JPH02241973A - 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、内燃機関用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荷造に関する
。

〔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−４＝＝＝には、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Ｕ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Ｍ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
ｍａｗ装置（スロットルバルブ）の上方かあるいは下方
となる。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、分岐管内の狭い空間
に噴射させることから、広がりが制限され小さくなけれ
ばならない。

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、アイド
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Ｑｌと、該溝の他方端面と前記内壁面間の距離Ｑ
２がＱｌ＞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ずるどとなく、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
、核間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、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［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
方先端部にはボール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１０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、燃料旋回素子７に設けた溝１２．１３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＠１
３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、リフト景を確保する。

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
座４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はバジング
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２３
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
、燃料旋回素子７の軸方向溝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１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へ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
。このため、バルブ装ｆＭ、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７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！ｉｔ８の主要
部分の拡大断面図である。燃料は、図の矢印方向より流
入し、燃料旋回素子７の軸方向溝１２から１本発明に係
る径方向＄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。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０本発明の径方向
溝１３の弁軸心側の端面１３ａ　（Ｉｌｔ部分）、該溝
の他方端面１３ｂ（Ｉ２ｚ部分）、そして中心位置が示
される。該中心位置は、弁軸心と燃料旋回素子７の内壁
面７８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１／２ｄ　　Ｑｘ　　Ｑｘ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Ａ
ｏとの比Ａ、／Ａｏは７以上となるように設計されてお
り、核間１３に於ける流れ損失はごく僅かである。

第４図は、ｉ＃１３の幅Ｗと流量バラツキについて示す
。第２図における核間１３の弁軸心側の端面１３ａを中
心位置より細心側の所望の位置、例えば同図に示したＯ
Ｌの位置に固定して、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、流量のバラツキは、溝幅Ｗ
を次第に大きくすることによって、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ｕ１３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
、平均流量Ｑをれ机 第４図に戻って、静的流坩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
ものであり、核間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、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、本発明によれば、噴射角の／Ｊ１さ
い安定した噴霧燃料が得られ、噴射ｆ１Ｍ度が高く維持
できると共に、内燃機関の吸気マニホールド内壁への燃
料付着が抑制でき、機関の運転効率を高くすることがで
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ｌｔ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の燃料旋ら 一５／ ｆ　ｊ　図 燃Ｆｌ−償村 冨 Ｚ 図 寡 図 第 国 溝唱Ｗ

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、該弁軸心と前記燃料旋回素子の内壁面との中心位
   置より前記弁軸心側にあつて、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。