JP3136829B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents
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- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
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- F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
- F02M51/0675—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the valve body having cylindrical guiding or metering portions, e.g. with fuel passages
- F02M51/0678—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the valve body having cylindrical guiding or metering portions, e.g. with fuel passages all portions having fuel passages, e.g. flats, grooves, diameter reductions
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- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば電磁アクチュ
エータにより弁体を閉弁位置から開弁位置に移動させて
燃料を噴射させる燃料噴射弁に関するものである。
エータにより弁体を閉弁位置から開弁位置に移動させて
燃料を噴射させる燃料噴射弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の燃料噴射弁として、弁ケ
ースに形成された弁座と、弁体に形成され前記弁座に当
接する当接部との隙間に燃料の噴射量を調節する下流側
燃料調量通路を設けるとともに、この下流側燃料調量通
路の上流側に同じく噴射量を調節する上流側燃料調量通
路を設けたものがある(例えば、特開平2−16346
0号公報,特開昭59−20562号公報)。
ースに形成された弁座と、弁体に形成され前記弁座に当
接する当接部との隙間に燃料の噴射量を調節する下流側
燃料調量通路を設けるとともに、この下流側燃料調量通
路の上流側に同じく噴射量を調節する上流側燃料調量通
路を設けたものがある(例えば、特開平2−16346
0号公報,特開昭59−20562号公報)。
【0003】つまり、従来の燃料噴射弁においては、図
10に示すように、弁ケース71に形成された案内穴7
2にはニードル形状の弁体73が摺動可能に配設されて
いる。弁ケース71の一端には円錐面からなる弁座74
が形成されるとともに、弁体73の一端には弁座74に
当接する当接部75が形成され、弁座74と当接部75
との隙間には下流側燃料調量通路76が設けられてい
る。弁ケース71の下端面には噴射口77が形成されて
いる。
10に示すように、弁ケース71に形成された案内穴7
2にはニードル形状の弁体73が摺動可能に配設されて
いる。弁ケース71の一端には円錐面からなる弁座74
が形成されるとともに、弁体73の一端には弁座74に
当接する当接部75が形成され、弁座74と当接部75
との隙間には下流側燃料調量通路76が設けられてい
る。弁ケース71の下端面には噴射口77が形成されて
いる。
【0004】弁体73において、当接部75の上流側
(図の上方)には、案内穴72に摺接する摺接部78が
設けられ、同摺接部78には燃料流路をなす平坦部79
が形成されている。また、摺接部78の上流側には張出
部80が設けられ、同張出部80には絞り形状をなす上
流側燃料調量通路81が形成されている。そして、燃料
噴射弁に燃料が供給されると、その燃料は上流側燃料調
量通路81にて噴射量が調節された後、平坦部79を介
して下流側燃料調量通路76に導入され、さらに、下流
側燃料調量通路76にて再び噴射量が調節された後、噴
射口77から噴射されるようになっていた。
(図の上方)には、案内穴72に摺接する摺接部78が
設けられ、同摺接部78には燃料流路をなす平坦部79
が形成されている。また、摺接部78の上流側には張出
部80が設けられ、同張出部80には絞り形状をなす上
流側燃料調量通路81が形成されている。そして、燃料
噴射弁に燃料が供給されると、その燃料は上流側燃料調
量通路81にて噴射量が調節された後、平坦部79を介
して下流側燃料調量通路76に導入され、さらに、下流
側燃料調量通路76にて再び噴射量が調節された後、噴
射口77から噴射されるようになっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に構成される従来の燃料噴射弁では、噴射口77から噴
射される燃料の噴霧形状が不安定になることが本発明者
らの実験により確認されている。
に構成される従来の燃料噴射弁では、噴射口77から噴
射される燃料の噴霧形状が不安定になることが本発明者
らの実験により確認されている。
【0006】つまり、燃料噴射弁に燃料が供給される
と、図11に示すごとく燃料流F1 が生じる(図に矢印
で示す)。このとき、上流側燃料調量通路81を通過し
た燃料は、絞りのない平坦部79付近において旋回流
(渦流)を生じ、平坦部79の下流側から同上流側への
燃料の逆流を招く。そして、燃料流F1 が旋回する等し
て不安定になることにより、噴射口77から噴射される
燃料の噴霧角度が図12に示すごとく、例えばθ1 〜θ
2 の範囲で変化し、燃料噴射状態に一定状態に保持でき
ないという問題を生じる。また、このような問題は、上
流側燃料調量通路81の僅かな形状誤差によっても生じ
易くなり、そして、自動車等に搭載して使用する場合に
は、エミッション不良やドライバビリティ不良を招くお
それがあった。
と、図11に示すごとく燃料流F1 が生じる(図に矢印
で示す)。このとき、上流側燃料調量通路81を通過し
た燃料は、絞りのない平坦部79付近において旋回流
(渦流)を生じ、平坦部79の下流側から同上流側への
燃料の逆流を招く。そして、燃料流F1 が旋回する等し
て不安定になることにより、噴射口77から噴射される
燃料の噴霧角度が図12に示すごとく、例えばθ1 〜θ
2 の範囲で変化し、燃料噴射状態に一定状態に保持でき
ないという問題を生じる。また、このような問題は、上
流側燃料調量通路81の僅かな形状誤差によっても生じ
易くなり、そして、自動車等に搭載して使用する場合に
は、エミッション不良やドライバビリティ不良を招くお
それがあった。
【0007】一方、従来例として、図10の摺接部78
を設けないもの、即ち、下流側燃料調量通路の直上流側
に上流側燃料調量通路を設けたものも開示されている
(例えば、特開昭59−20562号公報)。しかし、
この場合にも、上流側燃料調量通路の形状誤差によっ
て、噴霧形状の偏りや噴射不良を招くことが確認されて
いる。
を設けないもの、即ち、下流側燃料調量通路の直上流側
に上流側燃料調量通路を設けたものも開示されている
(例えば、特開昭59−20562号公報)。しかし、
この場合にも、上流側燃料調量通路の形状誤差によっ
て、噴霧形状の偏りや噴射不良を招くことが確認されて
いる。
【0008】この発明は、上記問題に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、弁ケース内に
おける燃料の流れを定常化し、燃料の噴射状態を安定さ
せることができる燃料噴射弁を提供することにある。
ものであって、その目的とするところは、弁ケース内に
おける燃料の流れを定常化し、燃料の噴射状態を安定さ
せることができる燃料噴射弁を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、弁ケースに形成された案内穴に弁体を
摺動自在に配設し、前記弁ケースに形成した弁座と、前
記弁体に形成し前記弁座に当接する当接部との隙間を下
流側燃料調量通路とするとともに、同下流側燃料調量通
路の上流側の前記弁ケースと前記弁体との隙間を上流側
燃料調量通路とし、前記弁ケース内に所定圧力にて供給
される燃料の噴射量を、前記上流側燃料調量通路および
下流側燃料調量通路に対応した所定の圧力損失割合で調
節した後、その燃料を噴射口から噴射させるようにした
燃料噴射弁において、前記上流側燃料調量通路は連続す
る少なくとも2つ以上の絞りからなるとともに、連続す
る絞りのうち、上流側に位置する絞りの圧力損失割合
を、その下流側に位置する絞りのそれと同等もしくはそ
れ以上としたことを要旨とするものである。
に、この発明は、弁ケースに形成された案内穴に弁体を
摺動自在に配設し、前記弁ケースに形成した弁座と、前
記弁体に形成し前記弁座に当接する当接部との隙間を下
流側燃料調量通路とするとともに、同下流側燃料調量通
路の上流側の前記弁ケースと前記弁体との隙間を上流側
燃料調量通路とし、前記弁ケース内に所定圧力にて供給
される燃料の噴射量を、前記上流側燃料調量通路および
下流側燃料調量通路に対応した所定の圧力損失割合で調
節した後、その燃料を噴射口から噴射させるようにした
燃料噴射弁において、前記上流側燃料調量通路は連続す
る少なくとも2つ以上の絞りからなるとともに、連続す
る絞りのうち、上流側に位置する絞りの圧力損失割合
を、その下流側に位置する絞りのそれと同等もしくはそ
れ以上としたことを要旨とするものである。
【0010】また、本発明においては、前記上流側燃料
調量通路に設けた絞りによる圧力損失割合は、各々、前
記弁ケース内における全圧力損失に対して6%以上とす
るのが好ましい。
調量通路に設けた絞りによる圧力損失割合は、各々、前
記弁ケース内における全圧力損失に対して6%以上とす
るのが好ましい。
【0011】
【作用】上記構成によれば、弁ケース内に所定圧力で供
給される燃料は、弁体が開弁状態となったとき、すなわ
ち、弁ケースの弁座と弁体の当接部との隙間(下流側燃
料調量通路)ができたときに、上流側燃料調量通路およ
び下流側燃料調量通路を通過して噴射口から噴射され
る。このとき、上流側燃料調量通路および下流側燃料調
量通路では、所定の圧力損失割合で燃料の噴射量が調節
される。また、上流側燃料調量通路では、少なくとも2
つ以上の絞りに応じた圧力損失を生じる。つまり、上流
側燃料調量通路の圧力損失分が複数の絞りにより分割さ
れ、その分割割合は上流側程大きくなる。その結果、弁
ケース内における旋回流や逆流の発生が抑制されて、燃
料の噴射状態が安定する。
給される燃料は、弁体が開弁状態となったとき、すなわ
ち、弁ケースの弁座と弁体の当接部との隙間(下流側燃
料調量通路)ができたときに、上流側燃料調量通路およ
び下流側燃料調量通路を通過して噴射口から噴射され
る。このとき、上流側燃料調量通路および下流側燃料調
量通路では、所定の圧力損失割合で燃料の噴射量が調節
される。また、上流側燃料調量通路では、少なくとも2
つ以上の絞りに応じた圧力損失を生じる。つまり、上流
側燃料調量通路の圧力損失分が複数の絞りにより分割さ
れ、その分割割合は上流側程大きくなる。その結果、弁
ケース内における旋回流や逆流の発生が抑制されて、燃
料の噴射状態が安定する。
【0012】
(第1実施例)以下、この発明を具体化した第1実施例
を図面に従って説明する。
を図面に従って説明する。
【0013】図1および図2には第1実施例の電磁式燃
料噴射弁の断面図、図3には本燃料噴射弁の燃料供給シ
ステムの概略を示す。また、図4には図1のA−A線断
面図、図5には図1のB−B線断面図を示す。
料噴射弁の断面図、図3には本燃料噴射弁の燃料供給シ
ステムの概略を示す。また、図4には図1のA−A線断
面図、図5には図1のB−B線断面図を示す。
【0014】図3の燃料供給システムにおいて、燃料噴
射弁1は、自動車を駆動するガソリンエンジン(図示し
ない)の燃焼室に燃料であるガソリンを供給するもの
で、燃焼用の空気を供給するインテークマニホールド
(吸気管)の燃焼室付近に組み付けられている。つま
り、エンジンの気筒数に応じた数の燃料噴射弁1が吸気
管に装着されている。また、燃料供給システムは、燃料
タンク2から燃料噴射弁1を介して再び燃料タンク2へ
燃料を循環させる燃料配管3を備えている。この燃料配
管3には、燃料の流れる上流より、電動ポンプ4、燃料
フィルタ5、気筒数に応じた数の燃料噴射弁1、および
圧力調節弁6が順次、取り付けられている。なお、圧力
調節弁6は、電動ポンプ4から圧力調節弁6までの間の
燃料配管3内の燃料圧力が、吸気管内の圧力に対して、
一定の圧力差となるように保つものである。
射弁1は、自動車を駆動するガソリンエンジン(図示し
ない)の燃焼室に燃料であるガソリンを供給するもの
で、燃焼用の空気を供給するインテークマニホールド
(吸気管)の燃焼室付近に組み付けられている。つま
り、エンジンの気筒数に応じた数の燃料噴射弁1が吸気
管に装着されている。また、燃料供給システムは、燃料
タンク2から燃料噴射弁1を介して再び燃料タンク2へ
燃料を循環させる燃料配管3を備えている。この燃料配
管3には、燃料の流れる上流より、電動ポンプ4、燃料
フィルタ5、気筒数に応じた数の燃料噴射弁1、および
圧力調節弁6が順次、取り付けられている。なお、圧力
調節弁6は、電動ポンプ4から圧力調節弁6までの間の
燃料配管3内の燃料圧力が、吸気管内の圧力に対して、
一定の圧力差となるように保つものである。
【0015】図1,2に示すように、燃料噴射弁1は、
弁ケース7、弁体8、電磁アクチュエータ9に大別され
る。弁ケース7は、略筒状を呈し、一端に燃料の調節が
完了した燃料を吸気管内に噴射するための噴射口10を
備えている。また、弁ケース7の内部には、筒状の案内
穴11が形成されている。弁ケース7の噴射口10と案
内穴11との間には、噴射口10と案内穴11とに連な
る円錐面で形成された弁座12が形成されている。ま
た、案内穴11の内部には、ニードル形状の弁体8が収
容されている。なお、弁ケース7の噴射口10側には、
噴射口カバー13が装着されている。この噴射口カバー
13は、噴射口10より噴射される燃料を吸気管内に案
内する役目を果たす。
弁ケース7、弁体8、電磁アクチュエータ9に大別され
る。弁ケース7は、略筒状を呈し、一端に燃料の調節が
完了した燃料を吸気管内に噴射するための噴射口10を
備えている。また、弁ケース7の内部には、筒状の案内
穴11が形成されている。弁ケース7の噴射口10と案
内穴11との間には、噴射口10と案内穴11とに連な
る円錐面で形成された弁座12が形成されている。ま
た、案内穴11の内部には、ニードル形状の弁体8が収
容されている。なお、弁ケース7の噴射口10側には、
噴射口カバー13が装着されている。この噴射口カバー
13は、噴射口10より噴射される燃料を吸気管内に案
内する役目を果たす。
【0016】弁体8には、一端に噴射口10の内部に延
びるピン14が一体に設けられている。このピン14の
先は円錐状に形成されており、噴射口10より噴射され
る燃料の霧化を促進させている。また、弁体8の軸方向
の両端付近には、それぞれ1つずつの摺接部15,16
が形成されている。摺接部15,16は環状の張り出し
で、この摺接部15,16によって弁体8が弁ケース7
の案内穴11内で摺動自在に支持されている。なお、摺
接部15,16は、外周に複数(例えば4つ)の平坦部
17,18を備え、この平坦部17,18と案内穴11
との間に形成される隙間を燃料がスムーズに流れる。
びるピン14が一体に設けられている。このピン14の
先は円錐状に形成されており、噴射口10より噴射され
る燃料の霧化を促進させている。また、弁体8の軸方向
の両端付近には、それぞれ1つずつの摺接部15,16
が形成されている。摺接部15,16は環状の張り出し
で、この摺接部15,16によって弁体8が弁ケース7
の案内穴11内で摺動自在に支持されている。なお、摺
接部15,16は、外周に複数(例えば4つ)の平坦部
17,18を備え、この平坦部17,18と案内穴11
との間に形成される隙間を燃料がスムーズに流れる。
【0017】また、弁体8のピン14側には、弁ケース
7の弁座12に当接する当接部19が形成されている。
なお、弁体8は、燃料噴射弁1に組付けられた後、当接
部19が弁座12に当接して、噴射口10を閉じる閉弁
位置と、当接部19が弁座12より所定量だけ離されて
噴射口10を開ける開弁位置との間で、弁ケース7に対
して移動可能とされる。
7の弁座12に当接する当接部19が形成されている。
なお、弁体8は、燃料噴射弁1に組付けられた後、当接
部19が弁座12に当接して、噴射口10を閉じる閉弁
位置と、当接部19が弁座12より所定量だけ離されて
噴射口10を開ける開弁位置との間で、弁ケース7に対
して移動可能とされる。
【0018】そして、弁体8が開弁位置にあるとき、弁
座12と当接部19との間に形成される環状の隙間に、
燃料の噴射量を調節する下流側燃料調量通路としての第
1燃料調量通路20が形成される。
座12と当接部19との間に形成される環状の隙間に、
燃料の噴射量を調節する下流側燃料調量通路としての第
1燃料調量通路20が形成される。
【0019】また、弁体8の当接部19の上流側に位置
する摺接部15,16の間には、環状に張り出した鍔部
21が形成されている。この鍔部21は、案内穴11の
内周に摺接する胴部22を備え、その外周には複数(例
えば4つ)の平坦部である調量面23が形成されてい
る。第2燃料調量通路24は、調量面23と弁ケース7
の案内穴11との隙間に形成されており、第2燃料調量
通路24に導入された燃料はその隙間により圧力損失
(絞り)を生じ、その噴射量が調節される(図4参
照)。
する摺接部15,16の間には、環状に張り出した鍔部
21が形成されている。この鍔部21は、案内穴11の
内周に摺接する胴部22を備え、その外周には複数(例
えば4つ)の平坦部である調量面23が形成されてい
る。第2燃料調量通路24は、調量面23と弁ケース7
の案内穴11との隙間に形成されており、第2燃料調量
通路24に導入された燃料はその隙間により圧力損失
(絞り)を生じ、その噴射量が調節される(図4参
照)。
【0020】さらに、第3燃料調量通路17aは、第2
燃料調量通路24の下流側にある摺接部15の外周に備
えられた平坦部17と弁ケース7の案内穴11との隙間
に形成されており、第3燃料調量通路17aに導入され
た燃料はその隙間により圧力損失を生じ、その噴射量が
調節される。なお、本実施例では、第3燃料調量通路1
7aにおける断面の辺長LをL=4.73mmとしてお
り、絞りを有していない従来の燃料噴射弁(L=4.2
mm)に比べて第3燃料調量通路17aの隙間の断面積
が小さくなっているのがわかる。このように、本実施例
では、第2燃料調量通路24と第3燃料調量通路17a
とにより上流側燃料調量通路の絞りが構成されている。
燃料調量通路24の下流側にある摺接部15の外周に備
えられた平坦部17と弁ケース7の案内穴11との隙間
に形成されており、第3燃料調量通路17aに導入され
た燃料はその隙間により圧力損失を生じ、その噴射量が
調節される。なお、本実施例では、第3燃料調量通路1
7aにおける断面の辺長LをL=4.73mmとしてお
り、絞りを有していない従来の燃料噴射弁(L=4.2
mm)に比べて第3燃料調量通路17aの隙間の断面積
が小さくなっているのがわかる。このように、本実施例
では、第2燃料調量通路24と第3燃料調量通路17a
とにより上流側燃料調量通路の絞りが構成されている。
【0021】ここで、本実施例における第1〜第3燃料
調量通路20,24,17a圧力損失割合について説明
する。つまり、上流側燃料調量通路の絞りをなす第2お
よび第3燃料調量通路24,17aの圧力損失割合(P
2 +P3 )と、下流側燃料調量通路をなす第1燃料調量
通路20の圧力損失割合P1 との比率が所定の設計値
(例えば、約20%:約80%)に設定されている。望
ましくは、P2 +P3 ≦50%に設定されている。ま
た、上流側の圧力損失分は第2および第3燃料調量通路
24,17aで分割され、第2燃料調量通路24の圧力
損失割合P2 と、第3燃料調量通路17aの圧力損失割
合P3 とが、P2 ≧P3 ≧6%(全圧力損失に対して)
となっている。即ち、下流側に位置する絞りの圧力損失
割合が6%以上となるとともに、上流側に位置する絞り
の圧力損失割合が下流側のそれと同等もしくはそれ以上
となっている。そして、残りの圧力損失が第1燃料調量
通路20の分担となっている。なお、噴射口10とピン
14との隙間による圧力損失分も考えられるが、ここで
はその隙間を比較的大きく設け、その隙間による圧力損
失が殆ど生じない(仮に発生しても5%以下)ものとし
て取り扱う。
調量通路20,24,17a圧力損失割合について説明
する。つまり、上流側燃料調量通路の絞りをなす第2お
よび第3燃料調量通路24,17aの圧力損失割合(P
2 +P3 )と、下流側燃料調量通路をなす第1燃料調量
通路20の圧力損失割合P1 との比率が所定の設計値
(例えば、約20%:約80%)に設定されている。望
ましくは、P2 +P3 ≦50%に設定されている。ま
た、上流側の圧力損失分は第2および第3燃料調量通路
24,17aで分割され、第2燃料調量通路24の圧力
損失割合P2 と、第3燃料調量通路17aの圧力損失割
合P3 とが、P2 ≧P3 ≧6%(全圧力損失に対して)
となっている。即ち、下流側に位置する絞りの圧力損失
割合が6%以上となるとともに、上流側に位置する絞り
の圧力損失割合が下流側のそれと同等もしくはそれ以上
となっている。そして、残りの圧力損失が第1燃料調量
通路20の分担となっている。なお、噴射口10とピン
14との隙間による圧力損失分も考えられるが、ここで
はその隙間を比較的大きく設け、その隙間による圧力損
失が殆ど生じない(仮に発生しても5%以下)ものとし
て取り扱う。
【0022】一方、弁体8のピン14とは異なった側の
端側は、リング状のストッパ25の穴内に挿通されてい
る。このストッパ25は、電磁アクチュエータ9の周囲
を覆う筒状のケーシング26と、弁ケース7の端との間
に挟まれて固定されている。また、ストッパ25の隣部
の弁体8には、環状に張り出したフランジ27が形成さ
れている。そして、弁体8が電磁アクチュエータ9によ
って引き上げられた時、フランジ27がストッパ25に
当たり、弁体8の開弁位置が定まるようになっている。
このとき、弁体8が閉弁位置から開弁位置まで移動する
距離を、ニードルリフト量γと称す(図1参照)。な
お、弁体8のピン14とは異なった側の端部は、ストッ
パ25を貫通して、ケーシング26内に延び入ってい
る。
端側は、リング状のストッパ25の穴内に挿通されてい
る。このストッパ25は、電磁アクチュエータ9の周囲
を覆う筒状のケーシング26と、弁ケース7の端との間
に挟まれて固定されている。また、ストッパ25の隣部
の弁体8には、環状に張り出したフランジ27が形成さ
れている。そして、弁体8が電磁アクチュエータ9によ
って引き上げられた時、フランジ27がストッパ25に
当たり、弁体8の開弁位置が定まるようになっている。
このとき、弁体8が閉弁位置から開弁位置まで移動する
距離を、ニードルリフト量γと称す(図1参照)。な
お、弁体8のピン14とは異なった側の端部は、ストッ
パ25を貫通して、ケーシング26内に延び入ってい
る。
【0023】ケーシング26の内部には、弁体8を閉弁
位置と開弁位置との間で駆動する電磁アクチュエータ9
が収容されている。電磁アクチュエータ9は、大別して
アーマチュア28、ステータ29、および電磁コイル3
0から構成されている。
位置と開弁位置との間で駆動する電磁アクチュエータ9
が収容されている。電磁アクチュエータ9は、大別して
アーマチュア28、ステータ29、および電磁コイル3
0から構成されている。
【0024】アーマチュア28は磁性体で、弁体8のピ
ン14と異なった側の端部に連結され、弁体8とともに
弁体8の軸方向へ移動可能となっている。また、アーマ
チュア28は、リターンスプリング31によって常に弁
体8側(図1の下側)へ向けて付勢されている。ステー
タ29も筒状の磁性体で、アーマチュア28と同軸で、
かつアーマチュア28の弁体8とは異なった側(図1の
上側)に配されている。なお、ステータ29の内部に
は、リターンスプリング31の付勢力を調節する調節棒
32が差し込まれ、同調節棒32はカシメ部33の圧縮
によりカシメ固定されている。そして、ステータ29
は、中間位置に環状に張り出したフランジ34を備えて
おり、このフランジ34がケーシング26の端部により
カシメられることにより、ステータ29がケーシング2
6に固定されている。
ン14と異なった側の端部に連結され、弁体8とともに
弁体8の軸方向へ移動可能となっている。また、アーマ
チュア28は、リターンスプリング31によって常に弁
体8側(図1の下側)へ向けて付勢されている。ステー
タ29も筒状の磁性体で、アーマチュア28と同軸で、
かつアーマチュア28の弁体8とは異なった側(図1の
上側)に配されている。なお、ステータ29の内部に
は、リターンスプリング31の付勢力を調節する調節棒
32が差し込まれ、同調節棒32はカシメ部33の圧縮
によりカシメ固定されている。そして、ステータ29
は、中間位置に環状に張り出したフランジ34を備えて
おり、このフランジ34がケーシング26の端部により
カシメられることにより、ステータ29がケーシング2
6に固定されている。
【0025】電磁コイル30は、ボビン35に巻付けら
れたもので、ケーシング26の内側で、かつステータ2
9の外周に装着されている。電磁コイル30の両端に
は、Oリング36,37が装着され、燃料が電磁コイル
30に浸入しないようになっている。電磁コイル30は
端子38に接続され、この端子38はケーシング26の
端部に設けられたモールド樹脂39によって形成された
コネクタ40内に支持されている。
れたもので、ケーシング26の内側で、かつステータ2
9の外周に装着されている。電磁コイル30の両端に
は、Oリング36,37が装着され、燃料が電磁コイル
30に浸入しないようになっている。電磁コイル30は
端子38に接続され、この端子38はケーシング26の
端部に設けられたモールド樹脂39によって形成された
コネクタ40内に支持されている。
【0026】そして、端子38は、マイクロコンピュー
タを含む図3の電子制御回路41に接続されている。電
子制御回路41は、エンジンの運転状態に応じて、各燃
料噴射弁1の電磁コイル30の通電制御を行うものであ
る。なお、電磁コイル30は、電子制御回路41によっ
て通電を受けると、磁力を発生してアーマチュア28を
リターンスプリング31の付勢力に抗して図2の上方へ
引き上げるものである。コネクタ40を形成するモール
ド樹脂39には、環状のフランジ42が形成されてい
る。このフランジ42は、燃料噴射弁1を収容するハウ
ジング43と蓋体44との間に挟まれるものである。な
お、ハウジング43と蓋体44との間にフランジ42を
挟んだ状態でハウジング43と蓋体44とをネジ45に
よって固定することにより、燃料噴射弁1がハウジング
43内に固定されている。
タを含む図3の電子制御回路41に接続されている。電
子制御回路41は、エンジンの運転状態に応じて、各燃
料噴射弁1の電磁コイル30の通電制御を行うものであ
る。なお、電磁コイル30は、電子制御回路41によっ
て通電を受けると、磁力を発生してアーマチュア28を
リターンスプリング31の付勢力に抗して図2の上方へ
引き上げるものである。コネクタ40を形成するモール
ド樹脂39には、環状のフランジ42が形成されてい
る。このフランジ42は、燃料噴射弁1を収容するハウ
ジング43と蓋体44との間に挟まれるものである。な
お、ハウジング43と蓋体44との間にフランジ42を
挟んだ状態でハウジング43と蓋体44とをネジ45に
よって固定することにより、燃料噴射弁1がハウジング
43内に固定されている。
【0027】弁ケース7のケーシング26側とケーシン
グ26の弁ケース7側とには、燃料ろ過用のカバー46
が装着されている。ハウジング43とカバー46との間
には、環状の隙間47が形成されている。そして、ハウ
ジング43には、環状の隙間47に燃料を導く流入口
(図示しない)と、隙間47に導かれた燃料を流出する
流出口(図示しない)とを備える。そして、流入口より
隙間47に導かれた燃料は、隙間47を流れて内部を冷
却し、流出口より流出する。なお、弁ケース7とハウジ
ング43との間、および電磁コイル30の外周のケーシ
ング26とハウジング43との間には、それぞれOリン
グ48,49が配設され、環状の隙間47に供給された
燃料がハウジング43の外部へ漏れないようになってい
る。
グ26の弁ケース7側とには、燃料ろ過用のカバー46
が装着されている。ハウジング43とカバー46との間
には、環状の隙間47が形成されている。そして、ハウ
ジング43には、環状の隙間47に燃料を導く流入口
(図示しない)と、隙間47に導かれた燃料を流出する
流出口(図示しない)とを備える。そして、流入口より
隙間47に導かれた燃料は、隙間47を流れて内部を冷
却し、流出口より流出する。なお、弁ケース7とハウジ
ング43との間、および電磁コイル30の外周のケーシ
ング26とハウジング43との間には、それぞれOリン
グ48,49が配設され、環状の隙間47に供給された
燃料がハウジング43の外部へ漏れないようになってい
る。
【0028】次に、環状の隙間47に供給された燃料を
燃料噴射口10へ導く燃料供給通路50について説明す
る。隙間47に供給された燃料は、カバー46に形成さ
れた開口部51、開口部51の内側に装着されたメッシ
ュのフィルタ52を介してカバー46内に導かれる。そ
して、カバー46内に導かれた燃料は弁ケース7に設け
られたフィードホール53と、ケーシング26に設けら
れたパージホール54とから燃料噴射弁1の内部へ導か
れる。フィードホール53は、第2燃料調量通路24の
鍔部21と、電磁アクチュエータ9側の摺接部16との
間の案内穴11内に燃料を導くもので、弁ケース7の周
囲に放射状に複数設けられている。パージホール54
は、アーマチュア28とケーシング26との間に燃料を
導き、ストッパ25と弁体8との間を介して燃料を案内
穴11内に導くものである。
燃料噴射口10へ導く燃料供給通路50について説明す
る。隙間47に供給された燃料は、カバー46に形成さ
れた開口部51、開口部51の内側に装着されたメッシ
ュのフィルタ52を介してカバー46内に導かれる。そ
して、カバー46内に導かれた燃料は弁ケース7に設け
られたフィードホール53と、ケーシング26に設けら
れたパージホール54とから燃料噴射弁1の内部へ導か
れる。フィードホール53は、第2燃料調量通路24の
鍔部21と、電磁アクチュエータ9側の摺接部16との
間の案内穴11内に燃料を導くもので、弁ケース7の周
囲に放射状に複数設けられている。パージホール54
は、アーマチュア28とケーシング26との間に燃料を
導き、ストッパ25と弁体8との間を介して燃料を案内
穴11内に導くものである。
【0029】次いで、上記のように構成された燃料噴射
弁1の動作について説明する。エンジンが運転される
と、電動ポンプ4が作動し、燃料タンク2内の燃料が吸
い上げられる。また、圧力調節弁6の働きによって、電
動ポンプ4から圧力調節弁6までの間の燃料配管3内の
燃料圧力が、吸気管内の圧力に対して一定の圧力差に保
たれる。つまり、第2燃料調量通路24の上流側(燃料
の流れ方向に対し)の燃料供給通路50内の燃料も、圧
力調節弁6で調圧された圧力となる。
弁1の動作について説明する。エンジンが運転される
と、電動ポンプ4が作動し、燃料タンク2内の燃料が吸
い上げられる。また、圧力調節弁6の働きによって、電
動ポンプ4から圧力調節弁6までの間の燃料配管3内の
燃料圧力が、吸気管内の圧力に対して一定の圧力差に保
たれる。つまり、第2燃料調量通路24の上流側(燃料
の流れ方向に対し)の燃料供給通路50内の燃料も、圧
力調節弁6で調圧された圧力となる。
【0030】さらに、電子制御回路41の働きによっ
て、電磁アクチュエータ9の電磁コイル30が通電され
ると、アーマチュア28がリターンスプリング31の付
勢力に抗してステータ29に吸引され、弁体8のフラン
ジ27がストッパ25に当接するまで弁体8が移動す
る。すると、弁座12と当接部19との隙間が開かれ、
その隙間が第1燃料調量通路20となる。そして、第2
燃料調量通路24の上流にて調圧された燃料が、第2お
よび第3燃料調量通路24,17aに供給されるととも
に、第2燃料調量通路24、第3燃料調量通路17a、
および第1燃料調量通路20によって絞られ、噴射口1
0とピン14との間を介して吸気管内に噴射される。
て、電磁アクチュエータ9の電磁コイル30が通電され
ると、アーマチュア28がリターンスプリング31の付
勢力に抗してステータ29に吸引され、弁体8のフラン
ジ27がストッパ25に当接するまで弁体8が移動す
る。すると、弁座12と当接部19との隙間が開かれ、
その隙間が第1燃料調量通路20となる。そして、第2
燃料調量通路24の上流にて調圧された燃料が、第2お
よび第3燃料調量通路24,17aに供給されるととも
に、第2燃料調量通路24、第3燃料調量通路17a、
および第1燃料調量通路20によって絞られ、噴射口1
0とピン14との間を介して吸気管内に噴射される。
【0031】図6には、本実施例における燃料流F(図
に矢印で示す)の状態を示す。同図に示すように、フィ
ードホール53から導入された燃料は、先ず第2燃料調
量通路24にて絞られた後、その下流側の第3燃料調量
通路17aにてさらに絞られる。つまり、連設された2
箇所の燃料調量通路24,17a(絞り)を通過するこ
とで、燃料は各燃料調量通路24,17aの圧力損失割
合に応じた圧力損失を生じる。このとき、第2燃料調量
通路24と第3燃料調量通路17aとの間、並びに第3
燃料調量通路17aと第1燃料調量通路20との間にお
いて、渦流Vが発生しているが、各燃料調量通路24,
17aによりその渦流Vが上流側に逆流するのが防止さ
れる。よって、旋回流や逆流の発生による悪影響を抑制
し、燃料流Fを定常化することができる。
に矢印で示す)の状態を示す。同図に示すように、フィ
ードホール53から導入された燃料は、先ず第2燃料調
量通路24にて絞られた後、その下流側の第3燃料調量
通路17aにてさらに絞られる。つまり、連設された2
箇所の燃料調量通路24,17a(絞り)を通過するこ
とで、燃料は各燃料調量通路24,17aの圧力損失割
合に応じた圧力損失を生じる。このとき、第2燃料調量
通路24と第3燃料調量通路17aとの間、並びに第3
燃料調量通路17aと第1燃料調量通路20との間にお
いて、渦流Vが発生しているが、各燃料調量通路24,
17aによりその渦流Vが上流側に逆流するのが防止さ
れる。よって、旋回流や逆流の発生による悪影響を抑制
し、燃料流Fを定常化することができる。
【0032】そして、第3燃料調量通路17aより供給
される燃料は、電磁アクチュエータ9により弁体8が開
弁方向(図の上方)に移動する時点で第1燃料調量通路
20を通過して噴射される。このとき、その噴霧形状お
よび角度は、略一定の状態の保持される。
される燃料は、電磁アクチュエータ9により弁体8が開
弁方向(図の上方)に移動する時点で第1燃料調量通路
20を通過して噴射される。このとき、その噴霧形状お
よび角度は、略一定の状態の保持される。
【0033】一方、図7および図8には、本発明者らが
実施した第3燃料調量通路17aの圧力損失割合P3 に
関する実験結果を示している。つまり、図7には第3燃
料調量通路17aの圧力損失割合P3 と噴霧安定性との
関係を示している。なお、図7における噴霧安定性と
は、噴霧角度の変動幅や変動の発生頻度に応じて判断さ
れ、それらのパラメータの値が小さい程、安定性が高い
と判断されるものである。同図7に示すように、第3燃
料調量通路17aの圧力損失割合P3 が約2%以下では
噴霧安定性が”不安定”領域となり、圧力損失割合P3
が約2〜6%では”やや安定”領域となり、圧力損失割
合P3 が約6%以上では”安定”領域となっているのが
分かる。
実施した第3燃料調量通路17aの圧力損失割合P3 に
関する実験結果を示している。つまり、図7には第3燃
料調量通路17aの圧力損失割合P3 と噴霧安定性との
関係を示している。なお、図7における噴霧安定性と
は、噴霧角度の変動幅や変動の発生頻度に応じて判断さ
れ、それらのパラメータの値が小さい程、安定性が高い
と判断されるものである。同図7に示すように、第3燃
料調量通路17aの圧力損失割合P3 が約2%以下では
噴霧安定性が”不安定”領域となり、圧力損失割合P3
が約2〜6%では”やや安定”領域となり、圧力損失割
合P3 が約6%以上では”安定”領域となっているのが
分かる。
【0034】また、図8は同じく圧力損失割合P3 と内
部燃料の流れとの関係を示している。同図8に示すよう
に、”やや不安定”領域に属するP3 =2%の場合に
は、第3燃料調量通路17aにおいて燃料流に僅かに旋
回流が生じ、”安定”領域に属するP3 =6,10%の
場合には、第3燃料調量通路17aにおいて燃料流に旋
回流が生じることはなく、安定した状態が保持される。
これらの実験結果からも、第3燃料調量通路17aの圧
力損失割合P3 を6%以上にするのが好ましいことが確
認できる。また、従来の燃料噴射弁(図10)をこの図
7,8に当てはめてみると、第3燃料調量通路17aを
設けていないことから、P3 =0%となり、”不安定”
領域に属していることが分かる。
部燃料の流れとの関係を示している。同図8に示すよう
に、”やや不安定”領域に属するP3 =2%の場合に
は、第3燃料調量通路17aにおいて燃料流に僅かに旋
回流が生じ、”安定”領域に属するP3 =6,10%の
場合には、第3燃料調量通路17aにおいて燃料流に旋
回流が生じることはなく、安定した状態が保持される。
これらの実験結果からも、第3燃料調量通路17aの圧
力損失割合P3 を6%以上にするのが好ましいことが確
認できる。また、従来の燃料噴射弁(図10)をこの図
7,8に当てはめてみると、第3燃料調量通路17aを
設けていないことから、P3 =0%となり、”不安定”
領域に属していることが分かる。
【0035】以上詳述したように、本実施例の燃料噴射
弁1では、弁ケース7の弁座12と弁体8の当接部19
との隙間を第1燃料調量通路20とし、その第1燃料調
量通路20の上流側に、絞りからなる第2燃料調量通路
24と第3燃料調量通路17aとを連続して設けた。そ
して、燃料噴射弁1内の全圧力損失のうち、第2,第3
燃料調量通路20,17aが分担する圧力損失割合
P2 ,P3 を各々6%以上とした。詳しくは、P2 ≧P
3 ≧6%とした。
弁1では、弁ケース7の弁座12と弁体8の当接部19
との隙間を第1燃料調量通路20とし、その第1燃料調
量通路20の上流側に、絞りからなる第2燃料調量通路
24と第3燃料調量通路17aとを連続して設けた。そ
して、燃料噴射弁1内の全圧力損失のうち、第2,第3
燃料調量通路20,17aが分担する圧力損失割合
P2 ,P3 を各々6%以上とした。詳しくは、P2 ≧P
3 ≧6%とした。
【0036】この構成により、上流側の第2および第3
燃料調量通路24,17aでは、その圧力損失割合に応
じて圧力損失が生じ、燃料流による第1燃料調量通路2
0の上流側に発生する渦流が第2燃料調量通路24近傍
まで拡大することが防止される。その結果、燃料流を定
常化することができ、噴射口10とピン14とを介して
吸気管内に噴射される噴霧を安定化して良好な噴霧を得
ることができる。
燃料調量通路24,17aでは、その圧力損失割合に応
じて圧力損失が生じ、燃料流による第1燃料調量通路2
0の上流側に発生する渦流が第2燃料調量通路24近傍
まで拡大することが防止される。その結果、燃料流を定
常化することができ、噴射口10とピン14とを介して
吸気管内に噴射される噴霧を安定化して良好な噴霧を得
ることができる。
【0037】また、従来例では第2燃料調量通路24の
平坦部である調量面23の僅かな形状精度により、第2
燃料調量通路24を通過した燃料流が施回流を生じ、噴
射口10とピン14との間を介して吸気管内に噴射され
る噴霧の角度が設計値より広がるという問題が生じてい
た。しかし、本実施例によれば、第2燃料調量通路24
の調量面23の形状精度を緩和することも可能となる。
つまり、第2及び第3燃料調量通路24,17aの平坦
面の軸方向に対するねじれや、平坦面の軸心に対する対
称度等の寸法誤差が生じた場合でも、その誤差による悪
影響を最小限に抑えることができる。 (第2実施例)次いで、前記第1実施例の燃料噴射弁1
の一部を変更した第2の実施例について、図9に従い説
明する。
平坦部である調量面23の僅かな形状精度により、第2
燃料調量通路24を通過した燃料流が施回流を生じ、噴
射口10とピン14との間を介して吸気管内に噴射され
る噴霧の角度が設計値より広がるという問題が生じてい
た。しかし、本実施例によれば、第2燃料調量通路24
の調量面23の形状精度を緩和することも可能となる。
つまり、第2及び第3燃料調量通路24,17aの平坦
面の軸方向に対するねじれや、平坦面の軸心に対する対
称度等の寸法誤差が生じた場合でも、その誤差による悪
影響を最小限に抑えることができる。 (第2実施例)次いで、前記第1実施例の燃料噴射弁1
の一部を変更した第2の実施例について、図9に従い説
明する。
【0038】図9に示すように、本第2実施例では前述
の第1実施例とは異なり、弁ケース7のフィードホール
53およびケーシング26のパージホール54を廃止し
ている。つまり、ステータ29内には円管状の調節棒5
6が配設されている。また、調節棒56の上流側には燃
料を燃料噴射弁1に流入するための流入口57が形成さ
れ、同流入口57にはフィルタ55が配設されている。
の第1実施例とは異なり、弁ケース7のフィードホール
53およびケーシング26のパージホール54を廃止し
ている。つまり、ステータ29内には円管状の調節棒5
6が配設されている。また、調節棒56の上流側には燃
料を燃料噴射弁1に流入するための流入口57が形成さ
れ、同流入口57にはフィルタ55が配設されている。
【0039】このように構成された燃料噴射弁1では、
燃料が流入口57から流入されると、同燃料はフィルタ
55、調節棒56、リターンスプリング31、アーマチ
ュア28、さらに、ストッパ25と弁体8との間を介し
て案内穴11に導かれる。そして、案内穴11では、前
記第1実施例と同様に、第2燃料調量通路24および第
3燃料調量通路17aの絞り作用にて所定の圧力損失を
受けて燃料の噴射量が調節されるとともに、開弁時にお
いて第1燃料調量通路20でさらに噴射量が調節された
後、調量後の燃料が噴射口10から噴射される。
燃料が流入口57から流入されると、同燃料はフィルタ
55、調節棒56、リターンスプリング31、アーマチ
ュア28、さらに、ストッパ25と弁体8との間を介し
て案内穴11に導かれる。そして、案内穴11では、前
記第1実施例と同様に、第2燃料調量通路24および第
3燃料調量通路17aの絞り作用にて所定の圧力損失を
受けて燃料の噴射量が調節されるとともに、開弁時にお
いて第1燃料調量通路20でさらに噴射量が調節された
後、調量後の燃料が噴射口10から噴射される。
【0040】この第2実施例においても、第1燃料調量
通路20の上流側に第2燃料調量通路24および第3燃
料調量通路17aを設けたことにより良好な燃料噴射状
態を保持することができる。
通路20の上流側に第2燃料調量通路24および第3燃
料調量通路17aを設けたことにより良好な燃料噴射状
態を保持することができる。
【0041】なお、本発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、例えば、上流側燃料調量通路の絞りを3
段以上連設する等、発明の趣旨から逸脱しない範囲内に
おいて任意に変更してもよい。
ものではなく、例えば、上流側燃料調量通路の絞りを3
段以上連設する等、発明の趣旨から逸脱しない範囲内に
おいて任意に変更してもよい。
【0042】
【発明の効果】この発明によれば、弁ケース内における
燃料の流れを定常化し、燃料の噴射状態を安定させるこ
とができるという優れた効果を発揮する。
燃料の流れを定常化し、燃料の噴射状態を安定させるこ
とができるという優れた効果を発揮する。
【図1】第1実施例における燃料噴射弁の要部を拡大し
て示す断面図である。
て示す断面図である。
【図2】第1実施例における燃料噴射弁の全体を示す断
面図である。
面図である。
【図3】燃料供給システムの概略を示す構成図である。
【図4】図1のA−A線断面図である。
【図5】図1のB−B線断面図である。
【図6】第1実施例における燃料の流れを説明するため
に示した燃料噴射弁の断面図である。
に示した燃料噴射弁の断面図である。
【図7】第3燃料調量通路の圧力損失割合と噴霧安定性
との関係を示す線図である。
との関係を示す線図である。
【図8】第3燃料調量通路の圧力損失割合と内部燃料の
流れとの関係を示す関係図である。
流れとの関係を示す関係図である。
【図9】第2実施例における燃料噴射弁を示す断面図で
ある。
ある。
【図10】従来例における燃料噴射弁の要部を示す断面
図である。
図である。
【図11】従来例における燃料の流れを説明するために
示した燃料噴射弁の断面図である。
示した燃料噴射弁の断面図である。
【図12】従来例における燃料の噴霧状態を示す斜視図
である。
である。
1…燃料噴射弁、7…弁ケース、8…弁体、10…噴射
口、11…案内穴、12…弁座、17a…上流側燃料調
量通路の絞りとしての第3燃料調量通路、19…当接
部、20…下流側燃料調量通路としての第1燃料調量通
路、24…上流側燃料調量通路の絞りとしての第2燃料
調量通路。
口、11…案内穴、12…弁座、17a…上流側燃料調
量通路の絞りとしての第3燃料調量通路、19…当接
部、20…下流側燃料調量通路としての第1燃料調量通
路、24…上流側燃料調量通路の絞りとしての第2燃料
調量通路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−212763(JP,A) 特開 平2−163460(JP,A) 特開 平5−231263(JP,A) 特開 昭60−256553(JP,A) 特開 平4−342869(JP,A) 特開 昭59−20562(JP,A) 実開 平1−80665(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 39/00 - 71/04
Claims (2)
- 【請求項1】 弁ケースに形成された案内穴に弁体を摺
動自在に配設し、前記弁ケースに形成した弁座と、前記
弁体に形成し前記弁座に当接する当接部との隙間を下流
側燃料調量通路とするとともに、同下流側燃料調量通路
の上流側の前記弁ケースと前記弁体との隙間を上流側燃
料調量通路とし、前記弁ケース内に所定圧力にて供給さ
れる燃料の噴射量を、前記上流側燃料調量通路および下
流側燃料調量通路に対応した所定の圧力損失割合で調節
した後、その燃料を噴射口から噴射させるようにした燃
料噴射弁において、 前記上流側燃料調量通路は連続する少なくとも2つ以上
の絞りからなるとともに、連続する絞りのうち、上流側
に位置する絞りの圧力損失割合を、その下流側に位置す
る絞りのそれと同等もしくはそれ以上としたことを特徴
とする燃料噴射弁。 - 【請求項2】 前記上流側燃料調量通路に設けた絞りに
よる圧力損失割合は、各々、前記弁ケース内における全
圧力損失に対して6%以上とする請求項1に記載の燃料
噴射弁。
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DE8632002U1 (de) * | 1986-11-28 | 1988-03-31 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Kraftstoffeinspritzventil |
DE3641470A1 (de) * | 1986-12-04 | 1988-06-16 | Bosch Gmbh Robert | Elektromagnetisch betaetigbares kraftstoffeinspritzventil |
JPH02163460A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-22 | Nippondenso Co Ltd | 電磁式燃料噴射弁 |
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- 1994-05-06 KR KR1019940009903A patent/KR100283289B1/ko not_active IP Right Cessation
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GB2277779B (en) | 1996-05-22 |
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DE4415926A1 (de) | 1994-11-10 |
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