КЛАПАН ВПРЫСКА ТОПЛИВА
FUEL INJECTION VALVE

1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Изобретение относится к клапану впрыска топлива.
2. Предшествующий уровень техники
[0002] Публикация японской патентной заявки №2002-221128 (JP 2002-221128А), например, описывает клапан впрыска топлива, содержащий корпус клапана, внутри которого выполнено отверстие клапана, иглу (далее именуемую «элементом клапана»), установленную внутри корпуса клапана с возможностью открытия и закрытия отверстия клапана, и сопловую пластину, в которой образовано сопловое отверстие, проходящее через сопловую пластину в направлении толщины пластины.
[0003] Сопловое отверстие выполнено таким образом, что площадь сечения проточной части увеличивается от оконечной части (оконечная часть со стороны входа), расположенной со стороны корпуса клапана, в направлении к оконечной части (оконечная часть со стороны выхода), расположенной на противоположной стороне от корпуса клапана.
[0004] Кроме того, сопловое отверстие выполнено таким образом, что на виде горизонтальной проекции на сопловую пластину центр оконечной части со стороны выхода больше смещен в сторону наружной кромки боковой поверхности сопловой пластины, чем центр оконечной части со стороны входа.
[0005] Однако такая форма поперечного сечения проточной части соплового отверстия, при которой площадь сечения проточной части увеличивается от оконечной части со стороны входа к оконечной части со стороны выхода, не обеспечивает мелкодисперсное распыление капель топлива, поскольку жидкая пленка топлива, проникающая через сопловое отверстие, рассеивается недостаточно эффективно.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Таким образом, в данном изобретении представлен клапан впрыска топлива, позволяющий обеспечить мелкодисперсное распыление топлива благодаря эффективному рассеиванию жидкой пленки топлива, проникающей через сопловое отверстие.
[0007] Первый объект изобретения относится к клапану впрыска топлива, содержащему корпус клапана с выполненным в корпусе отверстии клапана; элемент клапана, установленный в корпусе клапана с возможностью открытия и закрытия отверстия клапана; и сопловую пластину, установленную в корпусе с перекрытием отверстия клапана; сопловое отверстие, проходящее через сопловую пластину в направлении толщины пластины, выполненное в сопловой пластине. Поперечное сечение проточной части соплового отверстия выполнено таким образом, что его оконечная часть со стороны входа, расположенная со стороны корпуса клапана, имеет овальную форму с большой осью и малой осью в горизонтальной проекции на сопловую пластину. Сопловое отверстие выполнено таким образом, что второй угол, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков поверхности внутренней стенки соплового отверстия в поперечном разрезе вдоль малой оси оконечной части отверстия со стороны входа, больше первого угла, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков поверхности внутренней стенки соплового отверстия в поперечном разрезе вдоль большой оси оконечной части со стороны входа.
[0008] Согласно данному объекту изобретения, топливо, впрыскиваемое через сопловое отверстие, рассеивается в направлении малой оси оконечной части отверстия со стороны входа, а воздух снаружи корпуса клапана может всасываться в сопловое отверстие одновременно с впрыском топлива.
[0009] Таким образом, по мере того как топливо впрыскивается через сопловое отверстие, клапан впрыска топлива уменьшает толщину жидкой пленки топлива в направлении большой оси оконечной части отверстия со стороны входа и обеспечивает эффективное рассеивание жидкой пленки топлива в направлении малой оси оконечной части отверстия со стороны входа, что позволяет обеспечить мелкодисперсное распыление капель топлива.
[0010] Согласно описанному выше объекту изобретения, поперечное сечение проточной части соплового отверстия может быть выполнено конусообразным, таким образом, что площадь поперечного сечения проточной части увеличивается от оконечной части отверстия со стороны входа, расположенной со стороны корпуса клапана, к оконечной части отверстия со стороны выхода, расположенной на противоположной стороне от корпуса клапана.
[0011] В данной конструкции клапана впрыска топлива, в соответствии с изобретением, происходит увеличение площади, через которую рассеивается топливо, впрыскиваемое через сопловое отверстие.
[0012] Согласно описанному выше объекту изобретения, центр оконечной части отверстия со стороны выхода соплового отверстия может быть выполнен более смещенным в направлении наружной кромки боковой поверхности сопловой пластины, чем центр оконечной части отверстия со стороны входа.
[0013] В данной конструкции клапана впрыска топлива, в соответствии с изобретением топливо, впрыскиваемое через сопловое отверстие, может рассеиваться в радиальном направлении от отверстия клапана.
[0014] Согласно описанному выше объекту изобретения, сопловое отверстие может быть выполнено таким образом, что центр оконечной части отверстия со стороны выхода и центр оконечной части отверстия со стороны входа не совпадают друг с другом в проекции на ось соплового отверстия.
[0015] В данной конструкции распыленное топливо может рассеиваться по асимметричной поверхности, сконцентрированной вокруг оси соплового отверстия.
[0016] Соответственно, клапан впрыска топлива в соответствии с изобретением позволяет предотвратить взаимное влияние со стороны топлива, впрыскиваемого через расположенное рядом сопловое отверстие, благодаря чему обеспечивается более эффективное распыление капель топлива.
[0017] Согласно описанному выше объекту изобретения, сопловое отверстие может быть выполнено таким образом, что в поперечном сечении вдоль большой оси оконечной части отверстия со стороны входа угол с внешней стороны, представляющий собой угол пересечения оси соплового отверстия и участка внутренней поверхности стенки соплового отверстия, расположенного со стороны наружной кромки боковой поверхности сопловой пластины, больше угла с внутренней стороны, представляющего собой угол пересечения оси соплового отверстия и участка внутренней поверхности стенки соплового отверстия, расположенного со стороны центральной части сопловой пластины.
[0018] В данной конструкции поперечное сечение проточной части, проходящее через оконечную часть отверстия со стороны выхода соплового отверстия, асимметрично относительно малой оси оконечной части отверстия со стороны входа, таким образом, что уменьшается кривизна участка со стороны центральной части сопловой пластины, где топливо стекает по участку внутренней поверхности стенки соплового отверстия.
[0019] Таким образом, в клапане впрыска топлива в соответствии с данным изобретением количество воздуха, всасываемого в сопловое отверстие снаружи корпуса клапана одновременно с впрыском топлива, может быть увеличено по сравнению с предшествующим уровнем техники. Также, по мере того, как топливо впрыскивается через сопловое отверстие, жидкая пленка топлива в направлении большой оси оконечной части отверстия со стороны входа становится тоньше, и жидкая пленка топлива эффективно рассеивается в направлении малой оси оконечной части отверстия со стороны входа, что позволяет обеспечить эффективное распыление капель топлива.
[0020] Согласно описанному выше объекту изобретения сопловое отверстие может быть выполнено таким образом, что большая ось оконечной части отверстия со стороны входа простирается по направлению к центру отверстия клапана.
[0021] В данной конструкции струя топлива проходит в непосредственной близости с участком внутренней поверхности стенки соплового отверстия, расположенным со стороны центральной части сопловой пластины, и таким образом, в топливе, проходящем через сопловое отверстие, образуется тонкий поверхностный слой.
[0022] Таким образом, в топливе, проходящем через сопловое отверстие, нарастает вихревое движение, так что применительно к топливу, впрыскиваемому через сопловое отверстие, толщина жидкой пленки топлива в направлении большой оси оконечной части отверстия со стороны входа становится меньше, и жидкая пленка топлива эффективно рассеивается в направлении малой оси оконечной части отверстия со стороны выхода, что позволяет обеспечить эффективное распыление капель топлива.
[0023] Согласно описанному выше объекту изобретения сопловое отверстие может быть выполнено таким образом, что оконечная часть отверстия со стороны входа расположена в непосредственной близости от поверхности кромки отверстия клапана.
[0024] В данной конструкции топливо, протекающее между участком внутренней боковой поверхности корпуса клапана и участком наружной боковой поверхности элемента клапана, может быть направлено непосредственно в сопловое отверстие.
[0025] Таким образом, клапан впрыска топлива в соответствии с данным изобретением поддерживает вихревое движение в топливе, проходящем через корпус клапана, не давая ему быстро ослабнуть, что позволяет обеспечить эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива, впрыскиваемого через сопловое отверстие.
[0026] Согласно описанному выше объекту изобретения на поверхности сопловой пластины, обращенной к корпусу клапана, может быть выполнен элемент углубления, охватывающий боковую поверхность отверстия клапана.
[0027] Данная конструкция позволяет не допустить перекрытия оконечной части отверстия со стороны входа соплового отверстия с торцевой частью корпуса клапана, и таким образом, не требуется излишне точной обработки соплового отверстия.
[0028] Кроме того, при использовании данного клапана впрыска топлива между элементом углубления и торцевой частью корпуса клапана возникает торможение топлива, что усиливает вихревое движение в топливе, поступающем через сопловое отверстие, и таким образом обеспечивается эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива, которое впрыскивается через сопловое отверстие.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0029] Отличительные признаки, преимущества, а также техническое и промышленное назначение примеров осуществления изобретения будут описаны со ссылками на прилагаемые чертежи, в которых аналогичные числовые обозначения обозначают аналогичные элементы, и в которых:
ФИГ. 1А представляет собой вид в продольном разрезе узла форсунок клапана впрыска топлива согласно первому варианту осуществления изобретения;
ФИГ. 1В представляет собой вид в направлении В1 на фиг. 1А;
ФИГ. 1С представляет собой вид в направлении С1 на фиг. 1А;
ФИГ. 1D представляет собой вид в разрезе вдоль линии D1-D1 на фиг. 1С;
ФИГ. 2 представляет собой вид, иллюстрирующий общий принцип работы клапана впрыска топлива согласно первому варианту осуществления изобретения;
ФИГ. 3 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между толщиной жидкой пленки топлива и формой соплового отверстия в клапане впрыска топлива согласно первому варианту осуществления изобретения;
ФИГ. 4А представляет собой вид в продольном разрезе узла форсунок клапана впрыска топлива согласно второму варианту осуществления изобретения;
ФИГ. 4В представляет собой вид в направлении В2 на фиг. 4А;
ФИГ. 4С представляет собой вид в направлении С2 на фиг. 4А;
ФИГ. 4D представляет собой вид в разрезе вдоль линии D2-D2 на фиг. 4С;
ФИГ. 5А представляет собой вид в продольном разрезе узла форсунок клапана впрыска топлива согласно третьему варианту осуществления изобретения;
ФИГ. 5В представляет собой вид в направлении В3 на фиг. 5А;
ФИГ. 5С представляет собой вид в направлении С3 на фиг. 5А;
ФИГ. 5D представляет собой вид в разрезе вдоль линии D3-D3 на фиг. 5С;
ФИГ. 6А представляет собой вид в продольном разрезе узла форсунок клапана впрыска топлива согласно четвертому варианту осуществления изобретения;
ФИГ. 6В представляет собой вид в направлении В4 на фиг. 6А;
ФИГ. 6С представляет собой вид в направлении С4 на фиг. 6А;
ФИГ. 6D представляет собой вид в разрезе вдоль линии D4-D4 на фиг. 6С;
ФИГ. 6Е представляет собой вид в направлении Е4 на фиг. 6А;
ФИГ. 7А представляет собой вид в продольном разрезе узла форсунок клапана впрыска топлива согласно пятому варианту осуществления изобретения;
ФИГ. 7В представляет собой вид в направлении В5 на фиг. 7А;
ФИГ. 1С представляет собой вид в направлении С5 на фиг. 7А;
ФИГ. 7D представляет собой вид в разрезе вдоль линии D5-D5 на фиг. 1С;
ФИГ. 8А представляет собой вид в продольном разрезе узла форсунок клапана впрыска топлива согласно шестому варианту осуществления изобретения;
ФИГ. 8В представляет собой вид в направлении В6 на фиг. 8А;
ФИГ. 8С представляет собой вид в направлении С6 на фиг. 8А; и
ФИГ. 8D представляет собой вид в разрезе вдоль линии D6-D6 на фиг. 8С.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0030] Далее описаны примеры вариантов осуществления клапана впрыска топлива согласно данному изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи.
[0031] Первый вариант осуществления изобретения
Клапан 1 впрыска топлива согласно первому варианту осуществления изобретения включает в себя корпус 10 клапана, элемент 20 клапана и сопловую пластину 30, как показано на фиг. 1А. Несколько сопловых отверстий 31, которые проходят насквозь в направлении толщины пластины, выполнены в сопловой пластине 30. Далее эти сопловые отверстия 31 будут описаны в единственном числе для большей простоты описания.
[0032] Корпус 10 клапана представляет собой полую конструкцию и включает в себя канал 11 подачи топлива, проходящий вертикально, и отверстие 12 клапана, открывающееся вниз и сообщающееся с нижним концевым участком канала 11 подачи топлива. Топливо, подаваемое под давлением при помощи насоса, не показанного на чертежах, поступает в канал 11 подачи топлива. Участок внутренней боковой поверхности отверстия 12 клапана сформирован таким образом, что его внутренний диаметр уменьшается конусообразно сверху вниз с образованием седла 13 клапана.
[0033] Элемент 20 клапана представляет собой стержневидное тело, вытянутое в вертикальном направлении и установленное на одной оси с корпусом 10 клапана внутри корпуса 10 клапана. Нижний концевой участок элемента 20 клапана сформирован таким образом, что его наружный диаметр уменьшается конусообразно сверху вниз. Вся боковая поверхность этого конусообразного участка от наибольшего наружного диаметра представляет собой уплотнительный элемент 21, который контактирует с седлом 13 клапана корпуса 10 клапана.
[0034] Элемент 20 клапана перемещается в вертикальном направлении приводным механизмом клапана, содержащим пружину и катушку соленоида или подобное устройство, не показанные на чертежах, с возможностью открытия и закрытия отверстия 12 клапана корпуса 10 клапана.
[0035] Пружина служит для толкания элемента 20 клапана сверху вниз относительно корпуса 10 клапана. Таким образом, когда на катушку соленоида не подается напряжение, элемент 20 клапана толкается сверху вниз под действием возвращающей силы пружины, таким образом, что уплотнительный 21 элемент контактирует с седлом 13 клапана корпуса 10 клапана, тем самым прерывая сообщение между каналом 11 подачи топлива и отверстием 12 клапана.
[0036] Катушка соленоида служит для подъема элемента 20 клапана вверх, противодействуя возвращающей силе пружины. Таким образом, когда на катушку соленоида подается напряжение, элемент 20 клапана поднимается (т.е. оттягивается) вверх за счет силы магнитного притяжения, таким образом, что уплотнительный элемент 21 отделяется от седла 13 клапана корпуса 10 клапана, и канал 11 подачи топлива, как следствие, начинается сообщаться с отверстием 12 клапана.
[0037] Сопловая пластина 30 соединяется посредством сварки или другим способом с нижним торцевым участком корпуса 10 клапана с перекрытием отверстия 12 клапана.
[0038] Сопловое 31 отверстие выполнено таким образом, что поперечное сечение его проточной части имеет овальную форму с большими осями X1 и Х2 и малыми осями Y1 и Y2 в горизонтальной проекции на сопловую пластину 30, изображенной на фиг. 1В.
[0039] Большая ось X1 и малая ось Y1 относятся к оконечной части 31а отверстия со стороны входа соплового 31 отверстия, которая расположена со стороны корпуса 10 клапана (верхняя часть на фиг. 1А), а большая ось Х2 и малая ось Y2 относятся к оконечной части 31b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 31, которая расположена со стороны, противоположной от корпуса 10 клапана (то есть в нижней части на фиг. 1А).
[0040] В описанных ниже примерах осуществления изобретения овальная форма не ограничена замкнутой кривой, асимметричной по отношению к по меньшей мере одной оси, например, эллипсом, яйцевидной формой или овалом, но также включает в себя несимметричную замкнутую кривую.
[0041] Сопловое отверстие 31 выполнено конусообразным таким образом, что площадь сечения проточной части увеличивается от оконечной части 31а отверстия со стороны входа к оконечной части 31b отверстия со стороны выхода. Сопловое отверстие 31 выполнено таким образом, что центр оконечной части 31b отверстия со стороны выхода (то есть точка пересечения большой оси Х2 и малой оси Y2) более смещен в сторону наружной кромки боковой поверхности сопловой пластины 30, чем центр оконечной части 31а отверстия со стороны входа (то есть точка пересечения большой оси XI и малой оси Y1).
[0042] Сопловое отверстие 31 выполнено таким образом, что второй угол 92, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 31е и 31f поверхности внутренней стенки соплового отверстия в наклонном разрезе (см. фиг. 1С и 1D) вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 31а отверстия со стороны входа и оконечной части 31b отверстия со стороны выхода, больше первого угла θ1, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков 31с и 31d поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе (см. фиг. 1А) вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 31а отверстия со стороны входа и оконечной части 31b отверстия со стороны выхода. На чертежах буквой Z обозначена ось соплового отверстия 31.
[0043] Кроме того, в сечении проточной части, проходящем через оконечную часть 31а отверстия со стороны входа, может быть установлено соответствие соотношению 1<Ld / Sd≤3,5. Здесь Ld обозначает длину большой оси оконечной части 31а отверстия со стороны входа, a Sd обозначает длину малой оси оконечной части 31а отверстия со стороны входа.
[0044] Далее работа клапана 1 впрыска топлива согласно данному примеру осуществления изобретения будет описана со ссылкой на фиг. 2. На фиг. 2F обозначено направление струи топлива, А обозначено направление потока воздуха, Lf1, Lf2, Lf3 и Lf4 обозначено поперечное сечение жидкой пленки топлива, Lg обозначены капли топлива, a h обозначена толщина жидкой пленки топлива.
[0045] Клапан 1 впрыска топлива выполняет впрыск топлива, при этом топливо подается насосом, не показанным на чертежах, в канал 11 подачи топлива корпуса 10 клапана. В клапане 1 впрыска топлива, когда элемент 20 клапана поднимается вверх механизмом привода клапана, не показанным на чертежах, топливо из канала 11 подачи топлива, подается в сопловое отверстие 31 через зазор между седлом 13 клапана, участком наружной боковой поверхности нижнего концевого участка элемента 20 клапана и отверстием 12 клапана и впрыскивается в направлении сверху вниз от оконечной части 31b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 31.
[0046] В результате топливо, находящееся в канале 11 подачи топлива, поступает в сопловое отверстие 31 через зазор между седлом 13 клапана и участком наружной боковой поверхности нижнего концевого участка элемента 20 клапана и отверстием 12 клапана, и через сопловое отверстие 31 впрыскивается клапаном 1 впрыска топлива далее.
[0047] Применительно к топливу, поступающему из канала 11 подачи топлива в сопловое отверстие 31, клапан 1 впрыска топлива формирует завихрение в струе F топлива вследствие перепада давления, создаваемого седлом 13 клапана, элементом 20 клапана и сопловой пластиной 30, и когда топливо поступает в сопловое отверстие 31 от оконечной части 31а отверстия со стороны входа, в непосредственной близости с участком 31с поверхности внутренней стенки соплового отверстия 31 возникает струя, формирующая тонкий поверхностный слой.
[0048] Поперечное сечение жидкой пленки топлива, впрыскиваемого через клапан 1 впрыска топлива, увеличивается от Lf1 к Lf2 по мере того, как топливо распространяется от оконечной части 31b отверстия со стороны выхода, но поскольку капли топлива Lg рассеиваются от основной струи топлива, поперечное сечение жидкой пленки топлива уменьшается от Lf2 к Lf3 и Lf4 и, в конечном итоге, становится нулевым.
[0049] Между диаметром Pd капель топлива Lg и толщиной h жидкой пленки топлива выполняется соотношение, представленное ниже выражением (1). Это выражение называется соотношением Фрейзера.
[0050]
Здесь, V означает скорость потока топлива, а С представляет собой коэффициент.
[0051] Сопловое отверстие 31 сопловой пластины 30 клапана 1 впрыска топлива согласно данному варианту осуществления изобретения образовано таким образом, что второй угол θ2, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 31е и 31f поверхности внутренней стенки соплового отверстия в наклонном разрезе (см. фиг. 1С и 1D) вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 31а отверстия со стороны входа и оконечной части 31b отверстия со стороны выхода, больше первого угла θ1, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков 31с и 31d поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе (см. фиг. 1А) вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 31а отверстия со стороны входа и оконечной части 31b отверстия со стороны выхода. На чертежах буквой Z обозначена ось соплового отверстия 31.
[0052] Таким образом, клапан 1 впрыска топлива способен осуществлять впрыск топлива в направлении сверху вниз, вследствие чего оно рассеивается в направлении малой оси Y2 оконечной части 31b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 31. При этом клапан 1 впрыска топлива создает струю F топлива в непосредственной близости с участком 3 с поверхности внутренней стенки соплового отверстия 31, и таким образом, создает разряжение в зоне на участке 31d поверхности внутренней стенки внутри соплового отверстия 31. Как следствие, поток А воздуха снаружи может всасываться в сопловое отверстие 31.
[0053] Таким образом, по мере того как топливо впрыскивается через сопловое отверстие 31, клапан 1 впрыска топлива уменьшает толщину h жидкой пленки топлива в направлении большой оси Х2 оконечной части 31b отверстия со стороны выхода и обеспечивает эффективное рассеивание жидкой пленки топлива в направлении малой оси Y2 оконечной части 31b отверстия со стороны выхода, что позволяет обеспечить эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива.
[0054] Кроме того, как показано на фиг. 3, толщина жидкой пленки топлива способна уменьшаться при условии, что поперечное сечение проточной части, проходящее в оконечной части 31а отверстия со стороны входа, удовлетворяет соотношению 1<Ld / Sd≤3,5.
[0055] Второй вариант осуществления изобретения
Клапан 2 впрыска топлива согласно второму варианту осуществления изобретения содержит корпус 10 клапана, элемент 20 клапана и сопловую пластину 30, как показано на фиг. 4А. Несколько сопловых отверстий 32, проходящих насквозь в направлении толщины пластины, выполнены в сопловой пластине 30. Далее эти сопловые отверстия 32 будут описаны в единственном числе для большей простоты описания.
[0056] Основные конструктивные элементы корпуса 10 клапана, элемент 20 клапана и сопловая пластина 30 аналогичны описанным выше в первом примере осуществления изобретения, поэтому элементы на фиг. 4А-4D, обозначаемые теми же ссылочными позициями, что и на фиг. 1А-1D, аналогичны элементам на фиг. 1А-1D.
[0057] Сопловое отверстие 32 выполнено таким образом, что поперечное сечение проточной части имеет овальную форму с большими осями X1 и Х2 и малыми осями Y1 и Y2 в горизонтальной проекции на сопловую пластину 30, изображенной на фиг. 4В.
[0058] Большая ось X1 и малая ось Y1 относятся к оконечной части 32а отверстия со стороны входа соплового отверстия 32, которая расположена со стороны корпуса 10 клапана (верхняя часть на фиг. 4А), а большая ось Х2 и малая ось Y2 относятся к оконечной части 32b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 32, которая расположена со стороны, противоположной от корпуса 10 клапана (то есть в нижней части на фиг. 4А).
[0059] Сопловое отверстие 32 выполнено конусообразным, таким образом, что площадь сечения проточной части увеличивается от оконечной части 32а отверстия со стороны входа к оконечной части 32b отверстия со стороны выхода. Сопловое 32 отверстие выполнено таким образом, что центр оконечной части 32b отверстия со стороны выхода (то есть точка пересечения большой оси Х2 и малой оси Y2) более смещен в сторону наружной кромки боковой поверхности сопловой пластины 30, чем центр оконечной части 32а отверстия со стороны входа (то есть точка пересечения большой оси X1 и малой оси Y1).
[0060] Сопловое отверстие 32 выполнено таким образом, что второй угол θ2, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 32е и 32f поверхности внутренней стенки соплового отверстия в наклонном разрезе (см. фиг. 4D) вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 32а отверстия со стороны входа и оконечной части 32b отверстия со стороны выхода, больше первого угла θ1, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков 32с и 32d поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе (см. фиг. 4А) вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 32а отверстия со стороны входа и оконечной части 32b отверстия со стороны выхода. На чертежах буквой Z обозначена ось соплового отверстия 32.
[0061] Кроме того, сопловое 32 отверстие выполнено таким образом, что большая ось X1 оконечной части 32а отверстия со стороны входа не совпадает с большой осью Х2 оконечной части 32b отверстия со стороны выхода, если смотреть на сопловое отверстие 32 в направлении вдоль оси (см. фиг. 4С).
[0062] В результате этого сопловое отверстие 32 выполнено таким образом, что угол θ2f с внешней стороны, представляющий собой угол пересечения оси Z и участка 32f поверхности внутренней стенки соплового отверстия больше угла θ2е с внутренней стороны, который представляет собой угол пересечения оси Z и участка 32е поверхности внутренней стенки соплового отверстия на наклонном разрезе вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 32а отверстия со стороны входа и оконечной части 32b отверстия со стороны выхода (см. фиг. 4D).
[0063] Далее будет описана работа клапана 2 впрыска топлива согласно данному примеру осуществления изобретения. Принцип функционирования данного клапана 2 впрыска топлива такой же, как и в описанном выше первом примере осуществления изобретения, поэтому его описание будет опущено.
[0064] Клапан 2 впрыска топлива выполняет впрыск топлива, при этом топливо подается насосом, не показанным на чертежах, в канал 11 подачи топлива корпуса 10 клапана. В клапане 2 впрыска топлива, когда элемент 20 клапана поднимается вверх механизмом привода клапана, не показанным на чертежах, топливо из канала 11 подачи топлива, подается в сопловое отверстие 32 через зазор между седлом 13 клапана, участком наружной боковой поверхности нижнего концевого участка элемента 20 клапана и отверстием 12 клапана и впрыскивается в направлении сверху вниз от оконечной части 32b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 32.
[0065] Применительно к топливу, поступающему из канала 11 подачи топлива в сопловое отверстие 32, клапан 2 впрыска топлива формирует завихрение в струе F топлива вследствие перепада давления, создаваемого седлом 13 клапана, элементом 20 клапана и сопловой пластиной 30, и когда топливо поступает в сопловое отверстие 32 от оконечной части 32а отверстия со стороны входа, в непосредственной близости к участку 32 с поверхности внутренней стенки соплового отверстия 32 возникает струя, формирующая тонкий поверхностный слой.
[0066] Поперечное сечение жидкой пленки топлива, впрыскиваемого через клапан 2 впрыска топлива, увеличивается по мере того, как топливо распространяется от оконечной части 32b отверстия со стороны выхода, но поскольку капли топлива рассеиваются от основной струи топлива, так что поперечное сечение жидкой пленки топлива уменьшается и, в конечном итоге, становится нулевым.
[0067] В клапане 2 впрыска топлива, согласно данному варианту осуществления изобретения, сопловое отверстие 32 сопловой пластины 30 выполнено таким образом, что второй угол θ2, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 32е и 32f поверхности внутренней стенки соплового отверстия, в наклонном разрезе вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 32а отверстия со стороны входа и оконечной части 32b отверстия со стороны выхода, больше первого угла 91, который представляет собой угол пересечения противоположных участков поверхности внутренней стенки соплового отверстия 32с и 32d в продольном разрезе вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 32а отверстия со стороны входа и оконечной части 32b отверстия со стороны выхода.
[0068] Таким образом, клапан 2 впрыска топлива способен осуществлять впрыск топлива в направлении сверху вниз, вследствие чего оно растекается в направлении малой оси Y2 оконечной части 32b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 32. При этом клапан 2 впрыска топлива создает струю F топлива в непосредственной близости к участку 32с поверхности внутренней стенки соплового отверстия 32, и таким образом, создает разряжение в зоне на участке 32d поверхности внутренней стенки внутри соплового отверстия 32. Как следствие, поток А воздуха снаружи может всасываться в сопловое отверстие 32.
[0069] Таким образом, применительно к топливу, впрыскиваемому через сопловое 32 отверстие, клапан 2 впрыска топлива уменьшает толщину h жидкой пленки топлива в направлении большой оси Х2 концевой части 32b со стороны выхода (см. фиг. 2) и обеспечивает эффективное рассеивание жидкой пленки топлива в направлении малой оси Y2 концевой части 32b со стороны выхода, что позволяет обеспечить эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива.
[0070] Кроме того, в клапане 2 впрыска топлива, согласно данному варианту осуществления изобретения, сопловое отверстие 32 выполнено таким образом, что большая ось X1 оконечной части 32а отверстия со стороны входа не совпадает с большой осью Х2 оконечной части 32b отверстия со стороны выхода, если смотреть на сопловое отверстие 32 сопловой пластины 30 в направлении вдоль оси.
[0071] Как результат, сопловое отверстие 32 выполнено таким образом, что угол θ2f с внешней стороны, представляющий собой угол пересечения оси Z с участком 32f поверхности внутренней стенки соплового отверстия, больше угла θ2е с внутренней стороны, представляющего собой угол пересечения оси Z с участком 32е поверхности внутренней стенки соплового отверстия в наклонном разрезе вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 32а отверстия со стороны входа и оконечной части 32b отверстия со стороны выхода (см. фиг. 4D).
[0072] Таким образом, мелкодисперсное топливо распыляется по асимметричной поверхности, сконцентрированной вокруг оси Z соплового отверстия 32, в наклонном разрезе вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 32а отверстия со стороны входа и оконечной части 32b отверстия со стороны выхода (см. фиг. 4D). Это позволяет предотвратить в клапане 2 впрыска топлива взаимное влияние со стороны топлива, впрыскиваемого через расположенное рядом сопловое отверстие 32.
[0073] Третий вариант осуществления изобретения
Клапан 3 впрыска топлива согласно третьему варианту осуществления изобретения содержит корпус 10 клапана, элемент 20 клапана, и сопловую пластину 30, как показано на фиг. 5А. Несколько сопловых отверстий 33, которые проходят насквозь в направлении толщины пластины, выполнены в сопловой пластине 30. Далее эти сопловые отверстия 33 будут описаны в единственном числе для большей простоты описания.
[0074] Основные конструктивные элементы корпуса 10 клапана, элемент 20 клапана, и сопловая пластина 30 аналогичны описанным выше в первом примере осуществления изобретения, поэтому элементы на фиг. 5А-5D, обозначаемые теми же ссылочными позициями, что и на фиг. 1А-1D, аналогичны элементам на фиг. 1А-1D.
[0075] Сопловое отверстие 33 выполнено таким образом, что поперечное сечение проточной части имеет овальную форму с большими осями X1 и Х2 и малыми осями Y1 и Y2 в горизонтальной проекции на сопловую пластину 30, изображенной на фиг. 5В.
[0076] Большая ось X1 и малая ось Y1 относятся к оконечной части 33а отверстия со стороны входа, которая расположена со стороны корпуса 10 клапана (верхняя часть на фиг. 5А) соплового отверстия 33, а большая ось Х2 и малая ось Y2 относятся к оконечной части 33b отверстия со стороны выхода, которая расположена со стороны, противоположной от корпуса 10 клапана (то есть в нижней части на фиг. 5А) соплового отверстия 33. Кроме того, сечение проточной части, проходящее через оконечную часть 33b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 33 выполнено асимметричным относительно малой оси Y2.
[0077] Сопловое отверстие 33 выполнено конусообразным, таким образом, что площадь сечения проточной части увеличивается от оконечной части 33а отверстия со стороны входа к оконечной части 33b отверстия со стороны выхода. Сопловое отверстие 33 выполнено таким образом, что центр оконечной части 33b отверстия со стороны выхода (то есть точка пересечения большой оси Х2 и малой оси Y2) более смещен в сторону наружной кромки боковой поверхности сопловой пластины 30, чем центр оконечной части 33а отверстия со стороны входа (то есть точка пересечения большой осью X1 и малой осью Y1).
[0078] Сопловое отверстие 33 выполнено таким образом, что второй угол θ2, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 33е и 33f поверхности внутренней стенки соплового отверстия в наклонном разрезе (см. фиг. 5С и 5D) вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 33а отверстия со стороны входа и оконечной части 33b отверстия со стороны выхода, больше первого угла θ1, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков 33с и 33d поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе (см. фиг 5А) вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 33а отверстия со стороны входа и оконечной части 33b отверстия со стороны выхода. На чертежах буквой Z обозначена ось соплового отверстия 33.
[0079] Кроме того, как описано выше, поперечное сечение проточной части, проходящей через оконечную часть 33b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 33, выполнено асимметричным относительно малой оси Y2, и таким образом, уменьшается кривизна участка 33с поверхности внутренней стенки соплового отверстия со стороны центральной части сопловой пластины 30, где топливо поступает в сопловое отверстие 33.
[0080] Как следствие, угол θ1d с внешней стороны, представляющий собой угол пересечения оси Z и участка 33d поверхности внутренней стенки соплового отверстия, больше угла θ1с с внутренней стороны, представляющего собой угол пересечения оси Z и участка 33с поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 33а отверстия со стороны входа и оконечной части 33b отверстия со стороны выхода (см. фиг. 5А).
[0081] Далее будет описана работа клапана 3 впрыска топлива согласно данному варианту осуществления изобретения. Принцип функционирования данного клапана 3 впрыска топлива такой же, как и в описанном выше первом примере осуществления изобретения, поэтому его описание будет опущено.
[0082] Клапан 3 впрыска топлива выполняет впрыск топлива, при этом топливо нагнетается насосом, не показанным на чертежах, в канал 11 подачи топлива корпуса 10 клапана. В клапане 3 впрыска топлива, когда элемент 20 клапана поднимается вверх механизмом привода клапана, не показанным на чертежах, топливо из канала 11 подачи топлива подается в сопловое отверстие 33 через зазор между седлом 13 клапана, участком наружной боковой поверхности нижнего концевого участка элемента 20 клапана и отверстием 12 клапана и впрыскивается в направлении сверху вниз от оконечной части 33b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 33.
[0083] Применительно к топливу, поступающему из канала 11 подачи топлива в сопловое отверстие 33, клапан 3 впрыска топлива формирует завихрение в струе F топлива вследствие перепада давления, создаваемого седлом 13 клапана, элементом 20 клапана и сопловой пластиной 30, и когда топливо поступает в сопловое отверстие 33 от оконечной части 33а отверстия со стороны входа, в непосредственной близости к участку 33с поверхности внутренней стенки соплового отверстия 33 возникает струя, формирующая тонкий пограничный слой.
[0084] Поперечное сечение жидкой пленки топлива, впрыскиваемого через клапан 3 впрыска топлива, увеличивается по мере того, как топливо распространяется от оконечной части 33b отверстия со стороны выхода, но поскольку капли топлива рассеиваются от основной струи топлива, поперечное сечение жидкой пленки топлива уменьшается и, в конечном итоге, становится нулевым.
[0085] В клапане 3 впрыска топлива согласно данному варианту осуществления изобретения сопловое отверстие 33 сопловой пластины 30 выполнено таким образом, что второй угол θ2, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 33е и 33f поверхности внутренней стенки соплового отверстия, в наклонном разрезе вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 33а отверстия со стороны входа и оконечной части 33b отверстия со стороны выхода, больше первого угла θ1, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков 33с и 33d поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 33а отверстия со стороны входа и оконечной части 33b отверстия со стороны выхода.
[0086] Таким образом, клапан 3 впрыска топлива способен осуществлять впрыск топлива в направлении сверху вниз, вследствие чего оно рассеивается в направлении малой оси Y2 оконечной части 33b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 33. При этом клапан 3 впрыска топлива создает струю F топлива в непосредственной близости к участку 33с поверхности внутренней стенки соплового отверстия 33, и таким образом, создает разряжение в зоне на участке 33d поверхности внутренней стенки внутри соплового отверстия 33. Как следствие, поток А воздуха снаружи может всасываться в сопловое отверстие 33.
[0087] Таким образом, применительно к топливу, впрыскиваемому через сопловое отверстие 33, клапан 3 впрыска топлива уменьшает толщину h жидкой пленки топлива в направлении большой оси Х2 оконечной части 33b отверстия со стороны выхода (см. фиг. 2) и обеспечивает эффективное рассеивание жидкой пленки топлива в направлении малой оси Y2 оконечной части 33b отверстия со стороны выхода, что позволяет обеспечить эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива.
[0088] Кроме того, в клапане 3 впрыска топлива согласно данному варианту осуществления изобретения, сопловое отверстие 33 сопловой пластины 30 выполнено таким образом, что поперечное сечение проточной части, проходящее через оконечную часть 33b отверстия со стороны выхода выполнено асимметричным по отношению к малой оси Y2 в горизонтальной проекции на сопловую пластину 30.
[0089] Как следствие, угол θ1d с внешней стороны, представляющий собой угол пересечения оси Z и участка 33d поверхности внутренней стенки соплового отверстия, больше угла θ1с с внутренней стороны, представляющего собой угол пересечения оси Z и участка 33с поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 33а отверстия со стороны входа и оконечной части 33b отверстия со стороны выхода (см. фиг. 5А).
[0090] Таким образом, клапан 3 впрыска топлива обеспечивает эффективное рассеивание жидкой пленки топлива в направлении большой оси Х2 оконечной части 33b отверстия со стороны выхода и увеличивает количество воздуха, всасываемого снаружи в сопловое отверстие 33, что позволяет обеспечить эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива.
[0091] Четвертый вариант осуществления изобретения
Клапан 4 впрыска топлива согласно четвертому варианту осуществления изобретения содержит корпус 10 клапана, элемент 20 клапана и сопловую пластину 30, как показано на фиг. 6А. Несколько сопловых отверстий 34, проходящих насквозь в направлении толщины пластины, выполнены в сопловой пластине 30. Далее эти сопловые отверстия 34 будут описаны в единственном числе для большей простоты описания.
[0092] Основные конструктивные элементы корпуса 10 клапана, элемент 20 клапана и сопловая пластина 30 аналогичны описанным выше в первом примере осуществления изобретения, поэтому элементы на фиг. 6А-6Е, обозначаемые теми же ссылочными позициями, что и на фиг 1А-1D, аналогичны элементам на фиг. 1А-1D.
[0093] Сопловое отверстие 34 выполнено таким образом, что поперечное сечение проточной части имеет овальную форму с большими осями X1 и Х2 и малыми осями Y1 и Y2 в горизонтальной проекции на сопловую пластину 30, изображенной на фиг. 6В.
[0094] Здесь большая ось X1 и малая ось Y1 относятся к оконечной части 34а отверстия со стороны входа соплового отверстия 34, которая расположена со стороны корпуса 10 клапана (верхняя часть на фиг. 6А), а большая ось Х2 и малая ось Y2 относятся к оконечной части 34b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 34, которая расположена со стороны, противоположной от корпуса 10 клапана (то есть в нижней части на фиг. 6А).
[0095] Сопловое отверстие 34 выполнено конусообразным, таким образом, что площадь сечения проточной части увеличивается от оконечной части 34а отверстия со стороны входа к оконечной части 34b отверстия со стороны выхода. Сопловое отверстие 34 выполнено таким образом, что центр оконечной части 34b отверстия со стороны выхода (то есть точка пересечения большой оси Х2 и малой оси Y2) более смещен в сторону наружной кромки боковой поверхности сопловой пластины 30, чем центр оконечной части 34а отверстия со стороны входа (то есть точка пересечения большой оси X1 и малой оси Y1).
[0096] Сопловое отверстие 34 выполнено таким образом, что второй угол θ2, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 34е и 34f поверхности внутренней стенки соплового отверстия в наклонном разрезе (см. фиг. 6С и 6D) вдоль малой оси Y2 оконечной части 34b отверстия со стороны выхода, больше первого угла θ1, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков 34с и 34d поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе (см. фиг. 6А) вдоль большой оси Х2 оконечной части 34b отверстия со стороны выхода. На чертежах буквой Z обозначена ось соплового отверстия 34.
[0097] Кроме того, сопловое отверстие 34 выполнено таким образом, что большая ось X1 оконечной части 34а отверстия со стороны входа простирается по направлению к центру О отверстия 12 клапана в горизонтальной проекции на сопловую пластину 30 (см. фиг. 6Е).
[0098] Далее будет описана работа клапана 4 впрыска топлива согласно данному примеру осуществления изобретения. Принцип функционирования этого клапана 4 впрыска топлива такой же, как и в описанном выше первом примере осуществления изобретения, поэтому его описание будет опущено.
[0099] Клапан 4 впрыска топлива выполняет впрыск топлива, при этом топливо подается насосом, не показанным на чертежах, в канал 11 подачи топлива корпуса 10 клапана. В клапане 4 впрыска топлива, когда элемент 20 клапана поднимается вверх механизмом привода клапана, не показанным на чертежах, топливо из канала 11 подачи топлива подается в сопловое отверстие 34 через зазор между седлом 13 клапана, участком наружной боковой поверхности нижнего концевого участка элемента 20 клапана и отверстием 12 клапана и впрыскивается в направлении сверху вниз от оконечной части 34b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 34.
[0100] Во впрыскиваемом топливе через клапан 4 впрыска топлива поперечное сечение жидкой пленки топлива увеличивается по мере распространения от оконечной части 34b отверстия со стороны выхода, но поскольку капли топлива рассеиваются от основной струи топлива, поперечное сечение жидкой пленки топлива постепенно уменьшается и, в конечном итоге, становится нулевым.
[0101] В клапане 4 впрыска топлива согласно данному примеру осуществления изобретения сопловое отверстие 34 сопловой пластины 30 выполнено таким образом, что второй угол θ2, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 34е и 34f поверхности внутренней стенки соплового отверстия в наклонном разрезе вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 34а отверстия со стороны входа и оконечной части 34b отверстия со стороны выхода, больше первого угла θ1, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков 34 с и 34d поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 34а отверстия со стороны входа и оконечной части 34b отверстия со стороны выхода.
[0102] Таким образом, клапан 4 впрыска топлива способен осуществлять впрыск топлива в направлении сверху вниз, вследствие чего оно рассеивается в направлении малой оси Y2 оконечной части 34b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 34. При этом клапан 4 впрыска топлива создает струю F топлива в непосредственной близости к участку 34с поверхности внутренней стенки соплового отверстия 34, и таким образом, создает разряжение в зоне на участке 34d поверхности внутренней стенки внутри соплового отверстия 34. Как следствие, поток А воздуха снаружи может всасываться в сопловое отверстие 34.
[0103] Кроме того, в клапане 4 впрыска топлива согласно данному варианту осуществления изобретения сопловое отверстие 34 сопловой пластины 30 выполнено таким образом, что большая ось X1 оконечной части 34а отверстия со стороны входа простирается по направлению к центру О отверстия 12 клапана, и таким образом, струя F топлива создается рядом с участком 34с поверхности внутренней стенки соплового отверстия 34, что является причиной образования тонкого поверхностного слоя топлива, истекающего через сопловое отверстие 34.
[0104] Таким образом, применительно к топливу, впрыскиваемому через сопловое отверстие 34, клапан 4 впрыска топлива уменьшает толщину h жидкой пленки топлива в направлении большой оси Х2 оконечной части 34b отверстия со стороны выхода (см. фиг. 2) и обеспечивает эффективное рассеивание жидкой пленки топлива в направлении малой оси Y2 оконечной части 34b отверстия со стороны выхода, что позволяет обеспечить эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива.
[0105] Пятый вариант осуществления изобретения
Клапан 5 впрыска топлива согласно пятому варианту осуществления изобретения содержит корпус 10 клапана, элемент 20 клапана и сопловую пластину 30, как изображено на фиг. 7А. Несколько сопловых отверстий 35, проходящих насквозь в направлении толщины пластины, выполнены в сопловой пластине 30. Далее эти сопловые отверстия 35 будут описаны в единственном числе для большей простоты описания.
[0106] Основные конструктивные элементы корпуса 10 клапана, элемент 20 клапана и сопловая пластина 30 аналогичны описанным выше в первом примере осуществления изобретения, поэтому элементы на фиг. 7А-7D, обозначаемые теми же ссылочными позициями, что и на фиг. 1А-1D, аналогичны элементам на фиг. 1А-1D.
[0107] Сопловое отверстие 35 выполнено таким образом, что поперечное сечение проточной части имеет овальную форму с большими осями X1 и Х2 и малыми осями Y1 и Y2 в горизонтальной проекции на сопловую пластину 30, изображенной на фиг. 7В.
[0108] Здесь большая ось X1 и малая ось Y1 относятся к оконечной части 35а отверстия со стороны входа соплового отверстия 35, расположенной со стороны корпуса 10 клапана (верхняя часть на фиг. 7А), а большая ось Х2 и малая ось Y2 относятся к оконечной части 35b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 35, расположенной со стороны, противоположной от корпуса 10 клапана (то есть в нижней части на фиг. 7А).
[0109] Сопловое отверстие 35 выполнено конусообразным, таким образом, что площадь поперечного сечения проточной части увеличивается от оконечной части 35а отверстия со стороны входа к оконечной части 35b отверстия со стороны выхода. Сопловое отверстие 35 выполнено таким образом, что центр оконечной части 35b отверстия со стороны выхода (то есть точка пересечения большой оси Х2 и малой оси Y2) более смещен в сторону наружной кромки боковой поверхности сопловой пластины 30, чем центр оконечной части 35а отверстия со стороны входа (то есть точка пересечения большой оси X1 и малой оси Y1).
[0110] Сопловое отверстие 35 выполнено таким образом, что второй угол θ2, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 35е и 35f поверхности внутренней стенки соплового отверстия в наклонном разрезе (см. фиг. 7С и 7D) вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 35а отверстия со стороны входа и оконечной части 35b отверстия со стороны выхода, больше первого угла θ1, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков 35 с и 35d поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе (см. фиг. 7А) вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 35а отверстия со стороны входа и оконечной части 35b отверстия со стороны выхода. На чертежах буквой Z обозначена ось соплового отверстия 35.
[0111] Кроме того, оконечная часть 35а отверстия со стороны входа соплового отверстия 35 расположена в непосредственной близости с участком внутренней боковой кромки корпуса 10 клапана.
[0112] Далее будет описана работа клапана 5 впрыска топлива согласно данному примеру осуществления изобретения. Принцип функционирования данного клапана 5 впрыска топлива такой же, как и в описанном выше первом варианте осуществления изобретения, поэтому его описание будет опущено.
[0113] Клапан 5 впрыска топлива выполняет впрыск топлива, при этом топливо подается насосом, не показанным на чертежах, в канал 11 подачи топлива корпуса 10 клапана. Таким образом, в клапане 5 впрыска топлива, когда элемент 20 клапана поднимается вверх механизмом привода клапана, не показанным на чертежах, топливо из канала 11 подачи топлива поступает в сопловое отверстие 35 через зазор между седлом 13 клапана, участком наружной боковой поверхности нижнего концевого участка элемента 20 клапана и отверстием 12 клапана и впрыскивается в направлении сверху вниз от оконечной части 35b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 35.
[0114] Во впрыскиваемом топливе через клапан 5 впрыска топлива поперечное сечение жидкой пленки топлива увеличивается, по мере распространения от оконечной части 35b отверстия со стороны выхода, но поскольку капли топлива рассеиваются от основной струи топлива, поперечное сечение жидкой пленки топлива постепенно уменьшается и, в конечном итоге, становится нулевым.
[0115] В клапане 5 впрыска топлива согласно данному примеру осуществления изобретения сопловое отверстие 35 сопловой пластины 30 выполнено таким образом, что второй угол θ2, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 35е и 35f поверхности внутренней стенки соплового отверстия в наклонном разрезе вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 35а отверстия со стороны входа и оконечной части 35b отверстия со стороны выхода, больше первого угла θ1, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков 35с и 35d поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 35а отверстия со стороны входа и оконечной части 35b отверстия со стороны выхода.
[0116] Таким образом, клапан 5 впрыска топлива способен осуществлять впрыск топлива в направлении сверху вниз, вследствие чего оно рассеивается в направлении малой оси Y2 оконечной части 35b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 35. При этом клапан 5 впрыска топлива создает струю F топлива в непосредственной близости к участку 35 с поверхности внутренней стенки соплового отверстия 35, и таким образом, создает разряжение в зоне на участке 35d поверхности внутренней стенки внутри соплового отверстия 35. Как следствие, поток А воздуха снаружи может всасываться в сопловое отверстие 35.
[0117] Таким образом, применительно к топливу, впрыскиваемому через сопловое отверстие 35, клапан 5 впрыска топлива уменьшает толщину h жидкой пленки топлива в направлении большой оси Х2 оконечной части 35b отверстия со стороны выхода (см. фиг. 2) и обеспечивает эффективное рассеивание жидкой пленки топлива в направлении малой оси Y2 оконечной части 35b со стороны выхода, что позволяет обеспечить эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива.
[0118] Кроме того, в клапане 5 впрыска топлива согласно данному варианту осуществления изобретения сопловое отверстие 35 сопловой пластины 30 выполнено таким образом, что оконечная часть 35а отверстия со стороны входа расположена в непосредственной близости с участком внутренней боковой кромки отверстия 12 клапана корпуса 10 клапана. Таким образом, клапан 5 впрыска топлива направляет топливо, протекающее между седлом 13 клапана корпуса 10 клапана и участком наружной боковой поверхности элемента 20 клапана, непосредственно в сопловое отверстие 35.
[0119] Таким образом, применительно к топливу, впрыскиваемому через сопловое отверстие 35, клапан 5 впрыска топлива поддерживает вихревое движение в струе топлива, поступающего через корпус 10 клапана, не давая ему быстро ослабнуть, что позволяет обеспечить эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива.
[0120] Шестой вариант осуществления изобретения
Клапан 6 впрыска топлива согласно шестому варианту осуществления изобретения содержит корпус 10 клапана, элемент 20 клапана и сопловую пластину 30, как показано на фиг. 8А. Несколько сопловых отверстий 36, проходящих насквозь в направлении толщины пластины, выполнены в сопловой пластине 30. Далее эти сопловые отверстия 36 будут описаны в единственном числе для большей простоты описания.
[0121] Основные конструктивные элементы корпуса 10 клапана, элемент 20 клапана и сопловая пластина 30 аналогичны описанным выше в первом варианте осуществления изобретения, поэтому элементы на фиг. 8А-8D, обозначаемые теми же ссылочными позициями, что и на фиг. 1А-1D, аналогичны элементам на фиг. 1А-1D.
[0122] В данном клапане 6 впрыска топлива на поверхности сопловой пластины 30, обращенной к корпусу 10 клапана, выполнен элемент 37 углубления, охватывающий участок внутренней боковой кромки отверстия 12 клапана.
[0123] Сопловое отверстие 36 выполнено таким образом, что поперечное сечение проточной части имеет овальную форму с большими осями X1 и Х2 и малыми осями Y1 и Y2 в горизонтальной проекции на сопловую пластину 30, изображенной на фиг.8В.
[0124] Здесь большая ось X1 и малая ось Y1 относятся к оконечной части 36а отверстия со стороны входа соплового отверстия 36, расположенной со стороны корпуса 10 клапана (верхняя часть на фиг. 8А), а большая ось Х2 и малая ось Y2 относятся к оконечной части 36b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 36, расположенной со стороны, противоположной от корпуса 10 клапана (то есть в нижней части на фиг. 8А).
[0125] Сопловое отверстие 36 выполнено конусообразным, таким образом, что площадь поперечного сечения проточной части увеличивается от оконечной части 36а отверстия со стороны входа к оконечной части 36b отверстия со стороны выхода. Сопловое отверстие 36 выполнено таким образом, что центр оконечной части 36b отверстия со стороны выхода (то есть точка пересечения большой оси Х2 и малой оси Y2) более смещен в направлении наружной кромки боковой поверхности сопловой пластины 30, чем центр оконечной части 36а отверстия со стороны входа (то есть точка пересечения большой оси X1 и малой оси Y1).
[0126] Сопловое отверстие 36 выполнено таким образом, что второй угол θ2, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 36е и 36f поверхности внутренней стенки соплового отверстия в наклонном разрезе (см. фиг. 8С и 8D) вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 36а отверстия со стороны входа и оконечной части 36b отверстия со стороны выхода, больше первого угла θ1, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков 36с и 36d поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе (см. фиг. 8А) вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 36а отверстия со стороны входа и оконечной части 36b отверстия со стороны выхода. На чертежах буквой Z обозначена ось соплового отверстия 36.
[0127] Кроме того, оконечная часть 36а отверстия со стороны входа соплового отверстия 36 выполнена в непосредственной близости с участком внутренней боковой кромки корпуса 10 клапана.
[0128] Далее будет описана работа клапана 6 впрыска топлива согласно данному варианту осуществления изобретения. Принцип функционирования данного клапана 6 впрыска топлива такой же, как и в описанном выше первом примере осуществления изобретения, поэтому его описание будет опущено.
[0129] Клапан 6 впрыска топлива выполняет впрыск топлива, при этом топливо подается насосом, не показанным на чертежах, в канал 11 подачи топлива корпуса 10 клапана. В клапане 6 впрыска топлива, когда элемент 20 клапана поднимается вверх механизмом привода клапана, не показанным на чертежах, топливо из канала 11 подачи топлива, поступает в сопловое отверстие 36 через зазор между седлом 13 клапана, участком наружной боковой поверхности нижнего концевого участка элемента 20 клапана и отверстием 12 клапана и впрыскивается в направлении сверху вниз от оконечной части 36b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 36.
[0130] Во впрыскиваемом топливе через клапан 6 впрыска топлива поперечное сечение жидкой пленки топлива увеличивается, по мере распространения от оконечной части 36b отверстия со стороны выхода, но поскольку капли топлива рассеиваются от основной струи топлива, поперечное сечение жидкой пленки топлива постепенно уменьшается и, в конечном итоге, становится нулевым.
[0131] В клапане 6 впрыска топлива согласно данному варианту осуществления изобретения сопловое отверстие 36 сопловой пластины 30 выполнено таким образом, что второй угол θ2, представляющий собой угол пересечения противолежащих участков 36е и 36f поверхности внутренней стенки соплового отверстия в наклонном разрезе вдоль малых осей Y1 и Y2 оконечной части 36а отверстия со стороны входа и оконечной части 36b отверстия со стороны выхода, больше первого угла θ1, представляющего собой угол пересечения противолежащих участков 36с и 36d поверхности внутренней стенки соплового отверстия в продольном разрезе вдоль больших осей X1 и Х2 оконечной части 36а отверстия со стороны входа и оконечной части 36b отверстия со стороны выхода.
[0132] Таким образом, клапан 6 впрыска топлива способен осуществлять впрыск топлива в направлении сверху вниз, вследствие чего оно рассеивается в направлении малой оси Y2 оконечной части 36b отверстия со стороны выхода соплового отверстия 36. При этом клапан 6 впрыска топлива создает струю F топлива в непосредственной близости с участком 36 с поверхности внутренней стенки соплового отверстия 36, и таким образом, создает разряжение в зоне на участке 36d поверхности внутренней стенки внутри соплового отверстия 36. Как следствие, поток А воздуха снаружи может всасываться в сопловое отверстие 36.
[0133] Таким образом, применительно к топливу, впрыскиваемому через сопловое отверстие 36, клапан 6 впрыска топлива уменьшает толщину h жидкой пленки топлива в направлении большой оси Х2 оконечной части 36b отверстия со стороны выхода (см. фиг. 2) и обеспечивает эффективное рассеивание жидкой пленки топлива в направлении малой оси Y2 оконечной части 36b отверстия со стороны выхода, что позволяет обеспечить эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива.
[0134] Кроме того, в клапане 6 впрыска топлива согласно данному варианту осуществления изобретения, сопловое отверстие 36 сопловой пластины 30 выполнено таким образом, что оконечная часть 36а отверстия со стороны входа выполнена в непосредственной близости с участком внутренней боковой кромки отверстия 12 клапана корпуса 10 клапана. Таким образом, клапан 6 впрыска топлива направляет топливо, протекающее между седлом 13 клапана корпуса 10 клапана и участком наружной боковой поверхности элемента 20 клапана, непосредственно в сопловое отверстие 36.
[0135] Таким образом, применительно к топливу, впрыскиваемому через сопловое отверстие 36, клапан 6 впрыска топлива поддерживает вихревое движение в струе топлива, поступающего через корпус 10 клапана, не давая ему быстро ослабнуть, что позволяет обеспечить эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива.
[0136] Кроме того, в клапане 6 впрыска топлива, согласно данному варианту осуществления изобретения, на поверхности сопловой пластины 30, обращенной к корпусу 10 клапана, выполнен элемент 37 углубления, охватывающий участок внутренней боковой кромки отверстия 12 клапана. Данная конструкция позволяет избежать пересечения оконечной части 36а отверстия со стороны входа соплового отверстия 36 с торцевой частью корпуса 10 клапана, таким образом, не требуется слишком точной обработки соплового отверстия 36.
[0137] Кроме того, при использовании данного клапана 6 впрыска топлива между элементом 37 углубления и торцевой частью корпуса 10 клапана возникает торможение топлива, что усиливает вихревое движение в топливе, поступающем через сопловое отверстие 36, и таким образом обеспечивается более эффективное мелкодисперсное распыление капель топлива, которое впрыскивается через сопловое отверстие.
[0138] Технический объем изобретения клапана впрыска топлива не ограничен описанными выше вариантами осуществления изобретения и включает в себя различные модификации составляющих его элементов, описанных в формуле изобретения, без отклонения от объема изобретения.
[0139] В описанных выше вариантах осуществления изобретения большие оси X1 оконечных частей с 31а по 33а, 35а и 36а отверстий со стороны входа сопловых отверстий с 31 по 33, 35 и 36, и большие оси Х2 оконечных частей с 31b по 33b, 35b и 36b отверстий со стороны выхода сопловых отверстий с 31 по 33, 35 и 36 простираются, по существу, в одном и том же направлении, а малые оси Y1 оконечных частей с 31а по 33а, 35а и 36а отверстий со стороны входа сопловых отверстий с 31 по 33, 35 и 36, и малые оси Y2 оконечных частей с 31b по 33b, 35b и 36b отверстий со стороны выхода сопловых отверстий с 31 по 33, 35 и 36 простираются, по существу, в одном и том же направлении. В качестве другого варианта, большие оси X1 оконечных частей с 31а по 33а, 35а и 36а отверстий со стороны входа сопловых отверстий с 31 по 33, 35 и 36, и малые оси Y2 оконечных частей с 31b по 33b, 35b и 36b отверстий со стороны выхода сопловых отверстий с 31 по33, 35 и 36 могут простираться, по существу, в одном и том же направлении, а малые оси Y1 оконечных частей с 31а по 33а, 35а и 36а отверстий со стороны входа сопловых отверстий с 31 по 33, 35 и 36 и большие оси Х2 оконечных частей с 31b по 33b, 35b и 36b отверстий со стороны выхода сопловых отверстий с 31 по 33, 35 и 36 могут простираться, по существу, в одном и том же направлении.
[0140] Как описано выше, клапан впрыска топлива в соответствии с изобретением эффективно рассеивает жидкую пленку топлива, которая впрыскивается через сопловое отверстие, и таким образом обеспечивает мелкодисперсное распыление капель топлива. Данный клапан впрыска топлива может в целом использоваться в различных типах двигателей внутреннего сгорания.