JPH09133061A - Spiral fuel injection valve - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To change an injection characteristic and atomization characteristic even of a single spiral fuel injection valve in accordance with the operating conditions of an engine, to improve a combustion characteristic of the engine, so that fuel consumption and an exhaust characteristic can be improved, and to eliminate necessity for a big change in the conventional spiral fuel injection valve itself. SOLUTION: When a spiral fuel injection valve is used as the fuel injection valve and when a flow amount of fuel in a turn flow generating part of swirl flow forming slit 25 or the like is made variable, both an injection characteristic and an atomization angle can be changed, concretely, for instance, by additionally providing a simple fuel passage (bypass passage 26) communicating with a spiral chamber 24, both the injection characteristic and the atomization angle are made changeable, by aiming at this fact, and a flow amount variable means 28 variably generating a flow amount of fuel in the turn flow generating part (swirl flow forming slit 25) is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は渦巻き燃料噴射弁に
かかるもので、とくに燃料を旋回流（渦巻き流、スワー
ル）としてホロコーン状に噴射する渦巻き燃料噴射弁で
あって、燃料の噴射特性および噴霧特性を変化させるこ
とができる渦巻き燃料噴射弁に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a swirl fuel injection valve, and more particularly to a swirl fuel injection valve for injecting fuel in the form of a hollow cone as a swirling flow (spiral flow, swirl). The present invention relates to a spiral fuel injection valve whose characteristics can be changed.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、内燃機関における筒内直接噴射
用の燃料噴射弁の場合、機関の運転条件により燃焼に最
適な燃料の噴射特性および噴霧特性は常に同一ではな
い。たとえば、全負荷時には均質燃焼を実現することが
できるように、燃料の吸入行程中に短時間に噴射が完了
し、混合時間が長い方が好ましい。この場合に、燃料噴
射弁に要求される特性としては、燃料噴射率が大きく、
噴霧角が小さい噴霧を得ることである。一方、部分負荷
時には、排気および燃費の点から層状燃焼が望ましく、
この場合の燃料噴射弁としては、燃料噴射率が小さく、
噴霧角が大きな噴霧を噴射可能であることが望まれる。2. Description of the Related Art Generally, in the case of a fuel injection valve for in-cylinder direct injection in an internal combustion engine, the optimum fuel injection characteristic and spray characteristic for combustion are not always the same depending on the engine operating conditions. For example, it is preferable that the injection be completed in a short time during the fuel intake stroke and the mixing time be long so that homogeneous combustion can be realized at full load. In this case, the characteristics required for the fuel injection valve are that the fuel injection rate is large,
To obtain a spray with a small spray angle. On the other hand, at partial load, stratified combustion is desirable from the viewpoint of exhaust gas and fuel consumption,
As a fuel injection valve in this case, the fuel injection rate is small,
It is desired that a spray having a large spray angle can be jetted.

【０００３】しかしながら、従来の燃料噴射弁において
は、燃料供給圧力を変更したり、あるいは開孔面積を変
化させることにより燃料噴射率を変更させることはでき
るが、こうした変更に対応して噴霧角を変えることはで
きない。つまり、一本の燃料噴射弁では、燃料噴射率お
よび噴霧角の両方の要求に対応することは不可能である
という問題がある。However, in the conventional fuel injection valve, the fuel injection rate can be changed by changing the fuel supply pressure or the opening area, but the spray angle is changed in response to such a change. It cannot be changed. That is, there is a problem that it is impossible for a single fuel injection valve to meet the requirements for both the fuel injection rate and the spray angle.

【０００４】また、燃料噴射率および噴霧角の両方の要
求に対応するように仮に実施するような場合にも、その
構造が複雑となり、燃料噴射弁の大型化や大幅なコスト
増加が見込まれるという問題がある。したがって、一般
的にはそれぞれの特性が異なる複数の燃料噴射弁を何本
か使用することとなり、構造の複雑化およびコスト増加
はいずれにしても回避困難であるという問題がある。Further, even if it is implemented so as to meet the requirements of both the fuel injection rate and the spray angle, the structure becomes complicated, and the size and cost of the fuel injection valve are expected to increase significantly. There's a problem. Therefore, in general, a plurality of fuel injection valves having different characteristics are used, and it is difficult to avoid complication of the structure and increase in cost in any case.

【０００５】しかして、燃料を旋回流としてホロコーン
状に噴射する渦巻き燃料噴射弁においては、たとえばそ
のニードルバルブにスワール発生機構を設けるタイプで
は、エンジンからの要求仕様ないしスワール強さ（初期
スワール流速）が異なるたびに、形状の異なるニードル
バルブを準備する必要がある。こうしたニードルバルブ
の仕様変更は、誤組立ての危険性があるとともに、仕様
変更の際には加工機の調整が必要となるなど、生産性が
低下するという問題がある。However, in a spiral fuel injection valve for injecting fuel in a swirling flow in a hollow cone shape, for example, in a type in which a swirl generating mechanism is provided in the needle valve, required specifications from the engine or swirl strength (initial swirl flow velocity) It is necessary to prepare needle valves having different shapes each time. Such a specification change of the needle valve poses a problem that there is a risk of misassembly, and that a change in the specification requires adjustment of the processing machine, which lowers productivity.

【０００６】従来の公知技術としては、特表平５−５０
１７４８号、特開平５−２０９５７２号、特開平７−３
１０６２７号などがある。[0006] As a conventional publicly known technique, Japanese Patent Laid-Open No. 5-50
1748, JP-A-5-209572, JP-A-7-3
10627 and so on.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、噴射特性および噴霧
特性に関して上述した各種の不具合を解消することが可
能な渦巻き燃料噴射弁を提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a swirl fuel injection valve capable of solving the above-mentioned various problems relating to the injection characteristic and the spray characteristic. This is an issue.

【０００８】また本発明は、単一の渦巻き燃料噴射弁で
あっても、機関の運転条件に応じてその噴射特性および
噴霧特性を変化させることができる渦巻き燃料噴射弁を
提供することを課題とする。It is another object of the present invention to provide a spiral fuel injection valve which can change the injection characteristic and the spray characteristic according to the operating condition of the engine even with a single spiral fuel injection valve. To do.

【０００９】また本発明は、機関の燃焼特性を向上さ
せ、燃費および排気特性を改善することができる渦巻き
燃料噴射弁を提供することを課題とする。Another object of the present invention is to provide a spiral fuel injection valve capable of improving combustion characteristics of an engine and improving fuel consumption and exhaust characteristics.

【００１０】また本発明は、従来からの渦巻き燃料噴射
弁自体に大きな変更を必要としないで噴射特性および噴
霧特性を変化させることができる渦巻き燃料噴射弁を提
供することを課題とする。Another object of the present invention is to provide a spiral fuel injection valve capable of changing the injection characteristic and the spray characteristic without requiring a large change in the conventional spiral fuel injection valve itself.

【００１１】また本発明は、とくにエンジンの仕様ない
しスワール強さなどの仕様変更ごとにニードルバルブを
変更することなく、容易かつ適切に仕様変更に対処する
ことができる渦巻き燃料噴射弁を提供することを課題と
する。Further, the present invention provides a spiral fuel injection valve capable of easily and appropriately coping with a specification change without changing the needle valve each time the specification or swirl strength of the engine is changed. Is an issue.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、燃料
噴射弁として渦卷き燃料噴射弁を使用すると、スワール
流形成用スリットなどの旋回流発生部における燃料の流
量を可変とすれば、噴射特性および噴霧角の両方を変更
可能となること、具体的には、たとえば渦巻き室に連通
する単純な燃料通路（バイパス通路）を付加することに
より噴射特性および噴霧角の両方を変更可能となること
に着目したもので、第一の発明は、燃料の噴射孔および
この噴射孔に連通した渦巻き室を形成したバルブシート
部材と、このバルブシート部材からリフトすることによ
り上記噴射孔から燃料を噴射可能とするバルブボディ
と、を有するとともに、上記渦巻き室に連通する旋回流
発生部を設けてある渦巻き燃料噴射弁であって、上記旋
回流発生部における上記燃料の流量を可変とする流量可
変手段を設けたことを特徴とする渦巻き燃料噴射弁であ
る。That is, according to the present invention, when a swirling fuel injection valve is used as a fuel injection valve, if the flow rate of fuel in a swirl flow generating portion such as a swirl flow forming slit is variable, the injection is performed. It is possible to change both the characteristics and the spray angle, and more specifically, it is possible to change both the injection characteristics and the spray angle by adding a simple fuel passage (bypass passage) communicating with the swirl chamber. In the first invention, the fuel injection hole and the valve seat member having the swirl chamber communicating with the injection hole and the fuel can be injected from the injection hole by lifting from the valve seat member. And a valve body, and a swirl fuel injection valve provided with a swirl flow generation part communicating with the swirl chamber, the swirl fuel injection valve comprising: A spiral fuel injection valve, characterized in that the flow rate of the serial fuel provided flow varying means for varying.

【００１３】上記流量可変手段は、上記渦巻き室に連通
するバイパス通路を燃料高圧側あるいは燃料低圧側に切
り替えることができる切替えバルブを備えるようにする
ことができる。The flow rate varying means may include a switching valve capable of switching the bypass passage communicating with the swirl chamber to the fuel high pressure side or the fuel low pressure side.

【００１４】第二の発明は、第一の発明における流量可
変手段の代わりに、オリフィスなどの絞りを有するバイ
パス通路を形成したもので、燃料の噴射孔およびこの噴
射孔に連通した渦巻き室を形成したバルブシート部材
と、このバルブシート部材からリフトすることにより上
記噴射孔から燃料を噴射可能とするバルブボディと、を
有するとともに、上記渦巻き室に連通する旋回流発生部
を設けてある渦巻き燃料噴射弁であって、上記渦巻き室
と燃料低圧側とを連通するバイパス通路を設けるととも
に、このバイパス通路に絞り（たとえばオリフィス）を
設けたことを特徴とする渦巻き燃料噴射弁である。According to a second aspect of the invention, instead of the flow rate varying means of the first aspect of the invention, a bypass passage having a throttle such as an orifice is formed, and a fuel injection hole and a spiral chamber communicating with this injection hole are formed. And a valve body that can inject fuel from the injection hole by lifting from the valve seat member, and a swirl fuel injection unit that is provided with a swirl flow generation unit that communicates with the swirl chamber. The swirl fuel injection valve is characterized in that a bypass passage that connects the swirl chamber and the low-pressure fuel side is provided, and a throttle (for example, an orifice) is provided in the bypass passage.

【００１５】本発明（第一の発明）による渦巻き燃料噴
射弁においては、流量可変手段を設けることにより旋回
流発生部における燃料の流量を可変とするようにしたの
で、この流量が減少するときには、噴霧角は通常噴射時
より小さくなるとともに燃料噴射率は大きくなる。逆
に、流量が増加するときには、噴霧角は通常噴射時より
大きくなるとともに燃料噴射率は小さくなる。In the spiral fuel injection valve according to the present invention (first invention), since the flow rate of the fuel in the swirl flow generating section is made variable by providing the flow rate varying means, when the flow rate decreases, The spray angle becomes smaller than that during normal injection, and the fuel injection rate increases. On the contrary, when the flow rate increases, the spray angle becomes larger and the fuel injection rate becomes smaller than in the normal injection.

【００１６】流量可変手段の例としては、渦巻き燃料噴
射弁の渦巻き室に燃料のバイパス通路を設け、バイパス
通路に連通して切替えバルブを設けている。この切替え
バルブは、燃料高圧側あるいは燃料低圧側に切り替える
ことができる。切替えバルブの切り替えにより、このバ
イパス通路を燃料高圧側に接続して高圧燃料を供給する
ことにより、あるいは燃料低圧側に接続して低圧側に燃
料圧力を逃がすことにより渦巻き室に形成されるスワー
ル流の強さを変化させる。こうした切り替えにより燃料
の噴射特性および噴霧特性を変化させることができる。As an example of the flow rate varying means, a fuel bypass passage is provided in the swirl chamber of the spiral fuel injection valve, and a switching valve is provided in communication with the bypass passage. This switching valve can be switched to the fuel high pressure side or the fuel low pressure side. By switching the switching valve, this bypass passage is connected to the high pressure side of the fuel to supply high pressure fuel, or connected to the low pressure side of the fuel to let the fuel pressure escape to the low pressure side. Change the strength of. By such switching, the injection characteristic and the spray characteristic of the fuel can be changed.

【００１７】すなわち、上記バイパス通路をどこにも接
続しない場合には、渦巻き燃料噴射弁の形状により決定
される噴霧角および燃料噴射率は自動的に決定され、通
常の燃料噴射特性を得ることができる。That is, when the bypass passage is not connected anywhere, the spray angle and the fuel injection rate which are determined by the shape of the spiral fuel injection valve are automatically determined, and a normal fuel injection characteristic can be obtained. .

【００１８】バイパス通路を高圧側に接続した場合に
は、噴霧角は小さくなり、燃料噴射率は大きくなる。バ
イパス通路を低圧側に接続した場合には、噴霧角は大き
くなり、燃料噴射率は小さくなる。When the bypass passage is connected to the high pressure side, the spray angle becomes small and the fuel injection rate becomes large. When the bypass passage is connected to the low pressure side, the spray angle becomes large and the fuel injection rate becomes small.

【００１９】バイパス通路の数は、１本だけではなく複
数本としてもよい。すなわち、接続場所およびバイパス
量によりバイパス通路を変更可能とすることもできる。
切替えバルブの数は、１本の渦巻き燃料噴射弁に対して
複数個の場合もあるが、逆に多気筒エンジンなど複数の
渦巻き燃料噴射弁に対し１個の場合もある。The number of bypass passages is not limited to one and may be plural. That is, the bypass passage can be changed depending on the connection location and the bypass amount.
The number of switching valves may be plural for one spiral fuel injection valve, but may be one for plural spiral fuel injection valves such as a multi-cylinder engine.

【００２０】第二の発明においては、燃料低圧側に連通
するバイパス通路にオリフィスなどの絞りを形成したの
で、エンジンの要求仕様に対応してその孔径を調整する
ことにより、低圧側にバイパスする燃料量を調節し、第
一の発明と同様に、ニードルバルブを変更することな
く、スワール強さを調整して燃料噴射率および噴霧角な
どを調整することができる。したがって、ニードルバル
ブの仕様の数を増やすことなく、仕様設定の自由度を拡
大することができるとともに、スワール生成素子の加工
精度を低減させることができるので、生産性を向上させ
ることが可能となる。In the second aspect of the invention, since the throttle such as the orifice is formed in the bypass passage communicating with the low pressure side of the fuel, the fuel bypassed to the low pressure side is adjusted by adjusting the hole diameter according to the required specifications of the engine. The amount can be adjusted and the swirl strength can be adjusted to adjust the fuel injection rate and the spray angle without changing the needle valve, as in the first invention. Therefore, the degree of freedom in setting the specifications can be increased without increasing the number of specifications of the needle valve, and the processing accuracy of the swirl generation element can be reduced, so that the productivity can be improved. .

【００２１】[0021]

【発明の実施の形態】つぎに本発明の第１の実施の形態
による渦巻き燃料噴射弁１を図１ないし図５にもとづき
説明する。図１は、渦巻き燃料噴射弁１の全体図であっ
て、渦巻き燃料噴射弁１は、噴射弁本体２と、切替えバ
ルブ３と、噴射弁本体２の燃料連結口４および切替えバ
ルブ３を接続する第１の配管５と、切替えバルブ３およ
び燃料供給用の蓄圧器（コモンレール）６を接続する第
２の配管７と、切替えバルブ３および燃料タンク８ある
いは低圧側を接続する第３の配管９と、を有する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, a spiral fuel injection valve 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall view of a swirl fuel injection valve 1. The swirl fuel injection valve 1 connects an injection valve main body 2, a switching valve 3, a fuel connection port 4 of the injection valve main body 2 and a switching valve 3. A first pipe 5, a second pipe 7 connecting the switching valve 3 and a fuel supply pressure accumulator (common rail) 6, and a third pipe 9 connecting the switching valve 3 and the fuel tank 8 or the low pressure side. With.

【００２２】図２は、噴射弁本体２の縦断面図であり、
噴射弁本体２は、コネクター１０と、ハウジングコア１
１と、シートホルダー１２と、バルブシート部材１３
と、燃料供給用チューブ１４と、スプリングシート１５
と、セットスプリング１６と、電磁コイル１７と、アー
マチャー１８と、ニードルバルブ１９（バルブボディ）
と、上記燃料連結口４と、を有する。FIG. 2 is a vertical sectional view of the injection valve body 2.
The injection valve body 2 includes a connector 10 and a housing core 1.
1, a seat holder 12, and a valve seat member 13
Fuel supply tube 14 and spring seat 15
, Set spring 16, electromagnetic coil 17, armature 18, needle valve 19 (valve body)
And the fuel connection port 4 described above.

【００６】燃料供給用チューブ１４は、コモンレール６
から燃料供給管２０（図１）を介して燃料が噴射弁本体
２内部に供給される燃料通路２１を構成している。この
燃料通路２１は、アーマチャー１８およびニードルバル
ブ１９に形成した穴部およびカット部を通ってニードル
バルブ１９の先端部分まで延びている。The fuel supply tube 14 is the common rail 6
To form a fuel passage 21 through which fuel is supplied into the injection valve body 2 through the fuel supply pipe 20 (FIG. 1). The fuel passage 21 extends to the tip portion of the needle valve 19 through a hole and a cut formed in the armature 18 and the needle valve 19.

【００２３】アーマチャー１８は、電磁コイル１７の励
磁によりリフト量Ｌだけ移動し、アーマチャー１８と一
体のニードルバルブ１９をバルブシート部材１３のシー
ト部２２からリフトさせることにより噴射孔２３から燃
料を噴射可能とする。The armature 18 is moved by the lift amount L by the excitation of the electromagnetic coil 17, and the needle valve 19 integral with the armature 18 is lifted from the seat portion 22 of the valve seat member 13 to inject fuel from the injection hole 23. And

【００２４】バルブシート部材１３の噴射孔２３に連通
してその上流側に渦巻き室２４を形成してあり、渦巻き
室２４と燃料通路２１とを連通する旋回流発生部として
スワール流形成用スリット２５をニードルバルブ１９の
先端部に形成してある。なお旋回流発生部としては、ス
ワール流形成用スリット２５以外にも、バルブシート部
材１３の内壁面部にらせん溝（図示せず）として形成し
てもよい。A swirl chamber 24 is formed on the upstream side of the valve seat member 13 so as to communicate with the injection hole 23, and a swirl flow forming slit 25 is formed as a swirl flow generating portion that connects the swirl chamber 24 and the fuel passage 21. Is formed at the tip of the needle valve 19. The swirl flow generating portion may be formed as a spiral groove (not shown) in the inner wall surface portion of the valve seat member 13 in addition to the swirl flow forming slit 25.

【００２５】渦巻き室２４および燃料連結口４を連通す
るバイパス通路２６を、バルブシート部材１３およびシ
ートホルダー１２にわたって形成し、渦巻き室２４を第
１の配管５、切替えバルブ３および第２の配管７を介し
てコモンレール６に接続可能、あるいは第１の配管５、
切替えバルブ３および第３の配管９を介して燃料タンク
８に接続可能としてある。A bypass passage 26 which connects the swirl chamber 24 and the fuel connection port 4 is formed over the valve seat member 13 and the seat holder 12, and the swirl chamber 24 is formed by the first pipe 5, the switching valve 3 and the second pipe 7. Can be connected to the common rail 6 via, or the first pipe 5,
It is connectable to the fuel tank 8 via the switching valve 3 and the third pipe 9.

【００２６】なお、バイパス通路２６が渦巻き室２４に
臨む部分は、これをより小径の調量オリフィス２７に形
成し、バイパス通路２６の圧力変化を渦巻き室２４に伝
達可能としている。The portion of the bypass passage 26 facing the swirl chamber 24 is formed with a smaller diameter metering orifice 27 so that the pressure change in the bypass passage 26 can be transmitted to the swirl chamber 24.

【００２７】かくして、バイパス通路２６および切替え
バルブ３により流量可変手段２８を構成する。Thus, the bypass passage 26 and the switching valve 3 constitute a flow rate varying means 28.

【００２８】こうした構成の渦巻き燃料噴射弁１におい
て、上述した噴射弁本体２の電磁コイル１７への通電励
磁によってアーマチャー１８は、セットスプリング１６
の付勢力に抗して上流側に移動し、ニードルバルブ１９
をリフト量Ｌだけリフトする。In the spiral fuel injection valve 1 having such a structure, the armature 18 is set by the set spring 16 by energizing the electromagnetic coil 17 of the injection valve body 2 described above.
Moves upstream against the urging force of the needle valve 19
Is lifted by the lift amount L.

【００２９】このニードルバルブ１９のリフトにより、
噴射孔２３が開口し、スワール流形成用スリット２５の
作用により燃料は旋回流となって渦巻き室２４内を通
り、噴射穴２３からホロコーン状に噴射される。By lifting the needle valve 19,
The injection hole 23 is opened, and the action of the swirl flow forming slit 25 causes the fuel to form a swirling flow, pass through the swirl chamber 24, and are injected from the injection hole 23 in a hollow cone shape.

【００３０】図１に示すような、切替えバルブ３を切り
替えることなく噴射弁本体２のバイパス通路２６をどこ
にも接続しない通常噴射時においては、噴射弁本体２の
形状により決定される渦巻き室特性値によって噴霧角お
よび燃料噴射率（流量係数に比例する）は自動的に決定
される。During normal injection in which the bypass passage 26 of the injection valve body 2 is not connected to anywhere without switching the switching valve 3 as shown in FIG. 1, the swirl chamber characteristic value determined by the shape of the injection valve body 2 The spray angle and the fuel injection rate (proportional to the flow coefficient) are automatically determined by.

【００３１】図３に示すように、切替えバルブ３を切り
替えることにより、バイパス通路２６をコモンレール６
（燃料高圧側）に接続した場合には、コモンレール６か
らの高圧が渦巻き室２４に供給される。As shown in FIG. 3, by switching the switching valve 3, the bypass passage 26 is opened to the common rail 6.
When connected to the (fuel high pressure side), the high pressure from the common rail 6 is supplied to the spiral chamber 24.

【００３２】したがって、ニードルバルブ１９に設けら
れているスワール流形成用スリット２５を通過する燃料
量は減少し、渦巻き室２４の入り口における旋回流速は
上述の通常噴射時の場合より小さくなる。したがって、
噴射孔２３部分での旋回流速も小さくなるため、噴霧角
は通常噴射時より小さくなる。逆に、流量係数は、通常
噴射時の場合より大きくなるため、燃料噴射率は大きく
なる。なお、調量オリフィス２７の径を大きく設定する
ほど、バイパス通路２６から渦巻き室２４への供給燃料
量が増加するため、上述の傾向は顕著となる。Therefore, the amount of fuel passing through the swirl flow forming slit 25 provided in the needle valve 19 is reduced, and the swirling flow velocity at the inlet of the swirl chamber 24 is smaller than that in the normal injection described above. Therefore,
Since the swirling flow velocity in the injection hole 23 portion is also small, the spray angle is smaller than that in normal injection. On the contrary, since the flow rate coefficient is larger than that in the case of normal injection, the fuel injection rate is large. Note that the larger the diameter of the metering orifice 27 is set, the more the amount of fuel supplied from the bypass passage 26 to the spiral chamber 24 increases.

【００３３】図４に示すように、切替えバルブ３を切り
替えることにより、バイパス通路２６を燃料タンク８
（燃料低圧側）に接続した場合には、渦巻き室２４の燃
料がバイパス通路２６から低圧側に流出する。As shown in FIG. 4, the bypass valve 26 is connected to the fuel tank 8 by switching the switching valve 3.
When connected to the (low pressure side of fuel), the fuel in the spiral chamber 24 flows out from the bypass passage 26 to the low pressure side.

【００３４】したがって、スワール流形成用スリット２
５を通過する燃料量は増加し、渦巻き室２４入り口の旋
回流速は通常噴射時の場合より大きくなる。したがっ
て、噴射孔２３部分での旋回流速も大きくなるため、噴
霧角は通常噴射時より大きくなる。逆に、流量係数は、
通常噴射時の場合より小さくなるため、燃料噴射率は小
さくなる。なお、調量オリフィス２７の径を大きく設定
するほど、渦巻き室２４からバイパス通路２６への流出
燃料量が増加するため、上述の傾向は顕著となる。Therefore, the swirl flow forming slit 2 is formed.
The amount of fuel passing through 5 increases, and the swirling flow velocity at the inlet of the swirl chamber 24 becomes higher than that during normal injection. Therefore, the swirling flow velocity in the injection hole 23 portion also becomes large, and the spray angle becomes larger than that during normal injection. On the contrary, the flow coefficient is
Since the fuel injection rate is smaller than that during normal injection, the fuel injection rate becomes smaller. Note that, as the diameter of the metering orifice 27 is set to be larger, the amount of fuel flowing out from the spiral chamber 24 to the bypass passage 26 increases, so that the above tendency becomes remarkable.

【００３５】図５は、上述のバイパス通路２６の接続お
よびその切替え状態、さらに噴霧角および燃料噴射率の
内容を図表としてまとめたもので、これらの切替え作用
を組み合わせることにより１本の噴射弁本体２でいろい
ろな噴射特性および噴霧角を得ることができる。FIG. 5 is a table showing the contents of the connection of the bypass passage 26 and the switching state thereof, the spray angle and the fuel injection rate, and one injection valve main body by combining these switching actions. Various injection characteristics and spray angles can be obtained with 2.

【００３６】図６は、本発明の第２の実施の形態による
渦巻き燃料噴射弁３０の縦断面図であって、第１の実施
の形態による渦巻き燃料噴射弁１と異なる構成は、切替
えバルブ３を設けずに（したがって、第１の配管５、第
２の配管７および第３の配管９を設けずに）、前記バイ
パス通路２６に相当するバイパス通路３１を渦巻き燃料
噴射弁３０自体の内部に形成している点であり、その他
の構成は渦巻き燃料噴射弁１における噴射弁本体２と事
実上同様である。したがって、図１ないし図４と同様の
部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略して異
なる構成についてのみ以下説明する。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the swirl fuel injection valve 30 according to the second embodiment of the present invention. The configuration different from the swirl fuel injection valve 1 according to the first embodiment is a switching valve 3. (Therefore, without providing the first pipe 5, the second pipe 7, and the third pipe 9), the bypass passage 31 corresponding to the bypass passage 26 is provided inside the spiral fuel injection valve 30 itself. The structure is the same as that of the injection valve main body 2 in the spiral fuel injection valve 1 in other points. Therefore, the same parts as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted, and only different configurations will be described below.

【００３７】バイパス通路３１は、図６に示すように、
コモンレール６の燃料供給管２０、コネクター１０、ハ
ウジングコア１１、シートホルダー１２、バルブシート
部材１３を通ってニードルバルブ１９先端部の渦巻き室
２４に至っている。ただし渦巻き室２４に臨む位置に前
記調量オリフィス２７を形成している。The bypass passage 31 is, as shown in FIG.
The fuel supply pipe 20, the connector 10, the housing core 11, the seat holder 12, and the valve seat member 13 of the common rail 6 reach the spiral chamber 24 at the tip of the needle valve 19. However, the metering orifice 27 is formed at a position facing the spiral chamber 24.

【００３８】コモンレール６の燃料供給管２０は、高圧
部および低圧部の二つの通路を有する。すなわち、高圧
部の通路は、燃料供給用チューブ１４に臨む高圧燃料入
口３２で、低圧部の通路は、高圧燃料入口３２の下流側
に形成した燃料出口３３であって、この燃料出口３３か
らバイパス燃料を燃料低圧側（たとえば燃料タンク８）
に戻すようになっている。The fuel supply pipe 20 of the common rail 6 has two passages, a high pressure portion and a low pressure portion. That is, the passage of the high pressure portion is the high pressure fuel inlet 32 facing the fuel supply tube 14, and the passage of the low pressure portion is the fuel outlet 33 formed on the downstream side of the high pressure fuel inlet 32. Fuel is on the low pressure side of the fuel (for example, fuel tank 8)
To return to.

【００３９】つまり、ニードルバルブ１９がシートする
シート部２２の上流側の渦巻き室２４からの高圧燃料を
調量オリフィス２７を介し、バイパス通路３１を通し
て、燃料低圧側（燃料タンク８側）にパイパスすること
ができる。That is, the high-pressure fuel from the swirl chamber 24 on the upstream side of the seat portion 22 on which the needle valve 19 seats is bypassed to the low-pressure fuel side (fuel tank 8 side) through the metering orifice 27 and the bypass passage 31. be able to.

【００４０】さらに、コモンレール６の燃料供給管２０
と燃料供給用チューブ１４との間には、バイパス通路３
１を挟んで第１のＯリング３４および第２のＯリング３
５を介在させ、燃料通路２１の高圧燃料とバイパス通路
３１内の低圧燃料とを互いに遮断している。Further, the fuel supply pipe 20 of the common rail 6
Between the fuel supply tube 14 and the fuel supply tube 14
First O-ring 34 and second O-ring 3 sandwiching 1
5, the high pressure fuel in the fuel passage 21 and the low pressure fuel in the bypass passage 31 are cut off from each other.

【００４１】こうした構成の渦巻き燃料噴射弁３０にお
いて、図２の噴射弁本体２と同様に、燃料の噴射を行う
とともに、調量オリフィス２７の変更（具体的にはその
孔径の変更）により、渦巻き室２４側からバイパス通路
３１側へのバイパス燃料量を調整することができる。し
たがって、ニードルバルブ１９の仕様はそのまま変更す
ることなく、調量オリフィス２７の変更によってスワー
ル強さを変更可能で、エンジンの要請に応じた燃料噴射
率および噴霧角などの噴射特性を得ることができる。In the spiral fuel injection valve 30 having such a structure, as in the case of the injection valve main body 2 shown in FIG. 2, fuel is injected and a swirl is generated by changing the metering orifice 27 (specifically, changing its hole diameter). The amount of bypass fuel from the chamber 24 side to the bypass passage 31 side can be adjusted. Therefore, the swirl strength can be changed by changing the metering orifice 27 without changing the specifications of the needle valve 19 as it is, and the injection characteristics such as the fuel injection rate and the spray angle can be obtained according to the request of the engine. .

【００４２】すなわち、燃料噴射率や噴霧角などの噴射
特性についてある要求仕様がある場合、ニードルバルブ
１９に関連した流量決定部に必要な開孔面積はスワール
理論から自動的に決定される。この開孔面積は、ニード
ルバルブ１９のリフト量を調整することにより任意の範
囲にこれを設定することができる。That is, when there are certain required specifications regarding the injection characteristics such as the fuel injection rate and the spray angle, the opening area required for the flow rate determining section associated with the needle valve 19 is automatically determined from the swirl theory. This opening area can be set in an arbitrary range by adjusting the lift amount of the needle valve 19.

【００４３】このリフト量の設定状態で、かつ低圧側の
バイパス通路３１に高圧燃料を流さない条件下で、燃料
噴射率が要求仕様より大きければ（当然噴霧角は小さい
が）、バイパス通路３１内の調量オリフィス２７を調整
し、燃料噴射率（および噴霧角）を要求仕様に合わせる
ことができる。具体的には、調量オリフィス２７の孔径
を大きくすることによって渦巻き室２４からバイパス通
路３１へのバイパス燃料量を増加させると、スワール流
形成用スリット２５を通過する燃料量が増加し、初期ス
ワール流速が大きくなる。すなわち、スワール強さが大
きくなって、噴霧角が大きくなり、燃料噴射率が低下す
る。なお、かくして燃料噴射率が要求仕様に一致すれ
ば、噴霧角も自動的に要求値になる。If the fuel injection rate is higher than the required specifications (although the spray angle is small) under the condition that the lift amount is set and the high pressure fuel is not flown into the low pressure side bypass passage 31, the inside of the bypass passage 31 is The fuel injection rate (and the spray angle) can be adjusted to the required specifications by adjusting the metering orifice 27 of. Specifically, when the amount of bypass fuel from the swirl chamber 24 to the bypass passage 31 is increased by increasing the hole diameter of the metering orifice 27, the amount of fuel passing through the swirl flow forming slit 25 increases, and the initial swirl increases. The flow velocity increases. That is, the swirl strength increases, the spray angle increases, and the fuel injection rate decreases. In this way, if the fuel injection rate matches the required specifications, the spray angle automatically becomes the required value.

【００４４】上述とは逆に、調量オリフィス２７の孔径
を小さくすることによって渦巻き室２４からバイパス通
路３１へのバイパス燃料量を減少させると、スワール流
形成用スリット２５を通過する燃料量が減少し、初期ス
ワール流速が小さくなる。すなわち、スワール強さが小
さくなって、噴霧角が小さくなり、燃料噴射率が増加す
る。Contrary to the above, when the amount of bypass fuel from the spiral chamber 24 to the bypass passage 31 is reduced by reducing the diameter of the metering orifice 27, the amount of fuel passing through the swirl flow forming slit 25 is reduced. However, the initial swirl velocity becomes smaller. That is, the swirl strength decreases, the spray angle decreases, and the fuel injection rate increases.

【００４５】ただし、バイパス通路３１を通したバイパ
ス燃料量が大きくなると、燃料を高圧にする圧縮仕事が
増加することになるので、燃料のバイパス通路３１への
逃がし量にはその上限が存在する。However, when the amount of bypass fuel passing through the bypass passage 31 increases, the compression work for increasing the pressure of the fuel also increases, so there is an upper limit to the amount of fuel escaped to the bypass passage 31.

【００４６】また、スワール流形成用スリット２５など
の旋回流発生部の加工精度が多少ばらつくことがあって
も、調量オリフィス２７の調整によりその加工誤差を吸
収することができるので、旋回流発生部の加工精度をそ
れほどきびしいものにする必要はない。Further, even if the processing accuracy of the swirl flow generating portion such as the swirl flow forming slit 25 varies to some extent, the processing error can be absorbed by adjusting the metering orifice 27, so that the swirl flow is generated. It is not necessary to make the machining accuracy of the part so severe.

【００４７】さらに、コモンレール６ないしその燃料供
給管２０の部分において、高圧側の第１のＯリング３４
が何らかの理由により不良となり、高圧燃料が洩れる事
故が発生しても、この高圧燃料はバイパス通路３１の燃
料出口３３から燃料低圧側（燃料タンク８側）に流れる
ため、燃料が外部に洩れることなく安全性および信頼性
を向上させることができる。Further, in the portion of the common rail 6 or the fuel supply pipe 20 thereof, the first O-ring 34 on the high pressure side is provided.
Even if an accident occurs that the high pressure fuel leaks due to some reason, the high pressure fuel flows from the fuel outlet 33 of the bypass passage 31 to the low pressure side of the fuel (fuel tank 8 side), so that the fuel does not leak to the outside. The safety and reliability can be improved.

【００４８】なお、ニードルバルブ１９のシート部２２
より上流側において調量オリフィス２７と渦巻き室２４
とが連通しており、閉弁時においてもバイパス燃料があ
るため、スワール流形成用スリット２５の作用によって
渦巻き室２４内には常にスワール流が生じており、通常
は閉弁時にスワール流がない他の噴射弁に比較して開弁
初期の初期噴霧を改善することができる。The seat portion 22 of the needle valve 19
On the upstream side, the metering orifice 27 and the swirl chamber 24
And the bypass fuel is present even when the valve is closed, the swirl flow is always generated in the swirl chamber 24 by the action of the swirl flow forming slit 25, and normally there is no swirl flow when the valve is closed. It is possible to improve the initial spray in the early stage of opening the valve as compared with other injection valves.

【００４９】[0049]

【発明の効果】以上のように本発明（第一の発明）によ
れば、渦巻き室に連通してバイパス通路を形成するとと
もに切替えバルブなどを介して渦巻き室を高圧側あるい
は低圧側などに連通可能とするなどの流量可変手段を設
けたので、１本の噴射弁本体だけで複数の噴霧を得るこ
とができ、エンジンの燃焼が向上し、燃費および排気特
性を改善することができるばかりか、噴射弁本体自体に
大きな変更を必要としない。さらに、第二の発明によれ
ば、バイパス通路に調量オリフィスなどの絞りを形成し
て、このバイパス通路を介して渦巻き室を燃料低圧側に
連通させたので、調量オリフィスの調整により噴射率お
よび噴霧角の調整が可能である。As described above, according to the present invention (first aspect), the bypass chamber is formed in communication with the swirl chamber and the swirl chamber is communicated with the high pressure side or the low pressure side via a switching valve or the like. Since the flow rate varying means such as enabling is provided, a plurality of sprays can be obtained with only one injection valve main body, combustion of the engine can be improved, and fuel consumption and exhaust characteristics can be improved. No major changes are required to the injection valve body itself. Further, according to the second aspect of the invention, the throttle such as the metering orifice is formed in the bypass passage, and the swirl chamber is communicated with the fuel low pressure side through the bypass passage. Therefore, the injection rate is adjusted by adjusting the metering orifice. And the spray angle can be adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の形態による渦巻き燃料噴射弁１
の全体図である。FIG. 1 is a swirl fuel injection valve 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG.

【図２】同、噴射弁本体２の縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view of the injection valve body 2.

【図３】同、バイパス通路２６をコモンレール６（燃料
高圧側）に接続した場合の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the case where the bypass passage 26 is connected to the common rail 6 (fuel high pressure side).

【図４】同、バイパス通路２６を燃料タンク８（燃料低
圧側）に接続した場合の説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of the case where the bypass passage 26 is connected to the fuel tank 8 (fuel low pressure side).

【図５】同、バイパス通路２６の接続およびその切替え
状態、さらに噴霧角および燃料噴射率の内容の図表であ
る。FIG. 5 is a table showing the connection of the bypass passage 26 and its switching state, and the contents of the spray angle and the fuel injection rate.

【図６】本発明の第２の実施の形態による渦巻き燃料噴
射弁３０の縦断面図である。FIG. 6 is a vertical sectional view of a spiral fuel injection valve 30 according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 渦巻き燃料噴射弁（第１の実施の形態、図１） ２ 噴射弁本体（図２） ３ 切替えバルブ（図１） ４ 燃料連結口 ５ 第１の配管 ６ コモンレール ７ 第２の配管 ８ 燃料タンク ９ 第３の配管 １０ コネクター １１ ハウジングコア １２ シートホルダー １３ バルブシート部材 １４ 燃料供給用チューブ １５ スプリングシート １６ セットスプリング １７ 電磁コイル １８ アーマチャー １９ ニードルバルブ（バルブボディ） ２０ 燃料供給管 ２１ 燃料通路 ２２ バルブシート部材１３のシート部 ２３ 噴射孔 ２４ 渦巻き室 ２５ スワール流形成用スリット（旋回流発生部） ２６ バイパス通路 ２７ 調量オリフィス ２８ 流量可変手段 ３０ 渦巻き燃料噴射弁（第２の実施の形態、図６） ３１ バイパス通路 ３２ 高圧燃料入口 ３３ 燃料出口 ３４ 第１のＯリング ３５ 第２のＯリング Ｌ ニードルバルブ１９のリフト量 1 swirl fuel injection valve (first embodiment, Fig. 1) 2 injection valve body (Fig. 2) 3 switching valve (Fig. 1) 4 fuel connection port 5 first pipe 6 common rail 7 second pipe 8 fuel tank 9 Third piping 10 Connector 11 Housing core 12 Seat holder 13 Valve seat member 14 Fuel supply tube 15 Spring seat 16 Set spring 17 Electromagnetic coil 18 Armature 19 Needle valve (valve body) 20 Fuel supply pipe 21 Fuel passage 22 Valve seat Seat part 23 of member 13 Injection hole 24 Swirl chamber 25 Swirl flow forming slit (swirl flow generating part) 26 Bypass passage 27 Metering orifice 28 Flow rate varying means 30 Swirl fuel injection valve (second embodiment, FIG. 6) 31 Bypass Passage 32 High Pressure Fuel Inlet 33 Fuel Outlet 3 4 First O-ring 35 Second O-ring L Lift amount of needle valve 19

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 燃料の噴射孔およびこの噴射孔に連通
した渦巻き室を形成したバルブシート部材と、 このバルブシート部材からリフトすることにより前記噴
射孔から燃料を噴射可能とするバルブボディと、を有す
るとともに、 前記渦巻き室に連通する旋回流発生部を設けてある渦巻
き燃料噴射弁であって、 前記旋回流発生部における前記燃料の流量を可変とする
流量可変手段を設けたことを特徴とする渦巻き燃料噴射
弁。1. A valve seat member having a fuel injection hole and a swirl chamber communicating with the injection hole, and a valve body capable of injecting fuel from the injection hole by lifting from the valve seat member. A swirl fuel injection valve having a swirl flow generation section communicating with the swirl chamber, the flow rate varying unit for varying a flow rate of the fuel in the swirl flow generation section. Swirl fuel injection valve. 【請求項２】 前記流量可変手段は、前記渦巻き室に
連通するバイパス通路を燃料高圧側あるいは燃料低圧側
に切り替えることができる切替えバルブを有することを
特徴とする請求項１記載の渦巻き燃料噴射弁。2. The swirl fuel injection valve according to claim 1, wherein the flow rate varying means has a switching valve capable of switching a bypass passage communicating with the swirl chamber to a fuel high pressure side or a fuel low pressure side. . 【請求項３】 燃料の噴射孔およびこの噴射孔に連通
した渦巻き室を形成したバルブシート部材と、 このバルブシート部材からリフトすることにより前記噴
射孔から燃料を噴射可能とするバルブボディと、を有す
るとともに、 前記渦巻き室に連通する旋回流発生部を設けてある渦巻
き燃料噴射弁であって、 前記渦巻き室と燃料低圧側とを連通するバイパス通路を
設けるとともに、 このバイパス通路に絞りを設けたことを特徴とする渦巻
き燃料噴射弁。3. A valve seat member having a fuel injection hole and a spiral chamber communicating with the injection hole, and a valve body capable of injecting fuel from the injection hole by lifting from the valve seat member. A swirl fuel injection valve having a swirl flow generating portion communicating with the swirl chamber, wherein a bypass passage communicating the swirl chamber and the fuel low pressure side is provided, and a throttle is provided in the bypass passage. A swirl fuel injection valve characterized by the above.