JP6673146B2 - Fuel injection valve - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関において燃料を噴射する燃料噴射弁に関するものである。   The present invention relates to a fuel injection valve that injects fuel in an internal combustion engine.

この種の燃料噴射弁として、例えば特許文献１に記載された燃料噴射弁が従来から知られている。この特許文献１に記載された燃料噴射弁には、燃料噴射ポンプにより加圧された燃料が供給される。特許文献１の燃料噴射弁は、噴孔が形成されたノズルボデーを有し、その噴孔から燃料を霧状にして噴射する。   As this kind of fuel injection valve, for example, a fuel injection valve described in Patent Literature 1 is conventionally known. Fuel pressurized by a fuel injection pump is supplied to the fuel injection valve described in Patent Document 1. The fuel injection valve disclosed in Patent Literature 1 has a nozzle body having an injection hole, and injects fuel from the injection hole in a mist state.

そして、そのノズルボデーの内側には、テーパ状のボデーシート面からサック周壁面にかけて設けられた窪みであるボデー溝部が形成されている。そのボデー溝部は、ボデーシート面のうちニードル弁体が接離するボデーシート部よりも燃料流れ下流側に設けられ、噴孔の入口側開口部まで延びてその噴孔に接続されている。   Inside the nozzle body, there is formed a body groove portion which is a depression provided from the tapered body sheet surface to the sac peripheral wall surface. The body groove is provided downstream of the body seat where the needle valve body comes into contact with and separates from the body seat surface, extends to the inlet side opening of the injection hole, and is connected to the injection hole.

このボデー溝部が形成されていることにより、噴孔に流入する燃料流れがスムーズになる。その結果、その燃料流れでの流量係数を増加させることで、ペネトレーションを大きくすることが可能である。例えばこれにより、スモークを低減することができる。   Due to the formation of the body groove, the flow of fuel flowing into the injection hole becomes smooth. As a result, it is possible to increase the penetration by increasing the flow coefficient in the fuel flow. For example, this can reduce smoke.

特開２０１３−７９６２９号公報JP 2013-79629 A

例えばディーゼルエンジンにおいて、従来、高負荷運転時には燃焼室内の空気流動を活用し噴霧を拡散させることで、排気ガスのスモークは低減されていた。しかし、近年、燃費規制の強化により、低負荷運転時には、燃費低減を狙った冷却損失の低減が求められている。そのため、燃焼室形状は空気流動の小さい大径浅皿化が進んでいる。   For example, in a diesel engine, the smoke of exhaust gas has been reduced by utilizing the air flow in the combustion chamber to diffuse the spray during high load operation. However, in recent years, due to stricter fuel efficiency regulations, a reduction in cooling loss aimed at reducing fuel efficiency during low load operation has been demanded. For this reason, the shape of the combustion chamber has been reduced to a large-diameter shallow dish with small air flow.

しかし、燃焼室内での空気流動の低下は、高負荷時におけるスモークの増加に繋がる。そこで、燃料の噴霧自身で流動を高めるため、ペネトレーションを大きくする必要がある。   However, a decrease in the air flow in the combustion chamber leads to an increase in smoke at a high load. Therefore, in order to increase the flow by the fuel spray itself, it is necessary to increase the penetration.

これに対し、特許文献１の燃料噴射弁では、確かに、噴孔に流入する燃料流れをスムーズにすることでペネトレーションを大きくすることは可能であると思われる。しかしながら、ボデー溝部内に燃料を流通させることで上記燃料流れがスムーズになっていることから、ボデー溝部は、或る程度の大きさの容積を備えている。そして、ニードル弁体に対し燃料流れ下流側に形成される燃料流路の容積であるサック内容積は、サック部の容積にボデー溝部の容積を加えた大きさになる。すなわち、大きな窪みであるボデー溝部が設けられたことによりサック内容積が増大している。   On the other hand, in the fuel injection valve of Patent Document 1, it is considered that it is possible to increase the penetration by making the flow of fuel flowing into the injection hole smooth. However, since the fuel flow is smooth by flowing the fuel in the body groove, the body groove has a certain volume. The sac internal volume, which is the volume of the fuel flow path formed on the downstream side of the fuel flow with respect to the needle valve body, has a size obtained by adding the volume of the body groove to the volume of the sack. That is, the inside volume of the sack is increased due to the provision of the body groove which is a large depression.

従って、特許文献１の燃料噴射弁では、ボデー溝部が設けられたことに起因して、ニードル弁体の閉弁後に慣性力によって噴孔出口から吐出される未燃燃料量が増加し、排気ガスを構成する炭化水素が増加する可能性がある。このようなことから、ペネトレーションを大きくするためには、特許文献１の燃料噴射弁とは別の構成を案出する必要があった。発明者らの詳細な検討の結果、以上のようなことが見出された。   Therefore, in the fuel injection valve of Patent Document 1, the amount of unburned fuel discharged from the injection hole outlet by inertia after the closing of the needle valve body increases due to the provision of the body groove, and the exhaust gas May increase. For this reason, in order to increase the penetration, it is necessary to devise a configuration different from the fuel injection valve of Patent Document 1. As a result of detailed studies by the inventors, the above has been found.

本発明は上記点に鑑みて、リブレット効果によりペネトレーションを大きくすることが可能な燃料噴射弁を提供することを目的とする。   In view of the above, it is an object of the present invention to provide a fuel injection valve capable of increasing the penetration by a riblet effect.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る燃料噴射弁は、
燃料を噴射する燃料噴射弁であって、
ボデーシート面（１６）を有し、そのボデーシート面に対し燃料流れ下流側に設けられたサック室（２０）、および、そのサック室と外部とを連通し燃料の噴出口となる噴孔（１８）が形成されたノズルボデー（１４）と、
ボデーシート面に対して接離し、そのボデーシート面に対して接触することによりサック室への燃料流入を遮断する弁体（１２）とを備え、
ノズルボデーは噴孔の噴孔内壁面（１８１）を有し、その噴孔内壁面には、噴孔の軸方向（ＤＲｈ）へ延びる複数の噴孔溝（１８１ａ）が形成されており、
ボデーシート面はテーパ形状を成し、そのボデーシート面の一部である接触部（１６１）にて弁体に接触し、
ボデーシート面のうち接触部よりも燃料流れ下流側の部位には、ボデーシート面の軸方向（ＤＲｖ）へ延びる複数のシート溝（１６ａ）が形成されている。
In order to achieve the above object, a fuel injection valve according to the first aspect of the present invention is provided.
A fuel injection valve for injecting fuel,
A suck chamber (20) having a body seat surface (16) and provided on the downstream side of the fuel flow with respect to the body seat surface, and an injection hole (40) communicating the suck chamber with the outside and serving as a fuel injection port ( A nozzle body (14) in which 18) is formed,
A valve body (12) that comes into contact with and separates from the body seat surface and contacts the body seat surface to shut off fuel inflow to the sack chamber;
The nozzle body has a nozzle hole inner wall surface (181) of the nozzle hole, and a plurality of nozzle hole grooves (181a) extending in the axial direction (DRh) of the nozzle hole are formed on the nozzle hole inner wall surface .
The body seat surface has a tapered shape, and comes into contact with the valve body at a contact portion (161) that is a part of the body seat surface,
A plurality of sheet grooves (16a) extending in the axial direction (DRv) of the body sheet surface are formed at a portion of the body sheet surface downstream of the contact portion with respect to the fuel flow .

上述のように、噴孔の噴孔内壁面には、その噴孔の軸方向へ延びる複数の噴孔溝が形成されている。従って、燃料が噴孔を通って噴射される際に、その噴孔溝によってリブレット効果を生じさせ、噴孔内で燃料に働く摩擦の摩擦係数をそのリブレット効果により低減することが可能である。そして、その燃料に働く摩擦の低減により、ペネトレーションを大きくすることが可能である。   As described above, a plurality of injection hole grooves extending in the axial direction of the injection hole are formed on the injection hole inner wall surface of the injection hole. Therefore, when the fuel is injected through the injection hole, a riblet effect is generated by the injection hole groove, and the friction coefficient of the friction acting on the fuel in the injection hole can be reduced by the riblet effect. Then, it is possible to increase the penetration by reducing the friction acting on the fuel.

また、リブレット効果を生じさせる噴孔溝は、噴孔の容積に影響しない程度の微細な溝であるので、閉弁後に慣性力によって噴孔出口から吐出される未燃燃料量が噴孔溝に起因して増加することを回避することが可能である。   In addition, since the injection hole groove that causes the riblet effect is a fine groove that does not affect the volume of the injection hole, the amount of unburned fuel discharged from the injection hole outlet by inertia after closing the valve is reduced to the injection hole groove. It is possible to avoid the increase due to.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。   Each symbol in the claims and parentheses described in this section is an example showing a correspondence relationship with specific contents described in the embodiment described later.

第１実施形態において、燃料噴射弁のノズル先端部分を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a nozzle tip portion of the fuel injection valve in the first embodiment. 第１実施形態において図１のII部分を拡大した斜視図であって、燃料噴射弁の噴孔出口を表した図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion II in FIG. 1 in the first embodiment, and is a diagram illustrating an injection hole outlet of a fuel injection valve. 第１実施形態において図１のIII−III断面を示した断面図であるFIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along line III-III of FIG. 1 in the first embodiment. 第１実施形態において図３のIV部分を拡大した図であって、噴孔溝を示した詳細図である。It is the figure which expanded IV part of FIG. 3 in 1st Embodiment, and is the detailed view which showed the injection hole groove. 第１実施形態の燃料噴射弁と第１比較例の燃料噴射弁とのそれぞれで行った燃料噴射実験の実験結果において、燃料噴射時間とペネトレーションとの関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between fuel injection time and penetration in experimental results of a fuel injection experiment performed on each of the fuel injection valve of the first embodiment and the fuel injection valve of the first comparative example. 第１実施形態の燃料噴射弁と第１比較例の燃料噴射弁とのそれぞれで行った燃料噴射実験の実験結果において、燃料噴射時間を０．３ｍｓとして１つの噴孔から噴射された燃料の噴霧形状を表した図である。In the experimental results of the fuel injection experiment performed on each of the fuel injection valve of the first embodiment and the fuel injection valve of the first comparative example, it was found that the fuel injection time was 0.3 ms, and that the fuel injection time was 0.3 ms. It is a figure showing the shape. 第２実施形態において、燃料噴射弁のノズル先端部分を示した断面図であって、第１実施形態の図１に相当する図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a nozzle tip portion of a fuel injection valve according to a second embodiment, and is a view corresponding to FIG. 1 of the first embodiment. 第２実施形態において図７のVIII−VIII断面を示した断面図であって、第１実施形態の図３に相当する図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a VIII-VIII cross section of FIG. 7 in the second embodiment, and is a view corresponding to FIG. 3 of the first embodiment. 第２実施形態において図８のIX部分を拡大してシート溝を示した詳細図であって、第１実施形態の図４に相当する図である。FIG. 9 is a detailed view illustrating a seat groove by enlarging a portion IX of FIG. 8 in the second embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 4 of the first embodiment. 第２実施形態の燃料噴射弁と第２比較例の燃料噴射弁とのそれぞれで行った燃料噴射実験の実験結果において、燃料噴射時間と単位時間当たりの燃料噴射量との関係を示した図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a fuel injection time and a fuel injection amount per unit time in an experimental result of a fuel injection experiment performed on each of the fuel injection valve of the second embodiment and the fuel injection valve of the second comparative example. is there.

以下、図面を参照しながら、本発明の各実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent are denoted by the same reference numerals in the drawings.

（第１実施形態）
本実施形態の燃料噴射弁１０は、図示しない多気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、エンジンという）の各気筒毎に搭載されて、高圧の燃料をエンジンの各気筒の燃焼室内に直接噴射するものである。本実施形態の燃料噴射弁１０が噴射する燃料は具体的には軽油である。 (1st Embodiment)
The fuel injection valve 10 of this embodiment is mounted for each cylinder of an internal combustion engine (hereinafter, referred to as an engine) such as a multi-cylinder diesel engine (not shown), and directly injects high-pressure fuel into the combustion chamber of each cylinder of the engine. Things. The fuel injected by the fuel injection valve 10 of the present embodiment is specifically light oil.

図１に示すように、この燃料噴射弁１０は、略円柱状のニードル弁体１２（以下、弁体１２という）と、この弁体１２を内部に収容する略円筒状のノズルボデー１４とを備えている。   As shown in FIG. 1, the fuel injection valve 10 includes a substantially cylindrical needle valve body 12 (hereinafter, referred to as a valve body 12), and a substantially cylindrical nozzle body 14 that accommodates the valve body 12 therein. ing.

その弁体１２は、ノズルボデー１４に摺動自在に保持されている。そして、弁体１２は、弁体１２およびノズルボデー１４の軸線ＣＬｖの軸方向ＤＲｖすなわち弁軸線方向ＤＲｖに沿って、ノズルボデー１４内で往復動するようになっている。なお、図１では紙面上下方向が弁軸線方向ＤＲｖとなっている。   The valve body 12 is slidably held by the nozzle body 14. The valve element 12 reciprocates in the nozzle body 14 along the axial direction DRv of the axis CLv of the valve element 12 and the nozzle body 14, that is, along the valve axis direction DRv. In FIG. 1, the vertical direction of the drawing corresponds to the valve axis direction DRv.

また、弁体１２は、弁軸線方向ＤＲｖに延びる円柱状のニードル軸部１２１と、テーパ状のニードル第１テーパ面１２２と、テーパ状のニードル第２テーパ面１２３と、円錐状のニードル先端部１２４とを備えている。このニードル軸部１２１、第１テーパ面１２２、第２テーパ面１２３、およびニードル先端部１２４は何れも、上記軸線ＣＬｖであるノズル軸線ＣＬｖを中心軸線として形成されている。   Further, the valve element 12 includes a cylindrical needle shaft 121 extending in the valve axis direction DRv, a tapered needle first tapered surface 122, a tapered needle second tapered surface 123, and a conical needle tip. 124. The needle shaft 121, the first tapered surface 122, the second tapered surface 123, and the needle tip 124 are all formed with the nozzle axis CLv, which is the axis CLv, as the center axis.

ニードル第１テーパ面１２２は、ニードル軸部１２１の燃料流れ下流側（具体的には、図１の紙面下方側）に形成されている。また、ニードル第２テーパ面１２３は、ニードル第１テーパ面１２２の燃料流れ下流側に形成されている。また、ニードル先端部１２４は、ニードル第２テーパ面１２３の燃料流れ下流側に形成されている。   The needle first tapered surface 122 is formed on the fuel flow downstream side of the needle shaft portion 121 (specifically, on the lower side of the paper surface of FIG. 1). The needle second tapered surface 123 is formed downstream of the needle first tapered surface 122 in the fuel flow. The needle tip 124 is formed downstream of the needle second tapered surface 123 in the fuel flow.

ニードル第１テーパ面１２２とニードル第２テーパ面１２３とニードル先端部１２４の円錐面１２４ａは、燃料流れ下流側ほど直径が小さくなるように形成されている。また、ニードル第２テーパ面１２３のテーパ角度はニードル第１テーパ面１２２のテーパ角度よりも大きく、ニードル先端部１２４の円錐面１２４ａのテーパ角度はニードル第２テーパ面１２３のテーパ角度よりも大きい。   The needle first tapered surface 122, the needle second tapered surface 123, and the conical surface 124 a of the needle tip 124 are formed such that the diameter becomes smaller toward the downstream side of the fuel flow. The taper angle of the needle second tapered surface 123 is larger than the taper angle of the needle first tapered surface 122, and the taper angle of the conical surface 124 a of the needle tip 124 is larger than the taper angle of the needle second tapered surface 123.

そして、ニードル第１テーパ面１２２とニードル第２テーパ面１２３の境界部に、円環状の稜線であるニードルシート部１２５が形成されている。   At the boundary between the first needle tapered surface 122 and the second needle tapered surface 123, a needle seat portion 125, which is an annular ridge, is formed.

ノズルボデー１４はボデーシート面１６を有している。このボデーシート面１６は、上記ノズル軸線ＣＬｖを中心軸線ＣＬｖとしたテーパ形状を成し、燃料流れ下流側ほど直径が小さくなるように形成されている。弁体１２は、その弁体１２の往復動に伴い、このボデーシート面１６に対して接離する。詳細には、弁体１２のうちニードルシート部１２５が、ノズルボデー１４のボデーシート面１６に対して接離する。この接離動作により、弁体１２は、後述するノズルボデー１４の噴孔１８を開閉するようになっている。   The nozzle body 14 has a body sheet surface 16. The body sheet surface 16 has a tapered shape with the nozzle axis CLv as the center axis CLv, and is formed such that the diameter becomes smaller toward the downstream side of the fuel flow. The valve element 12 comes into contact with and separates from the body seat surface 16 as the valve element 12 reciprocates. Specifically, the needle seat portion 125 of the valve body 12 comes into contact with and separates from the body seat surface 16 of the nozzle body 14. By this contacting / separating operation, the valve body 12 opens and closes an injection hole 18 of the nozzle body 14 described later.

上記のように弁体１２のうちの一部分であるニードルシート部１２５がボデーシート面１６に対して接離するので、言い換えれば、弁体１２の閉弁時に、ボデーシート面１６は、そのボデーシート面１６の一部である接触部１６１にて弁体１２に接触する。   As described above, the needle seat portion 125 which is a part of the valve body 12 comes into contact with and separates from the body seat surface 16. In other words, when the valve body 12 is closed, the body seat surface 16 is moved to the body seat surface. The contact portion 161 which is a part of the surface 16 contacts the valve body 12.

また、ノズルボデー１４には、ボデーシート面１６に対し燃料流れ下流側に設けられた空間であるサック室２０と、サック室２０とノズルボデー１４の外部とを連通する複数の噴孔１８とが形成されている。   Further, the nozzle body 14 is formed with a suck chamber 20 which is a space provided on the downstream side of the fuel flow with respect to the body sheet surface 16, and a plurality of injection holes 18 which communicate the suck chamber 20 with the outside of the nozzle body 14. ing.

噴孔１８は、燃料噴射弁１０において燃料の噴出口となる孔である。噴孔１８は、弁体１２およびノズルボデー１４の径方向に概略沿って延びている。そして、複数の噴孔１８は、例えばノズル軸線ＣＬｖを中心として放射状に配置されている。なお、本実施形態では、噴孔１８は２個図示されているが、一般的には、噴孔１８は６〜１０個設けられる。   The injection hole 18 is a hole serving as a fuel injection port in the fuel injection valve 10. The injection hole 18 extends substantially in the radial direction of the valve body 12 and the nozzle body 14. The plurality of injection holes 18 are radially arranged, for example, around the nozzle axis CLv. Although two injection holes 18 are illustrated in the present embodiment, generally, 6 to 10 injection holes 18 are provided.

ノズルボデー１４は、サック室２０を形成するサック内壁面２０１と、ノズルボデー１４の外側を形成するノズルボデー表面１４１とを有している。噴孔１８は、そのサック内壁面２０１とノズルボデー表面１４１との間に形成されている。   The nozzle body 14 has a sac inner wall surface 201 that forms the sac chamber 20 and a nozzle body surface 141 that forms the outside of the nozzle body 14. The injection hole 18 is formed between the sac inner wall surface 201 and the nozzle body surface 141.

上述したように弁体１２はボデーシート面１６に対して接離するが、例えば、弁体１２は、ボデーシート面１６に対して接触することによりサック室２０への燃料流入を遮断する。この弁体１２がボデーシート面１６に接触した状態が弁体１２の閉弁状態である。逆に、弁体１２は、ボデーシート面１６から離れることによりサック室２０への燃料流入を許容する。この弁体１２がボデーシート面１６から離れた状態が弁体１２の開弁状態である。   As described above, the valve body 12 comes into contact with and separates from the body seat surface 16. For example, the valve body 12 blocks fuel inflow into the sack chamber 20 by contacting the body seat surface 16. The state in which the valve body 12 contacts the body seat surface 16 is the valve closed state of the valve body 12. Conversely, the valve element 12 allows fuel to flow into the sack chamber 20 by separating from the body seat surface 16. The state where the valve body 12 is separated from the body seat surface 16 is the valve open state of the valve body 12.

図１および図２に示すように、ノズルボデー１４は噴孔１８の噴孔内壁面１８１を有している。その噴孔内壁面１８１には、噴孔１８の軸方向ＤＲｈへ延びる複数の噴孔溝１８１ａが形成されている。例えば複数の噴孔溝１８１ａは、噴孔１８の周方向へ等間隔で並んで配置され、噴孔１８の全長にわたって形成されている。また、噴孔内壁面１８１は、図３に示すように円形の断面形状を成している。この図３は、図１のIII−III断面を示した断面図であるが、詳細に言えば、噴孔１８の中心軸線ＣＬｈに直交する噴孔断面を示している。なお、図１および図３では噴孔溝１８１ａの図示は省略されており、後述の図７でも噴孔溝１８１ａの図示は省略されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the nozzle body 14 has an injection hole inner wall surface 181 of the injection hole 18. A plurality of injection hole grooves 181a extending in the axial direction DRh of the injection hole 18 are formed on the injection hole inner wall surface 181. For example, the plurality of injection hole grooves 181a are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the injection hole 18 and formed over the entire length of the injection hole 18. Further, the injection hole inner wall surface 181 has a circular cross-sectional shape as shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line III-III of FIG. 1. More specifically, FIG. 3 shows a cross section of the injection hole orthogonal to the center axis CLh of the injection hole 18. 1 and 3, the illustration of the injection hole groove 181a is omitted, and the illustration of the injection hole groove 181a is omitted in FIG. 7 described later.

図２に示す複数の噴孔溝１８１ａは、燃料噴射中にリブレット効果を奏する微細な溝である。すなわち、その噴孔溝１８１ａはリブレットである。また、ノズルボデー１４は、噴孔溝１８１ａを形成するために、図４に示すように、噴孔溝底形成面１８１ｂと一対の噴孔溝側壁面１８１ｃとを噴孔溝１８１ａ毎に有している。   The plurality of injection hole grooves 181a shown in FIG. 2 are fine grooves that exhibit a riblet effect during fuel injection. That is, the injection hole groove 181a is a riblet. Further, as shown in FIG. 4, the nozzle body 14 has an injection hole groove bottom forming surface 181b and a pair of injection hole groove side walls 181c for each injection hole groove 181a in order to form the injection hole grooves 181a. I have.

その噴孔溝底形成面１８１ｂは噴孔溝１８１ａの底を形成する。また、噴孔溝側壁面１８１ｃは噴孔溝１８１ａの側面を形成する。従って、噴孔溝底形成面１８１ｂと噴孔溝側壁面１８１ｃはそれぞれ噴孔溝１８１ａに面している。   The injection hole groove bottom forming surface 181b forms the bottom of the injection hole groove 181a. The injection hole groove side wall surface 181c forms a side surface of the injection hole groove 181a. Therefore, the injection hole groove bottom forming surface 181b and the injection hole groove side wall surface 181c face the injection hole groove 181a, respectively.

この噴孔溝１８１ａは、燃料噴射中においてリブレット効果により燃料と噴孔内壁面１８１との間の摩擦低減を狙ったものであり、そのリブレット効果を奏するために最適な噴孔溝１８１ａの寸法は、具体的には、下記式Ｆ１から導出することができる。   The injection hole groove 181a aims at reducing the friction between the fuel and the injection hole inner wall surface 181 by the riblet effect during fuel injection, and the optimal injection hole groove 181a size for achieving the riblet effect is as follows. Specifically, it can be derived from the following equation F1.

Figure 0006673146
Figure 0006673146

なお、上記式Ｆ１においてＨｈ、Ｗｈ、Ｄｈは、図３および図４の噴孔断面に表される各寸法である。すなわち、Ｈｈは噴孔溝１８１ａの溝深さであり、Ｗｈは噴孔１８の径方向で噴孔溝１８１ａの最も内側における溝幅であり、Ｄｈは噴孔１８の直径である。また、λｈは、噴孔内壁面１８１と燃料との間の摩擦における摩擦係数すなわち噴孔内摩擦係数である。また、上記式Ｆ１のＲｅは、弁体１２の開弁時である燃料噴射中における噴孔１８内の燃料のレイノルズ数である。そのレイノルズ数は、「レイノルズ数：Ｒｅ＝２×１０4〜６×１０4」の範囲であるので、その範囲内の値が上記式Ｆ１のＲｅに代入される。 In the formula F1, Hh, Wh, and Dh are the dimensions shown in the cross section of the injection hole in FIGS. That is, Hh is the depth of the injection hole groove 181a, Wh is the groove width at the innermost side of the injection hole groove 181a in the radial direction of the injection hole 18, and Dh is the diameter of the injection hole 18. Further, λh is a friction coefficient in friction between the injection hole inner wall surface 181 and the fuel, that is, a friction coefficient in the injection hole. Re in the above formula F1 is the Reynolds number of the fuel in the injection hole 18 during the fuel injection when the valve body 12 is opened. Since the Reynolds number is in the range of “Reynolds number: Re = 2 × 10 4 to 6 × 10 4 ”, a value in the range is substituted for Re in the above formula F1.

また、燃料噴射中にリブレット効果を奏するために、噴孔溝１８１ａは、下記式Ｆ２の条件を満たす形状であることが好ましい。例えば、噴孔溝１８１ａの形状が下記式Ｆ２の条件を満たさないと、燃料噴射中に燃料が噴孔溝１８１ａ内へ浸入し易くなるので、リブレット効果が得られ難くなる。   Further, in order to exhibit the riblet effect during fuel injection, it is preferable that the injection hole groove 181a has a shape that satisfies the condition of the following formula F2. For example, if the shape of the injection hole groove 181a does not satisfy the condition of the following formula F2, the fuel easily enters the injection hole groove 181a during fuel injection, so that it is difficult to obtain the riblet effect.

θｈ≦４５° ・・・（Ｆ２）
上記式Ｆ２のθｈは、図３および図４の噴孔断面において、噴孔１８の中心軸線ＣＬｈ（図１、図４参照）と噴孔溝底形成面１８１ｂの中心ＣＢｈとを結んだ噴孔溝基準線分Ｌｈに対して噴孔溝側壁面１８１ｃが成す角度すなわち噴孔溝側壁角度である。この噴孔溝側壁角度θｈは、噴孔１８の径方向内側ほど噴孔溝側壁面１８１ｃが噴孔溝基準線分Ｌｈから離れるように噴孔溝側壁面１８１ｃが噴孔溝基準線分Ｌｈに対して傾斜する向きを正方向として定義される。従って、噴孔溝側壁面１８１ｃが噴孔溝基準線分Ｌｈと平行である場合に噴孔溝側壁角度θｈは零であり、例えば図４では、噴孔溝側壁角度θｈは零よりも大きい角度で表示されている。 θh ≦ 45 ° (F2)
Θh in the above formula F2 is an injection hole connecting the center axis CLh of the injection hole 18 (see FIGS. 1 and 4) and the center CBh of the injection hole groove bottom forming surface 181b in the injection hole cross section of FIGS. The angle formed by the injection hole groove side wall surface 181c with respect to the groove reference line Lh, that is, the injection hole groove side wall angle. The injection hole groove side wall angle θh is set such that the injection hole groove side wall surface 181c is closer to the injection hole groove reference line segment Lh such that the injection hole groove side wall surface 181c is further away from the injection hole groove reference line segment Lh toward the radially inner side of the injection hole 18. The direction of inclination with respect to is defined as the positive direction. Therefore, when the injection hole groove side wall surface 181c is parallel to the injection hole groove reference line segment Lh, the injection hole groove side wall angle θh is zero. For example, in FIG. 4, the injection hole groove side wall angle θh is an angle larger than zero. Is displayed in.

なお、図４は、噴孔溝１８１ａの各寸法Ｈｈ、Ｗｈ、θｈを判りやすく図示するために模式的に図示されているが、本実施形態では図２に示すように、各噴孔溝１８１ａの噴孔溝側壁角度θｈは図４の図示とは異なり０°とされている。また、本実施形態の各噴孔溝１８１ａの溝深さＨｈと溝幅Ｗｈは共に１μｍであり、噴孔１８の直径Ｄｈは噴孔出口にてφ０．１ｍｍである。また、上記式Ｆ２では噴孔溝側壁角度θｈの下限値は示されておらず、噴孔溝側壁角度θｈは負の値であってもよいが、敢えて噴孔溝側壁角度θｈの下限値を示すとすれば、噴孔溝側壁角度θｈは「θｈ＞−９０°」である。   4 schematically shows the dimensions Hh, Wh, and θh of the injection hole groove 181a for easy understanding, but in the present embodiment, as shown in FIG. The injection hole groove side wall angle θh is 0 ° unlike the illustration in FIG. The depth Hh and the width Wh of each injection hole groove 181a of this embodiment are both 1 μm, and the diameter Dh of the injection hole 18 is 0.1 mm at the injection hole outlet. The lower limit of the injection hole groove side wall angle θh is not shown in the above formula F2, and the injection hole groove side wall angle θh may be a negative value. If shown, the injection hole groove side wall angle θh is “θh> −90 °”.

また、図２および図４に示すように、噴孔１８の周方向ＤＲｉにおいて、複数の噴孔溝１８１ａの相互間隔Ｓｈは噴孔溝１８１ａの溝幅Ｗｈよりも大きい。   As shown in FIGS. 2 and 4, in the circumferential direction DRi of the injection hole 18, the mutual interval Sh between the plurality of injection hole grooves 181 a is larger than the groove width Wh of the injection hole groove 181 a.

上述したように、本実施形態によれば、図１および図２に示すように、噴孔１８の噴孔内壁面１８１には、その噴孔１８の軸方向ＤＲｈへ延びる複数の噴孔溝１８１ａが形成されている。従って、燃料が噴孔１８を通って噴射される際に、その噴孔溝１８１ａによってリブレット効果を生じさせ、噴孔１８内で燃料に働く摩擦の摩擦係数をそのリブレット効果により低減することが可能である。そして、その燃料に働く摩擦の低減により、ペネトレーションを大きくすることが可能である。要するに、排気ガス中のスモーク低減に繋がる高貫徹噴霧を実現することが可能である。   As described above, according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of injection hole grooves 181 a extending in the axial direction DRh of the injection hole 18 Are formed. Therefore, when the fuel is injected through the injection hole 18, a riblet effect is generated by the injection hole groove 181 a, and the friction coefficient of the friction acting on the fuel in the injection hole 18 can be reduced by the riblet effect. It is. Then, it is possible to increase the penetration by reducing the friction acting on the fuel. In short, it is possible to achieve a high penetration spray that leads to a reduction in smoke in the exhaust gas.

ここで、図５および図６を用いて、本実施形態の燃料噴射弁１０と本実施形態に対する比較例（以下、第１比較例という）の燃料噴射弁とのペネトレーションの差異について説明する。その第１比較例の燃料噴射弁は、本実施形態の燃料噴射弁１０から噴孔溝１８１ａを無くしたものであり、この点を除いて本実施形態の燃料噴射弁１０と同じである。   Here, a difference in penetration between the fuel injection valve 10 of the present embodiment and a fuel injection valve of a comparative example (hereinafter, referred to as a first comparative example) to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. The fuel injection valve of the first comparative example is the same as the fuel injection valve 10 of this embodiment except that the injection hole groove 181a is eliminated from the fuel injection valve 10 of this embodiment.

図５および図６は、本実施形態の燃料噴射弁１０と第１比較例の燃料噴射弁とのそれぞれで行った燃料噴射実験の実験結果を示した図である。その燃料噴射実験において燃料噴射弁に供給される燃料の供給圧力Ｐｃすなわちコモンレール圧力Ｐｃは２００ＭＰａである。図５の横軸は燃料噴射時間を示し、縦軸はペネトレーションを示している。また、図６は、本実施形態の燃料噴射弁１０と第１比較例の燃料噴射弁とのそれぞれで、燃料噴射時間を０．３ｍｓとして、１つの噴孔１８から噴射された燃料の噴霧形状を表している。図６の上側の図が本実施形態の燃料噴射弁１０のものであり、下側の図が第１比較例の燃料噴射弁のものである。また、図６の一点鎖線は噴孔１８の噴孔出口位置を表しており、その噴孔出口位置は図１の点Ｐｏで示される。   5 and 6 are diagrams showing experimental results of fuel injection experiments performed on each of the fuel injection valve 10 of the present embodiment and the fuel injection valve of the first comparative example. In the fuel injection experiment, the supply pressure Pc of the fuel supplied to the fuel injection valve, that is, the common rail pressure Pc is 200 MPa. The horizontal axis in FIG. 5 shows the fuel injection time, and the vertical axis shows the penetration. FIG. 6 shows the spray shapes of the fuel injected from one injection hole 18 with the fuel injection time of 0.3 ms for each of the fuel injection valve 10 of the present embodiment and the fuel injection valve of the first comparative example. Is represented. The upper diagram in FIG. 6 is for the fuel injection valve 10 of the present embodiment, and the lower diagram is for the fuel injection valve of the first comparative example. 6 indicates the injection hole exit position of the injection hole 18, and the injection hole exit position is indicated by a point Po in FIG.

この図６に示すように、本実施形態のペネトレーションＰ１は第１比較例のペネトレーションＰ２よりも大きくなっている。また、図５に示すように、０．３ｍｓ以外の燃料噴射時間でも、本実施形態のペネトレーションは第１比較例のペネトレーションを上回る。例えば、本実施形態のペネトレーションは、第１比較例のペネトレーションに対し最大８％増になっている。このようなことから判るように、本実施形態の燃料噴射弁１０において燃料噴霧のペネトレーションは、噴孔溝１８１ａを設けることによって大きくなっている。   As shown in FIG. 6, the penetration P1 of the present embodiment is larger than the penetration P2 of the first comparative example. Further, as shown in FIG. 5, the penetration of the present embodiment exceeds the penetration of the first comparative example even with a fuel injection time other than 0.3 ms. For example, the penetration of the present embodiment is increased by up to 8% with respect to the penetration of the first comparative example. As can be seen from the above, the penetration of the fuel spray in the fuel injection valve 10 of the present embodiment is increased by providing the injection hole groove 181a.

また、図１および図２に示す噴孔溝１８１ａは、上述したように、燃料噴射中（すなわち、弁体１２の開弁時）において燃料と噴孔内壁面１８１との間の摩擦をリブレット効果により低減するためのものである。従って、噴孔溝１８１ａは、燃料噴射中にそのリブレット効果を奏する形状になっている。具体的には、噴孔溝１８１ａは、燃料噴射中に噴孔１８内を流れる燃料が噴孔溝１８１ａ内へ浸入して噴孔溝１８１ａ内を満たすことを燃料の表面張力により妨げることが可能な大きさの溝深さＨｈおよび溝幅Ｗｈで形成されている。   As described above, the injection hole groove 181a shown in FIGS. 1 and 2 reduces the friction between the fuel and the injection hole inner wall surface 181 during the fuel injection (ie, when the valve body 12 is opened). It is intended to reduce the amount by Therefore, the injection hole groove 181a has a shape exhibiting the riblet effect during fuel injection. Specifically, the injection hole groove 181a can prevent the fuel flowing through the injection hole 18 during fuel injection from entering the injection hole groove 181a and filling the injection hole groove 181a by the surface tension of the fuel. It is formed with a groove depth Hh and a groove width Wh of various sizes.

要するに、噴孔溝１８１ａは、噴孔１８の容積に実質的に影響しない程度の微細な溝になっている。そのため、弁体１２の閉弁後に燃料の慣性力によって噴孔出口から吐出される未燃燃料量が噴孔溝１８１ａに起因して増加することを回避することが可能である。例えば、特許文献１の燃料噴射弁と比較して、本実施形態の燃料噴射弁１０は、弁体１２の閉弁後に吐出される未燃燃料量を低減することが可能である。   In short, the injection hole groove 181a is a minute groove that does not substantially affect the volume of the injection hole 18. Therefore, it is possible to avoid an increase in the amount of unburned fuel discharged from the injection hole outlet due to the inertia force of the fuel after the valve body 12 is closed due to the injection hole groove 181a. For example, as compared with the fuel injection valve of Patent Document 1, the fuel injection valve 10 of the present embodiment can reduce the amount of unburned fuel discharged after the valve body 12 is closed.

また、弁体１２の閉弁時には、噴孔１８内の燃料のレイノルズ数は開弁時に比して低下し最終的には零になるので、噴孔溝１８１ａによる上記リブレット効果は発現しない。その一方で、弁体１２の閉弁時には、微細な噴孔溝１８１ａによる毛細管現象が生じることで燃料に拘束力が働く。そのため、弁体１２の閉弁後に吐出される未燃燃料量を、その燃料に対する拘束力によっても低減することができ、排気ガス中の炭化水素の増加を防止することが可能である。   Further, when the valve body 12 is closed, the Reynolds number of the fuel in the injection hole 18 is lower than when the valve is opened and finally becomes zero, so that the riblet effect by the injection hole groove 181a does not appear. On the other hand, when the valve body 12 is closed, the capillarity occurs due to the fine injection hole grooves 181a, so that a binding force acts on the fuel. Therefore, the amount of unburned fuel discharged after the valve body 12 is closed can be reduced by the restraining force on the fuel, and an increase in hydrocarbons in the exhaust gas can be prevented.

また、本実施形態によれば、図３および図４の噴孔断面において、噴孔溝基準線分Ｌｈに対して噴孔溝側壁面１８１ｃが成す噴孔溝側壁角度θｈは４５°以下である。具体的には、その噴孔溝側壁角度θｈは０°になっているので、その噴孔溝側壁面１８１ｃは噴孔溝基準線分Ｌｈに沿った面になっている。従って、噴孔溝側壁角度θｈが４５°を超える場合と比較して、噴孔溝１８１ａの形状を、燃料噴射中に燃料が噴孔溝１８１ａ内へ浸入しにくい形状とすることが可能である。   Further, according to the present embodiment, in the cross section of the injection hole in FIGS. 3 and 4, the injection hole groove side wall angle θh formed by the injection hole groove side wall surface 181c with respect to the injection hole groove reference line segment Lh is 45 ° or less. . Specifically, since the injection hole groove side wall angle θh is 0 °, the injection hole groove side wall surface 181c is a surface along the injection hole groove reference line Lh. Therefore, as compared with the case where the injection hole groove side wall angle θh exceeds 45 °, the shape of the injection hole groove 181a can be made a shape that makes it difficult for fuel to enter the injection hole groove 181a during fuel injection. .

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。 (2nd Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, points different from the first embodiment will be mainly described. In addition, the same or equivalent parts as those of the above-described embodiment will be omitted or simplified.

図７に示すように、本実施形態では、ノズルボデー１４のボデーシート面１６のうち接触部１６１よりも燃料流れ下流側の部位に、弁軸線方向ＤＲｖに一致するボデーシート面１６の軸方向ＤＲｖへ延びる複数のシート溝１６ａが形成されている。このシート溝１６ａが追加されている点において本実施形態は第１実施形態と異なっている。なお、図７で噴孔溝１８１ａの図示は省略されているが、本実施形態でも第１実施形態と同様に噴孔溝１８１ａは設けられている。   As shown in FIG. 7, in the present embodiment, a portion of the body sheet surface 16 of the nozzle body 14 on the downstream side of the fuel flow from the contact portion 161 in the axial direction DRv of the body sheet surface 16 coinciding with the valve axis direction DRv. A plurality of extending sheet grooves 16a are formed. This embodiment is different from the first embodiment in that the seat groove 16a is added. Although the illustration of the injection hole groove 181a is omitted in FIG. 7, the injection hole groove 181a is provided in the present embodiment as in the first embodiment.

図７〜９に示すように、複数のシート溝１６ａは、例えば、ボデーシート面１６の周方向へ等間隔で並んで配置されている。なお、図８は、図７のVIII−VIII断面を示した断面図であるが、詳細に言えば、ボデーシート面１６の中心軸線ＣＬｖに直交するシート断面を示している。また、図８では、シート溝１６ａの図示は省略されている。   As shown in FIGS. 7 to 9, the plurality of sheet grooves 16 a are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the body sheet surface 16, for example. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the VIII-VIII cross section of FIG. 7. More specifically, FIG. 8 shows a cross section of the body sheet surface 16 orthogonal to the central axis CLv. In FIG. 8, illustration of the seat groove 16a is omitted.

図７および図９に示す複数のシート溝１６ａは、前述した噴孔溝１８１ａと同様に、燃料噴射中にリブレット効果を奏する微細な溝である。すなわち、そのシート溝１６ａはリブレットである。また、ノズルボデー１４は、シート溝１６ａを形成するために、図９に示すように、シート溝底形成面１６ｂと一対のシート溝側壁面１６ｃとをシート溝１６ａ毎に有している。   The plurality of seat grooves 16a shown in FIGS. 7 and 9 are fine grooves that exhibit a riblet effect during fuel injection, similarly to the above-described injection hole grooves 181a. That is, the sheet groove 16a is a riblet. Further, as shown in FIG. 9, the nozzle body 14 has a sheet groove bottom forming surface 16b and a pair of sheet groove side wall surfaces 16c for each sheet groove 16a in order to form the sheet groove 16a.

そのシート溝底形成面１６ｂはシート溝１６ａの底を形成する。また、シート溝側壁面１６ｃはシート溝１６ａの側面を形成する。従って、シート溝底形成面１６ｂとシート溝側壁面１６ｃはそれぞれシート溝１６ａに面している。   The sheet groove bottom forming surface 16b forms the bottom of the sheet groove 16a. The sheet groove side wall surface 16c forms a side surface of the sheet groove 16a. Therefore, the sheet groove bottom forming surface 16b and the sheet groove side wall surface 16c face the sheet groove 16a, respectively.

このシート溝１６ａは、燃料噴射中においてリブレット効果により燃料とボデーシート面１６との間の摩擦低減を狙ったものであり、そのリブレット効果を奏するために最適なシート溝１６ａの寸法は、具体的には、下記式Ｆ３から導出することができる。   The seat groove 16a is intended to reduce the friction between the fuel and the body seat surface 16 by the riblet effect during fuel injection, and the optimal size of the seat groove 16a for exhibiting the riblet effect is specific. Can be derived from the following equation F3.

Figure 0006673146
Figure 0006673146

なお、上記式Ｆ３においてＨｓ、Ｗｓ、Ｄｓは、図８および図９のシート断面に表される各寸法である。すなわち、Ｈｓはシート溝１６ａの溝深さであり、Ｗｓはボデーシート面１６の径方向でシート溝１６ａの最も内側における溝幅であり、Ｄｓはボデーシート面１６の直径である。また、λｓは、ボデーシート面１６と燃料との間の摩擦における摩擦係数すなわちボデーシート面摩擦係数である。また、上記式Ｆ３のＲｅは、弁体１２の開弁時である燃料噴射中にボデーシート面１６上を流れる燃料のレイノルズ数である。そのレイノルズ数は、上述の式Ｆ１の場合と同様に、「レイノルズ数：Ｒｅ＝２×１０4〜６×１０4」の範囲であるので、その範囲内の値が上記式Ｆ３のＲｅに代入される。 Note that in the above formula F3, Hs, Ws, and Ds are the respective dimensions shown in the sheet cross sections of FIGS. 8 and 9. That is, Hs is the groove depth of the sheet groove 16a, Ws is the groove width on the innermost side of the sheet groove 16a in the radial direction of the body sheet surface 16, and Ds is the diameter of the body sheet surface 16. In addition, λs is a friction coefficient of friction between the body sheet surface 16 and the fuel, that is, a body sheet surface friction coefficient. Re in the above equation F3 is the Reynolds number of the fuel flowing on the body seat surface 16 during the fuel injection when the valve body 12 is opened. Since the Reynolds number is in the range of “Reynolds number: Re = 2 × 10 4 to 6 × 10 4 ” as in the case of the above-described formula F1, a value in the range is substituted into Re of the above-mentioned formula F3. Is done.

また、燃料噴射中にリブレット効果を奏するために、シート溝１６ａは、下記式Ｆ４の条件を満たす形状であることが好ましい。例えば、シート溝１６ａの形状が下記式Ｆ４の条件を満たさないと、燃料噴射中に燃料がシート溝１６ａ内へ浸入し易くなるので、リブレット効果が得られ難くなる。   Further, in order to exhibit the riblet effect during fuel injection, the seat groove 16a preferably has a shape that satisfies the condition of the following formula F4. For example, if the shape of the seat groove 16a does not satisfy the condition of the following formula F4, the fuel easily enters the seat groove 16a during fuel injection, so that it is difficult to obtain the riblet effect.

θｓ≦４５° ・・・（Ｆ４）
上記式Ｆ４のθｓは、図８、９のシート断面において、ボデーシート面１６の中心軸線ＣＬｖ（図７、図９参照）とシート溝底形成面１６ｂの中心ＣＢｓとを結んだシート溝基準線分Ｌｓに対してシート溝側壁面１６ｃが成す角度すなわちシート溝側壁角度である。このシート溝側壁角度θｓは、ボデーシート面１６の径方向内側ほどシート溝側壁面１６ｃがシート溝基準線分Ｌｓから離れるようにシート溝側壁面１６ｃがシート溝基準線分Ｌｓに対して傾斜する向きを正方向として定義される。従って、シート溝側壁面１６ｃがシート溝基準線分Ｌｓと平行である場合にシート溝側壁角度θｓは零であり、例えば図９では、シート溝側壁角度θｓは零よりも大きい角度で表示されている。 θs ≦ 45 ° (F4)
Θs in the above formula F4 is a sheet groove reference line connecting the center axis CLv of the body sheet surface 16 (see FIGS. 7 and 9) and the center CBs of the sheet groove bottom forming surface 16b in the sheet cross sections of FIGS. This is the angle formed by the seat groove side wall surface 16c with respect to the minute Ls, that is, the seat groove side wall angle. The sheet groove side wall angle θs is inclined with respect to the sheet groove reference line Ls such that the sheet groove side wall surface 16c is further away from the sheet groove reference line Ls toward the radially inner side of the body sheet surface 16. The direction is defined as positive. Accordingly, when the sheet groove side wall surface 16c is parallel to the sheet groove reference line segment Ls, the sheet groove side wall angle θs is zero. For example, in FIG. 9, the sheet groove side wall angle θs is displayed as an angle larger than zero. I have.

なお、図９は、シート溝１６ａの各寸法Ｈｓ、Ｗｓ、θｓを判りやすく図示するために模式的に図示されているが、本実施形態では例えば、各シート溝１６ａのシート溝側壁角度θｓは図９の図示とは異なり０°とされている。また、上記式Ｆ４ではシート溝側壁角度θｓの下限値は示されておらず、シート溝側壁角度θｓは負の値であってもよいが、敢えてシート溝側壁角度θｓの下限値を示すとすれば、シート溝側壁角度θｓは「θｓ＞−９０°」である。   Note that FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the dimensions Hs, Ws, and θs of the sheet grooves 16a in a manner that is easy to understand, but in the present embodiment, for example, the sheet groove side wall angle θs of each sheet groove 16a is Unlike the illustration in FIG. 9, the angle is 0 °. The lower limit value of the seat groove side wall angle θs is not shown in the above formula F4, and the seat groove side wall angle θs may be a negative value. For example, the seat groove side wall angle θs is “θs> −90 °”.

また、図９に示すように、ボデーシート面１６の周方向ＤＲｊにおいて、複数のシート溝１６ａの相互間隔Ｓｓはシート溝１６ａの溝幅Ｗｓよりも大きい。   Further, as shown in FIG. 9, in the circumferential direction DRj of the body sheet surface 16, the mutual interval Ss between the plurality of sheet grooves 16a is larger than the groove width Ws of the sheet groove 16a.

以上説明したことを除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。   Except as described above, this embodiment is the same as the first embodiment. Further, in the present embodiment, the effects obtained from the configuration common to the above-described first embodiment can be obtained in the same manner as the first embodiment.

また、本実施形態によれば、図７および図９に示すように、ボデーシート面１６のうち接触部１６１よりも燃料流れ下流側の部位には、ボデーシート面１６の軸方向ＤＲｖへ延びる複数のシート溝１６ａが形成されている。従って、燃料噴射中に燃料がボデーシート面１６と弁体１２との間を通って流れる際に、そのシート溝１６ａによってリブレット効果を生じさせ、ボデーシート面１６と燃料との間に働く摩擦の摩擦係数をそのリブレット効果により低減することが可能である。そして、ボデーシート面１６上において燃料に働く摩擦の低減により、ペネトレーションを大きくすることが可能である。   According to the present embodiment, as shown in FIGS. 7 and 9, a portion extending in the axial direction DRv of the body sheet surface 16 is provided at a portion of the body sheet surface 16 downstream of the contact portion 161 in the fuel flow. Sheet groove 16a is formed. Therefore, when the fuel flows between the body seat surface 16 and the valve body 12 during the fuel injection, a riblet effect is generated by the seat groove 16a, and the friction acting between the body seat surface 16 and the fuel is reduced. The coefficient of friction can be reduced by its riblet effect. Further, the penetration can be increased by reducing the friction acting on the fuel on the body sheet surface 16.

ここで、図１０を用いて、本実施形態の燃料噴射弁１０と本実施形態に対する比較例（以下、第２比較例という）の燃料噴射弁とのペネトレーションの差異について説明する。その第２比較例の燃料噴射弁は、本実施形態の燃料噴射弁１０からシート溝１６ａを無くしたものであり、この点を除いて本実施形態の燃料噴射弁１０と同じである。   Here, a difference in penetration between the fuel injection valve 10 of the present embodiment and a fuel injection valve of a comparative example (hereinafter, referred to as a second comparative example) with respect to the present embodiment will be described with reference to FIG. The fuel injection valve of the second comparative example is the same as the fuel injection valve 10 of this embodiment except that the seat groove 16a is eliminated from the fuel injection valve 10 of this embodiment.

図１０は、本実施形態の燃料噴射弁１０と第２比較例の燃料噴射弁とのそれぞれで行った燃料噴射実験の実験結果を示した図である。その燃料噴射実験において燃料噴射弁に供給される燃料の供給圧力Ｐｃすなわちコモンレール圧力Ｐｃは２００ＭＰａである。図１０の横軸は燃料噴射時間を示し、縦軸は、単位時間当たりの燃料噴射量Ｑｉを示している。   FIG. 10 is a diagram showing experimental results of a fuel injection experiment performed on each of the fuel injection valve 10 of the present embodiment and the fuel injection valve of the second comparative example. In the fuel injection experiment, the supply pressure Pc of the fuel supplied to the fuel injection valve, that is, the common rail pressure Pc is 200 MPa. The horizontal axis in FIG. 10 indicates the fuel injection time, and the vertical axis indicates the fuel injection amount Qi per unit time.

この図１０に示すように、本実施形態の単位時間当たりの燃料噴射量Ｑｉは、第２比較例の単位時間当たりの燃料噴射量Ｑｉを上回る。そして、その単位時間当たりの燃料噴射量Ｑｉとペネトレーションとの関係は、ペネトレーションをＬｐとすれば、「Ｌｐ∝Ｑｉ0.25」となる。従って、本実施形態の燃料噴射弁１０において燃料噴霧のペネトレーションは、シート溝１６ａを設けることによって大きくなる。 As shown in FIG. 10, the fuel injection amount Qi per unit time of the present embodiment exceeds the fuel injection amount Qi per unit time of the second comparative example. The relationship between the fuel injection amount Qi per unit time and the penetration is “LpＬQi 0.25 ” where Lp is the penetration. Therefore, the penetration of the fuel spray in the fuel injection valve 10 of the present embodiment is increased by providing the seat groove 16a.

例えば、弁体１２の開弁直後のシート絞り域ではボデーシート面１６上の燃料流れは速く、且つその燃料流れはボデーシート面１６に沿うことになる。そのため、シート溝１６ａによる摩擦低減効果は特に燃料噴射初期に得られ、上記の第２比較例に対してペネトレーションを大きくすることができる。なお、上記シート絞り域とは、燃料噴射弁１０の中に形成される燃料流路のうちで最も細く燃料流れが絞られる最小流路がボデーシート面１６と弁体１２との間に生じる弁体１２の作動域である。   For example, the fuel flow on the body seat surface 16 is fast in the seat throttle region immediately after the valve body 12 is opened, and the fuel flow follows the body seat surface 16. Therefore, the friction reducing effect by the seat groove 16a is obtained particularly at the early stage of the fuel injection, and the penetration can be increased as compared with the second comparative example. Note that the above-mentioned seat throttle region is a valve in which the smallest flow passage which narrows the fuel flow is formed between the body seat surface 16 and the valve body 12 among the fuel flow passages formed in the fuel injection valve 10. The operating range of the body 12.

また、図７および図９に示すシート溝１６ａは、上述した噴孔溝１８１ａと同様に、燃料噴射中にリブレット効果を奏する形状になっている。具体的には、シート溝１６ａは、燃料噴射中にボデーシート面１６に沿って流れる燃料がシート溝１６ａ内へ浸入してシート溝１６ａ内を満たすことを燃料の表面張力により妨げることが可能な大きさの溝深さＨｓおよび溝幅Ｗｓで形成されている。従って、シート溝１６ａは、サック室２０の容積に実質的に影響しない程度の微細な溝になっている。そのため、弁体１２の閉弁後に未燃燃料量がシート溝１６ａに起因して増加することを回避することが可能である。   Further, the seat groove 16a shown in FIGS. 7 and 9 has a shape exhibiting a riblet effect during fuel injection, similarly to the above-described injection hole groove 181a. Specifically, the seat groove 16a can prevent the fuel flowing along the body seat surface 16 during fuel injection from entering the seat groove 16a and filling the seat groove 16a by the surface tension of the fuel. The groove is formed with a large groove depth Hs and a large groove width Ws. Therefore, the seat groove 16a is a minute groove that does not substantially affect the volume of the suck chamber 20. Therefore, it is possible to prevent the unburned fuel amount from increasing due to the seat groove 16a after the valve body 12 is closed.

また、本実施形態によれば、図８および図９のシート断面において、シート溝基準線分Ｌｓに対してシート溝側壁面１６ｃが成すシート溝側壁角度θｓは４５°以下である。具体的には、そのシート溝側壁角度θｓは０°になっているので、そのシート溝側壁面１６ｃはシート溝基準線分Ｌｓに沿った面になっている。従って、シート溝側壁角度θｓが４５°を超える場合と比較して、シート溝１６ａの形状を、燃料噴射中に燃料がシート溝１６ａ内へ浸入しにくい形状とすることが可能である。   Further, according to the present embodiment, in the sheet cross section of FIGS. 8 and 9, the sheet groove side wall angle θs formed by the sheet groove side wall surface 16c with respect to the sheet groove reference line Ls is 45 ° or less. Specifically, since the sheet groove side wall angle θs is 0 °, the sheet groove side wall surface 16c is a surface along the sheet groove reference line Ls. Therefore, compared to the case where the seat groove side wall angle θs exceeds 45 °, it is possible to make the shape of the seat groove 16a a shape that makes it difficult for fuel to enter the seat groove 16a during fuel injection.

（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態では、ディーゼルエンジン用の燃料噴射弁１０に、噴孔溝１８１ａまたはシート溝１６ａのような微細溝が設けられているが、その微細溝は、ディーゼルエンジン以外の他のエンジン用の燃料噴射弁に設けられても差し支えない。また、その燃料噴射弁は、各実施形態のように燃焼室内に燃料を直接噴射するものであってもよいし、エンジンの吸気ポートで燃料を噴射するものであってもよい。 (Other embodiments)
(1) In each of the above embodiments, the fuel injection valve 10 for a diesel engine is provided with a fine groove such as the injection hole groove 181a or the seat groove 16a. May be provided in the fuel injection valve for the engine. The fuel injection valve may be one that directly injects fuel into the combustion chamber as in each embodiment, or one that injects fuel at the intake port of the engine.

（２）上述の各実施形態では、噴孔溝１８１ａは、例えば噴孔１８の全長にわたって形成されているが、その噴孔１８の全長のうちの一部範囲に形成されているだけでも差し支えない。   (2) In each of the above-described embodiments, the injection hole groove 181a is formed, for example, over the entire length of the injection hole 18, but may be formed only in a part of the entire length of the injection hole 18. .

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modifications and modifications within an equivalent range. In each of the above embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiments are not necessarily essential, unless otherwise clearly indicated as being essential or in principle considered to be clearly essential. No.

また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。   In each of the above embodiments, when a numerical value such as the number, numerical value, amount, range, or the like of the constituent elements of the exemplary embodiment is mentioned, it is particularly limited to a specific number when it is clearly stated that it is essential and in principle. The number is not limited to the specific number unless otherwise specified. Further, in each of the above embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, and the like of the constituent elements, unless otherwise specified, and in principle, it is limited to a specific material, shape, positional relationship, and the like. It is not limited to the material, shape, positional relationship, and the like.

１０ 燃料噴射弁
１２ 弁体
１４ ノズルボデー
１６ ボデーシート面
１８ 噴孔
２０ サック室
１８１ 噴孔内壁面
１８１ａ 噴孔溝
ＤＲｈ 噴孔の軸方向 Reference Signs List 10 fuel injection valve 12 valve element 14 nozzle body 16 body seat surface 18 injection hole 20 sac chamber 181 injection hole inner wall surface 181a injection hole groove DRh axial direction of injection hole

Claims (5)

燃料を噴射する燃料噴射弁であって、
ボデーシート面（１６）を有し、該ボデーシート面に対し燃料流れ下流側に設けられたサック室（２０）、および、該サック室と外部とを連通し燃料の噴出口となる噴孔（１８）が形成されたノズルボデー（１４）と、
前記ボデーシート面に対して接離し、該ボデーシート面に対して接触することにより前記サック室への燃料流入を遮断する弁体（１２）とを備え、
前記ノズルボデーは前記噴孔の噴孔内壁面（１８１）を有し、該噴孔内壁面には、前記噴孔の軸方向（ＤＲｈ）へ延びる複数の噴孔溝（１８１ａ）が形成されており、
前記ボデーシート面はテーパ形状を成し、該ボデーシート面の一部である接触部（１６１）にて前記弁体に接触し、
前記ボデーシート面のうち前記接触部よりも燃料流れ下流側の部位には、前記ボデーシート面の軸方向（ＤＲｖ）へ延びる複数のシート溝（１６ａ）が形成されている燃料噴射弁。 A fuel injection valve for injecting fuel,
A suck chamber (20) having a body seat surface (16) and provided on the downstream side of the fuel flow with respect to the body seat surface, and an injection hole (40) communicating the suck chamber with the outside and serving as a fuel injection port ( A nozzle body (14) in which 18) is formed,
A valve body (12) that comes into contact with and separates from the body seat surface and contacts the body seat surface to shut off fuel flow into the sack chamber;
The nozzle body has a nozzle hole in the wall (181) of said injection hole, the該噴bore wall, a plurality of injection holes grooves extending in the axial direction (DRh) of the injection hole (181a) is formed ,
The body seat surface has a tapered shape, and comes into contact with the valve body at a contact portion (161) that is a part of the body seat surface,
A fuel injection valve in which a plurality of seat grooves (16a) extending in an axial direction (DRv) of the body sheet surface are formed in a portion of the body sheet surface downstream of the contact portion with respect to a fuel flow . 前記ノズルボデーは、前記シート溝の底を形成するシート溝底形成面（１６ｂ）と、前記シート溝の側面を形成するシート溝側壁面（１６ｃ）とを有し、
前記ボデーシート面の中心軸線（ＣＬｖ）に直交するシート断面において、前記ボデーシート面の中心軸線と前記シート溝底形成面の中心（ＣＢｓ）とを結んだシート溝基準線分（Ｌｓ）に対して前記シート溝側壁面が成す角度（θｓ）は、前記ボデーシート面の径方向内側ほど前記シート溝側壁面が前記シート溝基準線分から離れるように該シート溝側壁面が該シート溝基準線分に対して傾斜する向きを正方向として、４５°以下である請求項１に記載の燃料噴射弁。 The nozzle body has a sheet groove bottom forming surface (16b) forming the bottom of the sheet groove, and a sheet groove side wall surface (16c) forming a side surface of the sheet groove.
In a sheet section orthogonal to the center axis line (CLv) of the body sheet surface, a sheet groove reference line segment (Ls) connecting the center axis line of the body sheet surface and the center (CBs) of the seat groove bottom forming surface is formed. The angle (θs) formed by the sheet groove side wall surface is such that the sheet groove side wall surface is separated from the sheet groove reference line segment toward the radially inner side of the body sheet surface. The fuel injection valve according to claim 1 , wherein the direction inclining with respect to the positive direction is 45 ° or less. 前記ボデーシート面の周方向（ＤＲｊ）において、前記複数のシート溝の相互間隔（Ｓｓ）は該シート溝の溝幅（Ｗｓ）よりも大きい請求項１または２に記載の燃料噴射弁。 In the circumferential direction (DRj) of the body seat surface, the plurality of spacing between the seat groove (Ss) is a fuel injection valve according to claim 1 or 2 larger than the groove width of the sheet groove (Ws). 前記ノズルボデーは、前記噴孔溝の底を形成する噴孔溝底形成面（１８１ｂ）と、前記噴孔溝の側面を形成する噴孔溝側壁面（１８１ｃ）とを有し、
前記噴孔の中心軸線（ＣＬｈ）に直交する噴孔断面において、前記噴孔の中心軸線と前記噴孔溝底形成面の中心（ＣＢｈ）とを結んだ噴孔溝基準線分（Ｌｈ）に対して前記噴孔溝側壁面が成す角度（θｈ）は、前記噴孔の径方向内側ほど前記噴孔溝側壁面が前記噴孔溝基準線分から離れるように該噴孔溝側壁面が該噴孔溝基準線分に対して傾斜する向きを正方向として、４５°以下である請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。 The nozzle body has an injection hole groove bottom forming surface (181b) forming the bottom of the injection hole groove, and an injection hole groove side wall surface (181c) forming a side surface of the injection hole groove.
In an injection hole cross section orthogonal to the injection hole central axis (CLh), an injection hole groove reference line segment (Lh) connecting the center axis of the injection hole and the center (CBh) of the injection hole groove bottom forming surface is formed. On the other hand, the angle (θh) formed by the injection hole groove side wall surface is such that the injection hole groove side wall surface is more distant from the injection hole groove reference line toward the radial inside of the injection hole. The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the direction inclining with respect to the groove reference line segment is 45 ° or less as a positive direction. 前記噴孔の周方向（ＤＲｉ）において、前記複数の噴孔溝の相互間隔（Ｓｈ）は該噴孔溝の溝幅（Ｗｈ）よりも大きい請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料噴射弁。 The method according to any one of claims 1 to 4 , wherein in the circumferential direction (DRi) of the injection hole, an interval (Sh) between the plurality of injection hole grooves is larger than a groove width (Wh) of the injection hole groove. Fuel injection valve.
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