JPH02241969A - 電磁式燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関電磁式燃料噴射弁に係り、特に、弁
座の上流側で燃料を旋回させる方式のものにおいて、噴
射させる微粒化燃料の流量精度を高く維持しつつ、小さ
い噴射角でもって噴射可能な該旋回素子構造に関する。

〔従来の技術〕

弁座の上流側で燃料を旋回させる方式の電磁式燃料噴射
弁の例に、特開昭５５−１０４５６４号、特開昭５６−
７５９５５号がある。前者社稠は、複数個の入口オリフ
ィスと１つの出口オリフィスを有し、入口オリフィスは
旋回室に対して最大直径の間隔をおいて配置される。ま
た、後者世奨は、接線方向から燃料を導入する複数個の
スワール通路が設けられるというものである。これら＝
ｌｌは、強いスワールを付加するものであり噴射角は大
きい。

従って、燃料噴射システムへの適用は、シングルポイン
トシステムに対して好ましい。ここに、シングルポイン
トシステムは、１対１の対応が生ずるマルチポイントシ
ステムと違って、単一噴射点において、ひとつのエンジ
ンの複数のシリンダに燃料を送り込むひとつの燃料噴射
弁を有するものである。該噴射点は吸気マニホールド集
合部の内部、または、吸気マニホールドに通ずる空気流
量調整装置（スロットルバルブ）の上方かあるいは下方
となる６燃料は、吸気マニホールド集合管内の比較的広
い空間に噴射されることから、広がりは大きくて良い。

燃料吸気は、吸引空気に準じて各シリンダに分配吸気さ
れる。一方、マルチポイントシステムは、エンジンの各
シリンダに準する吸気マニホールドの分岐管部に燃流噴
射弁が配置されていて、微粒化した燃料を関連吸気弁近
くの分岐管内へ噴射する。燃料は１分岐管内の狭い空間
に噴射されることから、広がりが制限され小さくなけれ
ばならない。

と、吸気マニホールドの内壁面への燃料付着によって、
シリンダへの燃料輸送遅れが生じ、機関の過渡特性、ア
ルトル安定性などを悪化させるので好ましくない。

本発明の目的は安定した燃料噴霧特性を有し、マルチポ
イントシステムに適合した電磁式燃料噴射弁を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の電磁式燃料噴射弁は
、燃料旋回素子に設ける旋回溝の弁軸心側の端面が、該
軸心と前記燃料旋回素子の内壁面との中心位置より軸心
側にあって、かつ前記旋回溝の弁軸心側端面と弁軸心間
の距離２工と、該溝の他方端面と前記内壁面間の距Ｉｖ
！４　ｘがＱｘ＜Ｑｚとなるように各々溝端面位置を構
成している。

〔作用〕

かかる旋回溝を経た燃料は、対面する環状通路、すなわ
ち、第１の燃料旋回室に流れ込むが、該燃料は渦動など
の不安定な流れを生じることなく、ボール弁下部の第２
の燃料旋回室を経て下流の燃料噴射孔に至たる。この際
、該溝を通過する燃料流速は比較的緩やかであり、旋回
力としては弱い。

したがって、燃料噴射孔より噴出する微粒化燃料の広が
り角は小さく、内燃機関の吸気マニホールド内壁への燃
料付着を抑制されて機関の運転効率が高められる。また
、前記旋回溝を流れる燃料の通過損失は極めて小さく、
供給される加圧燃料を効率良く旋回のエネルギーに変換
することができる。燃料噴射弁として最も有利な噴射構
造を得ることができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図ないし第７図により説
明する。第１図を用いて、本発明に係る電磁式燃料噴射
弁（以下、′噴射弁′という。）１の構造・動作につい
て説明する。

第１図において、２は、噴射弁１の主要作動部品を収容
するほぼ筒状のハウジングで、このハウジング２の下部
に次に説明するノズル装置３を機械的に固着保持してい
る。

このノズル装置３の下部内面に弁座４が形成され、その
下部軸心に燃料噴射孔５が穿設されている。また、この
弁座４に近接して設けた急拡大孔６内に筒状の燃料旋回
素子７が機械的に固着されている。９はバルブ装置８の
主要部をなす弁部材に係るロッドで、このロッド９の下
方先端部にはホール１０が、他方終端部には磁性材料よ
り成るカップ型のプランジャ１１が各々固着されている
。

ボール１０は、前記燃料旋回素子７の内壁面７ａ内を軸
方向に摺動する。このボール１ｏが弁座４に着座してい
る場合に燃料噴射孔５を閉じているが、弁座４から離れ
ると燃料噴射孔５を開く。この燃料噴射孔５に至たる燃
料は、燃料旋回索子７に設けたＷｔ１２，１３より流入
するが、これらの溝は、燃料の通過を許す十分な空隙を
有する軸方向溝１２と燃料の流れ損失の小さい径方向溝
１３とより構成されており、この径方向溝１３出口部の
第１の燃料旋回室１４へ流入する。１５は、ボール１０
下部と円錐状の弁座４間に形成される第２の燃料旋回室
で、第１の燃料旋回室１４より流入する燃料の旋回流れ
を助長する。１６は、前記ハウジング２の支承面２ａと
、前記ノズル装置３の支承面３ａ間に挿入される馬蹄形
のスペーサ部材で、このスペーサ部材１６は、前記バル
ブ装置８の突起面８ａとの隙間を規制して、該バルブ装
置８の上方への移動、すなわち、リフト電を確保する。

ハウジング２内には、その中心部に位置して管状の鉄心
１７が設けられており、この鉄心１７は、ハウジング２
の上部に機械的に結合されている。

この鉄心１７内には、アジャストパイプ１８が設けてあ
り、このアジャストパイプ１８の下端には。

ばね１９が当接している。ばね１９の他方下端面は、バ
ルブ装置８のプランジャ１１の凹部内面に当接している
。すなわち、ばね１９の付勢力は、バルブ装置８のボー
ル１０を弁ｍ４に着座させる方向に働く。

ハウジング２の内周と鉄心１７の外周との間に形成され
ている環状空間内には、ボビン２０に巻回された電磁コ
イル２１が収容されている。電磁コイル２１はハウジン
グ２と一体に形成された合成樹脂製のコネクタ２２内に
取り付けられた端子２３に接続されている。この端子２
３は、コンピュータなどの電子制御装置（図示せず）に
接続され、この電子制御装置からのパルス信号を受信す
るようになっている。

このような構成の噴射弁１の動作を次に説明する。所定
圧力に加圧された燃料は、電磁コイル２１およびバルブ
装置８の周辺を経て燃料旋回素子７に至たる、しかる後
、燃料旋回索子７の軸方向＃１２、径方向溝１３から第
１の燃料旋回室１４を経て弁座４に至たる。

そして、図示しない電子制御装置からパルス信号が電磁
コイル２１に供給されていない場合、鉄心１７が磁化さ
れず、ばね１９の付勢力によってバルブ装置８は弁座４
に押し付けられて燃料噴射孔５を閉じている。

電子制御装置から電磁コイル２１ヘパルス信号が印加さ
れると鉄心１７が磁化され、これによって、プランジャ
１１がばね１９の付勢力に抗して鉄心１７に吸引される
２このため、バルブ装置８が上方にリフトされ、弁座５
から離れるので燃料噴射孔５を開き、止められていた燃
料を噴射させる。

ここに、噴射弁１の燃料微粒化について簡潔に説明する
。ノズル装置３の急拡大孔６内に設けた燃料旋回素子７
の軸方向溝１２．径方向溝１３を通過する加圧燃料は、
損失がごく僅かであるので、十分な噴射圧をもって第１
の燃料旋回室１４に至たる。ここで噴射圧を維持された
燃料が旋回燃料に効率良く置換され、第２の燃料旋回室
１５に至たる。第２の燃料旋回室１５では、さらに旋回
が助長される。ここに、第１の燃料旋回室１４並びに第
２の燃料旋回室１５内の燃料流れは、渦動などの不安定
な流れが生じ得す、効率良く旋回流れが生ずるのである
。従って、十分な噴射圧、旋回力で噴射されるので優れ
た微粒化燃料を得ることができる。

！ 次に、第２図ないし第す図を用いて本発明の主たる目的
である燃料旋回素子７の径方向溝１３の構成について説
明する。

第２図は、ノズル装置３並びにバルブ装置８の主要部分
の拡大断面図である６燃料は１図の矢印方向より流入し
、燃料旋回素子７への軸方向溝１２から１本発明に係る
径方向溝１３を経て対面する第１の燃料旋回室１４．下
流の第２の燃料旋回室１５、そして燃料噴射孔５に流れ
る０図中に記したｄは、燃料旋回素子７の内壁面７ａの
直径を表わしている。

第３図は、第２図のＡＡ断面図である。本発明の径方向
溝１３の弁軸心側の端面１３ａ　（Ｑｔ部分）、該溝の
他方端面１３ｂ　（Ｑｚ部分）、そして中心位置が示さ
れる。該中心位置は、弁軸心と燃料旋回索子７の内壁面
７ａ間のいわゆる中心であって、内壁面７ａの相当直径
ｄの１／２である。

また、溝の幅Ｗは１　／　２　ｄ　−２１−Ω２で示さ
れる。

径方向溝１３を経た燃料は対面する第１の燃料旋回室１
４に導かれ、第２図に示す第２の燃料旋回室１５を経て
燃料噴射孔５より噴射される。なお、径方向溝１３の断
面積Ａ、と、燃料噴射孔５の断面積Ａｏとの比Ａ、／Ａ
ｏは７以上となるように設計されており、該溝１３に於
ける流れ損失はごく僅かである。

第４図は、溝１３の幅Ｗと流量バラツキの関係について
示す。第２図における該溝１３の弁軸心側の端面１３ａ
を中心位置より軸心側の所望の位置１例えば同図に示し
たＱＬ位置に固定して、溝１３の幅Ｗを変えたときの結
果の例である。すなわち、溝１３の他方端面１３ｂの位
置が変わる。

第４図にあって、流量バラツキは、溝幅Ｗを次第に大き
くすると、バラツキ大→遷移域→バラツキ小と変化する
。バラツキが大きい領域では、該溝１３に対面する第１
の燃料旋回室１４内に第５図に示すような渦動が生じて
いる。かかる渦動は。

溝１３の他方端面１３ｂを弁軸心より遠ざけることによ
って次第に小さくなり流れは安定化する。

なお、流量バラツキは、第５図中に示す流量の時間変化
曲線に示す変動幅ΔＱ、平均流ｆｆ１Ｑを用る。

第４図に戻って、静的流仕のバラツキの許容値（６％以
内の変化なら認められている）は、遷移域においても存
在するが、バラツキの小さい安定域を用いるのが生産上
好ましい。本発明で述べる範囲は、この安定域に準する
ものであるが、遷移域を含んでも差し支えない。本発明
の該溝を通過する燃料は、その流れも緩やかであり旋回
の強さも弱い。したがって、燃料噴射孔より噴出する微
粒化燃料の広がり角は小さくなる。マルチポイントシス
テムにおいては、吸気マニホールド内壁への燃料付着も
なく１機関の運転効率を極めて高くすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に１本発明によれば、噴射角の小さい安
定した噴−燃料が得られ、噴射址精度を高く維持できる
と共に、内燃機関の吸気マニホールド内壁への燃料付着
がなく、機関の運転効率を極めて高くすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に準する電磁式燃料噴射弁を説明する縦
断面図、第２図はノズル装置並びにバルブ装置の主要拡
大断面図、第３図は第２図のＡＡ断面図で本発明の溝端
面位置を説明する為の断面図、第４図は本発明に係る溝
の幅と性能の関係を示す図、第５図は旋回室に生ずる渦
動を示す図である。 １・・・電磁式燃料噴射弁、４・・・弁座、５・・・燃
料噴射孔、７・・・燃料旋回素子、７ａ・・・内壁面、
１２・・・軸方向溝、１３・・・径方向溝、１３ａ・・
・溝の軸心側端面、 １３ｂ・・・溝の他方端面、 １４・・・第１の燃料旋 冨　１　図 巣 困 第 図 第 図 溝幅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１．弁座の上流側に配設され、供給された燃料に旋回
   力を与える燃料旋回素子を備えた電磁式燃料噴射弁にお
   いて、前記燃料旋回素子に設ける旋回溝の弁軸心側の端
   面が、弁軸心と前記燃料旋回素子の内壁面との中心位置
   より軸心側にあつて、かつ前記旋回溝の弁軸心側端面と
   弁軸心間の距離ｌ＿１と、該溝の他方端面と前記内壁面
   間の距離ｌ＿２がｌ＿１＜ｌ＿２となる関係にあること
   を特徴とする電磁式燃料噴射弁。