(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の先端部におけるデポジットの堆積量を少なくすることができるようにすること。【解決手段】燃料噴射弁１０の先端部１１には、複数の噴孔１２が形成されている。先端部１１の表面１１ａからは、複数の噴孔１２のうちの１つの噴孔１２を取り囲む環状の突部３０が突出している。突部３０の外側面３２は、突部３０によって取り囲まれている噴孔１２の中心軸Ｚを中心とする径方向において内側ほど表面１１ａから離れるように傾斜している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁であって、
複数の噴孔が形成されている先端部を備え、
前記先端部の表面からは、前記複数の噴孔のうちの１つの噴孔を取り囲む環状の突部が突出しており、
前記突部の外側面は、当該突部によって取り囲まれている前記噴孔の中心軸を中心とする径方向において内側ほど前記表面から離れるように傾斜している
燃料噴射弁。
【請求項２】
前記突部の先端において、同突部の内側面と前記外側面とが互いに繋がっている
請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記外側面における前記径方向の内側ほど、前記噴孔の中心軸と前記外側面とのなす角が小さくなるように、前記突部が構成されている
請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁の一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−２０４５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料噴射弁を使用していると、その先端部の表面に燃料が付着することがある。先端部の表面に燃料が付着する事象は、気筒内で減圧沸騰が発生した場合に生じやすい。減圧沸騰は、気筒内の圧力が低い状態で高温の燃料が燃料噴射弁の噴孔から気筒内に噴射された際に生じやすい。気筒内で減圧沸騰が発生すると、噴孔から噴射された燃料の噴霧が急激に広がるため、燃料噴射弁の先端部の表面に多くの燃料が付着する。
【０００５】
このように先端部の表面に燃料が付着したまま気筒内で燃焼が行われていると、表面に付着している燃料の不完全燃焼に起因してデポジットが表面に堆積していくこととなる。つまり、先端部の表面に付着したままの燃料の量が多いほど、表面におけるデポジットの堆積量が多くなりやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための燃料噴射弁は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁である。この燃料噴射弁は、複数の噴孔が形成されている先端部を備えている。先端部の表面からは、複数の噴孔のうちの１つの噴孔を取り囲む環状の突部が突出している。そして、突部の外側面は、当該突部によって取り囲まれている噴孔の中心軸を中心とする径方向において内側ほど前記表面から離れるように傾斜している。
【０００７】
先端部の表面に燃料が付着している状況下で噴孔から燃料が噴射された場合、エントレイン流が発生する。すると、このエントレイン流によって、表面に付着している燃料が噴孔側に引き寄せられる。表面に付着している燃料のことを、「残留燃料」ともいう。
【０００８】
上記構成では、噴孔を取り囲む環状の突部が先端部の表面から突出している。そのため、先端部の表面に残留燃料が付着している状態で噴孔から燃料が噴射されると、エントレイン流によって表面上では残留燃料が噴孔側に引き寄せられる。すると、当該残留燃料は、先端部の表面から突部の外側面に渡り、当該外側面に沿って突部の先端まで移動する。突部の先端までの残留燃料の流れと、噴孔から噴射された燃料の流れとのなす角が小さいため、噴孔からの燃料噴射の勢いによって、当該先端まで移動した残留燃料を突部から剥離することができる。その結果、表面に付着したままの残留燃料の量を少なくすることができる。したがって、燃料噴射弁の先端部におけるデポジットの堆積量を少なくすることができる。
【０００９】
上記燃料噴射弁の一態様では、突部の先端において、同突部の内側面と外側面とが互いに繋がっている。
なお、突部の外側面と噴孔の中心軸とのなす角が小さいほど、噴孔から噴射される燃料の勢いによって、外側面に付着している残留燃料を突部から剥離しやすい。しかし、突部の外側面と噴孔の中心軸とのなす角が小さいほど、先端部の表面と突部の外側面とのなす角が大きくなる。その結果、エントレイン流が発生しても、表面上の残留燃料が、突部の外側面まで移動しにくい。そこで、外側面における上記径方向の内側ほど、噴孔の中心軸と外側面とのなす角が小さくなるように、突部を構成することが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、上記径方向において外側面の外側部位では、外側面と先端部の表面とのなす角が小さいため、エントレイン流の発生によって表面上を移動する残留燃料が外側面に渡りやすくなる。そして、エントレイン流によって外側面に沿って突部の先端まで残留燃料が移動する。
【００１１】
また、上記径方向において外側面の内側部位では、噴孔の中心軸と外側面とのなす角が小さい。そのため、先端まで移動した残留燃料の流れの向きと、噴孔から噴射された燃料の流れの向きとのなす角をより小さくすることができる。その結果、噴孔から噴射される燃料の勢いによって、残留燃料を突部から剥離する効果をより高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の燃料噴射弁の概略を示す断面図。
【図２】同燃料噴射弁の先端部の一部を拡大した断面図。
【図３】先端部の噴孔から燃料が噴射される際の作用図。
【図４】比較例の燃料噴射弁において、その先端部の噴孔から燃料が噴射される際の作用図。
【図５】変更例の燃料噴射弁において、その先端部の一部の拡大図。
【図６】変更例の燃料噴射弁において、その先端部の一部の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、燃料噴射弁の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示す燃料噴射弁１０は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁である。燃料噴射弁１０は、筒状をなすハウジング２１と、ハウジング２１に固定されているノズルボディ２２とを備えている。ハウジング２１は、大径部２１１と、大径部２１１の内径よりも小さい内径の小径部２１２とを有している。そして、小径部２１２の先端部位にノズルボディ２２が固定されている。ノズルボディ２２は有底筒状をなしており、ノズルボディ２２の筒状部２２１がハウジング２１に接続されている。ノズルボディ２２のうち、ハウジング２１から突出している部分のことを、「燃料噴射弁１０の先端部１１」という。そして、先端部１１を構成するノズルボディ２２の底壁２２２には、複数の噴孔１２が形成されている。
【００１４】
ハウジング２１及びノズルボディ２２で構成される燃料噴射弁１０の内部には、図中上下方向であるハウジング２１の軸方向に進退移動するニードル弁２３と、ニードル弁２３に固定されているアーマチャ２４とが設けられている。
【００１５】
燃料噴射弁１０の内部には、ニードル弁２３をノズルボディ２２の底壁２２２側に付勢するスプリング２５と、電磁ソレノイド２６とが設けられている。電磁ソレノイド２６への通電が行われると、ニードル弁２３及びアーマチャ２４をノズルボディ２２の底壁２２２から離間させる方向に作用する電磁力が発生する。そのため、ニードル弁２３が底壁２２２から離間し、各噴孔１２から燃料が噴射される。一方、電磁ソレノイド２６への通電が停止されているときには、スプリング２５からの付勢力によって、ニードル弁２３がノズルボディ２２の底壁２２２に押し付けられる。これにより、各噴孔１２からの燃料噴射が停止される。
【００１６】
なお、ノズルボディ２２内には、電磁ソレノイド２６への通電が停止されてニードル弁２３がノズルボディ２２の底壁２２２に押し付けられている場合であっても各噴孔１２を介して気筒内と連通する空間であるサック１３が形成されている。サック１３内には、燃料噴射が停止されている場合であっても燃料が溜まっている。
【００１７】
図１及び図２に示すように、先端部１１の表面１１ａからは、１つの噴孔１２を取り囲む円環状の突部３０が突出している。本実施形態では、各噴孔１２に対して突部３０がそれぞれ設けられている。
【００１８】
図２に示すように、突部３０の外径は、基端から先端３１に向かうにつれて次第に小さくなっている。つまり、突部３０の外側面３２は、噴孔１２の中心軸Ｚを中心とする径方向において内側ほど表面１１ａから離れるように傾斜している。そして、径方向において、外側面３２の内側の端は突部３０の内側面３３と繋がっている。
【００１９】
なお、突部３０の基端での内径は、噴孔１２の外側の開口径と同じである。つまり、突部３０の内側面３３は、噴孔１２の壁面１２１と連続している。
次に、図３及び図４を参照し、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００２０】
電磁ソレノイド２６が通電され、ノズルボディ２２の底壁２２２からニードル弁２３が離間すると、図３に示すように各噴孔１２から燃料が噴射される。図３では、噴孔１２から噴射される燃料の向きが破線矢印で示されている。
【００２１】
気筒内の圧力が低い状態で高温の燃料が噴孔１２から気筒内に噴射されると、気筒内で減圧沸騰が発生することがある。減圧沸騰が発生すると、噴孔１２から噴射された燃料の噴霧が急激に広がるため、燃料噴射弁１０の先端部１１の表面１１ａに燃料が付着しやすい。なお、表面１１ａに付着している燃料のことを、「残留燃料１００」という。
【００２２】
この点、本実施形態では、１つの噴孔１２を取り囲むように突部３０が設けられている。そのため、気筒内で減圧沸騰が生じる際であっても噴孔１２から噴射された燃料の噴霧の広がりが、突部３０によって抑制される。これにより、燃料噴射に伴って先端部１１の表面１１ａに付着する燃料の量を減少させることができる。つまり、残留燃料１００の増大を抑制することができる。
【００２３】
しかし、突部３０を設けても、燃料噴射に伴う先端部１１の表面１１ａへの燃料の付着は避けられない。また、燃料噴射の停止中にサック１３から燃料が噴孔１２を介して外部に漏出することがある。この場合、漏出した燃料が表面１１ａに付着することがある。
【００２４】
噴孔１２から燃料が噴射されると、エントレイン流が発生する。エントレイン流が発生すると、図３に実線の矢印で示すように先端部１１の表面１１ａに付着している残留燃料１００が噴孔１２側に引き寄せられる。このように引き寄せられる残留燃料１００は、先端部１１の表面１１ａから突部３０の外側面３２に移動し、当該外側面３２に沿って突部３０の先端３１まで移動する。
【００２５】
ここで、噴孔１２の周りに突部３０が設けられていない比較例の場合について説明する。比較例の場合にあっても、噴孔１２から燃料が噴射されるときには、エントレイン流によって、表面１１ａ上では残留燃料１００が噴孔１２側に引き寄せられる。しかし、噴孔１２の周辺にあっては、図４に示すように、表面１１ａを噴孔１２に向けて移動する残留燃料１００の流れの向きと、噴孔１２から噴射された燃料の流れの向きとが大きく相違している。すなわち、２つの流れのなす角が大きい。そのため、噴孔１２から噴射される燃料の勢いによって、噴孔１２の近傍まで移動してきた残留燃料１００を表面１１ａから剥離させにくい。その結果、表面１１ａに付着したままの残留燃料１００の量を減らすことができず、燃料噴射弁１０の先端部１１におけるデポジットの堆積量が増大してしまう。
【００２６】
この点、本実施形態では、比較例と比較し、図３に示すように外側面３２を先端３１に向けて移動する残留燃料１００の流れの向きと、噴孔１２から噴射された燃料の流れの向きとの相違が小さい。すなわち、比較例の場合よりも２つの流れのなす角が小さい。そのため、噴孔１２から噴射される燃料の勢いを利用することにより、先端３１まで移動した残留燃料１００を突部３０から剥離させやすい。その結果、表面１１ａに付着したままの残留燃料１００の量を少なくすることができる。したがって、燃料噴射弁１０の先端部１１におけるデポジットの堆積量を少なくすることができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、以下に示す効果をさらに得ることができる。
本実施形態の突部３０では、外側面３２と内側面３３とが繋がっている。そのため、外側面３２に沿って先端３１まで移動した残留燃料１００を、噴孔１２から噴射される燃料の勢いによって、突部３０から円滑に剥離することができる。
【００２８】
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図５に示すように、外側面３２における上記径方向の内側ほど、噴孔１２の中心軸Ｚと外側面３２とのなす角が小さくなるように、突部３０を構成してもよい。この構成によれば、上記径方向において外側面３２の外側部位では、外側面３２と先端部１１の表面１１ａとのなす角が小さいため、エントレイン流の発生によって表面１１ａ上を移動する残留燃料１００が外側面３２に渡りやすくなる。そして、エントレイン流によって外側面３２に沿って突部３０の先端３１まで残留燃料が移動する。
【００２９】
また、上記径方向において外側面３２の内側部位では、中心軸Ｚと外側面３２とのなす角が小さい。そのため、先端３１まで移動した残留燃料１００の流れの向きと、噴孔１２から噴射された燃料の流れの向きとのなす角をより小さくすることができる。その結果、噴孔１２から噴射される燃料の勢いを利用することにより、先端３１まで移動した残留燃料１００を突部３０から剥離する効果をより高くすることができる。
【００３０】
・図６に示すように、突部３０Ａは、外側面３２と内側面３３とを繋ぐ先端面３４を有する構成であってもよい。
・上記実施形態では、複数の噴孔１２に対してそれぞれ突部３０を設けている。しかし、複数の噴孔１２のうちの一部の噴孔１２に対しては突部３０を設ける一方で、残りの噴孔１２に対しては突部３０を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０…燃料噴射弁、１１…先端部、１１ａ…表面、１２…噴孔、３０，３０Ａ…突部、３１…先端、３２…外側面、３３…内側面、Ｚ…中心軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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