JPH0267459A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は燃料噴射ノズルに係り、特にノズルボディ先端
部に形成された複数の噴孔を通して機関の燃焼室内へ燃
料が噴射され、噴孔に対する燃料供給がニードル弁部材
のノズルボディ先端部内部に設けられた弁座との当接に
よって遮断される形式の噴孔型燃料噴射ノズルに関する
ものである。

この種のノズルはディーゼルＩＩ閏に用いられると好適
である。

［従来技術］ 一般に、ディーゼル機関では、シリンダ内に吸入した空
気を高圧縮して高温度にし、その内部に燃料を送り込ん
で着火燃焼させている。この燃焼は極めて短時間で終了
させなければならない。よって、空気との混合を容易に
するため燃料は霧状で供給される。この燃料は、フィー
ドポンプによって燃料タンクから吸い上げられてフュー
エル・フィルタに送られ、水分、異物が除去された後、
インジェクションポンプに送られる。インジェクション
ポンプで高圧に加圧された燃料は高圧バイブを経て噴射
ノズルに送られ、シリンダ内の燃焼室内に噴射される。

噴孔型燃料噴射ノズルは、先端部が細く閉塞されている
円筒状のノズルボディの内部でニードル弁部材が往復動
する。ニードル弁部材の先端部に形成された円錐面がノ
ズルボディ先端部内部に形成された弁座に当接したとき
にノズルボディ内先端部への燃料の供給が遮断される。

また、ニードル弁部材の円錐面が弁座から離れたときに
ノズルボディ内先端部への燃料の供給が行われて、ノズ
ルボディ先端部に形成された複数の噴孔を通して燃焼室
内に燃料が噴射されるようになっている。

また、弁開成時にノズルボディ先端部の内部空間がニー
ドル弁によって占有され噴孔入口が塞がれる形式のもの
と、余裕空間を残し噴孔入口が二ドル弁部材によっては
塞がれない形式のものとがある。余裕空間（サック空間
）のないものをサックレス・ノズル、余裕空間の大ぎな
ものを標準サック・ノズル、′余裕空間の小さなものを
ローサック・ノズルと称している。

噴孔の数、噴孔径、噴射方向、サック容積は機関の排出
ガスに影響を与え、余裕空間の容積を減らすと排出ガス
中のＨＣが減少することが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ この種の噴射ノズルは、シリンダ中心線に対して傾斜し
た姿勢で燃焼室に臨み配設されるため、ノズル中心線（
シ）に対する各噴孔中心線（Ｌｌ）、（Ｌ２）の傾斜角
（θ１）、（θ２）は互いに異なっている。（第３図）
この傾斜角の選択が噴霧特性に影響を与える。そして、
傾斜角が大きくなるほど噴孔入口での燃料の圧力損失が
増大して燃料噴射速麿が小さくなり噴霧到達距離が短か
くなる。よって、各噴孔からの噴霧到達距離にばらつき
が生じるという問題があった。

よって、本発明は噴霧到達距離のばらつきが小さい噴孔
型燃料噴射ノズルを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段およびその作用］この目的
を達成するため、本発明においては、各噴孔の周囲が凹
曲面形状に面取りされ、該曲面形状の凹みの基底に噴孔
入口が存在する燃料噴射ノズルが提供される。

斯かる構成によれば、噴霧される燃料が曲面形状の凹み
内に溜まって一旦流速が低下し、渦流の少ない状態で、
かつ高い制圧を得て噴孔から噴射され、よって上述の問
題点が解消される。

［実施例］ 本発明の−・実施例に係る噴射ノズルが第１図及び第２
図に示されている。

図において、先端部が閉塞されている円筒状のノズルボ
ディ１は円筒状のノズルホルダ２によって保持されてい
る。ノズルボディ１の内室３にはニードル弁部材４が往
復動可能に嵌挿されている。

ノズルホルダ２の内室５には圧縮コイルばね６が収納さ
れている。圧縮コイルばね６は、ばね受は部材７を介し
てニードル弁部材４を押圧している。

これにより、ニードル弁部材４の円錐面形状の先端部４
１がノズルボディ１の先端部内部に形成された円錐面形
状の弁座１１に当接している。第１同の状態では、弁座
１１に押し付けられたニードル弁部材４により噴孔８は
閑じられている。燃料流路９．１０を通して燃料はノズ
ルボディ１の油溜り１２に供給されると、圧縮コイルば
ね６の押圧力（設定荷重）に抗してニードル弁部材４を
弁座１１から離す。これにより、噴孔８が開放されて燃
料の噴射が行われる。

噴孔８の周囲に凹み１３が設けられているため、噴孔入
口８Ａ付近で渦流が生じ難く燃料の圧力損失が少ない。

これにより、各噴孔８からはほぼ均一の噴射速さで燃料
が噴出されることになる。

第４図及び第５図には、噴孔８に凹み１３が形成されて
いるいわゆる標準サックノズルと形成されていないいわ
ゆるサックレスノズルにおける燃料の流れ状態が示され
ている。この図から明らかなように、サックレスノズル
では噴孔入口付近で渦流が生じている。

かかる構成によれば、燃料が曲面形状の凹み内に溜まっ
て一旦流速が低下し、渦流の少ない状態で、かつ高い静
圧を得て噴孔から噴射される。したがって、ノズル中心
線に対する噴孔中心線の傾斜角の違いが燃料噴射速度、
噴霧到達距離に与える影響は少なくなり、各噴孔からの
燃料噴射速度、噴霧到達距離のばらつきは小さくなる。

凹みの形状は球面の一部としてこれを形成することが好
ましいが、球面以外の他の円滑なる凹曲面であってもよ
い。球面形状の凹みの形成は、ノズルボディ先端部への
噴孔の加工に先立って行われる。まず、剛体としての鋼
球を噴孔中心線を基準としてノズルボディの内表面の噴
孔形成予定位置に押し付は圧痕をつけることに行われる
。第６図、第７図に、このようにして形成した球面形の
凹み１３Ａ、１３Ｂが示されている。凹み１３Ａ。

１３Ｂを形成するために用いた鋼球ＳＢ、。

Ｓ８　の半径ｒはそれぞれｒ　　、ｒ２（ただし、ｒｌ
　＜ｒ２）であり、凹み１４Ａ、１４Ｂの深さＤはそれ
ぞれり４．０２　　（Ｄ、＞０２）になっている。凹み
の半径ｒ１深さＤは、その大ぎさを任意に選択すること
ができ、もって噴孔８から噴射される燃料の噴射速度を
大きくするとともに、各噴孔からの噴射速度のばらつき
を小さくすることが可能である。また、凹み１３Ａ、１
３Ｂは余裕空間（サック中門）として機能するが、該サ
ック容積を可及的に小さくすることをも考慮して前記半
径ｒ１深さＤを選択するのが機関排出ガス中の１−１量
を減らすために有効である。

第８図は、異なる半径ｒの鋼球により形成された凹みの
深さが変化したとき噴霧到達距離がどのように変化する
かを調べた特性曲線を示すグラフである（但し凹みの半
径は前述のｒ　　、ｒ２の２種類である）。図中、ａ、
ａ２はそれぞれの凹みを設けた噴射ノズルにおける噴霧
到達距離のばらつきを示している。このグラフから明ら
かなように、凹みの半径ｒは小さい方が一般に噴霧到達
距離が大きい。また、半径ｒの大小にかかわらず深さＤ
が大きくなるほど噴孔間噴霧到達距離のばらつきが小さ
くなる。

第９図は、別の実施例噴射ノズルを示している。

この実施例では全ての凹み１３が該凹み１３の深さより
も浅い断面Ｕ字形の周溝１４によって互いに連通されて
いる。周溝１４の存在は、各凹み１３内における燃料の
圧りを均一化するのに有効であり、噴孔からの噴霧到達
距離のばらつきが更に低減される。

第１０図から第１２図まではそれぞれ更に別の実施例を
示している。

第１０図の実施例では、ニードル弁部材４の先端に環状
段差部４２が形成されている。段差部４２を形成するこ
とにより燃料の流線は図示のようになる。すなわち凹み
１３側の流線は円滑に噴孔８内へ向い、ニードル弁部材
４側の流線は段差部４２で方向変換されて噴孔８内へ向
う。したがって、噴孔８内への燃料の流入がより円滑に
行われることになる。

第１１図の実施例においては、ニードル弁部材４の先端
角度αが弁座１１の開先角度βよりも大きくなっている
。この構造では噴孔入口８八部分における流路容積が増
大し、燃料流速が更に低下して静圧が上昇するため噴霧
到達距離ばらつき減少に加えて燃料噴射速度、噴霧到達
距離が増大する。

第１２図の実施例では、噴孔８の位置が弁座１１のニー
ドル弁部材４との当接部１５に隣接して設けられている
。よって、燃料の圧力損失をより少なくして噴孔８内に
誘毒することができるので、噴霧到達距離ばらつき減少
に加えて燃料噴射速度、噴霧到達距離の増大さＵること
ができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の噴射ノズルで
は、燃料が曲面形状の凹み内に到って一旦流速が低下し
、渦流の少ない状態で、かつ高い静圧を得て噴孔から噴
射される。したがって、ノズル中心線に対するそれぞれ
の噴孔中心線の傾斜角が異なっても燃料噴射速度、噴霧
到達距離に与える影響は少なくなり、噴孔からの燃料噴
射速度、噴霧到達距離のばらつきを小さくすることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第２図に示された噴射ノズルの拡大された破
断断面図、 第２図は、本発明の一実施例の噴射ノズルの破断断面図
、 第３図は、従来の噴射ノズルの拡大された破断断面図、 第４図および第５図は、第１図及び第３図に示された噴
射ノズルの噴孔部の燃料の流れをそれぞれ示す破断断面
図、 第６図及び第７図は、それぞれ凹みの形状を示す断面図
、 第８図は、凹みの深さを変えた場合の噴孔から噴霧され
た燃料の到達距離のばらつきの度合を示す特性図、 第９図から第１２図までは、それぞれ別の実施例を示す
破断断面図である。 １・・・ノズルボディ、４・・・ニードル弁部材、８・
・・噴孔、８△・・・噴孔入口、１１・・・弁座、１３
・・・凹み。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノズルボデイ先端部に形成された複数の噴孔を通
   して機関の燃焼室内へ燃料が噴射され、噴孔に対する燃
   料供給がニードル弁部材の前記ノズルボデイ先端部内部
   に設けられた弁座との当接によつて遮断される形式の噴
   孔型燃料噴射ノズルにおいて、 各噴孔の周囲が凹曲面形状に面取りされ、該曲面形状の
   凹みの基底に該噴孔入口が存在することを特徴とする燃
   料噴射ノズル。
2. （２）前記凹曲面が球面の一部であることを特徴とする
   請求項１記載の燃料噴射ノズル。
3. （３）前記ニードル弁部材の先端部に全周にわたつて凹
   みが形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃
   料噴射ノズル。
4. （４）前記ニードル弁部材の先端部の先端角度が前記弁
   座の開先角度より大きいことを特徴とする請求項１記載
   の燃料噴射ノズル。
5. （５）前記噴孔入口が、前記ニードル弁部材と前記弁座
   との当接部に隣接して設けられていることを特徴とする
   請求項１記載の燃料噴射ノズル。
6. （６）前記凹みが環状溝を介して相互に連通されている
   ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ノズル。