[发明专利]燃料喷射阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种在内燃机的燃料供给系统中使用的电磁式的燃料喷射阀，特别地，涉及一种能同时实现燃料喷射阀的喷雾特性中的喷雾指向性及微粒化的燃料喷射阀。

背景技术

近年来，在强化限制汽车等的尾气的过程中，要求提高内燃机的燃烧效率。

一般来说，在燃料喷射阀的任意的喷孔中，燃料液膜在喷孔内越薄地展开，喷射后液膜分裂而成为液滴时的粒径就越小，但从单个喷孔喷射出的液膜的角度(以下称为“单喷雾角”)就会变大。此时，喷雾粒径与单喷雾角间的关系如图13的纵轴及横轴所示处于此消彼长(日文：トレードオフ)的关系。

以往，在将燃料朝向设于吸气端口的前端的吸气阀喷射的内燃机中，使燃料附着在吸气阀上，并将气化的燃料供给到燃烧室。

但是，若在微粒化不充分的情况下增大单喷雾角，而使多个单喷雾集合后的集合喷雾的喷雾角过度增大，则存在喷射时位于喷雾中心轴外侧的喷雾附着在吸气端口内壁上的量增加，而使发动机控制性变差这样的问题。

此外，附着在吸气端口上的喷雾成为液膜并顺着吸气端口内壁流入燃烧室时，会存在导致尾气性能变差及燃烧效率降低的问题。

因此，作为上述问题的解决措施，提出了各种用于同时实现喷雾的微粒化及集合化的技术(例如参照专利文献1、专利文献2)。

在专利文献1中，将形成于喷孔板的多个喷孔形成在比朝下游侧缩径的阀座的最小内径、即阀座开口内壁更靠径向外侧的位置，在阀座的下游侧端面形成将阀座开口内壁与喷孔连通的腔室。

此外，当将多个喷孔入口投影在与阀座轴心正交的平面上时，将多个喷孔的最外径与腔室外周壁间的距离设定为喷孔直径以上。

藉此，在开阀时，通过使从阀座轴心朝向喷孔的中心流入的燃料流与流过喷孔间并沿着腔室外周面的流动中的一部分流入喷孔的燃料流发生碰撞，在燃料流中发生紊流，从而使液膜分裂以促进微粒化。

此外，在专利文献2中，在阀座的开口部端部具有燃料室，该燃料室设置有长轴和比长轴短且与长轴正交的短轴，其长轴比阀座开口部的内径长、短轴比阀座开口部的内径短，将喷孔配置在燃料室内。

藉此，通过以使燃料相对于阀座轴心朝向径向外侧流动的方式在燃料室内形成旋流，以使所喷射的燃料薄膜化，从而促进微粒化。

不过，为了了解燃料喷雾的微粒化机制而先对从喷孔喷射出的燃料进行放大摄影的结果是，明确了燃料的分裂过程是想要使燃料扩散的力克服表面张力，而向“液膜”→“液线”→“液滴”分裂的过程。

此外，明确了一旦变为液滴，由于表面张力的影响变大，因此，之后便不易分裂。

藉此，明确了若将燃料的紊流较少的“薄液膜”从喷孔喷射，并使上述液膜在更薄地展开之后进行分裂，则能进一步实现微粒化，相反，若在燃料流中发生紊流，则在燃料液膜较薄地展开之前会以“厚液膜”的状态分裂，因此，分裂后的液滴也会变大。

此外，在形成于喷孔板的多个喷孔配置在比阀座开口内壁更靠径向外侧的位置、且设置有将阀座开口内壁与喷孔连通的腔室的燃料喷射阀中，在开阀时，燃料在腔室内从阀座轴心呈放射状扩散，并朝向喷孔的中心流入。

因而，在从燃料喷射阀朝向多个方向喷射集合喷雾的情况下，流入喷孔的燃料在喷孔内的流向朝向所希望的喷射方向急剧变化，因此，会在喷孔内形成旋流。另外明确了，此时在喷孔内产生的旋流不会使燃料流发生紊流，而想要将燃料扩展成薄液膜，因此，能减小喷射后的粒径。

但是，在专利文献1和专利文献2中，均没有合适地利用上述了解的微粒化机制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001－46919号公报

专利文献2：日本专利特开2006－2620号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

现有的燃料喷射阀在专利文献1的情况下，在开阀时促进从阀座轴心朝向喷孔的中心流入的燃料流与使流过喷孔间并沿着腔室外周面的流动的一部分流入喷孔的燃料流的碰撞，由于在燃料流中产生紊流，因此，存在粒径变差这样的问题。

此外，存在没有对用于在喷孔内形成旋流的喷孔配置进行定义这样的技术问题。

另一方面，在专利文献2的情况下，使在燃料室形成的旋流流入喷孔，这样虽然能喷射涡旋喷雾，但由于需要以促进微粒化的程度对旋流进行强化，因此，集合喷雾的喷雾角过度扩大，因而，存在很难同时实现喷雾的微粒化和集合化这样的技术问题。