JP2603292B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料噴射弁に係り、特に微粒化性能に優
れ、低コスト化に好適な燃料噴射弁に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁
は、微粒化性能をたかめるため、噴射弁の軸線に対して
傾斜した旋回流発生通路を設けたり渦巻チエンバを設け
るなど、燃料の流れに旋回を与える手段が設けられてい
た。

このような技術については、例えば特開昭57−28861
号公報，特開昭59−54767号公報に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術では、旋回流を実現するために、噴射
弁の軸線に対して傾斜した細穴の旋回流発生通路を設け
たり、部品にら旋状の溝を設けるなど加工方法が複雑と
なり、製造コストが高くなるという問題があつた。

また、上述の部品の寸法誤差は、流量の精度に影響を
与えるため、高精度な加工を必要とし、量産上の障害と
なつていた。

本発明は、上記従来技術における課題を解決するため
になされたもので、本発明の目的は、燃料噴射の流れに
旋回を与える手段を不要とし、流量の精度を左右する部
分の形状を加工が容易となるように単純化して、安価に
製作できるとともに、先細ノズルにより給気管側の空気
を液噴流に混合して微粒化を実現し、燃料の微粒化性能
を向上する燃料噴射弁を提供することにある。

なお、ここで微粒化性能とは、燃料の液滴の平均粒径
と噴霧角を言い、平均粒径と噴霧角は小さいことが内燃
機関には好ましい。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る燃料噴射弁
の構成は、駆動源となる構成体と、駆動源により作動し
所定量リフトする可動子と、この可動子に対接して常時
は閉じており前記可動子のリフト時に開口する弁座を有
する弁本体とを備え、この弁座の下流に燃料を噴射する
細穴を設けてなる燃料噴射弁において、 前記細穴の下流側となる空間領域と、この空間領域と内
燃機関の給気管側とを連通する空気導通路と、エッジ部
を有する先細ノズルとを一体に形成した構成体を、前記
弁本体の細穴の下流側に、前記弁本体の下部開口に収ま
るように装着し、前記空間領域内の空気の圧力が前記給
気管側の圧力と同じになるように、前記空間領域の体積
および前記空気導通路の流路面積を設定したものであ
る。

ここで、前記空気導通路の中心軸を、前記先細ノズル
の中心軸にほぼ並行になるように形成したものである。

なお付記すると、上記目的は、燃料を計量し、かつ加
速する細穴部では旋回流が無い状態とし、その細穴から
噴射される燃料の液噴流の周辺に空気を導く手段を前記
細穴部の下流側に設け、さらに下流側に、前記空気を前
記液憤流に混合し、かつ微粒化を促進するノズル部を構
成することによつて、達成される。

〔作用〕

上記の技術的手段による働きは下記のとおりである。

弁座の下流側に具備された細穴は１個であつて、噴射
弁の中心軸に配置され、燃料は中心軸方向に旋回無しで
高速で噴射される。細穴では旋回を発生させる必要がな
いため、形状が単純となつて製造コストが安くなり、高
精度加工が容易となるから流量の精度が向上する。

細穴の下流側には、適度の広さの空間領域が設けら
れ、この空間領域は、燃料が噴射されるべき内燃機関の
給気管側と流路面積の十分に大きな空気導通路によって
連通しており、細穴の下流側の前記空間領域の圧力は前
記給気管側と同じ圧力に保たれている。

細穴の下流側の前記空間領域には前記給気管側の空気
が導通し、細穴から高速で噴射される燃料の液憤流は、
さらに下流側に設けたノズル部へ空気を同伴する。

ノズル部は先細ノズルとなつており、空気を液憤流へ
混合して燃料の微粒化を実現する。ノズルの先端はエツ
ジ状になつており、憤流へ乱れを与えることによつて微
粒化をさらに促進する。

〔実施例〕

以下、本発明の各実施例を第１図ないし第５図を参照
して説明する。

まず、第１図は、本発明の一実施例に係る電磁式燃料
噴射弁の縦断面図、第２図は、その微粒化素子部の正面
図である。

第１図に示す電磁式燃料噴射弁は、駆動源となる構成
体として、磁気回路構成体と、磁気回路を励磁する励磁
コイル３とを有し、その励磁により所定量リフト（上
昇）する可動子に係る結合体であるプランジヤロツド18
と、このプランジヤロツド18のボール９に対接して常時
は閉じており前記プランジヤロツド18のリフト時に開口
する弁座７を有する弁本体に係るバルブガイド10とを備
えている。

磁気回路構成体は、有底筒状のヨーク４、このヨーク
４の開口端を閉じてヨーク４の中心に延びる柱状栓体の
コア５、およびそのコア５に空隙を隔てて対向するプラ
ンジヤ２とからなる。

コア５の柱状部の中心には穴が開けてあり、その中
に、前記プランジヤ２と非磁性材料で形成されたガイド
リング６と可動弁を構成するロツド８と弁体であるボー
ル弁９とで一体化された可動子に係る結合体が組込まれ
ている。この結合体をプランジヤロツド18と称する。

プランジヤロツド18は、そのボール弁９がバルブガイ
ド10の弁座７に押圧するように、ばね15が挿入保持され
ており、このばね15の上端はセツト荷重を調整するため
のアジヤスタ16の下端に当接している。

弁座７の下流に燃料を噴射する細穴19が形成されてい
る。

細穴19の下流側となるバルブガイド10の下部開口に収
まるように、単一構成体である微粒化素子20が装着され
ている。

第１図および第２図に示す微粒化素子20は、細穴19の
出口側に適度の広さの空間領域に係る中間室21を形成
し、この中間室21は、流路面積の十分に大きな複数個の
導通穴22によつて、図示されていない内燃機関の給気管
側に連通している。この微粒化素子20の中心軸上には、
細穴19と同軸心で、先細状のノズル23が形成されてい
る。また、前記複数個の導通穴22の中心軸は、先細状の
ノズル23の中心軸とほぼ並行に形成されている。

本実施例の電磁式燃料噴射弁のさらに細部構成と動作
について説明する。

燃料噴射弁は、コントロールユニツト（図示せず）に
より演算され指令されたデユーテイのON−OFF信号によ
り、弁座7,ボール弁９のシート部の開閉を行うことによ
り燃料の噴射を行うものであり、そのON−OFF信号は、
モールドコネクタ１のコネクタ17を経て励磁コイル３に
印加される。この励磁コイル３に電流が印加されると、
ヨーク４、コア５、および当該コア内、バルブガイド10
に摺動自在に具備されたプランジヤ２で磁気回路が形成
され、このプランジヤ２は図中上方へ移動する。プラン
ジヤ２に図中上方へ吸引力が作用すると、ガイドリング
６は、コア５の内周を摺動し、かつ、ボール弁９はバル
ブカイド10のボア部11を摺動し、プランジヤロツド18が
図中上方へ移動する。

プランジヤロツド18が図中上方へ移動すると、ボール
弁９と弁座７との間に微少隙間が形成され、ヨーク４外
周からフイルタ12を介して供給された燃料が、励磁コイ
ル３とヨーク４によつて形成される燃料通路13、さらに
プランジヤ２の外周トヨーク４の内周によつて形成され
る燃料通路14、およびバルブガイド10のボア部11,弁座
７を通り、細穴19に導かれ、微粒化素子20の中間室21に
噴射される。

中間室21の圧力は、流路面積の十分に大きな導通穴22
によつて内燃機関の給気管側の圧力と同一に保たれるか
ら、流量はノズル23の流れの状態とは無関係に定まり、
細穴19から高速で噴射される燃料の液噴流は中間室の空
気を同伴して先細状のノズル23に入る。液噴流に随伴す
る空気は先細状のノズル23の先端部において強制的に噴
流と混合し、燃料を微粒化する。ノズル23の先端24はエ
ツジ状をなし、噴流に乱れを与えて微粒化を促進する。

本実施例によれば、流れに旋回を与える手段が不要と
なり、燃料の計量を１個の細穴19のみによつて規定でき
るので、製造コストが安くなり、微粒化素子20を細穴19
の下流側に構成したので微粒化性能を向上できる効果が
ある。

また、本実施例によれば、細穴19の下流側に微粒化素
子20が配置されるため、細穴19に燃焼ガスのカーボン等
が付着しないから燃料の計量精度を長期間維持すること
ができる。

さらに、微粒化素子20は、燃料の計量精度に影響しな
いように構成できるから、加工精度は低くてよいので、
低価格で製作できる。

また、複数個の導通穴22の中心軸は、先細状のノズル
23の中心軸とほぼ並行に形成されているので、加工が容
易で製造コストが安くなる。

次に、第３図は、本発明の他の実施例に係る微粒化素
子の断面図、第４図は、その正面図である。図中、第1,
2図と同一符号のものは同等部分であるから、その説明
を省略する。

第3,4図の実施例は、微粒化素子20Aのノズル23の先端
24の円周上に複数個の切欠き25を設けたものである。

本実施例によれば、先の第1,2図の実施例と同様の効
果が期待されるほか、切欠き25により強い乱れを噴流に
与え微粒化を促進することができる。

次に、第５図は、本発明のさらに他の実施例に係る微
粒化素子の断面図である。図中、第1,2図と同一符号の
ものは同様部分であるから、その説明を省略する。

第５図の実施例は、微粒化素子20Bのノズル部26の先
端部にリング状の超音波振動子27が固定されたものであ
る。

超音波振動子27は、ノズル部26から導入される燃料の
噴流とこれに同伴する空気に超音波振動を与え、微粒化
を著しく促進する。

なお、上記の各実施例は、電磁駆動される燃料噴射弁
について説明したが、本発明は、電磁駆動に限らず、駆
動源となる構成体，可動子の構造形状など弁駆動手段に
ついて上記実施例に限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば、燃料噴
射の流れに旋回を与える手段を不要とし、流量の精度を
左右する部分の形状を加工が容易となるように単純化し
て、安価に製作できるとともに、先細ノズルにより給気
管側の空気を液噴流に混合して微粒化を実現し、燃料の
微粒化性能を向上する燃料噴射弁を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る電磁式燃料噴射弁の
縦断面図、第２図は、その微粒化素子部の正面図、第３
図は、本発明の他の実施例に係る微粒化素子の断面図、
第４図は、その正面図、第５図は、本発明のさらに他の
実施例に係る微粒化素子の断面図である。 ３……励磁コイル、４……ヨーク、５……コア、７……
弁座、９……ボール弁、10……バルブガイド、18……プ
ランジヤロツド、19……細穴、20,20A,20B……微粒子素
子、21……中間室、22……導通穴、23,26……ノズル、2
4……先端、25……切欠き、27……超音波振動子。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−102555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−5545（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−25065（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−100569（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−69075（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源となる構成体と、駆動源により作動
   し所定量リフトする可動子と、この可動子に対接して常
   時は閉じており前記可動子のリフト時に開口する弁座を
   有する弁本体とを備え、この弁座の下流に燃料を噴射す
   る細穴を設けてなる燃料噴射弁において、 前記細穴の下流側となる空間領域と、この空間領域と内
   燃機関の給気管側とを連通する空気導通路と、エッジ部
   を有する先細ノズルとを一体に形成した構成体を、前記
   弁本体の細穴の下流側に、前記弁本体の下部開口に収ま
   るように装着し、 前記空間領域内の空気の圧力が前記給気管側の圧力と同
   じになるように、前記空間領域の体積および前記空気導
   通路の流路面積を設定したことを特徴とする燃料噴射
   弁。
2. 【請求項２】空気導通路の中心軸を、先細ノズルの中心
   軸にほぼ並行になるように形成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の燃料噴射弁。