燃料喷射阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机的燃料喷射阀，尤其涉及一种向内燃机的气缸内喷射燃料的燃料喷射阀。
【背景技术】
[0002]作为用于向内燃机的气缸内喷射燃料的燃料喷射阀而已知有一种如下的喷射阀，该喷射阀具备:喷嘴体，其为筒状并且顶端部被形成为圆锥状；喷孔，其从所述喷嘴体的内周面贯穿至外周面；阀体，其以滑动自如的方式被收纳于喷嘴体内，并对所述喷孔进行开闭，并且形成喷孔的方式为，经由阶梯部而使被配置于喷嘴体的内周面侧的小直径部、和被配置于喷嘴体的外周面侧且与所述小直径部相比而较大孔径的大直径部连通(例如，参照专利文献1)。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2007-107459号公报
[0006]专利文献2:日本特开2004-245194号公报
[0007]专利文献3:日本特开2013-199876号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的问题
[0009]然而，虽然在前述的现有技术中考虑了喷射燃料的颗粒化和喷雾角度，但是未考虑到喷射燃料的射程(penetrat1n)，因此有可能无法充分获得在喷孔的出口部分设置大直径部的效果。因此，对于未在喷孔的出口部分设置大直径部的燃料喷射阀，也有可能无法使废气排放充分改善。
[0010]本发明为鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于提供一种具有以经由阶梯部而使小直径部和大直径部连通的方式而构成的喷孔的燃料喷射阀能够使废气排放改善的技术。
[0011 ] 用于解决问题的方法
[0012]本发明为了解决上述问题而采用如下所述的方法。
[0013]S卩，本发明为一种用于向内燃机的气缸内喷射燃料的燃料喷射阀，其具备:喷嘴体，其为筒状并且顶端部被形成为圆锥状；喷孔，其从所述喷嘴体的内周面贯穿至外周面；阀体，其以滑动自如的方式被收纳于喷嘴体内，并对所述喷孔进行开闭，所述燃料喷射阀的特征在于，所述喷孔被构成为，经由阶梯部而使位于所述喷嘴体的内周面侧的小直径部、和位于所述喷嘴体的外周面侧且具有与所述小直径部相比而较大的孔径的大直径部连通，所述大直径部的孔径相对于所述小直径部的孔径的比为，3.1以上且4.0以下，所述大直径部的长度相对于所述小直径部的长度的比为，0.25以上且0.55以下，所述大直径部的长度相对于所述大直径部的孔径的比为，0.4以上且1.6以下。
[0014]根据以此方式构成的燃料喷射阀，与未在喷孔的出口部分设置大直径部的燃料喷射阀(换言之，喷孔仅由小直径部构成的燃料喷射阀)相比，能够将燃料喷射压力较低且燃料喷射量较少时的射程抑制为相同，并且能够将燃料喷射压力较高且燃料喷射量较多时的射程设为较长。而且，根据以上述方式构成的燃料喷射阀，与未在喷孔的出口部分设置大直径部的燃料喷射阀相比，能够使喷雾角度增大。
[0015]如果能够实现上述这种特性的射程，由于在燃料喷射压力较低且燃料喷射量较少时喷射燃料难以附着于气缸膛(cylinder bore)壁面上，因此从内燃机而被排出的未燃烧燃料成分(例如，碳氢化合物(HC))的量会减少。此外，由于在燃料喷射压力较高且燃料喷射量较多时喷射燃料与燃烧室内更多的空气混合，因此在氧不足的状态下而被燃烧的燃料减少，进而从内燃机而被排出的烟雾的量减少。而且，由于通过喷雾角度的扩大效果而促进了喷射燃料的雾化，因此可促进燃料与空气均匀的混合，进而使未燃烧燃料或烟雾的排出量进一步减少。
[0016]因此，根据本发明的燃料喷射阀，与未在喷孔的出口部分设置大直径部的燃料喷射阀相比，能够改善废气排放。
[0017]另外，本发明的燃料喷射阀适用于，燃料喷射压力至少在40Mpa至180Mpa的范围内被调节的内燃机。
【附图说明】
[0018]图1为表示应用本发明的燃料喷射阀的主要部分的结构的图。
[0019]图2为表示喷孔的详细结构的图。
[0020]图3为表示在内燃机处于特定的运转状态时的Dout/Din与过滤器排气烟浓度值的关系的图。
[0021]图4为表示在内燃机的整个运转区域所使用的燃料喷射压力的范围内对与各燃料喷射压力对应的下限值ddmin和上限值ddmax进行计算的结果的图。
[0022]图5为表示Dout/Din与喷孔周边的空气流动的相关的图。
[0023]图6为表示在内燃机处于特定的运转状态时的Lout/Lin与过滤器排气烟浓度值的关系的图。
[0024]图7为表示在内燃机的整个运转区域所使用的燃料喷射压力的范围内对与各燃料喷射压力对应的下限值llmin和上限值llmax进行计算的结果的图。
[0025]图8为表不Lout/Lin与嗔孔周边的空气流动的相关的图。
[0026]图9为表示在内燃机处于特定的运转状态时的Lout/Dout与过滤器排气烟浓度值的关系的图。
[0027]图10为表示在内燃机的整个运转区域所使用的燃料喷射压力的范围内对与各燃料喷射压力对应的下限值ldmin和上限值ldmax进行计算的结果的图。
[0028]图11为表不燃料喷射压力与射程的关系的图。
[0029]图12为表示燃料喷射压力与喷雾角度的关系的图。
[0030]图13为表示Lout/Lin与从低负载运转状态的内燃机而被排出的排气的HC浓度的关系的图。
[0031]图14为表示高负载运转时的过滤器排气烟浓度值与低负载运转时的HC浓度的关系的图。
[0032]图15为表示Dout/Din与从低负载状态的内燃机而被排出的N0X的量的关系的图。
[0033]实施方式
[0034]以下，根据附图对本发明的具体的实施方式进行说明。在本实施方式中所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、相对配置等只要没有特别地记载，则并不将发明的技术范围仅限定于此的含义。
[0035]图1表示本发明所涉及的燃料喷射阀的主要部分的结构。图1所示的燃料喷射阀1为向气缸内喷射作为内燃机的燃料的轻油或汽油等的液体燃料的构件，并对从机械式栗而被喷射出的燃料进行喷射，所述机械式栗利用内燃机的输出(曲轴的旋转力)而被驱动。
[0036]在图1中，燃料喷射阀1具备喷嘴体2，所述喷嘴体2为筒状且顶端被形成为圆锥状。在喷嘴体2的顶端附近设置有多个喷孔3，所述喷孔3从该喷嘴体2的内周面贯穿至外周面。此外，用于对喷孔3进行开闭的针阀(阀体)4以滑动自如的方式被收纳于喷嘴体2的内部。
[0037]在此，图2表示喷孔3的详细结构。喷孔3具有小直径部30和大直径部31，所述小直径部30被配置于燃料的流动方向的入口侧，所述大直径部31被配置于燃料的流动方向的出口侧并具有与所述小直径部30相比而较大的孔径，这两个小直径部30和大直径部31经由阶梯部而连通。另外，图2中的Din表示小直径部30的孔径，图2中的Dout表示大直径部31的孔径。此外，图2中的Lin表示小直径部30的长度，图2中的Lout表示大直径部31的长度。
[0038]然而，若不经意地决定了构成喷孔3的各个部的尺寸时，则无法充分获得在喷孔3的出口部分设置大直径部31的效果，并且相对于使用仅具备小直径部的喷孔(未设置有大直径部的喷孔)的情况而有可能无法使废气排放充分改善。
[0039]另外，在喷孔3的出口部分设置大直径部31的目的在于，通过有效地利用燃料从小直径部30被喷射出时从大直径部31的外部(燃烧室)向内部流入的空气以及该空气的流动，从而使废气排放改善。因此，在本实施例中，以向大径部31流入的空气的量以及该空气的流动成为适当的量和流动的方式构成喷孔3。具体而言，以与向大直径部31流入的空气的量以及该空气的流动相关的三个尺寸比收敛于适当的范围的方式构成喷孔3。在