JP2010048140A - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズルボディ内に往復動自在かつ回転自在に収容されたニードルが設けられた燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine provided with a fuel injection valve provided with a needle housed in a nozzle body so as to be reciprocally movable and rotatable.
軸方向に往復移動可能なノズルニードルと、燃料を噴射する噴孔部を有するノズルボディと、を備え、ノズルボディの噴孔部は、燃焼室内へ燃料が向かう複数の噴孔流路と、これらの噴孔流路の中間部同士を連通する環状の連通路と、を有している燃料噴射ノズルが知られている(例えば、特許文献1参照)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献2及び3が存在する。 A nozzle needle capable of reciprocating in the axial direction, and a nozzle body having an injection hole portion for injecting fuel. The injection hole portion of the nozzle body includes a plurality of injection hole flow paths through which the fuel enters the combustion chamber, and these There is known a fuel injection nozzle having an annular communication passage that communicates between the intermediate portions of the nozzle hole passage (see, for example, Patent Document 1). In addition, Patent Documents 2 and 3 exist as prior art documents related to the present invention.
燃料の微粒化により燃料の燃焼効率が高められることが知られている。このため、特許文献1の燃料噴射ノズルでは、噴射する燃料の微粒化性能を高めるために燃料流の剥離点を多数生じさせるような噴孔形状が採用されている。特許文献1の燃料噴射ノズルでは、噴孔部での燃料の剥離効果によって燃料の微粒化が促進される一方、ペネトレーションが高まり噴霧到達距離も伸びる。噴霧到達距離が伸びることにより、噴射条件(噴射時期)によっては気筒の壁面やピストン上面の燃料付着量が増加し、燃焼効率が低くなってしまうことがある。
It is known that fuel combustion efficiency is improved by atomization of fuel. For this reason, in the fuel injection nozzle of
そこで、本発明は、噴孔での剥離の促進と抑制とを制御することができる内燃機関の燃料噴射装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel injection device for an internal combustion engine that can control the promotion and suppression of separation at the nozzle hole.
本発明の燃料噴射装置は、先端に噴孔が設けられたノズルボディと、前記ノズルボディ内に往復動自在かつ回転自在に収容されたニードルとが設けられた燃料噴射弁を備え、前記ノズルボディと前記ニードルとの間に形成される燃料流路を通過した燃料を前記ノズルボディの前記噴孔から噴射させる内燃機関の燃料噴射装置において、前記ニードルの先端に設けられ前記燃料流路から前記噴孔に流れる燃料に干渉したときに前記噴孔で発生する燃料の剥離を抑制できる第1突部と、前記ニードルの先端に設けられ前記燃料流路から前記噴孔に流れる燃料に干渉したときに前記噴孔で発生する燃料の剥離を促進できる第2突部と、前記ニードルを回転させることができる駆動手段と、前記第1突部が前記燃料流路から前記噴孔に流れる燃料に干渉する剥離抑制状態と、前記第2突部が前記燃料流路から前記噴孔に流れる燃料に干渉する剥離促進状態との間で前記ニードルが回転するように前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。 The fuel injection device of the present invention comprises a fuel injection valve provided with a nozzle body provided with an injection hole at the tip, and a needle accommodated in the nozzle body so as to be reciprocally movable and rotatable. In a fuel injection device for an internal combustion engine that injects fuel that has passed through a fuel passage formed between the nozzle and the needle from the nozzle hole of the nozzle body, the fuel injection device is provided at the tip of the needle and is injected from the fuel passage. A first protrusion capable of suppressing the separation of fuel generated in the nozzle hole when interfering with fuel flowing through the hole, and when interfering with fuel flowing from the fuel flow path to the nozzle hole provided at the tip of the needle The second protrusion that can promote the separation of the fuel generated in the nozzle hole, the drive means that can rotate the needle, and the first protrusion that dries the fuel flowing from the fuel flow path to the nozzle hole. Control means for controlling the operation of the driving means so that the needle rotates between a peeling suppression state in which the needle is rotated and a peeling promotion state in which the second protrusion interferes with fuel flowing from the fuel flow path to the nozzle hole To solve the above-described problem (claim 1).
この燃料噴射装置によれば、ニードルの先端に噴孔での剥離を抑制できる第1突部と、噴孔での剥離を促進できる第2突部とが設けられ、第1突部が燃料流路から噴孔に流れる燃料に干渉する剥離抑制状態と、第2突部が燃料流路から噴孔に流れる燃料に干渉する剥離促進状態との間でニードルが回転するように制御手段によって制御される。そのため、例えば、燃料の微粒化を促進したい場合には、剥離促進状態とし、噴霧到達距離を抑制したい場合には、剥離抑制状態とすることができるので、必要に応じて噴孔で発生する剥離状態を使い分けることができる。 According to this fuel injection device, the first protrusion that can suppress the separation at the nozzle hole and the second protrusion that can promote the separation at the nozzle hole are provided at the tip of the needle, and the first protrusion is the fuel flow. It is controlled by the control means so that the needle rotates between a separation suppression state that interferes with the fuel flowing from the passage to the nozzle hole and a separation promotion state in which the second protrusion interferes with the fuel flowing from the fuel channel to the nozzle hole. The Therefore, for example, when it is desired to promote atomization of fuel, it can be in a peeling acceleration state, and when it is desired to suppress the spray reach distance, it can be in a peeling suppression state. You can use the state properly.
本発明の燃料噴射装置の一態様において、前記制御手段は、燃料の噴射時期、噴射期間及び噴射量の少なくとも一つが含まれる燃料の噴射条件に応じて前記剥離抑制状態と、前記剥離促進状態との間で前記ニードルが回転するように前記駆動手段の動作を制御してもよい(請求項2)。この場合、燃料の噴射条件に応じて噴孔で生じる剥離の状態が制御される。そのため、燃料の噴射条件に応じて剥離状態を使い分けることができる。例えば、燃料の噴射時期を遅らせて燃料がピストンに付着することが心配される場合には、剥離抑制状態とし、燃料の早期噴射をして燃料の微粒化を促進したい場合には、剥離促進状態とすることができる。 In one aspect of the fuel injection device of the present invention, the control means includes the separation suppression state, the separation promotion state, and the like according to a fuel injection condition including at least one of a fuel injection timing, an injection period, and an injection amount. The operation of the driving means may be controlled such that the needle rotates between the two (claims 2). In this case, the state of separation occurring at the nozzle hole is controlled according to the fuel injection conditions. Therefore, the peeled state can be properly used according to the fuel injection conditions. For example, if the fuel injection timing is delayed and there is a concern about the fuel adhering to the piston, the separation is suppressed, and if it is desired to promote fuel atomization by early fuel injection, the separation acceleration state It can be.
本発明の燃料噴射装置の一態様において、第1突部及び第2突部は噴孔での燃料の剥離を抑制及び促進できる限りどのような形状でもよい。例えば、前記ノズルボディの先端には、前記噴孔が設けられた平面状の底面が形成され、前記ニードルの先端には、前記ノズルボディの前記底面と対向する平面状の底面が形成され、前記第1突部は、前記ニードルの前記底面に設けられ、前記ニードルの半径方向に沿って延び、かつ、前記ニードルの回転中心に向かって徐々に突出量が減少し、前記第2突部は、前記ニードルの前記底面に設けられ、前記ニードルの半径方向に沿って延び、かつ、前記ニードルの回転中心に向かって徐々に突出量が増加し、前記剥離抑制状態として、前記ニードルの半径方向に関する前記第1突部の延長上に前記噴孔が位置する剥離抑制位置が、前記剥離促進状態として、前記ニードルの半径方向に関する前記第2突部の延長上に前記噴孔が位置する剥離促進位置が、それぞれ設定されていてもよい(請求項3)。 In one aspect of the fuel injection device of the present invention, the first protrusion and the second protrusion may have any shape as long as fuel separation at the injection hole can be suppressed and promoted. For example, a flat bottom surface provided with the nozzle hole is formed at the tip of the nozzle body, and a flat bottom surface facing the bottom surface of the nozzle body is formed at the tip of the needle, The first protrusion is provided on the bottom surface of the needle, extends along the radial direction of the needle, and the amount of protrusion gradually decreases toward the center of rotation of the needle. The needle is provided on the bottom surface of the needle, extends along the radial direction of the needle, and gradually protrudes toward the rotation center of the needle. The peeling prevention position where the nozzle hole is located on the extension of the first protrusion is the peeling promotion state, and the peeling promotion position where the nozzle hole is located on the extension of the second protrusion in the radial direction of the needle is the peeling promotion state. Position, may be set respectively (claim 3).
本発明の燃料噴射装置の一態様において、前記噴孔として、前記ノズルボディの半径方向の内側に位置する内側噴孔と、前記内側噴孔よりも前記ノズルボディの半径方向の外側に位置する外側噴孔とが設けられ、前記ニードルは、それぞれ独立して回転自在な内側ニードルと外側ニードルとを有し、前記内側ニードルの先端には、前記内側噴孔に対応する前記第1突部と前記第2突部とが設けられ、前記外側ニードルの先端には、前記外側噴孔に対応する前記第1突部と前記第2突部とが設けられ、前記駆動手段は、前記内側ニードルと前記外側ニードルとを独立して回転させることができ、前記制御手段は、前記剥離抑制状態と前記剥離促進状態との間で前記内側ニードルが回転するように前記駆動手段の動作を制御し、かつ、前記剥離抑制状態と前記剥離促進状態との間で前記前記外側ニードルが回転するように前記駆動手段の動作を制御してもよい(請求項4)。 1 aspect of the fuel-injection apparatus of this invention WHEREIN: As an injection hole, the inner side injection hole located in the radial inside of the said nozzle body, and the outer side located in the radial direction outer side of the said nozzle body rather than the said inner injection hole The needle has an inner needle and an outer needle that are independently rotatable, and the tip of the inner needle has the first protrusion corresponding to the inner nozzle hole and the needle. A second protrusion is provided, and the tip of the outer needle is provided with the first protrusion and the second protrusion corresponding to the outer nozzle hole, and the driving means includes the inner needle and the second needle. An outer needle can be rotated independently, and the control means controls the operation of the driving means so that the inner needle rotates between the peeling suppression state and the peeling acceleration state, and Said exfoliation suppression Wherein said outer needle between the state and the peeling promoter condition may control the operation of said drive means to rotate (claim 4).
この態様によれば、内側ニードルに設けられた第1突部及び第2突部の干渉状態と、外側ニードルに設けられた第1突部及び第2突部の干渉状態とが独立して制御される。そのため、内側ニードルを剥離促進状態とし、外側ニードルを剥離抑制状態とすることができる。また、逆に内側ニードルを剥離抑制状態とし、外側ニードルを剥離促進状態とすることもできる。剥離抑制状態にある噴孔の方が流量抵抗は大きくなる。このため、内側ニードルを剥離促進状態とし、外側ニードルを剥離抑制状態とした場合には、外側噴孔よりも内側噴孔からの燃料流出量が増えるので、噴霧の縮流を促進し噴霧到達距離を伸ばすことができる。また、内側ニードルを剥離抑制状態とし、外側ニードルを剥離促進状態とした場合には、内側噴孔よりも外側噴孔からの燃料流出量が増えるので、噴射される燃料の外側で十分な剥離が発生し、微粒化を促進することができる。従って、噴孔での剥離状態を更に細かく使い分けることができる。 According to this aspect, the interference state of the first protrusion and the second protrusion provided on the inner needle and the interference state of the first protrusion and the second protrusion provided on the outer needle are controlled independently. Is done. For this reason, the inner needle can be set in a peeling promotion state, and the outer needle can be set in a peeling suppression state. Conversely, the inner needle can be in a peel-inhibited state and the outer needle can be in a peel-promoted state. The flow resistance is larger in the nozzle hole in the peel-suppressed state. For this reason, when the inner needle is in the peeling acceleration state and the outer needle is in the peeling suppression state, the amount of fuel outflow from the inner nozzle hole is larger than that of the outer nozzle hole. Can be stretched. In addition, when the inner needle is set in the peeling suppression state and the outer needle is set in the peeling promotion state, the amount of fuel flowing out from the outer nozzle hole is increased more than the inner nozzle hole. It can be generated and atomization can be promoted. Therefore, the peeling state at the nozzle hole can be used more finely.
以上説明したように、本発明の燃料噴射装置によれば、ニードルの先端に噴孔での剥離を抑制できる第1突部と、噴孔での剥離を促進できる第2突部とが設けられ、第1突部が燃料流路から噴孔に流れる燃料に干渉する剥離抑制状態と、第2突部が燃料流路から噴孔に流れる燃料に干渉する剥離促進状態との間でニードルが回転するように制御手段によって制御される。このため、噴孔での剥離の促進と抑制とを制御することができる。 As described above, according to the fuel injection device of the present invention, the first protrusion that can suppress the separation at the nozzle hole and the second protrusion that can promote the separation at the nozzle hole are provided at the tip of the needle. The needle rotates between the peel suppression state in which the first protrusion interferes with the fuel flowing from the fuel flow path to the nozzle hole and the separation promotion state in which the second protrusion interferes with the fuel flowing from the fuel flow path to the nozzle hole. It is controlled by the control means. For this reason, promotion and suppression of peeling at the nozzle hole can be controlled.
(第1の形態)
図1は、本発明の一形態に係る燃料噴射装置を示している。燃料噴射装置1Aは、車両に走行用動力源として搭載される内燃機関に適用される。燃料噴射装置1Aは、ノズルボディ4と、ニードル6と、ニードル6を回転させることができる駆動手段としてのモータ12と、制御手段としての制御装置14と、を備えている。
(First form)
FIG. 1 shows a fuel injection device according to an embodiment of the present invention. The fuel injection device 1A is applied to an internal combustion engine mounted on a vehicle as a driving power source. 1 A of fuel injection apparatuses are provided with the
ノズルボディ4には、往復動自在かつ軸線Axの回りに回転自在にニードル6が収容されている。ノズルボディ4は略円柱状に形成され、先端には平面状の底面16が形成されている。ノズルボディ4に収容されるニードル6も略円柱状に形成され、先端にはノズルボディ4の底面16に対向する平面状の底面18が形成されている。ノズルボディ4には、先端の底面16に噴孔群19が設けられている。ノズルボディ4とニードル6との間には燃料流路20が形成される。ノズルボディ4内のニードル6が弁座21から上方に持ち上げられると燃料流路20が開通し、燃料流路20を通過した燃料はノズルボディ4の先端に設けられた噴孔群19から噴射される。ニードル6がノズルボディ4の弁座21に接触している状態では燃料流路20が閉鎖されるため、燃料は噴孔群19から噴射されない。
The
図2及び図4は、本発明の第1の形態に係る燃料噴射装置1Aの軸線Ax方向から見た説明図である。噴孔群19には、ノズルボディ4の底面16の半径方向内側に設けられた4つの内側噴孔22と、その内側噴孔22よりも半径方向外側に設けられた4つの外側噴孔23とが含まれている。内側噴孔22と外側噴孔23とは、半径方向にほぼ一定の間隔をとって並べられている。また、各噴孔22、23は、周方向に関して90°間隔で並べられている。図3は、図2のIII−III線に関する断面模式図であり、図5は、図4のV−V線に関する断面模式図である。図3及び図5に示すように、各噴孔22、23は、これらの中心線がニードル6の軸線Axに対し鋭角に傾斜するように形成されている。これにより、燃料流路20を流れる燃料流に対して各噴孔22、23からの燃料の噴出方向は鋭角を成す。
2 and 4 are explanatory diagrams viewed from the direction of the axis Ax of the fuel injection device 1A according to the first embodiment of the present invention. The
ニードル6の先端には、各噴孔22、23で発生する剥離を制御するため、それぞれ機能の異なる第1突部24及び第2突部25が設けられている。第1突部24は、各噴孔22、23に流れる燃料に干渉したときに各噴孔22、23で発生する剥離を抑制することができる。一方、第2突部25は、各噴孔22、23に流れる燃料に干渉したときに各噴孔22、23で発生する剥離を促進することができる。図2及び図3は、第1突部24が各噴孔22、23に流れる燃料に干渉する剥離抑制状態にある場合を示している。一方、図4及び図5は、第2突部25が各噴孔22、23に流れる燃料に干渉する剥離促進状態にある場合を示している。第1突部24及び第2突部25は、それぞれ内側噴孔22に対応するように半径方向の内側に4つ、外側噴孔23に対応するように半径方向の外側に4つ設けられている。内側及び外側に設けられた第1突部24は、回転方向に関して互いに90°間隔で並んでいる。内側及び外側に設けられた第2突部25も、第1突部24と同様に、回転方向に関して互いに90°間隔で並んでいる。第1突部24と第2突部25とは、ニードル6の底面18に回転方向に関して45°間隔で設けられているため、図2及び図3に示す剥離抑制状態からニードル6を45°回転させることで図4及び図5に示す剥離促進状態となる。
A
第1突部24は、図2及び図3に示すように、ニードル6の半径方向に沿って延び、かつ、ニードル6の回転中心に向かって徐々に突出量が減少している。つまり、第1突部24は、ニードル6の底面18とノズルボディ4の底面16との間の燃料流路20の断面積を一旦縮小させた後、元の断面積に戻るまで底面18の半径方向内側に向かって直線的に徐々に断面積を拡大させるように形成されている。一方、第2突部25は、図4及び図5に示すように、ニードル6の半径方向に沿って延び、かつ、ニードル6の回転中心に向かって徐々に突出量が増加している。つまり、ニードル6の底面18とノズルボディ4の底面16との間の燃料流路20の断面積を底面18の半径方向内側に向かって直線的に徐々に縮小させるように形成されている。換言すれば、第2突部25は、第1突部24をニードル6先端の底面18の半径方向に対し逆方向に向けた形状に形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2及び図3では、ニードル6の半径方向に関する第1突部24の延長上に各噴孔22、23が位置し、第1突部24は剥離抑制位置に設定されている。この場合に、燃料噴射装置1Aは剥離抑制状態となる。一方、図4及び図5では、ニードル6の半径方向に関する第2突部25の延長上に各噴孔22、23が位置し、第2突部25は剥離促進位置に設定されている。この場合に、燃料噴射装置1Aは剥離促進状態となる。
2 and 3, the nozzle holes 22 and 23 are positioned on the extension of the
図6は、第1突部24及び第2突部25がともに干渉状態にない場合に噴孔22、23で発生する燃料流及び剥離状況を模式的に示した図である。実線矢印26は燃料流を、破線矢印28は剥離状況を示している。図6に示すように、各噴孔22、23の中心線が燃料流路20を流れる燃料流に対して鋭角を成しているので、各噴孔22、23において、燃料流の流れ方向が鋭角に変えられ剥離が生じている。
FIG. 6 is a view schematically showing the fuel flow and separation state generated in the nozzle holes 22 and 23 when the
図7は、剥離抑制状態にある場合の燃料流を模式的に示した図である。図7に示すように、剥離抑制状態にある場合には、図6に示した場合と異なり、第1突部24の干渉によって噴孔22、23の中心線の傾斜に合わせて回り込むような燃料流26が生じる。このため、図6の場合と比べて、剥離抑制状態にあるときには噴孔22、23で生じる剥離を抑制することができる。
FIG. 7 is a diagram schematically showing the fuel flow when in the peeling suppression state. As shown in FIG. 7, when in the peel suppression state, unlike the case shown in FIG. 6, the fuel that wraps around in accordance with the inclination of the center line of the nozzle holes 22 and 23 due to the interference of the
図8は、剥離促進状態にある場合の燃料流を模式的に示した図である。この場合には、図6及び図7の場合と異なり、第2突部25の干渉によって噴孔22、23に向かいより鋭角に燃料流の流れ方向が変えられる。このため、剥離促進状態にあるときには、図6の場合と比べて、噴孔22、23で生じる剥離をより促進することができる。
FIG. 8 is a diagram schematically showing the fuel flow in the peeling acceleration state. In this case, unlike the cases of FIGS. 6 and 7, the flow direction of the fuel flow is changed at an acute angle toward the nozzle holes 22 and 23 due to the interference of the
制御装置14は、不図示の各種センサから出力された信号を参照しつつ所定のプログラムに従ってモータ12の動作の制御を実行するコンピュータとして構成されている。制御装置14は、不図示のセンサから噴射時期情報を取得し、燃料が遅く噴射された場合には、剥離抑制状態となるようにモータ12の動作を制御してニードル6を回転させる。一方、燃料が早期噴射された場合には、剥離促進状態となるようにモータ12の動作を制御してニードル6を回転させる。なお、噴射条件によっては第1突部24及び第2突部25のいずれも干渉しない状態となるようにモータ12の動作を制御することも可能である。
The
燃料は微粒化により燃焼効率が高められるため、剥離を発生させて微粒化を促進すると燃焼効率が高まる。一方、燃料噴射の時期が遅い場合に剥離が促進されると噴霧到達距離が伸びて燃料がピストン等に付着し燃焼効率が低くなってしまうことがある。しかし、この形態によれば、制御装置14によって、燃料噴射時期に応じて剥離抑制状態と、剥離促進状態とが制御される。そのため、燃料の微粒化を促進したい場合には、剥離促進状態とし、噴霧到達距離を抑制したい場合には、剥離抑制状態とすることができるので、必要に応じて噴孔で発生する剥離状態を使い分けることができる。なお、制御装置14は、ニードル6の回転制御のために専用に設けられていてもよいが、内燃機関の運転状態を制御するエンジンコントロールユニット(ECU)を制御装置14として機能させてもよい。
Since the combustion efficiency of fuel is increased by atomization, the combustion efficiency increases when the separation is promoted to promote atomization. On the other hand, when the fuel injection timing is late, if the separation is promoted, the spray reach distance may be extended and the fuel may adhere to the piston or the like, resulting in low combustion efficiency. However, according to this embodiment, the
(第2の形態)
本発明の第2の形態に係る燃料噴射装置1Bについて、図9〜図12を参照して説明する。図9及び図11は、本発明の第2の形態に係る燃料噴射装置1Bの軸線Ax方向から見た説明図である。以下では、第1の形態と共通の構成には図9〜図12に同一符号を付して説明を省略する。図9に示すように、第2の形態では、ニードル6がそれぞれ独立して回転自在な内側ニードル30と外側ニードル32とを有している。内側ニードル30の底面18には、ニードル6の底面18の半径方向内側に設けられた第1突部24及び第2突部25がそれぞれ4つずつ含まれている。これらの第1突部24と第2突部25とは、ノズルボディ4の底面16の内側噴孔22に対応する。また、外側ニードル32の先端の底面18には、ニードル6の底面18の半径方向外側に設けられた第1突部24及び第2突部8がそれぞれ4つずつ含まれている。これらの第1突部24と第2突部25とは、ノズルボディ4の底面16の外側噴孔23に対応する。モータ12は、内側ニードル30と外側ニードル32とを独立して回転させることができる。
(Second form)
A fuel injection device 1B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 11 are explanatory diagrams viewed from the direction of the axis Ax of the fuel injection device 1B according to the second embodiment of the present invention. Below, the same code | symbol is attached | subjected to FIGS. As shown in FIG. 9, in the 2nd form, the
図10は、図9におけるX−X線に関する断面模式図である。図9及び図10では、内側ニードル30が剥離促進状態で、外側ニードル32が剥離抑制状態である場合を示している。一方、図12は、図11における図1のXII−XII線に関する断面模式図である。図11及び図12では、内側ニードル30が剥離抑制状態で、外側ニードル32が剥離促進状態である場合を示している。図9及び図10の状態から内側ニードル30及び外側ニードル32をともに回転させることにより図11及び図12の状態となる。
10 is a schematic cross-sectional view taken along line XX in FIG. 9 and 10 show a case where the
この形態によれば、内側ニードル30が剥離抑制状態と剥離促進状態との間で回転する動作と、外側ニードル32が剥離抑制状態と剥離促進状態との間で回転する動作とが、制御装置14によって独立して制御される。そのため、図10に示す、内側ニードル30を剥離促進状態とし、外側ニードル32を剥離抑制状態とする状態と、図12に示す、内側ニードル30を剥離抑制状態とし、外側ニードル32を剥離促進状態とする状態と、を更に使い分けることができる。剥離抑制状態の方が剥離促進状態よりも流量抵抗は大きい。このため、内側ニードル30で剥離を促進し外側ニードル32で剥離を抑制する状態では、外側ニードル32の第1突部24が干渉する外側噴孔23よりも内側ニードル30の第2突部25が干渉する内側噴孔22からの燃料流出量が増えるので、噴霧の縮流を促進し噴霧到達距離を伸ばすことができる。また、内側ニードル30で剥離を抑制し外側ニードル32で剥離を促進する状態では、第1突部24が干渉する内側噴孔22よりも第2突部25が干渉する外側噴孔23からの燃料流出量が増えるので、噴射される燃料の外側で十分な剥離が発生し微粒化を促進することができる。このように、第2の形態では、第1の形態と比べて剥離状態のバリエーションが増えるため、更に細かく各噴孔22、23での剥離状態を使い分けることができる。
According to this embodiment, the
(第3の形態)
本発明の第3の形態に係る燃料噴射装置1Cについて、図13〜図15を参照して説明する。図13は、本発明の第3の形態に係る燃料噴射装置1Cの軸線Ax方向から見た説明図である。以下では、第1の形態と共通の構成には図13〜図15に同一符号を付して説明を省略する。図13に示すように、第3の形態では、第1突部24及び第2突部25の代わりに第1凸凹部36と、第2凸凹部38とがニードル6の先端の底面18に環状に設けられている。第1凸凹部36は、ノズルボディ4の内側噴孔22に流れる燃料に干渉し、第2凸凹部38は、ノズルボディ4の外側噴孔23に流れる燃料に干渉するように形成されている。図14は、図13におけるXIV−XIV線に関する断面模式図を示している。また、図15はニードル6の底面位置に対する第1凸凹部36及び第2凸凹部38の高さとニードル6の回転角度との関係を示す図である。第1凸凹部36及び第2凸凹部38の高さは、回転角度0°においてニードル6の底面位置と等しい。そして、周方向に関する角度変化に従って第1凸凹部36及び第2凸凹部38の高さは増してゆき、回転角度θにおいて最も高く、その後高さが減少して回転角度θmaxにおいてもとのニードル6の底面位置の高さに戻る。周方向に関してもとの回転角度0°に戻るまで、第1凸凹部36及び第2凸凹部38の高さは、同様の変化を繰り返している。
(Third form)
A
この形態によれば、ニードル6の回転角度を調整することにより各噴孔22、23に流れる燃料に干渉する第1凸凹部36及び第2凸凹部38の高さを微調整することができる。これにより、さまざまな燃料噴射条件に応じた最適な剥離状態を細かく使い分けることができる。なお、第3の形態に係るニードル6は内側ニードル30と外側ニードル32とを有し、内側ニードル30に第1凸凹部36が設けられ、外側ニードル32に第2凸凹部38が設けられ、内側ニードル30と外側ニードル32とを独立して回転可能として更に細かく剥離状態を使い分ける構成としてもよい。
According to this embodiment, by adjusting the rotation angle of the
本発明は以上の各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。各噴孔22、23の数はいくつでもよく、上記の各形態に限定されるものではない。また、各噴孔22、23は周方向に関してどのような間隔で設けられていてもよい。また、第1突部24及び第2突部25はノズルボディに設けられた噴孔の位置に対応して噴孔に流れる燃料に干渉できる位置、間隔であればニードルのどこに設けられていてもよい。また、噴孔は、どのような形状で構成されていてもよく、ノズルボディ4の先端の底面にその中心線を鋭角に傾斜させた構成に限定されるものではない。また、第1突部及び第2突部の形状も上記各形態に限定されるものではなく、噴孔での剥離を抑制又は促進できる限りにおいて、どのような形状であってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various forms within the scope of the gist of the present invention. The number of each of the nozzle holes 22 and 23 may be any number, and is not limited to each of the above forms. Further, the nozzle holes 22 and 23 may be provided at any interval in the circumferential direction. Further, the
また、制御装置14によるニードル6の回転動作の制御は、燃料噴射時期に応じて行われるものに限定されるものではない。例えば、燃料噴射量や燃料噴射期間などの燃料噴射条件に応じてニードル6の回転動作を制御してもよい。また、ニードル6を回転させる駆動手段はモータ12に限定されるものではない。例えば、内燃機関が出力する動力を利用して機械的に駆動させる構成でもよい。
Further, the control of the rotation operation of the
1A 燃料噴射装置
2 内燃機関
4 ノズルボディ
6 ニードル
12 モータ(駆動手段)
14 制御装置(制御手段)
16 底面
18 底面
19 噴孔群
20 燃料流路
24 第1突部
25 第2突部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A Fuel injection apparatus 2
14 Control device (control means)
16
Claims (4)
前記ニードルの先端に設けられ前記燃料流路から前記噴孔に流れる燃料に干渉したときに前記噴孔で発生する燃料の剥離を抑制できる第1突部と、
前記ニードルの先端に設けられ前記燃料流路から前記噴孔に流れる燃料に干渉したときに前記噴孔で発生する燃料の剥離を促進できる第2突部と、
前記ニードルを回転させることができる駆動手段と、
前記第1突部が前記燃料流路から前記噴孔に流れる燃料に干渉する剥離抑制状態と、前記第2突部が前記燃料流路から前記噴孔に流れる燃料に干渉する剥離促進状態との間で前記ニードルが回転するように前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 A fuel injection valve provided with a nozzle body provided with a nozzle hole at the tip and a needle housed in the nozzle body so as to reciprocate and rotate freely is formed between the nozzle body and the needle. In a fuel injection device for an internal combustion engine that injects fuel that has passed through a fuel flow path from the nozzle hole of the nozzle body,
A first protrusion that is provided at a tip of the needle and that can suppress fuel peeling that occurs in the nozzle hole when it interferes with fuel flowing from the fuel flow path to the nozzle hole;
A second protrusion that is provided at the tip of the needle and can promote the separation of fuel generated in the nozzle hole when it interferes with fuel flowing from the fuel flow path to the nozzle hole;
Drive means capable of rotating the needle;
A separation suppression state in which the first protrusion interferes with fuel flowing from the fuel flow path to the nozzle hole, and a separation promotion state in which the second protrusion interferes with fuel flowing from the fuel flow path to the nozzle hole. And a control means for controlling the operation of the drive means so that the needle rotates between them.
前記ニードルの先端には、前記ノズルボディの前記底面と対向する平面状の底面が形成され、
前記第1突部は、前記ニードルの前記底面に設けられ、前記ニードルの半径方向に沿って延び、かつ、前記ニードルの回転中心に向かって徐々に突出量が減少し、
前記第2突部は、前記ニードルの前記底面に設けられ、前記ニードルの半径方向に沿って延び、かつ、前記ニードルの回転中心に向かって徐々に突出量が増加し、
前記剥離抑制状態として、前記ニードルの半径方向に関する前記第1突部の延長上に前記噴孔が位置する剥離抑制位置が、前記剥離促進状態として、前記ニードルの半径方向に関する前記第2突部の延長上に前記噴孔が位置する剥離促進位置が、それぞれ設定されている請求項1又は2に記載の燃料噴射装置。 A flat bottom surface provided with the nozzle holes is formed at the tip of the nozzle body,
A flat bottom surface facing the bottom surface of the nozzle body is formed at the tip of the needle,
The first protrusion is provided on the bottom surface of the needle, extends along a radial direction of the needle, and gradually protrudes toward the rotation center of the needle,
The second protrusion is provided on the bottom surface of the needle, extends along the radial direction of the needle, and gradually protrudes toward the rotation center of the needle,
In the peeling suppression state, the peeling suppression position where the nozzle hole is located on the extension of the first protrusion in the radial direction of the needle is in the peeling acceleration state, and the second protrusion in the radial direction of the needle is in the peeling acceleration state. The fuel injection device according to claim 1 or 2, wherein a separation promoting position where the nozzle hole is located on an extension is set.
前記ニードルは、それぞれ独立して回転自在な内側ニードルと外側ニードルとを有し、
前記内側ニードルの先端には、前記内側噴孔に対応する前記第1突部と前記第2突部とが設けられ、
前記外側ニードルの先端には、前記外側噴孔に対応する前記第1突部と前記第2突部とが設けられ、
前記駆動手段は、前記内側ニードルと前記外側ニードルとを独立して回転させることができ、
前記制御手段は、前記剥離抑制状態と前記剥離促進状態との間で前記内側ニードルが回転するように前記駆動手段の動作を制御し、かつ、前記剥離抑制状態と前記剥離促進状態との間で前記前記外側ニードルが回転するように前記駆動手段の動作を制御する請求項1又は2に記載の燃料噴射弁。 As the nozzle hole, an inner nozzle hole located on the inner side in the radial direction of the nozzle body and an outer nozzle hole located on the outer side in the radial direction of the nozzle body than the inner nozzle hole are provided,
The needle has an inner needle and an outer needle that are independently rotatable,
The tip of the inner needle is provided with the first protrusion and the second protrusion corresponding to the inner nozzle hole,
The tip of the outer needle is provided with the first protrusion and the second protrusion corresponding to the outer nozzle hole,
The drive means can rotate the inner needle and the outer needle independently,
The control means controls the operation of the driving means so that the inner needle rotates between the peeling suppression state and the peeling acceleration state, and between the peeling suppression state and the peeling acceleration state. The fuel injection valve according to claim 1 or 2, wherein the operation of the driving means is controlled so that the outer needle rotates.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008212117A JP2010048140A (en) | 2008-08-20 | 2008-08-20 | Fuel injection device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=42065418
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010048140A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016170999A1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Fuel injection device |
-
2008
- 2008-08-20 JP JP2008212117A patent/JP2010048140A/en active Pending
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