燃料喷射阀的制作方法

文档序号:16595038发布日期:2019-01-14 19:31阅读:148来源:国知局
燃料喷射阀的制作方法

本发明涉及用于汽油发动机等内燃机的燃料喷射阀,特别涉及通过阀体与阀座抵接来防止燃料的泄漏,且通过使阀体离开阀座来进行喷射的燃料喷射阀。



背景技术:

近年来,汽车的废气限制越来越强化。为了应对该废气限制强化,在搭载于汽车用内燃机的燃料喷射阀的喷雾方面,正在寻求微粒化和正确的喷射方向。通过喷雾的微粒化,能够实现汽车发动机的低油耗化。另外,通过使喷雾向预期的位置喷射,能够抑制喷雾向进气管等壁面的附着。此外,喷雾大多采用将进气阀设为预期的位置,而向指向该进气阀的方向喷射的方式。另外,进气阀大多采用对于一个气缸而设置二个进气阀的方式,在这种情况下,从燃料喷射阀喷射的喷雾由指向二个进气阀的二个喷雾(双向喷雾)构成。

例如,日本特开2003-336562号公报(专利文献1)公开的是能够有效地促进喷射后的燃料的微粒化的燃料喷射阀。专利文献1的燃料喷射阀在如下所述的燃料喷射阀的基础上,以从涡流室的中心向横向通路的上游端侧偏移了规定距离的方式配置喷孔(参照说明书摘要),所述燃料喷射阀在阀座部件和与该阀座部件的前端面接合的喷射板之间,形成有与阀座的下游侧连通的横向通路(在本发明中,称为回旋室导入通路)、和该横向通路的下游端向切线方向开口的涡流室(在本发明中,称为回旋室),将在该涡流室内喷射被赋予了涡流的燃料的燃料喷孔(以下称为喷孔)穿透设置于喷射板。

另外,例如在日本特开2011-202513号公报(专利文献2)中,对能够减小燃料的流体损失且能够促进喷射燃料的微粒化的燃料喷射阀进行了记载。专利文献2的燃料喷射阀包括:设置于阀主体的前端部分且具有阀座面的阀座;在阀座面的阀座部进行分离接触而开闭燃料通路的阀体;在阀主体的前端部分配置于阀座的下游侧且具有将燃料喷射到外部的多个喷孔的喷孔板;在阀座的内部配置于喷孔板的上游侧且在与喷孔板之间形成有径向通路并且具有以来自阀座部的燃料流不直线地流入喷孔内方式覆盖喷孔的覆体部的罩板;阀座面的延长线不与罩板的上面相交(参照说明书摘要)。进而,在专利文献2的燃料喷射阀中,在喷孔板上配置有相对于燃料喷射阀的中心轴朝向下游并朝向外侧的4个喷孔,4个喷孔分为指向内燃机的进气阀并朝向二个方向的喷孔组。而且,在喷孔板的上表面形成有槽,槽在各喷孔的周围被分为一部分具有圆弧形状的回旋室、和与回旋室相连的细长的助流通路。回旋室的内面在切线方向上与助流通路的单侧的侧面连接,回旋室在喷孔的周围具有除助流通路的开口部以外的约270度的圆弧形状(参照段落0065及0066)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2003-336562号公报

专利文献2:日本特开2011-202513号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

在专利文献1中,为了促进燃料的微粒化,考虑通过提高燃料的涡流速度,来提高燃料的回旋力。另一方面,喷孔的入口开口面其整体位于脱离了回旋室导入通路的延长区域的区域,喷孔的中心和回旋室导入通路的中心线远远地离开。因此,专利文献1的燃料喷射阀成为对流入回旋室的燃料大大地施加回旋力的结构。在这种情况下,具有从喷孔喷射的燃料通过较强回旋力而促进微粒化的效果,但另一方面,存在喷雾在喷孔正下方通过较强的回旋力而大大地发散之类的问题。当喷雾在喷孔正下方大大地发散时,在一个喷嘴板上形成有多个喷孔的情况下,从各喷孔喷射的喷雾就会相互重合,难以从一个喷嘴板向多个方向形成喷雾。

另外,专利文献2考虑到的是为了促进微粒化而减小流体的损失。但是,在专利文献2的燃料喷射阀中,未对抑制喷雾的发散加以考虑,且未充分对用于既抑制喷雾的发散又促进燃料的微粒化的助流通路、回旋室及喷孔的配置加以考虑。

专利文献1及专利文献2的燃料喷射阀通过在回旋室内对燃料施加回旋力,使从喷孔喷射的燃料回旋而形成薄薄的液膜。而且,通过使薄薄的液膜分裂,来促进喷雾的微粒化。在这种情况下,通过对燃料赋予较大的回旋力,能够形成薄薄的液膜而促进喷雾的微粒化,但其另一方面,喷雾的发散会增大。即,这种燃料喷射阀当为减小喷雾的发散而减小对燃料赋予的回旋力时,就会具有微粒化性能下降之类的问题。

本发明的目的在于,提供一种既能够抑制喷雾的发散,又能够实现充分的微粒化的燃料喷射阀。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题,本发明的有代表性的燃料喷射阀之一包括:

协同地开闭燃料通路的阀座及阀体;和设置于上述阀座的下游侧,对燃料施加回旋力并将燃料喷射到外部的多个回旋燃料喷射通路,上述回旋燃料喷射通路具有:对燃料施加回旋力的回旋室;向上述回旋室导入燃料的回旋室导入通路;设置于上述回旋室且将燃料喷射到外部的喷孔,其中,

将上述回旋燃料喷射通路投影到与燃料喷射阀的中心轴线垂直的假想平面上,在上述假想平面上假想有以与回旋室导入通路的中心线平行的x轴和垂直于上述x轴的y轴为坐标轴,且以上述喷孔的入口开口面的中心为原点的直角坐标系,将上述x轴中的从上述回旋室导入通路的上游侧朝向下游侧的方向设为正向,将上述y轴中的远离上述中心线的方向设为正向,并且将上述x轴的正向设为0°,将从0°的角度位置向上述回旋室导入通路的上述中心线旋转的角度方向设为正的角度方向的情况下,

上述喷孔的从上述入口开口面的上述中心朝向上述喷孔的出口开口面的中心的直线投影到上述假想平面上所得的投影直线所定义的倾斜方向设定为大于0°且小于180°的角度范围,

上述喷孔的上述入口开口面的一部分形成于上述回旋室导入通路。

发明效果

根据本发明,通过利用喷孔的配置来调节回旋力的强度,能够抑制喷雾的发散,并且通过喷孔的倾斜方向的设定,能够增大燃料向喷孔的内壁面的碰撞力,从而能够抑制微粒化性能的下降,或提高微粒化性能。而且,既能够抑制喷雾的发散,又能够实现充分的微粒化。

上述之外的技术问题、结构及效果通过以下实施方式的说明既可明白。

附图说明

图1是表示本发明的燃料喷射阀1之一实施例的剖面图。

图2是放大了本发明第一实施例的燃料喷射阀1的阀体3的前端附近所得的剖面图。

图3是从阀体侧(基端侧)看本发明第一实施例的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得到的图(图2的a-a剖面图)。

图4是表示本发明第一实施例的回旋燃料喷射通路10a1(10)的流f1、f2、f3的情形的图。

图5是表示本发明第一实施例的回旋燃料喷射通路10a1(10)的喷孔13a-1(13)的倾斜方向15a-1的图。

图6是本发明第一实施例的回旋燃料喷射通路10的侧视图。

图7是作为本发明第一实施例的比较例而表示的改变了喷孔13的倾斜方向时的回旋燃料喷射通路10的侧视图。

图8是在本发明第一实施例的回旋燃料喷射通路10的侧视图中表示出了流的情形的图。

图9是对改变了喷孔13的倾斜角θ时的粒径的相对值进行计算而得到的模拟结果。

图10是从阀体侧(基端侧)看本发明第一实施例的另一方式(变形例)的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得到的图。

图11是从y1轴方向看本发明第一实施例的燃料喷射阀1的喷雾方式所得到的图。

图12是从x1轴方向看本发明第一实施例的燃料喷射阀1的喷雾方式所得到的图。

图13是从阀体侧(基端侧)看本发明第二实施例的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得到的图。

图14是从阀体侧(基端侧)看本发明第三实施例的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得到的图。

图15是从阀体侧(基端侧)看本发明第四实施例的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得到的图。

图16是表示本发明第四实施例的图14的喷嘴板6的变形例的图,且是从阀体侧(基端侧)看喷嘴板6所得到的图。

图17是从阀体侧(基端侧)看本发明第五实施例的燃料喷射阀1的回旋燃料喷射通路10所得到的图。

图18是表示对配置为与图17所示的回旋燃料喷射通路10同样的旋转角度的回旋燃料喷射通路10模拟了燃料流的状态所得的结果的图。

图19是表示对以回旋室导入通路11的中心线14和直线30重叠于一直线上的方式配置的回旋燃料喷射通路10模拟了燃料流的状态所得的结果的图。

图20是从阀体侧(基端侧)看与本发明第五实施例的图17不同的方式(变形例)的燃料喷射阀1的回旋燃料喷射通路10所得到的图。

图21是从阀体侧(基端侧)看本发明第六实施例的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得到的图。

具体实施方式

下面,利用附图对本发明的实施例进行说明。此外,在各实施例中,对于相同的结构,附加同一符号,并省略说明。

实施例1

下面,利用图1~图11对本发明的第一实施例进行说明。

图1是表示本发明的燃料喷射阀1之一实施例的剖面图。此外,图1所示的燃料喷射阀1的结构与后述的第二实施例~第五实施例相同。

在图1中,燃料喷射阀1例如是向用作汽车发动机的内燃机供给燃料的阀。壳体2通过冲压加工及切削加工等,形成为细长的具有薄壁部的圆筒形状。壳体2采用的是在两端部的中间部具有台阶部2b的形状,从燃料喷射阀1的大致基端部到前端部,形成为呈一体构造的圆筒状。原材料是在铁素体系不锈钢材料中添加有如钛那样的有柔软性的材料而成的原材料,且是通过附加磁场而带磁的磁性体(磁性材料)。

在壳体2的一端面(上端面)设有燃料供给口2a,在另一端面(下端面)设有喷嘴板6。喷嘴板6固着于喷嘴体5。

喷嘴板6具有用于喷射燃料的多个孔13(参照图2)。孔13被称为喷孔或燃料喷射孔等,以下称为喷孔进行说明。

在图1的壳体2的外侧设有电磁线圈14和包围电磁线圈14的磁性材料的磁轭16。另一方面,在壳体2的内侧设有定子铁芯15、衔铁4、阀体3、喷嘴体5、喷嘴板6。

定子铁芯15在插入壳体2内以后,配置于电磁线圈14的内侧。

衔铁4在与定子铁芯15的前端侧端面之间具有空隙,与前端侧端面对向。另外,衔铁4以与后述的阀体3一同可沿轴向(中心轴线1a方向)位移的方式组装。此外,衔铁4通过利用mim(metalinjectionmolding,金属注射成型)等方法将由磁性材料构成的金属粉末注射成型来制造。

阀体3具有:与衔铁4形成为一体且沿中心轴1a方向延伸的空心杆部3a、固着于杆部3a的前端部的球阀部3b。阀体3也可以作为与衔铁4分体的部件而构成。阀体3和衔铁4构成可动件34,以沿中心轴1a的方向可位移的方式构成。

喷嘴体5设置于阀体3的前端侧,相对于喷嘴板6,设置于基端侧。喷嘴体5插入于壳体2的前端部,通过焊接而固定设置于壳体2。另外,在喷嘴体5上形成有阀体3的前端(球阀部3b)坐落的阀座面5b。此外,“前端侧”指的是燃料喷射阀1的前端部侧(喷射燃料的一侧),“基端侧”指的是燃料喷射阀1的基端部侧(燃料供给口2a侧)。

阀座面5b和球阀部3b相互抵接的部位构成阀座部,通过球阀部3b与阀座面5b抵接,关闭燃料通路,通过球阀部3b离开阀座面5b,燃料通路被打开。即,阀体3和阀座面(阀座)5b协同地开闭阀座部的燃料通路。此外,有时也将阀座面5b的阀座部称为阀座。在本实施例中,不需要将阀座面5b和阀座部特别区别开来,阀座也可以为阀座面5b和阀座部中的任一者。

喷嘴板6配设于喷嘴体5的前端侧端面。在喷嘴板6上设有沿厚度方向贯通地形成的多个喷孔13。因此,喷嘴板6有时也被称为喷孔板或节流孔板。喷孔13设置于阀座面5b更下游侧,将穿过了阀座部的燃料通路的燃料喷射到外部。喷嘴板6通过焊接而使与喷嘴体5接触的面接合。

在图1中,在贯通定子铁芯15的中心部的贯通孔15a的内部配设有作为弹性部件的弹簧12。弹簧12赋予将阀体3的阀部3b的前端(阀座部)按压于喷嘴体5的阀座面5b的阀座部的力(弹力)。在该弹簧12的燃料供给口2a侧(衔铁4相反侧),以与弹簧12连续的方式配设有调节弹簧12的按压力的弹簧调节器61。

另外,在燃料供给口2a内配设有过滤器20,用于去除燃料所含的异物。进而,在燃料供给口2a的外周,安装有用于密封被供给的燃料的o形密封圈21。另外,在燃料供给口2a的附近设有树脂罩22。树脂罩22例如通过树脂模具等装置而以覆盖壳体2和磁轭16的方式设置。在树脂罩22上一体地成型有用于向电磁线圈14供给电力的连接器23。

防护罩24构成设置于燃料喷射阀1的前端部的、例如由树脂材料等形成的筒状部件,覆盖壳体2的前端侧的外周面。在防护罩2的上端部,形成有向比壳体2的外周面更靠径向外方突出的凸缘部24a。另外,o形密封圈25套装于壳体2的前端侧外周。o形密封圈25以防脱状态配置于磁轭16和防护罩24的凸缘部24a之间。o形密封圈25例如是在将壳体2(燃料喷射阀1)的前端侧安装于内燃机的设置于进气管的安装部(未图示)等的情况下,将燃料喷射阀1和安装部之间密封的密封圈。

这样构成的燃料喷射阀1在电磁线圈14为非通电状态时,因弹簧12的按压力而使阀体3的前端与喷嘴体5密合。在这种状态下,由于在阀体3和喷嘴体5之间未形成有成为燃料通路的间隙,因此从燃料供给口2a流入的燃料被停留在壳体2内部。

当对电磁线圈14附加作为喷射脉冲的电流时,就会在由利用磁性材料形成的磁轭16、定子铁芯15、衔铁4构成的磁路上产生磁通。衔铁4通过电磁线圈14的电磁力,移动到与定子铁芯15的下端面接触。当阀体3与衔铁4一同向定子铁芯15侧移动时,就会在阀体3的阀部3b和喷嘴体5的阀座面5b之间形成成为燃料通路的间隙。壳体2内的燃料在从阀部3b的周边流入了以后,从喷孔13(参照图2)喷射。

燃料喷射量的控制通过调节开阀状态和闭阀状态的切换定时而进行,所述开阀状态和闭阀状态的切换定时通过使阀体3(阀部3b)随着间歇地附加于电磁线圈14的喷射脉冲而沿轴向移动来调节。

图2是放大了本发明第一实施例的燃料喷射阀1的阀体3的前端附近所得的剖面图。利用图2对本发明的主要零件进行简单说明。

如图2所示,阀体3的阀部3b使用球阀。作为球3b,例如可使用jis标准件的球轴承用钢球。该球在圆度上较高,且实施了镜面精加工,在适合提高阀座性方面、还有能够通过大量生产而低成本地制造方面等都是其要采用的方面。另外,在构成为阀体的情况下,使用球的直径为3~4mm程度的球。这是由于作为可动阀来发挥功能,因此可实现轻量化的缘故。

另外,在喷嘴体5中,包含与阀体3密合的阀座位置在内的倾斜面(阀座面5b)构成圆锥台的侧面部的形状,其角度为90°左右(80°~100°)。即,阀座面5b和中心轴线1a所成的角度为45°左右(40°~50°)。该倾斜面的角度是对阀座位置附近进行抛光,适合提高阀座面5b的周向圆度的角度(能够以最佳状态使用磨床),且是能够极其高地维持上述的与阀体3的阀座性的角度。另外,喷嘴体5通过淬火而提高硬度,另外,通过退磁处理,来去除无用的磁。通过这种阀体结构,能够实现无燃料泄漏的喷射量控制。另外,能够提供一种性价比优异的阀体构造。

在燃料喷射阀1处于闭阀状态时,阀体3通过与由圆锥面构成的阀座面5b抵接,来保持燃料的密封。这时,阀体3侧的接触部由球面形成,圆锥面形状(圆锥台形状)的阀座面和球面的接触变成大致线接触的状态。

当阀体3上升而在阀体3和喷嘴体5之间产生了间隙时,燃料就在上述间隙内流出,从喷嘴体5的开口部5c穿过燃料导入口28,流入各回旋室导入通路11内,然后从喷孔13喷射到外部。

接着,利用图3对喷嘴板6的结构进行说明。图3是从阀体侧(基端侧)看本发明第一实施例的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得的图(图2的a-a剖面图)。此外,图2的喷嘴板6的剖面是在图3的直线b-b的位置剖切所得的剖面。

在图3中,将穿过喷嘴板6的中心o1且沿图3的纸面横向延伸的轴设为x1轴,将穿过喷嘴板6的中心o1且沿垂直于x1轴的图3的纵向延伸的轴设为y1轴。x1轴和y1轴以中心o1为原点,在中心o1处垂直相交。即,将包含中心轴线1a的第一平面投影到垂直于中心轴线1a的假想平面上所得的直线为y1轴,将与第一平面垂直相交的第二平面投影到垂直于中心轴线1a的假想平面上所得的直线成为x1轴。

在喷嘴板6具有从喷嘴板6的中央部朝向半径方向外侧的回旋室导入通路11a-1、11a-2、11b-1、11b-2、11c-1、11c-2、11d-1、11d-2,在各回旋室导入通路的下游侧具有用于对燃料赋予回旋的各回旋室12a-1、12a-2、12b-1、12b-2、12c-1、12c-2、12d-1、12d-2,而且具有用于将燃料喷射到外部的各喷孔13a-1、13a-2、13b-1、13a-2、13c-1、13c-2、13d-1、13d-2。此外,各喷孔13a-1、13a-2、13b-1、13a-2、13c-1、13c-2、13d-1、13d-2设置于各回旋室12a-1、12a-2、12b-1、12b-2、12c-1、12c-2、12d-1、12d-2内。

回旋室导入通路11a-1、回旋室12a-1及喷孔13a-1构成对燃料施加回旋力而将其喷射到燃料喷射阀1的外部的一个回旋燃料喷射通路10a1。回旋室导入通路11b-1、回旋室12b-1及喷孔13b-1构成对燃料施加回旋力而将其喷射到燃料喷射阀1的外部的一个回旋燃料喷射通路10a2。回旋室导入通路11c-1、回旋室12c-1及喷孔13c-1构成对燃料施加回旋力而将其喷射到燃料喷射阀1的外部的一个回旋燃料喷射通路10a3。回旋室导入通路11d-1、回旋室12d-1及喷孔13d-1构成对燃料施加回旋力而将其喷射到燃料喷射阀1的外部的一个回旋燃料喷射通路10a4。

从回旋燃料喷射通路10a1~10a4喷射的燃料形成指向同一方向(x1轴的正向)的一个喷雾(喷雾组)。

回旋室导入通路11a-2、回旋室12a-2及喷孔13a-2构成对燃料施加回旋力而将其喷射到燃料喷射阀1的外部的一个回旋燃料喷射通路10b1。回旋室导入通路11b-2、回旋室12b-2及喷孔13b-2构成对燃料施加回旋力而将其喷射到燃料喷射阀1的外部的一个回旋燃料喷射通路10b2。回旋室导入通路11c-2、回旋室12c-2及喷孔13c-2构成对燃料施加回旋力而将其喷射到燃料喷射阀1的外部的一个回旋燃料喷射通路10b3。回旋室导入通路11d-2、回旋室12d-2及喷孔13d-2构成对燃料施加回旋力而将其喷射到燃料喷射阀1的外部的一个回旋燃料喷射通路10b4。

从回旋燃料喷射通路10b1~10b4喷射的燃料形成指向同一方向(x1轴的负向)的一个喷雾(喷雾组)。

在本实施例中,包含喷孔13a-1、13b-1在内的回旋燃料喷射通路10a1、10a2配置于第一象限,包含喷孔13a-2、13b-2在内的回旋燃料喷射通路10b1、10b2配置于第二象限,包含喷孔13c-2、13d-2在内的回旋燃料喷射通路10b3、10b4配置于第三象限,包含喷孔13c-1、13d-1在内的回旋燃料喷射通路10a3、10a4配置于第四象限。

此外,在不需要将回旋室导入通路11a-1、11a-2、11b-1、11b-2、11c-1、11c-2、11d-1、11d-2区別开来的情况下,简称为回旋室导入通路11进行说明。回旋燃料喷射通路、回旋室及喷孔也同样,在不需要区別开来的情况下,称为回旋燃料喷射通路10、回旋室12及喷孔13进行说明(参照图4)。

在本实施例中,回旋燃料喷射通路10a1和回旋燃料喷射通路10a4形成为相对于与x1轴平行且穿过x1轴的面(包含x1轴的面)中的、与中心轴线1a平行且穿过中心轴线1a的垂直于纸面的面(包含x1轴及中心轴线1a的面)呈面对称。回旋燃料喷射通路10a2和回旋燃料喷射通路10a3形成为相对于与x1轴平行且穿过x1轴的面(包含x1轴的面)中的、与中心轴线1a平行且穿过中心轴线1a的垂直于纸面的面(包含x1轴及中心轴线1a的面)呈面对称。回旋燃料喷射通路10b1和回旋燃料喷射通路10b4形成为相对于与x1轴平行且穿过x1轴的面(包含x1轴的面)中的、与中心轴线1a平行且穿过中心轴线1a的垂直于纸面的面(包含x1轴及中心轴线1a的面)呈面对称。回旋燃料喷射通路10b2和回旋燃料喷射通路10b3形成为相对于与x1轴平行且穿过x1轴的面(包含x1轴的面)中的、与中心轴线1a平行且穿过中心轴线1a的垂直于纸面的面(包含x1轴及中心轴线1a的面)呈面对称。

另外,在本实施例中,回旋燃料喷射通路10a1和回旋燃料喷射通路10b1形成为相对于与y1轴平行且穿过y1轴的面(包含y1轴的面)中的、与中心轴线1a平行且穿过中心轴线1a的垂直于纸面的面(包含y1轴及中心轴线1a的面)呈面对称。回旋燃料喷射通路10a2和回旋燃料喷射通路10b2形成为相对于与y1轴平行且穿过y1轴的面(包含y1轴的面)中的、与中心轴线1a平行且穿过中心轴线1a的垂直于纸面的面(包含y1轴及中心轴线1a的面)呈面对称。回旋燃料喷射通路10a3和回旋燃料喷射通路10b3形成为相对于与y1轴平行且穿过y1轴的面(包含y1轴的面)中的、与中心轴线1a平行且穿过中心轴线1a的垂直于纸面的面(包含y1轴及中心轴线1a的面)呈面对称。回旋燃料喷射通路10a4和回旋燃料喷射通路10b4形成为相对于与y1轴平行且穿过y1轴的面(包含y1轴的面)中的、与中心轴线1a平行且穿过中心轴线1a的垂直于纸面的面(包含y1轴及中心轴线1a的面)呈面对称。

将由喷孔13a-1、13b-1、13c-1、13d-1构成的喷孔组设为第一喷孔组,将由喷孔13a-2、13b-2、13c-2、13d-2构成的喷孔组设为第二喷孔组。第一喷孔组的喷孔13a-1、13b-1、13c-1、13d-1作为整体而形成单向地喷射燃料的第一燃料喷雾。第二喷孔组13b的喷孔13a-2、13b-2、13c-2、13d-2作为整体而形成向不同于第一喷孔组的方向单向地喷射燃料的第二燃料喷雾。

在本实施例中,如上所述,因为将回旋燃料喷射通路10a1~10a4和回旋燃料喷射通路10b1~10b4形成为相对于包含y1轴及中心轴线1a在内的面呈面对称,所以第一燃料喷雾和第二燃料喷雾形成相对于包含y1轴及中心轴线1a在内的面呈面对称的喷雾。如果在希望第一燃料喷雾和第二燃料喷雾形成相对于包含y1轴及中心轴线1a在内的面呈非对称的喷雾的情况下,也可以将回旋燃料喷射通路10a1~10a4和回旋燃料喷射通路10b1~10b4形成为相对于包含y1轴及中心轴线1a在内的面呈非对称。在这种情况下,也可以进一步将回旋燃料喷射通路10a1、10a2、10b1、10b2和回旋燃料喷射通路10a4、10a3、10b4、10b3形成为相对于包含x1轴及中心轴线1a在内的面呈非对称。

利用图4对具有回旋用通路11a-1、回旋室12a-1、喷孔13a-1的回旋燃料喷射通路10a1的结构进行详细说明。图4是表示本发明第一实施例的回旋燃料喷射通路10a1(10)内的流f1、f2、f3的情形的图。另外,图4表示的是回旋燃料喷射通路10a1的结构,但回旋燃料喷射通路10a2~10a4及回旋燃料喷射通路10b1~10b4也具有同样的结构及作用效果。

回旋室导入通路11a-1、回旋室12a-1及喷孔13a-1如下那样构成。

回旋室12a-1具有:使燃料的流动方向呈圆弧形状的侧面12a-1c、燃料进行回旋的回旋通路部12a-1d。在燃料的回旋方向上,用符号12a-1b表示位于上游侧的侧面12a-1c的端部(上游侧端部),用符号12a-1a表示位于下游侧的侧面12a-1c的端部(下游侧端部)。此外,侧面12a-1c的形状不限于圆弧形状,例如也可以为描绘螺旋曲线或渐开线曲线的曲面形状。

回旋室导入通路11a-1与回旋室12a-1连接,是向回旋室12a-1导入燃料的通路。首先,定义回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1。中心线14a-1是沿着燃料的流动方向的中心线,且是穿过回旋室导入通路11a-1的宽度方向的中心的中心线。此外,中心线14a-1采用的是不仅存在于回旋室导入通路11a-1的部分,而且还超过回旋室导入通路11a-1的部分而存在的中心线。

回旋室导入通路11a-1有时也被称为横向通路、径向通路或回旋用通路等。回旋室导入通路11a-1在宽度方向的两端部具有侧面53a-1、56a-1。侧面53a-1是与回旋室侧面12a-1c的下游侧端部12a-1a连接的侧面,侧面56a-1是与回旋室侧面12a-1c的上游侧端部12a-1b连接的侧面。

在本实施例中,侧面53a-1、56a-1分别具有直线形状部(平面形状部),各侧面53a-1、56a-1的直线形状部设置为平行。但是,这些直线形状部不需要设置为平行,例如也可以为如从上游侧向下游侧逐渐变窄那样的形状。或者,侧面53a-1、56a-1也可以不具有直线形状部,而是例如整体都由曲线部构成。

在图4中,假想了一条使侧面53a-1沿回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1方向延长的延长线55a-1。延长线55a-1与回旋室侧面12a-1c交叉的位置是回旋室侧面12a-1c的端部(上游侧端部)12a-1b。即,以侧面53a-1的延长线55a-1为边界,图4的右侧为回旋室导入通路11a-1,左侧为回旋室12a-1。换句话说,以侧面53a-1的延长线55a-1为边界,回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1穿过的一侧为回旋室导入通路11a-1,其相反侧为回旋室12a-1。

在这种情况下,侧面53a-1是相对于中心线14a-1而言位于回旋室12a-1及喷孔13a-1侧的侧面,侧面56a-1为相对于中心线14a-1而言位于回旋室12a-1及喷孔13a-1的相反侧的侧面。

另外,侧面53a-1、56a-1在回旋室导入通路11a-1的上游端的由符号40a-1所示的位置进行连接。在本实施例中,如图4所示,回旋室导入通路11a-1的上游端形成为圆弧形状。符号40a-1所示的位置是该圆弧形状部与回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1交叉的位置。此外,回旋室导入通路11a-1的上游端的形状不限于圆弧形状,例如也可以为弯曲的面形状。

此外,在图4中,在表示为回旋室导入通路11a-1及回旋室12a-1(或回旋通路部12a-1d)的部分,看到的是回旋室导入通路11a-1的底面及回旋室12a-1(或回旋通路部12a-1d)的底面。

喷孔13a-1具有在回旋室12a-1的底面开口的入口开口面51a-1。因为入口开口面51a-1如果作为燃料通路来考虑,则构成通路截面,所以下面称为入口截面(喷孔入口截面)进行说明。喷孔13a-1的下游端具有向外部开口的出口开口面52a-1。因为出口开口面52a-1如果作为燃料通路来考虑,则构成通路截面,所以下面称为出口截面(喷孔出口截面)进行说明。

将喷孔入口截面51a-1的中心设为oa-1,将喷孔出口截面52a-1的中心设为oa’-1。将穿过喷孔入口截面51a-1的中心oa-1,且与回旋室导入通路11a-1的中心轴(中心线)14a-1平行的轴设为xa-1轴。xa-1轴以从回旋室导入通路11a-1的上游侧朝向下游侧的方向为正向。另外,将穿过喷孔入口截面51a-1的中心oa-1且与xa-1轴垂直的轴设为ya-1轴。ya-1轴以远离回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1的方向为正向。xa-1轴及ya-1轴均与喷嘴板6的端面平行。喷嘴板6的端面与垂直于中心轴线1a的图4的纸面(假想平面)平行。

这样,在本实施例中,定义以中心oa-1为原点,且以xa-1轴及ya-1轴为坐标轴的直角坐标系。

在本实施例中,以喷孔入口截面51a-1的一部分与由回旋室导入通路11a-1的侧面53a-1的延长线55a-1和回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1夹着的区域ra重叠的方式构成回旋用通路11a-1、回旋室12a-1及喷孔13a-1。即,喷孔入口截面51a-1的一部分在回旋室12a-1的底部开口,其另一部分在回旋室导入通路11a-1的底面开口。在这种情况下,在将延长线55a-1及喷孔入口截面51a-1投影到与中心轴线1a正交的假想平面(图4的纸面或喷嘴板6的端面)上的投影图(俯视图)中,延长线55a-1在喷孔入口截面51a-1上横穿。

根据该结构,从燃料导入口28导入的燃料主要成为直接流入喷孔13a-1的流f1和其另一流f2,通过其另一流f2,在喷孔13a-1的周围引起回旋流f3。

与本实施例不同,在采用喷孔入口截面51a-1不与由回旋室导入通路的侧面53a-1的延长线55a-1和回旋室导入通路的中心线14a-1夹着的区域ra重叠的结构的情况下,几乎没有直接流入喷孔13a-1的流f1,流入喷孔13a-1的流的大部分都成为回旋流f3。在这种情况下,流入喷孔13a-1的燃料通过较强的回旋流,在喷孔13a-1的正下方成为大大地发散开的喷雾。

如本实施例所述,通过以喷孔入口截面51a-1的一部分与区域ra重叠的方式配置喷孔13a-1,就会生成直接流入喷孔13a-1的流f1,喷孔13a-1周围的回旋流f3的比例减小。由此,能够抑制在喷孔13a-1的正下方形成的燃料的喷雾的发散。

另外,喷孔入口截面51a-1的中心oa-1距离回旋室导入通路的中心线14a-1越远,直接流入喷孔13a-1的流f1的比例越小,回旋流f3的比例越大。另一方面,喷孔入口截面的中心oa-1越接近回旋室导入通路的中心线14a-1,直接流入喷孔13a-1的流f1的比例越大,回旋流f3的比例越小。因此,通过根据用途来调节喷孔13a-1的位置,能够调节流入喷孔13a-1的流f1的比例,能够调节喷孔13a-1的正下方的喷雾的发散角。

因为上述的结构的符号11a-1、12a-1、12a-1a、12a-1b、12a-1c、12a-1d、13a-1、14a-1、40a-1、51a-1、52a-1、53a-1、55a-1、56a-1、oa-1、oa’-1、xa-1、ya-1都是回旋燃料喷射通路10a1的构成要素,所以都带有“a-1”。但是,不限于回旋燃料喷射通路10a1,在与其他回旋燃料喷射通路10共通的情况下,有时也使用去掉了“a-1”的符号11、12、12a、12b、12c、12d、13、14、40、51、52、53、55、56、o、o’、x、y进行说明。

接着,利用图5对喷孔的倾斜方向进行说明。图5是表示本发明第一实施例的回旋燃料喷射通路10a1(10)的喷孔13a-1(13)的倾斜方向15a-1的图。此外,图5表示的是回旋燃料喷射通路10a1的结构,但在回旋燃料喷射通路10a2~10a4及回旋燃料喷射通路10b1~10b4中,也可同样地进行说明。

将穿过喷孔入口截面51a-1的中心oa-1和喷孔出口截面52a-1的中心oa’-1的直线投影到喷嘴板6的端面(垂直于中心轴线1a的面)上所得的投影直线(箭头)设为喷孔的倾斜方向15a-1。将xa-1轴的正向设为0°,将从0°的角度位置向回旋室导入通路的中心线14a-1旋转的角度方向设为正的角度方向。这时,将xa-1轴和喷孔的倾斜方向15a-1所成的角(喷孔的倾斜角)设为θa-1。关于其他回旋室导入通路、回旋室、喷孔,也通过同样的方法,定义喷孔的倾斜方向。即,将各喷孔的倾斜角定义为图3的θa-1、θb-1、θc-1、θd-1、θa-2、θb-2、θc-2、θd-2。

此外,在下面的说明中,在不将回旋燃料喷射通路10a2~10a4及回旋燃料喷射通路10b1~10b4区別开来的情况下,有时将倾斜方向15a-1及倾斜角θa-1简单地设为倾斜方向15及倾斜角θ进行说明。

在本实施例中,以成为0<θa-1<180°、0<θb-1<180°、0<θc-1<180°、0<θd-1<180°、0<θa-2<180°、0<θb-2<180°、0<θc-2<180°、0<θd-2<180°的方式构成回旋室导入通路11、回旋室12及喷孔13。

根据该结构,如上所述,通过抑制回旋流f3的比例,且生成直接流入喷孔13a-1的流f1,能够减小从喷孔13a-1喷射的燃料的喷雾的发散(发散角度)。进而,通过以θa-1成为上述范围的方式构成回旋室导入通路11a-1、回旋室12a-1、喷孔13a-1,能够增大燃料向喷孔13的内壁面的碰撞力,由此能够促进燃料的微粒化。该结构也用于回旋燃料喷射通路10a1以外的其他回旋燃料喷射通路10,在全部回旋燃料喷射通路10中,都能够减小喷雾的发散(发散角度),并且能够促进微粒化。

即,在本实施例中,通过利用喷孔13的配置来调节回旋力的强度,能够抑制喷雾的发散,并且通过喷孔13的倾斜方向的设定,能够增大燃料向喷孔13的内壁面的碰撞力,从而能够抑制微粒化性能的下降,或者能够提高微粒化性能。进而,既能够抑制喷雾的发散,又能够实现充分的微粒化。

这里,对微粒化的机理进行详细说明。

图6是本发明第一实施例的回旋燃料喷射通路10的侧视图。

如图6所示,在设喷孔出口截面(喷孔出口开口面)52的喷孔13的轴13a方向(中心线13a方向)的速度成分为vz、设垂直于喷孔13的轴13a的面方向的速度成分为vxy的情况下,当vxy增大时,在燃料穿过喷孔13而形成了液膜时,液滴就易分裂,促进微粒化。因此,在喷孔13内,垂直于喷孔13的轴13a的面方向的速度成分vxy越大,越促进从喷孔13的出口开口面52喷射的燃料的微粒化。

如上所述,在本实施例中,从入口开口面51流入喷孔13的流主要有回旋流f3和直接流入喷孔13的流f1这两个流。在利用回旋流f3来促进微粒化的情况下,通过回旋流f3,在喷孔13内生成回旋流。由此,喷孔13a-1内的周向速度成分增大,与喷孔13的轴13a垂直的面方向的速度成分vxy增大,可促进微粒化。这样,在仅利用回旋流f3的情况下,因为燃料在喷孔13内沿周向回旋,所以喷孔13的倾斜方向15a-1不怎么影响燃料的微粒化。

另一方面,在利用直接流入喷孔13的流f1来促进微粒化的情况下,喷孔13的倾斜方向θa-1会大大地产生影响。

图7是作为本发明第一实施例的比较例而表示的改变了喷孔13的倾斜方向时的回旋燃料喷射通路10的侧视图。

如图7所示,在喷孔13向与从回旋室导入通路11流入喷孔13的燃料的流线f1方向相同的方向倾斜的情况下,喷孔13内的流f1’的喷孔轴向的速度成分vz增大,vxy减小。因此,微粒化效果小。

图8是在本发明第一实施例的回旋燃料喷射通路10的侧视图中表示出了流的情形的图。

如图8所示,当使喷孔13向与从回旋室导入通路11流入喷孔13的燃料的流线方向相反的方向倾斜时,燃料的一部分f1’就会与喷孔13的内壁54发生碰撞,与喷孔13的轴13a方向垂直的面方向的速度成分vxy的大小就增大。通过该效果,穿过了喷孔13的燃料在喷孔13的正下方形成薄薄的液膜,液滴易分裂,促进微粒化。另外,这种情况下的燃料流f1’使喷雾的发散增大的效果比回旋的燃料流使喷雾的发散增大的效果小。

利用图9对通过流体模拟而计算出了在图5中使喷孔的倾斜角θ从0°变化到360°时的粒径的结果进行说明。图9是计算出改变了喷孔13的倾斜角θ时的粒径的相对值以后的模拟结果。在图9中,表示的是粒径的相对于平均值的相对值。

由图9可知,在喷孔13的倾斜角θ为0°<θ<180°时,粒径比平均值小。因此,在本实施例中,以喷孔13的倾斜角θ成为0°<θ<180°的方式构成回旋室导入通路11、回旋室12及喷孔13。

即,如图3所示,以成为0°<θa-1<180°、0°<θb-1<180°、0°<θc-1<180°、0°<θd-1<180°、0°<θa-2<180°、0°<θb-2<180°、0°<θc-2<180°、0°<θd-2<180°的方式构成各自的喷孔13及回旋室12及回旋室导入通路11。进而,这时,成为θa-1>θb-1、θd-1>θc-1、θa-2>θb-2及θd-2>θc-2。通过制成这种结构,无需利用强回旋流,就能够促进微粒化,且能够抑制喷孔下的喷雾的发散。其结果是,能够形成微粒化性能高,且指向二个方向的喷雾。

接着,利用图10对本实施例的变形例进行说明。图10是从阀体侧(基端侧)看本发明第一实施例的另一方式(变形例)的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得到的图。

在本变形例中,如图10所示,不是将全部喷孔13制成上述的倾斜角,而是以一部分喷孔的倾斜角θ成为0°<θ<180°的方式形成各回旋室导入通路、回旋室、喷孔。例如,在图10的例子中,成为0°<θa-1<180°、0°<θd-1<180°、0°<θa-2<180°、0°<θd-2<180°,且成为180°<θb-1<360°、180°<θc-1<360°、180°<θb-2<360°、180°<θc-2<360°。此外,以喷孔入口截面的一部分与图4及图5所示的区域ra重叠的方式配置喷孔13的结构与实施例1相同。

在这种情况下,满足0°<θ<180°的喷孔13a-1、13d-1、13a-2、13d-2作为促进所穿过的燃料的微粒化的喷孔发挥功能。另一方面,其他喷孔13b-1、13c-1、13b-2、13c-2例如作为抑制喷雾的发散的喷孔发挥功能。这样,通过将每个喷孔所发挥的作用分开,能够形成与用途相适应的喷嘴板6。

另外,在本实施例中,成为以燃料从喷嘴板6的中心o1附近流向半径方向外侧的方式在喷嘴板6的中心o1侧配置有回旋室导入通路11,且相对于回旋室导入通路11而在喷嘴板6的外周侧配置有喷孔13的结构。越将喷孔13接近配置于喷嘴板6的外周侧,越能够扩大相邻的喷孔间的距离。因此,能够抑制从喷孔13喷射的燃料在喷孔13的正下方与从其他喷孔13喷射的燃料发生干扰。当所喷射出的燃料在其喷孔正下方与从其他喷孔喷射的燃料发生了干扰时,粒径就有可能增大。

另外,在本实施例中,因为如上所述能够扩大相邻的喷孔间的距离,所以也能够增大喷孔13的数量。在不改变整体燃料的流量而增大了喷孔13的数量的情况下,各自的喷孔13的截面积就会减小。因此,从喷孔13喷射出的燃料容易进一步薄膜化,微粒化性能进一步提高。另一方面,如专利文献2(特开2011-202513号公报)所述,在如燃料从喷嘴板的外周侧流向中心侧那样的结构中,相邻的喷孔间的距离减小,燃料有可能在喷孔正下方发生干扰。另外,如上所述,不能容易地增大喷孔的数量。

接着,利用图11及图12对从燃料喷射阀1喷射的喷雾的方式进行说明。图11是从y1轴方向看本发明第一实施例的燃料喷射阀1的喷雾方式时的图。图12是从x1轴方向看本发明第一实施例的燃料喷射阀1的喷雾方式时的图。

在本实施例的结构中,穿过了喷孔13a-1、13b-1、13c-1、13d-1的燃料形成指向第一方向的第一喷雾31,穿过了喷孔13a-2、13b-2、13c-2、13d-2的燃料形成指向与第一方向不同的方向的第二喷雾32。即,多个回旋燃料喷射通路10分为形成第一喷雾31的第一回旋燃料喷射通路组10a1~10a4和形成第二喷雾32的第二回旋燃料喷射通路组10b1~10b4。

另外,当从+x1方向看时,如图12所示,形成单向喷雾。这样,根据本实施例的结构,能够形成双向喷雾。

实施例2

接着,利用图13对本发明的第二实施例进行说明。图13是从阀体侧(基端侧)看本发明第二实施例的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得到的图。

与第一实施例的不同点是喷孔13的倾斜方向不同这一点。其以外的结构都构成为与第一实施例同样。

在本实施例中,与第一实施例同样,回旋燃料喷射通路10a1、10a2和回旋燃料喷射通路10a3、10a4隔着x1轴而配置于两侧(第一象限和第四象限),回旋燃料喷射通路10b1、10b2和回旋燃料喷射通路10b3、10b4隔着x1轴而配置于两侧(第二象限和第三象限)。进而,在本实施例中,以喷孔13a-1、13b-1的倾斜方向15a-1、15b-1的延长线及喷孔13c-1、13d-1的倾斜方向15c-1、15d-1的延长线与x1轴的x1>0的部分(正的范围)相交的方式构成。另外,以喷孔13a-2、13b-2的倾斜方向15a-2、15b-2的延长线及喷孔13c-2、13d-2的倾斜方向15c-2、15d-2的延长线与x1轴的x1<0的部分(负的范围)相交的方式构成。

根据该结构,通过从喷孔13a-1、13b-1、13c-1、13d-1喷射的燃料形成图11的喷雾31,且从喷孔13a-2、13b-2、13c-2、13d-2喷射的燃料形成图11的喷雾32,能够形成双向喷雾。进而,在本实施例中,因为喷孔13的倾斜方向分别向接近x1轴的方向倾斜,所以从各自的喷孔13喷射的燃料会相互拉扯,能够形成更细的喷雾31及喷雾32。

在本实施例中,喷孔13的倾斜方向15a-1、15b-1和15c-1、15d-1分别关于包含x1轴及中心轴线1a的面表示为面对称,另外,喷孔13a-1、13b-1、13c-1、13d-1和喷孔13a-2、13b-2、13c-2、13d-2关于包含y1轴及中心轴线1a的面表示为面对称,但不限于此。例如在希望不以相对于包含y1轴及中心轴线1a的面呈面对称的方式形成喷雾31和喷雾32的情况下,喷孔13a-1、13b-1、13c-1、13d-1和喷孔13a-2、13b-2、13c-2、13d-2可以关于包含y1轴及中心轴线1a的面不呈面对称。

实施例3

接着,利用图14对本发明的第三实施例进行说明。图14是从阀体侧(基端侧)看本发明第三实施例的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得到的图。

与第一实施例的不同点是喷嘴板中心o1和各喷孔13的入口中心之间的距离因喷孔13而各不相同这一点。其以外的结构构成为与第一实施例或第二实施例同样。

在本实施例中,将以喷嘴板6的中心o1为中心的具有不同半径的多个圆41、42设定为喷孔13的配置圆。在本实施例中,设定二个配置圆41、42,在该二个配置圆41、42上配置喷孔13。在本实施例中,喷孔13a-1、13d-1、13a-2、13d-2的入口开口面的中心(入口中心)位于配置圆41上,喷孔13b-1、13c-1、13b-2、13c-2的入口开口面的中心位于配置圆42上。在本实施例中,配置圆41的直径比配置圆42的直径大。

根据该结构,能够抑制从喷孔13a-1喷射的燃料和从喷孔13b-1喷射的燃料在喷孔的下方相互干扰的喷雾干扰。关于其他喷孔13c-1和喷孔13d-1、喷孔13a-2和喷孔13b-2、喷孔13c-2和喷孔13d-2,可以说也同样。

在本实施例中,对喷孔13a-1、13d-1、13a-2、13d-2的入口开口面的中心位于配置圆41上,且喷孔13b-1、13c-1、13b-2、13c-2的入口开口面的中心位于配置圆42上的情况进行了说明,但也可以进一步增大配置圆的数量,还可以将各喷孔13配置于各不相同的配置圆上。

实施例4

接着,利用图15对本发明的第四实施例进行说明。

在本实施例中,通过延长回旋室导入通路13的长度,来提高回旋室导入通路13的整流效果,从而提高从喷孔13喷射的燃料的微粒化。

图15是从阀体侧(基端侧)看本发明第四实施例的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得到的图。

图15所示的喷嘴板6采用的是回旋室导入通路11从喷嘴板6的中心o1向半径方向外侧延伸的结构。而且,回旋燃料喷射通路10a1~10a4及回旋燃料喷射通路10b1~10b4的各回旋室导入通路11的上游侧端部在喷嘴板6的中心o1部进行连接。

根据该结构,与第一实施例同样,从燃料导入口28导入的燃料在回旋室导入通路11上流动,导入到各自的喷孔13内。这时,在本实施例中,因为回旋室导入通路11延伸到喷嘴板的中心o1,所以从燃料导入口28导入的燃料在回旋室导入通路11上比第一实施例更易被整流。其结果是,通过整流后的流流入到喷孔13内,可进一步促进微粒化。

图16是表示本发明第四实施例的图14的喷嘴板6的变形例的图,且是从阀体侧(基端侧)看喷嘴板6所得到的图。

如图16所示,也可以以各回旋室导入通路11的长度不同的方式构成。在本实施例中,回旋室导入通路11b-1、11c-1、11b-2、11c-2的长度比其他回旋室导入通路11a-1、11d-1、11a-2、11d-2的长度长。在这种情况下,在回旋室导入通路11b-1、11c-1、11b-2、11c-2上流动的燃料比在其他回旋室导入通路11a-1、11d-1、11a-2、11d-2上流动的燃料更易被整流。其结果是,穿过通路长度较长的回旋室导入通路11b-1、11c-1、11b-2、11c-2而从喷孔13b-1、13c-1、13b-2、13c-2喷射的燃料被促进微粒化。这样,也可以以各回旋室导入通路11的长度都不同的方式构成。

另外,在图14所示的喷嘴板6中,通过将喷孔13配置于不同的配置圆41、42上,以多个回旋燃料喷射通路10之间的回旋室导入通路11的长度实质上不同的方式构成。

上述的回旋室导入通路13以外的结构可采用上述的其他实施例的结构而构成。例如,也可以通过组合如图15所示在喷嘴板6的中心o1部将回旋室导入通路11的上游侧端部连接在一起的结构、和如图14所示将喷孔13配置于不同的配置圆41、42上的结构,而以多个回旋燃料喷射通路10之间的回旋室导入通路11的长度实质上不同的方式构成。

实施例5

接着,利用图17对本发明的第五实施例进行说明。

图17是从阀体侧(基端侧)看本发明第五实施例的燃料喷射阀1的回旋燃料喷射通路10所得到的图。此外,在图17中,表示的是回旋燃料喷射通路10a1及回旋燃料喷射通路10a2的附近。

将回旋室导入通路11a-1的中心线设为14a-1,且将回旋室导入通路11b-1的中心线设为14b-1。另外,将回旋室导入通路11a-1和中心线14a-1的交点设为40a-1,且将回旋室导入通路11b-1和中心线14b-1的交点设为40b-1。

而且,将连结喷嘴板6的中心o1和交点40a-1的直线设为直线30a-1,且将连结喷嘴板6的中心o1和交点40b-1的直线设为直线30b-1。

在本实施例的回旋燃料喷射通路10a1中,不是直线30a-1和中心线14a-1位于同一直线上的配置,而是成为中心线14a-1以交点40a-1为中心相对于直线30a-1顺时针(x1轴方向)旋转了一定角度的配置。

即,相对于回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1和直线30a-1重叠于一直线上的状态,回旋燃料喷射通路10a1以燃料流动方向上的侧面53a-1(53)的下游侧部分向与直线30a-1接近或交叉的方向(x1轴方向)旋转后的状态配置。换句话说,相对于回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1和直线30a-1重叠于一直线上的状态,回旋燃料喷射通路10a1以燃料流动方向上的侧面56a-1(56)的下游侧部分向远离直线30a-1的方向(x1轴方向)旋转后的状态配置。或者,相对于回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1和直线30a-1重叠于一直线上的状态,回旋燃料喷射通路10a1以喷孔13a-1向接近直线30a-1的旋转方向或喷孔13a-1越过直线30a-1而向x1轴侧旋转后的状态配置。即,相对于回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1和直线30a-1重叠于一直线上的状态,回旋燃料喷射通路10a1以令喷孔13a-1以交点40a-1为中心而向接近x1轴的旋转方向旋转后的状态设置。

与回旋燃料喷射通路10a1同样,回旋燃料喷射通路10a2成为中心线14b-1相对于直线30b-1顺时针旋转了一定角度后的配置。而且,回旋燃料喷射通路10a2具有与回旋燃料喷射通路10a1同样的结构。

在本实施例中,回旋燃料喷射通路10a1、10a2以外的回旋燃料喷射通路10也构成为与回旋燃料喷射通路10a1、10a2同样。在这种情况下,回旋燃料喷射通路10的旋转角度也可以在多个回旋燃料喷射通路10之间不同。另外,全部回旋燃料喷射通路10中的至少一个回旋燃料喷射通路10也可以具备本实施例的结构。

根据该结构,在回旋燃料喷射通路10a1中,因为从燃料导入口28导入的燃料向从喷嘴板6的中心o1朝向半径方向外侧的方向流动,所以在回旋室导入通路11中,直接流入喷孔13的流f1增强,其他流f2减弱。同样,在回旋燃料喷射通路10a2中,因为从燃料导入口28导入的燃料向从喷嘴板6的中心o1朝向半径方向外侧的方向流动,所以在回旋室导入通路11中,直接流入喷孔13的流f1增强,其他流f2减弱。因此,在这种结构的情况下,回旋流f3减弱,直接流入喷孔13的流f1、f1增强,所以通过第一实施例所述的作用效果来抑制从喷孔13喷射的喷雾的发散的效果增大。

图18是表示对配置为与图17所示的回旋燃料喷射通路10同样的旋转角度的回旋燃料喷射通路10模拟了燃料流的状态所得的结果的图。此外,在图18中,表示燃料流的箭头表示的是速度(相对值)。

在图18中,以相对于连结喷嘴板6的中心o1和回旋室导入通路11与中心线14(例如,14a-1)的交点40(例如,40a-1)的直线30(例如,30a-1)向x1轴方向旋转的方式配置回旋燃料喷射通路10。

图19是表示对以回旋室导入通路11的中心线14和直线30重叠于一直线上的方式配置的回旋燃料喷射通路10模拟了燃料流的状态所得的结果的图。此外,在图19中,表示燃料流的箭头表示的是速度(相对值)。

图19所示的回旋燃料喷射通路10配置为与第一实施例同样。

如图18所示,在回旋燃料喷射通路10以向x1轴方向旋转的方式配置的情况下,在比中心线14更靠侧面53侧(符号101所示的区域)流动的燃料增加。比中心线14更靠侧面53侧的燃料流成为直接流入喷孔13的燃料流f1。另一方面,可知在比中心线14更靠侧面56侧流动的燃料比在侧面53侧流动的燃料少,形成回旋流f3的燃料流f2减少。

另一方面,在图19所示的回旋燃料喷射通路10中,相对于图18所示的回旋燃料喷射通路10,在比中心线14更靠侧面56侧(符号102所示的区域)流动的燃料增加。可知比中心线14更靠侧面56侧的燃料流形成回旋流f3,回旋流f3增加。另一方面,可知在比中心线14更靠侧面53侧流动,且直接流入喷孔13的燃料流f1比图18所示的回旋燃料喷射通路10少。

因此,在希望提高抑制喷雾的发散的效果的情况下,优选以向x1轴方向旋转的方式配置回旋燃料喷射通路10。

图20是从阀体侧(基端侧)看与本发明第五实施例的图17不同的另一方式(变形例)的燃料喷射阀1的回旋燃料喷射通路10所得到的图。

在本变形例的回旋燃料喷射通路10a1中,成为中心线14a-1以交点40a-1为中心相对于直线30a-1逆时针(y1轴方向)旋转了一定角度的配置。

即,相对于回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1和直线30a-1重叠于一直线上的状态,回旋燃料喷射通路10a1以燃料流动方向上的侧面53a-1(53)的下游侧部分向远离直线30a-1的方向(y1轴方向)旋转后的状态配置。换句话说,相对于回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1和直线30a-1重叠于一直线上的状态,回旋燃料喷射通路10a1以燃料流动方向上的侧面56a-1(56)的下游侧部分向与直线30a-1接近或交叉的方向(y1轴方向)旋转后的状态配置。或者,相对于回旋室导入通路11a-1的中心线14a-1和直线30a-1重叠于一直线上的状态,回旋燃料喷射通路10a1以直线30a-1向远离喷孔13a-1的旋转方向旋转后的状态配置。

与回旋燃料喷射通路10a1同样,回旋燃料喷射通路10a2成为中心线14b-1相对于直线30b-1逆时针(y1轴方向)旋转了一定角度的配置。这种情况下的旋转角度也可以在多个回旋燃料喷射通路10之间不同。而且,回旋燃料喷射通路10a2具有与回旋燃料喷射通路10a1同样的结构。

在本变形例中,回旋燃料喷射通路10a1、10a2以外的回旋燃料喷射通路10也构成为与回旋燃料喷射通路10a1、10a2同样。在这种情况下,回旋燃料喷射通路10的旋转角度也可以在多个回旋燃料喷射通路10之间不同。另外,所有其他回旋燃料喷射通路10中的至少一个回旋燃料喷射通路10也可以具备本变形例的结构。

或者,也可以以第五实施例的回旋燃料喷射通路10和本变形例的回旋燃料喷射通路10混杂的方式将多个回旋燃料喷射通路10配置于喷嘴板6。

根据该结构,因为从燃料导入口28导入的燃料向从喷嘴板6的中心o1朝向半径方向外侧的方向流动,所以在回旋室导入通路11中,会引起与直接流入喷孔13的流f1不同的流f2。而且,直接流入喷孔13的流f1的比例减小。即,与图17的结构相比,流f2增强,流f1减弱。

流f2通过回旋室12,引起回旋流f3,且流入喷孔13内。因此,流入喷孔13的燃料中的直接流入喷孔13的流f1的比例减小,回旋流f3的比例增大。因此,在这种结构的情况下,通过由回旋流f3实现的涡流效应,在喷孔13的下方促进微粒化。因此,喷雾的发散比图17的结构大。

这样,通过回旋室导入通路11、回旋室12、喷孔13制成相对于喷嘴板6的中心o1旋转了一定角度的配置,能够控制在回旋室导入通路11内流动的燃料流。因此,通过根据微粒化及抑制喷雾发散的需求而调节旋转角度,能够形成所期望的喷雾。

实施例6

图21是从阀体侧(基端侧)看本发明第六实施例的燃料喷射阀1的喷嘴板6所得到的图。

在上述的各实施例中,回旋燃料喷射通路10以燃料从喷嘴板6的中心o1侧沿大致径向向外周侧流动的方式构成。与此相对,在本实施例中,回旋燃料喷射通路10以燃料从喷嘴板6的外周侧沿大致径向向中心o1侧流动的方式构成。

因此,相对于燃料导入口28,回旋室12及喷孔13配置于喷嘴板6的中心o1侧,回旋室导入通路11沿大致径向配置于回旋室12和燃料导入口28之间。

在本实施例中,各回旋燃料喷射通路10的喷孔13的倾斜角θ也如上那样设定。

0°<θa-1<180°

0°<θb-1<180°

0°<θc-1<180°

0°<θd-1<180°

0°<θa-2<180°

0°<θb-2<180°

0°<θc-2<180°

0°<θd-2<180°

在本实施例中,其他结构可构成为与上述的实施例同样。另外,可将上述的各实施例的结构组合在本实施例中。

在本实施例中,在喷嘴板6的中心o1附近配置有喷孔13,成为燃料从喷嘴板6的外周侧流入设置于喷嘴板6的中心o1侧的喷孔13内的结构。在这种结构中,喷孔间彼此的间隔减小。因此,存在从各喷孔13喷射的喷雾彼此会在喷孔13的正下方发生相互干扰的问题。但是,在本实施例中,能够抑制喷雾的发散,具有抑制喷雾彼此的干扰的效果。因此,能够使如本实施例那样的喷孔13的配置成为可能。

根据上述的各实施例及变形例,由于能够增大燃料向喷孔13的内壁面的碰撞力,且也能够利用回旋力,因此通过该碰撞力及回旋力的作用,能够促进微粒化。另外,通过调节回旋力的强度,能够抑制喷雾的发散,能够提供一种由一个喷嘴板6就可形成实现了微粒化的双向喷雾的燃料喷射阀1。

喷嘴板6的端面垂直于中心轴线1a,图3-5、10、13-21都是将各构成要素投影到垂直于中心轴线1a的喷嘴板6的端面或假想平面上所得到的投影图(俯视图)。

此外,本发明不限于上述的各实施例,包含各种各样的变形例。例如,上述的实施例是为容易理解地说明本发明而进行说明的实施例,不必限于具备全部结构。另外,可将某实施例的结构的一部分替换为其他实施例的结构,另外,也可在某实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外,关于各实施例的结构的一部分,可进行其他结构的追加、删除、替换。

符号说明

1……燃料喷射阀,2……壳体,2a……燃料供给口,3……阀体,4……衔铁,5……喷嘴体,6……喷嘴板,10……回旋燃料喷射通路,11……回旋室导入通路,12……回旋室,13……喷孔,14……回旋室导入通路的中心线,15……喷孔的倾斜方向,16……磁轭,f1……直接流入喷孔的燃料流,f2……其他燃料流,f3……回旋流,20……过滤器,21……o形密封圈,22……树脂罩,23……连接器,24……防护罩,25……o形密封圈,28……燃料导入口,31、32……喷雾,51……喷孔入口截面(入口开口面),52……喷孔出口截面(出口开口面),53……回旋室导入通路的侧面,56……回旋室导入通路的侧面,55……回旋用通路的一端的延长线。

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