JP3028863B2 - Fuel injection valve - Google Patents
Fuel injection valveInfo
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- JP3028863B2 JP3028863B2 JP3149590A JP14959091A JP3028863B2 JP 3028863 B2 JP3028863 B2 JP 3028863B2 JP 3149590 A JP3149590 A JP 3149590A JP 14959091 A JP14959091 A JP 14959091A JP 3028863 B2 JP3028863 B2 JP 3028863B2
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に燃料を噴射
する燃料噴射装置に用いられる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 fuel injection valve used for a fuel injection device for injecting fuel into an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】内燃機関においては、燃料の単位時間当
たりの噴射量すなわち噴射率を制御することが要求され
る。この要求に対して例えば英国公開特許第22263
62号公報に示されるように、噴射ノズルのニードル弁
のリフト量を制御して噴射率を変えようとする方法、あ
るいは独国公開公報第3905391号公報に示される
ように、噴孔面積を幾何学的に可変にして制御しようと
する方法が知られている。また従来の燃料噴射ノズルと
しては、例えば図10に示すような標準ノズルがある。2. Description of the Related Art In an internal combustion engine, it is required to control the amount of fuel injected per unit time, that is, the injection rate. In response to this request, for example, British Patent No. 22263
No. 62, the method of controlling the lift amount of the needle valve of the injection nozzle to change the injection rate, or, as shown in German Patent Publication No. There is known a method in which the control is made to be chemically variable. As a conventional fuel injection nozzle, for example, there is a standard nozzle as shown in FIG.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、英国公
開特許第2226362号公報に示される方法に従来の
標準ノズルを使用すると、噴孔入口の圧力としての実噴
射圧が低下し、噴霧粒子が粗くまた貫通力が不足すると
いう問題がある。またこの公報には、サックレスノズル
を改良した形状が提案されているが、この形状のもの
は、ニードル弁の最大リフト時に噴孔面積を有効に使用
することができないため、ノズル内での圧力損失が増大
するという問題がある。また独国公開特許第39053
91号公報に示される噴射ノズルは、ニードル先端形状
が複雑で製作が困難であるだけでなく噴孔面積を可変と
する制御が難しく噴射弁全体の体格が大型化するという
問題がある。However, when a conventional standard nozzle is used in the method disclosed in British Patent No. 2,226,362, the actual injection pressure as the pressure at the injection hole inlet decreases, and the spray particles become coarser. There is a problem that the penetration force is insufficient. This publication also proposes an improved shape of the suckless nozzle. However, this shape cannot effectively use the injection hole area at the maximum lift of the needle valve. There is a problem that the loss increases. Also, German Published Patent No. 39053
The injection nozzle disclosed in Japanese Patent Publication No. 91 has a problem that not only is the needle tip complicated and difficult to manufacture, but also it is difficult to control the injection hole area to be variable and the size of the entire injection valve becomes large.
【0004】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、ニードルリフト制御によって噴射
率を制御しても実噴射圧を低下させずに噴霧特性を向上
するようにした燃料噴射弁を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and a fuel in which the injection characteristics are improved without lowering the actual injection pressure even if the injection rate is controlled by needle lift control. An injection valve is provided.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の第1発明による
燃料噴射弁は、先端内部に所定の角度をなして形成され
た第1円錐面と、この第1円錐面の先端側に所定の角度
をなして形成された第2円錐面と、この第2円錐面の内
部から外部に連通して形成された噴孔とを有するバルブ
ボディと、円柱軸体と、この円柱軸体の先端に形成さ
れ、前記第1円錐面より小さい角度をなし、下端面が前
記第1円錐面と離着する接線をなす第1の傾斜面と、こ
の第1の傾斜面の先端に形成され、前記第1円錐面とほ
ぼ等しい角度をなす第2の傾斜面とを有し、前記バルブ
ボディ内に移動可能に配されたニードル弁であって、リ
フト量に応じて前記噴孔入口の有効流路面積を可変とす
るニードル弁とを備え、前記バルブボディ内に燃料が圧
送されることで前記ニードル弁が開弁し、前記噴孔から
燃料が噴射されることを特徴とする。A fuel injection valve according to a first aspect of the present invention has a first conical surface formed at a predetermined angle inside a front end thereof, and a predetermined conical surface formed on the front end side of the first conical surface. angle
A second conical surface formed without a formation and a valve body having an injection hole formed in communication with the outside from the inside of the second conical surface, a columnar shaft body, a distal end of the cylindrical shaft member is, the first without the angle smaller than the conical surface, a first inclined surface forming a tangent to the lower end face is Hanaregi said first conical surface, formed at the tip of the first inclined surface, the first A second inclined surface having an angle substantially equal to the conical surface, the needle valve being movably disposed in the valve body, and having an effective flow area of the injection hole inlet in accordance with a lift amount. A needle valve which is variable, wherein the needle valve is opened when fuel is pressure-fed into the valve body, and fuel is injected from the injection hole.
【0006】本発明の第2発明による燃料噴射弁は、前
記ニードル弁の先端部が前記噴孔の中心軸延長上に位置
し、ニードル弁の閉弁時にニードル弁の先端部と前記噴
孔の入口とが所定の距離に設定されることを特徴とす
る。In a fuel injection valve according to a second aspect of the present invention, the tip of the needle valve is located on the extension of the central axis of the injection hole, and when the needle valve is closed, the tip of the needle valve and the injection hole of the injection hole are closed. It is characterized in that a predetermined distance from the entrance is set.
【0007】本発明の第3発明による燃料噴射弁は、前
記ニードル弁と前記噴孔入口間の距離Lが0.1〜0.
3mmの範囲にあることを特徴とする。In a fuel injection valve according to a third aspect of the present invention, the distance L between the needle valve and the injection hole inlet is 0.1 to 0.1.
It is characterized by being in the range of 3 mm.
【0008】本発明の第4発明による燃料噴射弁は、前
記バルブボディには異なる傾斜角をなす複数の噴孔が形
成され、バルブボディの中心軸に対して大きな傾斜角を
なす噴孔が前記第1円錐面の先端側の位置で開孔してい
ることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。In a fuel injection valve according to a fourth aspect of the present invention, a plurality of injection holes having different inclination angles are formed in the valve body, and the injection holes having a large inclination angle with respect to the central axis of the valve body are provided. 2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein a hole is opened at a position on the tip side of the first conical surface.
【0009】[0009]
【作用】本発明の燃料噴射弁によると、流体力学理論に
もとづいてニードルリフト量に従いノズル噴孔面積を可
変とするノズル形状にし、かつサック室容積を小容量に
保持する構成であるため、ニードルリフト制御によって
噴射率を制御する場合、実噴射圧が低くならずに噴霧特
性が改善される。According to the fuel injection valve of the present invention, the nozzle is formed in such a manner that the nozzle injection hole area can be varied according to the needle lift based on the fluid dynamics theory, and the suck chamber volume is kept small. When the injection rate is controlled by the lift control, the spray characteristic is improved without reducing the actual injection pressure.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。ディーゼル機関の燃料噴射装置に適用した本発
明の燃料噴射ノズルの第1実施例を図1〜図3に示す。
図2に示すように、ディーゼル機関1のシリンダブロッ
ク3に嵌合されるシリンダライナ5内にピストン4が摺
動自在に設けられ、このピストン4の頂面とシリンダラ
イナ5の内周面とシリンダヘッド2との底面で燃焼室6
が画定されている。シリンダヘッド2にはバルブボディ
としてのノズルボディ14とノズルホルダ12等からな
る燃料噴射装置10が取付けられ、そのノズルボディ1
4の先端が燃焼室6内に配置されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show a first embodiment of a fuel injection nozzle of the present invention applied to a fuel injection device for a diesel engine.
As shown in FIG. 2, a piston 4 is slidably provided in a cylinder liner 5 fitted to the cylinder block 3 of the diesel engine 1, and the top surface of the piston 4, the inner peripheral surface of the cylinder liner 5, and the cylinder The combustion chamber 6 at the bottom with the head 2
Is defined. A fuel injection device 10 including a nozzle body 14 as a valve body and a nozzle holder 12 is attached to the cylinder head 2.
The tip of 4 is arranged in the combustion chamber 6.
【0011】図3に示すように、燃料噴射装置10は、
ノズルホルダ12とノズルボディ14とニードル弁15
とからなり、リテイニングナット13によりノズルボデ
ィ14がチップパッキン16を介してノズルホルダ12
の端面12aに固定されている。ノズルホルダ12に形
成されるノズルスプリング室22にはノズルスプリング
19が収納され、このノズルスプリング19の付勢力に
よりプレッシャピン17が図3で下方に押され、その先
端17aがニードル弁を下方に付勢している。チップパ
ッキン16は、ニードル弁15の最大リフト量を規制す
るものであり、ノズルホルダ12との回転位置をロック
ピン18によって固定されている。ノズルボディ14内
に収納されるニードル弁15の周囲の空間は、高圧側が
高圧燃料通路20に連通し、低圧側がピン穴16aを経
てノズルスプリング室22から燃料逃し通路21に連通
している。高圧燃料通路20から高圧燃料が圧送される
と、その燃料の圧力がノズルスプリング19のスプリン
グ設定圧に打ち勝つと、ニードル弁15をリフトして図
1に示す噴孔28、29から燃料を噴射する。燃料の圧
力がノズルスプリング19の設定圧以下になると、ニー
ドル弁15が着座してニードル弁15の周囲の燃料がピ
ン穴16aを経てノズルスプリング室22から燃料逃し
通路21に逃がされる。As shown in FIG. 3, the fuel injection device 10 comprises:
Nozzle holder 12, nozzle body 14, and needle valve 15
The nozzle body 14 is held by the retaining nut 13 through the tip packing 16.
Is fixed to the end face 12a. A nozzle spring 19 is housed in a nozzle spring chamber 22 formed in the nozzle holder 12, and the urging force of the nozzle spring 19 pushes the pressure pin 17 downward in FIG. I'm going. The tip packing 16 regulates the maximum lift amount of the needle valve 15, and the rotation position with respect to the nozzle holder 12 is fixed by a lock pin 18. In the space around the needle valve 15 housed in the nozzle body 14, the high pressure side communicates with the high pressure fuel passage 20, and the low pressure side communicates with the fuel release passage 21 from the nozzle spring chamber 22 via the pin hole 16a. When high-pressure fuel is pumped from the high-pressure fuel passage 20, when the pressure of the fuel overcomes the spring set pressure of the nozzle spring 19, the needle valve 15 is lifted and fuel is injected from the injection holes 28 and 29 shown in FIG. . When the fuel pressure becomes equal to or lower than the set pressure of the nozzle spring 19, the needle valve 15 is seated, and the fuel around the needle valve 15 is released from the nozzle spring chamber 22 to the fuel release passage 21 through the pin hole 16a.
【0012】ノズルボディ14の先端部は、図1に示す
ようにノズルボディ14とニードル弁15とから構成さ
れ、ニードル弁15は、ノズルボディ14内に図に示す
位置から上方に移動可能に挿入され、図3に示すよう
に、案内孔14aによって大径部15aが径方向に保持
されている。ノズルボディ14は、図1に示すように、
円柱孔24と、座面としての第1円錐面25と、第2円
錐面26と、球形の凹面27の内部と外部とを連通する
噴孔28、29とが形成されている。また、噴孔28が
中心軸Xとなす角δ1 は、噴孔29が中心軸Xとなす角
δ2 より小さく設定されている。噴孔28、29は、第
2円錐面26上に形成されている。The tip of the nozzle body 14 is composed of a nozzle body 14 and a needle valve 15, as shown in FIG. 1. The needle valve 15 is inserted into the nozzle body 14 movably upward from a position shown in the figure. As shown in FIG. 3, the large-diameter portion 15a is held in the radial direction by the guide hole 14a. The nozzle body 14, as shown in FIG.
A cylindrical hole 24, a first conical surface 25 as a seat surface, a second conical surface 26, and injection holes 28 and 29 for communicating the inside and the outside of the spherical concave surface 27 are formed. The angle δ 1 formed by the injection hole 28 with the central axis X is set smaller than the angle δ 2 formed by the injection hole 29 with the central axis X. The injection holes 28 and 29 are formed on the second conical surface 26.
【0013】ニードル弁15は、円柱軸31と、ノズル
ボディ14の第1円錐面25の角度α1 より小さい角度
β1 をなす第1傾斜面32と、第1円錐面25と当接す
る環状の接線34を境として第1円錐面25の角度α1
よりわずかに大きい角度β2をなす第2傾斜面33とが
連続的に形成されることにより構成される。噴孔28、
29は、ニードル弁15の第2傾斜面33と噴孔28、
29の入口との距離La、Lbが所定の値に設定される
ようノズルボディ14に開口している。この所定の値
は、噴孔28、29の分岐および曲がりによる圧力損失
を利用して各噴孔入口の流量係数を所定値に設定するも
のである。ノズルボディ14の円柱孔24内へ図示しな
い燃料噴射ポンプから高圧燃料が供給されると、ニード
ル弁15はその燃料圧力により開弁方向(図1で上方)
へ押圧され、図3に示すノズルスプリング22により閉
弁方向(図1で下方)へ押圧され、その釣合により往復
駆動される。The needle valve 15 has a cylindrical shaft 31, a first inclined surface 32 having an angle β 1 smaller than an angle α 1 of the first conical surface 25 of the nozzle body 14, and an annular shape contacting the first conical surface 25. The angle α 1 of the first conical surface 25 with respect to the tangent line 34
The second inclined surface 33 having a slightly larger angle β 2 is formed continuously. Injection hole 28,
29 is the second inclined surface 33 of the needle valve 15 and the injection hole 28,
The nozzle body 14 is open so that the distances La and Lb from the inlet 29 are set to predetermined values. This predetermined value is to set the flow coefficient at each injection hole inlet to a predetermined value by utilizing the pressure loss due to branching and bending of the injection holes 28 and 29. When high-pressure fuel is supplied from a fuel injection pump (not shown) into the cylindrical hole 24 of the nozzle body 14, the needle valve 15 is opened (upward in FIG. 1) by the fuel pressure.
3 and is pushed in the valve closing direction (downward in FIG. 1) by the nozzle spring 22 shown in FIG.
【0014】次に、この燃料噴射ノズルの作動について
説明する。ニードル弁15のリフト量が小さいとき、流
量係数が小さく設定され、有効噴孔面積が噴孔の幾何学
的面積より小さい。このとき、第2傾斜面33と噴孔2
8、29の入口間の最小流路面積から有効噴孔面積を設
定できるため、シート部による圧損を回復して実噴射圧
を高くし、噴霧の質が悪化することなく噴射率を低く抑
えることができる。Next, the operation of the fuel injection nozzle will be described. When the lift amount of the needle valve 15 is small, the flow coefficient is set small, and the effective injection hole area is smaller than the geometric area of the injection hole. At this time, the second inclined surface 33 and the injection hole 2
The effective injection hole area can be set from the minimum flow path area between the inlets of 8, 29, so that the actual injection pressure can be increased by recovering the pressure loss due to the seat portion, and the injection rate can be kept low without deteriorating the spray quality. Can be.
【0015】ニードル弁15のリフト量をさらに大きく
すると、シート部面積が十分大きくなったとき、噴孔2
8、29と第2傾斜面33との距離La、Lbが十分大
きくなり、噴孔入口の流量係数は大きな値となる。する
と、全噴孔面積が有効に使われるため、圧損はなく、高
い噴射率が得られる。このような燃料噴射ノズルの形状
ならびに位置関係をもつことにより、燃料噴射ノズルは
ニードル弁15のリフト量の変化に従いニードル弁15
と噴孔28、29間の幾何学的位置を変化させ、流体特
性の変化をもたらし、有効噴孔面積を変化させる。な
お、噴孔28、29間の開孔角度の差異にもとづく噴霧
形態は、開孔位置を変更することで補正することがで
き、また差をつけることもできる。If the lift amount of the needle valve 15 is further increased, when the seat area becomes sufficiently large, the injection hole 2
The distances La and Lb between 8, 29 and the second inclined surface 33 are sufficiently large, and the flow coefficient at the injection hole inlet becomes a large value. Then, since the entire injection hole area is used effectively, there is no pressure loss and a high injection rate can be obtained. By having such a shape and positional relationship of the fuel injection nozzle, the fuel injection nozzle can be controlled by changing the lift amount of the needle valve 15.
To change the geometrical position between the nozzles and the orifices 28, 29, causing a change in the fluid properties and changing the effective orifice area. In addition, the spray form based on the difference in the opening angle between the injection holes 28 and 29 can be corrected by changing the opening position, and the difference can be provided.
【0016】次に前記第1実施例(実施例1)と従来の
比較例1および比較例2とを対比すると次のとおりであ
る。図10に示される比較例1による燃料噴射ノズル4
0は、標準ノズル形のもので、円筒状のサック室41を
有し、ニードル弁15に形成される先端円錐面42と噴
孔28、29の入口との間には比較的大きな距離があ
る。この距離が噴孔28、29の流量係数μH に与える
影響は少なく、この標準ノズル形の燃料噴射ノズルでは
ほぼμH =1となる。この標準ノズル形の燃料噴射ノズ
ル40を流体的にモデル化した図が図11に示される。
この場合のサック室41の圧力PS とノズル室43の圧
力PD は、数1の関係式をもつ。Next, a comparison between the first embodiment (Example 1) and the conventional comparative examples 1 and 2 is as follows. Fuel injection nozzle 4 according to comparative example 1 shown in FIG.
Numeral 0 is a standard nozzle type having a cylindrical sack chamber 41, and there is a relatively large distance between the tip conical surface 42 formed on the needle valve 15 and the inlets of the injection holes 28 and 29. . This distance has little effect on the flow coefficient μ H of the injection holes 28 and 29, and in this standard nozzle type fuel injection nozzle, μ H = 1. FIG. 11 is a diagram in which the standard nozzle type fuel injection nozzle 40 is fluidly modeled.
In this case, the pressure P S of the suck chamber 41 and the pressure P D of the nozzle chamber 43 have a relational expression of Formula 1.
【0017】[0017]
【数1】 (Equation 1)
【0018】ここにPD :ノズル室圧、PS :サック室
圧、PZ :燃焼室圧、μD :シート部流量係数、μH:
噴孔流量係数、FD :シート部流路面積、FH :噴孔面
積である。噴孔面積FH は一定であるため、圧力比PS
/PD は、シート部流路面積FDに影響される。図12
に示されるように噴孔面積FH は、ニードル弁15のリ
フト量に応じて変化するから、圧力比PS /PD は、ニ
ードル弁15のリフト量によって変化する。Here, P D : nozzle chamber pressure, P S : suck chamber pressure, P Z : combustion chamber pressure, μ D : flow coefficient of seat part, μ H :
Nozzle hole flow rate coefficient, F D: seat passage area, F H: a hole area. Since the injection hole area F H is constant, the pressure ratio P S
/ P D is influenced by the seat passage area F D. FIG.
The injection hole area F H as shown in, because changes in accordance with the lift amount of the needle valve 15, the pressure ratio P S / P D varies with the lift of the needle valve 15.
【0019】図13に示される比較例2による燃料噴射
ノズル50は、VCOノズル形のもので、ノズルボディ
14の円錐面51に噴孔28、29が開口され、ニード
ル弁15の閉弁時、ニードル弁15の第2傾斜面33と
噴孔28、29の入口間の距離がほとんど零である。The fuel injection nozzle 50 according to the second comparative example shown in FIG. 13 is of a VCO nozzle type. The injection holes 28 and 29 are opened in the conical surface 51 of the nozzle body 14 and when the needle valve 15 is closed. The distance between the second inclined surface 33 of the needle valve 15 and the inlets of the injection holes 28 and 29 is almost zero.
【0020】次に、前記比較例1および比較例2と前記
実施例1のニードルリフトと噴孔流量係数との関係の測
定結果を図4に示す。図4に示されるように、比較例1
はニードル弁15のリフト量にほとんど影響せず噴孔流
量係数μHはほぼ一定であり、比較例2および実施例1
は、ニードル弁15のリフト量に応じて噴孔流量係数μ
H が変化する。このニードルリフト量をニードル弁15
と噴孔28、29との間の距離(ニードル弁と噴孔入口
距離)Lに置換してこれをグラフにすると図5に示すよ
うになる。ニードル弁と噴孔入口間距離Lは、噴孔流量
係数μH との関係において、図5に示される関係にあ
る。図5に示されるように、ニードル弁と噴孔入口間距
離Lが約0.3mm以下の距離になると比較例2および
実施例1の噴孔流量係数μH は、次第に小さくなる。こ
れは、各種圧力損失、特に分岐損失、曲がり損失が流路
面積この場合ニードル弁と噴孔入口間距離Lの関数で変
化していくためである。Next, FIG. 4 shows the measurement results of the relationship between the needle lift and the injection hole flow rate coefficient in Comparative Examples 1 and 2 and Example 1. As shown in FIG. 4, Comparative Example 1
Shows that the injection hole flow rate coefficient μ H is almost constant without substantially affecting the lift amount of the needle valve 15, and the comparative example 2 and the example 1
Is the injection hole flow coefficient μ according to the lift amount of the needle valve 15.
H changes. This amount of needle lift is
FIG. 5 shows a graph obtained by substituting the distance L between the nozzle holes 28 and 29 (the distance between the needle valve and the injection hole entrance). Needle valve and the nozzle hole inlet distance L is in relation to the nozzle hole flow rate coefficient mu H, a relationship shown in FIG. As shown in FIG. 5, when the distance L between the needle valve and the injection hole inlet becomes a distance of about 0.3 mm or less, the injection hole flow coefficient μ H of Comparative Example 2 and Example 1 gradually decreases. This is because various types of pressure loss, particularly branch loss and bending loss, change as a function of the distance L between the needle valve and the injection hole inlet in this case.
【0021】ニードルリフト量と圧力比PS /PD との
関係について比較例1および比較例2と前記実施例1と
対比した結果を図6に示す。図6に示されるように、ニ
ードルリフト量が小さいとき、実施例1は比較例1より
も高い圧力比PS /PD を示す。この結果より、前記実
施例1の燃料噴射ノズルによると、ニードル弁15の小
リフト時、噴孔流量係数μH を小さくすることにより噴
射率を低減することができ、また小リフト時の実噴射圧
すなわちサック室圧PS を標準ノズルの比較例1よりも
高くすることができるため、燃料の噴霧が微粒化されて
貫通力を大きくすることができることが解る。[0021] The results of needle lift and the relationship between the pressure ratio P S / P D and Comparative Example 1 and Comparative Example 2 versus Example 1 in FIG. 6. As shown in FIG. 6, when the amount of needle lift is small, Example 1 exhibits a high pressure ratio P S / P D than Comparative Example 1. According to this result, according to the fuel injection nozzle of the first embodiment, the injection rate can be reduced by reducing the injection hole flow coefficient μ H at the time of the small lift of the needle valve 15, and the actual injection at the time of the small lift Since the pressure, that is, the suck chamber pressure P S can be made higher than that in Comparative Example 1 of the standard nozzle, it is understood that the fuel spray is atomized and the penetration force can be increased.
【0022】また本発明の前記実施例1による燃料噴射
ノズルでは、ノズルが内燃機関に傾いて取付けられた場
合、噴霧が噴孔間で均一であり、またニードルリフト量
に応じて噴射率の制御を可能とし良質な噴霧を得ること
ができる。これに対し比較例2による燃料噴射ノズル
は、噴孔間で距離Lを均一に変えることができず、ノズ
ルが傾いてディーゼル機関に取付けられた場合、噴孔間
でノズル中心に対し傾斜角が異なると、噴霧が噴孔間で
不均一となる。またニードルリフトが大きいとき、流量
係数が小さいままであり圧力損失が大きく、噴射径の駆
動損失が大となる。Further, in the fuel injection nozzle according to the first embodiment of the present invention, when the nozzle is attached to the internal combustion engine at an angle, the spray is uniform between the injection holes, and the injection rate is controlled according to the needle lift amount. And high quality spray can be obtained. On the other hand, the fuel injection nozzle according to Comparative Example 2 cannot uniformly change the distance L between the injection holes, and when the nozzle is tilted and attached to a diesel engine, the inclination angle between the injection holes with respect to the center of the nozzle is small. Otherwise, the spray will be uneven between the orifices. When the needle lift is large, the flow coefficient remains small, the pressure loss is large, and the driving loss of the injection diameter becomes large.
【0023】次に、噴射開始からの経過時間と噴霧粒径
との関係を図7に示す。図7に示す測定結果は、下記の
測定条件のもとで得られた。噴射圧:100MPa、噴
射量30mm3 /行程、雰囲気圧1MPa(Arガス
中)であった。本発明の前記実施例1による平均噴霧粒
径は、比較例1および比較例2による平均噴霧粒径より
も小径であることが解る。すなわち前記実施例1による
燃料噴射ノズルでは、噴霧燃料が微粒化されて霧化特性
の良い噴霧が得られることが理解できる。FIG. 7 shows the relationship between the elapsed time from the start of injection and the spray particle size. The measurement results shown in FIG. 7 were obtained under the following measurement conditions. The injection pressure was 100 MPa, the injection amount was 30 mm 3 / stroke, and the atmospheric pressure was 1 MPa (in Ar gas). It can be seen that the average spray particle diameter according to Example 1 of the present invention is smaller than the average spray particle diameter according to Comparative Examples 1 and 2. That is, it can be understood that in the fuel injection nozzle according to the first embodiment, the atomized fuel is atomized to obtain an atomized spray having good atomization characteristics.
【0024】次に、本発明の第2実施例(実施例2)に
よる燃料噴射ノズルを図8に示す。第2実施例では、ニ
ードル弁15の先端に第3の円錐部61を形成した例で
ある。ニードル弁15のリフト量が零のとき、ニードル
弁15と噴孔28、29との距離La、Lbが設定され
ている。また個々の噴孔28、29のノズル中心に対す
る傾斜角δ3 、δ4 による曲がり損失の差を補正し、総
圧力損失が同じになるように距離La、Lbが設定され
る。噴孔間の噴霧が均一になり、第1実施例と同等の効
果が得られる。Next, FIG. 8 shows a fuel injection nozzle according to a second embodiment (Embodiment 2) of the present invention. The second embodiment is an example in which a third conical portion 61 is formed at the tip of the needle valve 15. When the lift of the needle valve 15 is zero, the distances La and Lb between the needle valve 15 and the injection holes 28 and 29 are set. In addition, the distances La and Lb are set so that the difference between the bending losses due to the inclination angles δ 3 and δ 4 of the individual injection holes 28 and 29 with respect to the nozzle center is corrected and the total pressure loss becomes the same. The spray between the injection holes becomes uniform, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【0025】本発明の第3実施例による燃料噴射ノズル
を図9に示す。第3実施例による燃料噴射ノズル70で
は、ニードル弁15の先端部に球形部71を形成してい
る。この球形部71の形成によって噴孔28、29の入
口部とニードル弁15の先端との距離La、Lbを選定
し、所定の噴霧特性が得られるようにされている。以上
のように、本発明の実施例によると、ノズルサックボリ
ュームを減らし、噴射率をニードルのリフト量で制御す
る構成であるから、良質な噴霧を得ることができ、噴孔
間の噴霧のばらつきを抑えることができる。FIG. 9 shows a fuel injection nozzle according to a third embodiment of the present invention. In the fuel injection nozzle 70 according to the third embodiment, a spherical portion 71 is formed at the tip of the needle valve 15. With the formation of the spherical portion 71, the distances La and Lb between the inlets of the injection holes 28 and 29 and the tip of the needle valve 15 are selected so that predetermined spray characteristics can be obtained. As described above, according to the embodiment of the present invention, since the nozzle sack volume is reduced and the injection rate is controlled by the lift amount of the needle, it is possible to obtain high quality spray, and the variation of spray between the injection holes Can be suppressed.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の燃料噴射
弁によれば、噴孔の入口部にニードルが所定の距離Lを
もつように設定し、噴孔入口有効流路の面積をニードル
のリフト量に従い流体的に可変とする形状としたため、
燃料の噴霧特性を改善することができるという効果があ
る。As described in detail above, according to the fuel injection valve of the present invention, the needle is set at the inlet portion of the injection hole so as to have a predetermined distance L, and the area of the injection hole inlet effective flow path is reduced. Because the shape was made fluidly variable according to the lift amount of the needle,
There is an effect that the fuel spray characteristics can be improved.
【図1】本発明の第1実施例による燃料噴射弁のノズル
部を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a nozzle portion of a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施例による燃料噴射弁をディー
ゼル機関に取付けた状態を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial sectional view showing a state in which the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention is mounted on a diesel engine.
【図3】本発明の第1実施例による燃料噴射弁を示す断
面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention.
【図4】ニードルリフトと噴孔流量係数の関係を示す特
性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a needle lift and an injection hole flow coefficient.
【図5】ニードルおよび噴孔間距離と噴孔流量係数の関
係を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a distance between a needle and an injection hole and an injection hole flow coefficient.
【図6】ニードルリフトと圧力比の関係を示す特性図で
ある。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a needle lift and a pressure ratio.
【図7】噴射開始からの経過時間と噴霧粒径との関係を
示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between an elapsed time from the start of injection and a spray particle size.
【図8】本発明の第2実施例による燃料噴射弁のノズル
部を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a nozzle part of a fuel injection valve according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第3実施例による燃料噴射弁のノズル
部を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a nozzle portion of a fuel injection valve according to a third embodiment of the present invention.
【図10】従来の比較例1による燃料噴射弁のノズル部
を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a nozzle portion of a fuel injection valve according to a comparative example 1 of the related art.
【図11】従来の比較例1による燃料噴射弁の流体モデ
ルを示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a fluid model of a fuel injection valve according to Comparative Example 1 of the related art.
【図12】比較例1によるニードルリフトとシート部流
路面積との関係を示す特性図である。FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between a needle lift and a sheet passage area according to Comparative Example 1.
【図13】従来の比較例2による燃料噴射弁のノズル部
を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a nozzle portion of a fuel injection valve according to Comparative Example 2 of the related art.
14 ノズルボディ(バルブボディ) 15 ニードル弁 25 第1円錐面 26 第2円錐面 28 噴孔 29 噴孔 32 第1傾斜面 33 第2傾斜面 34 接線 14 Nozzle body (valve body) 15 Needle valve 25 First conical surface 26 Second conical surface 28 Injection hole 29 Injection hole 32 First inclined surface 33 Second inclined surface 34 Tangent line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊達 健治 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−110719(JP,A) 実開 昭61−128381(JP,U) 実開 昭61−17481(JP,U) 実開 昭60−143167(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 61/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Kenji Date 1-1-1 Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Japan Inside Denso Co., Ltd. (56) References JP-A-53-110719 (JP, A) 128381 (JP, U) Fully open sho 61-17481 (JP, U) Fully open sho 60-143167 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02M 61/18
Claims (4)
れた第1円錐面と、この第1円錐面の先端側に所定の角
度をなして形成された第2円錐面と、この第2円錐面の
内部から外部に連通して形成された噴孔とを有するバル
ブボディと、 円柱軸体と、この円柱軸体の先端に形成され、前記第1
円錐面より小さい角度をなし、下端面が前記第1円錐面
と離着する接線をなす第1の傾斜面と、この第1の傾斜
面の先端に形成され、前記第1円錐面とほぼ等しい角度
をなす第2の傾斜面とを有し、前記バルブボディ内に移
動可能に配されたニードル弁であって、リフト量に応じ
て前記噴孔入口の有効流路面積を可変とするニードル弁
とを備え、 前記バルブボディ内に燃料が圧送されることで前記ニー
ドル弁が開弁し、前記噴孔から燃料が噴射されることを
特徴とする燃料噴射弁。 1. A first conical surface formed at a predetermined angle inside a distal end, and a predetermined angle at a distal end side of the first conical surface.
A second conical surface formed at an degree, a valve body having an injection hole formed in communication with the outside from the inside of the second conical surface, a columnar shaft body, a distal end of the cylindrical shaft member Formed in the first
A first inclined surface which forms an angle smaller than the conical surface and has a lower end surface tangent to the first conical surface and separates from the first conical surface, and is formed at a tip of the first inclined surface and is substantially equal to the first conical surface; A needle valve movably disposed within the valve body, the needle valve having an angled second inclined surface, the needle valve varying an effective flow area of the injection hole inlet in accordance with a lift amount. A fuel injection valve, wherein fuel is fed into the valve body to open the needle valve and fuel is injected from the injection hole.
心軸延長上に位置し、ニードル弁の閉弁時にニードル弁
の先端部と前記噴孔の入口とが所定の距離に設定される
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。2. A tip portion of the needle valve is located on an extension of the central axis of the injection hole. When the needle valve is closed, the tip portion of the needle valve and an inlet of the injection hole are set at a predetermined distance. The fuel injection valve according to claim 1, wherein:
Lが0.1〜0.3mmの範囲にあることを特徴とする
請求項1に記載の燃料噴射弁。3. The fuel injection valve according to claim 1, wherein a distance L between the needle valve and the injection hole inlet is in a range of 0.1 to 0.3 mm.
す複数の噴孔が形成され、バルブボディの中心軸に対し
て大きな傾斜角をなす噴孔が前記第1円錐面の先端側の
位置で開孔していることを特徴とする請求項1に記載の
燃料噴射弁。4. A plurality of injection holes having different inclination angles are formed in the valve body, and the injection holes forming a large inclination angle with respect to the central axis of the valve body are located at positions on the tip side of the first conical surface. 2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the fuel injection valve is open.
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP3149590A JP3028863B2 (en) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | Fuel injection valve |
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