JP3402199B2 - 内燃機関用燃料噴射弁 - Google Patents
内燃機関用燃料噴射弁Info
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用燃料噴
射弁に関するものであって、特に噴孔をスリット状とし
て噴霧形状を偏平扇状とする内燃機関用燃料噴射弁に関
する。
射弁に関するものであって、特に噴孔をスリット状とし
て噴霧形状を偏平扇状とする内燃機関用燃料噴射弁に関
する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の燃料供給に用いられる燃料噴
射弁において、噴孔をスリット状とすることにより、偏
平扇状の噴霧を形成するようにしたものがある。特開平
３−７８５６２号公報にはこのような内燃機関用燃料噴
射弁が開示されている。この燃料噴射弁のスリット状噴
孔から噴射された燃料により形成された偏平扇状の噴霧
は、濃度むらが小さく、かつ通常の円錐状の噴霧に比べ
て噴霧の表面積が著しく増加するので、ほぼ全ての燃料
が空気と十分に接触するため気化混合が早い。従って、
濃度むらが小さくかつ十分に微粒化した燃料を内燃機関
に供給することができる。
射弁において、噴孔をスリット状とすることにより、偏
平扇状の噴霧を形成するようにしたものがある。特開平
３−７８５６２号公報にはこのような内燃機関用燃料噴
射弁が開示されている。この燃料噴射弁のスリット状噴
孔から噴射された燃料により形成された偏平扇状の噴霧
は、濃度むらが小さく、かつ通常の円錐状の噴霧に比べ
て噴霧の表面積が著しく増加するので、ほぼ全ての燃料
が空気と十分に接触するため気化混合が早い。従って、
濃度むらが小さくかつ十分に微粒化した燃料を内燃機関
に供給することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、スリット状
噴孔においては燃料流量の調整が容易でなく、また偏平
扇状の噴霧の形状がスリット状噴孔の形状どおりになり
難いという問題がある。燃料流量は噴孔の断面積によっ
て変化するので、燃料流量を所望の値に設定するために
はこの噴孔の断面積を正確に設定することが必要であ
る。扇形状のスリット状噴孔を燃料溜に連通するように
形成する場合、燃料溜の底部形状は一般的に半球形状で
あり、噴孔と燃料溜との連通部の面積は、幾何学的に単
純化すれば、曲面と四角錐とが交わる領域の面積と考え
ることができ、スリット状噴孔の位置が僅かに変化した
だけで、燃料溜との連通部の開口断面積が変化してしま
い、所定の燃料噴射量が得られなくなってしまう。ま
た、スリット状噴孔においては、噴霧を偏平扇状とする
ことから、必然的に燃料流れも不均一となり、特に噴孔
の偏平方向側部領域において燃料流れが噴孔形状に沿い
難く、噴霧の扇形状の頂角が噴孔の扇形状の頂角よりも
縮小し易く、また、噴霧の偏平方向側部領域が希薄にな
り易い。
噴孔においては燃料流量の調整が容易でなく、また偏平
扇状の噴霧の形状がスリット状噴孔の形状どおりになり
難いという問題がある。燃料流量は噴孔の断面積によっ
て変化するので、燃料流量を所望の値に設定するために
はこの噴孔の断面積を正確に設定することが必要であ
る。扇形状のスリット状噴孔を燃料溜に連通するように
形成する場合、燃料溜の底部形状は一般的に半球形状で
あり、噴孔と燃料溜との連通部の面積は、幾何学的に単
純化すれば、曲面と四角錐とが交わる領域の面積と考え
ることができ、スリット状噴孔の位置が僅かに変化した
だけで、燃料溜との連通部の開口断面積が変化してしま
い、所定の燃料噴射量が得られなくなってしまう。ま
た、スリット状噴孔においては、噴霧を偏平扇状とする
ことから、必然的に燃料流れも不均一となり、特に噴孔
の偏平方向側部領域において燃料流れが噴孔形状に沿い
難く、噴霧の扇形状の頂角が噴孔の扇形状の頂角よりも
縮小し易く、また、噴霧の偏平方向側部領域が希薄にな
り易い。
【０００４】従って、本発明の目的は、燃料溜と扇形状
のスリット状噴孔との間に断面形状一定の通路部を形成
するとともに、スリット状噴孔の扇形状の頂点を燃料溜
の球面の中心の位置に対して特定の条件に設定すること
により、所定の燃料流量が得られかつ所望の偏平扇状の
噴霧形態を得ることができる内燃機関用燃料噴射弁を提
供することである。
のスリット状噴孔との間に断面形状一定の通路部を形成
するとともに、スリット状噴孔の扇形状の頂点を燃料溜
の球面の中心の位置に対して特定の条件に設定すること
により、所定の燃料流量が得られかつ所望の偏平扇状の
噴霧形態を得ることができる内燃機関用燃料噴射弁を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項１に
記載の内燃機関用燃料噴射弁は、燃料噴射方向に対して
直交する方向に偏平な断面形状を有するとともに偏平方
向の断面が扇形状とされたスリット状噴孔を有する内燃
機関用燃料噴射弁において、前記スリット状噴孔が連通
する半球状の燃料溜と前記スリット状噴孔との間に断面
形状一定の通路部を設けるとともに、前記スリット状噴
孔の扇形状の頂点を、前記燃料溜の球面の中心の位置よ
りも燃料噴射方向の上流側となるようにしたことを特徴
とする。
記載の内燃機関用燃料噴射弁は、燃料噴射方向に対して
直交する方向に偏平な断面形状を有するとともに偏平方
向の断面が扇形状とされたスリット状噴孔を有する内燃
機関用燃料噴射弁において、前記スリット状噴孔が連通
する半球状の燃料溜と前記スリット状噴孔との間に断面
形状一定の通路部を設けるとともに、前記スリット状噴
孔の扇形状の頂点を、前記燃料溜の球面の中心の位置よ
りも燃料噴射方向の上流側となるようにしたことを特徴
とする。
【０００６】また、本発明による請求項２に記載の内燃
機関用燃料噴射弁は、請求項１に記載の内燃機関用燃料
噴射弁において、前記通路部の燃料噴射方向の長さと前
記燃料溜の直径との比が０．２以下とされたことを特徴
とする。
機関用燃料噴射弁は、請求項１に記載の内燃機関用燃料
噴射弁において、前記通路部の燃料噴射方向の長さと前
記燃料溜の直径との比が０．２以下とされたことを特徴
とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態の内燃
機関用燃料噴射弁７が取り付けられた筒内噴射式火花点
火内燃機関を示す概略断面図である。同図において、１
は吸気ポート、２は排気ポートである。吸気ポート１は
吸気弁３を介して、排気ポート２は排気弁４を介して、
それぞれ気筒内へ通じている。５はピストン、５ａはピ
ストン５の頂面に形成された凹状の燃焼室であり、６は
燃焼室上部に配置された点火プラグである。燃料噴射弁
７は、気筒内へ直接的に燃料を噴射するものである。
機関用燃料噴射弁７が取り付けられた筒内噴射式火花点
火内燃機関を示す概略断面図である。同図において、１
は吸気ポート、２は排気ポートである。吸気ポート１は
吸気弁３を介して、排気ポート２は排気弁４を介して、
それぞれ気筒内へ通じている。５はピストン、５ａはピ
ストン５の頂面に形成された凹状の燃焼室であり、６は
燃焼室上部に配置された点火プラグである。燃料噴射弁
７は、気筒内へ直接的に燃料を噴射するものである。
【０００８】図２は燃料噴射弁７の噴孔８近傍における
拡大断面図であり、図３は図２のＡ矢視図である。これ
らの図において、７ａは弁体、７ｂは噴孔８に連通する
燃料溜、７ｃは弁体７ａにより閉鎖可能なノズルシート
部である。弁体７ａが引き上げられている時にだけ、高
圧の燃料がノズルシート部７ｃを介して燃料溜７ｂへ供
給され、燃料溜７ｂ内の燃料圧力が高められて噴孔８か
ら燃料噴射が実施される。
拡大断面図であり、図３は図２のＡ矢視図である。これ
らの図において、７ａは弁体、７ｂは噴孔８に連通する
燃料溜、７ｃは弁体７ａにより閉鎖可能なノズルシート
部である。弁体７ａが引き上げられている時にだけ、高
圧の燃料がノズルシート部７ｃを介して燃料溜７ｂへ供
給され、燃料溜７ｂ内の燃料圧力が高められて噴孔８か
ら燃料噴射が実施される。
【０００９】噴孔８の燃料噴射方向下流端となる外側開
口は偏平断面とされ、高さｈに比較して偏平方向に大き
な幅ｗ１を有する略長方形状のスリット形状を有してい
る。また、噴孔８は、幅方向所定角度で燃料を噴射する
ように、噴孔８の幅が内側つまり燃料噴射方向の上流側
に向かって徐々に狭められた頂角θ１の扇形状とされて
いて、この扇形状の噴孔８の燃料噴射方向上流端も偏平
断面とされ、高さｈ、幅ｗ２を有する略長方形断面とさ
れている。扇形状の幅方向所定角度内の各噴射方向にお
いて、噴孔８の高さは一様となっている。この噴孔８と
燃料溜７ｂとの間には高さｈ、幅ｗ２の長方形断面から
なる通路部９が設けられており、噴孔８の上流に燃料噴
射方向の長さｌに渡り一定の断面形状の燃料通路を形成
している。燃料溜７ｂの底部は直径ｄの半球形状とさ
れ、これにより、燃料溜７ｂ内の燃料圧力は、噴孔８各
部における噴射方向に等しく作用するようになってい
る。また、噴孔８の扇形状の頂点Ｐは燃料溜７ｂの球面
の中心Ｏの位置よりも燃料噴射方向の上流側に偏心量ｂ
だけ離れた位置となるように設定されている。
口は偏平断面とされ、高さｈに比較して偏平方向に大き
な幅ｗ１を有する略長方形状のスリット形状を有してい
る。また、噴孔８は、幅方向所定角度で燃料を噴射する
ように、噴孔８の幅が内側つまり燃料噴射方向の上流側
に向かって徐々に狭められた頂角θ１の扇形状とされて
いて、この扇形状の噴孔８の燃料噴射方向上流端も偏平
断面とされ、高さｈ、幅ｗ２を有する略長方形断面とさ
れている。扇形状の幅方向所定角度内の各噴射方向にお
いて、噴孔８の高さは一様となっている。この噴孔８と
燃料溜７ｂとの間には高さｈ、幅ｗ２の長方形断面から
なる通路部９が設けられており、噴孔８の上流に燃料噴
射方向の長さｌに渡り一定の断面形状の燃料通路を形成
している。燃料溜７ｂの底部は直径ｄの半球形状とさ
れ、これにより、燃料溜７ｂ内の燃料圧力は、噴孔８各
部における噴射方向に等しく作用するようになってい
る。また、噴孔８の扇形状の頂点Ｐは燃料溜７ｂの球面
の中心Ｏの位置よりも燃料噴射方向の上流側に偏心量ｂ
だけ離れた位置となるように設定されている。
【００１０】このように構成された燃料噴射弁７の噴孔
８から噴射される燃料は、噴孔８の高さｈに相当する比
較的厚さの薄い偏平扇形状の噴霧となり、ほぼ全ての燃
料が気筒内の吸気と十分に接触するため、良好に微粒化
する。また、噴孔８の燃料溜７ｂとの連通部に断面形状
一定の通路部９が形成されているため、噴孔８への燃料
流入量はこの通路部９によって規定される。従って、噴
孔８の形成の際、形成位置に誤差が生じて噴孔８と燃料
溜７ｂとの相対位置が変化しても、噴孔８と燃料溜７ｂ
との連通部の面積つまり燃料溜７ｂとの連通部の開口断
面積は常に一定となる。このことから、噴孔８の位置に
誤差が含まれていても燃料噴射量を所定量に維持するこ
とができる。
８から噴射される燃料は、噴孔８の高さｈに相当する比
較的厚さの薄い偏平扇形状の噴霧となり、ほぼ全ての燃
料が気筒内の吸気と十分に接触するため、良好に微粒化
する。また、噴孔８の燃料溜７ｂとの連通部に断面形状
一定の通路部９が形成されているため、噴孔８への燃料
流入量はこの通路部９によって規定される。従って、噴
孔８の形成の際、形成位置に誤差が生じて噴孔８と燃料
溜７ｂとの相対位置が変化しても、噴孔８と燃料溜７ｂ
との連通部の面積つまり燃料溜７ｂとの連通部の開口断
面積は常に一定となる。このことから、噴孔８の位置に
誤差が含まれていても燃料噴射量を所定量に維持するこ
とができる。
【００１１】また、噴孔８を扇形状としているので、噴
孔８側部の燃料流れが円滑となり、偏平扇形状に噴射さ
れた燃料噴霧の形状が安定するが、この噴孔８の扇形状
の頂点Ｐを、燃料溜７ｂの球面の中心Ｏの位置よりも燃
料噴射方向の上流側に偏心量ｂだけ偏心した位置となる
ように設定している。燃料溜７ｂから噴孔８内への燃料
流入は、模式的にはこの燃料溜７ｂの球面の中心Ｏを中
心とする放射状の流れからなる主流と、燃料溜７ｂの球
面に沿う偏平方向流つまり幅方向流との合成流と考える
ことができる。従って、噴孔８の扇形状に対する燃料溜
７ｂの球面の中心Ｏの位置が変化すると、噴孔８内への
燃料流入方向が変化するため、形成される噴霧の形状に
大きく影響する。
孔８側部の燃料流れが円滑となり、偏平扇形状に噴射さ
れた燃料噴霧の形状が安定するが、この噴孔８の扇形状
の頂点Ｐを、燃料溜７ｂの球面の中心Ｏの位置よりも燃
料噴射方向の上流側に偏心量ｂだけ偏心した位置となる
ように設定している。燃料溜７ｂから噴孔８内への燃料
流入は、模式的にはこの燃料溜７ｂの球面の中心Ｏを中
心とする放射状の流れからなる主流と、燃料溜７ｂの球
面に沿う偏平方向流つまり幅方向流との合成流と考える
ことができる。従って、噴孔８の扇形状に対する燃料溜
７ｂの球面の中心Ｏの位置が変化すると、噴孔８内への
燃料流入方向が変化するため、形成される噴霧の形状に
大きく影響する。
【００１２】図４は噴孔８の扇形状に対する燃料溜７ｂ
の球面の中心Ｏの位置と形成される噴霧の形状との関係
を示す線図であり、横軸は噴孔８の扇形状の頂点Ｐが燃
料溜７ｂの球面の中心Ｏの位置から燃料噴射方向の上流
側に偏心する偏心量ｂであり、縦軸は、大気圧下におい
て実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２と噴孔８の扇
形状の頂角θ１との比である。図５に示すように、実際
に形成される扇形状の噴霧の頂角θ２は噴孔８の扇形状
の頂角θ１よりも小さくなる傾向があり、大気圧下にお
いて実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２と噴孔８の
扇形状の頂角θ１の比、つまりθ２／θ１が図４の線図
における縦軸であり、この比は実際に形成される噴霧の
頂角θ２の噴孔８の頂角θ１への近似率とも言える。図
４の線図中のデータは、通路部長さｌを０．１ｍｍ、噴
孔８の扇形状の頂角θ１を７０°と一定にし、燃料溜７
ｂの直径ｄを変化させることにより、燃料噴射量を一定
に維持して前記偏心量ｂを変化させた結果である。この
噴孔８の扇形状の頂点Ｐが燃料溜７ｂの球面の中心Ｏの
位置から燃料噴射方向の上流側に偏心する偏心量ｂに関
わらず、偏平扇状の噴霧の形成は可能であるが、この偏
心量ｂによって、実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ
２と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比θ２／θ１は大き
く変化する。つまり、偏心量ｂが小さくなるにつれて、
実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２は相対的に小さ
くなり、噴孔形状に対する近似率が低下し、逆に、上記
の偏心量ｂが大きくなると噴孔形状に対する近似率は高
くなる。これは、上記偏心量ｂが大きくなることによっ
て、噴孔８内への燃料流入の主流のうち、噴孔８の幅方
向つまり両側部方向へ向かう主流が増加するためと考え
られる。従って、噴孔８の扇形状の頂点Ｐが燃料溜７ｂ
の球面の中心Ｏの位置から燃料噴射方向の上流側に偏心
する偏心量ｂが大きくなると、実際に形成される噴霧の
噴孔形状に対する近似率が高まるとともに、噴孔８両側
部における燃料の流れが強められるので、噴霧の偏平方
向側部領域における混合気の希薄化も低減される。
の球面の中心Ｏの位置と形成される噴霧の形状との関係
を示す線図であり、横軸は噴孔８の扇形状の頂点Ｐが燃
料溜７ｂの球面の中心Ｏの位置から燃料噴射方向の上流
側に偏心する偏心量ｂであり、縦軸は、大気圧下におい
て実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２と噴孔８の扇
形状の頂角θ１との比である。図５に示すように、実際
に形成される扇形状の噴霧の頂角θ２は噴孔８の扇形状
の頂角θ１よりも小さくなる傾向があり、大気圧下にお
いて実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２と噴孔８の
扇形状の頂角θ１の比、つまりθ２／θ１が図４の線図
における縦軸であり、この比は実際に形成される噴霧の
頂角θ２の噴孔８の頂角θ１への近似率とも言える。図
４の線図中のデータは、通路部長さｌを０．１ｍｍ、噴
孔８の扇形状の頂角θ１を７０°と一定にし、燃料溜７
ｂの直径ｄを変化させることにより、燃料噴射量を一定
に維持して前記偏心量ｂを変化させた結果である。この
噴孔８の扇形状の頂点Ｐが燃料溜７ｂの球面の中心Ｏの
位置から燃料噴射方向の上流側に偏心する偏心量ｂに関
わらず、偏平扇状の噴霧の形成は可能であるが、この偏
心量ｂによって、実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ
２と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比θ２／θ１は大き
く変化する。つまり、偏心量ｂが小さくなるにつれて、
実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２は相対的に小さ
くなり、噴孔形状に対する近似率が低下し、逆に、上記
の偏心量ｂが大きくなると噴孔形状に対する近似率は高
くなる。これは、上記偏心量ｂが大きくなることによっ
て、噴孔８内への燃料流入の主流のうち、噴孔８の幅方
向つまり両側部方向へ向かう主流が増加するためと考え
られる。従って、噴孔８の扇形状の頂点Ｐが燃料溜７ｂ
の球面の中心Ｏの位置から燃料噴射方向の上流側に偏心
する偏心量ｂが大きくなると、実際に形成される噴霧の
噴孔形状に対する近似率が高まるとともに、噴孔８両側
部における燃料の流れが強められるので、噴霧の偏平方
向側部領域における混合気の希薄化も低減される。
【００１３】また、この大気圧下で実際に形成される扇
形状噴霧の頂角θ２と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比
は、一方で、背圧による噴霧形状の変化にも関係してい
る。図６はこの背圧による噴霧形状の変化を示す線図で
あり、横軸が大気圧下で実際に形成される扇形状噴霧の
頂角θ２と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比θ２／θ１
であり、縦軸が高圧下、具体的には０．４ＭＰａの背圧
下での噴霧頂角と大気圧下での噴霧頂角の比Ｒである。
噴霧の頂角つまり広がり角は背圧の上昇により減少し、
噴霧が縮小するということは既に知られており、上記の
比Ｒは噴霧の縮小率の逆数となる。この背圧上昇による
噴霧頂角の減少割合は、図６に示すように、大気圧下で
実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２と噴孔８の扇形
状の頂角θ１との比θ２／θ１に相関が見られる。つま
り、大気圧下で実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２
と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比θ２／θ１が小さ
く、噴孔８の扇形状の頂角θ１よりも大気圧下で実際に
形成される扇形状噴霧の頂角θ２が小さい燃料噴射弁７
においては、背圧上昇による噴霧頂角の縮小が著しい。
これは、噴孔８の幅方向つまり両側部方向へ向かう主流
が少ないことがその要因であると考えられる。燃料筒内
噴射式火花点火内燃機関においては、吸気行程において
気筒内に均一混合気を形成する際は噴霧頂角が大きく、
圧縮行程において燃焼室内に成層混合気を形成する際に
は噴霧頂角が適度に縮小するのが好都合である。しかし
ながら、圧縮行程つまり高背圧下で噴霧頂角が著しく縮
小してしまうと、燃料が集中しすぎて気化が不十分とな
ってしまうため好ましくない。
形状噴霧の頂角θ２と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比
は、一方で、背圧による噴霧形状の変化にも関係してい
る。図６はこの背圧による噴霧形状の変化を示す線図で
あり、横軸が大気圧下で実際に形成される扇形状噴霧の
頂角θ２と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比θ２／θ１
であり、縦軸が高圧下、具体的には０．４ＭＰａの背圧
下での噴霧頂角と大気圧下での噴霧頂角の比Ｒである。
噴霧の頂角つまり広がり角は背圧の上昇により減少し、
噴霧が縮小するということは既に知られており、上記の
比Ｒは噴霧の縮小率の逆数となる。この背圧上昇による
噴霧頂角の減少割合は、図６に示すように、大気圧下で
実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２と噴孔８の扇形
状の頂角θ１との比θ２／θ１に相関が見られる。つま
り、大気圧下で実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２
と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比θ２／θ１が小さ
く、噴孔８の扇形状の頂角θ１よりも大気圧下で実際に
形成される扇形状噴霧の頂角θ２が小さい燃料噴射弁７
においては、背圧上昇による噴霧頂角の縮小が著しい。
これは、噴孔８の幅方向つまり両側部方向へ向かう主流
が少ないことがその要因であると考えられる。燃料筒内
噴射式火花点火内燃機関においては、吸気行程において
気筒内に均一混合気を形成する際は噴霧頂角が大きく、
圧縮行程において燃焼室内に成層混合気を形成する際に
は噴霧頂角が適度に縮小するのが好都合である。しかし
ながら、圧縮行程つまり高背圧下で噴霧頂角が著しく縮
小してしまうと、燃料が集中しすぎて気化が不十分とな
ってしまうため好ましくない。
【００１４】そこで、本実施形態では噴孔８の扇形状の
頂点Ｐを燃料溜７ｂの球面の中心Ｏの位置よりも燃料噴
射方向の上流側となるように設定している。このことに
より、高背圧下での著しい噴霧頂角の縮小を生じること
なく、噴孔８の扇形状の頂角に近似した頂角の偏平扇形
状噴霧を得ることができる。噴孔８の扇形状の頂点Ｐが
燃料溜７ｂの球面の中心Ｏの位置から燃料噴射方向の上
流側に偏心する偏心量ｂを増加させてゆくと、それに応
じて、実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２と噴孔８
の扇形状の頂角θ１との比θ２／θ１も１に近づくが、
噴孔８の扇形状の頂点Ｐが燃料溜７ｂの球面の中心Ｏの
位置から燃料噴射方向の上流側に偏心する偏心量ｂを
０．２ｍｍ以上とすれば、さらに実際に形成される扇形
状噴霧の頂角θ２を噴孔８の扇形状の頂角θ１に近づけ
ることができるとともに、偏心量ｂ自体の変化に対する
実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２と噴孔８の扇形
状の頂角θ１との比との変化が相対的に小さくなるの
で、偏心量ｂの形成誤差による影響も軽減でき、より設
定どおりの噴霧を形成することができる。
頂点Ｐを燃料溜７ｂの球面の中心Ｏの位置よりも燃料噴
射方向の上流側となるように設定している。このことに
より、高背圧下での著しい噴霧頂角の縮小を生じること
なく、噴孔８の扇形状の頂角に近似した頂角の偏平扇形
状噴霧を得ることができる。噴孔８の扇形状の頂点Ｐが
燃料溜７ｂの球面の中心Ｏの位置から燃料噴射方向の上
流側に偏心する偏心量ｂを増加させてゆくと、それに応
じて、実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２と噴孔８
の扇形状の頂角θ１との比θ２／θ１も１に近づくが、
噴孔８の扇形状の頂点Ｐが燃料溜７ｂの球面の中心Ｏの
位置から燃料噴射方向の上流側に偏心する偏心量ｂを
０．２ｍｍ以上とすれば、さらに実際に形成される扇形
状噴霧の頂角θ２を噴孔８の扇形状の頂角θ１に近づけ
ることができるとともに、偏心量ｂ自体の変化に対する
実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ２と噴孔８の扇形
状の頂角θ１との比との変化が相対的に小さくなるの
で、偏心量ｂの形成誤差による影響も軽減でき、より設
定どおりの噴霧を形成することができる。
【００１５】また、図７は通路部長さｌと燃料溜７ｂの
直径ｄの比と、大気圧下で実際に形成される扇形状噴霧
の頂角θ２と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比との関係
を示す線図である。ここでは、前記の偏心量ｂを０．２
ｍｍ、噴孔８の扇形状の頂角θ１を５０°と一定にし、
通路部長さｌを変化させた結果である。通路部長さｌと
燃料溜７ｂの直径ｄの比ｌ／ｄが小さくなるにつれて、
大気圧下における実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ
２と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比θ２／θ１は１に
近づき、ｌ／ｄをより小さく設定することが設定どおり
の噴霧形状を得ることにつながることがわかる。ここ
で、ｌ／ｄが０．２以下ではｌ／ｄの変化に対するθ２
／θ１の変化が相対的に小さくなっている。これは燃料
溜７ｂの直径ｄとの相対的な関係において、実質的に通
路部９の長さｌが無視できる程度に小さい状態となって
いるためであると考えられる。従って、ｌ／ｄを０．２
以下に設定しておけば、より一層、噴孔８の扇形状の頂
角θ１に近い頂角の噴霧を得ることができるとともに、
ｌ／ｄの変化に対するθ２／θ１の変化が相対的に小さ
くなるので、ｌ／ｄの形成誤差による影響も軽減でき、
より設定どおりの噴霧を形成することができる。
直径ｄの比と、大気圧下で実際に形成される扇形状噴霧
の頂角θ２と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比との関係
を示す線図である。ここでは、前記の偏心量ｂを０．２
ｍｍ、噴孔８の扇形状の頂角θ１を５０°と一定にし、
通路部長さｌを変化させた結果である。通路部長さｌと
燃料溜７ｂの直径ｄの比ｌ／ｄが小さくなるにつれて、
大気圧下における実際に形成される扇形状噴霧の頂角θ
２と噴孔８の扇形状の頂角θ１との比θ２／θ１は１に
近づき、ｌ／ｄをより小さく設定することが設定どおり
の噴霧形状を得ることにつながることがわかる。ここ
で、ｌ／ｄが０．２以下ではｌ／ｄの変化に対するθ２
／θ１の変化が相対的に小さくなっている。これは燃料
溜７ｂの直径ｄとの相対的な関係において、実質的に通
路部９の長さｌが無視できる程度に小さい状態となって
いるためであると考えられる。従って、ｌ／ｄを０．２
以下に設定しておけば、より一層、噴孔８の扇形状の頂
角θ１に近い頂角の噴霧を得ることができるとともに、
ｌ／ｄの変化に対するθ２／θ１の変化が相対的に小さ
くなるので、ｌ／ｄの形成誤差による影響も軽減でき、
より設定どおりの噴霧を形成することができる。
【００１６】この燃料噴射弁７を図１のように筒内噴射
式火花点火内燃機関に使用すれば、成層燃焼のための圧
縮行程噴射において、ピストン５頂面の燃焼室５ａ内に
向けて十分に霧化した濃度ばらつきの少ない所定量の燃
料噴霧を供給することができ、成層燃焼をより安定なも
のとすることができる。また、燃料噴霧の厚さが薄いた
め、噴射した燃料の燃焼室内への導入割合を高めること
ができ、これにより比較的多量の燃料を燃焼室内に導入
できるため、成層燃焼領域を高負荷側へ拡大することが
できる。
式火花点火内燃機関に使用すれば、成層燃焼のための圧
縮行程噴射において、ピストン５頂面の燃焼室５ａ内に
向けて十分に霧化した濃度ばらつきの少ない所定量の燃
料噴霧を供給することができ、成層燃焼をより安定なも
のとすることができる。また、燃料噴霧の厚さが薄いた
め、噴射した燃料の燃焼室内への導入割合を高めること
ができ、これにより比較的多量の燃料を燃焼室内に導入
できるため、成層燃焼領域を高負荷側へ拡大することが
できる。
【００１７】
【発明の効果】このように、燃料溜とスリット状噴孔と
の間に断面形状一定の通路部を設けるとともに、スリッ
ト状噴孔の扇形状の頂点を燃料溜の球面の中心の位置よ
りも燃料噴射方向の上流側となるようにした本発明によ
る内燃機関用燃料噴射弁によれば、噴孔の形成位置にず
れがあっても、噴孔と燃料溜との連通部の開口断面積が
常に一定となり、燃料噴射量を所定量に維持することが
できる。さらに、噴孔の扇形状への近似率の高い燃料噴
霧が得られ、均一な濃度で所望の偏平扇状の燃料噴霧を
形成することができる。
の間に断面形状一定の通路部を設けるとともに、スリッ
ト状噴孔の扇形状の頂点を燃料溜の球面の中心の位置よ
りも燃料噴射方向の上流側となるようにした本発明によ
る内燃機関用燃料噴射弁によれば、噴孔の形成位置にず
れがあっても、噴孔と燃料溜との連通部の開口断面積が
常に一定となり、燃料噴射量を所定量に維持することが
できる。さらに、噴孔の扇形状への近似率の高い燃料噴
霧が得られ、均一な濃度で所望の偏平扇状の燃料噴霧を
形成することができる。
【図１】本発明の実施形態の内燃機関用燃料噴射弁が取
り付けられた筒内噴射式火花点火内燃機関を示す概略断
面図である。
り付けられた筒内噴射式火花点火内燃機関を示す概略断
面図である。
【図２】図１の燃料噴射弁の噴孔近傍における拡大断面
図である。
図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】噴孔の扇形状の頂点位置と燃料溜の球面の中心
位置の偏心量と噴霧形状の関係（近似率）を示す線図で
ある。
位置の偏心量と噴霧形状の関係（近似率）を示す線図で
ある。
【図５】噴霧の頂角と噴孔の扇形状の頂角との関係の説
明図である。
明図である。
【図６】背圧による噴霧形状の変化の関係を示す線図で
ある。
ある。
【図７】通路部長さと燃料溜の直径の比と噴霧の頂角と
噴孔の扇形状の頂角の比との関係を示す線図である。
噴孔の扇形状の頂角の比との関係を示す線図である。
１…吸気ポート
２…排気ポート
３…吸気弁
４…排気弁
５…ピストン
５ａ…燃焼室
６…点火栓
７…燃料噴射弁
７ａ…弁体
７ｂ…燃料溜
７ｃ…ノズルシート部
８…噴孔
９…通路部
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料噴射方向に対して直交する方向に偏
平な断面形状を有するとともに偏平方向の断面が扇形状
とされたスリット状噴孔を有する内燃機関用燃料噴射弁
において、前記スリット状噴孔が連通する半球状の燃料
溜と前記スリット状噴孔との間に断面形状一定の通路部
を設けるとともに、前記スリット状噴孔の扇形状の頂点
を、前記燃料溜の球面の中心の位置よりも燃料噴射方向
の上流側となるようにしたことを特徴とする内燃機関用
燃料噴射弁。 - 【請求項２】 前記通路部の燃料噴射方向の長さと前記
燃料溜の直径との比が０．２以下とされたことを特徴と
する請求項１に記載の内燃機関用燃料噴射弁。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14808098A JP3402199B2 (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 内燃機関用燃料噴射弁 |
| KR1019980047348A KR100311923B1 (ko) | 1998-05-28 | 1998-11-05 | 내연기관용연료분사밸브 |
| US09/294,050 US6142392A (en) | 1998-05-28 | 1999-04-19 | Fuel injector for an internal combustion engine |
| EP99108365A EP0961026B1 (en) | 1998-05-28 | 1999-04-28 | A fuel injector for an internal combustion engine |
| ES99108365T ES2197541T3 (es) | 1998-05-28 | 1999-04-28 | Un inyector de combustible para un motor de combustion interna. |
| DE69909373T DE69909373T2 (de) | 1998-05-28 | 1999-04-28 | Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine |
| CA002271503A CA2271503C (en) | 1998-05-28 | 1999-05-11 | A fuel injector for an internal combustion engine |
| CN99106917A CN1114759C (zh) | 1998-05-28 | 1999-05-27 | 一种内燃机用的燃料喷射器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14808098A JP3402199B2 (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 内燃機関用燃料噴射弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11343947A JPH11343947A (ja) | 1999-12-14 |
| JP3402199B2 true JP3402199B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=15444789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14808098A Expired - Lifetime JP3402199B2 (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 内燃機関用燃料噴射弁 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6142392A (ja) |
| EP (1) | EP0961026B1 (ja) |
| JP (1) | JP3402199B2 (ja) |
| KR (1) | KR100311923B1 (ja) |
| CN (1) | CN1114759C (ja) |
| CA (1) | CA2271503C (ja) |
| DE (1) | DE69909373T2 (ja) |
| ES (1) | ES2197541T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007032367A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Toyota Motor Corp | 燃料噴射弁 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19937961A1 (de) | 1999-08-11 | 2001-02-15 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zur Herstellung von Austrittsöffnungen an Ventilen |
| JP2005201097A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Toyota Motor Corp | 筒内噴射式内燃機関 |
| US7793859B2 (en) * | 2006-04-11 | 2010-09-14 | Stone & Webster Process Technology, Inc. | Fluidized catalytic cracking feed nozzle |
| JP4735467B2 (ja) * | 2006-08-08 | 2011-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料噴射装置及び内燃機関 |
| US7572997B2 (en) * | 2007-02-28 | 2009-08-11 | Caterpillar Inc. | EDM process for manufacturing reverse tapered holes |
| DE102011089240A1 (de) * | 2011-12-20 | 2013-06-20 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zur Ausformung von Abspritzöffnungen |
| US9546633B2 (en) * | 2012-03-30 | 2017-01-17 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Nozzle for skewed fuel injection |
| US10808668B2 (en) * | 2018-10-02 | 2020-10-20 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for a fuel injector |
| JP7419997B2 (ja) * | 2020-07-14 | 2024-01-23 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
| CN115355081B (zh) * | 2022-10-14 | 2023-03-21 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种预燃室及缸盖 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR446892A (fr) * | 1912-08-03 | 1912-12-17 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Dispositif pour l'admission du combustible dans les moteurs à combustion interne |
| FR82772E (fr) * | 1960-10-28 | 1964-04-17 | Webasto Werk Baier Kg W | Dispositif d'ouverture et de fermeture de toits coulissants notamment pour véhicules ainsi que les véhicules munis de ce dispositif |
| JPS5987271A (ja) * | 1982-11-09 | 1984-05-19 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | デイ−ゼル機関用燃料噴射弁 |
| JPS61118556A (ja) * | 1984-11-14 | 1986-06-05 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 間欠式渦巻噴射弁 |
| JP2609929B2 (ja) * | 1989-08-21 | 1997-05-14 | 株式会社豊田中央研究所 | 燃料噴射弁 |
| JP3052525B2 (ja) * | 1992-01-30 | 2000-06-12 | 株式会社日立製作所 | 電磁式燃料噴射弁の加工方法 |
| DE4203343C1 (en) * | 1992-02-06 | 1993-05-19 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | IC engine fuel injection nozzle - has combustion chamber facing openings or spray holes coverable by peripheral closure wall parts |
| US5353992A (en) * | 1993-08-30 | 1994-10-11 | Chrysler Corporation | Multi-hole injector nozzle tip with low hydraulic plume penetration and large cloud-forming properties |
| JPH09126095A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-05-13 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 燃料噴射弁 |
| JP3323429B2 (ja) * | 1997-11-19 | 2002-09-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関用燃料噴射弁 |
| JP3334862B2 (ja) * | 1998-04-20 | 2002-10-15 | 愛三工業株式会社 | 燃料噴射ノズル |
-
1998
- 1998-05-28 JP JP14808098A patent/JP3402199B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-05 KR KR1019980047348A patent/KR100311923B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-04-19 US US09/294,050 patent/US6142392A/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-28 ES ES99108365T patent/ES2197541T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-28 EP EP99108365A patent/EP0961026B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-28 DE DE69909373T patent/DE69909373T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-05-11 CA CA002271503A patent/CA2271503C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-27 CN CN99106917A patent/CN1114759C/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2007032367A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Toyota Motor Corp | 燃料噴射弁 |
| JP4517968B2 (ja) * | 2005-07-25 | 2010-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料噴射弁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1243197A (zh) | 2000-02-02 |
| CN1114759C (zh) | 2003-07-16 |
| CA2271503C (en) | 2003-09-16 |
| KR100311923B1 (ko) | 2002-02-19 |
| CA2271503A1 (en) | 1999-11-28 |
| JPH11343947A (ja) | 1999-12-14 |
| DE69909373D1 (de) | 2003-08-14 |
| EP0961026A1 (en) | 1999-12-01 |
| US6142392A (en) | 2000-11-07 |
| DE69909373T2 (de) | 2004-05-27 |
| KR19990086996A (ko) | 1999-12-15 |
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