JP3336697B2 - 燃料噴射弁におけるスワールノズル - Google Patents
燃料噴射弁におけるスワールノズルInfo
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は例えばガソリンエンジ
ンの燃料噴射弁においてスワールを噴射するノズルに関
するものである。
ンの燃料噴射弁においてスワールを噴射するノズルに関
するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
燃料噴射弁におけるスワールノズルとしては、例えば図
7(a)に示すものがある(実開昭61−171869
号公報等参照)。このスワールノズル2においては、ポ
ペット9の軸心9a上にあるサックホール8内のスワー
ル旋回中心線Sに対し噴射孔7の噴射方向中心線7aが
角度θだけ傾斜している。この噴射角度θは、燃料噴射
弁のエンジン搭載や最適な噴射向き等との関係上、所定
値以上にする必要がある。しかし、この噴射角度θを大
きくするほど、スワールの流れ方向が急変するため、ス
ワール損失が大きくなり、燃料の微粒化が阻害される。
燃料噴射弁におけるスワールノズルとしては、例えば図
7(a)に示すものがある(実開昭61−171869
号公報等参照)。このスワールノズル2においては、ポ
ペット9の軸心9a上にあるサックホール8内のスワー
ル旋回中心線Sに対し噴射孔7の噴射方向中心線7aが
角度θだけ傾斜している。この噴射角度θは、燃料噴射
弁のエンジン搭載や最適な噴射向き等との関係上、所定
値以上にする必要がある。しかし、この噴射角度θを大
きくするほど、スワールの流れ方向が急変するため、ス
ワール損失が大きくなり、燃料の微粒化が阻害される。
【0003】そこで、図7(b)に示すように、噴射孔
7をスワール旋回中心線S上に形成すれば、スワール損
失を極力防止することができる。しかし、噴射口部4の
形状変化が原因して、噴射孔7の内外端の形状は噴射孔
7の噴射方向中心線7aを中心とする点対称に設定する
のが難しく、噴射孔7の外周でその内外端長さL1 ,L
2 が異なる。そのため、噴射孔7から噴射された燃料の
噴霧状態即ち粒子の密度が不均一になり、燃焼効率が悪
くなる。これを改良するには噴霧口部4の形状を変更し
なければならないが、その形状変更は設計上困難であ
る。
7をスワール旋回中心線S上に形成すれば、スワール損
失を極力防止することができる。しかし、噴射口部4の
形状変化が原因して、噴射孔7の内外端の形状は噴射孔
7の噴射方向中心線7aを中心とする点対称に設定する
のが難しく、噴射孔7の外周でその内外端長さL1 ,L
2 が異なる。そのため、噴射孔7から噴射された燃料の
噴霧状態即ち粒子の密度が不均一になり、燃焼効率が悪
くなる。これを改良するには噴霧口部4の形状を変更し
なければならないが、その形状変更は設計上困難であ
る。
【0004】従って、図7(a)に示すように、噴射孔
7をスワール旋回中心線Sの周辺に形成することが好ま
しい。本発明は噴射孔をスワール旋回中心線の周辺に形
成したスワールノズルにあってサックホールの形状を改
良し、スワール損失を極力防止して燃料の微粒化を促進
することを目的としている。
7をスワール旋回中心線Sの周辺に形成することが好ま
しい。本発明は噴射孔をスワール旋回中心線の周辺に形
成したスワールノズルにあってサックホールの形状を改
良し、スワール損失を極力防止して燃料の微粒化を促進
することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる燃料噴射
弁のスワールノズルにおいては、スワール発生手段と噴
射孔とサックホールとを備えている。噴射孔の噴射方向
中心線は同手段により発生したスワールの旋回中心線の
周辺で同中心線に対し傾斜している。サックホールはこ
のスワール発生手段と噴射孔との間でこれらを連通して
いる。
弁のスワールノズルにおいては、スワール発生手段と噴
射孔とサックホールとを備えている。噴射孔の噴射方向
中心線は同手段により発生したスワールの旋回中心線の
周辺で同中心線に対し傾斜している。サックホールはこ
のスワール発生手段と噴射孔との間でこれらを連通して
いる。
【0006】サックホールの形状としては、少なくとも
下記の条件を満たすものとする。スワール旋回中心線に
対し直交する平面上でサックホールを切断してできる複
数の円孔を考慮した場合、各円孔の中心が噴射孔の噴射
方向中心線上にほぼ位置している。
下記の条件を満たすものとする。スワール旋回中心線に
対し直交する平面上でサックホールを切断してできる複
数の円孔を考慮した場合、各円孔の中心が噴射孔の噴射
方向中心線上にほぼ位置している。
【0007】
【作用】スワール旋回中心線に対し直交する平面上で回
転するスワールの回転中心が、噴射孔の噴射方向中心線
に沿う直線上の軌跡をほぼ描きながら、スワールが噴射
孔に至る。
転するスワールの回転中心が、噴射孔の噴射方向中心線
に沿う直線上の軌跡をほぼ描きながら、スワールが噴射
孔に至る。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例にかかるガソリンエ
ンジン燃料噴射弁を図1から図6を参照して説明する。
ンジン燃料噴射弁を図1から図6を参照して説明する。
【0009】図1に示す燃料噴射弁1の先端部にスワー
ルノズル2が設けられている。図2に示すように、同ノ
ズル2の外壁3は円筒壁3aと端面壁3bとからなり、
この端面壁3bの外面中央部に噴射口部4が突設されて
いる。この端面壁3bの内側で円筒壁3a内に円筒状の
スワールカラー5(スワール発生手段)が嵌着されて同
カラー5の一端面が端面壁3bの内面に当接している。
噴射口部4内において端面壁3bの内面側に断面円形状
の弁座6が形成されているとともに、端面壁3bの外面
側に断面円形状の噴射孔7が形成され、この弁座6と噴
射孔7とが特殊形状のサックホール8により連通されて
いる。ポペット9はスワールカラー5内に挿嵌され、同
カラー5の中心に沿うように移動して弁座6を開閉する
ようになっている。図3に示すように、スワールカラー
5の外周面には複数の連通溝5aが同カラー5の両端面
間に渡り形成されて周方向へ等間隔で並設されている。
図4に示すように、スワールカラー5の両端面のうち弁
座6に面する一端面には複数のスワール溝5bが渦巻き
状に形成され、この各スワール溝5bが各連通溝5aと
弁座6とに連通している。
ルノズル2が設けられている。図2に示すように、同ノ
ズル2の外壁3は円筒壁3aと端面壁3bとからなり、
この端面壁3bの外面中央部に噴射口部4が突設されて
いる。この端面壁3bの内側で円筒壁3a内に円筒状の
スワールカラー5(スワール発生手段)が嵌着されて同
カラー5の一端面が端面壁3bの内面に当接している。
噴射口部4内において端面壁3bの内面側に断面円形状
の弁座6が形成されているとともに、端面壁3bの外面
側に断面円形状の噴射孔7が形成され、この弁座6と噴
射孔7とが特殊形状のサックホール8により連通されて
いる。ポペット9はスワールカラー5内に挿嵌され、同
カラー5の中心に沿うように移動して弁座6を開閉する
ようになっている。図3に示すように、スワールカラー
5の外周面には複数の連通溝5aが同カラー5の両端面
間に渡り形成されて周方向へ等間隔で並設されている。
図4に示すように、スワールカラー5の両端面のうち弁
座6に面する一端面には複数のスワール溝5bが渦巻き
状に形成され、この各スワール溝5bが各連通溝5aと
弁座6とに連通している。
【0010】この燃料噴射弁1は一般に電磁ポペット弁
と言われるものであって、弁座6の閉状態ではポペット
9が圧縮コイルばね10の弾性力により付勢されて弁座
6に圧接されているが、弁座6の開状態ではソレノイド
11の励磁によりポペット9が圧縮コイルばね10の弾
性力に対抗する方向へ移動して弁座6から離れるように
なっている。そして、供給口12に流入された燃料は、
詳細に図示しない弁内通路を通って前記スワールカラー
5の各連通溝5aから各スワール溝5b及び弁座6に至
るようになっている。弁座6が開くと、各スワール溝5
bで発生した燃料のスワールはサックホール8を通って
噴射孔7から噴霧状態で噴射されるようになっている。
と言われるものであって、弁座6の閉状態ではポペット
9が圧縮コイルばね10の弾性力により付勢されて弁座
6に圧接されているが、弁座6の開状態ではソレノイド
11の励磁によりポペット9が圧縮コイルばね10の弾
性力に対抗する方向へ移動して弁座6から離れるように
なっている。そして、供給口12に流入された燃料は、
詳細に図示しない弁内通路を通って前記スワールカラー
5の各連通溝5aから各スワール溝5b及び弁座6に至
るようになっている。弁座6が開くと、各スワール溝5
bで発生した燃料のスワールはサックホール8を通って
噴射孔7から噴霧状態で噴射されるようになっている。
【0011】特に本実施例では、前記サックホール8の
形状を改良している。図2及び図5を参照してこれを詳
述する。前記ポペット9の移動方向に沿うポペット9の
軸心9aは弁座6の中心を通る。スワールが弁座6から
サックホール8に流入した直後の状態で、サックホール
8内のスワール旋回中心線Sはこの軸心9aの延長線上
にある。噴射方向に沿う噴射孔7の中心線7aはこのス
ワール旋回中心線Sの周辺で同中心線Sに対し角度θだ
け傾斜している。スワール旋回中心線Sに対し直交する
平面上でサックホール8を切断した横断面を考慮する
と、各横断面上の孔13,14,15,16,17は円
形状をなし、各円孔13,14,15,16,17の半
径R13〜R17は弁座6から噴射孔7に近づくほど小さく
なっている。各円孔13,14,15,16,17の中
心13a,14a,15a,16a,17aはそれぞれ
噴射孔7の中心線7aの延長線上に位置している。即
ち、サックホール8の形状を幾何学的に表現すれば、弁
座6に面する底面の中心と噴射孔7の中心線7a上にあ
る頂点とを結ぶ重心軸が、この底面の中心を通る直交軸
であるスワール旋回中心線Sに対し、角度θだけ傾斜し
た円錐形状になっている。
形状を改良している。図2及び図5を参照してこれを詳
述する。前記ポペット9の移動方向に沿うポペット9の
軸心9aは弁座6の中心を通る。スワールが弁座6から
サックホール8に流入した直後の状態で、サックホール
8内のスワール旋回中心線Sはこの軸心9aの延長線上
にある。噴射方向に沿う噴射孔7の中心線7aはこのス
ワール旋回中心線Sの周辺で同中心線Sに対し角度θだ
け傾斜している。スワール旋回中心線Sに対し直交する
平面上でサックホール8を切断した横断面を考慮する
と、各横断面上の孔13,14,15,16,17は円
形状をなし、各円孔13,14,15,16,17の半
径R13〜R17は弁座6から噴射孔7に近づくほど小さく
なっている。各円孔13,14,15,16,17の中
心13a,14a,15a,16a,17aはそれぞれ
噴射孔7の中心線7aの延長線上に位置している。即
ち、サックホール8の形状を幾何学的に表現すれば、弁
座6に面する底面の中心と噴射孔7の中心線7a上にあ
る頂点とを結ぶ重心軸が、この底面の中心を通る直交軸
であるスワール旋回中心線Sに対し、角度θだけ傾斜し
た円錐形状になっている。
【0012】一方、端面壁3bに突設された噴射口部4
においてその外端面4aは、スワール旋回中心線Sに対
する交点を頂点とする直円錐形状をなし、噴射孔7付近
でその中心線7aに対し直交している。従って、同中心
線7aに沿う噴射孔7の内外端長さLは噴射孔7の外周
のどの位置で測定してもほぼ等しくなっている。
においてその外端面4aは、スワール旋回中心線Sに対
する交点を頂点とする直円錐形状をなし、噴射孔7付近
でその中心線7aに対し直交している。従って、同中心
線7aに沿う噴射孔7の内外端長さLは噴射孔7の外周
のどの位置で測定してもほぼ等しくなっている。
【0013】本実施例にかかるスワールノズル2の最大
の特徴は、スワール旋回中心線Sに対し直交する平面上
で回転するスワールの回転中心が、噴射孔7の中心線7
aに沿う直線上の軌跡をほぼ描きながら、スワールが噴
射孔7に至る点にある。従って、サックホール8内での
スワールの摩擦損失が極めて小さくなり、回転力の強い
スワールが噴射孔7に送られる。スワールの回転力が強
いと、燃料の微粒化が促進されるとともに、噴霧角度α
が大きくなって燃焼室内への噴霧の広がりが良くなり、
燃焼効率を高めることができる。
の特徴は、スワール旋回中心線Sに対し直交する平面上
で回転するスワールの回転中心が、噴射孔7の中心線7
aに沿う直線上の軌跡をほぼ描きながら、スワールが噴
射孔7に至る点にある。従って、サックホール8内での
スワールの摩擦損失が極めて小さくなり、回転力の強い
スワールが噴射孔7に送られる。スワールの回転力が強
いと、燃料の微粒化が促進されるとともに、噴霧角度α
が大きくなって燃焼室内への噴霧の広がりが良くなり、
燃焼効率を高めることができる。
【0014】また、前記噴射孔7の内外端長さLはその
外周全体にわたりほぼ等しいため、噴霧状態即ち微粒化
された粒子の密度が均一になり、燃焼効率が高められ
る。前記サックホール8の成形は放電加工により行って
いる。そのほか、メタルインジェクションやロストワッ
クス鋳造などを利用してもよい。より製造コストを低減
する場合には、図6に示すように、複数のパンチPによ
りサックホール8を順次成形し、その後噴射孔7を加工
するようにしてもよい。
外周全体にわたりほぼ等しいため、噴霧状態即ち微粒化
された粒子の密度が均一になり、燃焼効率が高められ
る。前記サックホール8の成形は放電加工により行って
いる。そのほか、メタルインジェクションやロストワッ
クス鋳造などを利用してもよい。より製造コストを低減
する場合には、図6に示すように、複数のパンチPによ
りサックホール8を順次成形し、その後噴射孔7を加工
するようにしてもよい。
【0015】前述した実施例では、サックホール8の各
円孔13,14,15,16,17の中心13a,14
a,15a,16a,17aが噴射孔7の中心線7a上
に位置することを明言したが、これは理想的な形状設定
であり、これらの中心13a,14a,15a,16
a,17aはこの中心線7aの周辺にあれば、十分な効
果を発揮すると考えられる。ここに中心線7aの周辺と
は、例えば、断面円形状をなす噴射孔7の直径Dの範囲
を言う。なお、サックホール8の断面形状や噴射孔7の
断面形状はいずれも円形状になっているが、それらはス
ワール旋回中心線Sや噴射孔7の中心線7aを中心とす
る正確な円形を意味するものではなく、効果を発揮する
範囲で誤差は許されるものとする。
円孔13,14,15,16,17の中心13a,14
a,15a,16a,17aが噴射孔7の中心線7a上
に位置することを明言したが、これは理想的な形状設定
であり、これらの中心13a,14a,15a,16
a,17aはこの中心線7aの周辺にあれば、十分な効
果を発揮すると考えられる。ここに中心線7aの周辺と
は、例えば、断面円形状をなす噴射孔7の直径Dの範囲
を言う。なお、サックホール8の断面形状や噴射孔7の
断面形状はいずれも円形状になっているが、それらはス
ワール旋回中心線Sや噴射孔7の中心線7aを中心とす
る正確な円形を意味するものではなく、効果を発揮する
範囲で誤差は許されるものとする。
【0016】
【発明の効果】本発明にかかる燃料噴射弁のスワールノ
ズルによれば、サックホールの形状を改良したので、ス
ワール損失を極力防止して燃料の微粒化を促進し、燃料
効率を高めることができる。
ズルによれば、サックホールの形状を改良したので、ス
ワール損失を極力防止して燃料の微粒化を促進し、燃料
効率を高めることができる。
【図1】(a)は本実施例にかかる燃料噴射弁を示す正
面図であり、(b)は同じく縦断面図である。
面図であり、(b)は同じく縦断面図である。
【図2】図1(b)に示す燃料噴射弁においてそのスワ
ールノズルを示す部分拡大断面図である。
ールノズルを示す部分拡大断面図である。
【図3】図2のX−X線断面図である。
【図4】図2のY−Y線断面図である。
【図5】(a)は図2のスワールノズルにおいてその弁
座とサックホールと噴射孔とを示す部分拡大断面図であ
り、(b)は(a)のA−A線断面図であり、(c)は
(a)のB−B線断面図であり、(d)は(a)のC−
C線断面図であり、(e)は(a)のD−D線断面図で
あり、(f)は(a)のE−E線断面図である。
座とサックホールと噴射孔とを示す部分拡大断面図であ
り、(b)は(a)のA−A線断面図であり、(c)は
(a)のB−B線断面図であり、(d)は(a)のC−
C線断面図であり、(e)は(a)のD−D線断面図で
あり、(f)は(a)のE−E線断面図である。
【図6】サックホールの別例であってその製造手順を示
す部分拡大断面図である。
す部分拡大断面図である。
【図7】従来のスワールノズルを示す部分拡大断面図で
ある。
ある。
1…燃料噴射弁、2…スワールノズル、4…噴射口部、
5…スワール発生手段としてのスワールカラー、6…弁
座、7…噴射孔、7a…中心線、8…サックホール、9
…ポペット、9a…軸心、13…円孔、13a…中心、
14…円孔、14a…中心、15…円孔、15a…中
心、16…円孔、16a…中心、17…円孔、17a…
中心、S…スワール旋回中心線、θ…噴射角度、α…噴
霧角度。
5…スワール発生手段としてのスワールカラー、6…弁
座、7…噴射孔、7a…中心線、8…サックホール、9
…ポペット、9a…軸心、13…円孔、13a…中心、
14…円孔、14a…中心、15…円孔、15a…中
心、16…円孔、16a…中心、17…円孔、17a…
中心、S…スワール旋回中心線、θ…噴射角度、α…噴
霧角度。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 61/18 310 F02M 61/18 320
Claims (1)
- 【請求項1】 スワール発生手段と、同手段から発生し
たスワールの旋回中心線の周辺で同中心線に対し傾斜し
た噴射方向中心線を有する噴射孔と、このスワール発生
手段と噴射孔との間でこれらを連通するサックホールと
を備えた燃料噴射弁におけるスワールノズルにおいて、 前記スワール旋回中心線に対し直交する平面上でサック
ホールを切断した時にできる各円孔の中心を噴射孔の噴
射方向中心線上にほぼ位置させたことを特徴とする燃料
噴射弁におけるスワールノズル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25868993A JP3336697B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 燃料噴射弁におけるスワールノズル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25868993A JP3336697B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 燃料噴射弁におけるスワールノズル |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000315558A Division JP2001153002A (ja) | 2000-10-16 | 2000-10-16 | 燃料噴射弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07119584A JPH07119584A (ja) | 1995-05-09 |
JP3336697B2 true JP3336697B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=17323735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25868993A Expired - Fee Related JP3336697B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 燃料噴射弁におけるスワールノズル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3336697B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3075201B2 (ja) * | 1996-12-20 | 2000-08-14 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
US5878962A (en) * | 1997-09-24 | 1999-03-09 | Siemens Automotive Corporation | Pressure swirl injector with angled cone spray for fuel injection |
JP3771361B2 (ja) * | 1997-11-26 | 2006-04-26 | 株式会社日立製作所 | 燃料噴射弁 |
US6935578B1 (en) | 1998-11-25 | 2005-08-30 | Hitachi, Ltd. | Fuel injection valve |
DE19907899A1 (de) * | 1999-02-24 | 2000-08-31 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
DE19907897A1 (de) * | 1999-02-24 | 2000-08-31 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
US6308901B1 (en) * | 2000-02-08 | 2001-10-30 | Siemens Automotive Corporation | Fuel injector with a cone shaped bent spray |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP25868993A patent/JP3336697B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07119584A (ja) | 1995-05-09 |
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