JP3334862B2 - Fuel injection nozzle - Google Patents
Fuel injection nozzleInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料供
給に用いられる燃料噴射弁、とくにシリンダ内に燃料を
直接噴射する筒内噴射式燃料噴射弁における燃料噴射ノ
ズルに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection valve used for supplying fuel to an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection nozzle in a direct injection type fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の燃料噴射ノズルには、バルブが着
座するシート部下流に設けられかつ所定半径の半球状凹
面を有するサック部と、前記サック部の壁部を貫通しか
つ所定の開口角度をもって断面ほぼ扇形状に開口するス
リット状噴孔とを備えるものがある（例えば、特開平９
−１２６０９５号公報参照）。このような燃料噴射ノズ
ルは、燃料を内燃機関のシリンダ内にほぼ扇状の噴霧形
状（扇状噴霧ともいう。）をもって直接噴射する。2. Description of the Related Art A conventional fuel injection nozzle has a sack portion provided downstream of a seat portion on which a valve is seated and having a hemispherical concave surface having a predetermined radius, a sack portion penetrating a wall portion of the sack portion and having a predetermined opening angle. And a slit-shaped injection hole having a substantially fan-shaped cross-section.
No.-126095). Such a fuel injection nozzle directly injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine in a substantially fan-shaped spray shape (also called fan-shaped spray).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の燃料噴射ノズル
によると、サック部の半球状凹面の半径中心と噴孔の開
口角度中心との関係が特定されていないため、噴霧角度
の安定した扇状噴霧が得難いといった問題が残る。According to the conventional fuel injection nozzle, the relationship between the radius center of the hemispherical concave surface of the sack portion and the center of the opening angle of the injection hole is not specified, so that the fan-shaped spray having a stable spray angle is provided. Is difficult to obtain.
【０００４】本発明の目的は、扇状噴霧の噴霧角度の安
定化を図ることのできる燃料噴射ノズルを提供すること
にある。An object of the present invention is to provide a fuel injection nozzle capable of stabilizing a spray angle of a fan spray.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する請求
項１の発明は、バルブが着座するシート部下流に設けら
れかつ所定半径の半球状凹面を有するサック部と、前記
サック部の壁部を貫通しかつ所定の開口角度をもって断
面ほぼ扇形状に開口するスリット状噴孔とを備え、前記
噴孔の開口角度中心が前記サック部の半球状凹面の半径
中心よりも上流側に位置され、 前記サック部の半球状凹
面の半径中心から前記噴孔の開口角度中心までの寸法Ｐ
ｂは、前記サック部の半球状凹面の半径をＲｓとしたと
き、 ０＜Ｐｂ≦０．７５Ｒｓ に設定した 燃料噴射ノズルである。上記の構成による
と、前記噴孔の開口角度中心が前記サック部の半球状凹
面の半径中心よりも上流側に位置された、すなわち、０
＜Ｐｂに設定されたことによって、噴孔の開口角度とほ
ぼ等しい噴霧角度の扇状噴霧が得られることから、扇状
噴霧の噴霧角度を安定化することができる。また、Ｐｂ≦０．７５Ｒｓ に設定されたことによって、扇状噴霧の噴霧分布を均一
化することができる。 したがって、上記したように、 ０＜Ｐｂ≦０．７５Ｒｓ に設定することによって、扇状噴霧の噴霧角度を安定化
すると同時に、扇状噴霧の噴霧分布を均一化することが
できる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a sack portion provided downstream of a seat portion on which a valve is seated and having a hemispherical concave surface having a predetermined radius, and a wall portion of the sack portion. A slit-shaped injection hole that penetrates and opens in a substantially fan-shaped cross section with a predetermined opening angle, wherein the center of the opening angle of the injection hole is located upstream of the radial center of the hemispherical concave surface of the sac portion , Hemispherical concave of the sack part
Dimension P from the center of the radius of the surface to the center of the opening angle of the injection hole
b is that the radius of the hemispherical concave surface of the sac portion is Rs
Can a fuel injection nozzle is set to 0 <Pb ≦ 0.75Rs. By the above configuration
And the center of the opening angle of the injection hole is a hemispherical concave portion of the sack portion.
Located upstream of the radial center of the surface, ie, 0
By setting <Pb, a fan spray having a spray angle substantially equal to the opening angle of the injection hole can be obtained, so that the spray angle of the fan spray can be stabilized. Further , by setting Pb ≦ 0.75Rs , the spray distribution of the fan-shaped spray is made uniform.
Can be Therefore, as described above, by setting 0 <Pb ≦ 0.75Rs , the spray angle of the fan spray is stabilized.
At the same time, the spray distribution of the fan spray can be made uniform.
it can.
【０００６】[0006]
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】一実施の形態について図面を参照
して説明する。図１に燃料噴射ノズルの正面図、図２に
同部分断面図、図３に要部断面図が示されている。図２
において、燃料噴射ノズル１は、金属製からなり、燃料
噴射弁のほぼニードル弁状のバルブ７が軸方向（図２に
おいて左右方向）に摺動可能に設けられるバルブ孔２、
前記バルブ７が着座するシート部３、前記シート部３の
下流に設けられるサック部４と、前記サック部４の壁部
に貫通するスリット状(図１参照)の噴孔５とを同一軸線
Ａｘ上に備えている。なお燃料噴射弁は、図示は省略す
るが、周知の筒内噴射式燃料弁である。また燃料噴射弁
の燃料噴射圧力は、例えば１２０ kg/cm2である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of the fuel injection nozzle, FIG. 2 is a partial sectional view of the same, and FIG. FIG.
, The fuel injection nozzle 1 is made of metal, and a valve hole 2 in which a substantially needle valve-like valve 7 of the fuel injection valve is provided so as to be slidable in the axial direction (left and right direction in FIG. 2).
The seat portion 3 on which the valve 7 is seated, a sack portion 4 provided downstream of the seat portion 3, and a slit-shaped (see FIG. 1) injection hole 5 penetrating a wall portion of the sack portion 4 are coaxially axis Ax. Have prepared above. Although not shown, the fuel injection valve is a well-known in-cylinder injection fuel valve. The fuel injection pressure of the fuel injection valve is, for example, 120 kg / cm 2 .
【０００８】図３において、前記サック部４は、所定半
径Ｒｓの半球状凹面４ａを有している。半球状凹面４ａ
の半径Ｒｓは、例えば０．４ mmである。図３にサック
部４の半径中心をＰｓで示した。またサック部４の壁部
の肉厚Ｔは、例えば、０．２〜１．２ mmである。なお
サック部４の半球状凹面４ａは、所定半径Ｒｓで所定長
さの円筒部４ｂを介して前記シート部３と連通してい
る。In FIG. 3, the sack portion 4 has a hemispherical concave surface 4a having a predetermined radius Rs. Hemispherical concave surface 4a
Is 0.4 mm, for example. FIG. 3 shows the center of the radius of the sack portion 4 by Ps. The wall thickness T of the sack portion 4 is, for example, 0.2 to 1.2 mm. The hemispherical concave surface 4a of the sack portion 4 communicates with the seat portion 3 via a cylindrical portion 4b having a predetermined radius Rs and a predetermined length.
【０００９】前記噴孔５は、所定の開口角度θ１をもっ
て断面ほぼ扇形状に開口している。噴孔５の開口角度θ
１は、例えば３０〜１６０°である。噴孔５は、燃料噴
射ノズル１の軸線Ａｘを中心として軸対称状に形成され
ている。また、図１に示される噴孔５の短手方向の幅Ｗ
は、例えば０．２ mm である。The injection hole 5 has a substantially fan-shaped cross section at a predetermined opening angle θ1. Opening angle θ of injection hole 5
1 is, for example, 30 to 160 °. The injection hole 5 is formed axially symmetric with respect to the axis Ax of the fuel injection nozzle 1. Further, the width W of the injection hole 5 shown in FIG.
Is, for example, 0.2 mm.
【００１０】図３に噴孔５の開口角度中心をＰｈで示し
た。噴孔５の開口角度中心Ｐｈは、前記サック部４の半
球状凹面４ａの半径中心Ｐｓよりも上流側に位置してい
る。さらに、前記半球状凹面４ａの半径中心Ｐｓからの
噴孔５の開口角度中心Ｐｈまでの寸法Ｐｂは、０＜Ｐｂ ≦０．７５Ｒｓ に設定されている。本実施の形態の場合、前記半球状凹
面４ａの半径Ｒｓは０．４ｍｍであるから、寸法Ｐｂ
は、０＜Ｐｂ ≦０．３（ｍｍ） に設定されている。FIG. 3 shows the center of the opening angle of the injection hole 5 by Ph. The opening angle center Ph of the injection hole 5 is located upstream of the radial center Ps of the hemispherical concave surface 4a of the sack portion 4. Further, the dimension Pb from the radius center Ps of the hemispherical concave surface 4a to the opening angle center Ph of the injection hole 5 is set to 0 <Pb ≦ 0.75Rs. In the case of the present embodiment, since the radius Rs of the hemispherical concave surface 4a is 0.4 mm, the dimension Pb
Is set to 0 <Pb ≦ 0.3 (mm) .
【００１１】ところで、前記噴孔５の開口角度中心Ｐｈ
を燃料噴射ノズル１の軸線Ａｘに沿って段階的にずらし
て、噴孔５の開口角度θ１に対する扇状噴霧の広がり角
度いわゆる噴霧角度θ２の比率を測定したところ図４に
示す特性線図が得られた。なお図４に示される噴霧角度
θ２は、仮想上の大きい広がり角度で示されている。The center Ph of the opening angle of the injection hole 5 is Ph.
Was shifted stepwise along the axis Ax of the fuel injection nozzle 1 and the ratio of the spread angle of the fan-shaped spray to the opening angle θ1 of the injection hole 5, the so-called spray angle θ2, was measured. The characteristic diagram shown in FIG. 4 was obtained. Was. Note that the spray angle θ2 shown in FIG. 4 is indicated by an imaginary large spread angle.
【００１２】図４において、横軸は前記寸法Ｐｂを示
し、また縦軸は角度θ2／θ1の比率を示している。なお
寸法Ｐｂにおいて、０は噴孔５の開口角度中心Ｐｈが半
球状凹面４ａの半径中心Ｐｓと同一位置にあることを示
し、−側は半球状凹面４ａの半径中心Ｐｓよりも下流
側、また＋側は半球状凹面４ａの半径中心Ｐｓの半径中
心よりも上流側にずれていることを示している。In FIG. 4, the horizontal axis represents the dimension Pb, and the vertical axis represents the ratio of the angle θ2 / θ1. In the dimension Pb, 0 indicates that the opening angle center Ph of the injection hole 5 is located at the same position as the radial center Ps of the hemispherical concave surface 4a, and the-side is downstream from the radial center Ps of the hemispherical concave surface 4a. The + side indicates that it is shifted to the upstream side from the radial center of the radial center Ps of the hemispherical concave surface 4a.
【００１３】図４から明らかなように、寸法Ｐｂが０以
下すなわち０≧Ｐｂでは、角度θ2／θ1の比率が急激に
小さくなるため、開口角度θ１に対し噴霧角度θ2が安
定しない。また、寸法Ｐｂが０＜Ｐｂでは、角度θ2／
角度θ1の比率がほぼ１となり、開口角度θ１に対し噴
霧角度θ2がほぼ安定していることが分かる。よって、
前に述べたように、噴孔５の開口角度中心Ｐｈが前記半
球状凹面４ａの半径中心Ｐｓよりも上流側に位置するこ
とにより、噴孔５の開口角度θ１とほぼ等しい噴霧角度
の扇状噴霧が得られることから、扇状噴霧の噴霧角度θ
２を安定化することができる。[0013] As is apparent from FIG. 4, the dimension Pb is 0 or more
Below, that is, when 0 ≧ Pb , the spray angle θ2 is not stable with respect to the opening angle θ1 because the ratio of the angle θ2 / θ1 sharply decreases. When the dimension Pb is 0 <Pb , the angle θ2 /
It can be seen that the ratio of the angle θ1 is almost 1, and the spray angle θ2 is almost stable with respect to the opening angle θ1. Therefore,
As described above, since the opening angle center Ph of the injection hole 5 is located on the upstream side of the radial center Ps of the hemispherical concave surface 4a, the fan-shaped spray having a spray angle substantially equal to the opening angle θ1 of the injection hole 5 is provided. Is obtained, the spray angle θ of the fan spray
2 can be stabilized.
【００１４】また前記噴霧角度θ2の測定と同時に、扇
状噴霧の噴霧分布を測定したところ図５に示す特性線図
が得られた。図５において、横軸は図４と同様の寸法Ｐ
ｂを示し、縦軸は噴霧分布率Ｄｐ（％）を示している。
なお、縦軸の噴霧分布率Ｄｐの測定は、４等分両端分布
率によるもので、図６に説明図で示すように、噴霧分布
の広がり幅を４等分し、図の左端から各区分ａ，ｂ，
ｃ，ｄに分布する燃料量をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとしたとき、
噴霧分布率Ｄｐは、 Ｄｐ＝｛（Ａ＋Ｄ）÷（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）｝×１００ で算出される。When the spray distribution of the fan-shaped spray was measured simultaneously with the measurement of the spray angle θ2, the characteristic diagram shown in FIG. 5 was obtained. In FIG. 5, the horizontal axis represents the same dimension P as in FIG.
b, and the vertical axis indicates the spray distribution rate Dp (%).
Note that the measurement of the spray distribution rate Dp on the vertical axis is based on the quadrant distribution rate, and as shown in the explanatory diagram of FIG. 6, the spread width of the spray distribution is divided into four equal parts. a, b,
When the fuel amounts distributed to c and d are A, B, C, and D,
The spray distribution rate Dp is calculated as follows: Dp = {(A + D) Ｄ (A + B + C + D)} × 100.
【００１５】図５から明らかなように、寸法Ｐｂが０．
７５Ｒｓ以上では、噴霧分布率Ｄｐが急激に増大するこ
とから噴霧分布が不均一となる。また、寸法Ｐｂが０．
７５Ｒｓ以下では、噴霧分布率Ｄｐがほぼ５０〜６０％
となり、噴霧分布が均一化していることが分かる。よっ
て、Ｐｂ≦０．７５Ｒｓでは、扇状噴霧の噴霧角度を安
定化することができる。As is apparent from FIG.
Above 75Rs, the spray distribution becomes non-uniform because the spray distribution rate Dp sharply increases. Also, when the dimension Pb is equal to 0.
At 75Rs or less, the spray distribution rate Dp is almost 50-60%.
It can be seen that the spray distribution is uniform. Therefore, when Pb ≦ 0.75Rs, the spray angle of the fan spray can be stabilized.
【００１６】したがって、寸法Ｐｂを、０＜Ｐｂ ≦０．７５Ｒｓ に設定することにより、前記扇状噴霧の噴霧角度θ２を
安定化すると同時に、扇状噴霧の噴霧分布を均一化する
ことができる。Therefore, by setting the dimension Pb to be 0 <Pb ≦ 0.75Rs, the spray angle θ2 of the fan spray can be stabilized and the spray distribution of the fan spray can be made uniform.
【００１７】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更
が可能である。例えば、噴孔５の形状は、出口側から見
て長方形状をしておればよい(図１参照)。また、噴孔５
の個数、形成位置および噴出方向等は適宜選定されるも
のであり、上記のものに限定されない。また、本発明
は、内燃機関の燃料供給に用いられる筒内噴射式燃料噴
射弁における燃料噴射ノズル１であるが、燃料に代わる
流体の供給に流用することも可能である。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified without departing from the scope of the present invention. For example, the shape of the injection hole 5 may be rectangular as viewed from the outlet side (see FIG. 1). In addition, injection hole 5
The number, formation position, ejection direction, and the like are appropriately selected and are not limited to those described above. Further, the present invention relates to the fuel injection nozzle 1 in the in-cylinder injection type fuel injection valve used for supplying fuel to the internal combustion engine, but can be diverted to supply a fluid instead of fuel.
【００１８】[0018]
【発明の効果】本発明の燃料噴射ノズルによれば、扇状
噴霧の噴霧角度を安定化することができる。According to the fuel injection nozzle of the present invention, the spray angle of the fan spray can be stabilized.
【図１】燃料噴射ノズルの正面図である。FIG. 1 is a front view of a fuel injection nozzle.
【図２】燃料噴射ノズルの部分断面図である。FIG. 2 is a partial sectional view of a fuel injection nozzle.
【図３】要部断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a main part.
【図４】寸法Ｐｂと角度θ2／θ1の比率との関係を示す
特性線図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a dimension Pb and a ratio of angles θ2 / θ1.
【図５】寸法Ｐｂと噴霧分布率Ｄｐとの関係を示す特性
線図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a dimension Pb and a spray distribution ratio Dp.
【図６】噴霧分布率の測定区分の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of measurement sections of a spray distribution ratio.
１ 燃料噴射ノズル ３ シート部 ４ サック部 ４ａ 半球状凹面４ａ ５ 噴孔 ７ バルブ Ｐｂ 寸法 Ｐｈ 噴孔の開口角度中心 Ｐｓ 半球状凹面の半径中心 Ｒｓ 半球状凹面の半径 θ１ 開口角度 θ２ 噴霧角度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection nozzle 3 Seat part 4 Suck part 4a Hemispherical concave surface 4a 5 Injection hole 7 Valve Pb dimension Ph Center of opening angle of injection hole Ps Radial center of hemispherical concave surface Rs Radius of hemispherical concave surface θ1 Opening angle θ2 Spray angle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼木 宗谷 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 武田 啓壮 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 杉本 知士郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 審査官 岩瀬 昌治 (56)参考文献 特開 平３−225070（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−272432（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 61/18 320 F02M 61/18 330 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor ▲ Taka ▼ Soya 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Hiroaki Takeda 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor (72) Inventor Chishiro Sugimoto 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation Examiner Shoji Iwase (56) References JP-A-3-225070 (JP, A) JP-A-5-205 272432 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02M 61/18 320 F02M 61/18 330
Claims (1)
れかつ所定半径の半球状凹面を有するサック部と、前記
サック部の壁部を貫通しかつ所定の開口角度をもって断
面ほぼ扇形状に開口するスリット状噴孔とを備え、前記
噴孔の開口角度中心が前記サック部の半球状凹面の半径
中心よりも上流側に位置され、 前記サック部の半球状凹面の半径中心から前記噴孔の開
口角度中心までの寸法Ｐｂは、前記サック部の半球状凹
面の半径をＲｓとしたとき、 ０＜Ｐｂ≦０．７５Ｒｓ に設定した 燃料噴射ノズル。1. A sack portion provided downstream of a seat portion on which a valve is seated and having a hemispherical concave surface having a predetermined radius, and penetrating through a wall portion of the sac portion and opening in a substantially fan-shaped cross section at a predetermined opening angle. and a slit-shaped nozzle hole, the opening angle center of the injection hole is positioned on the upstream side of the center of radius of the hemispherical concave surface of the sac portion, opening of the injection hole from the center of radius of the hemispherical concave surface of the sac portion
The dimension Pb up to the center of the mouth angle is a hemispherical concave of the sack portion.
A fuel injection nozzle with 0 <Pb ≦ 0.75Rs , where Rs is the radius of the surface .
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP10942398A JP3334862B2 (en) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | Fuel injection nozzle |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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1998
- 1998-04-20 JP JP10942398A patent/JP3334862B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH11303710A (en) | 1999-11-02 |
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