気ノズル２Ａの
下流に設けた部材７により複数方向に分けられる。

【００１１】また、複数の燃料ノズル（孔）５−１，５
−２については、ノズルボディ２と別体の薄板２１によ
り形成するため、ノズルボディ２の構造の簡略ひいては
成形の容易性を図ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面により説明
する。

【００１３】図１は本発明の第１実施例を示す要部断面
図、図２はその動作原理を示す説明図である。

【００１４】図２において、１は電磁式の燃料噴射弁
で、本体内部には、図示されない電磁コイル，固定コア
等が内蔵してある。燃料噴射弁１の本体下部にはノズル
ボディ２が装着される。

【００１５】ここで、図１により吸気管２０に取付けた
ノズルボディ２の内部構造について説明する。

【００１６】ノズルボディ２は円筒状に形成され、内部
には弁シート３付きの底部４が上げ底の状態でノズルボ
ディ２内部のほゞ中央に配置されている。底部４の弁シ
ート３下流に燃料ノズルとなる計量オリフィス５が設け
てある。ノズルボディ底部４の上面（計量オリフィス５
の上流）には燃料に旋回力を与えるスワラー（燃料旋回
子）６が配置され、底部４の下面（計量オリフィス５の
下流）には、空気ノズル７Ａ及び空気旋回室７Ｂを備え
た空気旋回子７が配置される。

【００１７】燃料旋回子６は図２に示すように駒形のチ
ップで形成され、その下面には燃料に旋回力を付与する
ための燃料通路溝６Ａが４つ配設してある。溝６Ａは燃
料をチップ側壁からチップ中央の弁ガイド穴６Ｂに導く
通路構造を呈し、かつ各溝６Ａは弁ガイド穴６Ｂの中心
に交わらない角度で配置され、実施例では各溝６Ａがガ
イド穴６Ｂの周面とほゞ接線関係を保つように配設され
る。このようにして溝６Ａから出た加圧燃料はガイド穴
６Ｂの壁面に沿った旋回流となる。

【００１８】空気旋回子７も駒形のチップで形成され、
その上面には空気に旋回力を付与するための溝状の空気
ノズル７Ａが４つ配設してある。空気ノズル７Ａは空気
をチップ側壁からチップ中央の空気旋回室７Ｂに導く通
路構造を呈し、各空気ノズル７Ａは旋回室７Ｂの内周と
ほゞ接線関係を保つように配設される。空気ノズル７Ａ
の配置構造は、空気旋回流の方向が上記の燃料旋回流と
反対となるよう設定してある。

【００１９】図１に示すように空気旋回室７Ｂ及びこれ
に臨む空気ノズル７Ａは計量オリフィス（燃料ノズル）
５の出口と隣接するようにして近接配置される。空気ノ
ズル７Ａはノズルボディ２の側壁に設けた空気通路２Ａ
と連通する。空気通路２Ａ・ノズル７Ａに導かれる空気
源としては、吸気管２０と大気圧との差圧を用いるが、
差圧が約０．５気圧以下になった場合には空気ポンプを
用いる。この場合、空気ポンプの作動には、図５に示す
ようにヒステリシスをもたせポンプ動作のハンチングを
防止する。

【００２０】８は弁シート３との協働作用により弁開閉
動作を行うボール弁で、ロッド９を介してプランジャ
（図示せず）と連結され、電磁コイルのオン，オフによ
り燃料旋回子６に設けたガイド穴６Ｂに案内されて動作
する。

【００２１】本実施例によれば、ボール弁８が開くと、
燃料は燃料旋回子６の溝６Ａを通ってノズルボディガイ
ド穴６Ｂで旋回力を与えられた後、計量オリフィス５を
介して空気旋回室７Ｂに薄い液膜状になって噴出する。
一方、空気通路２Ａ及びノズル７Ａに導入された空気
は、旋回力を与えられて空気旋回室７Ｂに至る。空気旋
回流と燃料旋回流の旋回方向が互いに逆方向であるの
で、これらの旋回流同士が空気旋回室７Ｂにて互いに衝
突し合う。そのため、計量オリフィス５から噴射直後の
燃料旋回流が速度を減速されつつ空気と混合し、燃料微
粒化が促進される。

【００２２】微粒化しきれなかった燃料は、空気旋回室
７Ｂ壁面に付着するが、この付着燃料も旋回空気流の力
で壁から剥離し薄膜化されてノズルボディ２より噴出す
る。なお、空気旋回子７の出口部７Ｃはテーパ状に拡が
り、この拡がり角によって噴霧拡がり角を変えるように
してある。

【００２３】本実施例によれば、計量オリフィス５から
燃料が噴射された直後にその燃料旋回流が空気旋回流と
合流する。その結果、燃料旋回流が拡散するまえの小旋
回スペースにて反対方向の空気旋回流と衝突するので、
空気旋回流を極力少なくして燃料と空気との混合及び燃
料微粒化を図りると共に、燃料旋回流を有効かつ適度に
減速させる。

【００２４】図３は微粒化用空気流量と噴霧粒径との関
係を示す実験データ図で、丸印でプロットした線図が本
実施例の如く計量オリフィス５からの燃料噴射直後に空
気旋回室７Ｂで燃料旋回流とこれと反対方向の空気旋回
流を合流させたもので、四角印でプロットした線図（比
較例１）が空気旋回なしの空気流を上記同様の空気旋回
室７Ｂで燃料旋回流と合流させたもので、三角印でプロ
ットした線図（比較例２）が計量オリフィス５から噴射
された燃料旋回流を空気旋回室７Ｂを用いずにノズルボ
ディ２外部で反対方向の空気旋回流と合流させたもので
ある。

【００２５】この実験データからも明らかなように、本
実施例のものは比較例１，２に較べて燃料噴射弁に導く
微粒化用空気流量を少なくして噴射燃料の微粒化を図る
ことができた。

【００２６】図４は空気流量と噴霧速度の関係を示す線
図である。図４のイに示すように空気旋回なしの場合に
は噴射燃料周辺の空気流量を大きくすると噴霧速度が大
きくなるが、同図ロに示すように燃料旋回流に反対方向
の空気旋回流を加えると噴出方向への噴霧速度が小さく
なる。このため、噴射燃料は、吸気管の気流で運ばれや
すく、吸気管壁面への燃料の付着を防止できる。

【００２７】図６は本発明の第２実施例を示す要部断面
図である。図中、第１実施例と同様の符号は同一或いは
共通する要素を示す（なお、図７以降の他の実施例の符
号も同様である）。

【００２８】本実施例は、第１実施例と構造的にほゞ同
様であり、計量オリフィス５出口に接するようにして空
気旋回子７を設けるが、空気旋回子７の空気旋回室７Ｂ
の下流に形成する出口部７Ｃを空気旋回室７Ｂの面積よ
り狭くした点が異なる。

【００２９】このようにすると、第１実施例と同様の効
果を奏するほかに空気と燃料をせまい領域７Ｃで混合
し、微粒化と空気混合率を上げる利点がある。

【００３０】図７は本発明の第３実施例を示す要部断面
図である。

【００３１】本実施例の主要な構造は、上記各実施例と
同様であるが、空気旋回子７の出口部７Ｃの周縁に突出
し部１０を設けた点が異なる。

【００３２】空気旋回子７から出た燃料と空気は、空気
の流量が少ない場合に空気旋回子７の底面７Ｄにまわり
こみ粗大粒を形成し易いが、出口部７Ｃに突出し部１０
を設けると、突出し部１０内壁で液膜が薄膜となって付
着し底面７Ｄへのまわり込みを防止する。その結果、付
着燃料は突出し部１０の先端より液滴として成長する前
に薄膜状の状態で連続的に流れ落すことが可能となるた
め、より一層の燃料微粒化を図ることができる。

【００３３】図８に本発明の第４実施例を示す。本実施
例は、図６の第２実施例とほとんど同一の構造をなす
が、加えてノズルボディ２の出口ガイド部２´の端に周
縁に沿った溝１１を形成した。空気流量が少ない場合、
ガイド部２´にまわりこんだ燃料は溝１１によって補か
くされるため、粗大粒子の噴出が少なく、しかも空気流
量が大きくなると、溝１１にたまった燃料が空気によっ
て吸い出されるため、微粒化される。

【００３４】図９に本発明の第５実施例を示す。本実施
例も主要部については上記各実施例と同様の構成をなす
が、空気旋回子７における空気旋回室７Ｂの下端７−１
をテーパ状に絞り形成した後に、ノズルボディ細孔７−
２を配設し、その後に出口部７Ｃをテーパ状に拡げる。
このようにすることにより、燃料と空気の旋回流が空気
旋回室７Ｂで合流した後にこれらの空気と燃料とが細孔
７−２へ損失のないように導かれる。そして、旋回子７
の出口７Ｃをテーパ状に拡げることで、このテーパ角度
によって噴霧角を制御できる。テーパー角を２５度とす
れば、噴霧広がり角も２５度程度となる。

【００３５】図１０に本発明の第６実施例に用いる空気
旋回子７の平面図を、図１１に図１０のＡ−Ａ縦断面図
を示す。

【００３６】本実施例では、空気旋回子７のみを取だし
て示すが、その配置については、上記各実施例と同様で
ある。本実施例は空気旋回子７における空気旋回室７Ｂ
の下端７−１を上記第５実施例同様にテーパ状に絞り形
成するが、その下に直接、オリフィス状の空気出口部７
ｃを形成する。

【００３７】このようにすることで、空気旋回流の通路
のうち出口部７Ｃの通路が最も狭くなる（空気ノズル７
Ａのトータル面積より出口部７Ｃの通路面積の方が狭く
してある）ので、この出口部７Ｃで旋回子７に導入する
空気流量が決まる。また、７−１から７Ｃにかけて通路
を絞ることで、空気旋回流の速度を増すことができ、こ
れと反対方向の燃料旋回流との衝突力をまして、燃料噴
射速度の減速及び燃料微粒化を一層図ることができる。

【００３８】図１２は本発明の第７実施例を示す要部断
面図である。

【００３９】本実施例も上記各実施例と主要部について
は共通するが、燃料噴射弁の本体１下部に筒形のカバー
１２を被着し、このカバー１２と燃料噴射弁１との間に
空気旋回子７のノズル７Ａ及びノズルボディ２の空気通
路２Ａと通じる空気通路１２Ａを形成する。

【００４０】図１３は本発明の第８実施例を示す概略断
面図である。

【００４１】本実施例は、燃料噴射弁１の下部に計量オ
リフィス５を有するノズルボディ２を設け、このノズル
ボディ２の下部に計量オリフィス５と接するようにして
空気旋回子７を設ける。この空気旋回子７の下部に燃料
噴射弁１の本体下部を覆うカバー１３を被着する。カバ
ー１３は混合された空気と燃料を噴出させる噴射口１４
と空気取入口１５が設けてある。

【００４２】空気旋回子７は、空気旋回室７Ｂの下端７
−１をテーパ状に絞り形成し、この空気旋回子７がノズ
ルボディ２・カバー１３により挾み付けられて組み込ま
れる。この組み込み状態では、テーパ状の空気旋回絞り
部７−１がカバー１３側に設けた噴射口１４と連通す
る。また、カバー１３と燃料噴射弁１との間には、空気
ノズル７Ａに通じる空気通路１３Ａが形成される。な
お、本実施例でも計量オリフィス５の上流に燃料旋回子
（図示省略）が配置してある。

【００４３】本実施例は、カバー１３を燃料噴射弁に例
えば圧入等の簡単な手段で被着することで、空気旋回子
７に導く空気通路１３Ａが確保され、また、カバー１３
側に設けた噴射口１４と空気旋回子７とで図１１の第６
実施例同様の空気旋回構造を得ることができる。この場
合の空気旋回子７の構造そのものは、第６実施例より簡
略化できる利点がある。

【００４４】図１４は本発明の第９実施例を示す要部断
面図である。

【００４５】本実施例も第８実施例のカバー１３同様に
燃料噴射弁１の下部にカバー１６を被着する。カバー１
６には、空気旋回子７で合流して混合された燃料と空気
を導くテーパ状の出口１６Ａと空気取入口１６Ｂが配設
してある。

【００４６】空気旋回子７は計量オリフィス５の出口に
接するようにして配置され、燃料噴射弁１の下部に設け
たノズルボディ２とカバー１６との間で挾み付けられ
る。

【００４７】カバー１６と燃料噴射弁１との間には空気
旋回子７の空気ノズル７Ａに通じる空気通路１７が形成
される。

【００４８】図１５は本発明の第１０実施例を示し、そ
の（ａ）が要部断面図で、（ｂ）がノズルボディの一部
を下からみた図である。

【００４９】本実施例でもノズルボディ２における計量
オリフィス５の上流に燃料旋回子６を配置するが、その
下には今まで述べてきたような空気旋回子は配置せず、
オリフィス５下流を噴射燃料と空気とを混合させる空間
（混合室）２Ｂとしてある。

【００５０】ノズルボディ２の底部４には、混合室２Ｂ
に外部から空気を導いて空気流を生じさせる空気通路２
Ａが形成してあるが、その出口(空気ノズル)２Ａ−１は
環状で出口に向けて拡がるように形成してある。

【００５１】環状の空気出口２Ａ−１は、ノズルボディ
底部４に混合室２Ｂを臨むようにして配置され、図１５
（ｂ）に示すようにオリフィス５の周囲にオリフィス５
と同心となるように配置される。

【００５２】本実施例において、計量オリフィス５から
旋回した燃料が混合室２Ｂに噴射され、また空気通路２
Ａ及び環状の空気ノズル２Ａ−１を介して混合室２Ｂに
噴射される空気は矢印で示すような円錐状に拡がる空気
流となる。このようにすれば次のような利点がある。

【００５３】図１６の噴霧粒径分布に示すように、混合
室２Ｂに空気を流さない場合には、中空円錐状の燃料旋
回流の噴霧粒径は、その分布において中心よりも外側に
拡がる領域で大きくなる傾向がある。これは噴霧粒径が
大きいほどに慣性力が大きいためである。

【００５４】このような粒径分布に対して、環状の空気
ノズル２Ａ−１を設け、この空気ノズル２Ａ−１から噴
射される円錐状の空気流が最も粒径の大きい領域に当る
ようにその出口半径を設定すれば、粗大粒子の燃料噴霧
の部分に重点的に空気流が衝突するので、噴霧全体を少
ない空気で微粒化することができる。

【００５５】図１７に本発明の第１１実施例を示す。

【００５６】本実施例も図１５に示す第１０実施例のよ
うにノズルボディ底部４に環状の空気ノズル２Ａ´−１
を計量オリフィス５に接近させてオリフィス５と同心と
なるようにして配置するが、この空気出口２Ａ´−１は
直円筒状に空気流が出るように設置してある。空気出口
２Ａ´−１より噴出した空気は噴射直後では速度が大き
いので、この速度の大きい領域で燃料に衝突させ、微粒
化を図ることができる。

【００５７】図１８に本発明の第１２実施例を示す。

【００５８】本実施例も第１０，第１１実施例同様に計
量オリフィス５の周囲にオリフィス５と同心の環状の空
気ノズル２Ａ−２を有するが、この環状空気ノズル２Ａ
−２は中心方向に向いている。本実施例によれば、噴霧
全体の広がり角を小さくできる。

【００５９】図１９は本発明の第１３実施例で、同図の
（ａ）が要部断面図、（ｂ）が下面図である。

【００６０】本実施例では、ノズルボディ２の底部４に
複数の空気ノズル２Ａ−３を設ける。

【００６１】空気ノズル２Ａ−３は中心方向に向いてお
り、各空気ノズル２Ａ−３は対となって間に計量オリフ
ィス（燃料ノズル）５を挾むようにして、燃料ノズル５
から等距離で対向配置される。

【００６２】このため、計量オリフィス５より噴出した
燃料は、空気によって中心方向へ曲げられつつ微粒化
し、微粒化しきれなかった燃料同士が衝突し微粒化す
る。試験の結果では、空気ノズル２Ａ−３のオフセット
ｄを空気ノズルボディの大きさの半分程度にすることに
よって、噴霧中央で燃料粒子同士が再凝縮することを防
止でき最も小さな粒子を得ることができた。

【００６３】図２０に本発明の第１４実施例を示す。

【００６４】本実施例は２吸気弁／１気筒に対応させた
もので、弁体８の下流に計量オリフィス５を設け、さら
にその下流に２つの燃料ノズル５−１，５−２を分岐し
て設けた。さらに燃料ノズル５−１，５−２の下流にこ
れらのノズルと隣接させつつ空気旋回室７Ｂ，空気ノズ
ル７Ａ付きの空気旋回子７を設けた。

【００６５】空気旋回室７Ｂは燃料ノズル５−１，５−
２に対応させて２室形成され、これらの空気旋回室７Ｂ
に対応させて７Ｂの出口となるオリフィス７Ｅ，７Ｆが
空気旋回子７に配設される。オリフィス７Ｅは燃料ノズ
ル５−１の延長線上にノズル５−１と角度を一致させて
配置され、オリフィス７Ｆも燃料ノズル５−２との関係
で同様にしてある。

【００６６】本実施例によれば、燃料ノズル５−１，５
−２より各空気旋回室７Ｂに噴出した燃料は、ノズル５
−１，５−２を出た直後に旋回空気と衝突し微粒化す
る。旋回空気と衝突し微粒化された燃料は、オリフィス
７Ｅ，７Ｆで２方向に分けられ、それぞれ気筒の吸気弁
に向けて配分される。

【００６７】図２１に本発明の第１５実施例を示す。

【００６８】本実施例も第１２実施例と同様の構造をな
すが、燃料ノズル５−１，５−２については、ノズルボ
ディ２と別体の薄板（厚み０．２ｍｍ以下）２１により
形成し、ノズルボディ２の構造の簡略ひいては成形の容
易性を図っている。

【００６９】また、電磁的に駆動される弁体８によって
燃料通路６Ａを開くと、燃料ノズル５から噴出した燃料
がその直ぐ下の下流で薄板２１の複数の孔５−１，５−
２を介して複数に分岐され、且つ複数の空気ノズル２Ａ
から噴射される空気と衝突して燃料微粒化を促進され、
さらに上記した燃料は、空気ノズル２Ａの下流に設けた
部材７により複数方向に分けられる。

【００７０】図２２に本発明の第１６実施例を示す。

【００７１】本実施例は、燃料ノズル５を途中で軸方向
に向いた２つのノズル５−１，５−２に分岐し、ノズル
５−１，５−２に隣接させて薄層の空気旋回室７Ｂを配
置し、さらにその下流にオリフィス７Ｅ，７Ｆを設け
る。オリフィス７Ｅ，７Ｆは断面三角形状の斜面付き衝
立４０で区画される。

【００７２】空気通路２Ａより旋回室７Ｂに流入した空
気は、各燃料ノズル５−１，５−２から噴射される薄膜
燃料に衝突して燃料の微粒化を図る。また一部燃料は衝
立４０の斜面に薄膜状に付着するが旋回吸気で払拭され
て微粒化される。このようにして小さな噴霧を形成し、
オリフィス７Ｅ，７Ｆによって方向づけられて噴出す
る。

【００７３】図２３は本発明の第１７実施例で、同図の
（ａ）がその要部断面図、（ｂ）が下面図である。

【００７４】本実施例でも、旋回燃料を噴射させる燃料
ノズル５の下流にノズル５の出口と隣接させて空気旋回
室７Ｂ´を形成するが、この空気旋回室７Ｂ´には燃料
の旋回流と同じ方向に空気流を生じるように空気ノズル
７Ａ´が配置してある。

【００７５】さらに空気旋回室７Ｂ´の直ぐ下にメガネ
形状の穴２３を有するプレート２２が配置してある。

【００７６】このような構成によれば、次のような作用
により２吸気弁／１気筒に対応できる。例えば吸気管２
０内と大気との差圧が小さくて、空気通路２Ａから空気
旋回室７Ｂ´に導入される空気がほとんどない場合に
は、燃料は自身の旋回力によりメガネ穴２３の２つの方
向へ広がり、２つの噴霧を形成する。空気が導入される
と、空気流によってさらに燃料の旋回が加速され、薄い
液膜を形成し噴霧粒径が小さくなり、その旋回力によっ
て、メガネ穴２３で２つの方向に広げることができる。

【００７７】図２４は本発明の第１８実施例で、同図の
（ａ）がその要部断面図、（ｂ）が下面図である。

【００７８】本実施例では、第１７実施例同様の空気旋
回室７Ｂ´の出口部７Ｃ´に隣接して分岐用の穴部２４
Ａを有するプレート２４を配置する。空気旋回室７Ｂ´
で微粒化された燃料は、穴部２４Ａで２つの方向に分け
ることができ、その方向は穴部２４Ａによる分岐方向に
一致する。

【００７９】図２５に本発明の第１９実施例の要部断面
図を、図２６にそれに用いる燃料分岐用プレートの平面
図を、図２７に燃料分岐用プレートを通過する燃料の動
作状態を示す。

【００８０】本実施例は今までの実施例とは異なり、旋
回燃料を噴射させる燃料ノズル５の下流に燃料分岐用プ
レート２２を設け、さらにその下流に空気旋回室７Ｂを
形成したものである。

【００８１】プレート２２は図２６，図２７に示すよう
にめがね状の穴２３より形成され（図２４のような二つ
の穴２４Ａでもよい）、その下には二つに分けた空気旋
回室７Ｂ−１及び７Ｂ−２が配設してある。これらの空
気旋回室７Ｂ−１，７Ｂ−２には、燃料ノズル５から噴
射される燃料旋回方向と反対の空気旋回流が発生するよ
うに、空気ノズル７Ａが配置される。また、これらの要
素７Ａ，７Ｂー１，７Ｂ−２は空気旋回子７の本体とな
るチップに形成される。

【００８２】このような構成よりなれば、図２７に示す
ように燃料ノズル５から噴射された旋回燃料は最初にめ
がね穴２３により二つに分けられ、その後で旋回燃料は
それぞれの空気旋回室７Ｂ−１，７Ｂ−２を通過する過
程で反対方向の旋回空気流と衝突し、微粒化を促進され
る。

【００８３】図２８は本発明の第２０実施例で、その
（ａ）は要部説明図、（ｂ）はその下面図を示す。

【００８４】本実施例では、燃料旋回子を設けず、燃料
通路となるオリフィス５の下流に複数のオリフィス（燃
料ノズル）２７を有するオリフィスプレート２６を配置
し、各オリフィス２７は複数個（２以上）が対をなし、
対をなすオリフィス２７同士から噴射する燃料は衝突す
るように構成してある。オリフィス２７の下流に２つの
空気旋回用のオリフィス２８Ａ，２８Ｂが配設される。

【００８５】空気旋回用のオリフィス２８Ａ，２８Ｂの
それぞれには、燃料噴射弁１の外部から空気通路２９を
介して導入され、空気旋回流を発生させる。

【００８６】しかして各オリフィス２８Ａ，２８Ｂに
は、それぞれの対をなす燃料ノズル２７から燃料が噴射
されるが、この噴射直後に各オリフィス２８Ａ，２８Ｂ
にて空気旋回流により旋回力を受けて薄膜状になり、そ
の後燃料同士が衝突し、さらに薄膜化され、一部は微粒
化する。その後空気によってこの薄膜が微粒化され、小
さな噴霧を得ることができる。

【００８７】図２９は本発明の第２１実施例で、その
（ａ）は燃料噴射弁に用いるノズルボディの断面図、
（ｂ）は下面図である。

【００８８】本実施例におけるノズルボディ３０には、
複数の燃料ノズル３１が配設され、それぞれの燃料ノズ
ル３１が対をなし、対をなすノズル３１同士は噴射燃料
が途中で衝突するように角度に設定してある。また、各
燃料ノズル３１に隣接して空気旋回室となるオリフィス
３３が配設される。３２は外部から空気を導入する空気
通路付きのノズルで、この空気ノズル３２は、空気旋回
室３３に対して偏心させて臨ませることで（例えば空気
旋回室３３の周面に対して接線状態）、空気旋回室３３
に導入される空気が旋回流となるようにしてある。

【００８９】このような構成よりなれば、第２０実施例
と同様に各燃料ノズル３１から噴射される燃料は、噴射
直後に空気旋回室３３で旋回力を付与されて加速され薄
膜状にされ、その後に対のノズル３１の噴射燃料同士が
互いに衝突し、さらに薄膜を形成し一部が微粒化され、
その後に薄膜の状態にある燃料は空気と混合して微粒化
し小さな噴霧を得ることができる。

【００９０】図３０に本発明の第２２実施例を示す。

【００９１】本実施例では、燃料噴射弁１の下部に燃料
ノズル５を設け、燃料ノズル５の下流にカバー３４Ａ，
３４Ｂよりなる二重壁構造の筒体３４を設ける。筒体３
４の内カバー３４の内部を噴射燃料の通路３６とし、通
路３６の出口部に通路を２以上（ここでは２つ）に分け
て通過燃料を衝突させる衝立３７を設ける。衝立３７は
断面が三角形状としてある。

【００９２】内カバー３４Ａ，外カバー３４Ｂ間の環状
空間は、空気通路３５とし空気通路３５の入口側がノズ
ルボディ２に設けた空気導入路２Ａと連通し、内カバー
３４Ａのうち上記衝立３７と接近した位置に空気ノズル
３８が形成してある。筒体３４はエンジンの吸気弁方向
に向けてエンジン吸気管中に延設させてある。

【００９３】このような構成よりなれば、燃料ノズル５
から噴射された燃料は、筒体３４の内部通路３６を通
り、その通過燃料の多くが筒体３４出口より噴出する際
に衝立３７の斜面に衝突して一部が微粒化して筒体３４
から噴出すると共に、衝立３７面上に残った液体は衝立
３７面上で薄い液膜となる。そして、この衝立３７には
空気通路３４を通過する空気が空気ノズル３８から噴出
してあたり、この空気によって衝立面上の燃料が吹き飛
ばされて空気によって微粒化される。このような構成で
は、エンジンの吸気弁近くで、噴霧を供給することがで
きるので、吸気管壁面への燃料の付着が少ない利点があ
る。

【００９４】

【発明の効果】本発明によれば、少ない空気流量で効率
の良い燃料微粒化を図ることができるとともに、そのよ
うな燃料噴射弁の構造を簡単に実現することができる。
また、このような燃料噴射弁を１気筒あたり複数の吸気
弁を有するタイプのエンジンに適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例で、（ａ）が要部断面図、
（ｂ）が空気旋回室及び空気ノズルの配置構造を示す。

【図２】第１実施例に用いる燃料噴射弁の動作原理図。

【図３】第１実施例と比較例との噴霧粒径に対する微粒
化に要する空気量との関係を示す線図。

【図４】第１実施例と比較例の空気流量と噴霧速度の関
係を示す線図。

【図５】第１実施例に用いる空気供給ポンプの使用条件
を示す図。

【図６】本発明の第２実施例を示す要部断面図。

【図７】本発明の第３実施例を示す要部断面図。

【図８】本発明の第４実施例を示す要部断面図。

【図９】本発明の第５実施例を示す要部断面図。

【図１０】本発明の第６実施例に用いる空気旋回子の平
面図。

【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図。

【図１２】本発明の第７実施例を示す要部断面図。

【図１３】本発明の第８実施例を示す要部断面図。

【図１４】本発明の第９実施例を示す要部断面図。

【図１５】本発明の第１０実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図１６】旋回噴射燃料の粒径分布を示す説明図。

【図１７】本発明の第１１実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図１８】本発明の第１２実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図１９】本発明の第１３実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図２０】本発明の際１４実施例を示す要部断面図。

【図２１】本発明の第１５実施例を示す要部断面図。

【図２２】本発明の第１６実施例を示す要部断面図。

【図２３】本発明の第１７実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図２４】本発明の第１８実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図２５】本発明の第１９実施例を示す要部断面図。

【図２６】第１９実施例に用いる燃料分岐部材の平面
図。

【図２７】第１９実施例の動作状態を示す説明図。

【図２８】本発明の第２０実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図２９】本発明の第２１実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【図３０】本発明の第２２実施例で、（ａ）が要部断面
図、（ｂ）が下面図。

【符号の説明】

１…燃料噴射弁、２…ノズルボディ、２Ａ…空気ノズ
ル、５…燃料ノズル、５−１，５−２…複数の孔（分岐
ノズル）、６Ａ…燃料通路、７…燃料分岐用の部材、８
…弁体、２１…薄板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大山宣茂茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者藤枝護茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁的に駆動される弁体と、前記弁体によって開閉される燃料通路と、前記燃料通路の下流に形成された燃料ノズルと、複数の孔を備え、前記燃料ノズルの下流に配設された薄
板と、前記薄板を通して噴射される燃料に衝突させる空気を導
入する複数の空気ノズルと、前記空気ノズルの下流に配置されて燃料を複数に分岐す
る部材と、を有することを特徴とする電磁燃料噴射弁。
【請求項２】前記燃料通路の上流に燃料を旋回させる
手段を有する請求項１記載の電磁燃料噴射弁。
【請求項３】前記燃料ノズルの軸心と直角な断面で見
たとき、前記複数の空気ノズルが前記燃料ノズルの中心
に交わらない角度で配置されている請求項１記載の電磁
燃料噴射弁。
【請求項４】前記燃料通路の上流に燃料を旋回させる
手段を有し、前記燃料ノズルの軸心と直角な断面で見た
とき、前記複数の空気ノズルが前記燃料ノズルの中心に
交わらない角度で配置されている請求項１記載の電磁燃
料噴射弁。
【請求項５】前記薄板は、その厚みが０．２ｍｍ以下
の薄板である請求項１ないし４のいずれか１項記載の電
磁燃料噴射弁。