JP6433162B2 - 燃料噴射装置用ノズルプレート - Google Patents
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Description
例えば、図25に示すノズルプレート1002は、燃料噴射装置1000の燃料噴射口1001に取り付けられたものであり、平面視した形状が四角形のノズル孔1003が板厚方向の一端側から他端側へ向かうに従って大きくなるように形成され、板厚方向の一端側が燃料噴射装置1000の燃料噴射口1001側に位置するように燃料噴射装置1000の燃料噴射口1001に取り付けられている。また、このノズルプレート1002は、板厚方向の他端側のノズル孔開口縁1004に干渉体1005が形成され、この干渉体1005がノズル孔1003を部分的に塞ぐようになっている。
また、図26に示す燃料噴射装置1100は、燃料噴射口1101の上流側に燃料の流れを旋回流にする燃料旋回部材1102が配置され、燃料噴射口1101の下流側に第1空気オリフィス1103、第2空気オリフィス1104、混合気分岐材1105の順に配置されている。この燃料噴射装置1100は、第1空気オリフィス1103が燃料の旋回方向と逆方向の空気の旋回流を生じさせ、この空気の旋回流が燃料噴射口1101から噴射された燃料に衝突して燃料を微粒化する。また、この燃料噴射装置1100は、第2空気オリフィス1104が第1空気オリフィス1103によって生じる空気の旋回流(第1旋回流)と逆方向の空気の旋回流(第2旋回流)を生じさせ、この第2旋回流が第1空気オリフィス1103を通過した燃料に衝突して更なる燃料の微粒化を行うようになっている。そして、この燃料噴射装置1100は、燃料の微粒化の過程において、第1旋回流とこの第1旋回流と逆方向の第2旋回流とが打ち消し合い、第1空気オリフィス1103及び第2空気オリフィス1104を通過した燃料が旋回させられることなく混合気分岐材1105で分岐されて噴射されるようになっている(特許文献2参照)。
図1は、本発明の第1実施形態に係る燃料噴射装置用ノズルプレートが取り付けられた燃料噴射装置1の使用状態を模式的に示す図である。この図1に示すように、ポート噴射方式の燃料噴射装置1は、エンジンの吸気管2の途中に設置され、燃料を吸気管2内に噴射して、吸気管2に導入された空気と燃料とを混合して可燃混合気を形成し、その可燃混合気を吸気ポート3からシリンダ4内に供給するようになっている。
図6は、本発明の第1実施形態の変形例1に係るノズルプレート5を示す図である。なお、図6(a)は、ノズルプレート5の正面図であり、図3(a)に対応する図である。また、図6(b)は、ノズルプレート5の中央部を拡大して示す図であり、図4(a)に対応する図である。
図7は、本発明の第1実施形態の変形例2に係るノズルプレート5を示す図である。なお、図7(a)は、ノズルプレート5の正面図であり、図3(a)に対応する図である。また、図7(b)は、図7(a)のB5−B5線に沿って切断して示す図である。また、図7(c)は、ノズルプレート5の背面図であり、図3(d)に対応する図である。
図8は、本発明の第1実施形態の変形例3に係るノズルプレート5を示す図であり、変形例2に係るノズルプレート5の変形例を示す図である。なお、図8(a)が図7(b)に対応するノズルプレート5の断面図であり、図8(b)が図7(c)に対応するノズルプレート5の背面図である。
図9は、本発明の第1実施形態の変形例4に係るノズルプレート5を示す図であり、変形例2に係るノズルプレート5の変形例を示す図である。なお、図9(a)が図7(b)に対応するノズルプレート5の断面図であり、図9(b)が図7(c)に対応するノズルプレート5の背面図である。
本発明の第1実施形態に係るノズルプレート5は、ノズル孔10及びオリフィス11を底壁部15の中心軸22の周りに等間隔で4箇所形成する態様を例示したが、これに限られず、図10(a)に示すように、ノズル孔10及びオリフィス11を底壁部15の中心軸22の周りに等間隔で2箇所形成するようにしてもよい。また、図10(b)に示すように、ノズル孔10及びオリフィス11を底壁部15に1箇所形成するようにしてもよい。なお、図10(a)及び図10(b)において、オリフィス11から噴射される燃料の中心方向30は反時計回り方向に向き、羽根溝42を介して流入する空気の流れは反時計回り方向の旋回流を生じるようになっている。
図11乃至図12は、本発明の第2実施形態に係るノズルプレート5を示す図である。なお、図11(a)が本実施形態に係るノズルプレート5の正面図であり、図11(b)が図11(a)のB6−B6線に沿って切断して示すノズルプレート5の断面図であり、図11(c)が図11(a)のB7−B7線に沿って切断して示すノズルプレート5の断面図であり、図11(d)が本実施形態に係るノズルプレート5の背面図である。また、図12(a)が図11(a)のノズルプレート5の一部(中心部)拡大図であり、図12(b)がノズル孔10及びその近傍を拡大して示すノズルプレート5の部分的拡大図であり、図12(c)が図12(b)のB8−B8線に沿って切断して示す拡大断面図である。
図14は、本発明の第2実施形態の変形例1に係るノズルプレート5を示す図である。なお、図14(a)は、ノズルプレート5の正面図であり、図11(a)に対応する図である。また、図14(b)は、ノズルプレート5の中央部を拡大して示す図であり、図12(a)に対応する図である。
図15は、本発明の第2実施形態の変形例2に係るノズルプレート5を示す図である。なお、図15(a)は、ノズルプレート5の正面図であり、図11(a)に対応する図である。また、図15(b)は、図15(a)のB9−B9線に沿って切断して示す図である。また、図15(c)は、ノズルプレート5の背面図であり、図11(d)に対応する図である。
図16は、本発明の第2実施形態の変形例3に係るノズルプレート5を示す図であり、上記第2実施形態の変形例2に係るノズルプレート5の変形例を示す図である。なお、図16(a)が図15(b)に対応するノズルプレート5の断面図であり、図16(b)が図15(c)に対応するノズルプレート5の背面図である。
図17は、本発明の第2実施形態の変形例4に係るノズルプレート5を示す図であり、上記第2実施形態の変形例2に係るノズルプレート5の変形例を示す図である。なお、図17(a)が図15(b)に対応するノズルプレート5の断面図であり、図17(b)が図15(c)に対応するノズルプレート5の背面図である。
本発明の第2実施形態に係るノズルプレート5は、ノズル孔10及びオリフィス11を底壁部15の中心軸22の周りに等間隔で4箇所形成する態様を例示したが、これに限られず、図18(a)に示すように、ノズル孔10及びオリフィス11を底壁部15の中心軸22の周りに等間隔で2箇所形成するようにしてもよい。また、図18(b)に示すように、ノズル孔10及びオリフィス11を底壁部15に1箇所形成するようにしてもよい。なお、図18(a)及び図18(b)において、オリフィス11から噴射される燃料の中心方向30は反時計回り方向に向き、羽根溝42を介して流入する空気の流れは反時計回り方向の旋回流を生じるようになっている。
図19乃至図21は、本発明の第3実施形態に係るノズルプレート5を示す図である。なお、図19は、第1実施形態の変形例1に係るノズルプレート5を更に変形した構造を示す図である。また、図20は、第2実施形態の変形例1に係るノズルプレート5を更に変更した構造を示す図である。また、図21は、図19及び図20で示したノズルプレート5の中央部分を拡大して示す図である。
図22乃至図23は、本発明の第4実施形態に係るノズルプレート5を示す図である。なお、図22(a)がノズルプレート5の正面図であり、図22(b)が図22(a)のB11−B11線に沿って切断して示すノズルプレート5の断面図であり、図22(c)がノズルプレート5の背面図である。また、図23(a)が図22(a)のノズル孔10及びその周辺を拡大して示す図であり、図23(b)が図23(a)のB12−B12線に沿って切断して示すノズルプレート5の部分断面図である。
本発明の第4実施形態に係るノズルプレート5は、ノズル孔10及び噴霧方向変更手段76を底壁部15の中心軸22の周りに等間隔で4箇所形成する態様を例示したが、これに限られず、例えば、ノズル孔10及び噴霧方向変更手段76を底壁部15の中心軸22の周りに等間隔で2箇所形成するようにしてもよく、また、ノズル孔10及び噴霧方向変更手段76を底壁部15に1箇所のみ形成するようにしてもよい。
上記各実施形態に係るノズルプレート5は、ノズル孔10の形状を工夫することにより、燃料を微粒化して噴射できる場合、干渉体20及び干渉体20によって形作られるオリフィス11を省略し、ノズル孔10の出口側開口部27から燃料を噴射するようにしてもよい。
Claims (10)
- 燃料噴射装置の燃料噴射口に取り付けられて、前記燃料噴射口から噴射された燃料が通過するノズル孔を前記燃料噴射口に対向して位置する底壁部に備え、前記燃料噴射口から噴射された前記燃料を前記ノズル孔から吸気管内に噴射するようになっている燃料噴射装置用ノズルプレートにおいて、
前記底壁部の前記燃料噴射口に対向する面を内面とし、この内面に対して反対側に位置して表裏の関係にある前記底壁部の面を外面とすると、前記底壁部の前記外面で且つ前記ノズル孔を取り囲む領域には、前記ノズル孔を取り囲むように複数の羽根が形成され、
前記複数の羽根は、前記ノズル孔から燃料が噴射され、前記ノズル孔の近傍における圧力が低下すると、前記底壁部の径方向外方側から前記底壁部の径方向内方側へ向かう空気の流れを案内し、前記底壁部の中心の周りに空気の旋回流を生じさせ、
前記底壁部の中心の周りに旋回する空気は前記ノズル孔から噴射された燃料の微粒子から運動量を与えられて螺旋状の流れとなり、この螺旋状の空気流は前記燃料の微粒子を運搬するようになっており、
前記ノズル孔は、燃料の流出側の開口部である出口側開口部が干渉体によって部分的に塞がれることにより、前記出口側開口部側に燃料の流れを絞るオリフィスが形作られ、
前記オリフィスは、前記複数の羽根によって生じる前記空気の旋回流の旋回方向と同一方向に沿って燃料を噴射するように形成された、
ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレート。 - 燃料噴射装置の燃料噴射口に取り付けられて、前記燃料噴射口から噴射された燃料が通過するノズル孔を前記燃料噴射口に対向して位置する底壁部に備え、前記燃料噴射口から噴射された前記燃料を前記ノズル孔から吸気管内に噴射するようになっている燃料噴射装置用ノズルプレートにおいて、
前記底壁部の前記燃料噴射口に対向する面を内面とし、この内面に対して反対側に位置して表裏の関係にある前記底壁部の面を外面とすると、前記底壁部の前記外面で且つ前記ノズル孔を取り囲む領域には、前記ノズル孔を取り囲むように複数の羽根が形成され、
前記複数の羽根は、前記ノズル孔から燃料が噴射され、前記ノズル孔の近傍における圧力が低下すると、前記底壁部の径方向外方側から前記底壁部の径方向内方側へ向かう空気の流れを案内し、前記底壁部の中心の周りに空気の旋回流を生じさせ、
前記底壁部の中心の周りに旋回する空気は前記ノズル孔から噴射された燃料の微粒子から運動量を与えられて螺旋状の流れとなり、この螺旋状の空気流は前記燃料の微粒子を運搬するようになっており、
前記ノズル孔は、前記底壁部の中央の周りで且つ前記複数の羽根よりも径方向内方側に複数形成され、燃料の流出側の開口部である出口側開口部が干渉体によって部分的に塞がれることにより、前記出口側開口部側に燃料の流れを絞るオリフィスが形作られ、
前記オリフィスは、前記複数の羽根によって生じる前記空気の旋回流の旋回方向と同一方向に沿って燃料を噴射するように形成された、
ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレート。 - 燃料噴射装置の燃料噴射口に取り付けられて、前記燃料噴射口から噴射された燃料が通過するノズル孔を前記燃料噴射口に対向して位置する底壁部に備え、前記燃料噴射口から噴射された前記燃料を前記ノズル孔から吸気管内に噴射するようになっている燃料噴射装置用ノズルプレートにおいて、
前記底壁部の前記燃料噴射口に対向する面を内面とし、この内面に対して反対側に位置して表裏の関係にある前記底壁部の面を外面とすると、前記底壁部の前記外面で且つ前記ノズル孔を取り囲む領域には、前記ノズル孔を取り囲むように複数の羽根が形成され、
前記複数の羽根は、前記ノズル孔から燃料が噴射され、前記ノズル孔の近傍における圧力が低下すると、前記底壁部の径方向外方側から前記底壁部の径方向内方側へ向かう空気の流れを案内し、前記底壁部の中心の周りに空気の旋回流を生じさせ、
前記底壁部の中心の周りに旋回する空気は前記ノズル孔から噴射された燃料の微粒子から運動量を与えられて螺旋状の流れとなり、この螺旋状の空気流は前記燃料の微粒子を運搬するようになっており、
前記ノズル孔は、前記底壁部の中央を中心とする円周上で且つ前記複数の羽根よりも径方向内方側に等間隔で複数形成され、燃料の流出側の開口部である出口側開口部が干渉体によって部分的に塞がれることにより、前記出口側開口部側に燃料の流れを絞るオリフィスが形作られ、
前記オリフィスは、前記複数の羽根によって生じる前記空気の旋回流の旋回方向と同一方向に沿って燃料を噴射するように形成された、
ことを特徴とする燃料噴射装置用ノズルプレート。 - 前記底壁部の中央には、中央ノズル孔が形成された、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。 - 前記オリフィスは、燃料の噴射方向が前記空気の旋回流の旋回方向に沿った下流側に位置する前記ノズル孔の中心に向かうように形成された、
ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。 - 前記底壁部と前記干渉体及び前記羽根は、キャビティ内に充填した溶融材料を冷却固化させることにより一体に形成され、
前記干渉体は、前記ノズル孔を通過する燃料の一部を衝突させることによって、前記ノズル孔を通過する燃料の一部を微粒化すると共に、前記ノズル孔を通過する燃料の一部の流れを急激に曲げて前記ノズル孔及び前記オリフィスを直進して通過しようとする燃料に衝突させ、前記オリフィスを通過した燃料が空気中で微粒化しやすくなるように燃料の流れを乱流にし、
前記オリフィスは、前記干渉体の外縁部で形作られた丸みの無い鋭利な尖った形状のコーナー部分を開口縁の一部に有し、
前記オリフィスの前記コーナー部分は、前記オリフィスを通過する燃料の液膜の端部を空気との摩擦で微粒化され易い鋭利な尖った形状にする、
ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。 - 前記ノズル孔は、複数の前記干渉体によって前記出口側開口部が部分的に塞がれ、
前記干渉体は、前記オリフィスの前記開口縁の一部を形作る円弧状外縁部を有し、
前記コーナー部分は、隣り合う前記干渉体の前記円弧状外縁部の突き合わせ部に形成される、
ことを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。 - 前記コーナー部分は、前記干渉体の直線状外縁部と前記ノズル孔の円弧状の前記出口側開口部とで形作られる、
ことを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。 - 前記コーナー部分は、前記干渉体の円弧状外縁部と前記ノズル孔の円弧状の前記出口側開口部とで形作られる、
ことを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。 - 前記底壁部の外面で且つ前記ノズル孔の出口側には、前記オリフィスから噴射された燃料噴霧と衝突して燃料噴霧の進行方向を変える噴霧方向変更手段が一体に形成された、
ことを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の燃料噴射装置用ノズルプレート。
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