(57)【要約】【課題】  簡単な構造で、噴射孔の内外の残留燃料がデポジット化することを阻止でき、デポジットが付着、堆積し、噴射量の低下や噴霧形状変化が生じることを防止できる燃料噴射弁の提供。【解決手段】  燃焼雰囲気に露出した噴射孔を有する燃料噴射弁において、噴射孔を消炎メッシュカバーで囲んで、噴射孔の周りに火炎が伝播することを防止した。消炎メッシュカバーは、ステンレス鋼線を格子状に編んで形成された金網からなる。消炎メッシュカバーには、噴射燃料の噴霧形状を維持できる噴射燃料通過孔を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射孔から燃料を噴射するとともに、該燃料噴射孔または該燃料噴射孔の近傍が燃焼火炎に晒される燃料噴射弁において、前記燃料噴射孔およびその近傍を消炎メッシュカバーで覆ったことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記消炎メッシュカバーは、ステンレス鋼線を格子状に編んで形成された金網からなることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、前記消炎メッシュカバーは、燃料噴射の噴霧形状を維持できる噴射燃料通過孔を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項１または２に記載の燃料噴射弁において、前記消炎メッシュカバーにフッ素系撥油コーティングを施したことを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関などの燃料噴射に使用される燃料噴射弁にかかわり、とくに燃料噴射孔の内側や噴射孔の周囲への燃焼デポジットの付着防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関などの燃焼室や吸気ポートに燃料噴射する燃料噴射弁は、燃料噴射孔が設けられたノズル部の先端が燃焼室や吸気ポートに露出している。このため、燃焼行程において、ノズル部の先端が高温度の燃焼中または燃焼後のガス（燃焼ガス）に晒されると、噴射孔の内側や噴射孔の周囲（近傍）に付着した残留燃料がデポジット化することが知られている。この燃焼デポジットは、通常は噴射燃料により吹き飛ばされるなどして剥離するが、一部が噴射孔の内側や周囲などに残存して堆積する場合がある。堆積した燃焼デポジットは、噴射孔を狭めて燃料噴射量を低下させたり、噴霧形状が不適正となる不具合が生じ、エンジン性能の低下を招き易い。なお、燃料噴射弁は、排気浄化などのため、排気ポートに装着される場合もある。
【０００３】
この問題を解消するため、噴射孔の周りに撥液（油）性コーティングを施し、燃焼デポジットの剥離を容易にして付着を阻止する燃料噴射弁が公知である。しかしながら、高温度の雰囲気で生成された燃焼デポジットを確実に剥離、除去させることは困難であった。このため、特許文献１には、ノズル部に噴射孔を覆うとともに開閉駆動機構を備えた遮蔽機構部を設け、噴射停止期間には噴射孔を着火雰囲気から遮蔽し、燃料噴射時には開口する燃料噴射弁が提案されている。この遮蔽機構部は、燃焼デポジットの付着防止は確実にできるものの、遮蔽部材を正確なタイミングで駆動させる駆動機構を必要としている。このため、燃料噴射弁の構造が複雑となり、耐久性やコストの増大が問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、簡単な構造で、燃料噴射弁のノズル部に燃料噴射孔を覆う消炎メッシュカバーを取り付け、火炎の伝播を阻止して、噴射孔の内側や噴射孔の周囲の残留燃料がデポジット化して、噴射孔の内側や周囲などに付着、堆積することを防止することにある。これにより、燃料噴射量の低下や噴霧形状の変化を阻止でき、長期間に亘ってエンジン性能の低下を防止できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、燃料噴射孔から燃料を噴射するとともに、該燃料噴射孔または該燃料噴射孔の近傍が燃焼火炎に晒される燃料噴射弁において、燃料噴射孔およびその周囲など近傍を消炎メッシュカバーで覆ったことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、燃料噴射弁の噴射孔を消炎メッシュカバーで囲んで、火炎が噴射孔の内側や噴射孔の周囲に接近することを阻止している。このため、噴射孔の内部や周囲が低温度に保たれ、燃料の分解中に生じるカーボンなどの中間生成物が噴射孔の内部や周囲に付着、堆積してデポジット化することが阻止される。このため、噴射孔の内部や周囲に固いデポジットが堆積して、燃料噴射量が低下したり噴霧形状が変化する不具合を阻止できる。この結果、適正な燃料噴射が長期間維持でき、エンジン性能の低下を防止できる。また、開閉駆動機構を備えた遮蔽機構部など複雑な構成が不要であり、コストの増大、信頼性の低下などの不具合が低減する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の燃料噴射弁の断面図およびその要部拡大図である。
【図２】実施例１にかかる消炎メッシュカバーの断面図および底面図である。
【図３】燃料噴射および消炎の作用図である。
【図４】実施例２および実施例３にかかる消炎メッシュカバーの断面図および底面図である。
【図５】実施例４および実施例５にかかる消炎メッシュカバーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
発明を実施するための形態を、図に示す実施例とともに説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、この発明にかかる燃料噴射弁１を示し、エンジンのシリンダヘッドに装着され、燃焼室（図示せず）に燃料を直接噴射する。燃料噴射弁１は、周知の構成を有し、中空の弁ハウジング２の先端側（図示下側）が小外径のノズルホルダ部２１となっている。ノズルホルダ部２１の先端側には円筒状のノズルボディ３が嵌め込まれている。弁ハウジング２の内部は高圧の燃料供給路２２となっており、弁体であるノズルニードル４が軸方向に変位自在に同軸配置されている。弁ハウジング２には電磁駆動機構４１が設置されており、ノズルニードル４は、運転条件に応じた所定のタイミングで上下動する。
【００１１】
ノズルボディ３の先端部３１は小外径となっており、ノズルホルダ部２１の先端から外（図示下）側に突き出している。先端部３１の先端面３２は平坦面となっており、複数の燃料噴射孔３３が設けられている。燃料噴射孔３３は、ノズルボディ３の先端部３１の内側に位置するノズルニードル４の先端部４２により開閉され、開弁されたとき供給燃料路から燃焼室に燃料が噴射される。この実施例では、燃料噴射孔３３は、軸心を中心とする円周上に等間隔に６個設けられている。６個の燃料噴射孔３３は、直径が０．２ｍｍで、中心線から３０度の下広がりの傾斜角で設けられている。
【００１２】
ノズルホルダ部２１の先端には、この発明の消炎メッシュカバー５が装着されている。実施例１にかかる消炎メッシュカバー５は、図２に示す如く、短筒状のリング部５１と、リング部５１の先端（図示下端）に連結されたメッシュ部５２とかなる。リング部５１はステンレス製であり、図１に示す如く、ノズルホルダ部２１の先端面２３に突き合わされて溶接２４により固着されている。メッシュ部５２は、円筒部５３と、該円筒部５３の先（下）端を塞ぐ円形の平面部５４とからなる。円筒部５３の後（上）端部は、リング部５１の下面に形成した溝５５に嵌め込まれて溶着またはかしめて固着されている。
【００１３】
この実施例のメッシュ部５２は、直径０．５ｍｍのステンレス鋼線５６を格子（正格子）状に編んで形成された金網からなり、たとえば平板状の金網をプレス成形して製造される。メッシュ部５２には、隣あう２本の平行したステンレス鋼線５６、５６の間に約０．５ｍｍ×約０．５ｍｍのほぼ正方形の隙間（メッシュ）５０が空いている。なお、リング部５１は、メッシュ部５２の形状の維持およびノズルホルダ部２１の先端への固着を確実にするための作用を有するが、消炎メッシュカバー５の部品数の低減のため、メッシュ部５２の図示上端部をノズルホルダ部２１に外嵌めして直接に溶接してもよい。
【００１４】
ステンレス鋼線５６の線径と隙間５０の大きさは、いずれも噴射された燃料が燃焼し、火炎が伝播した際に、固体壁による消炎作用が確実に行える寸法に設定される。この寸法は、使用される燃料の種類、エンジンの運転条件、および要求される耐久性などにより適宜に選択される設計事項である。なお、メッシュ部５２は、ステンレス鋼線５６を格子状以外の編型で編んで形成された金網であってもよく、ステンレス鋼線以外の金属線であってもよいが、耐熱性、耐久性、コストなどの観点からステンレス鋼線を格子状に編んだ構成が最も実用的である。
【００１５】
メッシュ部５２の平面部５４には、軸心を中心とする円周上に等間隔に６個の燃料通過孔５７が設けられている。各燃料通過孔５７は、６個の燃料噴射孔３３に対応するよう形成されており、各燃料噴射孔３３からの噴射燃料が円滑に通過できる大きさであるとともに、固体壁による消炎作用で火炎伝播の防止ができる寸法に設定される。燃料通過孔５７の形状、直径の選定は、固体壁による火炎の消炎作用が確実に行える寸法である必要があり、使用される燃料およびエンジンの運転条件などにより適宜に選択される設計事項である。
【００１６】
燃料通過孔５７は、たとえば、先端平面部５４のステンレス鋼線５６、５６の間（隙間５０）の拡開または先端平面部５４の金網の打ち抜きによって形成され、直径（内径）が１．０ｍｍの略円形または一遍が１．０ｍｍの略正方形である。燃料通過孔５７の形状は、この実施例では円形ないし正方形であるが、長円径、紡錘形、水玉形、長方形など他の形状であってもよい。なお、この発明の消炎メッシュカバー５において、燃料通過孔５７はメッシュ部５２に必須のものではないが、噴霧３４の内部にステンレス鋼線５６が存在すると、噴霧３４の形状が損なわれる場合が生じ易いため、燃料通過孔５７を設けることが望ましい。
【００１７】
この発明の燃料噴射弁１は、図３の（イ）に示す如く、燃料噴射時には６個の燃料噴射孔３３から燃料が噴射され、燃料の噴霧３４は主に燃料通過孔５７を通過して燃焼室に噴射される。エンジンの運転条件によっては、噴霧３４の一部が燃料通過孔５７の周囲または他のメッシュ部５２に付着する。このメッシュ部５２に付着した燃料は、エンジンが圧縮行程にあるタイミングで燃料噴射される場合に比較的多くなるが、メッシュ部５２の表面積が大きいため、気化され易い。
【００１８】
噴射された液体燃料は、１５０℃以下では液状でデポジット化が生じ難く、３５０℃以上では固着しにくい粒子状となり、２００℃前後の分解中の生成物が最もデポジットを生じ安いことが知られている。このため、この発明では、ノズルボディ３の先端面３２を１５０℃以下に保ち、メッシュ部５２の表面は３５０℃以上の雰囲気に晒されるようにしている。
【００１９】
図３の（ロ）に示す如く、燃焼室内の空気と燃料との混合気が着火、燃焼すると、燃焼室内の火炎Ｆが伝播し、ノズルボディ３の先端面３２に接近する。この火炎Ｆは、メッシュ部５２により消炎されるため、先端面３２および燃料噴射孔３３まで到達することが阻止される。この結果、先端面３２および燃料噴射孔３３は低温度（１５０度以下）に保たれ易く、デポジットが生成され難い。このため、燃料噴射孔３３内または燃料噴射孔３３の周囲の先端面３２にデポジットが付着、堆積することが有効に防止できる。
【００２０】
また、メッシュ部５２は、火炎が近接すると熱容量が小さい金網構造の特徴により３５０度以上になり易い。このため、燃料通過孔５７の近傍に付着した燃料は、気化し易い。さらに、燃料の分解過程で生じるカーボンなどは、堆積し難く吹き飛ばされ安い粉状となる確率が高く、デポジットとしてメッシュ部５２に付着、堆積することが有効に阻止できる。
【００２１】
メッシュ部５２には、フッ素系撥油コーティングを施すことが望ましい。このフッ素系撥油コーティングの撥油性により、燃料通過孔５７の周囲または他のメッシュ部５２への燃料の付着量が低減でき、メッシュ部５２でのデポジットの生成を防止できる。
【実施例２】
【００２２】
図４および図５は、消炎メッシュカバー５の他の実施例を示す。同一符号は同一物又は、同一機能物を示す。
図４（イ）の実施例２にかかる消炎メッシュカバー６は、メッシュ部６１に多数の消炎作用を有する小穴６２が所定のパターン（図では格子配列）で開けられたパンチングメタル６３を使用している。この実施例２では、メッシュ部６１の構造強度が金網に比べて向上し耐久性が増大できる。
【実施例３】
【００２３】
図４（ロ）の実施例３にかかる消炎メッシュカバー７は、メッシュ部７１に多数の消炎作用を有するスリット７２が、筒状部には等間隔に周設され、平面部には放射状に周設されたケージ構造体７３を使用している。この実施例３では、メッシュ部７１の構造強度が向上し耐久性が増大できる。
【実施例４】
【００２４】
図５（イ）の実施例４にかかる消炎メッシュカバー８は、メッシュ部８１を２重の金網８２、８３で構成している。なお、メッシュ部８１を２重以上の多重での金網で構成してよい。この実施例４では、メッシュ部８１による消炎作用が増大できる。
【実施例５】
【００２５】
図５（ロ）の実施例５にかかる消炎メッシュカバー９は、メッシュ部９１を、半球状に形成している。メッシュ部９１は、いずれも消炎作用を有する金網、パンチングメタル、ケージ構造体などで形成される。半球状のメッシュ部９１は、耐熱耐久性が向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明の消炎メッシュカバー付き燃料噴射弁は、簡単な構成で燃料噴射孔の内外に付着するデポジットを有効に防止できる。このため、燃料の噴射が長期間にわたって適正に行え、エンジンの性能を正常に維持できる。
【符号の説明】
【００２７】
１      燃料噴射弁
２      弁ハウジング
３      ノズルボディ
３３    燃料噴射孔
４      ノズルニードル
５      実施例１の消炎メッシュカバー
６      実施例２の消炎メッシュカバー
７      実施例３の消炎メッシュカバー
８      実施例４の消炎メッシュカバー
９      実施例４の消炎メッシュカバー
【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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