JPS6187964A - 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］ 本発明はエンジンでの燃焼用燃料を噴射する噴射弁に関
する。

［、背景技術及び解決すべき問題点］ 自動車用エンジンでは、高出力であり排気ガス対策上有
利な電子燃料噴射弁を用いて燃料を供給するようになっ
ている。

この噴射弁の取付場所は、吸気多岐管の集合部に取付け
る場合と、各燃焼室の入口付近へそれぞれ独立した噴射
弁を取付ける場合がある。

いずれの場合の燃料噴射においても、燃ｖ１の噴射時期
と噴射量を適切に制御して空気清浄器から導入された空
気と混合させエンジンへ供給する。

このため、燃料噴射弁から噴射された燃料が良好　　゛
に霧化されることが必要である。

ところが実際には燃料の微粒化が不十分であるため、燃
料に予め旋回を与えたり、第１９図に示される如く燃料
ノズル１０の回りにこの燃料ノズル１０の軸線と直角に
気流噴口１２を設けて気流を噴出させ、気流による燃料
の霧化向上を図ったりしている。さらにこの気流に旋回
を与えるようにした噴射弁も提案されている。しかしこ
の気流噴［１１２は燃料ノズル１０に対して同軸的に設
けられているため、第２０図に示される如く噴出する気
流１４は燃料の噴出方向に向って噴ｐ　１６を取巻くよ
うに形成される。燃料の微粒化は主として噴霧１６と気
流１４の速度差（第２１図参照）に起因する剪断力によ
って行われるため、このような従来構造では微粒化が不
十分となる。さらに気流１４は常時噴出しているので気
流の消費量は多ｊ−となる。

噴射弁では噴射部の燃料が燃焼室へ達する遅れを解消す
るためには燃焼室付近へ燃料を噴出することが好ましい
が、上記のように燃料の微粒化が不十分なため、燃料の
分配が悪化しエンジンの安定的な運転を継続することが
できない。

また噴射弁を１本とした、いわゆるシングルポイントイ
ンジェクションシステムにおいても、噴射弁から噴射さ
れる燃料の微粒化が悪いためにスロットルバルブの下流
で燃料を噴射すると、各気筒への燃料の分配が悪化しエ
ンジンの安定的運転を継続することができない。

従ってスロットルバルブの上流側に噴射弁を設置してい
るものが多い。

また燃焼室内に存在する気流によって噴射燃料の分散を
図っているものもあるが、噴射燃料の中心部分では極め
て過濃な混合気状態が形成されるため、燃焼が悪化して
煤等の燃焼排出物を多量に排出したり良好な熱発生を阻
害する原因となっている。

本発明は上記事実を考慮し、燃料の微粒化を向上すると
ともに特に燃料の飛散方向や噴霧パターンを制御するこ
とができる噴射弁を得ることを目的としている。

［ｇ：、明の概要及び作用］ 本発明に係る噴射弁では、燃料等の噴射口と、この噴射
口の周辺から噴射された燃料へ向けて開口する流体噴口
と、流体噴口からの噴出流体を制御する制御手段と、を
有している。従って制御手段によって制御された噴出流
体は流体噴口から燃料へ向けて噴射され、流体の持つ運
動エネルギーによって燃料を剪断し、燃料の微粒化を向
上するとともに燃料の飛散方向ならびに噴霧パターンを
制御するようになっている。

本発明の好適な具体的実施の態様としては、制御「一段
°として固定開口とこれに対して移動する移動開口とを
備え１両開口の合致時に流体噴口へ流体を供給するよう
になっている。

従って、流体噴口は必要時にのみ開放され、流体消費量
を減少させている。また流体噴口を断続的に開閉するこ
とにより、燃料噴射をエンジン回転と同期して行うこと
ができ、噴霧の飛散方向を制御し、各エンジン燃焼室へ
の燃料の分配を向上させ、吸気管への噴射式エンジンに
あっては燃焼室内に形成される混合気の分布状態を自在
に制御することによって混合気の着火性を良好にしたり
過濃領域で形成する有害排出物の排出物量を低減するこ
とができる。

これらの断続的噴射は移動開口を回転板の一部に形成し
、この回転板を噴射板と同軸的に配置させたり、固定開
口を噴射口の回りに複数個配置し、これらを順次移動開
口と合致させる等の他の具体的実施の態様によって容易
に達成される。

［発明の実施例］ 第１図には本発明の第１実施例が示されており、この噴
射弁はケース２０内へ弁体２２が軸方向移動可能に収容
されて燃料噴射口２４と接離可能となっている。

この弁体２２は弾性体付勢力で燃料噴射口２４へ押圧さ
れているがケース２０内へ取付けられるコイル２６によ
って軸方向移動され、燃料噴射口２４から離間する方向
に移動すると燃料噴射口２４を開放し、燃料噴射口２４
に連通された燃料供給管２８を通じて送られる燃料を噴
射するようになっている。

ケース２０には燃料噴射口２４の軸方向（第１図上下方
向）と交差して空気案内孔３０が穿設されており、この
空気案内孔３０の先端部は燃料噴射口２４付近で開口し
た空気噴口３２となっている。この空気案内孔３０は空
気案内孔３４及び制御手段としての開閉弁３６を通じて
空気供給源３８へと連通されている。

空気噴口３２は燃料噴射口２４の燃料噴射方向に見て鋭
角的に交差するようになっており、空気噴口３２から噴
出される空気は燃料噴射口２４から噴出される燃料と交
差して燃料へ剪断力を与えるようになっている。

従って本実施例では開閉弁３６を閉止し、コイル２６へ
励磁力を与えると弁体２２が移動して燃料噴射【１２４
を開放するため、第２図に示される如く燃料は燃料噴射
口？４の軸方向へ噴霧される。この場合の燃料粒子径は
大きい。

また第３図に示される如く開閉弁３６を開放して空気供
給源３８からの空気を空気噴口３２から噴出させれば、
この空気は燃料噴射口２４から噴出される燃料へ衝突す
るため、燃料が微粒化されて粒子の小さな噴、霧状態と
なる。この噴霧時には燃料噴射口２４からの燃料が空気
噴口３２からの空気によって軸心から偏った方向へと曲
げられている。

上記開閉弁３６の開度、開閉時期は自由に調節可能であ
り、製作時に空気噴口３２の軸方向を調節することによ
り燃料の飛散方向を適切に制御することができる。

また上記実施例のコイル２６に代えて機械的な駆動装置
により弁体２２を駆動することも当然可能である。

第４，５図には本発明の第２実施例に係る噴射弁が示さ
れている。

この実施例では上ケース４０と下ケース４２とが設けら
れており、上ケース４０には前記実施例と同様に弁体２
２．コイル２６が配置されており、コイル２６への通電
によって弁体２２が軸方向へ移動する構成である。

下ケース４２は上ケース４０と同軸的に配置され、下端
部は弁体２２の先端部が当接する燃料噴射口２４を有し
ており、下端面の一部から突出する隆起部４４へ空気噴
口３２が形成されている。

この空気噴口３２と燃料噴射口２４との対応関係は前記
実施例と同様である。

下ケース４２と上ケース４０との間には空隙を有してお
り、回転筒４６が収容されている。この回転筒４６は内
周部に上ケース４０の軸部が貫通しているとともに、上
端部は軸受４８で下端部は軸受５０でそれぞれ上ケース
４０．下ケース４２へ軸支され、燃料噴射口２４と同軸
的に回転可能となっている。

さらに回転筒４６の上端部外周にはギヤ５２が刻設され
ており、図示しないタイミングベルトとかみ合っている
。このタイミングベルトは図示しないモータまたはエン
ジンクランクシャフト等の駆動力を受けて回転するよう
になっている。

また回転筒４６の下端部には半径方向に突出した回転板
５４が一体的に形成されており、この回転板５４の一部
には第５図に示されるように扇形の移動開口５６が貫通
されている。この移動開口５６は一端が下ケース４２と
回転筒４６との間のリング状空気室４７と連通し、他端
は空気噴口３２へ連通される空気案内口５８と対応・し
ている。。

すなわち回転板５４の回転時に移動開口５６は空気案内
口５８と遮断状態及び連通状態を順次繰返し、移動開口
５６が空気案内口５８と合致されると、下ケース４２に
形成される空気案内孔６０がら空気室４７へ導入される
空気供給源の空気を空気噴口３２へと噴射させるように
なっている。

従って本実施例では、回転筒４６の回転と燃料噴射口２
４からの燃料噴射が合致しない場合には第６図に示され
る如く、燃料噴射口２４の軸方向へ比較的大きな粒径で
燃料を噴射し、空気噴口３２からの空気噴射、が燃料噴
射口２４からの燃料噴射と合致されると第７図に示され
る如く微粒化した燃料を噴射方向を変更して噴霧するこ
とが可能となる。

この実施例では移動開口５６による空気通断切換が空気
噴口３２の近くで行なわれるため、空気流路の開閉に対
する空気分流の追従性が良好である。この結果第６図と
第７図との２種類の噴霧状態の変化は０．０１程度以下
の間隔秒で行うことが可能であり、前記実施例の第２図
と第３図との状態の変化は９．０３秒程度以下の間隔で
あるため、高速の制御が可能となる。

第９図は第２実施例の噴射弁を燃焼室６２に臨ませて配
置した状態が示されている。燃焼室６２はシリンダヘッ
ド６４．シリンタロ６及び」二下動するピストン６８に
よって形成されており、シリンダヘッド６４の一部から
突出する噴射弁はピストン６８の頂部に形成される凹部
７０の一部へ向けて配置されており、空気噴口３２から
の空気噴射で微粒化された燃料が凹部７０の全域に行き
渡るようにその噴射方向が適切に屈曲されている。

次に第１０図（ａ）（ｂ）には本発明の第３実施例が示
されている。この実施例では燃料噴射口２４の軸線と直
角な面内に４個の空気噴口３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ，３
２Ｄが開口しており、それぞれ燃料噴射口２４の軸線か
らほぼ等距離で互に等間隔とされている。

これらの空気噴口３２Ａ〜３２Ｄのうち、空気噴口３２
Ｂ　、３２Ｃは３２Ａ、３２Ｄの間に配置され、それぞ
れ空気案内口５８Ａ　、５８Ｄを介して空気室４７と連
通している。また空気噴口３２Ｂ、３２Ｃは空気案内口
５８Ｂ　、５８Ｃを介して空気室４７と連通している。

これらの空気案内口５８Ａ〜５８Ｄの空気室４７への連
通部は、回転板５４の軸方向に見て、この軸回りに互に
等間隔とされている。従って回転板５４の回転時には、
回転板５４の回転角が４５度進行する毎に移動開口５６
が空気案内口５８Ａ〜５８Ｄと順次連通して空気噴口３
２Ａ〜３２Ｄから空気噴出をし、微粒化された燃料の噴
霧方向を変化させることができる。

次に第１１図（ａ）には本発明の第４実施例が示されて
いる。

この実施例では前記第２実施例の空気噴口３２が燃料噴
射口２４の回りに等間隔で４個配置されており、それぞ
れ空気案内口５８が連通している。これらの空気案内口
５８の他端部は前記実施例と同様に回転板５４の回転時
に移動開口５６と断続的に連通できるようになっている
。

従ってこの実施例では第１３図乃至第１６図に示される
如く回転板５４の回転によって微粒化された燃料の噴霧
方向を燃料噴射口２４の軸回りに４方向へ変化させるこ
とができる。

なお第１２図は第１１図（ａ）の噴射弁が機械式の噴射
弁へ適用された状態を示す先端部拡大図である。

第１７図はこの第４実施例の噴射弁をエアクリーナ７２
からエンジン７４へ至る吸気多岐管７６の分岐部へ配置
した構造が示されている。この噴射弁は吸気多岐管７６
で分岐されて各燃料室へ至る吸気管７６Ａ乃至吸気管７
６Ｄへ第１３図乃至第１６図に示される噴霧状態を当て
はめることにより各燃焼室へ微粒化された燃料を等量だ
け確実に噴射させることができる。

このように噴射される噴射方向、噴射量等は燃料噴射口
２４．空気噴口３２の形状方向及び数を変更することに
より任意に調節可能である。

［発明の効果］ 以上説明した如く本発明に係る噴射弁では、噴射口の周
辺から噴射された燃料へ向けて開口する流体噴口な設け
て制御手段により噴出流体を制御するので、燃料の微粒
化を向上することができると同時に噴射方向ならびに噴
霧パターンを制御できる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る噴射弁を示す断面図
、第２図は燃料の微粒化されていない噴射状態を示す第
１図の作動図、第３図は燃料が微粒化された状態を示す
第１図の作動図、第４図は本発明の第２実施例に係る噴
射弁を示す断面図、第５図は第４図のｖ−Ｖ線断面図、
第６図は燃料が微粒化されていない噴射状態を示す第４
図の作動図、第７図は燃料が微粒化された状態を示す第
４図の作動図、第８図は本発明の第２実施例に係る機械
式噴射弁の主要部を示す拡大図、第９図は第２実施例の
噴射弁を燃焼室へ配置した状態を示す断面図、第１θ図
（ａ）は本発明の第３実施例を示す断面図、第１θ図（
ｂ）は第１θ図（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、第１１図（ａ
）は本発明の第４実施例を示す断面図、第１１図（ｂ）
は第１１図（ａ）の刈−Ｘ線断面図、第１２図は本発明
の第４実施例が機械式の噴射弁へ適用された状態を示す
主要部の拡大図、第１３図乃至第１６図はそれぞれ第１
１図に対応する作動状態を示す断面図、第１７図は第３
実施例が適用されたエンジンとエアクリーナーとの間の
状態を示す断面図、第１８図は第１７図Ｘ■−ｘｍ線断
面図、第１９図は従来の噴射弁を示す断面図、第２０図
は従来の噴射弁による噴射状態を示す断面図、第２１図
は第２０図のＸＸ　Ｉ−ＸＸ　Ｉ線断面における速度分
布示す線図であり、縦軸が速度Ｖ、横軸が噴口からの長
さＬである。 ２４Φ・Φ燃料噴射口、 ３２・拳・空気噴口。 ３６・・・開閉弁、 ４６・・拳回転筒、 ５４・・９回転板、 ５６・・・移動開口、 ５８・Ｏ・空気案内口。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料等の噴射口と、この噴射口の周辺から噴射さ
   れた燃料へ向けて開口する流体噴口と、流体噴口からの
   噴出流体を制御する制御手段と、を有することを特徴と
   した噴射弁。
2. （２）前記制御手段は固定開口とこれに対して移動する
   移動開口を有し、両開口の合致時に流体噴ロへ流体を供
   給する前記特許請求の範囲第１項に記載の噴射弁。
3. （３）前記移動開口は回転板の一部に形成され、この回
   転板は前記噴射口近傍に配置される前記特許請求の範囲
   第２項に記載の噴射弁。
4. （４）前記固定開口は噴射口の近傍に少なくとも１個配
   置され、これらが順次移動開口と合致される前記特許請
   求の範囲第３項に記載の噴射弁。
5. （５）前記移動開口は回転板の一部に形成され、この回
   転板は前記噴射口と同軸的に配置される前記特許請求の
   範囲第２項に記載の噴射弁。
6. （６）前記固定開口は噴射口の回りに複数個配置され、
   これらが順次移動開口と合致される前記特許請求の範囲
   第５項に記載の噴射弁。